JP5582056B2 - 車両および車両用制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関と駆動輪とが機械的に連結された車両の駆動力の制御に関する。

車両が波状路等の悪路を走行している場合には、駆動輪に回転変動が生じて、動力源から駆動輪までの部品を含む駆動システムにおいて共振が発生する場合がある。発生した共振による過大な入力から部品を保護するため、たとえば、特開２００９−０４０１７４号公報（特許文献１）には、路面の凹凸に応じて車両の駆動力を低下させる技術が開示されている。

特開２００９−０４０１７４号公報

しかしながら、共振を検出して車両の走行路面が悪路であるか否かを判定する場合に誤判定すると、車両が悪路を走行していないときに車両の駆動力を低下させるという問題が生じる。上述した公報においては、このような問題について何ら考慮されておらず、誤判定の抑制には、改善の余地がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、走行路面の誤判定を抑制して、走行路面に応じた駆動力制御を実現する車両および車両用制御方法を提供することである。

この発明のある局面に係る車両は、車両に駆動力を発生させるための駆動輪、内燃機関、および、内燃機関と駆動輪とを機械的に連結するための駆動伝達装置を含む駆動システムと、駆動輪および駆動輪の回転に連動して回転する部品のうちの少なくともいずれか一方についての回転速度を検出するための検出部と、検出部によって検出された回転速度に基づいて駆動力を制御するための制御部とを含む。制御部は、回転速度の変動成分の大きさが第１しきい値よりも大きい場合であって、かつ、積算値の増加傾向を示す値が第２しきい値よりも大きい場合には、駆動力を制限する。

好ましくは、制御部は、駆動力が制限された後において、変動成分の大きさが第１しきい値以下の第３しきい値よりも小さい場合には、変動成分の大きさに基づいて駆動力の復帰レートを決定し、決定された復帰レートにしたがって駆動力の制限を解除する。

さらに好ましくは、第１しきい値および第２しきい値は、いずれも駆動システムにおいて車両の悪路走行に起因した共振が発生していることを判定するための値である。制御部は、現在の時点以前の所定期間における回転速度の共振周波数帯における変動成分を抽出して、抽出された変動成分に基づいて変動成分の大きさを算出する。

さらに好ましくは、制御部は、変動成分の大きさの所定期間における変化量が第４しきい値よりも大きくなる回数を増加傾向を示す値として算出する。

さらに好ましくは、駆動伝達装置は、駆動輪を回転させるための駆動軸と、第１回転電機と、駆動軸に設けられる第２回転電機と、駆動軸、内燃機関の出力軸および第１回転電機の回転軸の三要素の各々を機械的に連結し、三要素のうちのいずれか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間での動力伝達が可能な動力伝達装置とを含む。

この発明の他の局面に係る車両用制御方法は、駆動力を発生させるための駆動輪、内燃機関、および、内燃機関と駆動輪とを機械的に連結するための駆動伝達装置を含む駆動システムを搭載した車両に用いられる車両用制御方法である。この車両用制御方法は、駆動輪および駆動輪の回転に連動して回転する部品のうちの少なくともいずれか一方についての回転速度を検出するステップと、回転速度の変動成分の大きさが第１しきい値よりも大きい場合であって、かつ、変動成分の大きさの増加傾向を示す値が第２しきい値よりも大きい場合には、車両の駆動力を制限するステップとを含む。

本発明によると、駆動システムに振動が発生して、一時的に共振周波数帯の変動成分の大きさが増加した場合でも、増加傾向を示す値がしきい値を超えない限り、駆動力の制限が行なわれることを抑制することができる。そのため、車両が悪路を走行していると誤判定することを抑制することができる。また、車両が悪路を走行していると判定された場合には、駆動力の制限制御を実行することによって、駆動システムの部品の保護が図られる。したがって、走行路面の誤判定を抑制して、走行路面に応じた駆動力制御を実現する車両および車両用制御方法を提供することができる。

本実施の形態に係る車両の全体ブロック図である。 本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵの機能ブロック図である。 駆動システムの共振の検出方法を説明するための図（その１）である。 駆動システムの共振の検出方法を説明するための図（その２）である。 本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵで実行される、第２フィルタ出力値に応じて駆動力を制限するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵで実行される、第２フィルタ出力値に応じて駆動力の制限を解除するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵの動作を説明するためのタイミングチャート（その１）である。 本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵの動作を説明するためのタイミングチャート（その２）である。 本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵの動作を説明するためのタイミングチャート（その３）である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態は、説明される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返されない。

図１を参照して、本実施の形態に係る車両１の全体ブロック図が説明される。車両１は、ＰＣＵ（Power Control Unit）６０と、メインバッテリ７０と、駆動システム８４と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００とを含む。駆動システム８４は、エンジン１０と、第１モータジェネレータ（以下、第１ＭＧと記載する）２０と、第２モータジェネレータ（以下、第２ＭＧと記載する）３０と、駆動輪８０と、トランスミッション８６とを含む。トランスミッション８６は、駆動軸１６と、動力分割装置４０と、減速機５８と、ドライブシャフト８２とを含む駆動力伝達装置である。

