JP6930604B2 - 駆動力制御方法及び駆動力制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、駆動力制御方法及び駆動力制御装置に関する。
に関する。
従来において、制動状態から加速した際にトルクが0の近傍のトルク変化を緩和し、ギヤの歯打ちによるショックを抑制するという技術が開示されている(特許文献1を参照)。
特開2005−51832号公報
しかしながら、上記従来の技術は、ギヤの歯打ちによるショックを抑制できるが、車両から発生する異音を低減する効果を得るものではない。
本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、車両からの異音を低減できる駆動力制御方法及び駆動力制御装置を提供することである。
本発明の一態様に係る駆動力制御方法は、駆動力の変化により駆動源が後傾してマウント部材を押す力が外力閾値よりも小さくなるように、駆動力が所定の下限値以上の第1領域では、駆動力の単位時間あたりの変化量を最大量以下に制限する。
本発明によれば、車両からの異音を低減できる。
図1は、実施形態に係わる駆動力制御装置と車両の一部を示すブロック図である。 図2は、駆動源1が後傾してゴム製のマウント部材3rが圧縮される様子を示す模式図である。 図3は、マウント部材3rに印加される外力とマウント部材3rの圧縮量dの関係を示す図である。 図4は、駆動力Tと単位時間あたりの駆動力Tの変化量Rの関係を示す図である。 図5は、時刻tと駆動力Tの関係を示す図である。 図6は、変形例1での駆動力制御方法を説明するための図であり、横軸は車速v、縦軸は駆動力Tの最大値である。 図7は、変形例2での駆動力制御方法を説明するための図であり、横軸は車速v、縦軸は駆動力の単位時間あたりの変化量Rである。
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。説明において、同一のものには同一符号を付して重複説明を省略する。
図1に示すように、実施形態の車両(以下、自車両という)において、駆動源1が、自車両の車体2(いわゆるシャーシ)の上にゴム製のマウント部材3f、3rを介して搭載される。マウント部材3fは駆動源1の前方部分に配置され、マウント部材3rは駆動源1の後方部分に配置される。例えばマウント部材3f、3rとも、左右1個づつ設けられる。
駆動源1は、駆動力T(トルク)を発生するもので、ここでは電動機である。つまり、自車両は電動車両であり、ドライバのブレーキ操作の頻度を低減するために、アクセル操作が無くなった場合に負の駆動力T(回生力)を発生する。大体の場合は、アクセルだけで自車両を加速及び減速できる。また、駆動源1(電動機)にはバッテリから電力を供給する。また、自車両に搭載した内燃機関で発電機を回転させ、生じた電力によりバッテリを充電する。なお、内燃機関を駆動源1としてもよく、この場合、バッテリーと発電機は搭載不要である。また、駆動源1は、トランスミッションを含む構成としてもよい。
また、自車両は、マップ記憶部4と駆動力制御部5を含む駆動力制御装置100を備える。
マップ記憶部4は、駆動力Tと単位時間あたりの駆動力Tの変化量R(以下、単に変化量Rともいう)の関係を示すマップMを記憶している。変化量Rは、駆動力Tの変化の勾配、駆動力Tの変化レートなどとも称することができる。駆動力制御部5は、マップMに基づき、駆動源1から発生する駆動力Tを制御する。なお、マップMを駆動力制御部5のプログラムに組み込み、マップ記憶部4を不要としてもよい。
正の駆動力Tは、車体2に前方への力を加え、負の駆動力Tは、車体2に後方への力を加える。自車両が前進しているときの負の駆動力Tを回生力という。すなわち、自車両が前進しているときにアクセル操作が無くなった場合に回生力(負の駆動力T)が生じ、自車両は減速する。回生力はバッテリの充電に使用できる。
