JP2018095172A - Vehicle vibration control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、車両の制振装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a vehicle vibration damping device.
従来、内燃機関を備えた車両においては、内燃機関からパワートレインにねじれ振動が伝達される。このねじれ振動を抑制するために様々な技術が提案されている。 Conventionally, in a vehicle including an internal combustion engine, torsional vibration is transmitted from the internal combustion engine to the power train. Various techniques have been proposed to suppress this torsional vibration.
例えば、近年、車両に搭載されるハイブリッド駆動装置においては、燃料を燃焼によって作動する内燃機関などのエンジンと、エンジンの出力をアシストするモータと、を備える傾向にある。そこで、ハイブリッド駆動装置においては、当該モータから出力するトルクで、内燃機関から伝達されるねじれ振動を抑制する技術が提案されている。 For example, in recent years, a hybrid drive device mounted on a vehicle tends to include an engine such as an internal combustion engine that operates by burning fuel and a motor that assists the output of the engine. Therefore, in the hybrid drive device, a technique for suppressing torsional vibration transmitted from the internal combustion engine with torque output from the motor has been proposed.
しかしながら、従来技術においては、ねじれ振動を抑制するトルクを出すようモータに対して指令を行う場合、モータに対して電力を供給するバッテリの状態に基づいて、意図したトルク出力が行われない場合があるという問題がある。 However, in the prior art, when a command is issued to the motor to generate a torque that suppresses torsional vibration, the intended torque output may not be performed based on the state of the battery that supplies power to the motor. There is a problem that there is.
実施形態の車両の制振装置は、エンジンとデファレンシャルギヤとの間に設けられた動力伝達系の軸に接続されたモータと、モータに対して電力を供給するバッテリと、エンジンに設けられたクランク角センサが検出したクランク角と、モータに設けられたモータ角センサが検出した回転角と、を取得するセンサ情報取得部と、クランク角と回転角との違いに基づいて、エンジンとデファレンシャルギヤとの間の軸に生じるねじれトルクを算出するトルク算出部と、バッテリが充電しているか否か、及びバッテリの温度に基づいて、トルクを調整するためのゲインを設定するゲイン設定部と、ねじれトルク及びゲインに基づいて算出された値を、トルク指令値としてモータに出力する出力部と、を備える。この構成によれば、例えば、バッテリ状態に応じたゲインで補正されたトルク指令に従って実トルクを出力することで、適切なトルクを出力できるので、車両の制振制御の効果を向上させることができる。 A vehicle vibration damping device according to an embodiment includes a motor connected to a shaft of a power transmission system provided between an engine and a differential gear, a battery that supplies power to the motor, and a crank provided to the engine A sensor information acquisition unit that acquires a crank angle detected by the angle sensor and a rotation angle detected by a motor angle sensor provided in the motor, and an engine and a differential gear based on the difference between the crank angle and the rotation angle. A torque calculation unit that calculates a torsion torque generated in the shaft between the gain, a gain setting unit that sets a gain for adjusting torque based on whether or not the battery is charged, and a temperature of the battery, and a torsion torque And an output unit that outputs a value calculated based on the gain to the motor as a torque command value. According to this configuration, for example, by outputting an actual torque in accordance with a torque command corrected with a gain corresponding to the battery state, an appropriate torque can be output, so that the effect of the vehicle vibration suppression control can be improved. .
また、実施形態の車両の制振装置は、センサ情報取得部は、さらに、バッテリとモータとの間を流れる電流値を取得し、ゲイン設定部は、バッテリが充電しているか否かとして、電流値に基づいて、ゲインを設定する。この構成によれば、例えば、バッテリが充電しているか否かに応じたゲインで補正されたトルク指令に従って実トルクを出力することで、適切なトルクを出力できるので、車両の制振制御の効果を向上させることができる。 In the vehicle vibration damping device of the embodiment, the sensor information acquisition unit further acquires a current value flowing between the battery and the motor, and the gain setting unit determines whether or not the battery is charged. Set the gain based on the value. According to this configuration, for example, an appropriate torque can be output by outputting an actual torque in accordance with a torque command corrected with a gain according to whether or not the battery is charged. Can be improved.
また、実施形態の車両の制振装置は、ゲイン設定部は、バッテリに充電が行われている電流値が大きくなるに従って、ゲインとして大きな値を設定する。この構成によれば、例えば、バッテリへの充電電流が大きくなるに従って、ゲインとして大きな値を設定し、当該ゲインで補正されたトルク指令に従って実トルクを出力することで、適切なトルクを出力できるので、車両の制振制御の効果を向上させることができる。 In the vehicle vibration damping device of the embodiment, the gain setting unit sets a large value as the gain as the current value for charging the battery increases. According to this configuration, for example, an appropriate torque can be output by setting a large value as the gain as the charging current to the battery increases and outputting the actual torque according to the torque command corrected by the gain. In addition, the effect of vibration suppression control of the vehicle can be improved.