この車両１は、エンジン１０および第２ＭＧ３０の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって２経路に分割される。２経路のうちの一方の経路は減速機５８を介して駆動輪８０へ伝達される経路であり、他方の経路は第１ＭＧ２０へ伝達される経路である。

第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、たとえば、三相交流回転電機である。第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、ＰＣＵ６０によって駆動される。

第１ＭＧ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電してＰＣＵ６０を経由してメインバッテリ７０を充電するジェネレータとしての機能を有する。また、第１ＭＧ２０は、メインバッテリ７０からの電力を受けてエンジン１０の出力軸であるクランク軸を回転させる。これによって、第１ＭＧ２０は、エンジン１０を始動するスタータとしての機能を有する。

第２ＭＧ３０は、メインバッテリ７０に蓄えられた電力および第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくともいずれか一方を用いて駆動輪８０に駆動力を与える駆動用モータとしての機能を有する。また、第２ＭＧ３０は、回生制動によって発電された電力を用いてＰＣＵ６０を経由してメインバッテリ７０を充電するためのジェネレータとしての機能を有する。

エンジン１０は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１０は、複数の気筒１０２を含む。さらに、エンジン１０には、エンジン１０のクランク軸の回転速度（以下、エンジン回転速度と記載する）Ｎｅを検出するためのエンジン回転速度センサ１１が設けられる。エンジン回転速度センサ１１は、検出されたエンジン回転速度Ｎｅを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

動力分割装置４０は、駆動輪８０を回転させるための駆動軸１６、エンジン１０の出力軸および第１ＭＧ２０の回転軸の三要素の各々を機械的に連結する。動力分割装置４０は、上述の三要素のうちのいずれか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間での動力の伝達を可能とする。第２ＭＧ３０の回転軸は、駆動軸１６に連結される。

動力分割装置４０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車機構である。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤの各々と噛み合う。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランク軸に連結される。サンギヤは、第１ＭＧ２０の回転軸に連結される。リングギヤは、駆動軸１６を介在して第２ＭＧ３０の回転軸および減速機５８に連結される。

減速機５８は、動力分割装置４０や第２ＭＧ３０からの動力を駆動輪８０に伝達する。また、減速機５８は、駆動輪８０が受けた路面からの反力を動力分割装置４０や第２ＭＧ３０に伝達する。

ＰＣＵ６０は、メインバッテリ７０に蓄えられた直流電力を第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動するための交流電力に変換する。ＰＣＵ６０は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ２に基づいて制御される昇圧コンバータ６２およびインバータ６４を含む。

昇圧コンバータ６２は、メインバッテリ７０から受けた直流電力の電圧を昇圧してインバータ６４に出力する。インバータ６４は、昇圧コンバータ６２が出力した直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０に出力する。これにより、メインバッテリ７０に蓄えられた電力を用いて第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０が駆動される。また、インバータ６４は、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０によって発電される交流電力を直流電力に変換して昇圧コンバータ６２に出力する。昇圧コンバータ６２は、インバータ６４が出力した直流電力の電圧を降圧してメインバッテリ７０へ出力する。これにより、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０により発電された電力を用いてメインバッテリ７０が充電される。なお、昇圧コンバータ６２は、省略されてもよい。

メインバッテリ７０は、蓄電装置であり、再充電可能な直流電源である。メインバッテリ７０は、ＰＣＵ６０に接続される。メインバッテリ７０としては、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池が用いられる。メインバッテリ７０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。メインバッテリ７０は、上述したように第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０により発電された電力を用いて充電される。なお、メインバッテリ７０は、二次電池に限らず、直流電圧を生成できるもの、たとえば、キャパシタ、太陽電池、燃料電池等であってもよい。

メインバッテリ７０には、メインバッテリ７０の電池温度ＴＭＢを検出するための電池温度センサ１５６と、メインバッテリ７０の電流ＩＢを検出するための電流センサ１５８と、メインバッテリ７０の電圧ＶＢを検出するための電圧センサ１６０とが設けられる。

電池温度センサ１５６は、電池温度ＴＭＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。電流センサ１５８は、電流ＩＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。電圧センサ１６０は、電圧ＶＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

アクセルポジションセンサ１６２は、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量ＡＰを検出する。アクセルポジションセンサ１６２は、アクセルペダルの踏み込み量Ａｐを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

第１レゾルバ１２は、第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１を検出する。第１レゾルバ１２は、検出された回転速度Ｎｍ１を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。第２レゾルバ１３は、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２を検出する。第２レゾルバ１３は、検出された回転速度Ｎｍ２を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

車輪速センサ１４は、駆動輪８０の回転速度Ｎｗを検出する。車輪速センサ１４は、検出された回転速度Ｎｗを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。ＥＣＵ２００は、受信した回転速度Ｎｗに基づいて車速Ｖを算出する。なお、ＥＣＵ２００は、回転速度Ｎｗに代えて第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２に基づいて車速Ｖを算出するようにしてもよい。

