JP2019031196A - Control device of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の振動を制振する車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device that controls vibrations of a vehicle.
従来から、例えば、下記特許文献1に開示された自動車のパワートレーンにおける捩れ振動を減衰する装置が知られている。この従来の装置が搭載される車両は、エンジンのクランクシャフトとトランスミッションのインプットシャフトとが捩れ振動ダンパを介して接続されるとともにインプットシャフトに電動モータが接続されるようになっている。そして、この従来の装置は、エンジンのクランクシャフトから捩れ振動ダンパを介してインプットシャフトに入力されるダンパトルクのトルク変動に対して、電動モータにトルク変動と逆相、且つ、同振幅のトルクを発生させることで、パワートレーンの振動を除去するようになっている。 Conventionally, for example, a device for attenuating torsional vibration in a power train of an automobile disclosed in Patent Document 1 below is known. In a vehicle equipped with this conventional device, an engine crankshaft and a transmission input shaft are connected via a torsional vibration damper, and an electric motor is connected to the input shaft. This conventional device generates torque having the same phase and amplitude as the torque fluctuation in the electric motor against the torque fluctuation of the damper torque input to the input shaft from the crankshaft of the engine via the torsional vibration damper. By doing so, the vibration of the power train is removed.
又、従来から、例えば、下記特許文献2に開示された内燃機関のトルク推定装置も知られている。この従来のトルク推定装置が搭載される車両は、ダンパを介して相互に接続されたエンジン及び電動モータと、ダンパに接続されるとともにエンジン及び電動モータのそれぞれの動力が伝達されるインプットシャフトと、を備えるようになっている。そして、この従来のトルク推定装置は、ダンパの捩れ角を検出し、検出した捩れ角とダンパのダンパ特性を示す近似式とに基づいてエンジンのトルクを推定するようになっている。 Conventionally, for example, a torque estimation device for an internal combustion engine disclosed in Patent Document 2 below is also known. A vehicle on which this conventional torque estimation device is mounted includes an engine and an electric motor that are connected to each other via a damper, an input shaft that is connected to the damper and transmits the power of each of the engine and the electric motor, It comes to be equipped with. The conventional torque estimation device detects the torsion angle of the damper, and estimates the engine torque based on the detected torsion angle and an approximate expression indicating the damper characteristic of the damper.
一般に、捩れ振動ダンパ及びダンパ等のトーションダンパは、エンジンのクランクシャフトと一体に回転するアウタープレートと、インプットシャフトと一体に回転するインナープレートと、アウタープレート又はインナープレートに対して摺動するスラスト部材と、アウタープレート及びインナープレートを連結するように周方向にて配置された複数の圧縮コイルバネと、を備えるように構成される。そして、トーションダンパは、アウタープレート(クランクシャフト)とインナープレート(インプットシャフト)とが相対回転する状況において、スラスト部材が発生する摩擦力と圧縮コイルバネが発生する弾性力とから生成される捩れトルクを発生する。これにより、トーションダンパは、ダンパトルク(エンジンのトルク)のトルク変動を減衰させる。 Generally, a torsional damper such as a torsional vibration damper and a damper includes an outer plate that rotates integrally with an engine crankshaft, an inner plate that rotates integrally with an input shaft, and a thrust member that slides against the outer plate or the inner plate. And a plurality of compression coil springs arranged in the circumferential direction so as to connect the outer plate and the inner plate. Then, the torsion damper generates a torsional torque generated from the frictional force generated by the thrust member and the elastic force generated by the compression coil spring in a situation where the outer plate (crankshaft) and the inner plate (input shaft) rotate relative to each other. Occur. Thereby, the torsion damper attenuates the torque fluctuation of the damper torque (engine torque).
ところで、捩れトルクは、アウタープレート(クランクシャフト)とインナープレート(インプットシャフト)との相対回転方向が変化することに応じて、作用方向及び大きさが変化する。即ち、トーションダンパが発生する捩れトルクには、主として、スラスト部材が発生する摩擦力に起因するヒステリシス特性を有するヒステリシストルクが含まれる。このため、インプットシャフトに対して、ダンパトルクとともにヒステリシストルクを含む捩れトルクが伝達されると、インプットシャフトに振動が生じる。 By the way, the direction and magnitude of the torsional torque change as the relative rotational direction of the outer plate (crankshaft) and the inner plate (input shaft) changes. That is, the torsional torque generated by the torsion damper mainly includes a hysteresis torque having a hysteresis characteristic due to the frictional force generated by the thrust member. For this reason, when torsional torque including hysteresis torque is transmitted to the input shaft together with damper torque, vibration occurs in the input shaft.
しかしながら、上記特許文献1に開示された装置では、トーションダンパが発生する捩れトルクついてヒステリシストルク(ヒステリシス特性)が考慮されていないため、捩れトルクを精度よく推定することができない。これにより、電動モータが、捩れトルクに対して逆相且つ同振幅のトルクを発生させても、変動する捩れトルクを相殺することができない。従って、上記特許文献1に開示された装置では、捩れトルクの変動、ひいては、エンジンのトルク変動に起因してインプットシャフト(パワートレーン)に発生した振動を十分に減衰(制振)することができない。 However, in the apparatus disclosed in Patent Document 1, since the hysteresis torque (hysteresis characteristic) is not considered for the torsional torque generated by the torsion damper, the torsional torque cannot be accurately estimated. As a result, even if the electric motor generates a torque having the opposite phase and the same amplitude as the torsional torque, the varying torsional torque cannot be offset. Therefore, the apparatus disclosed in Patent Document 1 cannot sufficiently damp (dampen) vibrations generated in the input shaft (power train) due to fluctuations in torsional torque and, consequently, engine torque fluctuations. .
又、上記特許文献2に開示されたトルク推定装置においても、捩れトルクについてヒステリシストルク(ヒステリシス特性)が考慮されていないため、捩れトルクを精度よく推定することができず、その結果、エンジンのトルク変動を精度よく推定することができない。従って、上記特許文献1の装置において、上記特許文献2のトルク推定装置によって推定されたエンジンのトルク変動に基づいて捩れトルクを推定した場合であっても、インプットシャフト(パワートレーン)に発生した振動を十分に減衰(制振)することができない。 In the torque estimation device disclosed in Patent Document 2 as well, since the hysteresis torque (hysteresis characteristic) is not taken into account for the torsion torque, the torsion torque cannot be estimated with high accuracy. The fluctuation cannot be estimated accurately. Therefore, even if the torsional torque is estimated based on the torque fluctuation of the engine estimated by the torque estimating device of Patent Document 2 in the device of Patent Document 1, the vibration generated in the input shaft (power train). Cannot be sufficiently attenuated (vibrated).
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。即ち、本発明の目的は、エンジンの動力を車輪に伝達するパワートレーンに設けられたトーションダンパのヒステリシス特性を考慮してパワートレーンに発生する振動を良好に制振することができる車両の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems. That is, an object of the present invention is to provide a vehicle control apparatus that can satisfactorily suppress vibration generated in a power train in consideration of hysteresis characteristics of a torsion damper provided in a power train that transmits engine power to wheels. Is to provide.