また、実施形態の車両の制振装置は、センサ情報取得部は、さらに、バッテリのSOCを取得し、ゲイン設定部は、バッテリが充電しているか否かとして、SOCの変化に基づいて、ゲインを設定する。この構成によれば、例えば、SOCの変化に基づいたゲインで補正されたトルク指令に従って実トルクを出力することで、適切なトルクを出力できるので、車両の制振制御の効果を向上させることができる。 In the vehicle vibration damping device of the embodiment, the sensor information acquisition unit further acquires the SOC of the battery, and the gain setting unit determines whether the battery is charged based on the change in the SOC. Set. According to this configuration, for example, by outputting the actual torque in accordance with the torque command corrected with the gain based on the change in the SOC, an appropriate torque can be output, so that the effect of the vibration suppression control of the vehicle can be improved. it can.
また、実施形態の車両の制振装置は、ゲイン設定部は、SOC変化量が増加している場合に、SOCが小さくなるに従って、ゲインとして大きな値を設定する。この構成によれば、例えば、バッテリのSOCに基づいたゲインで補正されたトルク指令に従って実トルクを出力することで、適切なトルクを出力できるので、車両の制振制御の効果を向上させることができる。 In the vehicle vibration damping device of the embodiment, the gain setting unit sets a large value as the gain as the SOC decreases when the SOC change amount increases. According to this configuration, for example, by outputting the actual torque in accordance with the torque command corrected with the gain based on the SOC of the battery, an appropriate torque can be output, so that the effect of the vibration suppression control of the vehicle can be improved. it can.
以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用、結果、および効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成に基づく種々の効果や、派生的な効果のうち、少なくとも一つを得ることが可能である。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention are disclosed. The configuration of the embodiment shown below and the operations, results, and effects brought about by the configuration are examples. The present invention can be realized by configurations other than those disclosed in the following embodiments, and at least one of various effects based on the basic configuration and derivative effects can be obtained. .
本実施形態において、制振装置を搭載する車両1は、例えば、内燃機関と共に、電動機の双方を駆動源とするハイブリッド自動車であってもよいし、他の駆動源を備えた自動車であってもよい。また、車両1は、種々の変速装置を搭載することができるし、内燃機関や電動機を駆動するのに必要な種々の装置、例えばシステムや部品等を搭載することができる。また、車両1における車輪の駆動に関わる装置の方式や、数、レイアウト等は、種々に設定することができる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、図1に例示されるように、車両1(例えば、四輪の自動車)は、駆動源としてエンジン2を備える。車両1では、エンジン2のトルク(回転)は、シャフト11、クラッチ16(ダンパ装置3を含む)、シャフト12、トランスミッション4、シャフト13、デファレンシャルギヤ5、ドライブシャフト14等を介して、車輪6に伝達される。なお、図1において、車両1は、車両前方にエンジン2を搭載し、後輪を駆動する、いわゆるFR車両として図示されている。なお、本実施形態は、車両をFR車両に制限するものではなく、例えば、本実施形態で示したモータ制御部100を含む構成を、車両前方にエンジンを搭載し前輪を駆動するいわゆるFF車両や、四輪駆動車両に適用しても同様の作用効果を得ることができる。
In the present embodiment, as illustrated in FIG. 1, the vehicle 1 (for example, a four-wheel automobile) includes an
また、車両1は、駆動源としてモータ7を備える。モータ7は、エンジン2とデファレンシャルギヤ5との間の動力伝達系の軸に、トランスミッション4内で接続されている。
The
これにより、車両1では、モータ7のトルク(回転)は、シャフト15とギア(不図示)とを介して、トランスミッション4内の動力伝達系の軸(入力軸、カウンタ軸、及び出力軸等のうちいずれか一つ)に伝達される。そしてモータ7のトルクは、エンジン2のトルクアシスト及び変速中のトルクアシストに用いることができる。また、モータ7は、モータ制御部100によって制御される。本実施形態は、モータ7がダンパ装置3より車輪6側に配置されている構成例とする。
Thereby, in the
バッテリ8は、モータ7にトルクを生じさせる電力を供給(放電)するとともに、モータ7が回転(トルク)から回生した電力を蓄電(充電)する。
The battery 8 supplies (discharges) electric power that generates torque to the
バッテリECU9は、バッテリ8の電圧及び電流を監視し、監視結果に基づいて充電状態(SOC)を算出すると共に、バッテリ8の充放電制御を行う。さらに、バッテリECU9は、バッテリ8のSOC等の情報を、モータ制御部100に送信する。
The
トランスミッション4(変速装置)は、本実施形態では、ドライバの手動操作によって変速するマニュアルトランスミッションとして構成されている。 In this embodiment, the transmission 4 (transmission device) is configured as a manual transmission that changes gears by manual operation of the driver.