ＥＣＵ２００は、エンジン１０を制御するための制御信号Ｓ１を生成し、その生成した制御信号Ｓ１をエンジン１０へ出力する。また、ＥＣＵ２００は、ＰＣＵ６０を制御するための制御信号Ｓ２を生成し、その生成した制御信号Ｓ２をＰＣＵ６０へ出力する。

ＥＣＵ２００は、エンジン１０およびＰＣＵ６０等を制御することによって車両１が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体、すなわち、メインバッテリ７０の充放電状態、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の動作状態を制御する。

ＥＣＵ２００は、アクセルペダルの踏み込み量ＡＰに対応する要求駆動力を算出する。ＥＣＵ２００は、算出された要求駆動力に応じて、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０のトルクと、エンジン１０の出力とを制御する。

上述したような構成を有する車両１においては、発進時や低速走行時等であってエンジン１０の効率が悪い場合には、エンジン１０を停止させた状態で第２ＭＧ３０のみによる走行が行なわれる。また、通常走行時には、たとえば動力分割装置４０によりエンジン１０の動力が２経路の動力に分けられる。一方の動力で駆動輪８０が直接的に駆動される。他方の動力で第１ＭＧ２０を駆動して発電が行なわれる。このとき、ＥＣＵ２００は、発電された電力を用いて第２ＭＧ３０を駆動させる。このように第２ＭＧ３０を駆動させることにより駆動輪８０の駆動補助が行なわれる。

車両１の減速時には、駆動輪８０の回転に従動する第２ＭＧ３０がジェネレータとして機能して回生制動が行なわれる。回生制動によって回収した電力は、メインバッテリ７０に蓄えられる。なお、ＥＣＵ２００は、蓄電装置の残容量（以下の説明においては、ＳＯＣ（State of Charge）と記載する）が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１０の出力を増加させて第１ＭＧ２０による発電量を増加させる。これにより、メインバッテリ７０のＳＯＣが増加させられる。また、ＥＣＵ２００は、低速走行時でも必要に応じてエンジン１０からの駆動力を増加させる制御を行なう場合もある。たとえば、上述のようにメインバッテリ７０の充電が必要な場合や、エアコン等の補機が駆動される場合や、エンジン１０の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。

以上のような車両１が悪路を走行している場合には、駆動輪８０の回転状態がスリップ状態とグリップ状態とを繰り返すことによって回転変動が生じて、駆動システム８４において共振が発生する場合がある。このような共振が発生した場合には、共振による過大な入力から駆動システム８４の部品を保護するため、車両の駆動力を低下させることが望ましい。しかしながら、共振を検出して車両の走行路面が悪路であるか否かを判定する場合に誤判定すると、車両１が悪路を走行していないときに車両１の駆動力を低下させる場合がある。

そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ２００が、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２の変動成分の大きさの積算値が第１しきい値よりも大きい場合であって、かつ、積算値の増加傾向を示す値が第２しきい値よりも大きい場合には、駆動力を制限する点を特徴とする。第１しきい値および第２しきい値は、いずれも車両１が悪路を走行していることを判定するための値である。なお、悪路とは、地面に凹凸を有する波状路面あるいは部分的に低摩擦係数の部分を有する路面等の駆動輪がスリップ状態とグリップ状態とを交互に繰り返す状態となる路面をいう。

図２に、本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ２００の機能ブロック図を示す。ＥＣＵ２００は、積算処理部３５０と、経過時間判定部３５８と、回数算出部３６０と、共振判定部３６２と、駆動力制限部３６４と、解除判定部３６６と、レート決定部３６８と、復帰制御部３７０とを含む。

積算処理部３５０は、バンドパスフィルタ３５２と、積算部３５４と、ローパスフィルタ３５６とを含む。

バンドパスフィルタ３５２は、第２レゾルバ１３から取得した回転速度Ｎｍ２から共振周波数帯に対応する所定周波数帯の変動成分を第１フィルタ出力値Ｆｏ１として抽出する。なお、バンドパスフィルタ３５２の動作については、周知の技術であるため、その詳細な説明は行なわない。また、共振周波数帯に対応する所定周波数帯は、車両１の種類等によって異なるため、実験的あるいは設計的に適合されればよい。

積算部３５４は、現在の時点以前の所定期間Ｔａにおける、バンドパスフィルタ３５２によって抽出された第１フィルタ出力値Ｆｏ１の絶対値を積算して（時間積分して）積算値Ｉｎを算出する。所定期間Ｔａとは、たとえば、変動成分の一周期に対応する時間であることが望ましい。所定期間Ｔａは、一定値に限定されるものではなく、たとえば、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２に応じて変化させるようにしてもよい。ローパスフィルタ３５６は、積算部３５４によって算出された積算値Ｉｎから所定周波数以上のノイズ成分を除去した第２フィルタ出力値Ｆｏ２を算出する。なお、ローパスフィルタの動作については、周知の技術であるため、その詳細な説明は行なわない。なお、ローパスフィルタ３５６は、省略してもよい。

たとえば、第２レゾルバ１３から図３の最上段のタイミングチャートのような変化を示す第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２が積算処理部３５０に入力された場合を想定する。