上記の課題を解決するため、請求項1に係る車両の制御装置の発明は、エンジンと、トランスミッションと、エンジンのクランクシャフト及びトランスミッションのインプットシャフトを断接するクラッチと、クラッチの接続状態においてクランクシャフト及びインプットシャフトの相対回転を捩れ変形によって許容するトーションダンパと、トランスミッションのドライブシャフトに接続された車輪と、エンジンの動力を車輪に伝達するパワートレーンを構成するインプットシャフト、トランスミッション及びドライブシャフトの何れかに接続された電動モータと、を有する車両に適用されて、電動モータの駆動を制御する車両の制御装置であって、制御装置が、トーションダンパの捩れ変形に伴う捩れ角を算出する捩れ角算出部と、捩れ角算出部によって算出された捩れ角を用いてトーションダンパが発生する第一捩れトルクを算出する捩れトルク算出部と、トーションダンパの捩れ角及びトーションダンパの捩れ方向と予め設定された関係にあってトーションダンパが発生する第一ヒステリシストルクを、捩れ角算出部によって算出された捩れ角を用いて算出するヒステリシストルク算出部と、トーションダンパが捩れ変形に伴って発生する摩擦力の変化を推定し、推定した摩擦力の変化に基づいて第一ヒステリシストルクを補正して第二ヒステリシストルクを算出するヒステリシストルク補正部と、捩れトルク算出部によって算出された第一捩れトルク、及び、ヒステリシストルク補正部によって算出された第二ヒステリシストルクに対して逆相になるように電動モータを駆動させるトルク指令を算出するトルク算出部と、パワートレーンに発生した振動を制振するための制振制御用トルクを電動モータに発生させる制振制御トルク指令を、前記トルク算出部によって算出されたトルク指令に基づいて決定する指令トルク決定部と、制振制御トルク指令に基づいて電動モータを駆動制御し、電動モータにパワートレーンに対して制振制御用トルクを発生させる駆動制御部と、を備える。 In order to solve the above problems, an invention of a vehicle control device according to claim 1 includes an engine, a transmission, a clutch that connects and disconnects the crankshaft of the engine and the input shaft of the transmission, A torsion damper that allows the relative rotation of the input shaft by torsional deformation, a wheel connected to the drive shaft of the transmission, and any of the input shaft, transmission, and drive shaft that constitute the power train that transmits engine power to the wheel A torsional angle calculating unit that is applied to a vehicle having a connected electric motor and controls driving of the electric motor, wherein the control device calculates a torsional angle associated with torsional deformation of the torsion damper And twist A torsion torque calculation unit for calculating a first torsion torque generated by the torsion damper using the torsion angle calculated by the calculation unit, and a torsion having a predetermined relationship with a torsion angle of the torsion damper and a torsion direction of the torsion damper; Estimates the hysteresis torque calculation unit that calculates the first hysteresis torque generated by the damper using the torsion angle calculated by the torsion angle calculation unit, and changes in the frictional force generated by the torsion damper due to torsional deformation. The first hysteresis torque is corrected based on the changed frictional force to calculate the second hysteresis torque, the first torsion torque calculated by the torsion torque calculation unit, and the hysteresis torque correction unit. The electric motor so that it is in opposite phase to the second hysteresis torque A torque calculation unit that calculates a torque command to be moved, and a vibration suppression control torque command that causes the electric motor to generate vibration suppression control torque for suppressing vibration generated in the power train were calculated by the torque calculation unit. A command torque determining unit that determines based on a torque command, and a drive control unit that drives and controls the electric motor based on the vibration suppression control torque command and generates vibration control torque for the power train in the electric motor, Prepare.
これによれば、制御装置は、トーションダンパのヒステリシス特性を考慮して制振制御トルク指令を決定し、電動モータに制振制御用トルクを発生させることができる。更に、制御装置は、トーションダンパが捩れ角及び捩れ方向に応じて発生する第一ヒステリシストルクについて、第一ヒステリシストルクを決定するトーションダンパの摩擦力の変化(具体的には、減少)を推定し、推定した摩擦力の変化に基づいて第一ヒステリシストルクを補正した第二ヒステリシストルクを用いて制振制御トルク指令を決定することができる。従って、制御装置は、トーションダンパが発生する第二ヒステリシストルクをより正確に推定して制振制御トルク指令を決定することができ、パワートレーンに発生する振動を効果的に制振することができる。 According to this, the control device can determine the vibration suppression control torque command in consideration of the hysteresis characteristic of the torsion damper, and can generate the vibration suppression control torque in the electric motor. Further, the control device estimates a change (specifically, a decrease) in the frictional force of the torsion damper that determines the first hysteresis torque for the first hysteresis torque generated according to the torsion angle and the torsion direction of the torsion damper. The damping control torque command can be determined using the second hysteresis torque obtained by correcting the first hysteresis torque based on the estimated change in the frictional force. Therefore, the control device can more accurately estimate the second hysteresis torque generated by the torsion damper and determine the vibration suppression control torque command, and can effectively suppress the vibration generated in the power train. .
以下、本発明の実施形態(以下、「本実施形態」とも称呼する。)について図面を参照しながら説明する。尚、説明に用いる各図は、概念図であり、各部の形状は必ずしも厳密なものではない場合がある。 Embodiments of the present invention (hereinafter also referred to as “present embodiments”) will be described below with reference to the drawings. Each figure used for explanation is a conceptual diagram, and the shape of each part may not necessarily be exact.
図1に示すように、本実施形態の車両10は、駆動源としてのエンジン11、クラッチ・ダンパ12、トランスミッション13、車輪14、及び、駆動源としての電動モータ15を備えている。エンジン11は、複数のシリンダ及びピストンを有する多筒内燃機関であり、ガソリンや軽油等を燃料として動力(エンジントルク)を発生させる。エンジン11は、エンジントルクを出力する出力軸としてのクランクシャフト16を備えている。クランクシャフト16は、クランクシャフト16と一体に回転するフライホイール16aを介して、クラッチ・ダンパ12に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
クラッチ・ダンパ12は、円環状のクラッチ部12aと、クラッチ部12aの内周に連結された円環状のトーションダンパ部12bと、を有している。クラッチ部12aは、フライホイール16aと、フライホイール16aに固定されたクラッチカバーのプレッシャープレート(図示省略)と、に挟持されるようになっている。クラッチ部12aは、フライホイール16aと摩擦係合することによってエンジントルクをトランスミッション13のインプットシャフト17に伝達し、フライホイール16aとの摩擦係合が解除されることによってエンジントルクのインプットシャフト17(トランスミッション13)への伝達を遮断する。即ち、クラッチ部12aは、エンジン11のクランクシャフト16及びトランスミッション13のインプットシャフト17を断接する。
