JP2008057569A - 車両のこもり音低減制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】個体差によるトルクばらつきがあっても車両のこもり音を低減する。
【解決手段】本発明の車両のこもり音低減制御装置は、車内のこもり音を検出して（Ｓ１）、検出されたこもり音の音圧が所定値より大きいと判定されたとき（Ｓ２）、エンジンの回転速度が上昇するようにエンジンの作動点の目標値を演算し（Ｓ４）、エンジンの作動点を目標値に変更する（Ｓ５）。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両のこもり音低減制御装置に関するものである。

変速機を搭載する車両において、エンジンの振動に起因するこもり音等の騒音が問題となることが知られている。騒音の発生源となるエンジンの振動は、往復運動部分の慣性力が周期的に出力軸に作用することによって生じるトルク変動と、間欠的に行われる燃焼によって生じる爆発力によるトルク変動とによって発生する。

騒音は、エンジンの回転速度が比較的低い状態において生じ易く、この領域ではエンジントルク変動が発生しやすくなる。特に低回転高負荷の状態で発生しやすい。

そこで、使用するエンジンの最低回転速度を規制することやロックアップクラッチを滑らせることで騒音を防止しようとする技術が知られている。最低回転速度やクラッチの滑り量は車両設計値をもとに計算された騒音発生回転速度に基づいて決定される。

また、クラッチ滑り量をエンジントルク信号を使用して演算する技術が知られている。

特許文献１には、アクセル開度毎にトルク変動レベルが低くなる回転速度を予め演算しておき、検出された車速とアクセル開度とに基づいて、エンジンの回転速度が予め演算しておいた回転速度となるように変速機の変速比を制御するものがある。
特開２０００−１１０９２６公報

しかし、最低回転速度やクラッチの滑り量の前提となる車両設計値や演算に使用されるエンジントルク信号などは実際のトルク値と乖離している場合があり、上記従来の技術ではこのような個体差によるトルクばらつきを考慮していないので、設計値通りに制御を行っても騒音が低減されない場合がある。

本発明は、個体差によるトルクばらつきがあっても車両のこもり音を低減することを目的とする。

本発明は、車内のこもり音を検出して、こもり音の音圧が所定値より大きいと判定されたとき、エンジンの回転速度が上昇するようにエンジンの作動点の目標値を演算し、エンジンの作動点を目標値に変更する。

本発明によれば、こもり音の音圧が所定値より大きいときエンジンの回転速度を上昇させてこもり音を低減するので、個体差によるトルクばらつきや経時劣化によるエンジン特性の変化があった場合であっても、こもり音を低減することができる。

以下では図面等を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。図１は本実施形態における車両のこもり音低減制御装置の構成を示す概略構成図である。

本実施形態における車両１は前輪駆動車両であり、エンジン２の出力トルクは無段変速機３を介して駆動輪へと伝達される。また、前席及び後席の中央付近にはそれぞれマイク４（こもり音検出手段）が設けられ、車内の騒音を検知してコントローラ５へ送信する。マイク４はフィルタによって騒音となる任意の周波数帯の音圧のみを検知するセンサである。なお、本実施形態では騒音とはエンジン２の振動に起因する車内のこもり音のことをいう。

コントローラ５はマイク４から受信した車内の騒音に基づいて無段変速機３の変速比を制御する。

次に図２を参照しながら本実施形態の制御について説明する。図２は本実施形態における車両のこもり音低減制御装置の制御を示すフローチャートである。

ステップＳ１では、マイク４によって検知される現在の騒音音圧ｆ＿ｃｕｒを読み込む。

ステップＳ２（音圧判定手段）では、騒音音圧ｆ＿ｃｕｒが騒音音圧閾値ｆｂ以上であるか否かを判定する。騒音音圧ｆ＿ｃｕｒが騒音音圧閾値ｆｂ以上であればステップＳ３へ進み、ステップＳ３からＳ７において騒音を回避するための騒音回避制御を行う。騒音音圧ｆ＿ｃｕｒが騒音音圧閾値ｆｂより小さければステップＳ８へ進み、ステップＳ８からＳ１３において燃費を向上させるための燃費向上制御を行う。

騒音音圧閾値ｆｂとは騒音回避制御を行う必要があるか否かを判断できる程度の値であり、運転者の意図に基づいて設定される。例えば騒音音圧閾値ｆｂをゼロに設定すると常に騒音回避制御が行われ、騒音音圧閾値ｆｂを無限大、又は十分大きな値に設定すると常に燃費向上制御が行われる。運転者は優先したい制御が行われる頻度が高くなるように騒音音圧閾値ｆｂを適宜設定することができる。

ステップＳ３では、現在のエンジン２の作動点Ｃ＿ｃｕｒを読み込む。

ステップＳ４（目標作動点演算手段）では、目標作動点を演算する。目標作動点は、現在のエンジン２の回転速度Ｎｅ＿ｃｕｒを所定の回転速度Ｎｅ＿ｕｐ（例えば２０ｒｐｍ）だけ上昇させる作動点に設定される。