バンドパスフィルタ３５２は、図３の上から２段目のタイミングチャートに示すように、入力された回転速度Ｎｍ２に基づいて共振周波数帯の変動成分を第１フィルタ出力値Ｆｏ１として出力する。

積算部３５４は、図３の上から３段目のタイミングチャートに示すように、現在以前の所定期間Ｔａにおける第１フィルタ出力値Ｆｏ１の絶対値を積算することによって、積算値Ｉｎを算出する。

ローパスフィルタ３５６は、図３の最下段のタイミングチャートに示すように、積算部３５４によって算出された積算値Ｉｎから所定周波数以上のノイズ成分を除去して、第２フィルタ出力値Ｆｏ２を出力する。

経過時間判定部３５８は、タイマカウント値Ｃｔが初期値Ｃｔ（０）（本実施の形態においては、Ｃｔ（０）＝０）にリセットされてから所定時間Ｔｂが経過したか否かを判定する。すなわち、経過時間判定部３５８は、タイマカウント値Ｃｔが所定時間Ｔｂに対応する値Ｃｔ（１）以上であるか否かを判定する。なお、以下の説明においては、「タイマカウント値Ｃｔを初期値Ｃｔ（０）にリセットする」ことを「タイマをクリアする」と記載する。また、本実施の形態において、所定時間Ｔｂは、たとえば、一定値であってもよいし、あるいは、回転速度Ｎｍ２から算出される変動成分の１周期であってもよい。

タイマカウント値Ｃｔには、計算サイクル毎に所定値Ａ（本実施の形態においては、Ａ＝１）が加算される。なお、経過時間判定部３５８は、たとえば、タイマがクリアされてから所定時間Ｔｂが経過したと判定した場合に経過判定フラグをオンするようにしてもよい。経過時間判定部３５８は、タイマカウント値ＣｔがＣｔ（１）以上であると判定した場合に、タイマをクリアする。

回数算出部３６０は、第２フィルタ出力値Ｆｏ２の所定時間Ｔｂの変化量がしきい値αよりも大きくなる回数を増加傾向を示す値として算出する。

具体的には、回数算出部３６０は、経過時間判定部３５８においてタイマクリアから所定時間Ｔｂが経過したと判定される毎に、その時点における第２フィルタ出力値（以下、今回の第２フィルタ出力値と記載する）Ｆｏ２と、所定時間Ｔｂ前の第２フィルタ出力値（以下、前回の第２フィルタ出力値と記載する）Ｆｏ２’との出力差Ｆｏ２−Ｆｏ２’がしきい値α以上であるか否かを判定する。しきい値αは、正の値であって、かつ、第２フィルタ出力値Ｆｏ２が増加傾向にあるか否かを判定するための値である。

回数算出部３６０は、出力差Ｆｏ２−Ｆｏ２’がしきい値α以上である場合には、増加カウント値Ｃｉに所定値Ｂ（本実施の形態においては、Ｂ＝１）を加算して、加算された値を増加傾向を示す回数として算出する。

回数算出部３６０は、出力差Ｆｏ２−Ｆｏ２’がしきい値αよりも小さい場合には、増加カウント値Ｃｉを初期値Ｃｉ（０）（本実施の形態においては、Ｃｉ（０）＝０）にリセットする。

たとえば、積算処理部３５０によって、図４の上段のタイミングチャートに示す第２フィルタ出力値が算出された場合を想定する。図４の中段のタイミングチャートに示すように、所定時間Ｔｂが経過する毎にタイマがクリアされる。

たとえば、時間Ｔ（１）にて、経過時間判定部３５８が所定時間Ｔｂが経過したと判定した場合、回数算出部３６０は、時間Ｔ（１）における第２フィルタ出力値Ｆｏ２（１）と、時間Ｔ（１）の所定時間Ｔｂ前の時間Ｔ（０）における第２フィルタ出力値Ｆｏ２（０）との出力差Ｆｏ２（１）−Ｆｏ２（０）を算出する。回数算出部３６０は、出力差Ｆｏ２（１）−Ｆｏ２（０）がしきい値α以上である場合に、現在の増加カウント値Ｃｉに所定値Ｂ（＝１）を加算する。

時間Ｔ（２）にて、経過時間判定部３５８が再び所定時間Ｔｂが経過したと判定した場合、回数算出部３６０は、時間Ｔ（２）における第２フィルタ出力値Ｆｏ２（２）と、時間Ｔ（２）の所定時間Ｔｂ前の時間Ｔ（１）における第２フィルタ出力値Ｆｏ２（１）との出力差Ｆｏ２（２）−Ｆｏ２（１）を算出する。回数算出部３６０は、出力差Ｆｏ２（２）−Ｆｏ２（１）がしきい値よりも小さい場合に、増加カウント値Ｃｉを初期値Ｃｉ（０）（＝０）にリセットする。