駆動力制御装置100は、CPU(中央処理装置)、メモリ、及び入出力部を備える汎用のマイクロコンピュータである。駆動力制御装置100には、駆動力制御装置として機能させるためのコンピュータプログラム(駆動力制御プログラム)がインストールされている。コンピュータプログラムを実行することにより、駆動力制御装置100は、複数の情報処理回路(4,5)として機能する。なお、ここでは、ソフトウェアによって複数の情報処理回路(4,5)を実現する例を示すが、もちろん、以下に示す各情報処理を実行するための専用のハードウェアを用意して、情報処理回路(4,5)を構成することも可能である。また、複数の情報処理回路(4,5)を個別のハードウェアにより構成してもよい。更に、情報処理回路(4,5)は、車両にかかわる他の制御に用いる電子制御ユニット(ECU)と兼用してもよい。
図2に示すように、正の駆動力Tは、車体2に前方への力を加える。そして、正の駆動力Tが高まると、駆動源1が後方に傾き(後傾し)、後方のマウント部材3rを押し、圧縮する。駆動源1が後傾することによりマウント部材3rを押す力を外力Nという。
図3において、縦軸dは、外力Nがマウント部材3rを圧縮する圧縮量であり、マウント部材3rは、横軸に示す外力Nが所定の外力閾値(Nl、Nh)より小さい場合に限り、外力Nに対して線形に圧縮する。そして、外力Nが上記外力閾値(Nl、Nh)以上の場合は非線形に圧縮する。圧縮量dが非線形に変化する領域(非線形領域という)では、dが線形に変化する領域(線形領域という)に比べ、外力Nに対する圧縮量が小さくなる。自車両においては、線形領域から非線形領域に勢いよく圧縮した場合にはマウント部材3rから音(異音)が発生するので、この異音を低減する。好ましくは、最も高い効果を得る、つまり、音をなくす(抑制する)。
また、低温時の外力閾値Nlは、高温時の外力閾値Nhより高く、すなわち、マウント部材3rの温度(例えば、マウント部材の周囲温度)が低いほど外力閾値が低くなる。これは、低温時は、高温時に比べ、低い外力でも音(異音)が発生することを意味する。
図4は、マップM、すなわち駆動力Tと単位時間あたりの駆動力Tの変化量Rの関係を示す。駆動力制御部5は、基本的には、アクセル操作により、正の駆動力Tを発生させ、車体2に前方への力を加える。また、自車両が前進しているときにアクセル操作が無くなった場合、負の駆動力T(回生力)を発生させ、自車両を減速する。また、駆動力制御部5は、基本的な制御とは別に、マップMに基づき駆動力Tを制御する。
具体的には、駆動力制御部5は、マップMが示すように、下限値Tminより小さい第2領域A2内の駆動力Tを、下限値Tmin以上且つ上限値Tmax以下の第1領域A1内の駆動力Tに変化させた場合、変化中のいずれの期間であっても、単位時間あたりの駆動力Tの変化量Rを最大量R1以下に制限する。つまり、変化中の最大の変化量Rであっても、最大量R1以下になるようにする。例えば、変化中は変化量Rを一定とし、この変化量Rを最大量R1以下とする。
一方、第2領域A2、及び、駆動力Tが上限値Tmaxより大きい第3領域A3では、変化量Rを最大量R1以下に制限しない。これは、マウント部材3rから音が発生しない、又は小さいからである。
具体的には、マップMが示すように、第2領域A2では、変化量Rを最大量R2(>R1)以下に制限し、第3領域A3では、変化量Rを最大量R3(>R1)以下に制限する。
最大量R1は、第2領域A2内の駆動力Tを第1領域A1内の駆動力Tに変化させた場合において、外力Nが最も大きくなった場合であっても、外力Nが外力閾値より小さくなるように設定する。
すなわち、最大量R1をこのように設定することにより、駆動力制御部5が第2領域A2内の駆動力Tを第1領域A1内の駆動力T(ただし第1領域A1内での変化量Rは最大量R1以下)に変化させた場合であっても、マウント部材3rを押す力(N)は外力閾値よりも小さくなる。よって、マウント部材3rからの音(異音)を低減(又は抑制)できる。