The
トーションダンパ部12bは、内周にてトランスミッション13のインプットシャフト17に連結されている。トーションダンパ部12bは、クラッチ部12a(即ち、フライホイール16aでありクランクシャフト16)と一体に回転するアウタープレート(図示省略)と、インプットシャフト17と一体に回転するインナープレート(図示省略)と、インナープレートに固定されてアウタープレートに対して摺動するスラスト部材12b1と、アウタープレート及びインナープレートを連結するように円周方向にて等間隔に配置された複数の圧縮コイルバネ(図示省略)と、を備えた周知のトーションダンパである。
The
トーションダンパ部12bは、クラッチ部12aが摩擦係合している(即ち、接続状態でエンジントルクを伝達している)ときにアウタープレートに対してインナープレートが相対回転するようになっている。これにより、トーションダンパ部12bは、捩れ変形を生じることにより、クランクシャフト16に対してインプットシャフト17の相対回転を許容する。
The
トーションダンパ部12bは、クランクシャフト16とインプットシャフト17とが相対回転するとき、換言すれば、捩れ変形するとき、スラスト部材12b1が円周方向にてアウタープレートに対して摺動し、且つ、圧縮コイルバネが円周方向にて弾性変形する。これにより、トーションダンパ部12bは、スラスト部材12b1が発生する摩擦力及び圧縮コイルバネが伸縮して発生する弾性力によってエンジン11側から入力されるトルク変動(捩じり振動)を減衰する。そして、トーションダンパ部12bは、インプットシャフト17に対してトルク変動を減衰したエンジントルク(以下、このエンジントルクを「ダンパトルク」と称呼する。)を伝達する。
When the
ここで、トーションダンパ部12bは、後述するように、クランクシャフト16とインプットシャフト17との相対角度差、即ち、トーションダンパ部12bの円周方向における捩れ角θdampを生じる捩れ変形に伴うトルクTdamp(以下、このトルクを「捩れトルクTdamp」と称呼する。)を発生させる。又、トーションダンパ部12bは、スラスト部材12b1によって摩擦力を発生させるので、捩れ角θdamp及び捩れ方向(作用方向)に応じてヒステリシスを生じる。この場合、トーションダンパ部12bは、後述するように、ヒステリシスに伴うトルクHdamp(以下、このトルクを「ヒステリシストルクHdamp」と称呼する。)を発生させる。従って、インプットシャフト17に伝達されるダンパトルクには、捩れトルクTdamp及びヒステリシストルクHdampが含まれる。尚、後述するように、捩れトルクTdampは、ヒステリシストルクHdampに依存して変化し得る。
Here, as will be described later, the
トランスミッション13は、インプットシャフト17及びドライブシャフト18を有している。トランスミッション13は、前進用の複数(例えば、六つ)の変速段、後進用の一つの変速段、及び、ニュートラル段を有する周知の有段変速機(オートマチック・トランスミッションやマニュアル・トランスミッション等)である。トランスミッション13の変速段は、図示を省略するシフトレバー等の操作に応じて切り替えられる。具体的に、トランスミッション13の変速段は、減速比(ドライブシャフト18の回転数に対するインプットシャフト17の回転数の割合)が変更されることにより形成される。
The
電動モータ15は、後述する制御装置30によって駆動制御される。本実施形態において、電動モータ15は、インプットシャフト17、トランスミッション13及びドライブシャフト18のうちのトランスミッション13に対してモータシャフト19を介して直結されている。電動モータ15は、駆動回路20を介して制御装置30に接続されている。
The
車両10においては、トランスミッション13が、インプットシャフト17を介して入力されたダンパトルク及びモータシャフト19を介して入力された電動モータ15の動力(モータトルク)をドライブシャフト18から出力する。ドライブシャフト18は、図示省略のディファレンシャル等を介して、ダンパトルク及びモータトルクを車輪14に伝達する。尚、以下の説明において、エンジン11の動力(エンジントルク)を車輪14に伝達するクランクシャフト16、クラッチ・ダンパ12、インプットシャフト17、トランスミッション13、ドライブシャフト18及びモータシャフト19をまとめて「パワートレーン」と称呼する。
In the
又、車両10は、クランク角センサ21、モータ回転角センサ22、アクセルポジションセンサ23、ストロークセンサ24及び温度センサ25を備えている。クランク角センサ21は、エンジン11に設けられている。クランク角センサ21は、クランクシャフト16の回転角を表すクランク角θ1を検出して制御装置30に出力する。モータ回転角センサ22は、電動モータ15(より具体的には、モータシャフト19)に設けられている。モータ回転角センサ22は、電動モータ15の回転角を表すモータ回転角θ2を検出して制御装置30に出力する。
The
アクセルポジションセンサ23は、アクセルに設けられている。アクセルポジションセンサ23は、アクセルの開度を表すアクセル開度Paを検出して制御装置30に出力する。ストロークセンサ24は、クラッチ・ダンパ12に設けられている。ストロークセンサ24は、フライホイール16aに対するクラッチ部12aの接続方向に向けた位置(クランクシャフト16の軸方向における位置)を表すクラッチストローク量Scを検出して制御装置30に出力する。温度センサ25は、クラッチ・ダンパ12に設けられている。温度センサ25は、トーションダンパ部12bの温度tを検出して制御装置30に出力する。
The accelerator position sensor 23 is provided in the accelerator. The accelerator position sensor 23 detects an accelerator opening degree Pa that represents the accelerator opening degree and outputs it to the
車両10の適用される制御装置30は、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェース、タイマ等を有するマイクロコンピュータを主要構成部品とするものである。制御装置30は、上記センサ21〜25のそれぞれによって検出された検出値に基づいて、駆動回路20を介して電動モータ15を駆動制御する。
The
ところで、パワートレーンには、クラッチ・ダンパ12から捩れトルクTdamp及びヒステリシストルクHdampを含むダンパトルクが入力される。捩れトルクTdamp及びヒステリシストルクHdampは、パワートレーンに伝達されると、パワートレーンに振動を発生させる。
Incidentally, a damper torque including a torsion torque Tdamp and a hysteresis torque Hdamp is input to the power train from the
そこで、制御装置30は、パワートレーンに発生する振動を制振するために、電動モータ15を駆動制御する。制御装置30は、図2に示すように、制振要否判定部31と、捩れ角算出部32と、捩れトルク算出部33と、フィルタ処理部34と、ヒステリシストルク算出部35と、ヒステリシストルク補正部36と、トルク算出部37と、指令トルク決定部38と、駆動制御部39と、を有している。
Therefore, the
制振要否判定部31は、エンジン11側からクラッチ・ダンパ12を介してインプットシャフト17以降のパワートレーンに入力された(伝達された)ダンパトルクに起因する振動を制振するか否かを判定する。具体的に、制振要否判定部31は、アクセルポジションセンサ23からアクセル開度Paを入力するとともに、ストロークセンサ24からクラッチストローク量Scを入力する。
The vibration suppression
そして、アクセル開度Paが、アクセルの操作がなされていない状態を表す「0」である場合、又は、クラッチストローク量Scが、クラッチ部12aがフライホイール16aから離間している状態を表す所定値Sc0以下である場合、ダンパトルクがインプットシャフト17以降のパワートレーンに入力されていない。このため、制振要否判定部31は、制振制御の要否を表すフラグFRGの値を、制振制御が不要であることを表す「0」に設定する。
And when accelerator opening degree Pa is "0" showing the state where the operation of an accelerator is not made, or the clutch stroke amount Sc is a predetermined value showing the state where the
一方、制振要否判定部31は、アクセル開度Paが「0」ではなく、且つ、クラッチストローク量Scが所定値Sc0よりも大きい場合、ダンパトルクがパワートレーンに入力される。このため、制振要否判定部31は、フラグFRGの値を、制振制御が必要であることを表す「1」に設定する。制振要否判定部31は、値を「0」又は「1」に設定したフラグFRGを指令トルク決定部38に出力する。
On the other hand, if the accelerator opening degree Pa is not “0” and the clutch stroke amount Sc is larger than the predetermined value Sc0, the vibration damping
捩れ角算出部32は、クラッチ・ダンパ12のトーションダンパ部12bにおける捩れ角θdampを算出する。捩れ角算出部32は、クランク角センサ21からクランクシャフト16のクランク角θ1を入力するとともに、モータ回転角センサ22から電動モータ15のモータ回転角θ2を入力する。そして、捩れ角算出部32は、クランク角θ1及びモータ回転角θ2と、電動モータ15に予め設定されて既知のモータギア比zと、を用いた下記式1に従って、トーションダンパ部12bが捩れ角θdampを算出する。
捩れトルク算出部33は、クラッチ・ダンパ12のトーションダンパ部12bが発生する捩れトルクTdampを算出する。具体的に、捩れトルク算出部33は、捩れ角算出部32から入力した捩れ角θdampを用いて、図3に示す捩れ特性マップ(ヒステリシス特性マップ)を参照して、トーションダンパ部12bのダンパ剛性Kdampを算出する。
The torsion
ここで、ダンパ剛性Kdampは、トーションダンパ部12bに設けられたスラスト部材12b1による摩擦力及び圧縮コイルバネによる弾性力によって決定されるものである。従って、ダンパ剛性Kdampは、例えば、スラスト部材12b1が発生する摩擦力の経年変化及びスラスト部材12b1(トーションダンパ部12b)の温度tに依存して変化する場合がある。このため、後述するように、ヒステリシストルク補正部36が第一ヒステリシストルクHtempを補正するのと同様に、ダンパ剛性Kdampを補正することが可能である。
Here, the damper rigidity Kdamp is determined by the frictional force by the thrust member 12b1 provided in the
そして、捩れトルク算出部33は、捩れ角算出部32から入力した捩れ角θdampと、捩れ特性マップを参照して算出したダンパ剛性Kdampと、を用いた下記式2に従って、トーションダンパ部12bの第一捩れトルクTdamp_pを算出する。
