JP2005318676A - 駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定性の補償と規範応答のための補償を独立して行いながら、車両の振動を抑制する。
【解決手段】車両の運転状態に基づいて第１の動力源と第２の動力源に対するトルクの基本指令値を第１の基本指令値Ｔｅ^*と第２の基本指令値Ｔｍ^*としてそれぞれ演算し、第１の基本指令値と第２の基本指令値からトルク規範値Tm_refを求める。そしてトルク規範値Tm_refに基づいて駆動輪回転速度規範値ωｄ＿refを演算し、駆動輪回転速度規範値と、実際の駆動輪回転速度の偏差ωｄ_errを求めて、この偏差から振動周波数成分のみを抽出し、前記偏差ωｄ_errと振動周波数成分に基づいてトルク補正値Tm_FBを演算する。そして、トルク補正値Tm_FBに基づいて第１基本指令値Ｔｅ^*または第２基本指令値Ｔｍ^*を補正する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、車両等に用いられる振動抑制用の駆動力制御装置の改良に関する。

モータやエンジンなどの駆動源のトルク変化に伴ないドライブシャフトのねじれ等起因して発生する駆動系の振動(例えば、ガクガク振動)を抑制するものが、特許文献１等に知られている。

これは、所定の周波数帯域のモータの回転数（振動周波数成分）をフィードバックし、目標トルクが実現されるようにＰＤ（比例・微分）制御しており、このＰＤ制御によって規範応答（過渡応答特性）と安定性（目標値への追従性）とを両立している。
特開２００２−１７１７７８号

しかしながら、上記従来例では、規範応答と安定性との両立を一つのＰＤ補償器で実現しているため、例えば、規範応答を変更したい場合に、安定性への影響も考慮しつつＰＤ補償器を再設計しなければならず、開発効率が悪いといった問題があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、安定性の補償と規範応答のための補償を独立して行いながら、車両の振動を抑制することを目的とする。

本発明は、応答性の異なる第１の動力源及び第２の動力源のうち少なくとも一方のトルクを駆動輪へ伝達する駆動力制御装置において、車両の運転状態に基づいて第１の動力源と第２の動力源に対するトルクの基本指令値を第１の基本指令値と第２の基本指令値としてそれぞれ演算し、第１の基本指令値と第２の基本指令値からトルク規範値を求める。そしてこのトルク規範値に基づいて駆動輪回転速度規範値を演算し、駆動輪回転速度規範値と、実際の駆動輪回転速度の偏差を求めて、この偏差から振動周波数成分のみを抽出し、前記偏差と振動周波数成分に基づいてトルク補正値を演算する。そして、トルク補正値に基づいて第１基本指令値または第２基本指令値のうち少なくとも一方を補正して最終第１トルク指令値および最終第２トルク指令値を出力して第１の動力源と第２の動力源を制御する。

したがって、本発明によれば、応答性の異なる複数の動力源を組み合わせて車両を駆動する場合、例えば、第１の動力源を応答性の低いエンジンで構成し、第２の動力源を応答性の高いモータで構成すると、エンジントルクによって発生する駆動輪回転速度規範値をより正確に演算することができるため、第１基本指令値のみが発生するような走行条件においては、第１基本指令値Ｔｅ^*がステップ変化した際に、エンジンの本来持っている遅れ分をトルク補正値演算手段で補正することがなく、したがって、オーバーシュートの発生を回避して振動を抑制することができ、基本指令値と実際のトルクの間に定常偏差が生じることなく、安定性の補償と規範応答のための補償を独立して行いながら、良好な制振性能を実現することができる。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明を適用するハイブリッド車両の一例を示し、シリーズ・パラレルハイブリッド車両を例としてあげている。

駆動源として第１駆動源となる交流同期モータ１と、発電用モータ４を備えた第２駆動源としてのエンジン２が、電磁クラッチ３を介して直列的に配置され、交流同期モータ１の後段には無段変速機５とファイナルギア５０を介して駆動軸６０及びタイヤ６１が連結される。クラッチコントローラ１２によって制御される電磁クラッチ３が締結状態のときにパラレルハイブリッドとして駆動が行われ、電磁クラッチ３の解放状態のときには、発電用モータ４からの電力により交流同期モータ１が駆動されるシリーズハイブリッドとなる。

交流同期モータ１は、駆動トルク制御による車両の駆動や回生ブレーキ制御による車両運動エネルギーをバッテリー８へ回収を行うものであり、モータコントローラ１４によって制御される。なお、モータコントローラ１４は、高電圧のインバータ７を介して各モータの駆動、回生を制御する。

エンジン２は、スロットルアクチュエータ２０による吸入空気量とインジェクタによる燃料噴射量と、点火プラグによる点火時期の制御により、エンジントルクが指令値と一致するようにエンジンコントローラ１３で制御され、希薄燃焼が可能となっている。

発電用モータ４は、上述のシリーズ走行モードにおいてバッテリー８の充電状態に応じてエンジン出力トルクを電気エネルギーに変換し、インバータ７を介してバッテリー８に充電する。なお、発電用モータ４は、モータコントローラ１４によって制御される。