共振判定部３６２は、第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値β以上であって、かつ、増加カウント値Ｃｉがしきい値γ以上であるか否かを判定する。なお、共振判定部３６２は、第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値β以上であって、かつ、増加カウント値Ｃｉがしきい値γ以上である場合に、共振判定フラグをオン状態にするようにしてもよい。また、共振判定部３６２は、第２フィルタ出力値Ｆｏ２が算出される毎、所定時間Ｔｂが経過する毎に、あるいは、今回の第２フィルタ出力値Ｆｏ２と前回の第２フィルタ出力値Ｆｏ２’との出力差が算出される毎に、第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値β以上であって、かつ、増加カウント値Ｃｉがしきい値γ以上であるか否かを判定するようにしてもよい。。しきい値β，γは、いずれも駆動システム８４において車両１の悪路走行に起因した共振が発生していることを判定するための値である。

駆動力制限部３６４は、共振判定部３６２によって第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値β以上であって、かつ、増加カウント値Ｃｉがしきい値γ以上であると判定された場合に、駆動力の制限制御を実行する。

駆動力制限部３６４は、車両１に要求される要求駆動力に対して、通常時の上限値Ｆｄ（０）よりも低い値Ｆｄ（１）を上限値とした駆動力の制限制御を実行する。通常時の上限値とは、第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値βよりも低い場合、あるいは、増加カウント値Ｃｉがしきい値γよりも低い場合の要求駆動力の上限値である。

駆動力制限部３６４は、要求駆動力が上限値Ｆｄ（１）以下である場合には、要求駆動力を最終的な要求駆動力として、車両１（すなわち、第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０およびエンジン１０）を制御する。駆動力制限部３６４は、要求駆動力が上限値Ｆｄ（１）よりも大きい場合には、Ｆｄ（１）を最終的な要求駆動力として車両１を制御する。

なお、駆動力制限部３６４は、たとえば、共振判定フラグがオン状態である場合に駆動力の制限制御を実行するようにしてもよい。また、駆動力制限部３６４は、第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値β以上であって、かつ、増加カウント値Ｃｉがしきい値γ以上であると判定された時点で駆動力の制限制御を実行するようにしてもよいし、あるいは、第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値β以上であって、かつ、増加カウント値Ｃｉがしきい値γ以上であると判定された時点から要求駆動力の上限値を時間の経過とともにＦｄ（１）に近づくように変化させるようにしてもよい。上限値の変化の態様としては、時間の経過に対して線形に変化させてもよいし、非線形に変化させてもよい。

解除判定部３６６は、駆動力の制限制御の実行時に、第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値δ以下であるか否かを判定する。しきい値δは、しきい値β以下の値であれば、特に限定されるものではない。なお、解除判定部３６６は、たとえば、共振判定フラグがオン状態である場合に、第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値δ以下であるか否かを判定し、第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値δ以下である場合に、解除判定フラグをオンするようにしてもよい。

レート決定部３６８は、解除判定部３６６において第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値δ以下であると判定された場合に、第２フィルタ出力値Ｆｏ２とマップ等とを用いて駆動力の復帰時における復帰レートを決定する。復帰レートとは、駆動力の制限制御からの復帰時に、要求駆動力の上限値をＦｄ（１）からＦｄ（０）に変化させる際の変化特性を規定する値である。

本実施の形態においては、レート決定部３６８は、たとえば、時間の経過とともに要求駆動力の上限値の変化量が増加していくように復帰レートを決定してもよいし、時間の経過とともに要求駆動力の上限値の変化量が減少していくように復帰レートを決定してもよいし、あるいは、時間の経過に関わらず一定の値を復帰レートとして決定してもよい。レート決定部３６８は、第２フィルタ出力値Ｆｏ２と復帰レート（一定値あるいは変化量）との関係が規定されたマップ、数式あるいは表等から復帰レートを決定する。

復帰制御部３７０は、解除判定部３６６において第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値δ以下であると判定された場合に、レート決定部３６８によって決定された復帰レートに基づいて駆動力の復帰制御を実行する。

復帰制御部３７０は、解除判定部３６６によって第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値δ以下であると判定された場合に、要求駆動力の上限値をＦｄ（１）からＦｄ（０）まで復帰レートに従って時間の経過とともに変化させる。復帰制御部３７０は、要求駆動力の上限値がＦｄ（０）まで復帰した場合に上限値Ｆｄ（０）を維持する。

なお、復帰制御部３７０は、解除判定部３６６において第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値δ以下であると判定された時点に駆動力の復帰制御を開始するようにしてもよいし、あるいは、第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値δ以下であると判定された時点から所定時間の経過後に駆動力の復帰制御を開始するようにしてもよい。

本実施の形態において、積算処理部３５０と、経過時間判定部３５８と、回数算出部３６０と、共振判定部３６２と、駆動力制限部３６４と、解除判定部３６６と、レート決定部３６８と、復帰制御部３７０とは、いずれもＥＣＵ２００のＣＰＵがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。

