JP2007331718A - 制振制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動力発生源に起因する振動を抑制すること。
【解決手段】制振制御装置３０は、振動エネルギ推定部３２と、速度推定部３３と、出力演算部３４と、指令タイミング制御部３５とを含む。振動エネルギ推定部３２は、車両の動力発生源に起因する振動のエネルギを推定し、速度推定部３３は、振動エネルギから、動力発生源の速度と車両の速度とを推定する。出力演算部３４は、推定された動力発生源の速度と車両の速度との偏差に基づいて、動力発生源に起因する振動を推定するとともに、推定した前記振動を抑制する振動抑制トルクを算出する。タイミング制御部３５は、指令したトルクを動力発生源が出力するまでの遅れを考慮して、動力発生源に対して振動抑制トルクを発生させる指令を発信する時期を決定する。そして、決定された時期に振動抑制トルクを発生させる指令を発信する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両に搭載される動力発生源のトルク変動に起因する振動を抑制する制振制御装置に関する。

車両における動力発生源から駆動輪に至る動力伝達系は、その構成部材が完全に剛体でないことに加え、振動や騒音を抑制するために弾性部材が介在される。このため、前記動力伝達系は、全体が弾性系を構成する。その結果、動力発生源のトルクが変動した場合には弾性的に捩り変形が生じ、これが原因で振動が生じることがある。

特許文献１には、想定される外乱をフィードフォワード制御手段により抑制し、その他の外乱が補正手段によってフィードバック補正することにより、動力発生源である電動機のトルク変化に起因する振動を抑制する技術が開示されている。また、特許文献２には、氷上における制動時に車輪へ過度のスリップが発生する場合は、各駆動輪の車輪速度の値が車両の駆動系統の固有振動数に相当する所定の周期で変動する傾向があることが開示されている。そして、これを利用して、駆動輪の車輪速度に基づく値の変化の経緯が車両の駆動系統の振動を表しているとき、車両の走行している路面が所定の低摩擦係数を有する路面であると判定する技術が開示されている。

特開２０００−２１７２０９号公報 特開２００５−０８８７７１号公報

しかし、特許文献１に開示された技術では、フィードフォワード制御及びフィードバック制御を常に実行するため、動力発生手段である電動機のトルクの立ち上がりが鈍されてしまい、所望の加速が得られないおそれがある。さらに、フィードフォワード制御及びフィードバック制御は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）内の信号値やセンサ値を元に行われる。したがって、一般に、ＥＣＵの処理時間やセンサの通信遅れ等に起因する遅れが生ずるため、振動の判定に誤差が生じたり、制御信号の発信と実際に制御対象が動作するまでの遅れが生じたりするおそれがある。

特許文献１、特許文献２に開示された技術では、このような遅れに関しては考慮されておらず、動力発生源に起因する振動を精度よく検出して、確実、かつ迅速に抑制するためには改善の余地がある。そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、動力発生源に起因する振動を確実、かつ迅速に抑制することのできる制振制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る制振制御装置は、車両の動力発生源に起因する振動のエネルギを推定する振動エネルギ推定部と、前記振動エネルギを、前記車両の駆動系のモデルから求めた伝達関数へ入力することにより、前記動力発生源の動力発生源速度と前記車両の車両速度とを推定する速度推定部と、推定された前記動力発生源速度と前記車両速度との偏差に基づいて、前記動力発生源に起因する振動を推定し、推定した前記振動を抑制する振動抑制トルクを算出する出力演算部と、前記動力発生源に対して前記振動抑制トルクを出力させるための指令を発信してから前記動力発生源が前記振動抑制トルクを出力するまでの遅れを考慮して、前記振動抑制トルクを前記動力発生源に発生させるための指令を発信する時期を決定し、決定された時期に前記指令を発信するタイミング制御部と、を含むことを特徴とする。

この制振制御装置では、動力発生源のトルク変動に起因する振動のエネルギを基に、車両の駆動系の伝達関数から求めた推定動力発生源速度と推定車両速度とを求め、両者の偏差から振動成分のみを推定する。そして、ＥＣＵの処理時間や駆動系の捩れ等の応答遅れを考慮して、前記振動を抑制する振動抑制トルクを動力発生源に出力する。これによって、動力発生源に起因する振動を確実、かつ迅速に抑制することができる。

次の本発明に係る制振制御装置は、前記制振制御装置において、さらに、前記車両の動力発生源に起因する振動の発生を判定する振動判定部を備え、前記振動判定部が、前記車両の動力発生源に起因する許容できない振動が発生していると判定してから、前記タイミング制御部は、前記振動抑制トルクを前記動力発生源に発生させるための指令を発信することを特徴とする。