無段変速機５は、プライマリプーリ５ｐとセカンダリプーリ５ｓの半径を油圧制御で可変することで変速比が指令値に一致するように変速機コントローラ１１によって制御される。

なお、バッテリー８は、高電圧バッテリで構成され、バッテリーコントローラ１５により監視制御され、交流同期モータ１からの回生エネルギーや発電用モータ４が発電した電気エネルギーを蓄積する。

これらの変速機コントローラ１１、クラッチコントローラ１２、エンジンコントローラ１３、モータコントローラ１４、バッテリーコントローラ１５は通信線１００を介して統合コントローラ１０に接続されており、統合コントローラ１０からの指令に応じてそれぞれ制御を行う。

統合コントローラ１０は、バッテリー８の状態、アクセル操作量ＡＰＯや車速ＶＳＰなどの運転状態から駆動トルク指令値を演算する。そして、その結果を各トルク指令値（モータ、エンジン）ならびに変速比指令値として配分し、各コントローラへと送信する。また、バッテリー状態ならびに車速からクラッチ状態を決定し、クラッチコントローラへと送信する。このため、統合コントローラ１０には、アクセルペダルの操作量（またはアクセル開度）ＡＰＯを検出するアクセルセンサ９と、車速ＶＳＰを検出する車速センサ６が接続され、各センサの検出値が入力される。

すなわち、変速機コントローラ１１は、統合コントローラ１０からの変速比指令値を達成するように無段変速機５を制御し、クラッチコントローラ１２は統合コントローラ１０からのクラッチ制御信号により電磁クラッチ３を締結／開放する。エンジンコントローラ１３は、統合コントローラ１０からのエンジントルク指令値を達成するようにエンジントルク制御を行い、モータコントローラ１４は、統合コントローラ１０からのモータトルク指令値を達成するようにモータトルク制御を行う。また、バッテリーコントローラ１５は、バッテリー８の充電状態を管理し、その情報を統合コントローラ１０へと送信する。

次に、統合コントローラ１０で行われる制御の一例を図２に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図２に示す処理内容は一定の周期（例えば、数msec）で実行されることとする。

ステップＳｌでは、バッテリー充電量ＳＯＣや無段変速機の変速比Ｉｐといった他のコントローラ１１〜１５が計測した車両状態を受信する。ステップＳ２では、アクセル操作量ＡＰＯや車速ＶＳＰを各センサからの信号に基づいて計測する。

ステップＳ３では、アクセル操作量ＡＰＯ、車速ＶＳＰから駆動トルク指令値Ｔｄ^*を演算する。この駆動トルク指令値Ｔｄ^*演算は、例えば、図３に示すようなマップに基づき、アクセル操作量（図中アクセル開度）ＡＰＯをパラメータとした車速ＶＳＰの関係から駆動トルク指令値Ｔｄ^*を演算する。

ステップＳ４では、バッテリー充電量ＳＣＯならびに車速といった車両状態量に基づき電磁クラッチ３のクラッチ制御信号ＣＬｓｉｇを演算する。この、クラッチ制御信号ＣＬｓｉｇの演算は、車速ＶＳＰが所定値を超えたときや、バッテリ充電量ＳＣＯが低下した場合に、電磁クラッチ３を締結するような制御信号ＣＬｓｉｇを設定してエンジン２による駆動及び充電を行うようにする一方、車速ＶＳＰが所定値未満でバッテリ充電量ＳＣＯが十分な場合には、電磁クラッチ３を解放するような制御信号ＣＬｓｉｇを設定して、交流同期モータ１による駆動を行う。

ステップＳ５では、駆動トルク指令値Ｔｄ^*をエンジン基本トルク指令値Ｔｅ^*並びにモータ基本トルク指令Ｔｍ^*へと配分する。この駆動トルク指令値Ｔｄ^*の配分方法は、例えば、車速やバッテリ充電量ＳＣＯなどに応じて配分すればよい。

ステップＳ６では、次式に示す位相補償フィルタＷ_e（ｓ）に基づき、エンジン基本トルク指令値Ｔｅ^*とモータトルク指令値Ｔｍ^*に位相補償を施し、エンジントルク指令値Ｔｅ＿ＦＦと、モータトルク指令値Ｔｍ＿ＦＦを演算する。

ここで、

但し、
Ｇ’_P（ｓ）：アクセル操作量に対する駆動軸トルクの伝達関数
Ｇ_m（ｓ）：駆動トルクの規範応答
ωｐ：自車両の固有振動数
ωｍ：目標車両の固有振動数
ζｐ：自車両の減衰係数
ζｍ：目標車両の減衰係数
ｓ：ラプラス演算子
である。

また、Ｇ_m（ｓ）は、非振動モデル（ζ_m＝1.0）であり、応答に遅れが生じないようにωｍ＝ωｐとする。この演算は、特開平１０−２２７２３１号公報と同様にして行うことができる。実際の演算はダスティン近似等で離散化して得られた漸化式を用いて算出する。

