JP2016205898A - トルク振動推定装置及びトルク振動推定プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】ドライブシャフトトルクに含まれるドライバーの意図していない振動成分を精度良く推定する。
【解決手段】切換部52によって、エンジン12からドライブシャフト20への駆動力の伝達度合に基づいて、バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの周波数帯域を切り換え、推定部54によって、トルク計36により検出されたドライブシャフトトルクに対する、バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの出力に基づいて、ドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分を推定する。
【選択図】図2
【解決手段】切換部52によって、エンジン12からドライブシャフト20への駆動力の伝達度合に基づいて、バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの周波数帯域を切り換え、推定部54によって、トルク計36により検出されたドライブシャフトトルクに対する、バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの出力に基づいて、ドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分を推定する。
【選択図】図2
Description
本発明は、トルク振動推定装置及びトルク振動推定プログラムに係り、特に、車両のドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分を推定するトルク振動推定装置及びトルク振動推定プログラムに関する。
従来、手動式変速機が搭載された車両において、クラッチ機構の入出力軸の回転速度の差を縮小するための同期制御をエンジン等の原動機側の回転速度の制御により実現することが行われている(例えば、特許文献1)。
ところで、車両のドライブシャフトトルクには、ドライバー(運転者)の運転操作に関係なくエンジンの慣性等の影響による共振周波数の振動成分が含まれる。当該振動成分は、ドライバーが意図していない振動成分であり、当該振動成分を精度良く推定することは車両の制御上重要なことである。
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、ドライブシャフトのトルク振動については考慮されていない。また、特許文献1に記載の技術では、クラッチ機構の係合状態についても考慮されていない。このため、特許文献1に記載の技術では、ドライブシャフトトルクのうち、何れの成分がドライバーの意図していない振動成分であるかを精度良く推定することはできない。
本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、ドライブシャフトトルクに含まれるドライバーの意図していない振動成分を精度良く推定することができるトルク振動推定装置及びトルク振動推定プログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係るトルク振動推定装置は、車両のドライブシャフトトルクを検出するトルク検出手段と、エンジンからドライブシャフトへの駆動力の伝達度合に基づいて、バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの周波数帯域を切り換える切換手段と、前記トルク検出手段によって検出された前記ドライブシャフトトルクに対する、前記バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの出力に基づいて、前記ドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分を推定する推定手段と、を含む。
本発明に係るトルク振動推定プログラムは、コンピュータを、エンジンからドライブシャフトへの駆動力の伝達度合に基づいて、バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの周波数帯域を切り換える切換手段、及び車両のドライブシャフトトルクを検出するトルク検出手段によって検出された前記ドライブシャフトトルクに対する、前記バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの出力に基づいて、前記ドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分を推定する推定手段として機能させるためのプログラムである。
本発明によれば、トルク検出手段によって、車両のドライブシャフトトルクを検出し、切換手段によって、エンジンからドライブシャフトへの駆動力の伝達度合に基づいて、バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの周波数帯域を切り換える。そして、推定手段によって、トルク検出手段によって検出されたドライブシャフトトルクに対する、バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの出力に基づいて、ドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分を推定する。