次の本発明に係る制振制御装置は、前記制振制御装置において、前記振動判定部は、前記車両が搭載する前記動力発生源の速度の振動周期が、前記車両が備える駆動系の共振の周期に相当するときに、前記動力発生源に起因する振動が発生していると判定することを特徴とする。

次の本発明に係る制振制御装置は、前記制振制御装置において、前記振動エネルギ推定部は、前記動力発生源の加速度、及び前記車両の速度と前記動力発生源の速度との差の和に基づいて、前記振動エネルギを推定することを特徴とする。

次の本発明に係る制振制御装置は、前記制振制御装置において、前記振動エネルギ推定部は、前記動力発生源の加速度の極値に基づいて、前記振動エネルギを推定することを特徴とする。

この発明によれば動力発生源に起因する振動を確実、かつ迅速に抑制することができる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

以下においては、電動機と内燃機関とを組み合わせて動力発生源とする、いわゆるハイブリッド車両に本発明を適用した場合について説明するが、本発明の適用対象はこれに限られるものではない。例えば、電動機のみを動力発生源として用いる、いわゆる電気自動車や、動力発生源に内燃機関を用いる車両でもよい。なお、本発明では、動力発生源のトルクを調整することによって駆動系の振動を抑制するため、車両が備える動力発生源は、例えば電動機のように、トルクの変更が迅速に可能であることが好ましい。

この実施形態は、車両の駆動系のモデルから作成された伝達関数により推定した動力発生源速度と車両速度との偏差から前記動力発生源のトルク変動に起因する振動を推定する。そして、動力発生源のトルク変動に起因する振動が許容できないと判定された場合には、動力発生源に発生させる出力の指令から、実際に動力発生源がトルクを発生するまでの遅れを考慮して、前記振動を抑制する振動抑制トルクを動力発生源に出力させる点に特徴がある。ここで、駆動系とは、車両を走行させるための動力を発生させ、路面まで伝えるまでの部分であり、動力発生源、動力伝達手段、駆動輪を含む。

図１は、この実施形態に係る制振制御が適用される車両の構成を示す概略図である。この車両１は、電動機と内燃機関とを動力発生源とする、いわゆるハイブリッド車両である。車両１が備えるハイブリッド駆動装置１００は、その搭載対象である車両１に搭載されてこれを走行させる。車両１は前輪２２及び後輪２３を備えるとともに、ハイブリッド駆動装置１００が前輪２２を駆動し、後輪２３は従動輪となって駆動力は付与されない。以下、必要に応じて前輪２２を駆動輪２２といい、後輪２３を従動輪２３という。

この実施形態に係るハイブリッド駆動装置１００は、内燃機関１０と、第１電動機／発電機（以下ＭＧ１）と、第２電動機／発電機（以下ＭＧ２）と、動力分割装置２０と、減速機２１とを含んで構成される。内燃機関１０やＭＧ２が動力発生手段となり、動力分割装置２０や減速機２１等が動力伝達手段となる。

動力分割装置２０は、遊星歯車装置で構成されており、内燃機関１０とＭＧ２との間に配置される。そして、内燃機関１０の出力を、ＭＧ１とＭＧ２とに分割して供給する。動力分割装置２０から取り出される内燃機関１０又はＭＧ２の出力は、内部にデファレンシャルギヤを備える減速機２１に入力され、ここで減速されてから、ドライブシャフト１９を介して前輪２２を駆動する。

ハイブリッド駆動装置１００は、ハイブリッドＥＣＵ５０によって制御される。ハイブリッドＥＣＵ５０には、この実施形態に係る制振制御装置３０が備えられており、この実施形態に係る制振制御を実行する。また、ハイブリッド駆動装置１００が備える内燃機関１０は、エンジンＥＣＵ６０によって制御される。なお、エンジンＥＣＵ６０をハイブリッドＥＣＵ５０と一体に構成してもよい。

この実施形態において、アクセル４１ｐによりハイブリッド駆動装置１００の出力が制御される。アクセル４１ｐの開度は、アクセル開度センサ４１により検出されて、エンジンＥＣＵ６０へ取り込まれ、エンジンＥＣＵ６０及びハイブリッドＥＣＵ５０へ取り込まれる。そして、アクセル開度センサ４１からの信号によって内燃機関１０やＭＧ２の出力が制御される。

ＭＧ２は、インバータ４に接続されている。また、インバータ４には、車載電源５が接続されており、必要に応じてインバータ４を介してＭＧ２へ供給される。ＭＧ２は、ハイブリッドＥＣＵ５０からの指令によってインバータ４を制御することで制御される。ＭＧ２は、主としてハイブリッド駆動装置１００の駆動に用いられ、このときには、車載電源５や、内燃機関１０がＭＧ１を駆動することによって生み出された電力等がインバータ４を介して供給される。また、ＭＧ２は、例えば前記車両１の減速時には発電機として機能して回生発電を行い、これによって回収したエネルギを車載電源５に蓄える。これは、ブレーキ信号やアクセルオフ等の信号に基づいて、ハイブリッドＥＣＵ５０がインバータ４を制御することにより実現される。