なお、位相補償フィルタの各定数は、無段変速機の変速比Ｉｐと電磁クラッチ３のクラッチ制御信号ＣＬｓｉｇに基づき、図４、図５に示すようなマップを用いて決定する。なお、図４は、変速比Ｉｐに応じた固有振動数ωのマップを示し、図５は、変速比Ｉｐに応じた減衰係数ζのマップを示す。

次に、ステップＳ７〜Ｓ９にモータトルク補正値演算処理について説明する。

ステップＳ７では、モータ基本トルク指令値Ｔｍ^*を入力とし、次式に基づきモータトルク規範値Ｔｍ＿ｒｅｆを演算する。実際には、上記と同様にダスティン近似等で離散化して得られた漸化式を用いて算出する。

ステップＳ８では、エンジン基本トルク指令値Ｔｅ^*を入力として、次式に基づきエンジントルク規範値Ｔｅ＿ｒｅｆを演算する。

ここで、Ｇｅ（ｓ）は、エンジン遅れモデルである。

ただし、τe：時定数
Ｌｅ：無駄時間
である。

実際にエンジン回転速度またはエンジントルク指令値が大きくなるとエンジンの時定数τｅが小さくなる特性があるため、エンジン遅れモデルの時定数τｅは図６または図７のようにエンジン回転速度またはエンジントルク指令値（図中採取エンジントルク指令値）に応じて調節する。なお、図６は、エンジン回転速度に応じた時定数τeの関係を示すマップで、図７は、エンジントルク指令値に応じた時定数τeのマップを示す。なお、ここでは、図６または図７のマップのいずれか一方を用いればよい。

また、エンジン遅れモデルの時定数τｅを、実際のエンジンの遅れ時間より小さく設定すると、エンジン２の遅れがモデルで設定した時定数及びむだ時間になるようにトルク補正値演算部（後述のフィードバック）が働くため、エンジン２の遅れを小さくすることができる。したがって、振動を抑制し、且つ駆動トルクの応答を改善（速く）することができる。

次に、ステップＳ９では、エンジントルク規範値Ｔｅ＿ｒｅｆとモータトルク規範値Ｔｍ＿ｒｅｆから、クラッチ制御信号ＣＬｓｉｇ（電磁クラッチ３の締結状態）に基づいて、次式より無段変速機５へ伝達するトルク規範値Ｔｍｅ＿ｒｅｆを演算する。

（１）電磁クラッチ３が締結している場合（パラレルハイブリッド）

（２）電磁クラッチ３が解放している場合（シリーズハイブリッド）

ステップＳ１０では、上記トルク規範値Ｔｍｅ＿ｒｅｆならびに変速比ｉｐから、次式に基づき駆動輪回転加速度規範値αωｄ＿ｒｅｆを演算する。

但し、Ｍ：車両質量
Ｒａ：タイヤ半径
ｉｆ：最終減速比
である。この演算は、後述する駆動輪回転速度規範値演算部１０６で行われ、その詳細は、図１９のブロック６１、６２、６３に相当する。

ステップＳ１１では、駆動輪回転加速度規範値αωｄ＿ｒｅｆを次式のように積分することにより駆動輪回転速度規範値ωｄ＿ｒｅｆ（車速相当規範値）を演算する。実際の積分演算は前述と同様ダスティン近似等で離散化して得られた漸化式を用いて算出する。

また、次式に示すような走行抵抗を考慮した形で駆動輪回転速度規範値ωｄ＿ｒｅｆを演算してもよい。この場合、図１９のブロック６４、６５に相当する。

ここで、Ｋｒは走行抵抗に相当する値に設定する。このような構成とすることにより、純積分処理がなくなり内部変数の不安定化（積分器の発散）を防止することができる。

次に、ステップＳ１２では、駆動輪回転速度規範値ωｄ＿ｒｅｆと駆動輪回転速度計測値ωｄ（＝車速ＶＳＰ／Ｒａ、車速相当値の測定値）との偏差ωｄ＿ｅｒｒを、次式に示すバンドパスフィルタＢＰＦを通すことにより振動周波数成分ωｄ＿ｅｒｒ＿ｂｐｆのみを抽出した後、比例ゲインＫｐを乗じた結果をモータトルク指令値の補正値Ｔｍ＿ＦＢとして算出する。

実際には、前述と同様ダスティン近似等で離散化して得られた漸化式を用いて算出する。なお、バンドパスフィルタＢＰＦの各定数τ_H、τ_Lならびに比例ゲインＫｐは制御対象の振動周波数に応じて設定する。これら定数及びゲインは、実際には変速比ｉｐとクラッチ制御信号ＣＬｓｉｇに応じて、例えば、図８、図９、図１０に示すようなマップを用いて演算する。

ここで、図８は、変速比ｉｐに応じた時定数τ_Hのマップを示し、電磁クラッチ３の解放状態では図中破線のマップを用い、電磁クラッチ３が締結状態であれば図中実線のマップを用いる。このマップでは、時定数τ_Hが変速比ｉｐがＬｏ（大）側になるにつれて大きくなるように設定され、かつ、締結時の方が解放時よりも値が大きくなるよう設定されている。なお、図８〜図１０において、図中０側が変速比のＨｉ側で、値の大側がＬｏ側となる。