下限値Tminは、0(ゼロ)又は0近傍に設定される。また、上限値Tmaxは下限値Tminより大きい正の値として設定される。これは、アクセルペダルから離した足で再びアクセルペダルを急激に踏み、これにより回生力が急激に減少し、正の駆動力Tに切り替わった後に、マウント部材3rが線形領域から非線形領域に勢いよく圧縮した場合にはマウント部材3rから音(異音)が発生するからである。よって、このような、アクセルワークによる急加速時に生じる音(異音)を低減(抑制)できる。また、道路の傾斜や風によって自車両に力が加わる場合は、下限値Tminを調整することが好ましく、よって、下限値Tminは0(ゼロ)に限らない。
第1領域A1で変化量Rを最大値R1以下に制限することで、第2領域A2と第3領域A3では、マウント部材3rが線形領域から非線形領域に勢いよく圧縮することがないためマウント部材3rから音(異音)が発生しない(又は小さい)。よって、上記のように、第2領域A2TO第3領域A3では変化量Rを最大量R1以下に制限しない。これにより、第2領域A2と第3領域A3では、駆動力Tの応答性を高めることができる。
また、駆動力制御部5は、マウント部材3rの温度(周囲温度)が低いほど最大量R1が低く調整する。そして、調整後の最大量R1を用いて、前述のように駆動力Tを制御する。または、
よって、マウント部材3rの温度によらず、どのような温度でもマウント部材3rからの音(異音)を低減(抑制)できる。
図5に示すように、駆動力Tが上昇する場面において、駆動力Tが時刻t1で下限値minに達し、時刻t2で上限値Tmaxに達することとする。
駆動力Tが下限値minより小さいとき、すなわち、時刻t1より前の時刻の駆動力Tの傾き(すなわち変化量R)よりも、駆動力Tが下限値min以上のとき、すなわち、時刻t1以降の時刻の駆動力Tの傾き(変化量R)が小さくなる。
また、駆動力Tが上限値Tmaxより大きいとき、すなわち、時刻t2より後の時刻の駆動力Tの傾き(変化量R)よりも、駆動力Tが上限値Tmax以下のとき、すなわち、時刻t2以前の時刻の駆動力Tの傾き(変化量R)が小さくなる。
その結果、時刻t1からt2の間では、外力Nが外力閾値より小さくなり、マウント部材3rが線形領域から非線形領域に勢いよく圧縮しないためマウント部材3rから音(異音)を低減(抑制)できる。特に、前述のように、下限値Tminは、0又は0近傍に設定されるから、アクセルペダルから離した足で再びアクセルペダルを急激に踏みこむアクセルワークで急加速を行ったときに発生する音(異音)を低減(抑制)できる。
一方、時刻t1より前の時刻と時刻t2より後の時刻では、すなわち、第1領域A1以外では、マウント部材3rが線形領域から非線形領域に勢いよく圧縮しないためマウント部材3rから音(異音)が発生しない(又は小さい)ので、駆動力Tの傾き(変化量R)を大きくする。すなわち、第1領域A1以外では、変化量Rを最大量R1以下に制限しないことで、駆動力Tの応答性を高めることができる。
以上のように、実施形態においては、車両の駆動源は車両の車体の上にゴム製のマウント部材を介して搭載され、マウント部材は外力閾値より小さい外力が加わったときに限り線形に圧縮する。そして、外力閾値以上の外力が加わったときに音(異音)が発生する。
実施形態では、駆動力の変化により駆動源が後傾してマウント部材を押す力が外力閾値よりも小さくなるように、駆動力が下限値以上の第1領域では、駆動力の単位時間あたりの変化量を最大量(R1)以下に制限する一方、駆動力が下限値より小さい第2領域では、駆動力の単位時間あたりの変化量を最大量(R1)以下に制限しない。
よって、マウント部材を押す力が外力閾値よりも小さくなり、押す力が外力閾値以上のときに発生する音(異音)を低減できる。最も高い効果が得られる場合には、音をなくす(抑制する)ことができる。また、第2領域では駆動力の応答性を高めることができる。
また、駆動力が上限値より大きい第3領域では、駆動力の単位時間あたりの変化量を最大量(R1)以下に制限しないので、変化量を最大量(R1)以下に制限する駆動力制御を必要な範囲のみで実行することができ、第3領域では駆動力の応答性を高めることができる。