再び図2に戻り、フィルタ処理部34は、捩れトルク算出部33から入力した第一捩れトルクTdamp_pをバンドパスフィルタ処理する。フィルタ処理部34は、エンジン11から出力されるエンジントルクのトルク変動に関連して発生し、エンジン11の回転数Neに比例してエンジン11に発生するトルク脈動のエンジン脈動周波数feを算出する。そして、フィルタ処理部34は、エンジン脈動周波数feを通過帯域とするバンドパスフィルタF(s)を設定する。以下、このバンドパスフィルタF(s)の設定を具体的に説明する。
Returning to FIG. 2 again, the
上述したように、エンジン11は、四サイクル(ストローク)ガソリンエンジンであるので、クランクシャフト16が二回転する間に一度、特定の気筒で燃焼が発生する。例えば、エンジン11が四気筒ガソリンエンジンである場合には、クランクシャフト16が180°回転する間に何れか一つのシリンダで燃焼が発生する。シリンダ内で燃焼が発生するとピストンを押し下げる力が発生し、その力がクランクシャフト16を回転させるトルクに変換される。従って、エンジン脈動周波数feは、エンジン11の回転数Ne(以下、「エンジン回転数Ne」と称呼する。)及びエンジン11の気筒数nに比例するとともに、エンジン11のサイクル数cに反比例する関係を有する。
As described above, since the
このため、フィルタ処理部34は、クランク角センサ21から連続してクランク角θ1を入力し、クランク角θ1の変化に基づいてエンジン回転数Neを算出する。そして、フィルタ処理部34は、下記式3に従ってエンジン脈動周波数feを算出する。
フィルタ処理部34は、前記式3に従って算出したエンジン脈動周波数feを通過させる通過帯域(周波数帯域)を有するバンドパスフィルタF(s)を設定する。ここで、捩れトルクTdampは、ダンパトルクに含まれてパワートレーンに入力される。このため、ダンパトルクに含まれる第一捩れトルクTdamp_pには、エンジン脈動周波数fe成分に加えて、エンジン11が車両10を加減速するための周波数成分(例えば、エンジン脈動周波数feよりも低い周波数成分)も含まれている。従って、エンジン脈動周波数feを通過帯域とするバンドパスフィルタF(s)を用いて第一捩れトルクTdamp_pをバンドパスフィルタ処理することにより、エンジン11が車両10を加減速するための周波数成分を減衰させることが防止される。
The
フィルタ処理部34は、捩れトルク算出部33によって算出された第一捩れトルクTdamp_pを入力し、下記式4に従って、入力した第一捩れトルクTdamp_pをバンドパスフィルタ処理する。
ヒステリシストルク算出部35は、予め設定されている図3の捩れ特性マップ(ヒステリシス特性マップ)に基づく第一ヒステリシストルクHtempを算出する。具体的に、ヒステリシストルク算出部35は、捩れ角算出部32から入力したトーションダンパ部12bの捩れ角θdampを用いて捩れ特性マップ(ヒステリシス特性マップ)を参照し、捩れ角θdampに対応するヒステリシストルク絶対値Hpを算出する。そして、ヒステリシストルク算出部35は、ヒステリシストルク絶対値Hpに対して、下記式5に従い、捩れ角θdampの変化量Δθdampに応じた正負符号又は「0」を乗算して、第一ヒステリシストルクHtempを算出する。そして、ヒステリシストルク算出部35は、算出した第一ヒステリシストルクHtempをヒステリシストルク補正部36に出力する。
ここで、前記式5の右辺第二項は符号関数である。これにより、変化量Δθdampの値が正の値(Δθdamp>0)のときは右辺第二項が「+1」となるので、第一ヒステリシストルクHtempは正の値として算出される。又、変化量Δθdampの値が負の値(Δθdamp<0)のときは右辺第二項が「−1」となるので、第一ヒステリシストルクHtempは負の値として算出される。更に、変化量Δθdampの値が「0」のときは右辺第二項が「0」となるので、第一ヒステリシストルクHtempは「0」として算出される。
Here, the second term on the right side of
ヒステリシストルク補正部36は、ヒステリシストルク算出部35によって図3の捩れ特性マップ(ヒステリシス特性マップ)に基づいて算出された第一ヒステリシストルクHtempを補正して、第二ヒステリシストルクHdamp_cを算出する。以下、この補正を具体的に説明する。
The hysteresis
上述したように、トーションダンパ部12bのヒステリシス特性は、主として、トーションダンパ部12bに設けられたスラスト部材12b1によって決定される。より詳しく、トーションダンパ部12bのヒステリシス特性は、スラスト部材12b1が発生する摩擦力(より詳しくは、静止摩擦力及び動摩擦力)によって決定される。しかしながら、スラスト部材12b1が発生する摩擦力は、時間経過に伴って生じるスラスト部材12b1に摩耗及びスラスト部材12b1の温度(又は、周辺温度)によって変化する。これにより、予め設定された捩れ特性マップ(ヒステリシス特性マップ)に基づいて第一ヒステリシストルクHtempを算出しても、実際にトーションダンパ部12bが発生しているヒステリシストルクHdampと乖離している場合があり、この場合には、パワートレーンに発生する振動を適切に制振できない可能性がある。
As described above, the hysteresis characteristic of the
そこで、ヒステリシストルク補正部36は、ヒステリシス特性の変化、即ち、スラスト部材12b1が発生する摩擦力の変化(低下)を推定して第一ヒステリシストルクHtempを補正し、第二ヒステリシストルクHdamp_cを算出する。ヒステリシストルク補正部36は、ストロークセンサ24からクラッチストローク量Scを入力するとともに、温度センサ25からクラッチ・ダンパ12の温度tを入力する。
Therefore, the hysteresis
ヒステリシストルク補正部36は、クラッチストローク量Scが所定値Sc0よりも大きい状態、即ち、スラスト部材12b1がアウタープレートに対して摺動する状態において、スラスト部材12b1が摺動した距離を累積した摺動距離Lを下記式6に従って算出する。
ヒステリシストルク補正部36は、前記式6に従って算出した摺動距離Lを用いて図4に示す摺動距離−ゲインマップを参照し、摺動距離Lに関連する第一ゲインG1を算出する。尚、摺動距離−ゲインマップは、摺動距離Lが増大するほど第一ゲインG1が減少するように設定されている。又、ヒステリシストルク補正部36は、温度センサ25から入力した温度tを用いて図5に示す温度−ゲインマップを参照し、温度tに関連する第二ゲインG2を算出する。尚、温度−ゲインマップは、温度tが増大するほど第二ゲインG2が減少するように設定されている。
The hysteresis
ヒステリシストルク補正部36は、算出した第一ゲインG1及び第二ゲインG2を用いた下記式7に従い、ヒステリシストルク算出部35によって算出された第一ヒステリシストルクHtempを補正して第二ヒステリシストルクHdamp_cを算出する。
トルク算出部37は、ダンパトルクに含まれた捩れトルクTdamp及びヒステリシストルクHdampによってパワートレーンに発生する振動を制振するように、電動モータ15が発生するトルクを制御するトルク指令Tmを算出する。トルク算出部37は、捩れトルク算出部33から入力した第二捩れトルクTdamp_bpf及びヒステリシストルク補正部36から入力した第二ヒステリシストルクHdamp_cを用いた下記式8に従い、トルク指令Tmを算出する。
前記式8により表されるトルク指令Tmによれば、ダンパトルクとともにパワートレーンに入力される捩れトルクTdampに対して右辺第一項のトルク成分が逆相として作用し、ダンパトルク(第一捩れトルクTdamp_p)とともにパワートレーンに入力されるヒステリシストルクHdampに対して右辺第二項のトルク成分が逆相として作用する。トルク算出部37は、算出したトルク指令Tmを指令トルク決定部38に出力する。
According to the torque command Tm expressed by Equation 8, the torque component of the first term on the right side acts as a reverse phase with respect to the torsion torque Tdamp input to the power train together with the damper torque, and the damper torque (first torsion torque Tdamp_p). At the same time, the torque component of the second term on the right side acts as an opposite phase to the hysteresis torque Hdamp input to the power train. The
指令トルク決定部38は、制振要否判定部31による判定結果に応じて、電動モータ15に発生させる制振制御トルク指令Tm_reqを決定する。即ち、指令トルク決定部38は、制振要否判定部31から入力したフラグFRGの値が「0」であればパワートレーンに振動が発生しておらず制振制御が不要であるため、制振制御トルク指令Tm_reqを「0」と決定する。そして、指令トルク決定部38は、「0」と決定した制振制御トルク指令Tm_reqを駆動制御部39に出力する。
The command
一方、指令トルク決定部38は、制振要否判定部31から入力したフラグFRGの値が「1」であればパワートレーンに振動が発生して制振制御が必要である。このため、指令トルク決定部38は、トルク算出部37から入力したトルク指令Tmを、電動モータ15の性能及び予め設定されている制振性能目標によって決定された上下限値の範囲となるように上下限処理して、制振制御トルク指令Tm_reqを決定する。そして、指令トルク決定部38は、上下限処理した制振制御トルク指令Tm_reqを駆動制御部39に出力する。
On the other hand, if the value of the flag FRG input from the vibration suppression
駆動制御部39は、指令トルク決定部38から入力した制振制御トルク指令Tm_reqを用いて図6に示す制振制御トルク指令−目標電流値マップを参照し、電動モータ15に供給する目標電流値Idを決定する。目標電流値Idは、制振制御トルク指令Tm_reqが「0」の場合に「0」と決定され、制振制御トルク指令Tm_reqが大きくなるにつれて大きくなるように決定される。
The
駆動制御部39は、決定した目標電流値Idに基づき駆動回路20を制御する。この場合、駆動制御部39は、駆動回路20に設けられた電流検出器20aから電動モータ15に流れる電流値をフィードバック入力し、目標電流値Idの電流が電動モータ15に流れるように駆動回路20を制御する。これにより、電動モータ15は、制振制御トルク指令Tm_reqに応じた制振制御用トルクTvを、モータシャフト19を介してトランスミッション13即ちパワートレーンに出力する。尚、駆動制御部39は、例えば、アクセル開度Paに応じた走行用トルクが決定されて車両10を走行させるために電動モータ15を駆動させる場合、制振制御トルク指令Tm_reqに応じた制振制御用トルクTvに加えて走行用トルクを発生させるように電動モータ15を駆動させることも可能である。
The
ここで、上述した制御装置30の作動を、図7に示す「制振制御プログラム」のフローチャートに従って説明する。「制振制御プログラム」は、制御装置30(マイクロコンピュータ)を構成するCPUによって実行される。尚、「制振制御プログラム」は、制御装置30(マイクロコンピュータ)を構成するROMに予め記憶されている。制御装置30は、「制振制御プログラム」の実行を、所定の短い時間が経過する毎にステップS10にて繰り返し開始する。
