JP6256323B2 - 車両の制振制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制振制御装置に係り、更に詳細には、回生制動が行われる車両において、車輪の制駆動力を制御することによりばね上の振動を抑制する制振制御装置に係る。

車輪の制駆動力が変化すると、車輪の制駆動力の変化がサスペンションを介してばね上へ伝達され、これによりばね上に上下力が作用する。よって、車両の走行に伴ってばね上のピッチング振動やバウンス振動が発生すると、車輪の制駆動力を積極的に変化させ、これにより発生する上下力を利用してばね上の振動を制振する制振制御装置が知られている。

この種の制振制御装置においては、車輪速度などに基づいてばね上の振動が推定され、推定されたばね上の振動を制振するための車両駆動源の目標制振トルクが演算され、目標制振トルクに対応する制振トルクが発生するよう車両駆動源の出力が制御される。

ばね上の振動は高い周波数成分を含むので、車両の制駆動トルクは応答性よく制御される必要がある。そのため、目標制振トルクに基づく制振トルクの制御は、ハイブリッドシステム搭載車、電気自動車、燃料電池車などにおいて、車両の駆動源の少なくとも一部を構成する電動機の出力を制御することにより達成される。例えば、下記の特許文献１には、インホイールモータ式の電気自動車において、各車輪に組み込まれた電動機の出力が制御されることにより、制振トルクが目標制振トルクになるよう制御される制振制御装置の一例が記載されている。

特開２００９−１７３０８９号公報

〔発明が解決しようとする課題〕
電動機が車両の駆動源の少なくとも一部を構成する車両においては、燃費を向上させる目的で、電動機を回生発電機として機能させることにより回生制動が行われるようになっている。回生制動においては、車輪に回生制動力が付与され、発生する電気にてバッテリが充電されるので、バッテリは回生制動が行われる度に充電される。

しかし、バッテリの充電容量は有限であるため、バッテリの充電量が基準値以上になると、回生制動による充電が制限されることにより、バッテリの過充電が防止されるようになっている。即ち、バッテリの充電量が基準値以上である場合には、電動機の目標トルクが制動トルクである状況において、目標トルクの大きさが充電を制限するための制限基準値より大きくなると、目標トルクはその大きさが制限基準値よりも大きくならないよう、制限される。

回生制動による制振が行われる際に発電されバッテリに充電される電力は、後に詳細に説明するように、制振トルクの大きさが大きいほど大きくなるだけでなく、制振トルクの周波数が高いほど大きくなる。ばね上の振動は高周波成分を含み、これに対応して制振トルクも高周波成分を含むので、バッテリの過充電を効果的に防止するためには、制振トルクが高周波成分を含まない場合に比して、回生制動が制限されなければならない。

そのため、制限基準値は、制振トルクが高周波成分を含まない場合に妥当な制限基準値に比して、大きさが小さい値に設定されなければならない。従って、制動トルクであるときの目標トルクの大きさは、厳しい制限基準値によって制限されるので、制動トルクが制限されることに起因して制振トルクが不足し、ばね上の振動が効果的に行われない場合が生じる。

本発明は、回生制動が行われる車両において電動機の制駆動トルクの制御による制振制御を行う従来の制振制御装置における上述の問題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の主要な課題は、ばね上の振動が高周波成分を含む場合にも、バッテリの過充電を効果的に防止しつつ、ばね上の振動をできるだけ効果的に制振することである。
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕

本発明によれば、上述の主要な課題を達成すべく、充放電可能なバッテリと、バッテリからの電気を使用して駆動トルクを発生することにより車輪に駆動力を付与する電動機と、電動機を回生発電機として機能させ回生制動トルクを発生することにより車輪に制動力を付与すると共に発生する電気にてバッテリを充電する回生制動装置と、車両の走行中におけるばね上の振動を制振するための目標制振トルクを演算し、電動機の駆動トルク及び回生制動トルクにより発生される実際の制振トルクが目標制振トルクになるように、車両を走行させるための電動機の目標走行駆動トルクと目標制振トルクとの和である目標トルクに基づいて電動機及び回生制動装置を制御する制御手段と、を含む車両の制振制御装置が提供される。

制振制御装置は、バッテリの充電量を検出する充電量検出装置と、目標トルクが制動トルクであるか否かを示す目標トルクの指標値を演算する指標値演算装置と、目標制振トルクを示す信号をローパスフィルタ処理するフィルタ装置と、を含んでいる。制御手段は、バッテリの充電量が基準値以上であり且つ目標トルクの指標値が制動トルクであるときには、目標制振トルクをローパスフィルタ処理後の信号により示される値に修正するように構成されている。なお、「目標トルクの指標値」は、目標トルクが制動トルクであるか否かを判定するために使用され、目標走行駆動トルクとローパスフィルタ処理後の信号により示される値との和、目標トルク、目標トルクを示す信号がローパスフィルタ処理された値、の何れであってもよい。

