JP2024053912A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制振のためのトルクに対する誤差を抑制することが可能な車両の制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】内燃機関と、第１電動機と、第２電動機と、を備え、前記第１電動機および前記第２電動機がトルクを出力することで振動を制御する制振制御を行う車両の制御装置であって、第１トルクを取得する取得部と、前記第１トルクにハイパスフィルタ処理を行うことで第２トルクを取得し、前記第２トルクを前記制振制御のためのトルクとして設定する設定部と、を具備する車両の制御装置。【選択図】図２

Description

本発明は車両の制御装置に関する。

内燃機関と２つの電動機とを備える車両が知られている（例えば特許文献１など）。

国際特許第２０１２／０２９１７０号

電動機がトルクを発生させることで、車両の振動を抑制する。２つの電動機を用いて振動を抑制する協調制振制御を行うことがある。路面抵抗などによってトルクに誤差が発生し、制振が困難になる可能性がある。そこで、制振のためのトルクに対する誤差を抑制することが可能な車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的は、内燃機関と、第１電動機と、第２電動機と、を備え、前記第１電動機および前記第２電動機がトルクを出力することで振動を制御する制振制御を行う車両の制御装置であって、第１トルクを取得する取得部と、前記第１トルクにハイパスフィルタ処理を行うことで第２トルクを取得し、前記第２トルクを前記制振制御のためのトルクとして設定する設定部と、を具備する車両の制御装置によって達成することができる。

前記設定部は、前記ハイパスフィルタ処理によって、前記第１トルクのうち低周波成分を除去し、前記第１トルクのうち高周波成分を前記第２トルクに設定してもよい。

前記設定部は、前記ハイパスフィルタ処理によって、５Ｈｚ以上の成分を前記第２トルクに設定してもよい。

制振のためのトルクに対する誤差を抑制することが可能な車両の制御装置を提供できる。

図１は本実施形態に係る車両の概略構成図である。 図２はＥＣＵが実行する処理を例示するフローチャートである。 図３はタイムチャートを例示する図である。

図１は本実施形態に係る車両１の概略構成図である。車両１は、ハイブリッド車両であり、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０、エンジン１０（内燃機関）、第１モータジェネレータ（以下「第１ＭＧ（Motor Generator）」と称する）１４（第１電動機）、第２モータジェネレータ（以下「第２ＭＧ」と称する）１５（第２電動機）、ＰＣＵ（Power Control Unit）１７、バッテリ１８、トーショナルダンパ１９、動力分割機構２０、減速機構２２、ディファレンシャルギヤ２４、および駆動輪２６を含む。エンジン１０はガソリンエンジンでもよいし、ディーゼルエンジンでもよい。エンジン１０、第１ＭＧ１４、および第２ＭＧ１５は、車両１の走行用動力源である。

第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５は電動機および発電機として機能する。第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５は、駆動電力が供給されることによりトルクを出力し、トルクが与えられることにより回生電力を発生させる。第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５は例えば交流回転電機である。交流回転電機は、例えば永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。

第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５は、ＰＣＵ１７を介してバッテリ１８に電気的に接続されている。ＰＣＵ１７は、第１ＭＧ１４または第２ＭＧ１５において発電された回生電力を用いてバッテリ１８を充電し、バッテリ１８の充電電力を用いて第１ＭＧ１４または第２ＭＧ１５を駆動する。ＰＣＵ１７は、第１ＭＧ１４と電力を授受する第１インバータ、第２ＭＧ１５と電力を授受する第２インバータ、およびコンバータを含む。コンバータは、バッテリ１８の電力を昇圧して第１および第２インバータに供給し、第１および第２インバータから供給される電力を降圧してバッテリ１８に供給する。第１インバータは、コンバータからの直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ１４に供給し、第１ＭＧ１４からの交流電力を直流電力に変換してコンバータに供給する。第２インバータは、コンバータからの直流電力を交流電力に変換して第２ＭＧ１５に供給し、第２ＭＧ１５からの交流電力を直流電力に変換してコンバータに供給する。

バッテリ１８は積層された複数の電池により構成される。電池は、例えば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池である。

動力分割機構２０は、例えばサンギア、プラネタリキャリア、ピニオンギア、およびリングギアを備えた遊星歯車機構である。エンジン１０のクランクシャフト２７は、トーショナルダンパ１９を介して、動力分割機構２０に連結されている。動力分割機構２０は、エンジン１０のクランクシャフト２７、第１ＭＧ１４の回転軸、および動力分割機構２０の出力軸を機械的に連結する。

減速機構２２は変速比を変更する多段式の自動変速機である。ＥＣＵ５０の制御により減速機構２２はギア比を変化させ、複数の動力伝達状態を切り換える。複数の動力伝達状態は、Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｄ（ドライブ）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ、およびＰ（パーキング）レンジを含む。減速機構２２の代わりに、連続的にギア比を変更する無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）を採用してもよい。

動力分割機構２０の出力軸は、減速機構２２に連結されている。第２ＭＧ１５の回転軸も減速機構２２に連結されている。減速機構２２は、ディファレンシャルギヤ２４に連結されている。ディファレンシャルギヤ２４にはドライブシャフト２５が連結されている。ドライブシャフト２５の先端には駆動輪２６が取り付けられている。

エンジン１０、第１ＭＧ１４、第２ＭＧ１５は、駆動力を発生させる駆動源として機能する。減速機構２２およびディファレンシャルギヤ２４を介して、エンジン１０、第１ＭＧ１４、および第２ＭＧ１５の各駆動力が駆動輪２６に伝達される。

