JP6870166B2 - 車両の制振装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、車両の制振装置に関する。

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。

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。

特開平４−２１１７４７号公報 特開２００４−２２２４３９号公報

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算出し、算出されたトルクを出すようモータに対して指令を行う場合、モータが指令に応じた実トルクを出力するまでに遅れが生じるため、ねじれ振動の抑制効果が減少するという問題がある。

実施形態の車両の制振装置は、例えば、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、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、クランク角に基づいて、エンジンの爆発周期を算出する周期算出部と、モータのトルクを制御するトルク指令を出力してから、モータが当該トルク指令に従った実トルクを出力するまでの遅れ時間を取得する時間取得部と、爆発周期に従って出力されるねじれトルクと、ねじれトルクを打ち消すために爆発周期に基づいて出力されるトルク指令に従った場合に遅れ時間だけ遅れて出力される実トルクと、の位相が合うように、爆発周期及び遅れ時間に基づいて、トルク指令を出力するタイミングを遅らせる時間を示した、トルク指令の出力タイミングを調整する補償時間を算出する時間算出部と、補償時間をずらしたタイミングで、ねじれトルクに基づいたトルク指令を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、トルク指令を出力してから実トルクが出力されるまでの遅れ時間が補償されるので、車両の制振制御の効果を向上させることができる。

また、実施形態の車両の制振装置は、例えば、センサ情報取得部は、さらに、モータに設けられた温度センサが検出したモータの温度を取得し、時間取得部は、モータの温度に基づいて算出された、モータの温度遅れ時間を含む、遅れ時間を取得する。この構成によれば、例えば、モータの温度に応じて遅れ時間を調整できるため、より適切な車両の制振制御を実現できる。

また、実施形態の車両の制振装置は、例えば、時間取得部は、さらに、制振装置内におけるトルク指令を出力するまで行われる処理による遅れを示した演算遅れ時間、及び出力部がトルク指令を出力してからモータがトルク指令を受け取るまでの通信遅れ時間、のうちいずれか一つ以上を含む、遅れ時間を取得する。この構成によれば、例えば、制御演算遅れ時間及び通信遅れ時間のうちいずれか一つ以上を考慮したトルク指令値の出力ができるため、より適切な車両の制振制御を実現できる。

また、実施形態の車両の制振装置は、例えば、周期算出部は、さらに、エンジンの回転数の変化から予測されるエンジンの回転数に基づいて、爆発周期を算出する。この構成によれば、例えば、爆発周期が変化する、車両の加速度や減速中であっても、より適切な車両の制振制御を実現できる。

図１は、実施形態の車両の構成例を示した図である。 図２は、実施形態における、トランスミッションに伝達されるダンパ装置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３は、モータの逆トルクの出力に遅れが生じない場合のねじれトルクと逆トルクとの一般的な関係を例示した図である。 図４は、モータが逆トルクを出力した場合におけるドライブシャフトに伝達されるねじれ振動を例示した図である。 図５は、従来のモータの逆トルクの出力に遅れが生じた場合のねじれトルクと逆トルクとの関係を例示した図である。 図６は、従来のモータが逆トルクを出力した場合におけるドライブシャフトに伝達されるねじれ振動を例示した図である。 図７は、実施形態のモータ制御部の構成例を示した図である。 図８は、トルク指令と、当該トルク指令に従って出力される実トルクと、の関係を例示した図である。 図９は、遅れ補償をした後のトルク指令と、当該トルク指令に従って出力される実トルクと、の関係を例示した図である。 図１０は、実施形態のモータの伝達特性に基づいたボード線図である。 図１１は、実施形態のモータ制御部におけるトルク指令の出力処理の手順を示すフローチャートである。 図１２は、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図である。 図１３は、図１２に示されるようなエンジン回転数が変化する場合に、本実施形態の遅れの補償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１４は、図１２に示されるようなエンジン回転数が変化する場合に、本実施形態の遅れの補償を行った場合のトルク変化を例示した図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

また、エンジン２には、当該エンジン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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図３は、モータの逆トルクの出力に遅れが生じない場合のねじれトルクと逆トルクとの一般的な関係を例示した図である。図３では、ダンパ装置から伝達されるねじれトルク３０２と、モータから出力される逆トルク３０１とが、鏡像対象となる。

