JP2013253592A - 車両用制振制御装置及び車両用制振制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】オルタネータ20と、オルタネータの発電電圧が調整電圧Vaになるようフィールド電流を制御するレギュレータ21と、オルタネータの発電電力を充電するバッテリ30と、を備える車両に適用されることを前提とする。そして、バッテリ残容量を発電電力の受入れ可能範囲に維持させるのに必要な充電供給電力(容量維持成分Vdcに相当)と、車両の振動を抑制するのに必要なオルタネータの駆動トルク(振動抑制成分ΔVCに相当)とに基づき、調整電圧指令値Va(Va=Vdc+ΔVC)を設定することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
て、前記調整電圧を、前記車両の振動を抑制するのに必要な前記発電機の駆動トルク(補正トルク)と、前記駆動トルクにより変化する発電電力を受け入れることができる範囲に維持させるのに必要な充電供給電力とに基づき設定する調整電圧設定手段を備えることを特徴とする。
図1に示すように、車両用制振制御装置が適用される車両には、点火着火式の走行用エンジン10(内燃機関)、エンジン10により回転駆動して発電するオルタネータ20(発電機)、発電機の発電電力を充電するバッテリ30、エンジン10およびオルタネータ20の作動を制御する演算装置(ECU13)が搭載されている。
周波数を異ならせることにより、目的の異なる2つの制御器が干渉して、制御目標である電圧が振動することを防いでいる。
した消費電流Ia−Ib、バッテリ電圧Vb、およびオルタ回転数Naに基づき、先述した消費電力トルクΔTdcを関数func5に従って算出する。具体的には、図3(a)に示す演算式にしたがって消費電力トルクΔTdcを算出する。なお、演算式中のεはオルタネータ20のエネルギ変換効率を示し、演算式中のTは消費電力トルクΔTdcを示す。続くステップS55では、算出した消費電力トルクΔTdcにローパスフィルタ(LPF)処理を施し、制振制御の対象となる周波数帯の信号成分が除去された消費電力トルクΔTdcをエンジン指令値算出手段60へ出力する。
分Vdcによりバッテリ残容量を前記許容制御範囲に維持させるにあたり、その許容制御範囲の下限値に対応するDODをTh1、上限値に対応するDODをTh2とする。したがって、Th1>DOD>Th2となるように容量維持成分Vdcは演算される。
続くステップS86では、推定したDODの値に基づき、Th1>DOD>Th2を維持するための容量維持成分Vdcを決定する。例えば、容量維持成分VdcとDODとの関係を、予め試験して取得してマップ等にて記憶させておき、そのマップを用いてDODから容量維持成分Vdcを算出する。容量維持成分Vdcは、振動抑制成分ΔVCとの制御干渉を回避するために、制御対象である車両振動の周波数より低い周波数のローパスフィルタにより信号処理される。例えば、DODに応じた容量維持成分Vdcの要求に変化があった時に、容量維持成分Vdcの周波数が、振動抑制成分ΔVCの周波数に干渉して不可制御となることを回避できる。また、振動抑制成分ΔVCに相当する発電電力分をバッテリ30へ受入れ可能となるように、バッテリ容量の上限値(つまりDODの下限値
Th2)を満充電より小さい値に設定している。
車輪軸トルクがアクセル開度Accに応じて増大し(図8(b)参照)、そのトルク増大にともなって車両振動が発生する(図8(c)参照)。この車両振動とは、車両の上下ピッチング運動、前後シャシ運動など、様々な振動を指す。なお、この場合のオルタ負荷トルクは、消費電力トルクおよび容量維持トルクにしたがって変動する波形となる(図8(a)参照)
これに対し、運動制御を実施する場合のオルタ負荷トルクは、車輪軸トルク補正量ΔTw、消費電力トルクおよび容量維持トルクにしたがって変動する波形となる(図8(d)参照)。つまり、アクセルペダルを踏み込んだ直後に、演算装置により、車両振動を予測すると同時に、振動抑制(減衰)させるための補正トルクを演算し、オルタの負荷トルクを補正する(図8(e)参照)。その結果、車両振動が抑制される(図8(f)参照)。
変化させることで実現させる。よって、従来必要となっていた「出力電流を直接制御するための新規装置」を不要にでき、既存のECU13で調整電圧指令値Vaを変化させるだけで振動抑制を実現できる。