図５を参照して、本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵ２００で実行される、第２フィルタ出力値Ｆｏ２に応じて駆動力を制限するプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ２００は、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２を第２レゾルバ１３から取得する。Ｓ１０２にて、ＥＣＵ２００は、取得した回転速度Ｎｍ２に対してバンドパスフィルタ処理を実行する。すなわち、ＥＣＵ２００は、回転速度Ｎｍ２に基づいて共振周波数帯の変動成分に対応する第１フィルタ出力値Ｆｏ１を算出する。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ２００は、積算値算出処理を実行する。すなわち、ＥＣＵ２００は、現在の時点以前の所定期間Ｔａにおける第１フィルタ出力値Ｆｏ１の絶対値を積算して積算値Ｉｎを算出する。Ｓ１０６にて、ＥＣＵ２００は、積算値Ｉｎに対してローパスフィルタ処理を実行する。すなわち、ＥＣＵ２００は、積算値Ｉｎに基づいて所定周波数以上のノイズ成分を除去した第２フィルタ出力値Ｆｏ２を算出する。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ２００は、タイマカウント値Ｃｔに「１」を加算する。Ｓ１１０にて、ＥＣＵ２００は、タイマカウント値Ｃｔが所定時間Ｔｂに対応する値Ｃｔ（１）以上であるか否かを判定する。タイマカウント値Ｃｔが所定時間Ｔｂに対応する値Ｃｔ（１）以上である場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。もしそうでない場合（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。Ｓ１１２にて、ＥＣＵ２００は、タイマカウント値Ｃｔを初期値「０」にリセットして、タイマをクリアする。

Ｓ１１４にて、ＥＣＵ２００は、今回の第２フィルタ出力値Ｆｏ２と所定時間Ｔｂ前の前回の第２フィルタ出力値Ｆｏ２’との出力差Ｆｏ２−Ｆｏ２’がしきい値α以上であるか否かを判定する。出力差Ｆｏ２−Ｆｏ２’がしきい値α以上である場合（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、処理はＳ１１６に移される。もしそうでない場合（Ｓ１１４にてＮＯ）、処理はＳ１１８に移される。

Ｓ１１６にて、ＥＣＵ２００は、増加カウント値Ｃｉに「１」を加算する。Ｓ１１８にて、ＥＣＵ２００は、増加カウント値Ｃｉを初期値「０」にリセットする。Ｓ１２０にて、ＥＣＵ２００は、今回の第２フィルタ出力値Ｆｏ２をメモリに保存する。なお、保存した今回の第２フィルタ出力値Ｆｏ２は、次回の（すなわち、所定時間Ｔｂ経過後の）出力差の算出時において「前回の第２フィルタ出力値Ｆｏ２’」として用いられる。

Ｓ１２２にて、ＥＣＵ２００は、第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値β以上であって、かつ、増加カウント値Ｃｉがしきい値γ以上であるか否かを判定する。第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値β以上であって、かつ、増加カウント値Ｃｉがしきい値γ以上である場合（Ｓ１２２にてＹＥＳ）、処理はＳ１２４に移される。もしそうでない場合（Ｓ１２２にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。Ｓ１２２にて、ＥＣＵ２００は、駆動力の制限制御を実行する。

次に、図６を参照して、本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵ２００で実行される、第２フィルタ出力値Ｆｏ２に応じて駆動力を制限するプログラムの制御構造について説明する。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ２００は、駆動力の制限時であるか否か、すなわち、駆動力の制限制御が実行中であるか否かを判定する。駆動力の制限時である場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２に移される。もしそうでない場合（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ２００に戻される。

Ｓ２０２にて、ＥＣＵ２００は、第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値δ以下であるか否かを判定する。第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値δ以下である場合（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、処理はＳ２０４に移される。もしそうでない場合（Ｓ２０２にてＮＯ）、処理はＳ２００に移される。

Ｓ２０４にて、ＥＣＵ２００は、第２フィルタ出力値Ｆｏ２とマップとを用いて復帰レートを決定する。復帰レートの決定方法については、上述したとおりであり、その詳細な説明は繰り返さない。Ｓ２０６にて、ＥＣＵ２００は、決定された復帰レートに従って、駆動力の復帰制御を実行する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ２００の動作について図７−図９を用いて説明する。

たとえば、車両１が走行している場合を想定する。このとき、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２が取得され（Ｓ１００）、取得された第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２に対してバンドパスフィルタ処理が実行されることによって共振周波数帯の変動成分に対応する第１フィルタ出力値Ｆｏ１が算出される（Ｓ１００）。さらに、算出された第１フィルタ出力値Ｆｏ１に基づいて所定期間Ｔａにおける積算値Ｉｎが算出される（Ｓ１０４）。算出された積算値Ｉｎに対してローパスフィルタ処理が実行されることによって所定周波数以上のノイズ成分が除去された第２フィルタ出力値Ｆｏ２が算出される（Ｓ１０６）。

タイマカウント値Ｃｔには、計算サイクル毎に「１」ずつ加算され（Ｓ１０８）、所定時間Ｔｂが経過する毎に（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、タイマがクリアされるとともに（Ｓ１１２）、今回の第２フィルタ出力値Ｆｏ２と、所定時間Ｔｂ前の前回の第２フィルタ出力値Ｆｏ２’との出力差Ｆｏ２−Ｆｏ２’としきい値αとの比較が行なわれる（Ｓ１１４）。出力差Ｆｏ２−Ｆｏ２’がしきい値α以上である場合には（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、増加カウント値Ｃｉに「１」が加算される（Ｓ１１６）。