エンジン2(内燃機関)は、ガソリンや、軽油、アルコール、水素等の燃料を用いる内燃機関であり、例えば、ポート噴射式や、筒内噴射式(直噴式)等のエンジンである。エンジン2は、図示しないエンジン制御装置によって制御される。エンジン制御装置は、例えば、エンジン2のトルク(エンジントルク)や回転速度(回転数)等を制御することができる。
The engine 2 (internal combustion engine) is an internal combustion engine that uses fuel such as gasoline, light oil, alcohol, and hydrogen, and is, for example, a port injection type or an in-cylinder injection type (direct injection type) engine. The
また、エンジン2には、当該エンジン2のクランク角及び回転数を検出するためのクランク角センサ21が設けられている。クランク角センサ21は、モータ制御部100及びエンジン制御部に対して、エンジン2の回転数、及びクランク角を示した信号を出力する。
The
アクセルポジションセンサ22は、図示しないアクセルのアクセル開度を検出し、当該アクセル開度を示した信号を、モータ制御部100及びエンジン制御部に対して出力する。
The
ストロークセンサ23は、クラッチ16のストロークを計測するセンサであって、クラッチ16のストロークを示した信号を、モータ制御部100及びエンジン制御部に対して出力する。クラッチ16には、ダンパ装置3として、例えば、フライホイールダンパ及びクラッチディスクダンパのうちいずれか一つ以上が設けられている。本実施形態のダンパ装置3は、クラッチ16の構成部品を兼ねているものとする。クラッチ16は、エンジン2とトランスミッション4との間に設けられ、エンジン2からのトルクをトランスミッション4に伝達させるか否かを切り替える装置とする。
The
モータ温度センサ24は、モータ7近傍に設けられ、モータ制御部100に対して、モータ7の温度を示した信号を出力する。
The
モータ電流センサ25は、モータ制御部100に対して、モータ7を流れる電流値を示した信号を出力する。
The motor
モータ角度センサ26は、モータ制御部100に対して、モータ7の回転数、及び回転角を示した信号を出力する。
The
電流センサ27は、モータ制御部100に対して、バッテリ8とモータ7との間を流れる電流値を示した信号を出力する。
The
バッテリ温度センサ28は、バッテリ8近傍に設けられ、モータ制御部100に対して、バッテリ8の温度を示した信号を出力する。
The
クラッチ16は、例えば、エンジン2の出力側となるシャフト11と、トランスミッションの入力側となるシャフト12との間に設けられ、ダンパ装置3は、これらシャフト11とシャフト12との間のねじれによって生じるトルク変動やねじれ振動等を緩和する。ダンパ装置3は、トルク変動吸収装置とも称されうる。しかしながら、ダンパ装置3で全てのトルク変動やねじれ振動を緩和できるものではない。そこで、本実施形態では、モータ7を用いて制振制御を行うこととした。
The clutch 16 is provided, for example, between a
図2は、本実施形態における、トランスミッション4に伝達されるダンパ装置3で緩和しきれないねじれ振動の抑制例を、図1を簡略化して示した図である。図2に示されるようにトランスミッション4にダンパ装置3で緩和しきれないねじれ振動201が伝達される。これに対して、トランスミッション4に接続されるモータ7が、ねじれ振動201のトルクを打ち消す逆トルク202を出力する。これにより、デファレンシャルギヤ5と車輪(タイヤ)6とを接続するドライブシャフト14に伝達されるねじり振動トルク203が抑制される。
FIG. 2 is a simplified diagram of FIG. 1 showing an example of suppression of torsional vibration that cannot be alleviated by the
ところで、モータ7がモータ制御部100からのトルク指令に従ってトルクを出力する際、モータ7がトルク指令値どおりに実トルクを出力できるか否かは、当該モータ7に対して電力を供給するバッテリ8の状態が大きく影響する。
By the way, when the
例えば、バッテリ8が充電中に、トルクを出力する旨のトルク指令を受け付けた場合、バッテリ8が放電中に、トルクを出力する旨のトルク指令を受け付けた場合と比べて、充電から放電に切り替えが必要なため、トルク指令に従った実トルクを出力するまで遅れが生じる。 For example, when the battery 8 receives a torque command for outputting torque while charging, the battery 8 is switched from charging to discharging compared to when the battery 8 receives a torque command for outputting torque while discharging. Therefore, there is a delay until the actual torque according to the torque command is output.