このように、ドライブシャフトトルクに対する、エンジンからドライブシャフトへの駆動力の伝達度合に基づいて周波数帯域が切り換えられたバンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの出力に基づいて、ドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分を推定することにより、ドライブシャフトトルクに含まれるドライバーの意図していない振動成分を精度良く推定することができる。
本発明に係るトルク振動推定装置は、前記伝達度合として、前記車両の変速機の変速段数を検出する変速段数検出手段を更に含み、前記切換手段は、前記変速段数検出手段によって検出された前記変速段数が高いほど、前記バンドストップフィルタにより減衰される周波数帯域又は前記バンドパスフィルタを通過する周波数帯域が高くなるように、前記バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの周波数帯域を切り換え、前記推定手段は、前記バンドパスフィルタの出力、又は前記ドライブシャフトトルクから前記バンドストップフィルタの出力を減算した結果に基づいて、前記ドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分を推定することができる。
本発明に係るトルク振動推定装置は、前記伝達度合として、前記車両のクラッチ機構の係合状態を検出するクラッチ状態検出手段を更に含み、前記切換手段は、前記クラッチ状態検出手段によって前記クラッチ機構が係合している状態が検出された場合、前記バンドストップフィルタにより減衰される周波数帯域又は前記バンドパスフィルタを通過する周波数帯域が低くなるように、前記バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの周波数帯域を切り換え、前記クラッチ状態検出手段によって前記クラッチ機構が係合していない状態が検出された場合、前記バンドストップフィルタにより減衰される周波数帯域又は前記バンドパスフィルタを通過する周波数帯域が高くなるように、前記バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの周波数帯域を切り換え、前記推定手段は、前記バンドパスフィルタの出力、又は前記ドライブシャフトトルクから前記バンドストップフィルタの出力を減算した結果に基づいて、前記ドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分を推定することができる。
本発明に係るトルク振動推定装置は、判定手段を更に含み、前記推定手段は、ドライバーによる前記車両の変速機に対する変速操作が行われた期間における、前記トルク検出手段によって検出された前記ドライブシャフトトルクに対する、前記バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの出力に基づいて、前記ドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分を推定し、前記判定手段は、前記推定手段によって推定された前記ドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分に基づいて、前記ドライバーの車両の運転操作の熟練度を判定することができる。
本発明に係るトルク振動推定装置は、前記判定手段は、前記推定手段によって推定された前記ドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分が大きいほど、前記ドライバーの車両の運転操作の熟練度を低く判定することができる。
本発明に係るトルク振動推定装置は、前記判定手段によって判定された前記ドライバーの車両の運転操作の熟練度に応じて運転支援を行う運転支援手段を更に含むことができる。
なお、本発明に係るトルク振動推定プログラムを記憶する記憶媒体は、特に限定されず、ハードディスクであってもよいし、ROMであってもよい。また、CD−ROMやDVDディスク、光磁気ディスクやICカードであってもよい。更にまた、該トルク振動推定プログラムを、ネットワークに接続されたサーバ等からダウンロードしてもよい。
本発明によれば、ドライブシャフトトルクに含まれるドライバーの意図していない振動成分を精度良く推定することができる、という効果が得られる。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態例について詳細に説明する。
[第1の実施の形態]
まず、図1及び図2を参照して、本実施の形態の制御対象とする車両の構成について説明する。
まず、図1及び図2を参照して、本実施の形態の制御対象とする車両の構成について説明する。
図1に示すように、本実施の形態に係る車両10は、エンジン12、クラッチ機構14、手動式の変速機16、ディファレンシャルギア18、ドライブシャフト20、前輪22R、22L、後輪24R、24L、及びモータ26R、26Lを備えている。なお、図1では、図1の左側を車両10の前方(フロント)とし、図1の右側を車両10の後方(リア)として図示している。また、以下では、前輪22R、22Lを区別する必要がない場合は、符号末尾のアルファベットを省略する。また、以下では、後輪24R、24Lを区別する必要がない場合は、符号末尾のアルファベットを省略する。また、以下では、モータ26R、26Lを区別する必要がない場合は、符号末尾のアルファベットを省略する。
エンジン12から出力される駆動力は、クラッチ機構14、変速機16、ディファレンシャルギア18、及びドライブシャフト20を介して、前輪22に伝達される。クラッチ機構14は、図示しないクラッチペダルに対するドライバーの操作によって、完全に係合されて上記駆動力が伝達される係合状態と、上記駆動力が伝達されない開放状態との間でその係合度合が変化する。