図４は、モータが図３で示される逆トルクを出力した場合における、ドライブシャフトに伝達されるねじれ振動を例示した図である。図４に示される例では、ねじれ振動４０１は、図３で示される逆トルク３０１で打ち消されるため、ほぼ‘０’となる。

しかしながら、実際には、モータに対してトルク指令を行ってから、実トルクを出力するまでに遅れが生じる。

図５は、従来のモータの逆トルクの出力に遅れが生じた場合のねじれトルクと逆トルクとの関係を例示した図である。図５では、モータから逆トルク３０１が出力されず、遅れのために逆トルク５０１が出力された例とする。このような場合に、ダンパ装置から伝達されるねじれトルク３０２と、逆トルク５０１と、は鏡像対象とならないため、ねじれ振動を抑止しきれない。

図６は、モータが図５で示される逆トルクを出力した場合における、ドライブシャフトに伝達されるねじれ振動を例示した図である。図６に示される例では、ねじれ振動６０１は、図６で示される逆トルク５０１で打ち消しきれないため、抑止すべきねじり振動の大きさ±Ｔ1を超えるトルクが伝達される。

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までの遅れを考慮して、トルク指令を出力する。上述したように、エンジン２からダンパ装置３を介して出力されるねじれトルクは、エンジン２の爆発周期で変化する正弦波のような周期性がある。そこで、モータ制御部１００は、ねじれトルクを打ち消すよう、爆発周期で正弦波のように変化する逆トルクを出力する際に、トルクの出力の遅れに相当する位相の調整を行うこととした。

図７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。

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、フィルタ処理部７０４と、周期算出部７０５と、遅れ時間取得部７０６と、補償時間算出部７０７と、出力部７０８と、を実現する。

まず、本実施形態のモータ制御部１００が行うトルク指令の補正について説明する。図８は、トルク指令と、当該トルク指令に従って出力される実トルクと、の関係を例示した図である。図８に示されるように、トルク指令８０１に対して、遅れ時間Ｔｄ経過した後に、実トルク８０２が出力される。なお、トルクの出力周期は、エンジン２の爆発周期Ｔｓと合わせることとする。

換言すれば、エンジンの爆発周期Ｔｓに合うようにトルク指令８０１を出力した場合に、遅れ時間Ｔｄだけ遅れたタイミングで実トルク８０２が出力される。そこで、実トルクの出力周期とエンジンの爆発周期Ｔｓとの位相が合うようにトルク指令を出力するためには、（爆発周期Ｔｓ−遅れ時間Ｔｄ）で求められる時間Ｔｃ（以下、補償時間Ｔｃと称す）だけ、トルク指令を出力するタイミングを調整すれば良い。

図９は、遅れ補償をした後のトルク指令と、当該トルク指令に従って出力される実トルクと、の関係を例示した図である。図９で示される例では、図８に示したトルク指令８０１から補償時間Ｔｃだけ遅らせたタイミングで、トルク指令９０１を出力した例とする。この場合に、実トルク９０２は、トルク指令９０１から遅れ時間Ｔｄだけ遅れたタイミングで出力される。この場合に、実トルク９０２の周期は、遅れ補償前の図８に示したトルク指令８０１の周期と、位相が一致する。換言すれば、実トルク９０２の周期と、エンジンの爆発周期との位相を合わせることができる。そこで、モータ制御部１００は、トルク指令の出力タイミングを、補償時間Ｔｃだけ遅らせる制御を行うこととした。次に、当該制御を行うためのモータ制御部１００の構成について説明する。

図７に戻り、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。

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。

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。

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。

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断基準としては、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。

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。

（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）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。

（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。

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）

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）

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。

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。

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。

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）

フィルタ処理部７０４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、ねじれトルクＴdampのフィルタリング処理を行う。ねじれトルクＴdampには、車両１を駆動させるために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。

本実施形態のフィルタ処理部７０４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７０４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（２）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。