ＭＧ１は、主として発電機として機能するが、内燃機関１０の始動時には、スタータモータとして機能する。ＭＧ１が発電機として機能するときには、ＭＧ１が内燃機関１０によって駆動される。ＭＧ１で生み出される電力は、車載電源５に蓄えられたり、ＭＧ２の駆動に用いられたりする。また、内燃機関１０の運転中において、ＭＧ１はサーボモータとして機能して、内燃機関１０の機関回転数ＮＥを制御する。

ＭＧ２の出力軸１８と同軸には、ＭＧ２の回転角度を検出するためのＭＧ２用レゾルバ４２が取り付けられる。また、この実施形態に係る車両１には、駆動輪２２の回転速度を検出するため、駆動輪速度センサ４３が設けられ、さらに従動輪２３の回転速度を検出するための従動輪速度センサ４４が設けられる。

ＭＧ２用レゾルバ４２、駆動輪速度センサ４３、従動輪速度センサ４４はハイブリッドＥＣＵ５０に接続されており、ハイブリッドＥＣＵ５０は、ハイブリッド駆動装置１００の制御に必要な情報をこれらから取得する。また、ハイブリッドＥＣＵ５０内に備えられる制振制御装置３０は、ＭＧ２用レゾルバ４２、駆動輪速度センサ４３等から、制振制御に必要な情報を取得する。次に、この実施形態に係る制振制御を実行する制振制御装置３０の構成を説明する。

図２は、この実施形態に係る制振制御装置の構成例を示す説明図である。図２に示すように、制振制御装置３０は、ハイブリッドＥＣＵ５０に組み込まれて構成されている。ハイブリッドＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算装置）５０ｐと、記憶部５０ｍと、入力及び出力ポート５５、５６と、入力及び出力インターフェース５７、５８とから構成される。

なお、ハイブリッドＥＣＵ５０とは別個に、この実施形態に係る制振制御装置３０を用意し、これをハイブリッドＥＣＵ５０に接続してもよい。そして、この実施形態に係る制振制御を実行するにあたっては、ハイブリッドＥＣＵ５０が備えるハイブリッド駆動装置１００に対する制御機能を、前記制振制御装置３０が利用できるように構成してもよい。

制振制御装置３０は、振動判定部３１と、振動エネルギ推定部３２と、速度推定部３３と、出力演算部３４と、指令タイミング制御部３５とを含んで構成される。これらが、この実施形態に係る制振制御を実行する部分となる。この実施形態において、制振制御装置３０は、ハイブリッドＥＣＵ５０を構成するＣＰＵ５０ｐの一部として構成される。ＣＰＵ５０ｐには、電動機出力制御部５０ｐｅが備えられており、車両１の走行時におけるＭＧ２の出力や電力の回生を制御する。また、ＣＰＵ５０ｐには処理部５０ｐｃが備えられており、ＭＧ１、ＭＧ２の制御や、電力回生の制御に必要な情報を演算する。

ＣＰＵ５０ｐと記憶部５０ｍとは、バス５４₃を介して接続される。また、制振制御装置３０と、電動機出力制御部５０ｐｅと、処理部５０ｐｃとは、入力ポート５５、出力ポート５６及びバス５４₁、バス５４₂を介して接続される。これにより、制振制御装置３０を構成する振動判定部３１と、振動エネルギ推定部３２と、速度推定部３３と、出力演算部３４と、指令タイミング制御部３５とは、相互に制御データをやり取りしたり、一方に命令を出したりできるように構成される。また、制振制御装置３０は、ハイブリッドＥＣＵ５０が有するハイブリッド駆動装置１００の運転制御データを取得し、これを利用することができる。また、制振制御装置３０は、この実施形態に係る制振制御をハイブリッドＥＣＵ５０が予め備えている運転制御ルーチンに割り込ませたりすることができる。

入力ポート５５には、入力インターフェース５７が接続されている。入力インターフェース５７には、アクセル開度センサ４１、ＭＧ２用レゾルバ４２、駆動輪速度センサ４３、従動輪速度センサ４４その他の、ハイブリッド駆動装置１００の運転制御やこの実施形態に係る制振制御に必要な情報を取得する各種のセンサ４５が接続されている。これらのセンサ類から出力される信号は、入力インターフェース５７内のＡ／Ｄコンバータ５７ａやディジタル入力バッファ５７ｄにより、ＣＰＵ５０ｐが利用できる信号に変換されて入力ポート５５へ送られる。これにより、ＣＰＵ５０ｐは、ハイブリッド駆動装置１００の運転制御や、この実施形態に係る制振制御に必要な情報を取得することができる。