そこで、本実施形態においては、モータ制御部100が、モータ7がトルクを出力する際に、バッテリ8の状態に応じたゲインを、トルク指令値に乗算してから、トルク指令を出力する。
Therefore, in the present embodiment, when the
図3は、本実施形態のモータ制御部100の構成例を示した図である。モータ制御部100は、例えばECU(Electronic Control Unit)として構成される。ECUは、例えば、MCU(Micro Control Unit)を有する。MCUは、CPU(Central Processing Unit)や、主記憶装置(メモリ)、補助記憶装置、インタフェース(入出力装置)、通信装置、バス等(いずれも図示されず)を有する。主記憶装置は、例えば、ROM(Read Only Memory)や、RAM(Random Access Memory)等である。補助記憶装置は、例えば、フラッシュメモリ等である。また、MCUにおいて、CPUは、主記憶装置等にインストールされたプログラムにしたがって演算処理を実行し、モータ7等の各部を制御する。なお、MCUは、FPGA(Field Programmable Gate Array)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等を含んでもよい。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the
モータ制御部100は、モータ7の制御を行う構成であって、所定の条件を満たした場合に、ねじれ振動を打ち消すためのトルク指令をモータ7に出力する。本実施形態のモータ制御部100は、プログラムを実行することで、センサ情報取得部701と、判定部702と、トルク算出部703と、バッテリ状態判断部704と、ゲイン設定部705と、トルク補正部706と、フィルタ処理部707と、出力部708と、を実現する。
The
センサ情報取得部701は、接続された各種センサから様々な情報を取得する。例えば、センサ情報取得部701は、モータ角度センサ26が検出した、モータ7の回転数、及び回転角を取得し、クランク角センサ21が検出した、エンジン2の回転数、及びクランク角を取得する。
The sensor
また、センサ情報取得部701は、モータ7に設けられたモータ温度センサ24からモータ7の温度を取得する。さらに、センサ情報取得部701は、モータ電流センサ25からモータ7に流れる電流値を取得する。さらに、センサ情報取得部701は、アクセルポジションセンサ22からアクセル開度を取得し、ストロークセンサ23からクラッチ16のストロークを取得する。
The sensor
さらに、センサ情報取得部701は、バッテリ8に設けられたバッテリ温度センサ28からバッテリ8の温度を取得する。さらに、センサ情報取得部701は、電流センサ27からモータ7とバッテリ8との間を流れる電流値を取得する。
Further, the sensor
判定部702は、センサ情報取得部701が取得した情報に基づいて、制振制御を行うか否かを判定する。制振制御を行うか否かの基準には、どのような情報を用いても良いが、例えば、エンジン2のクランク角センサ21、クラッチ16のストロークセンサ23、アクセルポジションセンサ22、フューエルカットセンサ信号、Gセンサ、ナビ情報等に基づくことが考えられる。
The
例えば、判定部702は、クラッチ16のストロークセンサ23から、クラッチ16が係合していないことが判断できた場合や、アクセルポジションセンサ22からアクセルが踏まれていないことが判断できた場合には、エンジン2のトルク変動が伝達されることがないため制振制御を不要と判断する。
For example, when the
他の例としては、判定部702は、トランスミッション4が高速段であるか否かに基づいて、制振制御を行うか否かを判定しても良い。例えば、低速段ではモータ7にトルクアシストをさせて、高速段ではモータ7に制振制御を行うよう制御することが考えられる。高速段で走行する際には、エンジン2の振動が不快に感じることが多い。そこで、高速段であると判定した場合に制振制御を行うことが考えられる。高速段であるか否かの判定基準としては、ギア比1未満であるか否か(例えば5速〜6速)を基準とすることが考えられる。
As another example, the
本実施形態は、判定部702が、トランスミッション4がどの変速段に入っているのか判定する手法としては、例えば、以下の3つの手法が考えられる。
In the present embodiment, for example, the following three methods are conceivable as a method by which the
(1)(図示しない)シフトレバーポジションセンサから受信した信号から判定
(2)(図示しない)シフトポジションセンサ(トランスミッション4内部の可動部品のストロークをセンシング)の信号から判定
(3)エンジン回転数と車輪(軸)回転数から判定
(1) Judgment from signal received from shift lever position sensor (not shown) (2) Judgment from signal from shift position sensor (sensing the stroke of moving parts inside transmission 4) (not shown) (3) Engine speed and Judgment from wheel (shaft) rotation speed
(1)及び(2)で示した判定手法においては、モータ制御部100(例えばECU)の補助記憶装置に、各センサ値と、変速段と、の対応関係を記憶させておく。そして、判定部702は、センサ情報取得部701がシフトレバーポジションセンサ又はシフトポジションセンサから受信したセンサ値に基づいて、変速段を特定する。
In the determination methods shown in (1) and (2), the correspondence between each sensor value and the gear position is stored in an auxiliary storage device of the motor control unit 100 (for example, ECU). Then, the
(3)で示した判定手法においては、センサ情報取得部701が、取得したエンジン回転数、及び車輪回転数に基づいて行う。車輪回転数は、車輪軸に設けられたセンサから取得する。エンジン回転数と車輪回転数との間には、下記の式(1)が成り立つ。
In the determination method shown in (3), the sensor
エンジン回転数÷各変速比÷最終減速比(デフギア比)=車輪回転数…(1)
(但し、クラッチ16が接続されている及びクラッチ16に滑りが発生していないこと)
Engine speed ÷ gear ratio ÷ final reduction ratio (diff gear ratio) = wheel speed ... (1)
(However, the clutch 16 is connected and the clutch 16 is not slipped.)
そして、式(1)を変形することで、下記の式(2)を導出できる。
各変速比=エンジン回転数÷車輪回転数÷最終減速比…(2)
Then, the following formula (2) can be derived by modifying the formula (1).