また図９は、変速比ｉｐに応じた時定数τ_Lのマップを示し、電磁クラッチ３の解放状態では図中破線のマップを用い、電磁クラッチ３が締結状態であれば図中実線のマップを用いる。このマップでは、変速比ｉｐがＬｏ（大）側になるにつれて時定数τ_Lが大きくなるように設定され、かつ、締結時の方が解放時よりも時定数τ_Lが大きく設定されている。

また図１０は、変速比ｉｐに応じ比例ゲインＫｐのマップを示し、電磁クラッチ３の解放状態では図中破線のマップを用い、電磁クラッチ３が締結状態であれば図中実線のマップを用いる。このマップでは、変速比ｉｐがＬｏ（大）側になるにつれて比例ゲインＫｐが小さくなるように設定され、かつ、変速比のＨｉ側では電磁クラッチ３の解放時の方が締結時よりも比例ゲインＫｐが大きく設定される。

次に、ステップ１３では、上記ステップＳ６で求めたモータトルク指令値Ｔｍ＿ＦＦにモータトルク指令値の補正値Ｔｍ＿ＦＢを加え、最終モータトルク指令値Ｔｍ^*’とする。Ｔｍ^*’＝Ｔｍ＿ＦＦ＋Ｔｍ＿ＦＢ。

そして、ステップＳ１４では、配分された最終モータトルク指令値Ｔｍ^*’と、エンジントルク指令値Ｔｅ^*’（＝Ｔｅ＿ＦＦ）を各制御コントローラへと送信する。

上記制御の内容を図１１のブロック図に示す。

図１１において、位相補償部１１０（動特性補償手段）は、エンジン基本トルク指令値Ｔｅ^*とモータ基本トルク指令値Ｔｍ^*にそれぞれ上記（１）式のフィルタＷｅ（ｓ）、Ｗｍ（ｓ）によって位相補償を施すエンジン用位相補償部１０１とモータ用位相補償部１０２を備え、エンジン用位相補償部１０１は、エンジントルク指令値Ｔｅ＿ＦＦを出力し、モータ用位相補償部１０２は、モータトルク指令値Ｔｍ＿ＦＦを出力する。

トルク規範値演算部１２０は、モータ基本トルク指令Ｔｍ^*から上記（２）式よりトルク規範値Ｔｍ＿ｒｅｆを演算する非振動モデル１０３と、エンジン基本トルク指令値Ｔｅ^*を入力として、非振動モデル１０４及びエンジン遅れモデル１０５からエンジントルク規範値Ｔｅ＿ｒｅｆを演算する。そして、エンジントルク規範値Ｔｅ＿ｒｅｆとモータトルク規範値Ｔｍ＿ｒｅｆから、クラッチ制御信号ＣＬｓｉｇに基づいて、無段変速機５へ伝達するトルク規範値Ｔｍｅ＿ｒｅｆを演算する。

ここで、エンジン用位相補償部１０１とモータ用位相補償部１０２及び非振動モデル１０３、１０４の駆動トルクの規範応答Ｇｍ（ｓ）を共通として一致させておくことで、フィードバック補償で補正する量が減少するため、より規範応答への追従性を向上させることができる。

このトルク規範値Ｔｍｅ＿ｒｅｆを入力として駆動輪回転速度規範値演算部１０６は、上記（７）式より駆動輪回転速度ωｄ＿ｒｅｆを演算する。駆動輪回転速度偏差演算部１１１では、駆動輪回転速度ωｄ＿ｒｅｆと駆動輪回転速度計測値ωｄ（＝車速ＶＳＰ／Ｒａ）との偏差ωｄ＿ｅｒｒを求め、トルク補正値演算部１０７では、上記（１０）式のバンドパスフィルタＢＰＦを通すことにより振動周波数成分ωｄ＿ｅｒｒ＿ｂｐｆのみを抽出し、上記（１１）式により比例ゲインＫｐを乗じてモータトルク補正値Ｔｍ＿ＦＢを出力する。

そして、最終トルク指令値演算部１１２では、（目標指令値演算手段）では、位相補償部１１０からのモータトルク指令値Ｔｍ＿ＦＦにトルク補正値演算部１０７からのモータトルク補正値Ｔｍ＿ＦＢを加え、最終モータトルク指令値Ｔｍ^*’を求めて出力するのである。