変速機16は、図示しないシフトレバーに対するドライバーの操作によって、複数の段階(例えば、1速から6速までの6段階)での多段変速が可能とされている。変速機16の入力軸にはクラッチ機構14が接続され、変速機16の出力軸にはディファレンシャルギア18が接続されている。
モータ26Rは後輪24Rに設けられ、モータ26Lは後輪24Lに設けられ、モータ26の各々は、後輪24の各々へ駆動力を供給する。
また、図2に示すように、本実施の形態に係る車両10は、車両10のドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分を推定するトルク振動推定装置の一例としてのコンピュータ30を備えている。また、車両10は、CS位置センサ32、シフト位置センサ34、トルク計36、AS位置センサ38、及び車速センサ40を備えている。なお、CS位置センサ32は、クラッチ状態検出手段の一例であり、シフト位置センサ34は、変速段数検出手段の一例であり、トルク計36は、トルク検出手段の一例である。
CS位置センサ32は、クラッチペダルのストローク位置を所定間隔で繰り返し検出して、コンピュータ30に出力する。シフト位置センサ34は、変速機16の変速段数を所定間隔で繰り返し検出して、コンピュータ30に出力する。トルク計36は、車両10のドライブシャフトトルク[Nm]を所定間隔で繰り返し検出して、コンピュータ30に出力する。
AS位置センサ38は、アクセルペダルのストローク位置を所定間隔で繰り返し検出して、コンピュータ30に出力する。車速センサ40は、車両10の車速を所定間隔で繰り返し検出して、コンピュータ30に出力する。
コンピュータ30は、CPUと、RAMと、後述する熟練度更新処理プログラム及び運転支援処理プログラムを記憶したROMと、不揮発性の記憶部とを備え、機能的には次に示すように構成されている。コンピュータ30は、係合状態フラグ設定部50、切換部52、推定部54、熟練度判定部56、モータアシスト制御部58、エンジン回転速度制御部60、及び変速操作判定部62を備えている。なお、熟練度判定部56は、判定手段の一例であり、モータアシスト制御部58は、運転支援手段の一例である。
係合状態フラグ設定部50は、CS位置センサ32により検出されたクラッチペダルのストローク位置に基づいて、クラッチ機構14の係合状態を判定するための判定フラグLUを設定する。具体的には、係合状態フラグ設定部50は、一例として、クラッチ機構14が完全に係合している状態をLU=1、所謂半クラッチの状態をLU=0.5、クラッチ機構14が開放されている状態をLU=0として、判定フラグLUを設定する。
切換部52は、シフト位置センサ34によって検出された変速段数、及び係合状態フラグ設定部50によって設定された判定フラグLUに基づいて、推定部54で用いられるバンドストップフィルタの周波数帯域を切り換える。推定部54は、トルク計36により検出されたドライブシャフトトルクに対する、バンドストップフィルタの出力に基づいて、ドライバーが意図していないドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分を推定する。以下、切換部52による上記周波数帯域の切り換え、及び推定部54による上記振動成分の推定について詳細に説明する。
図3には、ドライブシャフトトルクの振動成分を説明するためのグラフの一例が示されている。なお、図3の縦軸は、ドライブシャフトトルクの値を示し、図3の横軸は、クラッチ機構14が係合された時点を起点とした経過期間を示している。また、図3の実線は、ドライバーが意図しているドライブシャフトトルクTdr refを示し、図3の一点鎖線は、トルク計36により検出されたドライブシャフトトルクTdrを示し、図3の二点鎖線は、ドライバーが意図していないドライブシャフトトルクTshを示している。
図3に示すように、ドライバーは、ドライブシャフトトルク(Tdr ref)が線形に上昇することを意図していたとしても、実際のドライブシャフトトルク(Tdr)には、ドライバーが意図していないドライブシャフトトルク(Tsh)の振動成分が含まれる。この振動成分は、例えば、エンジン12の慣性による影響により発生する。そこで、本実施の形態に係る推定部54は、次に示す式(1)、(2)を用いて、ドライバーが意図していないドライブシャフトトルクTshを導出する。
但し、fstはバンドストップフィルタであり、NGrはシフト位置センサ34により検出された変速機16の変速段数であり、LUは係合状態フラグ設定部50により設定された判定フラグLUである。
ここで、変速段数NGrが高いほど、ドライバーが意図していないドライブシャフトトルクTshの共振周波数は高くなる。また、クラッチ機構14が係合している状態(LU=1)では、エンジン12の慣性による影響により、ドライバーが意図していないドライブシャフトトルクTshの共振周波数は低くなる。また、クラッチ機構14が係合していない状態(LU=0又は0.5)では、エンジン12の慣性による影響を受けないため、ドライバーが意図していないドライブシャフトトルクTshの共振周波数は高くなる。
そこで、切換部52は、変速段数NGr及び判定フラグLUに基づいて、バンドストップフィルタfstにより減衰されるドライブシャフトトルクTdrの周波数帯域を切り換える。具体的には、切換部52は、変速段数NGrが高いほど、バンドストップフィルタfstにより減衰される周波数帯域が高くなるように、バンドストップフィルタfstの周波数帯域を切り換える。
また、切換部52は、判定フラグLUが1である場合は、バンドストップフィルタfstにより減衰される周波数帯域が低くなるように、バンドストップフィルタfstの周波数帯域を切り換える。また、切換部52は、判定フラグLUが0又は0.5である場合は、バンドストップフィルタfstにより減衰される周波数帯域が高くなるように、バンドストップフィルタfstの周波数帯域を切り換える。