上記の構成によれば、バッテリの充電量が基準値以上であり且つ目標トルクの指標値が制動トルクであるときには、目標制振トルクはローパスフィルタ処理により高周波成分が除去された値に修正される。よって、目標制振トルクに高周波成分が含まれている場合に比して、バッテリに充電される電力を低下させることができるので、バッテリの過充電を効果的に防止することができる。

また、目標制振トルクがローパスフィルタ処理されない場合に比して、バッテリへの充電量を低減することができるので、バッテリの過充電を効果的に防止するための制限基準値の大きさが大きくてもよい。よって、目標トルクが制動トルクである状況において、制限基準値による制限を受けない目標トルクの大きさの最大値を大きくすることができる。従って、目標制振トルクがローパスフィルタ処理されない場合に比して、目標トルクが制動トルクである状況において、許容される目標トルクの大きさの最大値を大きくし、制振の必要性が高い低周波のばね上振動を効果的に低減することができる。

なお、上記の構成によれば、バッテリの充電量が基準値以上であっても、目標トルクの指標値が駆動トルクであるときには、目標制振トルクはローパスフィルタ処理された値に修正されない。よって、目標トルクの指標値が駆動トルクであるときには、高周波成分が除去されていない目標制振トルクに基づいて制振トルクを制御することができる。従って、目標トルクの指標値が制動トルクあるか否かに関係なくローパスフィルタ処理された値に修正される場合に比して、高周波のばね上の振動を効果的に制振することができる。

本発明によれば、上記の構成において、制御手段は、バッテリの充電量が基準値以上であり且つ目標トルクの指標値の大きさが処理基準値よりも大きい制動トルクであるときに、目標制振トルクをローパスフィルタ処理後の信号により示される値に修正するように構成されていてよい。

上記の構成によれば、目標トルクの指標値の大きさが処理基準値以下であるときには、目標制振トルクはローパスフィルタ処理後の信号により示される値に修正されないので、高周波成分は除去されない。よって、目標トルクの指標値の大きさの如何に関係なく目標制振トルクがローパスフィルタ処理後の信号に修正される場合に比して、高周波のばね上振動を効果的に低減することができる。更に、目標トルクの指標値の大きさが処理基準値以下であるときには、目標制振トルクに高周波成分が含まれていても、目標トルクの大きさは過剰に大きくならない。よって、目標制振トルクに高周波成分が含まれていることに起因してバッテリに充電される電力が過大になることはない。

本発明によれば、上記の構成において、制振制御装置は、バッテリの放電による電力の供給を制限すべき状況であるか否かを判定する制限判定装置を含み、制御手段は、バッテリの放電による電力の供給を制限すべき状況である場合には、目標トルクの指標値が駆動トルクであるときには、目標制振トルクをローパスフィルタ処理後の信号により示される値に修正するように構成されていてよい。

上記の構成によれば、バッテリの放電による電力の供給を制限すべき状況である場合には、目標トルクの指標値が駆動トルクであるときには、目標制振トルクはローパスフィルタ処理により高周波成分が除去された値に修正される。よって、目標トルクの指標値が駆動トルクである状況において、制振の必要性が低い高周波のばね上振動を低減するためにバッテリから電動機へ供給される電力を効果的に低減することができる。

なお、上記の各構成において、電動機は、ハイブリッドシステム搭載車、電気自動車、燃料電池車において、車両の駆動源の少なくとも一部を構成する電動機であってよい。また、フィルタ装置は、制御手段の一部であってよい。

また、上記の各構成において、バッテリの放電による電力の供給を制限すべき状況であるか否かを判定する制限判定装置は、バッテリから電動機への電力の供給を制限すべき状況であるか否かを判定するようになっていてよい。例えば、車両の消費エネルギーを低減するエコモードに車両の走行モードを設定するエコモードスイッチが設けられた車両の場合には、エコモードスイッチがオンであるときに、バッテリの放電による電力の供給を制限すべき状況であると判定されてよい。

ハイブリッドシステム搭載車に適用された本発明による車両の制振制御装置の一つの実施形態を示す概略構成図である。 実施形態における制振トルク制御ルーチンを示すフローチャートである。 数Ｈz程度の周波数が低い主要な成分とそれよりも周波数が高い高周波成分とを含む目標制振トルクＴdtを示すグラフである。 ローパスフィルタ処理後の目標制振トルクＴdtfを示すグラフである。 駆動トルクがローパスフィルタ処理前の目標制振トルクＴdtであり、制動トルクがローパスフィルタ処理後の目標制振トルクＴdtfである、修正後の目標制振トルクＴdtaを示すグラフである。 駆動トルク及び制動トルクの両者がローパスフィルタ処理前の目標制振トルクＴdtfである、修正後の目標制振トルクＴdtaを示すグラフである。 駆動トルクがローパスフィルタ処理後の目標制振トルクＴdtfであり、制動トルクがローパスフィルタ処理前の目標制振トルクＴdtである、修正後の目標制振トルクＴdtaを示すグラフである。 修正例における制振トルク制御ルーチンを示すフローチャートである。 修正例について、修正後の目標制振トルクＴdtaを示す図５に対応するグラフである。