出力ポート５６には、出力インターフェース５８が接続されている。出力インターフェース５８には、ＭＧ２の出力（トルク）を制御するためのインバータ４等の、制振制御に必要な制御対象が接続されている。出力インターフェース５８は、制御回路５８₁、５８₂等を備えており、ＣＰＵ５０ｐで演算された制御信号に基づき、前記制御対象を動作させる。このような構成により、前記センサ類からの出力信号に基づき、ハイブリッドＥＣＵ５０のＣＰＵ５０ｐが備える電動機出力制御部５０ｐｅは、ＭＧ２のトルク（出力）を制御することができる。

記憶部５０ｍには、この実施形態に係る制振制御の処理手順を含むコンピュータプログラムや車両１が備える駆動系の伝達関数、制御マップ、この実施形態に係る制振制御に用いるデータ等が格納されている。ここで、記憶部５０ｍは、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。

上記コンピュータプログラムは、ＣＰＵ５０ｐへ既に記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせによって、この実施形態に係る制振制御の処理手順を実現できるものであってもよい。また、この制振制御装置３０は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアを用いて、振動判定部３１、振動エネルギ推定部３２、速度推定部３３、出力演算部３４及び指令タイミング制御部３５の機能を実現するものであってもよい。次に、この実施形態に係る制振制御を説明する。次の説明では、適宜図１、図２を参照されたい。

図３は、この実施形態に係る制振制御の処理手順を示すフローチャートである。図４は、この実施形態に係る制振制御の処理における処理のタイミングを示す説明図である。図４に示すように、車両１は、加速度ｇ＿ｃで加速中であり、車両１の動力発生源であるＭＧ２は、加速度ｇ＿ｍで振動しているとする。

この実施形態に係る制振制御を実行するにあたり、制振制御装置３０が備える振動判定部３１は、車両１の走行中（例えば加速中）に、車両１の動力発生源（ＭＧ２）のトルク変動に起因する、許容できない振動が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。前記振動が発生していない場合、あるいは前記振動が発生していても許容できる場合には（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ＳＴＡＲＴに戻り、制振制御装置３０は車両１の動力発生源のトルク変動に起因する振動（以下、必要に応じて動力発生源に起因する振動という）を監視する。

動力発生源に起因する振動の判定は、例えば、次のようにして判定する。まず、動力発生源であるＭＧ２の速度（動力発生源速度）ｗが車両１の速度（車両速度）Ｖと交差するときの時間に基づいて、動力発生源速度ｗの振動周期ｔｆｗを求める（図４）。そして、動力発生源の速度の振動周期ｔｆｗが、車両１が備える駆動系の共振の周期ｔｆｃに相当する周波数となった場合に、車両１の動力発生源のトルク変動に起因する許容できない振動が発生していると判定する。このようにすれば、車両１の動力発生源に起因する、許容できない振動をより精度よく判定することができる。ここで、動力発生源速度は、ＭＧ２用レゾルバ４２から、車両速度は、従動輪速度センサ４４が検出する、車両１の従動輪２３の回転速度から求めることができる。

許容できない動力発生源に起因する振動が発生している場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ、例えば図４のｔ₁）、制振制御装置３０の振動エネルギ推定部３２は、許容できない動力発生源に起因する振動が発生したと判定されたときにおける、車両１の動力発生源が有する振動エネルギＥを推定する（ステップＳ１０２）。振動エネルギＥは、式（１）によって推定することができる。この式（１）を用いれば、動力発生源の加速度の極値（ピーク値）以外からでも振動エネルギＥを推定することができる。
Ｅ＝Ｉ×（ｄｗ／ｄｔ）＋Ｉ×（Ｖ−Ｖｗ）×ｋ・・・（１）

ここで、Ｉは車両１の駆動系が有するイナーシャ（駆動系のイナーシャ）、ｗは動力発生源（ＭＧ２）の速度（動力発生源速度）、Ｖは車両１の速度（車両速度）、Ｖｗは駆動輪２２の速度（駆動輪速度）、ｋは係数であり、車両特有の値である。駆動系のイナーシャＩは車両１の駆動系の構成によって定まり、またｋは車両１の構成によって決定される。動力発生源速度ｗは、例えば、ＭＧ２の出力軸１８と同軸に取り付けられるレゾルバから検出されるＭＧ２の回転速度から求めることができ、これに基づいて（ｄｗ／ｄｔ）を算出する。ここで、（ｄｗ／ｄｔ）は、動力発生源速度ｗを時間で微分した値で、動力発生源の加速度（動力発生源加速度）に相当する。また、車両速度Ｖは、例えば、車両１の従動輪２３の回転速度から求めることができ、駆動輪速度Ｖｗは、車両１の駆動輪２２の速度から求めることができる。