そして、推定部54は、式(1)を用いて、ドライブシャフトトルクTdrから、バンドストップフィルタfstの出力を減算することにより、ドライバーが意図していないドライブシャフトトルクTshを導出する。すなわち、推定部54は、トルク計36により検出されたドライブシャフトトルクTdrから、ドライバーが意図していないと推定される周波数帯域が減衰されたドライブシャフトトルクTdr refを減算することにより、ドライバーが意図していないドライブシャフトトルクTshを導出する。
さらに、推定部54は、ドライバーが意図していないドライブシャフトトルクTshに対して周波数解析を行い、振幅が最大である周波数の成分を、共振周波数の振動成分と推定する。
以上説明した共振周波数の振動成分の大きさ(振幅)は、ドライバーの車両10の運転操作の熟練度(以下、単に「熟練度」という。)が低いほど大きくなる。そこで、熟練度判定部56は、ドライバーによる変速機16に対する変速操作(以下、単に「変速操作」という。)が行われる毎に、推定部54により推定された共振周波数の振動成分に基づいて、熟練度を判定して更新する。
ここで、図4を参照して、一例として、(k−n+1)回目からk回目までの変速操作について説明する。なお、図4の横軸は、上記変速操作が行われた累積回数を示し、図4の縦軸は、各回の変速操作が行われた期間内における、推定部54により推定されたドライブシャフトトルクTshにおける共振周波数の振動成分の絶対値の最大値max|Tsh|を示している。また、図4の破線は、熟練度の判定基準l(p(k))を示している。
熟練度判定部56は、推定部54によって推定されたドライバーが意図していないドライブシャフトトルクTshの共振周波数の振動成分の時系列データに基づいて、次に示す式(3)を用いて、k回目の変速操作が行われた際に、熟練度pを判定して更新する。
但し、p(k)は、(k−1)回目の変速操作が行われた際に熟練度判定部56により判定された熟練度pであり、Kp(p(k))は、熟練度pの更新ゲインである。また、nは、予め定められた定数であり、nsは、(k−n+1)回目からk回目までの変速操作時に、最大値max|Tsh|が判定基準l(p(k))を下回った回数である。また、cは定数であり、n回の変速操作に対する、最大値max|Tsh|が判定基準l(p(k))を下回った回数nsの割合に基づき、熟練度pを増加させるか、又は減少させるかの基準となる割合である。なお、本実施の形態では、c=1/2としている。
また、更新ゲインKp(p(k))は、固定値としてもよいし、熟練度p(k)に応じて可変としてもよい。更新ゲインKp(p(k))を可変とする場合、熟練度p(k)が高いほど、更新ゲインKp(p(k))を大きくする形態が例示される。また、判定基準l(p(k))についても、熟練度p(k)の判定の厳しさに応じて予め定められた固定値としてもよいし、熟練度p(k)に応じて可変としてもよい。判定基準l(p(k))を可変とする場合、熟練度p(k)が高いほど、判定基準l(p(k))を大きくする形態が例示される。
このように、本実施の形態に係る熟練度判定部56は、共振周波数の振動成分の絶対値の最大値max|Tsh|を用いて熟練度pの判定を行っているが、これに限定されない。例えば、熟練度判定部56は、共振周波数の振動成分の最大値と最小値との差等、共振周波数の振動成分の大きさを表す他の値を用いて熟練度pの判定を行ってもよい。
モータアシスト制御部58は、推定部54によって得られたドライバーが意図していないドライブシャフトトルクTshに基づいて、熟練度判定部56により判定された熟練度pに応じて、変速操作が行われた際のドライブシャフトトルクTshをモータ26によって補償することにより、運転支援を行う。
具体的には、モータアシスト制御部58は、AS位置センサ38により検出されたアクセルペダルのストローク位置、車速センサ40により検出された車両10の車速、及びエンジン12とモータ26との駆動力の分配割合に基づいて、ドライバーのアクセルペダルの操作量に応じたモータ26への指令トルクTm dを導出する。そして、導出された指令トルクTm d及びドライバーが意図していないドライブシャフトトルクTshに基づいて、モータ26のトルクTmを次に示す式(4)を用いて導出してモータ26を制御する。
但し、Km(p)は、モータ26の制御ゲインである。なお、本実施の形態に係るモータアシスト制御部58は、制御ゲインKm(p)を、熟練度pが高いほど小さくなるものとしている。図5には、以上説明したモータアシスト制御部58による運転支援における入出力の流れを表すブロック図が示されている。
エンジン回転速度制御部60は、AS位置センサ38により検出されたアクセルペダルのストローク位置、車速センサ40により検出された車両10の車速、及びエンジン12とモータ26との駆動力の分配割合に基づいて、ドライバーのアクセルペダルの操作量に応じたエンジン12のスロットル開度THdを導出する。そして、エンジン回転速度制御部60は、スロットル開度THdに基づいて、エンジン12の回転速度の制御を行う。
変速操作判定部62は、係合状態フラグ設定部50により設定された判定フラグLUの値に基づき、変速操作中であるか否かを判定する。具体的には、変速操作判定部62は、一例として、判定フラグLUが1から0.5又は0に推移したときを変速操作の開始と判定する。また、変速操作判定部62は、一例として、変速操作の開始を判定した後に、判定フラグLUが1となったときを変速操作の終了と判定する。そして、変速操作判定部62は、変速操作の開始から終了までを変速操作中と判定する。