以上のように、モータ基本トルク指令値Ｔｍ^*を入力とし、駆動トルク規範応答の伝達特性Ｇｍ（ｓ）によりモータトルク規範値Ｔｍ＿ｒｅｆを演算するモータトルク規範値演算部（１０３）と、エンジン基本トルク指令値Ｔｅ^*を入力とし駆動トルク規範応答の伝達特性Ｇｍ（ｓ）とエンジントルク指令値Ｔｅ^*’から実際のエンジントルクまでの伝達特性Ｇｅ（ｓ）によりエンジントルク規範値Ｔｅ＿ｒｅｆを演算するエンジントルク規範値演算部（１０４、１０５）と、このエンジントルク規範値Ｔｅ＿ｒｅｆとモータトルク規範値Ｔｍ＿ｒｅｆを用い、トルク規範値Ｔｍｅ＿ｒｅｆを算出するトルク規範値演算部と、このトルク規範値Ｔｍｅ＿ｒｅｆを用いて駆動輪回転速度規範値ωｄ＿ｒｅｆを算出する駆動輪回転速度規範値演算部１０６を備えることにより、エンジントルクによって発生する駆動輪回転速度規範値ωｄ＿ｒｅｆをより正確に演算することができるため、例えば図１２の破線Ａで示すように、基本トルク指令値がエンジンのみに配分されるような走行条件において、エンジントルク指令値Ｔｅ^*がステップ変化した際、エンジンの本来持っている遅れ分はトルク補正値演算部１０７（フィードバック）で補正しなくなる。したがって、オーバーシュートが発生することなく振動を抑制することができるのである。

これに対して前記従来例では、図中点線で示すように、駆動輪回転速度計測値ωｄとの偏差にエンジンによる定常的な加速分といった本来振動抑制には無関係な成分を発生させてしまい、定常的な駆動トルクに悪影響を与えてしまうのである。

一方、本発明では、駆動トルク指令値の定常偏差を生じることなく、良好な制振性能を実現することができる。

また、前記エンジン伝達特性Ｇｅ（ｓ）を、上記（４）式の一次遅れ及びむだ時間モデルで近似することで、エンジンの応答遅れ（吸気系の燃料輸送遅れ）を考慮して、エンジントルクの応答特性を向上させることができるのである。

また、上記図６、図７のように、エンジン遅れモデルの時定数τｅをエンジン回転数または最終エンジントルク指令値Ｔｅ^*’が大きいほど小さく設定することにより、エンジンの運転条件に関わらず、振動抑制性能を向上させることが可能となる。

さらに、エンジン遅れモデルの時定数τｅを実際のエンジンの遅れ時間より小さく設定することにより、エンジンの遅れがモデルで設定した時定数及びむだ時間になるようにトルク補正値演算部１０７（フィードバック）が働くため、エンジンの遅れを小さくすることができる。したがって、振動を抑制し、且つ駆動トルクの応答を改善（早く）することができるのである。例えば、図１８で示すように、上記図１２と同じく基本トルク指令値がエンジンのみに配分されるような走行条件で、エンジントルク指令値Ｔｅ^*がステップ変化した場合、図中破線で示すように、実線に比して応答性を向上させることが可能となるのである。

また、上記（１）式のように、駆動源が発生するトルクに対する駆動トルクの伝達特性Ｇｐ’（ｓ）の逆系と、設計者の所望する駆動トルク規範応答の伝達特性Ｇｍ（ｓ）（非振動モデル）の積からなるエンジン用位相補償部１０１により、エンジン基本トルク指令値Ｔｅ^*に位相補償を施してエンジントルク指令値Ｔｅ＿ＦＦを演算するとともに、このエンジン用位相補償部１０１と同様の特性を有するモータ用位相補償伝達特性Ｗｍ（ｓ）を用いてモータトルク指令値Ｔｍ＊’に位相補償を施してモータトルク指令値Ｔｍ＿ＦＦを演算するモータ用位相補償部１０２を設け、トルク補正値演算部１０７からのモータトルク指令値の補正値Ｔｍ＿ＦＢによりモータトルク指令値の補正値Ｔｍ＿ＦＦに補正を施して最終モータトルク指令値Ｔｅ＊’を算出する最終トルク指令値演算部１１２を設けることで、基本トルク指令値に予めフィードフォワード補償が施されるため、規範応答への追従性を改善することができる。例えば、図１２の一点鎖線Ｃで示すように、応答性を高めながらも、定常偏差の発生を防ぐことができる。

さらに、エンジン用位相補償部１０１とモータ用位相補償部１０２及びトルク規範値演算部１２０に共通の規範応答伝達特性Ｇｍ（ｓ）を一致させることで、フィードバック補償部で補正する量が減少するため、より規範応答への追従性が向上する。

図１３、図１４は、第２の実施形態を示し、図１３は、統合コントローラ１０で行われる制御の一例で、前記第１実施形態の図２のフローチャートのステップＳ７、Ｓ８をステップＳ７Ａに置き換えたもので、図１３の制御ブロック図は、前記第１実施形態の図１１の制御ブロック図のエンジン用位相補償部１０１とトルク規範値演算部１２０を変更したものである。

まず、図１２のフローチャートでは、ステップＳｌ〜Ｓ５及びステップＳ９〜Ｓ１４は前記第１実施形態と同様なので説明を省略する。

ステップＳ５までは上記と同様の処理を行った後、ステップＳ６では、位相補償部１２０に基づきエンジントルク指令値Ｔｅ^*とモータトルク指令値Ｔｍ^*に位相補償を施しエンジントルク指令値Ｔｅ＿ＦＦとモータトルク指令値Ｔｍ＿ＦＦを演算する。