Each gear ratio = engine speed / wheel speed / final reduction ratio (2)
モータ制御部100(例えばECU)の補助記憶装置は、最終減速比を予め記憶しておく。これにより、判定部702は、式(2)に基づいて、各変速比を求めることができる。
The auxiliary storage device of the motor control unit 100 (for example, ECU) stores the final reduction ratio in advance. Thereby, the
さらに、補助記憶装置は、各変速比と変速段との対応関係を予め記憶しておく。これにより、判定部702は、各変速比から、変速段を特定できる。
Furthermore, the auxiliary storage device stores in advance the correspondence between each gear ratio and the gear position. Thereby, the
なお、本実施形態は、特定された変速段が、5速〜6速であるか否かを判定する手法に制限するものではなく、算出された変速比が、閾値1.0より大きいか否かを判定してもよい。本実施形態は、上述した3つの判定手法に制限するものではなく、他の手法を用いても良い。 Note that the present embodiment is not limited to a method for determining whether or not the specified shift speed is 5th to 6th, and whether or not the calculated gear ratio is greater than the threshold value 1.0. It may be determined. The present embodiment is not limited to the three determination methods described above, and other methods may be used.
トルク算出部703は、クランク角θ1とモータの回転角θ2との違いに基づいて、ダンパ装置3から出力され、且つエンジン2とデファレンシャルギヤ5との間の軸に伝達されるねじれトルクTdampを算出する。本実施形態では、以下に示す式(1)から算出する。なお、ダンパ装置3のバネ定数Kとする。
Tdamp=K*(θ1−θ2)…(1)
The torque calculation unit 703 calculates a torsion torque Tdamp that is output from the
Tdamp = K * (θ1-θ2) (1)
バッテリ状態判断部704は、センサ情報取得部701が取得する情報に基づいて、バッテリ8が充電状態又は放電状態であるか否かを判定する。本実施形態のバッテリ状態判断部704は、センサ情報取得部701が取得した、モータ7とバッテリ8との間を流れる電流値に基づいて、バッテリ状態を判定する。
The battery
本実施形態においては、モータ7とバッテリ8との間を流れる電流値が、正の場合にバッテリ8からモータ7に電力が流れている、換言すれば放電がなされているものとし、負の場合にモータ7からバッテリ8に電力が流れている、換言すれば充電がなされているものとする。
In the present embodiment, when the current value flowing between the
さらに、本実施形態のバッテリ状態判断部704は、電流値i≧0.01の場合に、バッテリ8が放電状態とみなし、電流値i≦−0.01の場合に、バッテリ8が充電状態とみなす。なお、本実施形態では、閾値を±0.01とした場合について説明するが、閾値±0.01は、例として説明したものであって、実施態様に応じて適切な閾値が設定されるものとする。
Further, the battery
ゲイン設定部705は、バッテリ状態判断部704が判定したバッテリ状態(バッテリ8が充電しているか否か)、及びバッテリ8の温度に基づいて、ねじれトルクを調整するゲインを設定する。本実施形態では、トルク指令として出力されるトルク指令値を、バッテリ8の状態に応じた調整を行うために、ねじれトルクを調整する例について説明する。
The
本実施形態のゲイン設定部705は、バッテリ状態に基づいたゲインKiと、バッテリ8の温度に基づいたゲインKtempと、を導出する。
The
ところで、トルク指令に従って、モータ7からトルク出力をする場合に、バッテリ8が放電している場合と比べて、バッテリ8が充電している場合の方が、トルク指令通りにトルクを出力するのが難しい。そこで、本実施形態では、バッテリ8が充電しているか否かに応じたゲインを設定することとした。さらに、バッテリ8が充電している場合に、充電電流が大きい方が、よりトルク指令通りにトルクを出力するのが難しい。そこで、本実施形態は、充電電流値に応じたゲインの設定を行うこととした。
By the way, when torque is output from the
本実施形態のゲイン設定部705は、バッテリ状態判断部704が判定したバッテリ8が充電しているか否かに加えて、モータ7とバッテリ8との間を流れる電流値に応じて、ゲインKiを設定する。ゲイン設定部705は、電流値iとゲインKiとの対応関係に基づいて、取得した電流値iに対応するゲインKiを取得する。
The
図4は、電流値iとゲインKiとの対応関係を例示した図である。図4に示されるような、電流値iとゲインKiとの対応付けが、補助記憶装置に記憶されている。この補助記憶装置に記憶された対応関係を示す情報においては、充電電流が大きいほど、ゲインKiは大きくなるように対応付がなされている。一方、放電電流は大きさにかかわらずゲインKiは‘1’となるよう対応付がなされている。本実施形態のゲイン設定部705は、補助記憶装置に記憶された、当該対応関係を示した情報を参照して、ゲインKiを導出する。
FIG. 4 is a diagram illustrating the correspondence between the current value i and the gain Ki. The association between the current value i and the gain Ki as shown in FIG. 4 is stored in the auxiliary storage device. The information indicating the correspondence relationship stored in the auxiliary storage device is associated with the gain Ki so that the gain Ki increases as the charging current increases. On the other hand, the discharge current is associated so that the gain Ki is “1” regardless of the magnitude. The
さらに、本実施形態のゲイン設定部705は、温度TとゲインKtempとの対応関係に基づいて、バッテリ8の温度Tに基づいたゲインKtempを取得する。
Furthermore, the
図5は、温度TとゲインKtempとの対応関係を例示した図である。図5に示されるように、温度TとゲインKtempとの対応付けが、補助記憶装置に記憶されている。本実施形態のゲイン設定部705は、補助記憶装置に記憶された、当該対応関係を示した情報を参照して、センサ情報取得部701が取得した温度Tから、ゲインKtempを導出できる。