Here, the operation of the above-described
制御装置30(より詳しくは、CPU)は、ステップS10にて「制振制御プログラム」の実行を開始すると、ステップS11にて、クランク角センサ21、モータ回転角センサ22、アクセルポジションセンサ23、ストロークセンサ24及び温度センサ25のそれぞれから検出値を入力する。制御装置30は、各センサ21〜25から、クランク角θ1、モータ回転角θ2、アクセル開度Pa、クラッチストローク量Sc、温度tを入力すると、ステップS12に進む。
When the control device 30 (more specifically, the CPU) starts executing the “vibration control program” in step S10, the
ステップS12においては、制御装置30(制振要否判定部31)は、前記ステップS11にて入力したアクセル開度Pa及びクラッチストローク量Scに基づき、パワートレーンに対する制振制御の要否を判定する。具体的に、制御装置30は、アクセル開度Paが「0」ではなく、且つ、クラッチストローク量Scが所定値Sc0よりも大きければダンパトルクが入力されており、制振制御が必要であるため、「Yes」と判定してステップS13に進む。一方、制御装置30は、アクセル開度Paが「0」又はクラッチストローク量Scが所定値Sc0以下であればダンパトルクが入力されておらず、制振制御が不要であるため、「No」と判定してステップS20に進む。尚、ステップS20においては、制御装置30は、制振制御トルク指令Tm_reqをゼロ(「0」)とする。
In step S12, the control device 30 (vibration suppression necessity determination unit 31) determines whether vibration suppression control is necessary for the power train based on the accelerator opening degree Pa and the clutch stroke amount Sc input in step S11. . Specifically, if the accelerator opening degree Pa is not “0” and the clutch stroke amount Sc is larger than the predetermined value Sc0, the
ステップS13においては、制御装置30(捩れ角算出部32)は、クラッチ・ダンパ12のトーションダンパ部12bの捩れ角θdampを算出する。即ち、制御装置30は、前記ステップS11にて入力したクランク角θ1及びモータ回転角θ2と、予め設定されて既知のモータギア比zと、を用いて、前記式1に従ってトーションダンパ部12bが捩れ角θdampを算出する。制御装置30は、捩れ角θdampを算出すると、ステップS14に進む。
In step S <b> 13, the control device 30 (torsion angle calculation unit 32) calculates the torsion angle θdamp of the
ステップS14においては、制御装置30(捩れトルク算出部33)は、クラッチ・ダンパ12のトーションダンパ部12bのダンパ剛性Kdampを算出する。即ち、制御装置30は、前記ステップS13にて算出した捩れ角θdampを用いて図3に示す捩れ特性マップ(ヒステリシス特性マップ)を参照し、ダンパ剛性Kdampを算出する。そして、制御装置30は、ダンパ剛性Kdampを算出すると、ステップS15に進む。
In step S <b> 14, the control device 30 (torsion torque calculation unit 33) calculates the damper rigidity Kdamp of the
ステップS15においては、制御装置30(捩れトルク算出部33)は、クラッチ・ダンパ12のトーションダンパ部12bの第一捩れトルクTdamp_pを算出する。即ち、制御装置30は、前記ステップS13にて算出した捩れ角θdampと、前記ステップS14にて算出したダンパ剛性Kdampと、を用いた前記式2に従って、トーションダンパ部12bの第一捩れトルクTdamp_pを算出する。制御装置30は、第一捩れトルクTdamp_pを算出すると、ステップS16に進む。
In step S15, the control device 30 (torsion torque calculation unit 33) calculates the first torsion torque Tdamp_p of the
ステップS16においては、制御装置30(フィルタ処理部34)は、前記ステップS15にて算出した第一捩れトルクTdamp_pを、エンジン脈動周波数feを通過帯域とするバンドパスフィルタF(s)を用いて、バンドパスフィルタ処理する。このため、制御装置30は、エンジン脈動周波数feを算出する。即ち、制御装置30は、前記ステップS11にて入力したクランク角θ1に基づいてエンジン回転数Neを算出し、算出したエンジン回転数Neを用いた前記式3に従って、エンジン脈動周波数feを算出する。
In step S16, the control device 30 (filter processing unit 34) uses the first torsion torque Tdamp_p calculated in step S15 as a bandpass filter F (s) having the engine pulsation frequency fe as a pass band. Perform bandpass filtering. For this reason, the
制御装置30は、前記式4に従い、第一捩れトルクTdamp_pと、算出したエンジン脈動周波数feを通過帯域とするバンドパスフィルタF(s)と、を乗算してバンドパスフィルタ処理する。そして、制御装置30は、バンドパスフィルタF(s)を用いて第一捩れトルクTdamp_pをバンドパスフィルタ処理して第二捩れトルクTdamp_bpf算出すると、ステップS17に進む。
The
ステップS17においては、制御装置30(ヒステリシストルク算出部35)は、図3の捩じり特性マップ(ヒステリシス特性マップ)に基づく第一ヒステリシストルクHtempを算出する。具体的に、制御装置30は、前記ステップS13にて算出した捩れ角θdampを用いて捩じり特性マップ(ヒステリシス特性マップ)を参照し、捩れ角θdampに対応するヒステリシストルク絶対値Hpを算出する。又、制御装置30は、前記式5に従い、捩れ角θdampの変化量Δθdampに応じた符号をヒステリシストルク絶対値Hpに付して、第一ヒステリシストルクHtempを算出する。
In step S17, the control device 30 (hysteresis torque calculator 35) calculates a first hysteresis torque Htemp based on the torsion characteristic map (hysteresis characteristic map) of FIG. Specifically, the
尚、前記ステップS13にて算出された捩れ角θdampは、ステップ処理の終了後、制御装置30(マイクロコンピュータ)を構成するROM(より詳しくは、EEPROM等の不揮発性メモリ)に記憶される。従って、変化量Δθdampは、例えば、前回の前記ステップS13のステップ処理時に算出した捩れ角θdampから今回の前記ステップS13のステップ処理により算出した捩れ角θdampを減ずることにより算出される。そして、制御装置30は、第一ヒステリシストルクHtempを算出すると、ステップS18に進む。
The twist angle θdamp calculated in step S13 is stored in a ROM (more specifically, a non-volatile memory such as an EEPROM) constituting the control device 30 (microcomputer) after the completion of the step process. Therefore, the change amount Δθdamp is calculated, for example, by subtracting the twist angle θdamp calculated by the step processing of the current step S13 from the twist angle θdamp calculated during the previous step processing of the step S13. And the
ステップS18においては、制御装置30(ヒステリシストルク補正部36)は、前記ステップS17にて算出された第一ヒステリシストルクHtempを補正して、第二ヒステリシストルクHdamp_cを算出する。制御装置30は、トーションダンパ部12bのスラスト部材12b1が発生する摩擦力の変化を推定して、より具体的に、スラスト部材12b1に生じた摩耗及びスラスト部材12b1の温度tを考慮して摩擦力の変化(低下)を推定して、第一ヒステリシストルクHtempを補正する。
In step S18, the control device 30 (hysteresis torque correction unit 36) corrects the first hysteresis torque Htemp calculated in step S17 and calculates the second hysteresis torque Hdamp_c. The
制御装置30は、前記ステップS11にて入力したクラッチストローク量Scが所定値Sc0よりも大きい状態(即ち、スラスト部材12b1が摺動する状態)において、スラスト部材12b1が摺動した距離を累積した摺動距離Lを前記式6に従って算出する。ここで、摺動距離Lは、スラスト部材12b1の摩耗量に関連しており、摺動距離Lが大きいほどスラスト部材12b1の摩耗量が大きく、その結果、スラスト部材12b1が発生する摩擦力が小さくなると推定される。又、温度tは、スラスト部材12b1の摩擦係数に関連しており、温度tが大きいほどスラスト部材12b1の摩擦係数が小さく、その結果、スラスト部材12b1が発生する摩擦力が小さくなると推定される。
The
尚、ステップS18にて算出される摺動距離Lは、ステップ処理の終了後、制御装置30(マイクロコンピュータ)を構成するROM(より詳しくは、EEPROM等の不揮発性メモリ)に更新可能に記憶される。そして、次回以降のステップS18のステップ処理時に読み出され、読み出された摺動距離Lに対してスラスト部材12b1が新たに摺動した距離が加算される。 The sliding distance L calculated in step S18 is stored in an updatable manner in a ROM (more specifically, a non-volatile memory such as an EEPROM) constituting the control device 30 (microcomputer) after the completion of the step process. The Then, the distance that the thrust member 12b1 is newly slid is added to the sliding distance L that is read out and read out during the next step processing of step S18.