なお、振動エネルギＥは、車両１が備える動力発生源の加速度の極値（ピーク値）を用いて求めてもよい。車両１の動力発生源が有する振動エネルギＥは、車両１が備える動力発生源の加速度の極値ａ＿ｐｅａｋを用いると、式（２）のように表現できる。
Ｅ＝ｊ×Ｉ×ａ＿ｐｅａｋ・・・（２）
ここで、Ｉは車両１の駆動系が有するイナーシャ（駆動系のイナーシャ）、ｊは換算係数であり、車両特有の値である。動力発生源の加速度の極値ａ＿ｐｅａｋを用いて振動エネルギＥを推定すると、式（１）における車両速度Ｖ及び駆動輪速度Ｖｗを測定しなくてもよいので、簡易に振動エネルギＥを推定できる。

振動エネルギＥを求めたら（ステップＳ１０２）、制振制御装置３０の速度推定部３３は、車両１の速度（車両速度）及び動力発生源（ＭＧ２）の速度（動力発生源速度）を推定する（ステップＳ１０３）。次に、車両速度及び動力発生源速度の推定について説明する。

図５は、この実施形態に係る車両が備える駆動系のモデルである。図６−１は、この実施形態に係る制振制御における動力発生源速度の推定手法を説明する概念図である。図６−２は、この実施形態に係る制振制御における車両速度の推定手法を説明する概念図である。この実施形態に係る制振制御では、図５に示すように、車両１（図１）の駆動系が備える動力発生源のイナーシャ、動力伝達手段のばね定数や粘性抵抗等を考慮して、動力発生源、動力伝達手段、及び駆動輪２２までをモデル化した駆動系モデル１００Ｍを作成する。

ここで、動力発生源は、ＭＧ２や内燃機関１０である。また、動力伝達手段は、リングギヤ２０Ｒ、キャリア２０Ｃ、サンギヤ２０Ｓからなる遊星歯車装置を備える動力分割装置２０、チェーン２１Ｃやデファレンシャルギヤ２１Ｄを備える減速機２１、ドライブシャフト１９、ダンパ１１等である。また、Ｉはイナーシャ、Ｋはばね定数、Ｃは粘性抵抗、Ｔはトルクを表す。

そして、この駆動系モデル１００Ｍに基づいて動力発生源速度に関する伝達関数Ｇ（ｓ）＿ｍ、及び車両速度に関する伝達関数Ｇ（ｓ）＿ｃを作成する。動力発生源速度に関する伝達関数Ｇ（ｓ）＿ｍは、動力発生源であるＭＧ２の入力とＭＧ２の回転数との間におけるものであり、車両速度に関する伝達関数Ｇ（ｓ）＿ｃは、動力発生源であるＭＧ２の入力と駆動輪２２との間におけるものである。これらの伝達関数Ｇ（ｓ）＿ｍ、Ｇ（ｓ）＿ｃは、ハイブリッドＥＣＵ５０の記憶部５０ｍに格納される。

速度推定部３３は、ステップＳ１０２で振動エネルギ推定部３２が求めた振動エネルギＥを取得して、ｔ＝ｔ₁でそれぞれの伝達関数Ｇ（ｓ）＿ｍ、Ｇ（ｓ）＿ｃへ振動エネルギＥをステップ入力する（図６−１、図６−２）。この入力は、許容できない動力発生源に起因する振動が発生していると判定された後（例えば、図４のｔ₁）に行われることになる。

そして、速度推定部３３は、前記ステップ入力により、伝達関数Ｇ（ｓ）＿ｍ、Ｇ（ｓ）＿ｃから得られた応答を、時間領域に変換する。すると、図６−１、図６−２に示すように、振動エネルギＥの入力に対する時間領域における応答として、動力発生源速度Ｖｍ＿ｇ及び車両速度Ｖｃ＿ｇが出力される。この出力値を、それぞれ動力発生源速度の推定値（推定動力発生源速度）Ｖｍ＿ｇ、車両速度の推定値（推定車両速度）Ｖｃ＿ｇとする（図４参照）。推定動力発生源速度Ｖｍ＿ｇ及び推定車両速度Ｖｃ＿ｇは、ハイブリッドＥＣＵ５０の処理時間や通信時間や駆動系の捩れ等の影響による応答遅れを排除した、動力発生源（ＭＧ２）及び車両１の現実の速度である。このため、ＭＧ２用レゾルバ４２や駆動輪速度センサ４３によって求められるＭＧ２の速度や車両１の速度よりも、実際のＭＧ２の速度及び車両１の速度に近い値となる。