次に、図6及び図7を参照して、本実施の形態に係る車両10の作用を説明する。なお、図6は、例えば車両10のイグニッションスイッチがオン状態とされた際にコンピュータ30によって実行される熟練度更新処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。また、図7は、例えば車両10のイグニッションスイッチがオン状態とされた際にコンピュータ30によって実行される運転支援処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。また、図7における図6と同一の処理を実行するステップについては図6と同一のステップ番号を付して、その説明を省略する。
まず、図6のステップ100において、係合状態フラグ設定部50は、CS位置センサ32により検出されたクラッチペダルのストローク位置を取得する。そして、ステップ102において、係合状態フラグ設定部50は、上記ステップ100で取得されたクラッチペダルのストローク位置に基づいて、判定フラグLUを設定する。
ステップ104において、変速操作判定部62は、上記ステップ102で設定された判定フラグLUに基づいて、変速操作中であるか否かを判定する。この判定が肯定判定となった場合はステップ106に移行する一方、否定判定となった場合はステップ116に移行する。
ステップ106において、切換部52は、シフト位置センサ34により検出された変速機16の変速段数NGrを取得する。そして、ステップ108において、切換部52は、上記ステップ102で設定された判定フラグLU、及び上記ステップ106で取得された変速段数NGrに基づいて、バンドストップフィルタfstの周波数帯域を切り換える。
ステップ110において、推定部54は、トルク計36により検出されたドライブシャフトトルクTdrを所定期間取得する。次に、ステップ112において、推定部54は、上記ステップ110で取得されたドライブシャフトトルクTdr、及び上記ステップ108で周波数帯域が切り換えられたバンドストップフィルタfstに基づいて、上記式(1)、(2)に従って、ドライバーが意図していないドライブシャフトトルクTshを導出する。そして、推定部54は、ドライブシャフトトルクTshに対して周波数解析を行い、振幅が最大である周波数の成分を、共振周波数の振動成分と推定する。
さらに、ステップ114において、推定部54は、上記ステップ112で推定された共振周波数の振動成分を記憶部に記憶した後、上記ステップ100に戻る。
ステップ116において、熟練度判定部56は、直近のn回の変速操作における上記ステップ114で記憶部に記憶された各回の共振周波数の振動成分の絶対値の最大値max|Tsh|に基づいて、上記式(3)に従って、熟練度pを判定する。そして、ステップ118において、熟練度判定部56は、上記ステップ116で判定された熟練度pを記憶部に記憶(更新)する。
ステップ120において、CPUは、所定の終了タイミングが到来したか否かを判定する。この判定が否定判定となった場合は上記ステップ100に戻る一方、肯定判定となった場合は本熟練度更新処理プログラムを終了する。なお、本実施の形態では、所定の終了タイミングとして、一例として車両10のイグニッションスイッチがオフ状態とされたタイミングを適用している。
図7のステップ200において、変速操作判定部62は、上記ステップ104と同様に、上記ステップ102で設定された判定フラグLUに基づいて、変速操作中であるか否かを判定する。この判定が肯定判定となった場合はステップ202に移行する一方、否定判定となった場合はステップ216に移行する。
ステップ202において、モータアシスト制御部58は、上記ステップ112で導出されたドライバーが意図していないドライブシャフトトルクTshを取得する。
ステップ204において、モータアシスト制御部58は、上記ステップ118で記憶された熟練度pを取得する。次に、ステップ206において、モータアシスト制御部58及びエンジン回転速度制御部60は、AS位置センサ38により検出されたアクセルペダルのストローク位置を取得する。次に、ステップ208において、モータアシスト制御部58及びエンジン回転速度制御部60は、車速センサ40により検出された車両10の車速を取得する。
さらに、ステップ210において、モータアシスト制御部58は、上記ステップ206で取得されたストローク位置、上記ステップ208で取得された車速、及びエンジン12とモータ26との駆動力の分配割合に基づいて、モータ26への指令トルクTm dを導出する。そして、モータアシスト制御部58は、導出した指令トルクTm d、上記ステップ204で取得された熟練度p、及び上記ステップ202で取得されたドライバーが意図していないドライブシャフトトルクTshに基づいて、上記式(4)に従って、トルクTmを導出する。
ステップ212において、エンジン回転速度制御部60は、上記ステップ206で取得されたストローク位置、上記ステップ208で取得された車速、及びエンジン12とモータ26との駆動力の分配割合に基づいて、スロットル開度THdを導出する。
ステップ214において、モータアシスト制御部58は、上記ステップ210で導出されたトルクTmに基づいてモータ26を制御し、エンジン回転速度制御部60は、上記ステップ212で導出されたスロットル開度THdに基づいてエンジン12の回転速度を制御する。
ステップ216において、CPUは、上記ステップ120と同様に、所定の終了タイミングが到来したか否かを判定する。この判定が否定判定となった場合は上記ステップ200に戻る一方、肯定判定となった場合は本運転支援処理プログラムを終了する。
[第2の実施の形態]