制御装置30は、算出した摺動距離Lを用いて図4に示す摺動距離−ゲインマップを参照し、摺動距離Lに対応する第一ゲインG1を算出する。第一ゲインG1は、摺動距離Lが増大するにつれて減少するように設定される。又、制御装置30は、前記ステップS11にて温度センサ25から入力した温度tを用いて図5に示す温度−ゲインマップを参照し、温度tに対応する第二ゲインG2を算出する。第二ゲインG2は、温度tが増大するにつれて減少するように設定される。
The
制御装置30は、算出した第一ゲインG1及び第二ゲインG2を用いた前記式7に従い、第一ヒステリシストルクHtempを補正して第二ヒステリシストルクHdamp_cを算出する。そして、制御装置30は、第二ヒステリシストルクHdamp_cを算出すると、ステップS19に進む。
The
ステップS19においては、制御装置30(トルク算出部37)は、ダンパトルクに含まれた捩れトルクTdamp及びヒステリシストルクHdampによってパワートレーンに発生する振動を制振するように、トルク指令Tmを算出する。即ち、制御装置30は、前記ステップS16にて算出した第二捩れトルクTdamp_bpfと、前記ステップS18にて算出した第二ヒステリシストルクHdamp_cと、を用いた前記式8に従ってトルク指令Tmを算出する。トルク指令Tmは、第二捩れトルクTdamp_bpf及び第二ヒステリシストルクHdamp_cに対して逆相となるトルクを電動モータ15に発生させる指令である。そして、制御装置30は、トルク指令Tmを算出すると、ステップS20に進む。
In step S19, the control device 30 (torque calculation unit 37) calculates the torque command Tm so as to suppress the vibration generated in the power train by the torsion torque Tdamp and the hysteresis torque Hdamp included in the damper torque. That is, the
ステップS20においては、制御装置30(指令トルク決定部38)は、前記ステップS19にて算出したトルク指令Tmを上下限処理して、制振制御トルク指令Tm_reqを決定する。そして、制御装置30は、制振制御トルク指令Tm_reqを決定すると、ステップS22に進む。
In step S20, the control device 30 (command torque determination unit 38) performs upper / lower limit processing on the torque command Tm calculated in step S19 to determine the vibration suppression control torque command Tm_req. When
前記ステップS12にて制御装置30(制振要否判定部31)が「No」と判定すると、制御装置30(指令トルク決定部38)はステップS21のステップ処理を実行する。ステップS21においては、制御装置30は、制振制御トルク指令Tm_reqをゼロ(「0」)と決定する。そして、制御装置30は、制振制御トルク指令Tm_reqを「0」と決定すると、ステップS22に進む。
If the control device 30 (vibration necessity determination unit 31) determines “No” in step S12, the control device 30 (command torque determination unit 38) executes step processing of step S21. In step S21,
ステップS22においては、制御装置30(駆動制御部39)は、前記ステップS20又は前記ステップS21にて決定した制振制御トルク指令Tm_reqに従って、電動モータ15を駆動制御する。即ち、制御装置30は、決定した制振制御トルク指令Tm_reqを用いて、図6に示す制振制御トルク指令−目標電流値マップを参照し、電動モータ15に供給する目標電流値Idを決定する。尚、前記ステップS21にて制振制御トルク指令Tm_reqを「0」に決定した場合には、目標電流値Idは「0」に決定される。
In step S22, the control device 30 (drive control unit 39) drives and controls the
そして、制御装置30は、駆動回路20の電流検出器20aから電動モータ15に流れる電流値をフィードバック入力し、目標電流値Idの電流が電動モータ15に流れるように駆動回路20を制御する。これにより、電動モータ15は、制振制御トルク指令Tm_reqに応じた制振制御用トルクTvをパワートレーンに対して出力する。
Then, the
制御装置30は、前記ステップS21にて電動モータ15を駆動制御すると、ステップS23に進む。そして、制御装置30は、ステップS23にて「制振制御プログラム」の実行を一旦終了し、所定の短い時間が経過すると、再び、前記ステップS10にて「制振制御プログラム」の実行を開始する。
When the control of the
ところで、制御装置30が、第二ヒステリシストルクHdamp_cを用いて制振制御トルク指令Tm_reqを決定して電動モータ15を駆動制御することにより、パワートレーンに発生した振動は制振される。このことを図8及び図9を用いて説明する。
By the way, when the
制御装置30は、図8にて実線により示すように、破線により示すダンパトルクに対して、制振制御トルク指令Tm_reqに応じて逆相となる制振制御用トルクTvを電動モータ15にパワートレーンに対して発生させる。電動モータ15は、図8の上側のグラフに示すように、第二ヒステリシストルクHdamp_cを反映した制振制御用トルクTvを発生させる。
As shown by a solid line in FIG. 8, the
一方、参考として、図9の上側のグラフは、ダンパトルクに対してトーションダンパ部12bのヒステリシス特性を考慮しない制振制御用トルクを電動モータがパワートレーンに入力した場合を示している。図8の下側のグラフ及び図9の下側のグラフの比較から明らかなように、ドライブシャフト18におけるトルクTd(D/SトルクTd)のトルク変動(振幅)は、図8の下側のグラフの場合、即ち、制振制御用トルクTvが入力された場合の方が小さくなる。このことは、パワートレーンに発生する振動が制振制御用トルクTvによって効果的に低減されることを示している。
On the other hand, for reference, the upper graph of FIG. 9 shows a case where the electric motor inputs a damping control torque that does not consider the hysteresis characteristics of the
以上の説明からも理解できるように、上記実施形態の車両の制御装置30は、エンジン11と、トランスミッション13と、エンジン11のクランクシャフト16及びトランスミッション13のインプットシャフト17を断接するクラッチ・ダンパ12のクラッチ部12aと、クラッチ部12aの接続状態においてクランクシャフト16及びインプットシャフト17の相対回転を捩れ変形によって許容するクラッチ・ダンパ12のトーションダンパ部12bと、トランスミッション13のドライブシャフト18に接続された車輪14と、エンジン11の動力を車輪14に伝達するパワートレーンを構成するインプットシャフト17、トランスミッション13及びドライブシャフト18の何れかであるトランスミッション13に接続された電動モータ15と、を有する車両10に適用される。
As can be understood from the above description, the
制御装置30は、電動モータ15の駆動を制御するものであり、トーションダンパ部12bの捩れ変形に伴う捩れ角θdampを算出する捩れ角算出部32と、捩れ角算出部32によって算出された捩れ角θdampを用いてトーションダンパ部12bが発生する第一捩れトルクTdamp_pを算出する捩れトルク算出部33と、トーションダンパ部12bの捩れ角θdamp及びトーションダンパ部12bの捩れ方向と予め設定された関係にあってトーションダンパ部12bが発生する第一ヒステリシストルクHtempを、捩れ角算出部32によって算出された捩れ角θdampを用いて算出するヒステリシストルク算出部35と、トーションダンパ部12bが捩れ変形に伴って発生する摩擦力の変化を推定し、推定した摩擦力の変化に基づいて第一ヒステリシストルクHtempを補正して第二ヒステリシストルクHdamp_cを算出するヒステリシストルク補正部36と、捩れトルク算出部33によって算出された第一捩れトルクTdamp_p、及び、ヒステリシストルク補正部36によって算出された第二ヒステリシストルクHdamp_cに対して逆相になるように電動モータ15を駆動させるトルク指令Tmを算出するトルク算出部37と、パワートレーンに発生した振動を制振するための制振制御用トルクTvを電動モータ15に発生させる制振制御トルク指令Tm_reqを、トルク算出部37によって算出されたトルク指令Tmに基づいて決定する指令トルク決定部38と、制振制御トルク指令Tm_reqに基づいて電動モータ15を駆動制御し、電動モータ15にパワートレーンに対して制振制御用トルクTvを発生させる駆動制御部39と、を備える。
The
この場合、指令トルク決定部38は、トルク指令Tmを上下限処理して制振制御トルク指令Tm_reqを決定することができる。更に、捩れトルク算出部33は、第一捩れトルクTdamp_pを、捩れ方向におけるトーションダンパ部12bに予め設定されたダンパ剛性Kdampとクランクシャフト16のクランク角θ1と電動モータ15のモータ回転角θ2とを用いて算出することができる。
In this case, the command
これらによれば、制御装置30は、トーションダンパ部12bのヒステリシス特性を考慮して制振制御トルク指令を決定し、電動モータ15に制振制御用トルクTvを発生させることができる。更に、制御装置30は、トーションダンパ部12bが捩れ角θdamp及び捩れ方向に応じて発生する第一ヒステリシストルクHtempについて、発生する第一ヒステリシストルクHtempを決定するトーションダンパ部12bの摩擦力の変化(具体的には、減少)を推定し、推定した摩擦力に基づいて第一ヒステリシストルクHtempを補正した第二ヒステリシストルクHdamp_cを用いて制振制御トルク指令Tm_reqを決定することができる。従って、制御装置30は、トーションダンパ部12bが発生する第二ヒステリシストルクHdamp_cをより正確に推定して制振制御トルク指令Tm_reqを決定することができ、パワートレーンに発生する振動を効果的に制振することができる。
According to these, the
又、トルク指令Tmを上下限処理して制振制御トルク指令Tm_reqを決定することにより、電動モータ15に確実に制振制御用トルクTvを発生させることができる。更に、制御装置30の構成を簡略化して第一捩れトルクTdamp_pを算出することができる。
Further, the vibration control torque Tv can be reliably generated in the
