JP2023076929A - Control device of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device.
駆動力源や変速機を含む駆動系の共振周波数の逆数を、駆動力源のトルク立ち下げ時間に設定することにより、車両の振動を抑制する技術がある(例えば特許文献1参照)。
There is a technique for suppressing vehicle vibration by setting the reciprocal of the resonance frequency of a driving system including a driving force source and a transmission as the torque fall time of the driving force source (see
変速機が無段変速機の場合には、トルク立ち下げ中においても変速比が連続的に変化する。このような変速比を考慮せずに共振周波数の逆数をトルク立ち下げ時間とすると、振動を十分に抑制することができないおそれがある。 If the transmission is a continuously variable transmission, the gear ratio continuously changes even during the torque drop. If the reciprocal of the resonance frequency is used as the torque fall time without considering such a gear ratio, vibration may not be sufficiently suppressed.
そこで本発明は、振動を抑制することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a vehicle control apparatus capable of suppressing vibration.
上記目的は、駆動力源の出力トルクが無段変速機とドライブシャフトとを介して駆動輪に伝達される車両の制御装置において、アクセルオンからアクセルオフへの切り替えを検出する検出部と、前記検出部によりアクセルオンからアクセルオフへの切り替えが検出された場合に、前記出力トルクがアクセルオフに対応した要求トルクとなった際の前記無段変速機の変速比を予測する予測部と、前記予測部により予測された変速比で生じる前記駆動力源から前記ドライブシャフトまでを含む駆動系の共振周波数の、逆数を算出する算出部と、前記検出部によりアクセルオンからアクセルオフへの切り替えが検出されてから前記出力トルクが前記要求トルクになるまでのトルク立ち下げ時間が、前記共振周波数の逆数となるように、前記駆動力源を制御する制御部と、を備えた車両の制御装置によって達成できる。 The object is to provide a control device for a vehicle in which output torque of a driving force source is transmitted to driving wheels via a continuously variable transmission and a drive shaft, wherein a detecting unit for detecting switching from accelerator-on to accelerator-off; a prediction unit for predicting a gear ratio of the continuously variable transmission when the output torque becomes a required torque corresponding to the accelerator-off when the detection unit detects the switching from the accelerator-on to the accelerator-off; A calculation unit that calculates the reciprocal of a resonance frequency of a driving system including from the driving force source to the drive shaft that occurs at the gear ratio predicted by the prediction unit, and the detection unit detects switching from accelerator ON to accelerator OFF. and a control unit for controlling the driving force source such that the torque fall time from when the output torque reaches the required torque is the reciprocal of the resonance frequency. can.
本発明によれば、振動を抑制することができる車両の制御装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control apparatus of the vehicle which can suppress a vibration can be provided.
[車両の概略構成]
図1は、本実施例の車両1の概略構成を示すブロック図である。図1に示すように、車両1は、エンジン(ENG)10、トルクコンバータ(T/C)20、無段変速機(CVT)30、油圧制御回路35、デファレンシャルギヤ41、ドライブシャフト43、駆動輪45、及びECU(Electronic Control Unit)50を含む。
[Schematic configuration of vehicle]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a
エンジン10は車両1の駆動力源である。エンジン10は、ガソリンエンジンであって内燃機関の一例であるが、これに限定されず、ディーゼルエンジンであってもよい。エンジン10のトルクは、トルクコンバータ20及び無段変速機30を通じて駆動輪45に伝達される。
The
トルクコンバータ20は、流体式動力伝達装置であって、上述したエンジン10のクランクシャフトに直接的又は間接的に連結されたポンプインペラと、トルクコンバータ20の入力軸に連結されるタービンランナとを備えている。トルクコンバータ20は、ポンプインペラ側からオイルを介してタービンランナ側へ動力であるトルクを増大させつつ伝達する。
The
無段変速機30は、図1に示すようにエンジン10と同一の軸線上に配置され、エンジン10と駆動輪45との間でトルクを伝達する。無段変速機30は、入力回転数の出力回転数に対する比率である変速比を連続的に変更させることができる。具体的には、ECU50により制御される油圧制御回路35によって入力側プーリー及び出力側プーリーの溝幅が変更されることにより伝達ベルトの掛かり径を変更することにより変速比を変更することができる。
Continuously