また、マウント部材の温度が低いほど最大量R1を低くするので、マウント部材の温度によらず、どのような温度でも音(異音)を低減(又は抑制)できる。
また、車両の駆動源は電動機であり、車両のアクセル操作が無くなった場合に、負の駆動力を発生させ、駆動力が下限値以上且つ所定の上限値以下の第1領域では、駆動力の単位時間あたりの変化量を最大量(R1)以下に制限する。一方、駆動力が下限値より小さい第2領域、及び、駆動力が上限値より大きい第3領域では変化量を最大量(R1)以下に制限しない。
よって、ドライバのブレーキ操作の頻度を低減するために、アクセル操作が無くなった場合に負の駆動力を発生する電動車両において、駆動源(電動機)の姿勢変化を低減(又は抑制)でき、姿勢変化に起因して電動車両の部品(マウント部材又はマウント部材以外の部品)から発生しうる音や振動を低減(又は抑制)することができる。
次に、実施形態の変形例として変形例1、2について説明する。変形例では、以下に説明する内容以外については上記実施形態と同様なので重複説明を省略する。
(変形例1)
変形例1では、駆動源1の回転速度Vと駆動力Tの最大値の関係に基づき、正の駆動力Tの最大値TPと負の駆動力Tの最大値TMの和Tdが所定の駆動力閾値Tdthより大きくなる回転速度Vの領域で、駆動力Tの単位時間あたりの変化量Rを最大量R1以下に制限する。
最大値TP、TMは、それぞれ正の駆動力Tの最大値の絶対値、負の駆動力Tの最大値の絶対値であり、常に正の値であることとする。よって、和Tdも正の値である。
駆動力閾値Tdthとは、駆動力Tの単位時間あたりの変化量Rを制限することなく、最大値TMである負の駆動力Tを最大値TPである正の駆動力Tに変化させた、つまり駆動力Tを増加した場合において、マウント部材3rを押す力が外力閾値となるように設定される。
前述のように、駆動源1は電動機なので、ロータの回転により駆動力Tを発生する。ロータの回転速度を回転速度Vということとする。回転速度Vはトランスミッションのギヤ比が一定であれば、自車両の車速vに比例する。
図6の特性カーブ61は、車速vと駆動力Tの最大値の関係を示している。例えば、アクセル操作が行われて40km/hの車速vで自車両が前進しているときは、正の駆動力Tを、最大で最大値TP40まで発生できる。この状態でアクセル操作がなくなった場合、負の駆動力Tを、最大で最大値TM40まで発生できる(切り替えできる)。最大値TM40は、40km/hでの回生力の最大値である。
このように、同じ車速vでも正の駆動力と負の駆動力が発生しうる。また、回転速度Vは車速vに比例するので、駆動源1は、回転速度Vに応じて、車体に前方への力を加える正の駆動力Tと、車体に後方への力を加える負の駆動力Tとを発生しうる、ということができる。
そして、変形例1では、最大値TPと最大値TMの和Tdが駆動力閾値Tdthより大きくなる回転速度Vの領域で、駆動力Tの単位時間あたりの変化量Rを最大量R1以下に制限する。
図6は、一例として、−40km/hから+40km/hの領域で、特性カーブ61における正の駆動力Tの最大値TP(TP40の絶対値)と負の駆動力Tの最大値TM(TM40の絶対値)の和Tdが駆動力閾値Tdthより大きくなることを示している。
この場合、−40km/hから+40km/hの領域で、つまり、この領域に対応する回転速度Vの領域で、第2領域A2内の駆動力Tを第1領域A1内の駆動力Tに変化させた場合は、変化中は駆動力Tの単位時間あたりの変化量Rを最大量R1以下に制限する。符号A1は、駆動力Tが下限値min以上且つ上限値Tmax以下の第1領域A1に対応する領域を示している。下限値Tminは、0又は0近傍に設定される。図6は、一例として、0より低い下限値Tminを示している。
例えば、状態6a(最大値TMより大きい負の駆動力Tが発生している状態)を状態6b(同じ車速で最大値TPより大きい正の駆動力Tが発生している状態)に変化させたときについて説明する。すなわち、車速vを維持しつつ負の駆動力Tを正の駆動力Tに切り替える。この場合、駆動源制御部6は、切り替え中は駆動力Tの単位時間あたりの変化量Rを最大量R1以下に制限する。