まず、図8を参照して、本実施の形態に係る車両10の構成について説明する。なお、図8における図2と同一の機能を有する構成要素については、図2と同一の符号を付して、その説明を省略する。
まず、図8を参照して、本実施の形態に係る車両10の構成について説明する。なお、図8における図2と同一の機能を有する構成要素については、図2と同一の符号を付して、その説明を省略する。
図8に示すように、本実施の形態に係る車両10は、クランク角センサ42、及び車輪回転速度センサ44を更に備えている。また、本実施の形態に係るコンピュータ30は、上記第1の実施の形態に係るモータアシスト制御部58及びエンジン回転速度制御部60に代えて、モータアシスト制御部58A及びエンジン回転速度制御部60Aを備えている。なお、エンジン回転速度制御部60Aは、運転支援手段の一例である。
クランク角センサ42は、クランク角を所定間隔で繰り返し検出して、コンピュータ30に出力する。車輪回転速度センサ44は、前輪22R、22L、後輪24R、24Lの各々の車輪の回転速度を所定間隔で繰り返し検出して、コンピュータ30に出力する。
モータアシスト制御部58Aは、AS位置センサ38により検出されたアクセルペダルのストローク位置、車速センサ40により検出された車両10の車速、及びエンジン12とモータ26との駆動力の分配割合に基づいて、ドライバーのアクセルペダルの操作量に応じたモータ26への指令トルクTm dを導出する。そして、モータアシスト制御部58Aは、指令トルクTm dに基づいてモータ26を制御する。
エンジン回転速度制御部60Aは、熟練度判定部56により判定された熟練度pに応じて、理想のエンジン回転速度と実際のエンジン回転速度との差を小さくする制御を行うことにより、運転支援を行う。
具体的には、エンジン回転速度制御部60Aは、理想のエンジン回転速度Ne refを、次に示す式(5)を用いて導出する。
但し、Grは、シフト位置センサ34により検出された変速機16の変速段数NGrに対応するギア比であり、defはディファレンシャルギア18のギア比であり、Ntは車輪回転速度センサ44により検出された車輪の回転速度である。
本実施の形態に係るエンジン回転速度制御部60Aは、ギア比Gr及びギア比defの各々は、既知の値を適用する。また、本実施の形態に係るエンジン回転速度制御部60Aは、回転速度Ntとして、車輪回転速度センサ44により検出された前輪22Rの回転速度を適用する。なお、エンジン回転速度制御部60Aは、回転速度Ntとして、前輪22R以外の車輪の何れか一つの回転速度を適用してもよいし、複数の車輪の回転速度の平均値を適用してもよい。
また、エンジン回転速度制御部60Aは、実際のエンジン回転速度Neを、クランク角センサ42により検出されたクランク角から導出する。また、エンジン回転速度制御部60Aは、AS位置センサ38により検出されたアクセルペダルのストローク位置、車速センサ40により検出された車両10の車速、及びエンジン12とモータ26との駆動力の分配割合に基づいて、ドライバーのアクセルペダルの操作量に応じたエンジン12のスロットル開度THdを導出する。そして、エンジン回転速度制御部60Aは、次に示す式(6)を用いて、エンジン回転速度Ne refとエンジン回転速度Neとの差ΔNeを小さくするスロットル開度THを導出してエンジン12の回転速度の制御を行う。
但し、Ke(p)は、エンジン12の回転速度制御の制御ゲインである。なお、本実施の形態に係るエンジン回転速度制御部60Aは、制御ゲインKe(p)を、熟練度pが高いほど小さくなるものとしている。図9には、以上説明したエンジン回転速度制御部60Aによる運転支援における入出力の流れを表すブロック図が示されている。
次に、図6及び図10を参照して、本実施の形態に係る車両10の作用を説明する。なお、車両10のイグニッションスイッチがオン状態とされた際に、コンピュータ30によって、上記図6に示す熟練度更新処理プログラムの処理と同様の処理が実行される。また、図10は、例えば車両10のイグニッションスイッチがオン状態とされた際にコンピュータ30によって実行される運転支援処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。また、図10における図7と同一の処理を実行するステップについては図7と同一のステップ番号を付して、その説明を省略する。
図10のステップ204Aにおいて、エンジン回転速度制御部60Aは、上記ステップ118で記憶された熟練度pを取得する。ステップ210Aにおいて、モータアシスト制御部58Aは、上記ステップ206で取得されたストローク位置、上記ステップ208で取得された車速、及びエンジン12とモータ26との駆動力の分配割合に基づいて、モータ26への指令トルクTm dを導出する。
ステップ250において、エンジン回転速度制御部60Aは、車輪回転速度センサ44により検出された車輪の回転速度Ntを取得する。ステップ252において、エンジン回転速度制御部60Aは、上記ステップ106で取得された変速段数NGrに対応するギア比Gr、ディファレンシャルギア18のギア比def、及び上記ステップ250で取得された車輪の回転速度Ntに基づいて、上記式(5)に従って、理想のエンジン回転速度Ne refを導出する。
ステップ254において、エンジン回転速度制御部60Aは、クランク角センサ42により検出されたクランク角を取得する。ステップ256において、エンジン回転速度制御部60Aは、実際のエンジン回転速度Neを、上記ステップ254で取得されたクランク角から導出する。また、エンジン回転速度制御部60Aは、上記ステップ206で取得されたストローク位置、上記ステップ208で取得された車速、及びエンジン12とモータ26との駆動力の分配割合に基づいて、スロットル開度THdを導出する。そして、エンジン回転速度制御部60は、導出したスロットル開度THd、エンジン回転速度Ne refとエンジン回転速度Neとの差ΔNe、及び上記ステップ204Aで取得された熟練度pに基づいて、上記式(6)に従って、スロットル開度THを導出する。