以下に添付の図を参照しつつ、好ましい実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、ばね上の振動とは、路面から車両の車輪に与えられた力が、サスペンションを介してばね上としての車体へ伝達されることにより、車体に発生する振動、例えば、１〜４Ｈｚ、特に１．５Ｈｚ近傍の周波数成分を含む振動をいう。この車両のばね上の振動には、車両のピッチ振動及びバウンス振動（上下振動）が含まれる。更に、ばね上制振制御とは、車両のばね上の振動を低減する制御をいう。

図１は、ハイブリッドシステム搭載車に適用された本発明による車両の制振制御装置１０の一つの実施形態を示す概略構成図である。図１に於いて、制振制御装置１０は、車両１２に搭載され、車両１２の走行用の駆動力を発生する駆動源であるハイブリッドシステム１４を含んでいる。ハイブリッドシステム１４は、内燃機関であるエンジン１６と、発電機としても機能することができる電動機１８とを有している。更に、ハイブリッドシステム１４は、エンジン１６の出力を受けて発電を行う発電機（電動発電機）２０を有しており、エンジン１６及び発電機２０は、動力分割機構２２により互いに接続されている。

動力分割機構２２及び電動機１８は、減速機２４を介して互いに接続されている。減速機２４は、ディファレンシャル（図示せず）を含み、それぞれ駆動軸２６L及び２６Rを介して駆動輪としての左右の前輪２８FL及び２８FRに接続されている。なお、左右の前輪２８FL及び２８FRは、駆動輪であると共に操舵輪であり、図には示されていないステアリングホイールが運転者によって操作されることにより操舵機構を介して操舵される。

動力分割機構２２は、エンジン１６の出力を発電機２０及び減速機２４に分配する。減速機２４は、動力分割機構２２を介して伝達されたエンジン１６の出力及び／又は電動機１８の出力を減速して左右の前輪２８FL及び２８FRへ伝達する。減速機２４には、該減速機の出力軸（図示せず）の回転速度を検出することにより車速Ｖを検出する車速センサ３０が設けられている。動力分割機構２２は、エンジン１６の出力を、発電機２０への出力と車両１２の走行用の駆動力とに分割する駆動力分割手段としても機能する。

電動機１８は、交流同期電動機であり、インバータ３２から供給される交流電力によって駆動される。電動機１８は、左右の前輪２８FL及び２８FRの回転によって駆動されることにより回生発電機としても機能し、前輪２８FL及び２８FRに回生制動力を付与する。電動機１８の発電によって生成される電力は、インバータ３２によって交流から直流に変換され、充放電可能なバッテリ３４に充電される。車両１２の制動時には、電動機１８により発生される回生制動力、図には示されていない摩擦制動装置により発生される摩擦制動力、及びエンジンブレーキ力により、車両１２が制動される。

インバータ３２は、バッテリ３４に蓄えられた電力を直流から交流に変換して電動機１８へ供給すると共に、発電機２０がエンジン１６の出力によって駆動されることにより生成される電力を交流から直流に変換してバッテリ３４に蓄えるようになっている。よって、バッテリ３４は、電動機１８を駆動するための電源として機能すると共に、発電機２０により発電された電気を蓄電する蓄電手段として機能する。なお、発電機２０は、上述の電動機１８と同様に交流同期電動機としての構成を有し、主としてエンジン１６の出力を受けて発電を行うが、必要に応じてバッテリ３４からインバータ３２を介して電力が供給されることにより電動機としても機能することができる。

エンジン１６、電動機１８、発電機２０、動力分割機構２２及び摩擦制動装置は、電子制御装置４０により制御され、これにより車両の駆動力及び制動力が制御される。図１には詳細に示されていないが、電子制御装置４０は、エンジン１６及び動力分割機構２２を制御するエンジン制御部４０Ａと、電動機１８、発電機２０及びインバータ３２を制御する電動機制御部４０Ｂと、バッテリ３４の電気残量である充電量を監視するバッテリ制御部４０Ｃとを含んでいる。更に、電子制御装置４０は、車両の制動力を制御する制動制御部４０Ｄを含んでいる。

以上の説明から解るように、電動機１８、インバータ３２、電動機制御部４０Ｂ及びバッテリ制御部４０Ｃは、回生制動により左右の前輪２８FL及び２８FRに制動力を付与し発生する電気にてバッテリ３４を充電する回生制動装置として機能する。

図１に示されているように、電子制御装置４０には、減速機２４に設けられた車速センサ３０から車速Ｖを示す信号が入力され、運転者により操作されるアクセルペダル４２に設けられたアクセル開度センサ４４からアクセル開度Ａを示す信号が入力される。電子制御装置４０には、左右の前輪２８FL、２８FR及び左右の後輪２８RL、２８RRに設けられた車輪速度センサ４６FL、４６FR、４６RL及び４６RRから、それぞれ対応する車輪の車輪速度ＶFL、ＶFR、ＶRL及びＶRRを示す信号が入力される。