FIG. 5 is a diagram illustrating a correspondence relationship between the temperature T and the gain Ktemp. As shown in FIG. 5, the association between the temperature T and the gain Ktemp is stored in the auxiliary storage device. The
さらに、ゲイン設定部705は、ゲインKi及びゲインKtempから、トルクを補正するための補正ゲインKcompを設定する。本実施形態においては、補正ゲインKcompを、下記の式(2)から導出する。
Kcomp=Ki*Ktemp…(2)
Furthermore, the
Kcomp = Ki * Ktemp (2)
本実施形態においては、電流値に基づいたバッテリ8の状態から、ゲインKiを取得する例について説明した。しかしながら、バッテリ8の状態は、電流値に基づいて取得する手法に制限するものではない。そこで、変形例として、SOC(State Of Charge)に基づいて、ゲインKsocを取得する例について説明する。 In the present embodiment, the example in which the gain Ki is acquired from the state of the battery 8 based on the current value has been described. However, the state of the battery 8 is not limited to the method of acquiring based on the current value. Thus, as a modification, an example in which the gain Ksoc is acquired based on SOC (State Of Charge) will be described.
変形例のセンサ情報取得部701は、バッテリECU9からバッテリ8のSOCを取得する。そして、ゲイン設定部705は、前回取得したSOCと、今回取得したSOCと、から、SOCの変化量を導出する。
The sensor
図6は、SOCの変化量を例示した図である。図6に示されるように、時刻t1で取得したSOCと、時刻t2で取得したSOCと、の差分から、SOCの変化量を導出できる。そして、変形例のゲイン設定部705は、SOCの変化量から、ゲインを導出する。さらに、バッテリ8においては、充電率(SOC)に応じて、電流の流しにくさが異なる。そこで、本実施形態においては、さらに、充電率(SOC)に応じたゲインを設定することとした。
FIG. 6 is a diagram illustrating the amount of change in SOC. As shown in FIG. 6, the amount of change in the SOC can be derived from the difference between the SOC acquired at time t1 and the SOC acquired at time t2. And the
図7は、SOCの変化量、SOC、及びゲインの対応関係を例示した図である。図7に示される対応関係を参照することで、ゲイン設定部705は、SOC変化量[%]及びSOC[%]から、ゲインKiを特定することができる。
FIG. 7 is a diagram illustrating the correspondence relationship between the SOC change amount, the SOC, and the gain. By referring to the correspondence shown in FIG. 7, the
図7に示される例では、バッテリ8が充電しているときに、SOC変化量が増加するほど、ゲインKiを大きな値を設定する。さらに、SOCが小さくなるに従って、バッテリ8の電圧が低く、電流が流れにくくなるため、ゲインKiを大きな値を設定する。変形例においては、バッテリ8の状態として、充電状態であるか否か、充電電流値に加えて、バッテリ8のSOCに基づいて、ゲインKiを設定することで、適切なゲインKiの設定を実現できる。なお、ゲインKiを算出した後は、実施形態と同様の手法で補正ゲインKcompを算出するものとして、説明を省略する。 In the example shown in FIG. 7, when the battery 8 is being charged, the gain Ki is set to a larger value as the SOC change amount increases. Further, as the SOC becomes smaller, the voltage of the battery 8 becomes lower and the current hardly flows, so the gain Ki is set to a larger value. In the modification, an appropriate setting of the gain Ki is realized by setting the gain Ki based on the SOC of the battery 8 in addition to the charging current value as to whether the battery 8 is in the charging state. it can. Note that after calculating the gain Ki, the correction gain Kcomp is calculated by the same method as in the embodiment, and the description thereof is omitted.
実施形態に戻り、トルク補正部706は、トルク算出部703に算出された、ねじれトルクTdampに対して、補正ゲインKcompを乗算して、補正ねじれトルクを算出する。本実施形態では下記の式(3)を用いる。
Tdamp’=Tdamp*Kcomp…(3)
Returning to the embodiment, the
Tdamp '= Tdamp * Kcomp (3)
フィルタ処理部707は、所定の周波数成分を通過させるバンドパスフィルタを用いて、補正ねじれトルクTdamp’のフィルタリング処理を行う。補正ねじれトルクTdamp’には、車両1を駆動させるための有用な成分が含まれているため、本実施形態では、搭乗者に対して不快な成分のみ取り除くこととした。
The
本実施形態のフィルタ処理部707は、エンジン爆発の一次周波数成分f[Hz]を通過させる例とする。このため、フィルタ処理部707は、エンジン爆発の一次周波数成分f[Hz]の算出処理を行う。算出には、以下に示す式(4)を用いる。なお、エンジン回転数N[rpm]、気筒数n、サイクル数Cとする。エンジン回転数N[rpm]は、センサ情報取得部701が取得するクランク角から算出する。また、気筒数n及びサイクル数Cは予め記憶しているものとする。
The
f=(N/60)*(n/C)…(4) f = (N / 60) * (n / C) (4)
そして、出力部708は、フィルタ処理部707により抽出された値を打ち消す(例えば符号を反転させた)値を、トルク指令として出力される値とする。 Then, the output unit 708 sets a value that cancels the value extracted by the filter processing unit 707 (for example, the sign is inverted) as a value output as a torque command.