ここで、エンジン用位相補償部１０１’（図１４参照）の伝達特性Ｗｅ（ｓ）は、次式で示すように、最終的なエンジントルク指令値Ｔｅ＿ＦＦに対する駆動トルクの伝達特性Ｇｐｅ’（ｓ）の逆系と、駆動トルク規範応答の伝達特性Ｇｍ（ｓ）（非振動モデル）の積で構成されている。

エンジンの応答遅れまでを考慮して、位相補償部１１０を設定することにより、制御対象の逆系Ｇｐｅ’（Ｓ）がより実際と一致するため、位相補償により振動抑制性能が向上するのである。

そして、ステップＳ７では、次式に基づいてプライマリプーリ５ｐの入力トルク指令値Ｔｍｅ^*を演算する。

１）クラッチが締結（パラレル走行）している場合
Ｔｍｅ^*＝Ｔｍ^*＋Ｔｅ^* ………（１３）
２）クラッチが開放（シリーズ走行）している場合
Ｔｍｅ^*＝Ｔｍ^* ………（１４）
次に、ステップＳ９では、プライマリプーリ入力トルク指令値Ｔｍｅ^*を入力とし、次式に基づきトルク規範値Ｔｍｅ＿ｒｅｆを算出する。

なお、ステップＳ１０以降は、前述と同様の処理であるため重複した説明は省略する。

次に、図１４のブロック図では、位相補償部１１０のエンジン用位相補償部１０１’が、駆動トルクの伝達特性Ｇｐｅ’（ｓ）の逆系となった点が前記第１実施形態の位相補償部１１０と異なり、さらに、トルク規範値演算部１２０は、駆動トルク規範応答の伝達特性Ｇｍ（ｓ）（非振動モデル）のみとなった点が異なる。

このように、エンジン用位相補償部１０１’の伝達特性を設定する際に、エンジンの遅れ特性を考慮して位相補償部１０１’の定数（Ｇ’ｐｅ（ｓ））を設定することにより、エンジン用位相補償部１０１’における制御対象の伝達特性Ｇｐ’（ｓ）にエンジンの物理的な遅れ特性が予め考慮されているため、より位相補償（フィードフォワード）による振動抑制性能ならびに制御の応答性が向上するのである。

図１５、図１６は、本発明の第３の実施形態を示し、前記第１実施形態の図１１に示した、ブロック図の位相補償部１１０を削除する一方、トルク補正値演算部１０７からの補正値Ｔｍｅ＿ＦＢをエンジン基本トルク指令値Ｔｅ^*とモータ基本トルク指令値Ｔｍ^*に配分するようにしたものである。なお、図１５は統合コントローラ１０の要部を示すブロック図であり、図１６は、トルク補正値演算部１０７を示すブロック図である。なお、前記第１実施形態と同様のものには、同一の符号を付して重複説明を省略する。

トルク補正値演算部１０７は、偏差ωｄ＿ｅｒｒからトルク指令値の補正値Ｔｍｅ＿ＦＢを演算して、下式に基づきエンジン基本トルク指令値Ｔｅ^*及びモータ基本トルク指令値Ｔｍ^*ヘ配分する。

ここで、ｋは配分比率（０≦ｋ≦１）で有り、この比率の設定方法の詳細な説明については省略するが、例えばバッテリー充電量ＳＯＣといった車両状態量に基づき設定する。配分比率ｋで、トルク指令値の補正値Ｔｍｅ＿ＦＢからエンジントルク指令値の補正値Ｔｅ＿ＦＢ及びモータトルク指令値の補正値Ｔｍ＿ＦＢを算出し、これらトルク補正値を用いてエンジントルク指令値Ｔｅ＿ＦＦとモータトルク指令値Ｔｍ＿ＦＦに補正を施し、制御対象に最終的なエンジントルク指令値Ｔｅ^*’とモータトルク指令値Ｔｍ^*’を出力する（最終トルク指令値演算部１１２’）。

なお、トルク補正値演算部１０７は、前記第１または第２実施形態と同様であり、図１６で示すように、上記（１０）式で示したバンドパスフィルタ１０７１と比例ゲインＫｐ（１０７２）から構成され、偏差ωｄ＿ｅｒｒからトルク指令値の補正値Ｔｍｅ＿ＦＢを演算する。