更に、車両１２には、その消費エネルギーを低減するエコモードに車両の走行モードを設定するために車両の乗員によって操作されるエコスイッチ（ＥＣＯ−ＳＷ）４８が設けられている。電子制御装置４０には、エコスイッチ４８から該スイッチがオンであるか否かを示す信号も入力され、更には図には示されていないマスタシリンダ内の圧力Ｐmを示す信号なども入力される。

エンジン制御部４０Ａ、電動機制御部４０Ｂ、バッテリ制御部４０Ｃ及び制動制御部４０Ｄは、必要に応じて統合制御部４０Ｅにより制御され、これらの制御部は必要に応じて相互に情報及び指令の授受を行う。なお、電子制御装置４０の上述の各制御部は、それぞれＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータを含む装置であってよい。

統合制御部４０Ｅは、車両の通常の走行時には、車速Ｖ及びアクセル開度Ａなどに基づいて運転者の要求駆動力を演算し、車両の駆動力が要求駆動力になるよう、エンジン制御部４０Ａ及び電動機制御部４０Ｂを介してエンジン１６などの出力を制御する。また、統合制御部４０Ｅは、車両の制動時には、図には示されていないマスタシリンダ内の圧力Ｐmなどに基づいて車両の目標減速度を演算し、車両の減速度が目標減速度になるよう、制動制御部４０Ｄ及び電動機制御部４０Ｂを介して摩擦制動力及び回生制動力を制御する。

車両の駆動力及び制動力の制御自体は本発明にとって重要ではなく、またハイブリッドシステム搭載車の駆動力及び制動力の制御は、当技術分野においてよく知られている。よって、車両の駆動力及び制動力の制御についてのこれ以上の詳細な説明を省略するが、必要ならば、例えば本願出願人の出願にかかる国際公開公報ＷＯ２０１０１３１３４１を参照されたい。

更に、統合制御部４０Ｅは、車両１２が走行しており且つ制動による減速が行われていない状況において、ばね上制振制御を行う。例えば、統合制御部４０Ｅは、アクセル開度Ａ及び車輪速度ＶFL〜ＶRRなどに基づいて、車両モデルを使用して車両１２の運動状態およびばね上振動を推定し、推定されたばね上振動を抑制するために必要なハイブリッドシステム１４のトルクとして目標制振トルクＴdtを演算する。

なお、目標制振トルクＴdtの演算要領も本発明にとって重要ではなく、また当技術分野においてよく知られている。よって、目標制振トルクＴdtの演算についてのこれ以上の詳細な説明を省略するが、必要ならば、例えば本願出願人の出願にかかる特開２０１１−１７３０３号公報を参照されたい。

また、統合制御部４０Ｅは、バッテリ３４の充電量Ｅb及びエコスイッチ４８がオンであるか否かなどに基づいて、図２に示されたフローチャートに従って目標制振トルクＴdtを修正することにより、修正後の目標制振トルクＴdtaを演算する。統合制御部４０Ｅは、運転者の駆動操作などに基づく車両の要求駆動力に基づいて、エンジン１６の目標走行駆動トルクＴvet及び電動機１８の目標走行駆動トルクＴvmtを演算し、目標走行駆動トルクＴvetを示す信号をエンジン制御部４０Ａへ出力する。エンジン制御部４０Ａは、目標走行駆動トルクＴvetに基づいてエンジン１６の出力を制御する。更に、統合制御部４０Ｅは、目標走行駆動トルクＴvmtと修正後の目標制振トルクＴdtaとの和として電動機１８の目標トルクＴmtを演算し、電動機１８の出力トルクが目標トルクＴmtになるよう、電動機１８を制御する。

特に、統合制御部４０Ｅは、目標制振トルクＴdtを示す信号をローパスフィルタ処理することにより、ローパスフィルタ処理後の目標制振トルクＴdtfを演算する。統合制御部４０Ｅは、目標走行駆動トルクＴvmtと目標制振トルクＴdtfとの和として、電動機１８の目標トルクが制動トルクであるか否かを示す目標トルクの指標値Ｔmiを演算する。統合制御部４０Ｅは、バッテリ３４の充電量Ｅbが過充電防止のための基準値Ｅbc（正の定数）以上であり且つ目標トルクの指標値Ｔmiが制動トルクであるときには、バッテリ３４の過充電を防止するために回生制動を制限する。即ち、統合制御部４０Ｅは、修正後の目標制振トルクＴdtaをローパスフィルタ処理後の目標制振トルクＴdtfに設定する。更に、統合制御部４０Ｅは、目標トルクＴmtの大きさが制限基準値Ｔd0を越える場合には、目標トルクＴmtを制限基準値Ｔd0に修正する。

なお、制限基準値Ｔd0は予め設定された負の定数であってもよいが、バッテリ３４の充電量Ｅbが大きいほど大きさが小さくなるよう、充電量Ｅbに応じて可変設定されてもよい。制限基準値Ｔd0の大きさは、該基準値が負の定数である場合及び可変設定される場合の何れの場合にも、回生制動装置に設けられ過電圧からバッテリ３４などを保護する保護回路（図示せず）における保護基準値以下である。