出力部708は、補正ねじれトルクに含まれている、エンジン爆発の一次周波数成分fを打ち消すトルク指令をモータ7に出力する。 The output unit 708 outputs to the motor 7 a torque command that cancels the primary frequency component f of the engine explosion that is included in the corrected torsional torque.
次に、本実施形態のモータ制御部100におけるトルク指令の出力処理について説明する。図8は、本実施形態のモータ制御部100における上述した処理の手順を示すフローチャートである。
Next, torque command output processing in the
まず、センサ情報取得部701は、接続された各種センサから様々な情報を取得する(S801)。
First, the sensor
次に、判定部702は、センサ情報取得部701が取得した情報に基づいて、制振制御を行うか否かを判定する(S802)。制振制御を行わないと判定した場合(S802:No)、トルク指令の値に‘0’を設定して(S803)、S812に遷移する。
Next, the
一方、判定部702が制振制御を行うと判定した場合(S802:Yes)、センサ情報取得部701は、クランク角θ1及びモータの回転角θ2を取得する(S804)。
On the other hand, when the
そして、トルク算出部703は、クランク角θ1及びモータの回転角θ2から、ねじれトルクTdampを算出する(S805)。 Then, the torque calculation unit 703 calculates the torsion torque Tdamp from the crank angle θ1 and the motor rotation angle θ2 (S805).
センサ情報取得部701は、バッテリ8に設けられたバッテリ温度センサ28からバッテリ8の温度を取得し、電流センサ27からモータ7とバッテリ8との間を流れる電流値を取得する(S806)。
The sensor
そして、バッテリ状態判断部704は、センサ情報取得部701が取得する情報に基づいて、バッテリ8の状態(バッテリ8が充電状態又は放電状態であるか否か)を判定する(S807)。
Then, the battery
そして、ゲイン設定部705は、バッテリ状態判断部704が判定したバッテリ8の状態(バッテリ8が充電しているか否か)、及びバッテリ8の温度に基づいて、ねじれトルクTdampを補正する補正ゲインKcompを設定する(S808)。
The
トルク補正部706は、トルク算出部703に算出された、ねじれトルクTdampに対して、補正ゲインKcompを乗算して、補正ねじれトルクTdamp’を算出する(S809)。
The
フィルタ処理部707は、エンジン爆発の一次周波数成分fを通過させるバンドパスフィルタを用いて、補正ねじれトルクTdamp’のフィルタリング処理を行う(S810)。
The
出力部708は、フィルタ処理部707により抽出された値に基づいて、トルク指令値を設定する(S811)。本実施形態では、フィルタリング処理で抽出された値を打ち消すトルクが、トルク指令となる値として設定する。 The output unit 708 sets a torque command value based on the value extracted by the filter processing unit 707 (S811). In the present embodiment, the torque that cancels the value extracted in the filtering process is set as a value that becomes a torque command.
そして、出力部708は、トルク指令を出力する(S812)。 Then, the output unit 708 outputs a torque command (S812).
本実施形態においては、上述した処理手順に従って、トルク指令を出力することで、バッテリ8の状態に応じたトルク指令が実現できるので、振動抑制効果の低減を防ぐことができる。 In the present embodiment, a torque command according to the state of the battery 8 can be realized by outputting a torque command in accordance with the above-described processing procedure, so that a reduction in the vibration suppression effect can be prevented.
次に、本実施形態のトルク指令を出力した場合のシミュレーション結果について説明する。図9は、当該シミュレーションにおけるエンジン回転数の変化を示したものである。 Next, simulation results when the torque command of this embodiment is output will be described. FIG. 9 shows changes in engine speed in the simulation.