＜車両の悪路走行に起因した共振が発生した場合＞
車両１が悪路で走行している場合において、駆動輪８０が、スリップ状態とグリップ状態とを繰り返して、駆動システム８４において共振が発生する場合を想定する。このとき、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２の共振周波数帯において回転変動が生じる。そのため、図７に示すように、第２フィルタ出力値Ｆｏ２は、時間の経過とともに増加していく。出力差Ｆｏ２−Ｆｏ２’がしきい値α以上である場合には（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、増加カウント値Ｃｉには、「１」が加算される（Ｓ１１６）。

共振が発生した場合には、共振周波数帯においての回転変動が継続的に生じるため、出力差Ｆｏ２−Ｆｏ２’がしきい値α以上となる状態が継続する。その結果、増加カウント値Ｃｉは、時間の経過とともに増加していくこととなる。

時間Ｔ（３）にて、増加カウント値Ｃｉがしきい値γ以上となる場合、第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値βよりも小さいため（Ｓ１２２にてＮＯ）、駆動力の制限制御は実行されない。一方、時間Ｔ（４）にて、増加カウント値Ｃｉがしきい値γ以上となる場合であって、かつ、第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値β以上となる場合には（Ｓ１２２にてＹＥＳ）、駆動力の制限制御が実行される（Ｓ１２４）。

駆動力の制限制御が実行されることによって、要求駆動力の上限値がＦｄ（０）からＦｄ（１）に低下するため、車両１の駆動力は低下する傾向にある。そのため、駆動輪８０のスリップ状態とグリップ状態とを繰り返す状態が抑制されるため、共振の発生が抑制される。その結果、駆動システム８４において共振による過大な入力が抑制されるため、部品の保護が図られる。

＜車両に単発的な振動が発生した場合＞
車両１に単発的な振動が発生した場合には、図８に示すように、共振周波数帯においても回転変動が生じる。しかしながら、単発的な振動が発生した場合には、共振が発生した場合よりも共振周波数帯の回転変動は、一時的な発生に留まる。そのため、増加カウント値Ｃｉは、しきい値γ以上となるまでに、出力差Ｆｏ２−Ｆｏ２’がしきい値αよりも小さくなることによって（Ｓ１１４にてＮＯ）、増加カウント値Ｃｉがクリアされる（Ｓ１１８）。その結果、時間Ｔ（５）にて、第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値β以上となった場合においても、増加カウント値Ｃｉは、しきい値γよりも小さいため（Ｓ１２２にてＮＯ）、駆動力の制限制御は実行されない。

＜駆動力の制限制御から復帰する場合＞
図９に示すように、たとえば、時間Ｔ（６）にて、第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値β以上となり、増加カウント値Ｃｉもしきい値γ以上となることによって（Ｓ１２２にてＹＥＳ）、駆動力の制限制御が実行された場合を想定する（Ｓ１２４）。

このとき、要求駆動力の上限値が通常時の上限値Ｆｄ（０）からＦｄ（１）に制限されるため、車両１に対する要求駆動力は、時間Ｔ（６）の時点から減少を開始し、時間Ｔ（７）にて、要求駆動力の上限値は、Ｆｄ（１）となる。時間Ｔ（７）よりも後においては、要求駆動力の上限値としてＦｄ（１）が維持される。

要求駆動力の上限値が通常時よりも減少することによって、車両１の駆動力は減少することとなる。その結果、第２ＭＧ３０の共振周波数帯での回転変動成分の大きさが減少する。そのため、第２フィルタ出力値Ｆｏ２は、減少していくこととなる。

時間Ｔ（８）にて、駆動力の制限制御の実行中に（Ｓ２００にてＹＥＳ）、第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値δ以下になる場合（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、復帰レートが決定される（Ｓ２０４）。そして、第２フィルタ出力値Ｆｏ２がしきい値δ以下であると判定された時点から所定時間経過後の時間Ｔ（９）にて、駆動力の復帰制御が実行される（Ｓ２０６）。

決定された復帰レートにしたがって駆動力の復帰制御が実行される。そのため、要求駆動力の上限値は、Ｆｄ（１）からＦｄ（０）に向けて時間が経過するほど上限値の変化量が増加するように変化する。時間Ｔ（１０）にて、要求駆動力の上限値がＦｄ（０）に復帰した場合には、時間Ｔ（１０）よりも後においては、要求駆動力の上限値としてＦｄ（０）が維持される。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両によると、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２に単発的な振動が発生して、一時的に共振周波数帯の回転変動成分の大きさが増加した場合でも、車両の悪路走行に起因した共振が発生したと誤判定することを抑制することができる。また、車両が悪路を走行していると判定された場合には、駆動力の制限制御を実行することによって、駆動システム８４の部品の保護が図られる。さらに、復帰レートを第２フィルタ出力値Ｆｏ２に応じて決定することによって、悪路から抜けた場合には、すばやく駆動力の上限値を復帰させ、悪路走行の継続中の場合には、駆動力の上限値を徐々に復帰させることができる。このように、車両の走行路面に応じて駆動力を復帰させることができる。したがって、走行路面の誤判定を抑制して、走行路面に応じた駆動力制御を実現する車両および車両用制御方法を提供することができる。