以上の説明から解るように、制振制御装置１０は、ハイブリッドシステム１４、インバータ３２、バッテリ３４、電子制御装置４０、車輪速度センサ４６FL〜４６RRなどにより構成されている。制振制御装置１０は、上述の目標制振トルクＴdtの演算及び修正を行うと共に、上述のハイブリッドシステム１４の電動機１８などを制御することにより、制振トルクの制御を行う。

次に、図２に示されたフローチャートを参照して実施形態における目標制振トルクＴdtの修正制御ルーチンについて説明する。図２に示されたフローチャートによる制御は、車速センサ３０により検出される車速Ｖが基準値Ｖ0（正の定数）以上であり且つ制動による減速が行われていない状況において、所定の時間毎に繰返し実行される。下記の説明においては、図２に示されたフローチャートによる目標制振トルクＴdtの修正制御を単に「制御」と指称する。

なお、目標制振トルクＴdt、ローパスフィルタ処理後の目標制振トルクＴdtf、及び修正後の目標制振トルクＴdtaは、駆動トルク及び制動トルクである場合にそれぞれ正の値及び負の値になるものとする。更に、目標制振トルクＴdt及びローパスフィルタ処理後の目標制振トルクＴdtfについての「＋」及び「−」は、それぞれ駆動トルク及び制動トルクであることを意味する。

まず、ステップ１０においては、目標走行駆動トルクＴvmtを示す信号、目標制振トルクＴdtを示す信号、車輪速度センサ４６FL〜４６RRにより検出された車輪速度ＶFL〜ＶRRなどを示す信号が読み込まれる。

ステップ２０においては、目標制振トルクＴdtがローパスフィルタ処理されることにより、ローパスフィルタ処理後の目標制振トルクＴdtfが演算される。よって、このステップ２０は、目標制振トルクを示す信号をローパスフィルタ処理するフィルタ装置として機能する。

ステップ３０においては、目標走行駆動トルクＴvmtと目標制振トルクＴdtfとの和として電動機１８の目標トルクの指標値Ｔmiが演算される。よって、このステップ３０は、目標トルクの指標値Ｔmiを演算する指標値演算装置として機能する。

ステップ４０においては、バッテリ制御部４０Ｃにより検出されたバッテリ３４の充電量Ｅbが基準値Ｅbc以上であるか否かの判別、即ち、回生制動により発生される電力によるバッテリ３４の充電が制限されるべきであるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには制御はステップ１１０へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ５０へ進む。

ステップ５０においては、エコスイッチ４８がオンであるか否かの判別、即ち車両１２の消費エネルギーを低減するためにバッテリ３４の放電による電力の供給が制限されるべきであるか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときには制御はステップ８０へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ６０へ進む。

ステップ６０、８０、１２０及び１４０においては、目標トルクの指標値Ｔmiが負であるか否かの判別、即ち電動機１８の目標トルクが実質的に制動トルクであり、回生制動力が発生されるべきであるか否かの判別が行われる。ステップ６０において、肯定判別が行われたときには制御はステップ１００へ進み、否定判別が行われたときにはステップ７０において修正後の目標制振トルクＴdtaがローパスフィルタ処理前の目標制振トルクＴdt(+)に設定される。

ステップ８０において否定判別が行われたときには、ステップ９０において修正後の目標制振トルクＴdtaがローパスフィルタ処理後の目標制振トルクＴdtf(+)に設定される。これに対し、ステップ８０において肯定判別が行われたときには、ステップ１００において修正後の目標制振トルクＴdtaがローパスフィルタ処理後の目標制振トルクＴdtf(-)に設定される。

ステップ１１０においても、ステップ５０と同様に、エコスイッチ４８がオンであるか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときには制御はステップ１４０へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ１２０へ進む。

ステップ１２０において、肯定判別が行われたときには制御はステップ１６０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ１３０において修正後の目標制振トルクＴdtaがローパスフィルタ処理前の目標制振トルクＴdt(+)に設定される。

ステップ１４０において否定判別が行われたときには、ステップ１５０において修正後の目標制振トルクＴdtaがローパスフィルタ処理後の目標制振トルクＴdtf(+)に設定される。これに対し、ステップ１４０において肯定判別が行われたときには、ステップ１６０において修正後の目標制振トルクＴdtaがローパスフィルタ処理前の目標制振トルクＴdt(-)に設定される。

なお、ステップ７０、９０、１００、１３０、１５０及び１６０が完了すると、図２に示されたフローチャートによる制御は一旦終了する。

以上の説明から解るように、目標制振トルクＴdtは、バッテリ３４の充電量Ｅbが基準値Ｅbc以上であるか否か（ステップ４０）、エコスイッチ４８がオンであるか否か（ステップ５０、１１０）、ローパスフィルタ処理後の目標制振トルクＴdtfが負であるか否か（ステップ６０、８０、１２０及び１４０）に応じて修正される。特に、ステップ５０及び１１０は、バッテリ３４の放電による電力の供給を制限すべき状況であるか否かを判定する制限判定装置として機能する。