以上のように第３の実施形態によれば、少なくとも２つの動力源（エンジン２及びモータ１）から動力伝達機構を介して駆動輪にトルクを出力可能なハイブリッド車両において、エンジン２及びモータ１を共に動力源とし、加速要求に基づいてエンジン基本トルク指令値Ｔｅ^*とモータ基本トルク指令値Ｔｍ^*を算出する基本トルク指令値演算部と、エンジン基本トルク指令値Ｔｅ^*、モータ基本トルク指令値Ｔｍ^*を入力としてトルク規範値Ｔｍｅ＿ｒｅｆを演算するトルク規範値演算部１２０と、このトルク規範値Ｔｍｅ＿ｒｅｆから駆動輪（または駆動軸）回転速度規範値ωｄ＿ｒｅｆを算出する駆動輪回転速度規範値演算部１０６と、この駆動輪回転速度規範値ωｄ＿ｒｅｆと駆動輪回転速度計測値ωｄの偏差ωｄ＿ｅｒｒを演算する駆動輪回転速度偏差演算部１１１と、この偏差ωｄ＿ｅｒｒから振動周波数成分のみを抽出してトルク指令値の補正値Ｔｍｅ＿ＦＢを演算するトルク補正値演算部１２０と、該トルク指令値の補正値Ｔｍｅ＿ＦＢを用いエンジントルク指令値の補正値Ｔｅ＿ＦＢ及びモータトルク指令値の補正値Ｔｍ＿ＦＢを配分するトルク補正値配分演算部１３０と、該エンジントルク指令値の補正値Ｔｅ＿ＦＢとモータトルク指令値の補正値Ｔｍ＿ＦＢを用いてエンジン基本トルク指令値Ｔｅ^*とモータ基本トルク指令値Ｔｍ^*に補正を施し、最終エンジントルク指令値Ｔｅ^*’と最終モータトルク指令値Ｔｍ^*’を算出する最終トルク指令値演算部１１２’を有する車両の制振制御装置において、複数の動力源（エンジンとモータ）の基本トルク指令値をトルク規範値演算部１２０の入力としてトルク規範値Ｔｍｅ＿ｒｅｆを演算する。

これにより、走行状態（電磁クラッチ３の締結状態など）に応じてトルク規範値演算部１２０への入力を切り換えることにより、例えば図１２に示すような走行状態（基本トルク指令値はエンジンにのみ配分）の場合、駆動輪回転速度規範値ωｄ＿ｒｅｆはエンジン基本トルク指令値Ｔｅ^*とモータ基本トルク指令値Ｔｍ^*を用いて演算されるため、図中実線Ｂのように、駆動輪回転速度計測値ωｄとの偏差にエンジンによる定常的な加速分といった本来振動抑制には無関係な成分を発生させることなく、制御を行なうことができる。したがって、走行状態に関わらず、定常的な駆動トルクに影響を与えることなく良好な制振性能を実現することができるのである。

そして、トルク補正値演算部１２０は、例えば上記（１０）式に示すようなバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）により振動周波数成分のみを抽出した後、少なくとも比例ゲインＫｐを乗算した結果（比例要素）を用いてトルク指令値の補正値を演算することで、振動抑制には無関係な成分を発生させることなく、振動抑制制御を行なうことができる。

図１７は、本発明の第４の実施形態を示し、前記第１実施形態の図１１に示した、ブロック図の位相補償部１１０を削除したもので、トルク補正値演算部１０７からの補正値Ｔｍｅ＿ＦＢをモータ基本トルク指令値Ｔｍ^*のみにフィードバックする点は前記第１実施形態と同様である。

この場合、モータトルク指令値Ｔｍ＿ＦＦのみに補正を施すことで、エンジン２に対して応答性の高いモータを用いることで駆動トルクを精度よく制御でき、かつ応答性も速いため、より良好な制振性能を実現することができる。なお、エンジン２に対してフィードバックを行うと、応答性が低いためにフィードバックの積分要素に積分値が蓄積されて、制御系が不安定になるので、モータのみにフィードバックを加えることで、積分値の不要な蓄積を回避できる。

以上のように、本発明に係る駆動力制御装置では、駆動系の振動を確実に抑制しながら、車両の規範応答と安定性に対する補償を両立させることができ、且つ、設計の変更が容易となって、内燃機関やモータ等の原動機を備えた車両用の駆動力制御系統に適用することができる。

本発明の実施形態を示す車両の駆動系の概略図。 統合コントローラで行われる制御の一例を示すフローチャート。 アクセル開度をパラメータとした車速に応じた駆動トルク指令値のマップ。 変速比に応じた固有振動数のマップ。 変速比に応じた減衰率のマップ。 変速比に応じた時定数のマップ。 最終エンジントルク指令値に応じた時定数のマップ。 変速比と電磁クラッチの締結状態に応じた時定数τ_Hのマップ。 変速比と電磁クラッチの締結状態に応じた時定数τ_Hのマップ。 変速比と電磁クラッチの締結状態に応じた比例ゲインＫｐのマップ。 統合コントローラの要部を示す制御ブロック図。 エンジントルク指令値、モータトルク指令値、駆動トルク指令値と時間の関係を示すグラフ。 第２の実施形態を示し、統合コントローラで行われる制御の一例を示すフローチャート。 統合コントローラの要部を示す制御ブロック図。 第３の実施形態を示し、統合コントローラの要部を示す制御ブロック図。 同じくトルク補正値演算部の制御ブロック図。 第４の実施形態を示し、統合コントローラの要部を示す制御ブロック図。 エンジントルク指令値、モータトルク指令値、駆動トルク指令値と時間の関係を示すグラフ。 駆動輪回転速度規範値演算部の制御ブロック図。