ｆ＝（Ｎ／６０）＊（ｎ／Ｃ）…（２）

そして、出力部７０８は、フィルタ処理部７０４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。

周期算出部７０５は、センサ情報取得部７０１が取得したクランク角に基づいて、エンジンの爆発周期Ｔｓを算出する。まず、センサ情報取得部７０１が取得したクランク角から、エンジン回転数Ｎ[rpm]を算出した後、下記の式（３）から、エンジンの爆発周期Ｔｓを算出する。
Ｔｓ＝１／ｆ＝（６０／Ｎ）＊（Ｃ／ｎ）…（３）

本実施形態においては、上述したように補償時間Ｔｃだけ遅らせたタイミングで、トルク指令を出力する。その際、エンジン２の爆発周期Ｔｓが繰り返されるものとして、制御を行っても良い。

なお、本実施形態では、トルク指令の周期が、モータトルク出力時のエンジン爆発周期と一致するように、爆発周期Ｔｓが経過した後のエンジン回転数を予測し、予測したエンジン回転数による次の爆発周期Ｔｓ’に基づいて、モータトルク指令の遅れ時間を調整する。そこで、周期算出部７０５は、次の爆発周期Ｔｓ’を算出する必要がある。このために、周期算出部７０５は、式（４）を用いて、爆発周期Ｔｓ経過時のエンジンの回転数Ｎ’を推測する。なお、エンジン回転数の変化量ΔＮは、今回のエンジン回転数Ｎと、前回のエンジン回転数Ｎ０と、の差分に基づいて算出した値とする。
Ｎ’＝Ｎ＋ΔＮ＊Ｔｓ…（４）

なお、本実施形態はエンジン回転数Ｎ’の算出手法の一例を示したが、このような算出手法に制限するものではなく、例えば、車速、アクセル開度、スロットル開度、及び路面勾配のうちいずれか一つ以上を用いて算出しても良い。

さらに、周期算出部７０５は、式（５）を用いて、爆発周期Ｔｓ経過した後の、次の爆発周期Ｔｓ’を算出する。
Ｔｓ’＝（Ｎ’／６０）＊（ｎ／Ｃ）…（５）

遅れ時間取得部７０６は、モータ７のトルクを制御するトルク指令を出力してから、モータ７が当該トルク指令に従ったトルクを出力するまでの遅れ時間を取得する。本実施形態においては、モータ７の温度遅れ時間、車両１内におけるモータ制御部１００のトルク指令を出力するまで行われる処理による遅れを示した制御演算遅れ時間、及び出力部７０８がトルク指令を出力してからモータ７がトルク指令を受け取るまでの通信遅れ時間の合計遅れ時間を取得する例とするが、遅れ時間は、これらの合計に制限するものではなく、いずれか一つ以上を含んでいれば良い。さらには、他の要素による遅れ時間と組み合わせても良い。本実施形態においては、制御演算遅れ時間、及び通信遅れ時間は、補助記憶装置に予め記憶されているものとし、遅れ時間取得部７０６は、補助記憶装置から、制御演算遅れ時間、及び通信遅れ時間を読み出すことで、制御演算遅れ時間、及び通信遅れ時間を取得する。モータ７の温度遅れ時間は、遅れ時間取得部７０６が備える温度遅れ時間算出部７１１が算出する。なお、モータ７の温度遅れ時間とは、モータ７の温度に依存した遅れ時間とする。

温度遅れ時間算出部７１１は、センサ情報取得部７０１が取得したモータ７の温度Ｔempから、モータ７の抵抗Ｒを算出する。なお、温度遅れ時間算出部７１１は、モータ７の温度Ｔempと、モータ７を流れる抵抗Ｒと、の対応関係を予め記憶しているものとし、これにより、抵抗Ｒを算出できる。

温度遅れ時間算出部７１１は、センサ情報取得部７０１が取得したモータ７の電流値Ｉmgから、モータインダクタンスＬを算出する。なお、温度遅れ時間算出部７１１は、モータ７の電流値Ｉmgと、モータインダクタンスＬと、の対応関係を予め記憶しているものとし、これにより、モータインダクタンスＬを算出できる。