次に、バッテリ３４の充電量Ｅbなどについて、状況を場合分けして上述の実施形態の作動について説明する。なお、以下の説明においては、実施形態の理解が容易になるよう、目標走行駆動トルクＴvmtは０であり、よって、目標トルクの指標値Ｔmiはローパスフィルタ処理後の目標制振トルクＴdtfと同一であると仮定する。更に、目標制振トルクＴdtは、図３に示されているように、数Ｈz程度の周波数が低い主要な成分とそれよりも周波数が高い高周波成分とを含んでいるとする。図４は、図３に示された目標制振トルクＴdtがローパスフィルタ処理された目標制振トルクＴdtfを示している。

図４及び後述の図５乃至図７において、Ｔd0はバッテリ３４の過充電を防止するための前述の制限基準値を示している。修正後の目標制振トルクＴdtaは、目標制振トルクＴdtの大きさが制限基準値Ｔd0を越える場合には、制限基準値Ｔd0に設定される。同様に、図３、図４及び図５において、Ｔd0′は、従来の制振制御装置においてバッテリの過充電を防止するための制限基準値を示している。従来の制振制御装置においては、目標制振トルクＴdtの大きさが制限基準値Ｔd0′を越える場合には、回生制動による制動トルクの大きさが制限基準値Ｔd0′よりも大きい値になることが阻止される。後に説明するように、制限基準値Ｔd0の大きさは制限基準値Ｔd0′の大きさよりも大きい。

＜Ａ−１．充電量Ｅbが基準値Ｅbc以上で、エコスイッチ４８がオフの場合＞
この場合には、ステップ４０において肯定判別が行われるが、ステップ５０において否定判別が行われる。よって、目標トルクの指標値Ｔmiが正又は０であるときには、ステップ６０及び７０により、修正後の目標制振トルクＴdtaがローパスフィルタ処理前の目標制振トルクＴdt(+)に設定される。これに対し、目標トルクの指標値Ｔmiが負であるときには、ステップ６０及び１００により、修正後の目標制振トルクＴdtaがローパスフィルタ処理後の目標制振Ｔdtf(-)に設定される。

従って、図５に示されているように、修正後の目標制振トルクＴdtaは、駆動トルクの場合には、図３に示された目標制振トルクＴdtの正の値になる。また、修正後の目標制振トルクＴdtaは、制動トルクの場合には、図４に示されたローパスフィルタ処理後の目標制振トルクＴdtfの負の値、即ち高周波成分を含まない値になる。図５には示されていないが、目標制振トルクＴdtfの大きさが制限基準値Ｔd0よりも大きい範囲に於いては、修正後の目標制振トルクＴdtaはＴd0に設定される。

＜Ａ−２．充電量Ｅbが基準値Ｅbc以上で、エコスイッチ４８がオンの場合＞
この場合には、ステップ４０及び５０において肯定判別が行われる。よって、目標トルクの指標値Ｔmiが正又は０であるときには、ステップ８０及び９０により、修正後の目標制振トルクＴdtaがローパスフィルタ処理後の目標制振トルクＴdtf (+)に設定される。これに対し、目標トルクの指標値Ｔmiが負であるときには、ステップ８０及び１００により、修正後の目標制振トルクＴdtaがローパスフィルタ処理後の目標制振Ｔdtf(-)に設定される。

従って、修正後の目標制振トルクＴdtaは、駆動トルクの場合及び制動トルクの何れの場合にも、図４に示されたローパスフィルタ処理後の目標制振トルクＴdtfの値、即ち高周波成分を全く含まない値になる。図４には示されていないが、ローパスフィルタ処理後の目標制振トルクＴdtfが制動トルクであり、その大きさが制限基準値Ｔd0よりも大きい範囲に於いては、修正後の目標制振トルクＴdtaはＴd0に設定される。

＜Ｂ−１．充電量Ｅbが基準値Ｅbc未満で、エコスイッチ４８がオフの場合＞
この場合には、ステップ４０及び１１０において否定判別が行われる。よって、目標トルクの指標値Ｔmiが正又は０であるときには、ステップ１２０及び１３０により、修正後の目標制振トルクＴdtaがローパスフィルタ処理前の目標制振トルクＴdt (+)に設定される。これに対し、目標トルクの指標値Ｔmiが負であるときには、ステップ１２０及び１６０により、修正後の目標制振トルクＴdtaがローパスフィルタ処理前の目標制振Ｔdt(-)に設定される。

従って、修正後の目標制振トルクＴdtaは、図６に示されているように、駆動トルクの場合及び制動トルクの何れの場合にも、図３に示されたローパスフィルタ処理前の目標制振トルクＴdtと同一の値、即ち高周波成分を含む値になる。図６には示されていないが、目標制振トルクＴdtが制動トルクであり、その大きさが制限基準値Ｔd0よりも大きい範囲に於いては、修正後の目標制振トルクＴdtaはＴd0に設定される。