無段変速機30の出力軸31には、終減速機であるデファレンシャルギヤ41が連結され、そのデファレンシャルギヤ41に連結されたドライブシャフト43を介して、駆動輪45にトルクが伝達される。駆動輪45は、トルクコンバータ20及び無段変速機30から伝達されるエンジン10の動力で路面に駆動力を発生させて、車両1を走行させる。駆動輪45は左右の前輪であってもよいし、左右の後輪であってもよいし、その両方であってもよい。
A
油圧制御回路35は、エンジン10により駆動する機械式オイルポンプを油圧供給源とする公知の油圧制御回路であり、トルクコンバータ20及び無段変速機30に油圧を供給して、これらの各動作を制御する。また、ECU50から出力された油圧指令値が油圧制御回路35に入力されることにより、トルクコンバータ20及び無段変速機30への各供給油圧が油圧指令値に基づいて制御される。
The
ECU50は、車両1に関する制御処理を行う電子制御ユニットである。ECU50は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、及びバックアップRAMなどを備えている。ROMには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPUは、ROMに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、RAMはCPUでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAMはイグニッションオフ時などにおいて保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。CPU、ROM、RAM、及びバックアップRAMは、詳しくは後述するが検出部、予測部、算出部、及び制御部を機能的に実現する。
The ECU 50 is an electronic control unit that performs control processing regarding the
ECU50には、イグニッションスイッチ60、クランク角センサ61、アクセル開度センサ62、及び出力軸回転数センサ63などの各種のセンサやスイッチが接続されており、これらのセンサやスイッチからの信号がECU50に入力される。ECU50は、各種センサの検出結果等に基づいて、エンジン10の運転状態や無段変速機30の変速比を制御する。
Various sensors and switches such as an
[共振周波数とトルク立ち下げ時間との関係]
このように構成された車両1では、エンジン10のトルク変動に起因して、エンジン10からドライブシャフト43までの駆動系が共振する場合がある。図2は、振動強度[dB]と周波数[Hz]との関係を示したグラフである。縦軸は振動強度を示し、横軸は周波数を示す。図2には、無段変速機30の変速比γ0の場合を点線で示し、変速比γ0よりも小さい変速比γ1の場合を実線で示している。振動強度のピーク値での周波数が共振周波数である。図2に示すように、変速比γ0での共振周波数f0は、変速比γ1での共振周波数f1よりも低い。即ち、変速比が小さいほど、共振周波数は高くなる傾向がある。変速比が小さいほど、エンジン回転数に対するドライブシャフト43の回転数の差が小さく、エンジン10のクランクシャフトからドライブシャフト43までの駆動系の剛性が高いことと同等だからである。尚、無段変速機30の場合、低車速時では変速比が小さくなるように制御され、高車速時には変速比は大きくなるように制御される。
[Relationship between resonance frequency and torque fall time]
In the
アクセルオンからアクセルオフに切り替えられたことによるエンジン10のトルクの立ち下げにより、上記のような共振による振動が発生する場合がある。トルク立ち下げ時間に応じて、トルク立ち下げ時のドライブシャフト43のトルク(以下、ドライブシャフトトルクと称する)が変動する。このドライブシャフトトルクの変動が大きいと、車両1が振動する。トルク立ち下げ時間とは、ECU50によりアクセルオンからアクセルオフに切り替えられたことが検出されてから、エンジン10のトルクがアクセルオフに対応した要求トルクとなるまでの時間である。
When the torque of the
図3は、ドライブシャフトトルク[N・m]とトルク立ち下げ時間[s]との関係を示したグラフである。縦軸はドライブシャフトトルクを示し、横軸はトルク立ち下げ時間を示している。図3に示すように、ドライブシャフトトルクは正弦波の絶対値をとった波形となり、トルク立ち下げ時間が共振周波数の逆数の整数倍の場合にドライブシャフトトルクがゼロとなることが知られている。具体的には変速比γ0の場合、トルク立ち下げ時間が、(1/f0)、(2/f0)、(3/f0)…でドライブシャフトトルクはゼロとなる。同様に変速比γ1の場合、トルク立ち下げ時間が、(1/f1)、(2/f1)、(3/f1)…でドライブシャフトトルクはゼロとなる。変速比γ0及びγ1でのドライブシャフトトルクがゼロとなる最短のトルク立ち下げ時間は、それぞれ(1/f0)及び(1/f1)であり、(1/f1)<(1/f0)が成立する。尚、変速比γ0及びγ1での隣接するドライブシャフトトルクのピーク値は、変速比γ1の方が変速比γ0よりも小さい。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between drive shaft torque [N·m] and torque fall time [s]. The vertical axis indicates the drive shaft torque, and the horizontal axis indicates the torque fall time. As shown in FIG. 3, it is known that the drive shaft torque has a waveform that takes the absolute value of a sine wave, and that the drive shaft torque becomes zero when the torque fall time is an integer multiple of the reciprocal of the resonance frequency. . Specifically, in the case of the gear ratio γ0, the drive shaft torque becomes zero when the torque fall time is (1/f0), (2/f0), (3/f0), and so on. Similarly, when the gear ratio is γ1, the drive shaft torque becomes zero when the torque fall time is (1/f1), (2/f1), (3/f1), and so on. The shortest torque fall times at which the drive shaft torque becomes zero at gear ratios γ0 and γ1 are (1/f0) and (1/f1), respectively, and (1/f1)<(1/f0) holds. do. The peak value of the adjacent drive shaft torques at the gear ratios γ0 and γ1 is smaller at the gear ratio γ1 than at the gear ratio γ0.