本実施の形態においては、ＥＣＵ２００が第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２を用いて第２フィルタ出力値Ｆｏ２を算出するとして説明したが、駆動輪８０および駆動輪８０の回転に連動して回転する部品のうちの少なくともいずれか一方の回転速度を用いて第２フィルタ出力値Ｆｏ２を算出すればよく、特に第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２を用いることに限定されるものではない。

また、本実施の形態において、ＥＣＵ２００は、駆動力の制限制御実行時に、通常時の上限値Ｆｄ（０）よりも小さいＦｄ（１）を要求駆動力の上限値とするとして説明したが、ＥＣＵ２００は、たとえば、駆動力の制限制御実行時に、要求駆動力に対して１よりも小さい係数を乗算した値を最終的な要求駆動力として車両１を制御するようにしてもよい。

なお、本実施の形態において、車両１は、ハイブリッド車両であるとして説明したが、特にハイブリッド車両に限定されるものではない。車両１は、たとえば、電気自動車であってもよいし、あるいは、内燃機関のみを動力源とする車両であってもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 車両、１０ エンジン、１１ エンジン回転速度センサ、１２，１３ レゾルバ、１４ 車輪速センサ、１６ 駆動軸、２０，３０ ＭＧ、４０ 動力分割装置、５８ 減速機、６０ ＰＣＵ、６２ 昇圧コンバータ、６４ インバータ、７０ メインバッテリ、８０ 駆動輪、８２ ドライブシャフト、８４ 駆動システム、８６ トランスミッション、１０２ 気筒、１５６ 電池温度センサ、１５８ 電流センサ、１６０ 電圧センサ、１６２ アクセルポジションセンサ、２００ ＥＣＵ、３５０ 積算処理部、３５２ バンドパスフィルタ、３５４ 積算部、３５６ ローパスフィルタ、３５８ 経過時間判定部、３６０ 回数算出部、３６２ 共振判定部、３６４ 駆動力制限部、３６６ 解除判定部、３６８ レート決定部、３７０ 復帰制御部。

Claims (6)

1. 車両に駆動力を発生させるための駆動輪、内燃機関、および、前記内燃機関と前記駆動輪とを機械的に連結するための駆動伝達装置を含む駆動システムと、
   前記駆動輪および前記駆動輪の回転に連動して回転する部品のうちの少なくともいずれか一方についての回転速度を検出するための検出部と、
   前記検出部によって検出された前記回転速度に基づいて前記駆動力を制御するための制御部とを含み、
   前記制御部は、前記回転速度の変動成分の大きさが第１しきい値よりも大きい場合であって、かつ、前記変動成分の大きさの増加傾向を示す値が第２しきい値よりも大きい場合には、前記駆動力を制限する、車両。
2. 前記制御部は、前記駆動力が制限された後において、前記変動成分の大きさが前記第１しきい値以下の第３しきい値よりも小さい場合には、前記変動成分の大きさに基づいて前記駆動力の復帰レートを決定し、決定された前記復帰レートにしたがって前記駆動力の制限を解除する、請求項１に記載の車両。
3. 前記第１しきい値および前記第２しきい値は、いずれも前記駆動システムにおいて前記車両の悪路走行に起因した共振が発生していることを判定するための値であって、
   前記制御部は、現在の時点以前の所定期間における前記回転速度の共振周波数帯における前記変動成分を抽出して、抽出された前記変動成分に基づいて前記変動成分の大きさを算出する、請求項１または２に記載の車両。
4. 前記制御部は、前記変動成分の大きさの所定期間における変化量が第４しきい値よりも大きくなる回数を前記増加傾向を示す値として算出する、請求項１または２に記載の車両。
5. 前記駆動伝達装置は、前記駆動輪を回転させるための駆動軸と、第１回転電機と、前記駆動軸に設けられる第２回転電機と、前記駆動軸、前記内燃機関の出力軸および前記第１回転電機の回転軸の三要素の各々を機械的に連結し、前記三要素のうちのいずれか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間での動力伝達が可能な動力伝達装置とを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の車両。
6. 駆動力を発生させるための駆動輪、内燃機関、および、前記内燃機関と前記駆動輪とを機械的に連結するための駆動伝達装置を含む駆動システムを搭載した車両に用いられる車両用制御方法であって、
   前記駆動輪および前記駆動輪の回転に連動して回転する部品のうちの少なくともいずれか一方についての回転速度を検出するステップと、
   前記回転速度の変動成分の大きさが第１しきい値よりも大きい場合であって、かつ、前記変動成分の大きさの増加傾向を示す値が第２しきい値よりも大きい場合には、前記車両の前記駆動力を制限するステップとを含む、車両用制御方法。

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