＜Ｂ−２．充電量Ｅbが基準値Ｅbc未満で、エコスイッチ４８がオンの場合＞
この場合には、ステップ４０において否定判別が行われるが、ステップ１１０において肯定判別が行われる。よって、目標トルクの指標値Ｔmiが正又は０であるときには、ステップ１４０及び１５０により、修正後の目標制振トルクＴdtaがローパスフィルタ処理後の目標制振トルクＴdtf(+)に設定される。これに対し、目標トルクの指標値Ｔmiが負であるときには、ステップ１４０及び１６０により、修正後の目標制振トルクＴdtaがローパスフィルタ処理前の目標制振Ｔdt(-)に設定される。

従って、修正後の目標制振トルクＴdtaは、図７に示されているように、駆動トルクの場合には、図４に示されたローパスフィルタ処理後の目標制振トルクＴdtfの正の値、即ち高周波成分を含まない値になり、制動トルクの場合には、図３に示された目標制振トルクＴdtの負の値になる。なお、この場合、修正後の目標制振トルクＴdtaは制限基準値Ｔd0による制限を受けない。

上記四つの場合のうち、充電量Ｅbが基準値Ｅbc以上であり、回生制動によるバッテリ３４の充電が制限される必要があるのは、Ａ−１及びＡ−２の場合である。これらの場合には、修正後の目標制振トルクＴdtaの負の値（制動トルク）は、高周波成分を含まない値であって、大きさが制限基準値Ｔd0を越えないよう修正された値に設定される（図４、図５）。従って、制動トルクであるときの制振トルクの大きさが制限基準値Ｔd0を越えることに起因してバッテリ３４に対する回生制動による充電が過充電になることを効果的に防止することができる。

前述のように、バッテリ３４に対する回生制動による充電量は、制振トルクＴdtの大きさが大きいほど大きくなるだけでなく、制振トルクの周波数が高いほど大きくなる。例えば、制振トルクをＴdとし、電動機１８の回転角速度をωとすると、電動機１８が回生発電機として機能することによるバッテリ３４に対する充電率Ｐ（単位時間当りの充電量）は、下記の式（１）により表される。
Ｐ＝Ｔd・ω …（１）

電動機１８の回転の慣性モーメントをＩとし、電動機１８の回転角加速度をωdとすると、電動機１８が回転することによる制振トルクＴdは、下記の式（２）により表される。
Ｔd＝Ｉ・ωd …（２）

制振トルクＴdの周波数をｆとすると、電動機１８が制振トルクＴdを発生するよう回転せしめられるときの回転角速度をωは、下記の式（３）により表されるので、回転角加速度ωdは、下記の式（４）により表される。
ω＝２π・ｆ …（３）
ωd＝２π・２π・ｆ＝（２π）^２・ｆ …（４）

上記式（２）ないし（４）を上記式（１）に代入することにより、充電率Ｐは、下記の式（５）により表される。下記の式（５）から、充電率Ｐは、制振トルクの周波数ｆの２乗の関数であるので、制振トルクの周波数ｆが高いほど大きくなり、その増大率は比例の場合よりも大きいことが解る。
Ｐ＝Ｉ・（２π）^２・ｆ・２π・ｆ＝Ｉ・（２π）^３・ｆ^２ …（５）

上述の実施形態によれば、Ａ−１及びＡ−２の場合には、制動トルクであるときの修正後の目標制振トルクＴdtaは、高周波成分を含まない。よって、目標制振トルクＴdtがローパスフィルタ処理されない従来の制振制御装置の場合に比して、制振トルクＴdtの周波数ｆを低くすることができるので、バッテリ３４に対する回生制動による充電率Ｐを低減することができる。従って、バッテリ３４の過充電を防止するための制限基準値Ｔd0の大きさを、従来の制振制御装置の場合の制限基準値Ｔd0′よりも大きくすることができる。これにより制振トルクの大きさの制限を緩和することができるので、制振の必要性が高い低周波のばね上振動の制振効果を従来の制振制御装置の場合に比して向上させることができる。

また、上述の実施形態によれば、制動トルクであるときの目標制振トルクＴdtaは制限基準値Ｔd0を越えないよう修正される。よって、修正前の目標制振トルクＴdtの大きさが制限基準値Ｔd0を越える場合にも、回生制動装置の保護回路に印加される回生電流の電圧を制限基準値Ｔd0に対応する電圧に制限することができる。よって、目標制振トルクに高周波成分が含まれ、高周波成分に起因して修正前の目標制振トルクの大きさが大きい値になる場合にも、回生制動装置の保護回路に回生電流の過大な電圧が印加されることを回避し、保護回路の耐久性を向上させることができる。

なお、上記の実施形態によれば、バッテリの充電量Ｅbが基準値Ｅbc以上であっても、ローパスフィルタ処理後の目標制振トルクＴdtfが正の値であり駆動トルクであるときには、目標制振トルクＴdtはローパスフィルタ処理された値Ｔdtfに修正されない。よって、必要な制振トルクが駆動トルクであるときには、高周波成分が除去されていない目標制振トルクＴdtに基づいて制振トルクを制御することができる。従って、目標制振トルクが制動トルクあるか否かに関係なくローパスフィルタ処理された値に修正される場合に比して、ばね上の振動を効果的に制振することができる。