・調整電圧指令値Vaを算出するにあたり、バッテリ充電量管理手段80により容量維持成分Vdcを演算し、車輪軸トルク補正量演算手段70およびオルタネータ指令値演算手段90により振動抑制成分ΔVCを演算する。よって、これらの演算値Vdc、ΔVCを加算して調整電圧指令値Vaを算出するので、調整電圧指令値Vaの算出を容易に実現できる。なお、バッテリ充電量管理手段80は容量維持成分演算手段に相当し、車輪軸トルク補正量演算手段70およびオルタネータ指令値演算手段90は振動抑制成分演算手段に相当する。
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
・上記実施形態では、エンジン指令値算出手段60が、エンジン指令値として、三つの指令値(スロットル開度、燃料噴射量、点火時期)を算出しているが、いずれか一つ、又は二つを算出するように構成してもよい。
Claims (8)
- 内燃機関により駆動して発電する発電機(20)、前記発電機の発電電圧が外部から指令される調整電圧(Va)になるよう、前記発電機の励磁巻線に流れるフィールド電流を制御するレギュレータ(21)、前記発電機の発電電力を充電するバッテリ(30)を備える車両に適用される車両用制振制御装置であって、
前記バッテリの残容量の制御に必要な充電供給電力要求値と、前記車両の振動を抑制するのに必要な前記発電機の駆動トルク要求値とに基づき、前記調整電圧を設定する調整電圧設定手段(70、80、90、S71〜S74、S81〜S87、S91〜S98)を備えることを特徴とする車両用制振制御装置。 - 前記調整電圧設定手段は、
前記調整電圧のうち、前記バッテリの残容量の制御に必要な容量維持成分(Vdc)の電圧指令値を演算する容量維持成分演算手段(80)と、
前記調整電圧のうち、前記車両の振動を抑制するのに必要な前記発電機の駆動トルクに相当する振動抑制成分(ΔVC)の電圧指令値を演算する振動抑制成分演算手段(70、90)と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の車両用制振制御装置。 - 前記容量維持成分演算手段は、前記容量維持成分(Vdc)の電圧指令値を、制御対象である車両振動より低い周波数の前記充電供給電力要求値から算出し、
前記振動抑制成分演算手段は、前記振動抑制成分(ΔVC)の電圧指令値を、制御対象である車両振動以上の周波数の前記駆動トルク要求値から算出し、
前記容量維持成分(Vdc)の電圧指令値に、前記振動抑制成分(ΔVC)を重畳した波形を調整電圧(Va)とし、発電機への電圧指令とすることを特徴とする請求項2記載の車両用制振制御装置。 - 前記振動抑制成分演算手段(S96)は、前記バッテリの残容量に応じて前記振動抑制成分を演算することを特徴とする請求項2または3に記載の車両用制振制御装置。
- 前記振動抑制成分演算手段(S96)は、前記バッテリが放電および充電のいずれの状態であるかに応じて前記振動抑制成分を演算することを特徴とする請求項2〜4のいずれか1つに記載の車両用制振制御装置。
- 前記振動抑制成分演算手段(S95)は、前記発電機の回転数に応じて前記振動抑制成分を演算することを特徴とする請求項2〜5のいずれか1つに記載の車両用制振制御装置。
- 前記調整電圧設定手段(S86)は、前記振動抑制成分に相当する発電電力分を前記バッテリへ受入れ可能となるように、前記バッテリの残容量を満充電より小さい値に設定することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の車両用制振制御装置。
- 内燃機関により駆動して発電する発電機(20)と、
前記発電機の発電電圧が外部から指令される調整電圧(Va)になるよう、前記発電機の励磁巻線に流れるフィールド電流を制御するレギュレータ(21)と、
前記発電機の発電電力を充電するバッテリ(30)と、
前記バッテリの残容量の制御に必要な充電供給電力要求値と、前記車両の振動を抑制するのに必要な前記発電機の駆動トルク要求値とに基づき、前記調整電圧を設定する調整電圧設定手段(70、80、90、S71〜S74、S81〜S87、S91〜S98)と
を備えることを特徴とする車両用制振制御システム。
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