和Tdが駆動力閾値Tdthより大きくなる回転速度Vの領域では、駆動力Tの単位時間あたりの変化量Rを最大量R1以下に制限しないと、アクセルペダルから離した足で再びアクセルペダルを急激に踏むようなアクセルワークを行った場合、マウント部材3rから非常に大きな音(異音)が発生する。つまり、点6aが示す状態が点6bが示す状態に急激に変化した場合、大きな音(異音)が発生する。
最大値TMは、このようなアクセルワークによる加速前の負の駆動力Tの最大値であり、最大値TPは、このようなアクセルワークによる加速後の正の駆動力Tの最大値である。
変形例1では、和Tdが駆動力閾値Tdthより大きくなる回転速度Vの領域で、駆動力Tの単位時間あたりの変化量Rを最大量R1以下に制限する。これにより、マウント部材3rを押す力が外力閾値よりも小さくなるので、上記のようなアクセルワークによる急加速で生じうる、マウント部材3rからの非常に大きな音(異音)を低減(又は抑制)することができる。
(変形例2)
変形例2では、自車両の後退時と停車時は、第1領域A1であっても、つまり第2領域A2内の駆動力Tを第1領域A1内の駆動力Tに変化させた場合であっても、駆動力の単位時間あたりの変化量Rを最大量R1以下に制限しないこととする。
図7は、変形例2における、車速vと駆動力の単位時間あたりの変化量Rの関係を示している。変形例1では、例えば、−40km/hから+40km/hの領域において、変化量Rを最大量R1以下に制限した。この領域を変形例2ではさらに狭くする。
変形例2では、図7に示すように、車速vが1km/h以下では変化量Rを最大量R1以下に制限せず、例えば最大量R2(>R1)又は最大量R3(>R1)以下に制限する。すなわち車速vが0(ゼロ)である停車時と車速vが負である後退時は、制限を行わない。
変形例2では、後退時又は停車時からの急加速は日常で生じにくいので、駆動力の単位時間あたりの変化量Rを最大量R1以下に制限しないことで、マウント部材3rからの音(異音)の抑制よりも、駆動力Tの応答性を重視することしている。すなわち、自車両の後退時と停車時は音の制御を重視しないことで、駆動力Tの応答性を高めることができる。
なお、変形例2において変化量Rを制限する回転速度V及び車速vの上限(例えば、+40km/h)は、変形例1のように和Tdに基づいて求めることが可能だが、これに限定するものではない。例えば、実施形態のように特に変化量Rを制限する回転速度V及び車速vの上限を設定しなくてもよい。
なお、本実施の形態では、自車両に駆動力制御装置を搭載した。しかし、自車両に通信可能なサーバ装置又は自車両でない他車両に駆動力制御装置を搭載し、必要な情報と指示はサーバ装置又は他車両と自車両の間の通信により送受信することで、同様の駆動力制御方法を遠隔的に行ってもよい。サーバ装置と自車両の間の通信は無線通信又は路車間通信により実行可能である。他車両と自車両の間の通信は所謂車車間通信により実行可能である。
以上、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
上述の各実施形態で示した各機能は、1又は複数の処理回路により実装され得る。処理回路は、電気回路を含む処理装置等のプログラムされた処理装置を含む。処理装置は、また、実施形態に記載された機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路(ASIC)や従来型の回路部品のような装置を含む。
1 駆動源
2 車体
3f、3r ゴム製のマウント部材
4 マップ記憶部
5 駆動力制御部
100 駆動力制御装置
A1 第1領域
A2 第2領域
A3 第3領域
d マウント部材の圧縮量
N マウント部材に加わる外力(マウント部材を押す力)
Nl 外力閾値(低温時)
Nh 外力閾値(高温時)
M マップ
R 単位時間あたりの駆動力の変化量
R1 第1領域における単位時間あたりの駆動力の変化量の最大量
R2 第2領域における単位時間あたりの駆動力の変化量の最大量