ステップ258において、モータアシスト制御部58Aは、上記ステップ210Aで導出された指令トルクTm dに基づいてモータ26を制御し、エンジン回転速度制御部60Aは、上記ステップ256で導出されたスロットル開度THに基づいてエンジン12の回転速度を制御する。
以上説明したように、上記各実施の形態によれば、エンジンからドライブシャフトへの駆動力の伝達度合に基づいて、バンドストップフィルタの周波数帯域を切り換えて、ドライブシャフトトルクに対する、バンドストップフィルタの出力に基づいて、ドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分を推定している。これにより、ドライブシャフトトルクに含まれるドライバーの意図していない振動成分を精度良く推定することができる。
なお、上記各実施の形態では、手動式の変速機を用いた場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、自動式の変速機を用いてもよい。この場合、上記各実施の形態と同様に、変速機の変速段数に応じて、バンドストップフィルタの周波数帯域を切り換えればよい。また、この場合、トルクコンバーター等のクラッチ機構に相当する部位におけるエンジンから出力された駆動力の伝達度合に応じて、上記実施の形態と同様に、バンドストップフィルタの周波数帯域を切り換えればよい。
また、上記各実施の形態では、前輪が駆動輪である所謂フロント駆動の場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、後輪が駆動輪である所謂リア駆動としてもよい。また、モータは車輪ではなく、エンジンから車輪までのドライブライン上に配置されてもよい。さらに、モータは各車輪に対応して1つずつ設けられる必要はなく、1つのモータとディファレンシャルギアとドライブシャフトにより、1つのモータの駆動力が左右の車輪に分配される構成でもよい。
また、上記各実施の形態では、トルク計によりドライブシャフトトルクを検出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、車両の前後方向に対する加速度(前後G)からドライブシャフトトルクを推定してもよい。
また、上記第2の実施の形態では、車輪回転速度センサにより車輪の回転速度を検出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、車速から車輪の回転速度を推定してもよい。
また、上記各実施の形態では、バンドストップフィルタfstを用いてドライバーが意図していないドライブシャフトトルクTshを導出する場合(上記式(1)、(2)参照)を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、推定部54は、次に示す式(7)を用いて、ドライバーが意図していないドライブシャフトトルクTshを導出してもよい。
但し、fpsはバンドパスフィルタである。この場合、切換部52は、変速段数NGrが高いほど、バンドパスフィルタfpsを通過する周波数帯域が高くなるように、バンドパスフィルタfpsの周波数帯域を切り換える。
また、切換部52は、判定フラグLUが1である場合は、バンドパスフィルタfpsを通過する周波数帯域が低くなるように、バンドパスフィルタfpsの周波数帯域を切り換える。また、切換部52は、判定フラグLUが0又は0.5である場合は、バンドパスフィルタfpsを通過する周波数帯域が高くなるように、バンドパスフィルタfpsの周波数帯域を切り換える。
また、上記第1の実施の形態では、熟練度を用いたモータアシスト制御により運転支援を行った場合を例に説明し、上記第2の実施の形態では、熟練度を用いたエンジン回転速度制御により運転支援を行った場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。上記第1の実施の形態及び第2の実施の形態を組み合わせて、熟練度を用いたモータアシスト制御及びエンジン回転速度制御の双方により運転支援を行ってもよい。この場合、モータとエンジンとの駆動力の分配割合に応じて、熟練度を用いたモータアシスト制御及びエンジン回転速度制御の各々の制御ゲインを変更する形態が例示される。
10 車両
12 エンジン
14 クラッチ機構
16 変速機
18 ディファレンシャルギア
20 ドライブシャフト
22R、22L 前輪
24R、24L 後輪
26R、26L モータ
30 コンピュータ
32 CS位置センサ
34 シフト位置センサ
36 トルク計
38 AS位置センサ
40 車速センサ
42 クランク角センサ
44 車輪回転速度センサ
50 係合状態フラグ設定部
52 切換部
54 推定部
56 熟練度判定部
58、58A モータアシスト制御部
60、60A エンジン回転速度制御部
62 変速操作判定部
12 エンジン
14 クラッチ機構
16 変速機
18 ディファレンシャルギア
20 ドライブシャフト
22R、22L 前輪
24R、24L 後輪
26R、26L モータ
30 コンピュータ
32 CS位置センサ
34 シフト位置センサ
36 トルク計
38 AS位置センサ
40 車速センサ
42 クランク角センサ
44 車輪回転速度センサ
50 係合状態フラグ設定部
52 切換部
54 推定部
56 熟練度判定部
58、58A モータアシスト制御部
60、60A エンジン回転速度制御部
62 変速操作判定部
Claims (7)