推定動力発生源速度Ｖｍ＿ｇ及び推定車両速度Ｖｃ＿ｇを求めたら（ステップＳ１０３、図４）、制振制御装置３０の出力演算部３４は、推定動力発生源速度Ｖｍ＿ｇと推定車両速度Ｖｃ＿ｇとの偏差ΔＶ＿ｇ＝（Ｖｍ＿ｇ−Ｖｃ＿ｇ）を求める。この偏差ΔＶ＿ｇが、動力発生源に起因する振動の振動成分の推定値（推定振動成分）ｆ＿ｇとなる（図４）。前記偏差ΔＶ＿ｇをｔ＝ｔ₁から所定求めることによって、推定振動成分ｆ＿ｇの時間変化を求めることができる（ステップＳ１０４）。

推定振動成分ｆ＿ｇを求めたら、推定振動成分ｆ＿ｇの推定振動エネルギＥ＿ｇを抑制するトルク（振動抑制トルク）を車両１の駆動系へ付与することによって、車両１の動力発生源に起因する振動を抑制する。このため、制振制御装置３０の出力演算部３４は、ステップＳ１０４で算出した推定振動成分ｆ＿ｇを、車両１の動力発生源に付与する振動抑制トルクＴｄに変換する（ステップＳ１０５）。

この振動抑制トルクＴｄは、推定動力発生源速度Ｖｍ＿ｇと推定車両速度Ｖｃ＿ｇとの偏差ΔＶ＿ｇに基づいて設定され、推定振動成分ｆ＿ｇとは逆位相で車両１の駆動系へ付与される。例えば、振動抑制トルクＴｄは、前記偏差ΔＶ＿ｇに所定の係数ｑを乗じた値（ｑ×ΔＶ＿ｇ）とする。この実施形態では、ステップＳ１０５で求めた振動抑制トルクＴｄをＭＧ２によって車両１の駆動系へ付与する。ＭＧ２は、トルクを短時間で変更できるので、この実施形態に係る制振制御には好ましい。

推定振動成分ｆ＿ｇを振動抑制トルクＴｄに変換したら、制振制御装置３０の指令タイミング制御部３５は、ＭＧ２に対する指令から、ＭＧ２が指令されたトルクを出力するまでの遅れｔｄ（図４参照）を考慮して、駆動トルクＴ及び振動抑制トルクＴｄをＭＧ２に出力させるための指令を発信するタイミングを決定する（ステップＳ１０６、図４参照）。すなわち、指令タイミング制御部３５は、ステップＳ１０５で求めた振動抑制トルクＴｄよりも遅れｔｄ分早い時間に振動抑制トルクＴｄと、駆動トルクＴとを出力させるための指令を発信する。

ここで、図４に示すＴｄ'が、前記遅れｔｄ（図４参照）を考慮して決定された振動抑制トルクＴｄを示す。ＭＧ２が実際に出力するトルクＴｏｕｔは、ＭＧ２が車両１を加速させるための駆動トルクＴ（図４参照）に、前記遅れｔｄを考慮して決定された振動抑制トルクＴｄ（すなわち図４のＴｄ'）を加算した値となる。指令タイミング制御部３５は、図４に示すトルクＴｏｕｔをＭＧ２に出力させるための指令を発信する。

このようにすることで、車両１の動力発生源に起因する振動が発生した場合には、これを確実かつ迅速に抑制することができる。ここで、前記遅れｔｄは、ハイブリッドＥＣＵ５０の通信速度や処理速度、あるいはＭＧ２のイナーシャＩｍｇ２やＭＧ２の出力軸１８の捩れ等を考慮して決定される。

トルクＴｏｕｔをＭＧ２に出力させるための指令を発信するタイミングが決定されたら、指令タイミング制御部３５は、決定されたタイミングで、かつ駆動トルクＴ及びステップＳ１０５で変換された振動抑制トルクＴｄを出力するように、ＭＧ２へ指令を発信する（ステップＳ１０７、図４）。これによって、ＭＧ２は、動力発生源に起因する振動を抑制するように、ステップＳ１０５で変換された振動抑制トルクＴｄを出力するので、前記振動を確実かつ迅速に抑制することができる。

その後、振動判定部３１は、車両１の動力発生源に起因する、許容できない振動が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１０８）。許容できない動力発生源に起因する振動が発生している場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、制振制御装置３０は、前記振動が許容できるようになるまで、ステップＳ１０２〜ステップＳ１０７を繰り返す。動力発生源に起因する振動が発生していない場合、あるいは動力発生源に起因する振動が発生していても許容できる場合には（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、ＳＴＡＲＴに戻り、制振制御装置３０は動力発生源に起因する振動を監視する。