尚、図3には、変速比γ0の場合でのトルク立ち下げ時間が(1/f0)の場合でのトルクD0と、変速比γ1の場合でのトルク立ち下げ時間が(1/f0)の場合でのトルクD1とを示している。トルクD0はゼロであり、トルクD1はトルクD0よりも大きい値である。詳しくは後述する。 FIG. 3 shows the torque D0 when the torque fall time is (1/f0) at the gear ratio γ0 and the torque fall time (1/f0) at the gear ratio γ1. and torque D1 in the case. Torque D0 is zero and torque D1 is a value greater than torque D0. Details will be described later.
[変速比の推移を考慮したトルク立ち下げ時間の設定]
図4は、アクセル開度[deg]、変速比[‐]、及びエンジントルク[N・m]の推移を示したタイミングチャートの一例である。エンジントルクは、駆動力源の出力トルクの一例である。尚、図4では、理解を容易にするためにトルクの立ち下げにより、上述した変速比γ0から変速比γ1に低下する場合を例示している。時刻t0で所定のアクセル開度で変速比が変速比γ0で走行している。時刻t1でアクセルオフが検出されると、エンジントルクと共に変速比が徐々に低下する。最終的には、エンジントルクはアクセルオフに対応した所定の減速トルクにまで低下し、変速比は変速比γ1にまで低下する。
[Setting of Torque Fall Time Considering Transition of Gear Ratio]
FIG. 4 is an example of a timing chart showing transitions of accelerator opening [deg], gear ratio [-], and engine torque [N·m]. The engine torque is an example of the output torque of the drive power source. In order to facilitate understanding, FIG. 4 illustrates a case where the gear ratio γ0 is lowered to the gear ratio γ1 due to the torque drop. At time t0, the vehicle is running at a predetermined accelerator opening and a gear ratio γ0. When it is detected that the accelerator is off at time t1, the gear ratio gradually decreases along with the engine torque. Ultimately, the engine torque is reduced to a predetermined deceleration torque corresponding to accelerator off, and the gear ratio is reduced to the gear ratio γ1.
ここで、図4に示す比較例について説明する。比較例では、アクセルオフが検出された時刻t1での変速比γ0に基づいて、トルク立ち下げ時間が(1/f0)に設定される。このため、時刻t1から(1/f0)が経過した時刻t3で、エンジントルクはガタ詰め開始トルクとなり変速比は変速比γ0から変速比γ1に低下する。即ちエンジントルクがガタ詰め開始トルクとなる際の変速比は、変速比γ0ではなく変速比γ1である。このため、比較例ではエンジントルクがガタ詰め開始トルクとなった際に、ドライブシャフト43に図3に示したトルクD1が発生して車両1の振動が増大する。 Here, a comparative example shown in FIG. 4 will be described. In the comparative example, the torque fall time is set to (1/f0) based on the gear ratio γ0 at time t1 when the accelerator is detected. Therefore, at time t3 when (1/f0) has passed from time t1, the engine torque becomes the backlash reduction start torque, and the gear ratio decreases from the gear ratio γ0 to the gear ratio γ1. That is, the gear ratio when the engine torque becomes the backlash reduction start torque is not the gear ratio γ0 but the gear ratio γ1. Therefore, in the comparative example, when the engine torque reaches the rattling start torque, the torque D1 shown in FIG.
本実施例では、時刻t1でエンジントルクがガタ詰め開始トルクとなった際の変速比が変速比γ1となることを予測して、変速比γ1に基づいてトルク立ち下げ時間を(1/f1)に設定する。このため、本実施例では時刻t1から(1/f1)経過した時刻t2でエンジントルクがガタ詰め開始トルクとなる。この際のドライブシャフトトルクは、図3に示すようにゼロである。このようにして振動が抑制されている。 In this embodiment, it is predicted that the gear ratio when the engine torque reaches the backlash reduction start torque at time t1 will be the gear ratio γ1, and the torque fall time is set to (1/f1) based on the gear ratio γ1. set to Therefore, in this embodiment, the engine torque becomes the backlash reduction start torque at time t2 after (1/f1) from time t1. The drive shaft torque at this time is zero as shown in FIG. Vibration is suppressed in this way.