R3 第3領域における単位時間あたりの駆動力の変化量の最大量
T 駆動力
Tmin 第1領域における駆動力の下限値
Tmax 第1領域における駆動力の上限値
V 駆動源(電動機)の回転速度
v 車速
TP 正の駆動力の最大値
TM 負の駆動力の最大値
Td 正の駆動力の最大値と負の駆動力の最大値の和
Tdth 駆動力閾値

Claims (7)

  1. 車両の駆動力を制御する駆動力制御装置の駆動力制御方法であって、
    前記駆動力は正の駆動力と負の駆動力とを含み、
    前記車両の駆動源は前記車両の車体の上にゴム製のマウント部材を介して搭載され、
    前記マウント部材は所定の外力閾値より小さい外力が加わったときに限り線形に圧縮し、
    前記駆動力の変化により前記駆動源が後傾して前記マウント部材を押す力が前記外力閾値よりも小さくなるように、前記駆動力が所定の下限値以上の第1領域では、前記駆動力の単位時間あたりの変化量を所定の最大量以下に制限する一方、前記駆動力が前記下限値より小さい第2領域では、前記駆動力の単位時間あたりの変化量を前記最大量以下に制限しない
    ことを特徴とする駆動力制御方法。
  2. 前記駆動力が所定の上限値より大きい第3領域では、前記駆動力の単位時間あたりの変化量を前記最大量以下に制限しない
    ことを特徴とする請求項1記載の駆動力制御方法。
  3. 前記駆動源は、前記駆動源の回転速度に応じて、前記車体に前方への力を加える正の前記駆動力と、前記車体に後方への力を加える負の前記駆動力とを発生しうるものであり、
    正の前記駆動力の最大値と負の前記駆動力の最大値の和が所定の駆動力閾値より大きくなる前記回転速度の領域で、前記駆動力の単位時間あたりの変化量を前記最大量以下に制限する
    ことを特徴とする請求項1又は2記載の駆動力制御方法。
  4. 前記車両の後退時と停車時は、前記第1領域であっても、前記駆動力の単位時間あたりの変化量を前記最大量以下に制限しない
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の駆動力制御方法。
  5. 前記マウント部材の温度が低いほど前記最大量を低くする
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の駆動力制御方法。
  6. 車両の駆動力を制御する駆動力制御装置の駆動力制御方法であって、
    前記駆動力は正の駆動力と負の駆動力とを含み、
    前記車両の駆動源は前記車両の車体の上にゴム製のマウント部材を介して搭載される電動機であり、
    前記電動機は前記車両のアクセル操作が無くなった場合に、負の前記駆動力を発生させ、
    前記駆動力が所定の下限値以上且つ所定の上限値以下の第1領域では、前記駆動力の単位時間あたりの変化量を前記マウント部材の圧縮量に基づいて定まる所定の最大量以下に制限する一方、
    前記駆動力が前記下限値より小さい第2領域、及び、前記駆動力が前記上限値より大きい第3領域では、前記駆動力の単位時間あたりの変化量を前記最大量以下に制限しない
    ことを特徴とする駆動力制御方法。
  7. 車両の駆動力を制御する駆動力制御装置であって、
    前記駆動力は正の駆動力と負の駆動力とを含み、
    前記車両の駆動源は前記車両の車体の上にゴム製のマウント部材を介して搭載され、
    前記マウント部材は所定の外力閾値より小さい外力が加わったときに限り線形に圧縮し、
    前記駆動力の変化により前記駆動源が後傾して前記マウント部材を押す力が前記外力閾値よりも小さくなるように、前記駆動力が所定の下限値以上の第1領域では、前記駆動力の単位時間あたりの変化量を所定の最大量以下に制限する一方、前記駆動力が前記下限値より小さい第2領域では、前記駆動力の単位時間あたりの変化量を前記最大量以下に制限しない駆動力制御部
    を備えることを特徴とする駆動力制御装置。
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