この実施形態に係る制振制御によれば、動力発生源であるＭＧ２に起因する振動のエネルギを基に求めた推定動力発生源速度と推定車両速度との偏差から、動力発生源に起因する振動の振動成分のみを推定する。そして、ハイブリッドＥＣＵ５０の処理時間や通信時間、あるいは駆動系の捩れ等に起因する応答遅れを考慮して、前記振動を抑制するトルクを動力発生源であるＭＧ２に出力させる。これによって、確実かつ迅速に前記振動を抑制できる。

また、動力発生源に起因する許容できない振動が発生したときに、ハイブリッドＥＣＵ５０の処理時間や通信時間、あるいは駆動系の捩れ等に起因する応答遅れを考慮して、前記振動を抑制するトルクを、動力発生源であるＭＧ２に出力させる。このように、前記振動が発生している場合にのみ制振制御を実行するので、制振制御に起因するＭＧ２のトルク低下はなく、所望の加減速を得ることができる。

さらに、動力発生源に起因する許容できない振動が発生したときに、動力発生源であるＭＧ２に起因する振動の振動成分を推定して、これを抑制するトルクを算出する。これによって、常に前記振動成分及びトルクを演算する必要はないので、ハイブリッドＥＣＵ５０が備えるＣＰＵ５０ｐの計算負荷を軽減することができる。

（変形例）
この変形例に係る制振制御は、車両１の走行中、推定動力発生源速度Ｖｍ＿ｇ及び推定車両速度Ｖｃ＿ｇを常時推定して推定振動成分ｆ＿ｇを求め、この推定振動成分ｆ＿ｇを抑制する振動抑制トルクＴｄを計算する。そして、動力発生源に起因する許容できない振動が発生したら、前記振動抑制トルクＴｄを出力する。なお、動力発生源に起因する許容できない振動が発生したら、動力発生源に起因する振動を抑制するように動力発生源のトルクを制御する点においては、上記制振制御と同様である。

図７は、この実施形態の変形例に係る制振制御の処理手順を示すフローチャートである。この変形例に係る制振制御は、上記実施形態に係る制振制御装置３０によって実現できる。この変形例に係る制振制御を実行するにあたり、制振制御装置３０の振動エネルギ推定部３２は、車両１の動力発生源に起因する振動が有する振動エネルギＥを推定する（ステップＳ２０１）。振動エネルギＥは、実施形態１で説明したように、上記式（１）を用いて求めることができる。

次に、制振制御装置３０の速度推定部３３は、車両１の速度（車両速度）及び動力発生源の速度（動力発生源速度）を推定する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２において、制振制御装置３０の出力演算部３４は、推定動力発生源速度Ｖｍ＿ｇと推定車両速度Ｖｃ＿ｇとの偏差ΔＶ＿ｇ＝（Ｖｍ＿ｇ−Ｖｃ＿ｇ）を求める。そして、制振制御装置３０の出力演算部３４は、前記偏差ΔＶ＿ｇから推定振動成分ｆ＿ｇを求める（ステップＳ２０３）。推定振動成分ｆ＿ｇを求めたら、制振制御装置３０の出力演算部３４は、ステップＳ２０３で算出した推定振動成分ｆ＿ｇを、車両１の動力発生源（ＭＧ２）に付与する振動抑制トルクＴｄに変換する（ステップＳ２０４）。

次に、制振制御装置３０が備える振動判定部３１は、車両１の走行中に、車両１の動力発生源に起因する、許容できない振動が発生しているか否かを判定する（ステップＳ２０５）。動力発生源に起因する振動が発生していない場合、あるいは動力発生源に起因する振動が発生していても許容できる振動である場合には（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、ＳＴＡＲＴに戻り、制振制御装置３０は車両１の振動を監視する。

動力発生源に起因する振動が許容できない場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、制振制御装置３０の指令タイミング制御部３５は、ＭＧ２に対する指令から、ＭＧ２が指令されたトルクを出力するまでの遅れｔｄ（図４参照）を考慮して、駆動トルクＴ及び振動抑制トルクＴｄをＭＧ２に出力させるための指令を発信するタイミングを決定する（ステップＳ２０６）。

そして、指令タイミング制御部３５は、決定されたタイミングで、かつ駆動トルクＴ及びステップＳ２０４で変換された振動抑制トルクＴｄをＭＧ２が出力するように、ＭＧ２へ指令を発信する（ステップＳ２０７）。これによって、ＭＧ２は、動力発生源に起因する振動を抑制するように、ステップＳ２０４で変換された振動抑制トルクＴｄを出力するので、前記振動を確実かつ迅速に抑制することができる。

その後、振動判定部３１は、車両１の動力発生源に起因する、許容できない振動が発生しているか否かを判定する（ステップＳ２０８）。許容できない動力発生源に起因する振動が発生している場合（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、制振制御装置３０は、前記振動が許容できるようになるまで、ステップＳ２０４で変換された振動抑制トルクＴｄを出力する。動力発生源に起因する振動が発生していない場合、あるいは動力発生源に起因する振動が発生していても許容できる振動である場合には（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、ＳＴＡＲＴに戻り、制振制御装置３０は動力発生源に起因する振動を監視する。