ＥＣＵ５０は、車両１の制御装置であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）などの記憶装置を備える。ＥＣＵ５０は、ＲＯＭや記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより各種制御を行う。ＥＣＵ５０は、回転数センサ２９が検出するエンジン１０の回転数を取得する。ＥＣＵ５０は、エンジン１０、第１ＭＧ１４、第２ＭＧ１５、ＰＣＵ１７、およびバッテリ１８を制御する。

エンジン１０が回転すると、エンジン１０の発生させるトルクは、トーショナルダンパ１９、動力分割機構２０、減速機構２２、ドライブシャフト２５などに伝達される。トルクの伝達によって車両１に振動が発生する恐れがある。ＥＣＵ５０は、第１ＭＧ１４のトルクおよび第２ＭＧ１５のトルクの両方を用いた制振制御である協調制振制御を行う。協調制振制御によって振動が抑制される。

協調制振制御においては、ＥＣＵ５０は、例えば駆動懸架系（パワープラント、トーショナルダンパ１９、ドライブシャフト２５など）の振動モード（ねじれ速度、ねじれ量）を取得し、振動モードをフィードバックして第１ＭＧ１４のトルクおよび第２ＭＧ１５のトルクを調整する。ＥＣＵ５０は、第１ＭＧ１４のトルクを取得する取得部、制振制御のためのトルクを設定する設定部として機能する。

路面抵抗、路面の勾配、車両１のブレーキ（不図示）による制動力などによって、車両１に対して強制力が発生する。強制力は、制振制御のトルクに対する誤差となる。誤差によって、制振制御の効果が低減し、振動が大きくなる恐れがある。本実施形態においては、ＥＣＵ５０が誤差を除去し、トルクを適切な値に設定する。

図２はＥＣＵ５０が実行する処理を例示するフローチャートである。ＥＣＵ５０は状態量を取得する（ステップＳ１０）。状態量とはトルクの算出に用いられるパラメータであり、例えば駆動懸架系（エンジン１０、ＭＧ、トーショナルダンパ１９、ドライブシャフト２５など）の振動モード（ねじれ速度、ねじれ量など）でもよいし、他の量でもよい。

ＥＣＵ５０は状態量に基づいて第１トルクＴ１を取得する（ステップＳ１２）。ＥＣＵ５０は第１トルクにハイパスフィルタ処理を施し、第１トルクのうち低周波成分を除去し、高周波成分を残す。高周波成分を第２トルクＴ２として設定する（ステップＳ１４およびＳ１６）。第２トルクＴ２は協調制振制御のトルクとなる。以上で図２の処理は終了する。

図３はトルクを例示する図である。横軸は時間を表す。縦軸はトルクを表す。破線は第１トルクＴ１を表す。実線は第２トルクＴ２を表す。第１トルクＴ１にハイパスフィルタ処理を行うことで第２トルクＴ２が得られる。

本実施形態によれば、ＥＣＵ５０は第１トルクＴ１を取得し、第１トルクＴ１にハイパスフィルタ処理を行うことで第２トルクＴ２を取得する。制振のためのトルクに対する誤差を抑制することができる。協調制振制御において第２トルクが出力されることで、振動が抑制される。

ハイパスフィルタ処理によって、第１トルクＴ１のうち低周波成分は除去され、高周波成分は第２トルクＴ２に設定される。路面抵抗などに起因して発生するトルクに対する誤差は、例えば１Ｈｚなどの低周波成分として生じやすい。ハイパスフィルタ処理で低周波成分を除去することで、誤差を抑制することができる。ハイパスフィルタ処理によって得られる第２トルクＴ２によって、振動を抑制することができる。

駆動懸架系の共振周波数は例えば１０Ｈｚ程度である。エンジン１０の振動が共振周波数で共振し、振動が大きくなる恐れがある。トルクのうち１０Ｈｚ付近の成分は、他の周波数成分に比べて、高い振動への低減効果を有する。第１トルクのうち例えば１Ｈｚから２Ｈｚ程度の低周波成分は、ハイパスフィルタ処理によって除去される。第１トルクのうち例えば５Ｈｚ以上の成分が残る。このため、第２トルクＴ２は、第１トルクＴ１のうち１０Ｈｚ程度の成分を含む。協調制振制御において第２トルクＴ２が出力されることで、振動を効果的に抑制することができる。ハイパスフィルタ処理によって除去する周波数、残す周波数は変更してもよい。振動が大きくなる周波数の成分は、ハイパスフィルタ処理によって残すことで、振動を抑制するこができる。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態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。

１ 車両
１０ エンジン
１４ 第１モータジェネレータ
１５ 第２モータジェネレータ
１７ ＰＣＵ
１８ バッテリ
１９ トーショナルダンパ
２０ 動力分割機構
２２ 減速機構
２４ ディファレンシャルギヤ
２５ ドライブシャフト
２６ 駆動輪
２７ クランクシャフト
２９ 回転数センサ
５０ ＥＣＵ

Claims (3)

1. 内燃機関と、第１電動機と、第２電動機と、を備え、前記第１電動機および前記第２電動機がトルクを出力することで振動を制御する制振制御を行う車両の制御装置であって、
   第１トルクを取得する取得部と、
   前記第１トルクにハイパスフィルタ処理を行うことで第２トルクを取得し、前記第２トルクを前記制振制御のためのトルクとして設定する設定部と、を具備する車両の制御装置。
2. 前記設定部は、前記ハイパスフィルタ処理によって、前記第１トルクのうち低周波成分を除去し、前記第１トルクのうち高周波成分を前記第２トルクに設定する請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記設定部は、前記ハイパスフィルタ処理によって、５Ｈｚ以上の成分を前記第２トルクに設定する請求項１または２に記載の車両の制御装置。
   
   

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