本実施形態の温度遅れ時間算出部７１１は、モータ７の伝達特性Ｇ（ｓ）に基づいて、エンジンの爆発周期Ｔｓ’から、モータ７の位相遅れθを導出する。

図１０は、本実施形態のモータの伝達特性Ｇ（ｓ）＝１／（Ｌ・ｓ＋Ｒ）に基づいたボード線図である。図１０に示されるボード線図においては、線１００１を温度１２０度、線１００２を温度２０度、線１００３を温度−４０度とする。そして、モータ７の温度、及び周波数（つまり、１／エンジンの爆発周期Ｔｓ’）から、モータ７の位相遅れθを導出できる。

さらには、モータの伝達特性Ｇ（ｓ）から導出された下記の式（６）から、位相遅れθを算出しても良い。
θ＝ｔａｎ^-1（−Ｌω／Ｒ）…（６）
なお、ω＝２π／Ｔｓ’とする。

そして、温度遅れ時間算出部７１１は、位相遅れθ及び爆発周期Ｔｓ’を用いて、下記の式（７）から、モータの温度遅れ時間Ｔｍを算出する。
Ｔｍ＝θ／３６０＊Ｔｓ’…（７）

そして、遅れ時間取得部７０６は、温度遅れ時間Ｔｍ、制御演算遅れ時間Tctrl、及び通信遅れ時間Ｔcomを合計して、合計遅れ時間Ｔsumを取得する。本実施形態は、遅れ時間Ｔｄの例として、温度遅れ時間Ｔｍ、制御演算遅れ時間Tctrl、及び通信遅れ時間Ｔcomを合計した合計遅れ時間Ｔsumを用いた例について説明するが、モータ７が当該トルク指令に従ったトルクを出力するまでの遅れ時間であればよい。

補償時間算出部７０７は、爆発周期（における一周期の長さ）Ｔｓ’と、合計遅れ時間Ｔsumと、に基づいて、遅れ時間を補償するためにトルク指令の出力タイミングを調整する補償時間Ｔｃを算出する。本実施形態では、式（８）を用いて、補償時間Ｔｃを算出する。
Ｔｃ＝Ｔｓ’−Ｔsum…（８）

出力部７０８は、補償時間Ｔｃをずらしたタイミングで、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[Hz]を打ち消すトルク指令をモータ７に出力する。本実施形態においては、補償時間Ｔｃだけ遅らせたタイミングで、トルク指令を出力することとしたが、遅らせたタイミングで出力することに制限するものではなく、補償時間Ｔｃだけ早まらせたタイミングでトルク指令を出力するよう制御を行っても良い。

本実施形態は、上述した手法で、遅れ時間Ｔｄやエンジン２の爆発周期Ｔｓ’を算出する手法を示したが、遅れ時間Ｔｄやエンジン２の爆発周期Ｔｓ’の算出のために、エンジン回転数、モータ７の抵抗、コイル定数、トランスミッションの回転数、車輪速とギア比、モータ温度、モータ制御部１００の制御演算時間のうち、いずれか又は全ての情報を使っても良い。

さらに、遅れ時間Ｔｄやエンジン２の爆発周期Ｔｓ’を算出するために、さらに、モータ回転数、フライホイール回転数、ドライブシャフト回転数、及びタイヤ回転数のうち一つ以上を、上述した要素に加えて用いても良い。

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１１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。

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（Ｓ１１０１）。

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（Ｓ１１０２）。制振制御を行わないと判定した場合（Ｓ１１０２：Ｎｏ）、トルク指令の値に‘０’を設定して（Ｓ１１０３）、Ｓ１１１３に遷移する。

一方、判定部７０２が制振制御を行うと判定した場合（Ｓ１１０２：Ｙｅｓ）、センサ情報取得部７０１は、クランク角θ１と、とモータの回転角θ２とを取得する（Ｓ１１０４）。

そして、トルク算出部７０３は、クランク角θ１及びとモータの回転角θ２から、ねじれトルクＴdampを算出する（Ｓ１１０５）。

そして、フィルタ処理部７０４は、エンジン爆発の一次周波数成分ｆ[Hz]を通過させるバンドパスフィルタを用いて、ねじれトルクＴdampのフィルタリング処理を行う（Ｓ１１０６）。フィルタリング処理で抽出された値を打ち消す値を、トルク指令となる値として導出する。