- 車両のドライブシャフトトルクを検出するトルク検出手段と、
エンジンからドライブシャフトへの駆動力の伝達度合に基づいて、バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの周波数帯域を切り換える切換手段と、
前記トルク検出手段によって検出された前記ドライブシャフトトルクに対する、前記バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの出力に基づいて、前記ドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分を推定する推定手段と、
を含むトルク振動推定装置。 - 前記伝達度合として、前記車両の変速機の変速段数を検出する変速段数検出手段を更に含み、
前記切換手段は、前記変速段数検出手段によって検出された前記変速段数が高いほど、前記バンドストップフィルタにより減衰される周波数帯域又は前記バンドパスフィルタを通過する周波数帯域が高くなるように、前記バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの周波数帯域を切り換え、
前記推定手段は、前記バンドパスフィルタの出力、又は前記ドライブシャフトトルクから前記バンドストップフィルタの出力を減算した結果に基づいて、前記ドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分を推定する請求項1記載のトルク振動推定装置。 - 前記伝達度合として、前記車両のクラッチ機構の係合状態を検出するクラッチ状態検出手段を更に含み、
前記切換手段は、前記クラッチ状態検出手段によって前記クラッチ機構が係合している状態が検出された場合、前記バンドストップフィルタにより減衰される周波数帯域又は前記バンドパスフィルタを通過する周波数帯域が低くなるように、前記バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの周波数帯域を切り換え、
前記クラッチ状態検出手段によって前記クラッチ機構が係合していない状態が検出された場合、前記バンドストップフィルタにより減衰される周波数帯域又は前記バンドパスフィルタを通過する周波数帯域が高くなるように、前記バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの周波数帯域を切り換え、
前記推定手段は、前記バンドパスフィルタの出力、又は前記ドライブシャフトトルクから前記バンドストップフィルタの出力を減算した結果に基づいて、前記ドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分を推定する請求項1又は2記載のトルク振動推定装置。 - 判定手段を更に含み、
前記推定手段は、ドライバーによる前記車両の変速機に対する変速操作が行われた期間における、前記トルク検出手段によって検出された前記ドライブシャフトトルクに対する、前記バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの出力に基づいて、前記ドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分を推定し、
前記判定手段は、前記推定手段によって推定された前記ドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分に基づいて、前記ドライバーの車両の運転操作の熟練度を判定する請求項1〜請求項3の何れか1項記載のトルク振動推定装置。 - 前記判定手段は、前記推定手段によって推定された前記ドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分が大きいほど、前記ドライバーの車両の運転操作の熟練度を低く判定する請求項4記載のトルク振動推定装置。
- 前記判定手段によって判定された前記ドライバーの車両の運転操作の熟練度に応じて運転支援を行う運転支援手段を更に含む
請求項4又は5記載のトルク振動推定装置。 - コンピュータを、
エンジンからドライブシャフトへの駆動力の伝達度合に基づいて、バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの周波数帯域を切り換える切換手段、及び
車両のドライブシャフトトルクを検出するトルク検出手段によって検出された前記ドライブシャフトトルクに対する、前記バンドストップフィルタ又はバンドパスフィルタの出力に基づいて、前記ドライブシャフトトルクの共振周波数の振動成分を推定する推定手段
として機能させるためのトルク振動推定プログラム。
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JP2015085343A JP2016205898A (ja) | 2015-04-17 | 2015-04-17 | トルク振動推定装置及びトルク振動推定プログラム |
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JP2015085343A JP2016205898A (ja) | 2015-04-17 | 2015-04-17 | トルク振動推定装置及びトルク振動推定プログラム |
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- 2015-04-17 JP JP2015085343A patent/JP2016205898A/ja active Pending
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