ステップＳ５（エンジン作動点変更手段）では、エンジン２の作動点を目標作動点に変更する。エンジン２の作動点の変更は無段変速機３のプーリ比Ｒａｔｉｏを変化させることで行う。これにより、現在のエンジン２の回転速度Ｎｅ＿ｃｕｒは所定の回転速度Ｎｅ＿ｕｐだけ上昇する。

ステップＳ６では、騒音モニタリングを行う。騒音モニタリングはエンジン２の作動点変更後一定時間、騒音音圧ｆ＿ｃｕｒを読み込むことで行う。

ステップＳ７では、騒音音圧ｆ＿ｃｕｒが騒音音圧閾値ｆｂ以下であるか否かを判定する。騒音音圧ｆ＿ｃｕｒが騒音音圧閾値ｆｂ以下であれば、ステップＳ１４へ進んで作動点変更後の運転状態Ｃ＿ｎｅｗを学習値として記憶する。騒音音圧ｆ＿ｃｕｒが騒音音圧閾値ｆｂより大きければステップＳ３へ戻って再度エンジン２の作動点を変更し、騒音音圧ｆ＿ｃｕｒが騒音音圧閾値ｆｂ以下となるまでこの制御を繰り返す。なおこのとき、エンジン２の回転速度が所定の回転速度に達するとこの制御を中止する。

一方、ステップＳ２において騒音音圧ｆ＿ｃｕｒが騒音音圧閾値ｆｂより小さいと判定されると、ステップＳ８へ進んで現在のエンジン２の作動点Ｃ＿ｃｕｒを読み込む。

ステップＳ９（目標作動点演算手段）では、目標作動点を演算する。目標作動点は図３を参照して演算される。図３はエンジン２の燃料消費率マップであり、実線の等高線は燃料消費率、点線は等出力線を示す。点Ａの部分が最も燃料消費率が低い、すなわち燃費が良い部分であり、外側に向かうほど高くなっていく。

目標作動点は、等出力線上に沿って現在のエンジン２の回転速度Ｎｅ＿ｃｕｒを所定の回転速度Ｎｅ＿ｕｐ（例えば２０ｒｐｍ）だけ低下させるような作動点に設定される。これにより、エンジン２の出力を変化させることなく回転速度だけ低下させることができる。

ステップＳ１０（燃料消費率判定手段）では、目標作動点Ｃ＿ｎｅｗにおける燃料消費率Ｆｕｅｌ＿ｎｅｗが現在の作動点Ｃ＿ｃｕｒにおける燃料消費率Ｆｕｅｌ＿ｃｕｒ以下となるか否かを判定する。目標作動点Ｃ＿ｎｅｗにおける燃料消費率Ｆｕｅｌ＿ｎｅｗが現在の作動点Ｃ＿ｃｕｒにおける燃料消費率Ｆｕｅｌ＿ｃｕｒ以下となると判定されるとステップＳ１１へ進み、現在の作動点Ｃ＿ｃｕｒにおける燃料消費率Ｆｕｅｌ＿ｃｕｒより高くなると判定されると後述するステップＳ１１におけるエンジン２の作動点の変更を行うことなくステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１１（エンジン作動点変更手段）では、エンジン２の作動点を目標作動点に変更する。エンジン２の作動点の変更は無段変速機３のプーリ比Ｒａｔｉｏを変化させることで行う。これにより、現在のエンジン２の回転速度Ｎｅ＿ｃｕｒは所定の回転速度Ｎｅ＿ｕｐだけ低下する。

ステップＳ１２では、騒音モニタリングを行う。騒音モニタリングはエンジン２の作動点変更後一定時間、騒音音圧ｆ＿ｃｕｒを読み込むことで行う。

ステップＳ１３では、騒音音圧ｆ＿ｃｕｒが騒音音圧閾値ｆｂ以上であるか否かを判定する。騒音音圧ｆ＿ｃｕｒが騒音音圧閾値ｆｂ以上であれば、ステップＳ１４へ進んでステップＳ８において取得したエンジン２の作動点Ｃ＿ｃｕｒを学習値として記憶する。騒音音圧ｆ＿ｃｕｒが騒音音圧閾値ｆｂより小さければステップＳ８へ戻って再度エンジン２の作動点を変更し、騒音音圧ｆ＿ｃｕｒが騒音音圧閾値ｆｂ以上となるまでこの制御を繰り返す。

ステップＳ１４では、騒音回避制御における騒音が回避できるエンジン２の作動点、及び燃費向上制御における騒音が発生するエンジン２の作動点を学習制御することで騒音回避制御の精度を向上させ騒音発生回数を低減する。

ここで、ステップＳ５及びＳ１１においてエンジン２の作動点の変更を行うために無段変速機３のプーリ比Ｒａｔｉｏを変化させる方法について説明する。図４は無段変速機３の変速マップであり、車速、目標入力回転速度（エンジン２の回転速度）、アクセル開度、及び変速線の関係を示す。例えばアクセル開度が０／８のとき、ステップＳ５においてエンジン２の回転速度を上昇させる場合には、変速線Ａを上側の変速線Ｂへと切り換えることでエンジン２の回転速度を上昇させることができる。また、ステップＳ１１においてエンジン２の回転速度を低下させる場合には、変速線Ｂを下側の変速線Ａへと切り換えることでエンジン２の回転速度を低下させることができる。なお、アクセル開度が０／８以外のときも同様である。