出力部７０８は、フィルタ処理部７０４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（Ｓ１１０７）。

次に、周期算出部７０５は、センサ情報取得部７０１が取得したクランク（換言すれば、エンジンの回転数）に基づいて、エンジンの爆発周期Ｔｓ’を算出する（Ｓ１１０８）。

センサ情報取得部７０１は、さらに、モータ温度センサ２４からモータ７の温度Ｔempを取得する（Ｓ１１０９）。

温度遅れ時間算出部７１１は、センサ情報取得部７０１が取得したモータ７の温度Ｔempに基づいて、モータ７の温度遅れ時間Ｔｍを算出する（Ｓ１１１０）。

そして、遅れ時間取得部７０６は、算出された温度遅れ時間Ｔｍと、予め定められた制御演算遅れ時間Tctrl及び通信遅れ時間Ｔcomと、を合計して、合計遅れ時間Ｔsumを取得する（Ｓ１１１１）。

そして、補償時間算出部７０７は、爆発周期Ｔｓ’と、合計遅れ時間Ｔsumと、に基づいて、補償時間Ｔｃを算出する（Ｓ１１１２）。

そして、出力部７０８は、補償時間Ｔｃをずらしたタイミングで、トルク指令を出力する（Ｓ１１１３）。

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、モータ７が実トルクを出力するまでの遅れによる振動抑制効果の低減を防ぐことができる。

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１２は、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図である。

図１３は、図１２に示されるようなエンジン回転数が変化する場合に、本実施形態の遅れの補償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１３に示されるように、モータトルク１３０２の周期は、ねじれトルク１３０１の周期と比べて、位相遅れが生じているため、ねじれトルク１３０１の鏡像対象とならず、ドライブシャフトトルク１３０３が生じていることが確認できる。

図１４は、図１２に示されるようなエンジン回転数が変化する場合に、本実施形態の遅れの補償を行った場合のトルク変化を例示した図である。図１４に示されるように、モータトルク１４０２の周期は、ねじれトルク１４０１の周期と比べて、位相遅れが生じていないため、ねじれトルク１４０１の鏡像対象に近い値となる。このため、ドライブシャフトトルク１４０３の変化が、図１３で示したドライブシャフトトルク１３０３より小さくなっていることが確認できる。

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。

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。

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、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、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…フィルタ処理部、７０５…周期算出部、７０６…遅れ時間取得部(時間取得部)、７０７…補償時間算出部(時間算出部)、７０８…出力部、７１１…温度遅れ時間算出部。

Claims (4)

1. 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、
   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、
   前記クランク角に基づいて、前記エンジンの爆発周期を算出する周期算出部と、
   前記モータのトルクを制御するトルク指令を出力してから、前記モータが当該トルク指令に従った実トルクを出力するまでの遅れ時間を取得する時間取得部と、
   前記爆発周期に従って出力される前記ねじれトルクと、前記ねじれトルクを打ち消すために前記爆発周期に基づいて出力される前記トルク指令に従った場合に前記遅れ時間だけ遅れて出力される前記実トルクと、の位相が合うように、前記爆発周期及び前記遅れ時間に基づいて、前記トルク指令を出力するタイミングを遅らせる時間を示した、前記トルク指令の出力タイミングを調整する補償時間を算出する時間算出部と、
   前記補償時間をずらしたタイミングで、前記ねじれトルクに基づいたトルク指令を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。
2. 前記センサ情報取得部は、さらに、前記モータに設けられた温度センサが検出したモータの温度を取得し、
   前記時間取得部は、前記モータの温度に基づいて算出された、前記モータの温度遅れ時間を含む、前記遅れ時間を取得する、
   請求項１に記載の車両の制振装置。
3. 前記時間取得部は、さらに、前記制振装置内における前記トルク指令を出力するまで行われる処理による遅れを示した演算遅れ時間、及び前記出力部がトルク指令を出力してから前記モータが前記トルク指令を受け取るまでの通信遅れ時間、のうちいずれか一つ以上を含む、前記遅れ時間を取得する、
   請求項１又は２に記載の車両の制振装置。
4. 前記周期算出部は、さらに、前記エンジンの回転数の変化から予測されるエンジンの回転数に基づいて、前記爆発周期を算出する、
   請求項１乃至３のいずれか一つに記載の車両の制振装置。

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