これらの場合、ヒステリシストルク補正部36は、トーションダンパ部12bを構成して摩擦力を発生させるスラスト部材12b1が捩れ方向に摺動した距離を累積した摺動距離Lと、スラスト部材12b1における温度tと、に基づいて、摩擦力の変化を推定することができる。この場合、より具体的に、ヒステリシストルク補正部36は、摺動距離Lが増大するほど減少する第一ゲインG1を算出するとともに、温度tが増大するほど減少する第二ゲインG2を算出し、第一ヒステリシストルクHtempに第一ゲインG1及び第二ゲインG2を乗算して第一ヒステリシストルクHtempを補正し、第二ヒステリシストルクHdamp_cを算出することができる。
In these cases, the hysteresis
これらによれば、ヒステリシストルク補正部36は、摺動距離Lが大きくなるほど、又、温度tが高くなるほど、スラスト部材12b1が発生する摩擦力が小さくなるので、より正確にスラスト部材12b1の摩擦力の変化、即ち、摩擦力の低下を正しく推定することができる。そして、ヒステリシストルク補正部36は、摩擦力の低下を反映して第一ヒステリシストルクを補正してより正確に第二ヒステリシストルクを算出することができる。従って、制御装置30は、パワートレーンに発生する振動を効果的に制振することができる。
According to these, the hysteresis
これらの場合、制御装置30が、エンジン11のエンジン回転数Neに比例してエンジン11に発生するトルク脈動の周波数を表すエンジン脈動周波数feを通過帯域とするバンドパスフィルタF(s)を設定し、第一捩れトルクTdamp_pをバンドパスフィルタ処理して第二捩れトルクTdamp_bpfを算出するフィルタ処理部34を有しており、トルク算出部37は、フィルタ処理部34によって算出された第二捩れトルクTdamp_bpf、及び、第二ヒステリシストルクHdamp_cに対して逆相になるようにトルク指令Tmを算出することができる。この場合、フィルタ処理部34は、エンジン脈動周波数feをクランクシャフト16のクランク角θ1から算出したエンジン11のエンジン回転数Neを用いて算出することができる。
In these cases, the
これらによれば、電動モータ15からパワートレーンに入力される制振制御用トルクTvは、エンジン11が車両10を加減速するための周波数帯域を含まない。これにより、制振制御用トルクTvは、車両10の加減速に影響を与えることなく、パワートレーンに発生した振動を良好に制振(抑制)することができる。又、制御装置30の構成を簡略化してエンジン回転数Neを算出することができる。
According to these, the vibration suppression control torque Tv input from the
又、これらの場合、制御装置30はクラッチ・ダンパ12のクラッチ部12aの接続方向に向けたクラッチストローク量Scに応じて、電動モータ15に制振制御用トルクTvを発生させるか否かを判定する制振要否判定部31を有しており、指令トルク決定部38は、制振要否判定部31によって制振制御用トルクTvの発生が不要であると判定された場合、制振制御トルク指令Tm_reqをゼロ(「0」)と決定することができる。
In these cases, the
これによれば、パワートレーンに振動が発生した場合にのみ、電動モータ15に制振制御用トルクTvを発生させることができる。これにより、制御装置30の構成を簡略化することができる。
According to this, the vibration control torque Tv can be generated in the
本発明の実施に当たっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて、種々の変形が可能である。 In carrying out the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
例えば、上記実施形態においては、車両10に搭載されるトランスミッション13が有段変速機(オートマチック・トランスミッション(AT)、マニュアル・トランスミッション(MT)又はオートメイティッド・マニュアル・トランスミッション(AMT)等)であるとした。この場合、トランスミッション13が無段変速機(CVT等)であっても良い。
For example, in the above-described embodiment, the
又、上記実施形態においては、制御装置30(フィルタ処理部34)がクランク角センサ21からクランク角θ1を入力することによりエンジン回転数Neを算出し、このエンジン回転数Neを用いてエンジン11のエンジン脈動周波数feを算出するようにした。このように、クランク角θ1を用いることに代えて、例えば、エンジン11のエンジン回転数Neを直接検出したり、電動モータ15の回転数や、トランスミッション13のインプットシャフト17又はアウトプットシャフトの回転数、ドライブシャフト18又はプロペラシャフトの回転数、車輪14の車輪速等からエンジン回転数Neを算出したりすることも可能である。この場合においても、エンジン回転数Neを用いて、前記式1に従ってエンジン脈動周波数feを算出することができる。
In the above embodiment, the control device 30 (filter processing unit 34) calculates the engine speed Ne by inputting the crank angle θ1 from the
又、上記実施形態においては、指令トルク決定部38は、トルク指令Tmを上下限処理して制振制御トルク指令Tm_reqを決定するようにした。しかしながら、指令トルク決定部38は、例えば、算出されたトルク指令Tmが電動モータ15の性能及び予め設定されている制振性能目標の範囲内である場合には、上下限処理を省略して制振制御トルク指令Tm_reqを決定することも可能である。
In the above embodiment, the command
又、上記実施形態においては、制御装置30がフィルタ処理部34を有するようにした。しかしながら、例えば、捩れトルク算出部33によって算出された第一捩れトルクTdamp_pにエンジン11が車両10を加減速する周波数成分を含まれない場合、フィルタ処理部34を省略することも可能である。この場合、トルク算出部37は、バンドパスフィルタ処理されていない第一捩れトルクTdamp_pと第二ヒステリシストルクHdamp_cを用いてトルク指令Tmを算出する。又、指令トルク決定部38は、バンドパスフィルタ処理されていない第一捩れトルクTdamp_pを含むトルク指令Tmを必要に応じて上下限処理して制振制御トルク指令Tm_reqを決定することができる。
In the above embodiment, the
又、上記実施形態においては、制御装置30が制振要否判定部31を有するようにした。しかしながら、制振要否判定部31を省略することも可能である。この場合には、制御装置30は、常に、電動モータ15に制振制御用トルクTvを発生させて、パワートレーンに発生した振動を制振する。
In the above embodiment, the
又、上記実施形態においては、制御装置30が、図3、図4、図5及び図6に示すように予め設定された各種マップを参照することにより、所望の値を算出する(取得する)ようにした。これに代えて、制御装置30が、図3〜図6のマップに示された関係を表す予め設定された関数を用いて、直接的に所望の値を算出することも可能である。
In the above embodiment, the
更に、上記実施形態においては、電動モータ15がモータシャフト19を介してパワートレーンを構成するトランスミッション13に接続されるようにした。これに代えて、パワートレーンを構成するインプットシャフト17又はドライブシャフト18に対して、モータシャフト19を介して、或いは、直接的に、電動モータ15を接続するようにすることも可能である。この場合であっても、電動モータ15は、制振制御用トルクTvをインプットシャフト17又はドライブシャフト18に入力することにより、上記実施形態と同様の効果が得られる。
Furthermore, in the above embodiment, the
10…車両、11…エンジン、12…クラッチ・ダンパ、12a…クラッチ部、12b…トーションダンパ部、12b1…スラスト部材、13…トランスミッション、14…車輪、15…電動モータ、16…クランクシャフト、16a…フライホイール、17…インプットシャフト、18…ドライブシャフト、19…モータシャフト、20…駆動回路、20a…電流検出器、21…クランク角センサ、22…モータ回転角センサ、23…アクセルポジションセンサ、24…ストロークセンサ、25…温度センサ、30…制御装置、31…制振要否判定部、32…捩れ角算出部、33…捩れトルク算出部、34…フィルタ処理部、35…ヒステリシストルク算出部、36…ヒステリシストルク補正部、37…トルク算出部、38…指令トルク決定部、39…駆動制御部、F(s)…バンドパスフィルタ、fe…エンジン脈動周波数、G1…第一ゲイン、G2…第二ゲイン、Hdamp…ヒステリシストルク、Htemp…第一ヒステリシストルク、Hdamp_c…第二ヒステリシストルク、Hp…ヒステリシストルク絶対値、Id…目標電流値、L…摺動距離、M…シフトポジション、Ne…エンジン回転数、Pa…アクセル開度、r…径方向距離、Sc…クラッチストローク量、Sc0…所定値、t…温度、Tdamp…捩れトルク、Tdamp_p…第一捩れトルク、Tdamp_bpf…第二捩れトルク、Td…D/Sトルク、Tm…トルク指令、Tm_req…制振制御トルク指令、Tv…制振制御用トルク、θ1…クランク角、θ2…モータ回転角、θdamp…捩れ角、Δθdamp…変化量
DESCRIPTION OF
Claims (5)
トランスミッションと、
前記エンジンのクランクシャフト及び前記トランスミッションのインプットシャフトを断接するクラッチと、
前記クラッチの接続状態において前記クランクシャフト及び前記インプットシャフトの相対回転を捩れ変形によって許容するトーションダンパと、
前記トランスミッションのドライブシャフトに接続された車輪と、
前記エンジンの動力を前記車輪に伝達するパワートレーンを構成する前記インプットシャフト、前記トランスミッション及び前記ドライブシャフトの何れかに接続された電動モータと、を有する車両に適用されて、
前記電動モータの駆動を制御する車両の制御装置であって、
前記トーションダンパの前記捩れ変形に伴う捩れ角を算出する捩れ角算出部と、
前記捩れ角算出部によって算出された前記捩れ角を用いて前記トーションダンパが発生する第一捩れトルクを算出する捩れトルク算出部と、
前記トーションダンパの捩れ角及び前記トーションダンパの捩れ方向と予め設定された関係にあって前記トーションダンパが発生する第一ヒステリシストルクを、前記捩れ角算出部によって算出された前記捩れ角を用いて算出するヒステリシストルク算出部と、
前記トーションダンパが前記捩れ変形に伴って発生する摩擦力を推定し、推定した前記摩擦力に基づいて前記第一ヒステリシストルクを補正して第二ヒステリシストルクを算出するヒステリシストルク補正部と、
前記捩れトルク算出部によって算出された前記第一捩れトルク、及び、前記ヒステリシストルク補正部によって算出された前記第二ヒステリシストルクに対して逆相になるように前記電動モータを駆動させるトルク指令を算出するトルク算出部と、
前記パワートレーンに発生した振動を制振するための制振制御用トルクを前記電動モータに発生させる制振制御トルク指令を、前記トルク算出部によって算出された前記トルク指令に基づいて決定する指令トルク決定部と、