[振動抑制制御]
図5は、ECU50が実行する振動抑制制御の一例を示したフローチャートである。本制御はイグニッションオンの状態で繰り返し実行される。ECU50は、アクセルオンからアクセルオフに切り替えられたことを検出したか否かを判定する(ステップS1)。ステップS1でNoの場合には、本制御は終了する。ステップS1は、検出部が実行する処理の一例である。
[Vibration suppression control]
FIG. 5 is a flowchart showing an example of vibration suppression control executed by the
ステップS1でYesの場合、ECU50は、エンジントルクがアクセルオフに対応した要求トルクとなった場合での変速比を予測する(ステップS2)。具体的には、ECU50は、アクセルオフの検出に基づいて設定された目標変速比を、上記の変速比として予測する。目標変速比は、現在の出力軸回転数と、目標エンジン回転数とにより設定される。尚、変速比の予測方法はこれに限定されない。例えば、現在の出力軸回転数と目標エンジン回転数とに基づき実験的に算出された適合値のマップを参照することにより、変速比を予測してもよい。ステップS2は、予測部が実行する処理の一例である。
In the case of Yes in step S1, the
次にECU50は、予測した変速比に基づいて共振周波数を算出する(ステップS3)。図6Aは、変速比と共振周波数との関係を規定したマップの一例である。このマップでは、上述したように変速比が小さいほど共振周波数が高くなるように規定されている。このマップは予め実験により算出され、ECU50のメモリに記憶されている。ECU50はこのマップを参照して共振周波数を算出する。
Next, the
次にECU50は、算出した共振周波数に基づいてトルク立ち下げ時間を算出する(ステップS4)。図6Bは、共振周波数とトルク立ち下げ時間とを規定したマップである。このマップでは、上述したように共振周波数が高いほどトルク立ち下げ時間が短くなるように規定されている。このマップは予めECU50のメモリに記憶されている。ECU50はこのマップを参照してトルク立ち下げ時間を算出する。ステップS3及びS4は、算出部が実行する処理の一例である。尚、上述したようにトルク立ち下げ時間は、共振周波数の逆数であるため、上記のようなマップを参照することなく演算により算出してもよい。
Next, the
次にECU50は、アクセルオフを検出してからトルク立ち下げ時間が経過した時に、エンジントルクがアクセルオフに対応した要求トルクとなるように、エンジントルクを低下させる(ステップS5)。例えばECU50は、エンジン10の吸入空気量の低減量や、点火時期の遅角量を調整して、アクセルオフからトルク立ち下げ時間経過後に、エンジントルクが要求トルクとなるように低下させる。ステップS5は、制御部が実行する処理の一例である。
Next, the
上記実施例では駆動力源がエンジン10である車両1の制御装置であるECU50を例に説明したが、これに限定されない。例えば、駆動力源としてのモータを備えた電気自動車の制御装置や、駆動力源としてのエンジン及びモータを備えたハイブリッド車両の制御装置にも上記実施例の内容を適用することができる。
In the above embodiment, the
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and variations can be made within the scope of the gist of the present invention described in the scope of claims. Change is possible.
10 エンジン
50 ECU(制御装置、検出部、予測部、算出部、制御部)
10
Claims (1)
アクセルオンからアクセルオフへの切り替えを検出する検出部と、
前記検出部によりアクセルオンからアクセルオフへの切り替えが検出された場合に、前記出力トルクがアクセルオフに対応した要求トルクとなった際の前記無段変速機の変速比を予測する予測部と、
前記予測部により予測された変速比で生じる前記駆動力源から前記ドライブシャフトまでを含む駆動系の共振周波数の、逆数を算出する算出部と、
前記検出部によりアクセルオンからアクセルオフへの切り替えが検出されてから前記出力トルクが前記要求トルクになるまでのトルク立ち下げ時間が、前記共振周波数の逆数となるように、前記駆動力源を制御する制御部と、を備えた車両の制御装置。
A control device for a vehicle in which output torque of a driving force source is transmitted to driving wheels via a continuously variable transmission and a drive shaft,
a detection unit that detects switching from accelerator-on to accelerator-off;
a prediction unit that predicts a gear ratio of the continuously variable transmission when the output torque becomes a required torque corresponding to the accelerator-off when the detection unit detects switching from the accelerator-on to the accelerator-off;
a calculation unit that calculates the reciprocal of a resonance frequency of a driving system including from the driving force source to the drive shaft that occurs at the gear ratio predicted by the prediction unit;
The driving force source is controlled such that the torque fall time from when the detection unit detects switching from accelerator-on to accelerator-off until the output torque reaches the required torque is the reciprocal of the resonance frequency. and a controller for a vehicle.
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