以上のように本実施形態では、騒音の音圧ｆ＿ｃｕｒが騒音音圧閾値ｆｂ以上であるとき、エンジン２の作動点を変更することでエンジン２の回転速度を上昇させてこもり音を低減するので、個体差によるトルクばらつきや経時劣化によるエンジン特性の変化があった場合であっても、こもり音を低減することができる。

また、騒音の音圧ｆ＿ｃｕｒが騒音音圧閾値ｆｂより小さいとき、エンジン２の作動点を変更することでエンジン２の回転速度を低下させるので、こもり音が発生しない範囲で燃費を向上させることができる。

さらに、目標作動点Ｃ＿ｎｅｗにおける燃料消費率Ｆｕｅｌ＿ｎｅｗが現在の作動点Ｃ＿ｃｕｒにおける燃料消費率Ｆｕｅｌ＿ｃｕｒより高くなると判定されるとエンジン２の作動点の変更を行わないので、エンジン２の回転速度を低下させても燃費が悪化するような場合にはエンジン２の回転速度を変化させず燃費の悪化を防止する。

さらに、変速線を変更することで無段変速機３のプーリ比Ｒａｔｉｏを変化させエンジン２の作動点を変更するので、確実にエンジン２の作動点の変更を行うことができ、エンジン２の回転速度の上昇又は低下を精度良く行うことができる。

さらに、エンジン２の回転速度を上昇させるか低下させるかは、騒音音圧閾値ｆｂの大きさによって調整可能であるので、運転者の意図にあった運転制御が可能である。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能である。

例えば、本実施形態では変速機として無段変速機３を用いているが有段ＡＴを用いてもよい。この場合、ステップＳ５及びＳ１１においてエンジン２の作動点の変更を行うためには、図５に示す有段ＡＴの変速マップを参照する。例えばステップＳ５において現在の変速段が４速である場合、３←４変速線をＣからＤへと切り換えることで、３速にシフトダウンするタイミングを早めることができ、エンジン２の回転速度を上昇させることができる。また、ステップＳ１１の場合には変速線をＤからＣへと切り換えることで３速にシフトダウンするタイミングを遅くすることができ、エンジン２の回転速度を低く保つことができる。

また、本実施形態では変速線を変更してエンジン２の作動点を燃費率が良くなる作動点へ変更することで燃費向上制御を行っているが、これに代えてロックアップクラッチの締結開始車速を低車速化することでエンジン２の回転速度の上昇を抑える方法でもよい。また、スリップロックアップ制御を行う場合には、スリップ量を減らす、又はスリップロックアップ開始車速を低車速化する方法でもよい。

さらに、騒音回避制御及び燃費向上制御を運転者が選択することができるようにモード切替スイッチを設けてもよい。

本実施形態における車両のこもり音低減制御装置の構成を示す概略構成図である。 本実施形態における車両のこもり音低減制御装置の制御を示すフローチャートである。 燃料消費率マップである。 無段変速機の変速マップである。 有段ＡＴの変速マップである。

符号の説明

１ 車両
２ エンジン
３ 無段変速機
４ マイク
５ コントローラ

Claims (5)

1. 車内のこもり音を検出するこもり音検出手段と、
   こもり音の音圧が所定値より大きいか否かを判定する音圧判定手段と、
   音圧が前記所定値より大きいと判定されたとき、エンジンの回転速度が上昇するように前記エンジンの作動点の目標値を演算する目標作動点演算手段と、
   前記目標値が演算された後、前記エンジンの作動点を前記目標値に変更するエンジン作動点変更手段と、
   を備えることを特徴とする車両のこもり音低減制御装置。
2. 前記目標作動点演算手段は、音圧が前記所定値より小さいと判定されたとき、前記エンジンの回転速度が低下するように前記エンジンの作動点の目標値を演算することを特徴とする請求項１に記載の車両のこもり音低減制御装置。
3. 前記エンジンの作動点を前記目標値に変更する前後の燃料消費率を推定して、変更後の燃料消費率が変更前の燃料消費率より高くなるか否かを判定する燃料消費率判定手段をさらに備え、
   前記エンジン作動点変更手段は、変更後の燃料消費率が変更前の燃料消費率より高くなると判定されたとき、前記エンジンの作動点の変更を中止することを特徴とする請求項２に記載の車両のこもり音低減制御装置。
4. 前記エンジン作動点変更手段は、変速機の変速線を変更することで前記エンジンの作動点を前記目標値に変更することを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の車両のこもり音低減制御装置。
5. 前記エンジンの回転速度が上昇するように前記エンジンの作動点を変更することでこもり音を軽減する騒音回避モードと、前記エンジンの回転速度が低下するように前記エンジンの作動点を変更することで燃料消費率を低下させる燃費向上モードとのうち、前記騒音回避モードを優先するときは前記燃費向上モードを優先するときよりも前記所定値を小さく設定することを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の車両のこもり音低減制御装置。

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