前記制振制御トルク指令に基づいて前記電動モータを駆動制御し、前記電動モータに前記パワートレーンに対して前記制振制御用トルクを発生させる駆動制御部と、を備えた車両の制御装置。 Engine,
Transmission,
A clutch for connecting and disconnecting the crankshaft of the engine and the input shaft of the transmission;
A torsion damper that allows relative rotation of the crankshaft and the input shaft by torsional deformation in the engaged state of the clutch;
Wheels connected to the drive shaft of the transmission;
Applied to a vehicle having the input shaft constituting the power train for transmitting the power of the engine to the wheels, the electric motor connected to any of the transmission and the drive shaft,
A vehicle control device for controlling the driving of the electric motor,
A torsion angle calculation unit for calculating a torsion angle associated with the torsional deformation of the torsion damper;
A torsion torque calculation unit for calculating a first torsion torque generated by the torsion damper using the torsion angle calculated by the torsion angle calculation unit;
A first hysteresis torque generated by the torsion damper in a preset relationship with the torsion angle of the torsion damper and the torsion direction of the torsion damper is calculated using the torsion angle calculated by the torsion angle calculation unit. A hysteresis torque calculating unit,
A hysteresis torque correcting unit that estimates the frictional force generated by the torsion damper with the torsional deformation, corrects the first hysteresis torque based on the estimated frictional force, and calculates a second hysteresis torque;
A torque command for driving the electric motor so as to have a phase opposite to the first torsion torque calculated by the torsion torque calculation unit and the second hysteresis torque calculated by the hysteresis torque correction unit is calculated. A torque calculator that
A command torque for determining a vibration control torque command for causing the electric motor to generate vibration control torque for controlling vibration generated in the power train based on the torque command calculated by the torque calculation unit. A decision unit;
A vehicle control device comprising: a drive control unit that drives and controls the electric motor based on the vibration suppression control torque command, and causes the electric motor to generate the vibration suppression control torque for the power train.
前記トーションダンパを構成して前記摩擦力を発生させるスラスト部材が前記捩れ方向に摺動した距離を累積した摺動距離と、前記スラスト部材における温度と、に基づいて、前記摩擦力の変化を推定する、請求項1に記載の車両の制御装置。 The hysteresis torque correction unit is
A change in the frictional force is estimated based on a sliding distance obtained by accumulating a distance in which the thrust member that forms the torsion damper and generates the frictional force slides in the torsional direction, and a temperature in the thrust member. The vehicle control device according to claim 1.
前記摺動距離が増大するほど減少する第一ゲインを算出するとともに、前記温度が増大するほど減少する第二ゲインを算出し、
前記第一ヒステリシストルクに前記第一ゲイン及び前記第二ゲインを乗算して前記第一ヒステリシストルクを補正し、前記第二ヒステリシストルクを算出する、請求項2に記載の車両の制御装置。 The hysteresis torque correction unit is
Calculating a first gain that decreases as the sliding distance increases, and calculates a second gain that decreases as the temperature increases;
The vehicle control device according to claim 2, wherein the first hysteresis torque is corrected by multiplying the first hysteresis torque by the first gain and the second gain to calculate the second hysteresis torque.
前記トルク算出部は、
前記フィルタ処理部によって算出された前記第二捩れトルク、及び、前記第二ヒステリシストルクに対して逆相になるように前記トルク指令を算出する、請求項1乃至請求項3のうちの何れか一項に記載の車両の制御装置。 A band pass filter having a pass band of an engine pulsation frequency representing a frequency of torque pulsation generated in the engine in proportion to the rotational speed of the engine is set, and the first torsion torque is subjected to a band pass filter process to perform a second torsion. A filter processing unit for calculating torque;
The torque calculator
The torque command is calculated according to any one of claims 1 to 3, wherein the torque command is calculated so as to have a phase opposite to the second torsional torque and the second hysteresis torque calculated by the filter processing unit. The vehicle control device according to Item.
前記指令トルク決定部は、
前記制振要否判定部によって前記制振制御用トルクの発生が不要であると判定された場合、前記制振制御トルク指令をゼロと決定する、請求項1乃至請求項4のうちの何れか一項に記載の車両の制御装置。 A vibration suppression necessity determination unit that determines whether or not to generate the vibration suppression control torque in the electric motor according to a clutch stroke amount toward the clutch connection direction;
The command torque determining unit
The vibration suppression control torque command is determined to be zero when the vibration suppression necessity determination unit determines that generation of the vibration suppression control torque is unnecessary. The vehicle control device according to one item.
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US10808798B2 (en) | 2018-08-13 | 2020-10-20 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Motor control device |
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- 2017-08-08 JP JP2017153418A patent/JP2019031196A/en active Pending
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