この変形例で説明した手順によっても、確実かつ迅速に動力発生源であるＭＧ２に起因する振動を抑制できる。また、前記振動が発生している場合にのみ制振制御を実行するので、制振制御に起因するＭＧ２のトルク低下はなく、所望の加減速を得ることができる。

以上、この実施形態及びその変形例では、動力発生源に起因する振動のエネルギを基に、車両の駆動系の伝達関数から求めた推定動力発生源速度と推定車両速度とを求め、両者の偏差から振動成分のみを推定する。そして、ＥＣＵの処理時間や通信時間、あるいは駆動系の捩れ等に起因する応答遅れを考慮して、前記振動を抑制するトルクを動力発生源に出力する。これによって、確実かつ迅速に前記振動を抑制できる。

また、動力発生源に起因する許容できない振動が発生したときに、ＥＣＵの処理時間や通信時間、あるいは駆動系の捩れ等に起因する応答遅れを考慮して、前記振動を抑制するトルクを動力発生源に出力する。このように、前記振動が発生している場合にのみ制振制御を実行するので、制振制御に起因する動力発生源のトルク低下はなく、所望の加減速を得ることができる。なお、この実施形態及びその変形例で開示した構成を備えるものは、この実施形態及びその変形例と同様の作用、効果を奏する。

以上のように、本発明に係る制振制御装置は、動力発生源のトルク変動に起因する振動を抑制することに有用であり、特に、前記振動を確実、かつ迅速に抑制することに適している。

この実施形態に係る制振制御が適用される車両の構成を示す概略図である。 この実施形態に係る制振制御装置の構成例を示す説明図である。 この実施形態に係る制振制御の処理手順を示すフローチャートである。 この実施形態に係る制振制御の処理における処理のタイミングを示す説明図である。 この実施形態に係る車両が備える駆動系のモデルである。 この実施形態に係る制振制御における動力発生源速度の推定手法を説明する概念図である。 この実施形態に係る制振制御における車両速度の推定手法を説明する概念図である。 この実施形態の変形例に係る制振制御の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 車両
１０ 内燃機関
１１ ダンパ
１８ 出力軸
１９ ドライブシャフト
２０ 動力分割装置
２１ 減速機
２２ 駆動輪（前輪）
２３ 従動輪（後輪）
３０ 制振制御装置
３１ 振動判定部
３２ 振動エネルギ推定部
３３ 速度推定部
３４ 出力演算部
３５ 指令タイミング制御部
４１ アクセル開度センサ
４２ ＭＧ２用レゾルバ
４３ 駆動輪速度センサ
４４ 従動輪速度センサ
５０ ハイブリッドＥＣＵ
１００ ハイブリッド駆動装置
１００Ｍ 駆動系モデル

Claims (5)

1. 車両の動力発生源に起因する振動のエネルギを推定する振動エネルギ推定部と、
   前記振動エネルギを、前記車両の駆動系のモデルから求めた伝達関数へ入力することにより、前記動力発生源の動力発生源速度と前記車両の車両速度とを推定する速度推定部と、
   推定された前記動力発生源速度と前記車両速度との偏差に基づいて、前記動力発生源に起因する振動を推定し、推定した前記振動を抑制する振動抑制トルクを算出する出力演算部と、
   前記動力発生源に対して前記振動抑制トルクを出力させるための指令を発信してから前記動力発生源が前記振動抑制トルクを出力するまでの遅れを考慮して、前記振動抑制トルクを前記動力発生源に発生させるための指令を発信する時期を決定し、決定された時期に前記指令を発信するタイミング制御部と、
   を含むことを特徴とする制振制御装置。
2. さらに、前記車両の動力発生源に起因する振動の発生を判定する振動判定部を備え、
   前記振動判定部が、前記車両の動力発生源に起因する許容できない振動が発生していると判定してから、前記タイミング制御部は、前記振動抑制トルクを前記動力発生源に発生させるための指令を発信することを特徴とする請求項１に記載の制振制御装置。
3. 前記振動判定部は、
   前記車両が搭載する前記動力発生源の速度の振動周期が、前記車両が備える駆動系の共振の周期に相当するときに、前記動力発生源に起因する振動が発生していると判定することを特徴とする請求項２に記載の制振制御装置。
4. 前記振動エネルギ推定部は、
   前記動力発生源の加速度、及び前記車両の速度と前記動力発生源の速度との差の和に基づいて、前記振動エネルギを推定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の制振制御装置。
5. 前記振動エネルギ推定部は、
   前記動力発生源の加速度の極値に基づいて、前記振動エネルギを推定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の制振制御装置。

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