図10は、図9に示されるようなエンジン回転数が変化する場合に、本実施形態で示したバッテリ状態によるトルクの調整を行わなかった場合のトルク変化を例示した図である。図10に示される例では、ねじれトルク1001が正の場合に、モータ7に電力が供給され、換言すればバッテリ8からの放電が行われる。ねじれトルク1001が負の場合に、モータ7からの回生電力が発生し、換言すればバッテリ8に充電が行われる。
FIG. 10 is a diagram exemplifying a torque change when the adjustment of the torque according to the battery state shown in the present embodiment is not performed when the engine speed as shown in FIG. 9 changes. In the example shown in FIG. 10, when the
そして、トルク1002は、当該ねじれトルク1001を打ち消すようトルク指令を出力した場合に、モータ7から出力されるトルクを示したものである。図10に示されるように、トルク1002の波の頂点は、正側ではねじれトルク1001の波の頂点に近い値まで出力されているが、負側ではねじれトルク1001の波の頂点と比べてかなり小さくなる。
A
トルク1003は、ドライブシャフト14で生じているねじれトルクを示している。図10に示されるように、トルク1003として、大きな変動が生じている。
図11は、図9に示されるようなエンジン回転数が変化する場合に、本実施形態で示したバッテリ状態によるトルクの調整を行った場合のトルク変化を例示した図である。図11に示されるねじれトルク1001は、図10と同様とする。
FIG. 11 is a diagram illustrating the torque change when the torque is adjusted according to the battery state shown in the present embodiment when the engine speed as shown in FIG. 9 changes. The
そして、トルク1101は、当該ねじれトルク1001を打ち消すようトルク指令を出力した場合に、モータ7から出力されるトルクを示したものである。図11に示されるように、トルク1101の波の頂点は、図10のトルク1002と比べて、ねじれトルク1001に近い値となる。
The
トルク1102は、ドライブシャフト14で生じているねじれトルクを示している。図11に示されるトルク1102は、図10のトルク1003と比べて値の変動が小さくなっているため、振動が抑制されていることを確認できる。
このように、本実施形態においては、上述した構成を備えることで、ドライブシャフト14で生じるねじれトルクの変化を抑止できる。換言すれば、車両1の制振制御の効果を向上させることができる。従って、車両1で生じる不快な振動を抑制できるので、搭乗者に与える不快感を抑止できる。
As described above, in this embodiment, by providing the above-described configuration, it is possible to suppress a change in torsional torque generated in the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…車両、2…エンジン、3…ダンパ装置、4…トランスミッション、5…デファレンシャルギヤ、6…車輪、7…モータ、8…バッテリ、9…バッテリECU、11、12、13、15…シャフト、14…ドライブシャフト、16…クラッチ、21…クランク角センサ、22…アクセルポジションセンサ、23…ストロークセンサ、24…モータ温度センサ、25…モータ電流センサ、26…モータ角度センサ、27…電流センサ、28…バッテリ温度センサ、100…モータ制御部、701…センサ情報取得部、702…判定部、703…トルク算出部、704…バッテリ状態判断部、705…ゲイン設定部、706…トルク補正部、707…フィルタ処理部、708…出力部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記モータに対して電力を供給するバッテリと、
前記エンジンに設けられたクランク角センサが検出したクランク角と、前記モータに設けられたモータ角センサが検出した回転角と、を取得するセンサ情報取得部と、
前記クランク角と前記回転角との違いに基づいて、前記エンジンと前記デファレンシャルギヤとの間の軸に生じるねじれトルクを算出するトルク算出部と、
前記バッテリが充電しているか否か、及び前記バッテリの温度に基づいて、トルクを調整するためのゲインを設定するゲイン設定部と、
前記ねじれトルク及び前記ゲインに基づいて算出された値を、トルク指令値として前記モータに出力する出力部と、
を備える車両の制振装置。 A motor connected to the shaft of the power transmission system provided between the engine and the differential gear;
A battery for supplying power to the motor;
A sensor information acquisition unit for acquiring a crank angle detected by a crank angle sensor provided in the engine and a rotation angle detected by a motor angle sensor provided in the motor;
Based on the difference between the crank angle and the rotation angle, a torque calculation unit that calculates a torsion torque generated in a shaft between the engine and the differential gear;
A gain setting unit for setting a gain for adjusting torque based on whether or not the battery is charged and the temperature of the battery;
An output unit that outputs a value calculated based on the torsional torque and the gain to the motor as a torque command value;
A vehicle vibration control device comprising:
前記ゲイン設定部は、前記バッテリが充電しているか否かとして、前記電流値に基づいて、前記ゲインを設定する、
請求項1に記載の車両の制振装置。 The sensor information acquisition unit further acquires a current value flowing between the battery and the motor,
The gain setting unit sets the gain based on the current value as to whether or not the battery is charged.
The vehicle vibration damping device according to claim 1.
請求項2に記載の車両の制振装置。 The gain setting unit sets a large value as the gain as the current value at which the battery is charged increases.
The vehicle vibration damping device according to claim 2.
前記ゲイン設定部は、前記バッテリが充電しているか否かとして、前記SOCの変化に基づいて、前記ゲインを設定する、
請求項1に記載の車両の制振装置。 The sensor information acquisition unit further acquires SOC (State Of Charge) of the battery,
The gain setting unit sets the gain based on a change in the SOC as to whether or not the battery is charged.
The vehicle vibration damping device according to claim 1.
請求項4に記載の車両の制振装置。 The gain setting unit sets a large value as the gain as the SOC decreases when the amount of change in the SOC increases.
The vehicle vibration damping device according to claim 4.
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