符号の説明

１ モータ
２ エンジン
３ 電磁クラッチ
１０ 統合コントローラ
１１０ 位相補償部
１２０ トルク規範値演算部
１０６ 駆動軸回転加速度規範値演算部
１０７ トルク補正値演算部

Claims (10)

1. 応答性の異なる第１の動力源及び第２の動力源と、
   これら第１の動力源及び第２の動力源のうち少なくとも一方のトルクを駆動輪へ伝達する動力伝達機構と、
   前記第１の動力源と第２の動力源のトルクを制御する車両の駆動力制御装置において、
   車両の運転状態に基づいて第１の動力源と第２の動力源に対するトルクの基本指令値を第１の基本指令値と第２の基本指令値としてそれぞれ演算する基本指令値演算手段と、
   前記第１の基本指令値と第２の基本指令値からトルク規範値を演算するトルク規範値演算手段と、
   前記トルク規範値に基づいて駆動輪または駆動軸の回転速度規範値を演算する駆動輪回転速度規範値演算手段と、
   前記駆動輪回転速度規範値と、実際の駆動輪回転速度の偏差を演算する偏差演算手段と、
   前記偏差から振動周波数成分のみを抽出し、前記偏差と振動周波数成分に基づいてトルク補正値を演算するトルク補正値演算手段と、
   前記トルク補正値に基づいて前記第１基本指令値または第２基本指令値のうち少なくとも一方を補正する補正手段と、
   を備えたことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
2. 前記トルク補正値演算手段は、予め設定したバンドパスフィルタにより前記振動周波数成分のみを抽出した後、少なくとも比例ゲインを乗算した結果を用いてトルク補正値を演算することを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。
3. 前記第１の動力源はエンジンで構成され、前記第２の動力源はモータで構成され、
   前記補正手段は、前記トルク補正値に基づいて前記第２基本指令値のみを補正することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の駆動力制御装置。
4. 前記第１の動力源が発生するトルクに対する駆動輪トルクへの伝達特性Ｇｐ’（ｓ）の逆系と、予め設定した駆動輪トルクへの規範応答Ｇｍ（ｓ）との積からなる第１の位相補償部を備え、当該第１の位相補償部により前記第１基本指令値に位相補償を施して第１トルク指令値を演算する第１の位相補償手段と、
   前記第１の位相補償部に等しい特性を備えて第２の動力源が発生するトルクに対する駆動輪トルクへの伝達特性Ｗｍ（ｓ）からなる第２の位相補償部を備え、当該第２の位相補償部により前記第２基本指令値に位相補償を施して第２トルク指令値を演算する第２の位相補償手段と、
   前記トルク補正値に基づいて第１トルク指令値を補正して最終第１トルク指令値を演算するとともに、前記トルク補正値に基づいて第２トルク指令値を補正して最終第２トルク指令値を演算する最終トルク指令値演算手段と、
   を備えたことを特徴と請求項１ないし請求項３のいずれかひとつに記載の車両の駆動力制御装置。
5. 前記第１の位相補償手段と第２の位相補償手段及びトルク規範値演算手段は、共通の駆動輪トルクへの規範応答Ｇｍ（ｓ）を含むことを特徴とする請求項４に記載の車両の駆動力制御装置。
6. 前記トルク規範値演算手段は、
   前記第１の基本指令値を入力として前記駆動輪トルクへの規範応答Ｇｍ（ｓ）と前記最終第１トルク指令値から実際の第１の動力源のトルクまでの伝達特性Ｇｅ（ｓ）に基づいて第１のトルク規範値を演算する第１トルク規範値演算部と、
   前記第２の基本指令値を入力として前記駆動輪トルクへの規範応答Ｇｍ（ｓ）に基づいて第２のトルク規範値を演算する第２トルク規範値演算部と、
   前記第１トルク規範値と第２トルク規範値に基づいてトルク規範値を演算するトルク規範値演算部と、から構成され、
   前記駆動輪回転速度規範値演算手段は、前記トルク規範値に基づいて駆動輪または駆動軸の回転速度規範値を演算することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の車両の駆動力制御装置。
7. 前記第１の動力源はエンジンで構成されて、前記伝達特性Ｇｅ（ｓ）を一次遅れのモデル及び無駄時間のモデルで近似したことを特徴とする請求項６に記載の車両の駆動力制御装置。
8. エンジン回転速度または前記最終第１トルク指令値が大きくなるにつれて、前記一次遅れのモデルの時定数τｅを小さく設定することを特徴とする請求項７に記載の車両の駆動力制御装置。
9. 前記一次遅れのモデルの時定数τｅを、実際のエンジンの遅れ時間よりも小さく設定することを特徴とする請求項８に記載の車両の駆動力制御装置。
10. 前記第１の位相補償手段は、第１の動力源の遅れ特性を考慮して前記伝達特性Ｇｐ’（ｓ）の定数を設定することを特徴とする請求項４に記載の車両の駆動力制御装置。