また、上述の実施形態によれば、上記Ａ−２及びＢ−２の場合、即ち、エコスイッチ４８がオンである場合には、駆動トルクであるときの修正後の目標制振トルクＴdtaは、ローパスフィルタ処理後の目標制振トルクＴdtf(+)に設定される。よって、エコスイッチ４８がオンである場合にも、制振トルクが高周波成分を含む目標制振トルクＴdtに基づいて制御される場合に比して、制振トルクの制御により消費される電力を低減くすることができる。

例えば、図３に示された目標制振トルクＴdtの駆動トルクの二乗平均平方根（ＲＭＳ）は、１８．１Ｎmである。これに対し、図４及び図７に示された修正後の目標制振トルクＴdtaの駆動トルクの二乗平均平方根は、２３．４Ｎmである。よって、上述の実施形態によれば、図示の例の場合には、制振トルクを制御する際に、下記の式（６）により求められる２３％の省エネルギー率を達成することができる。
（２３．４−１８．１）／２３．４×１００＝２３％ …（６）

更に、上述の実施形態によれば、必要とされる制振トルクが制動トルクであるか否かの判別は、ステップ６０、８０、１２０及び１４０において、目標トルクの指標値Ｔmiが負であるか否かの判別によって行われる。よって、必要な制振トルクが制動トルクであるか否かの判別が、高周波成分を含む目標トルクＴmtが負であるか否かの判別によって行われる場合に比して、高周波成分に起因して判定結果が頻繁に変化することを防止することができる。

以上においては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば、上述の実施形態においては、必要な制振トルクが制動トルクであるか否かの判別は、ステップ６０、８０、１２０及び１４０において、目標トルクの指標値Ｔmiが負であるか否かの判別によって行われる。換言すれば、処理基準値は０である。しかし、修正例として図８に示されているように、０よりも小さく制限基準値Ｔd0よりも大きい負の値を処理基準値Ｔdpとして、ステップ６０、８０、１２０及び１４０の判別の基準値が処理基準値Ｔdpに変更されてもよい。

なお、処理基準値Ｔdpは、負の定数であってよいが、制限基準値Ｔd0と同様に、バッテリ３４の充電量Ｅbが大きいほど大きさが小さくなるよう、充電量Ｅbに応じて可変設定されてもよい。

この修正例によれば、目標トルクの指標値Ｔmiが負であり、大きさが０以上で処理基準値Ｔdp以下のときには、修正後の目標制振トルクＴdtaは、図５に対応する図９に示されているように、高周波成分を含むローパスフィルタ処理前の目標制振トルクＴdtに設定される。よって、目標トルクの指標値Ｔmiが負であり、大きさが０以上で処理基準値Ｔdp以下のときには、高周波成分についても制振することができる。なお、目標トルクの指標値Ｔmiが負であり、大きさが０以上で処理基準値Ｔdp以下のときには、修正後の目標制振トルクＴdtaの大きさは過剰には大きくならないので、制振トルクが高周波成分を含むことに起因してバッテリ３４の充電率が過剰に増大することはない。

また、上述の実施形態においては、バッテリの充電量Ｅbが基準値Ｅbc以上であり且つ目標トルクの指標値Ｔmiが制動トルクであるときには、目標トルクＴmtは大きさが制限基準値Ｔd0を越えないよう、必要に応じて修正される。しかし、目標トルクＴmtが制動トルクであるときに制限基準値Ｔd0にて行われる目標トルクＴmtの大きさの制限は省略されてもよい。

また、上述の実施形態においては、必要とされる制振トルクが制動トルクであるか否かの判別は、目標トルクの指標値Ｔmiが負であるか否かの判別によって行われ、目標トルクの指標値Ｔmiは目標走行駆動トルクＴvmtと目標制振トルクＴdtfとの和である。しかし、目標トルクの指標値Ｔmiは、目標走行駆動トルクＴvmtとローパスフィルタ処理前の目標制振トルクＴdtとの和（Ｔmt）であってもよく、目標走行駆動トルクＴvmtとローパスフィルタ処理前の目標制振トルクＴdtとの和のローパスフィルタ処理後の値であってもよい。

また、上述の実施形態においては、車両１２には、その消費エネルギーを低減するエコモードに車両の走行モードを設定するために車両の乗員によって操作されるエコスイッチ４８が設けられている。しかし、本発明の制振制御装置１０は、エコスイッチ４８が設けられていない車両に適用されてもよい。その場合には、図２及び図８に示されたフローチャートにおけるステップ５０、８０及び９０が省略され、ステップ１１０、１４０及び１５０が省略される。

また、上述の実施形態においては、車両１２は、駆動源としてハイブリッドシステム１４を有するハイブリッドシステム搭載車である。しかし、回生制動により制動トルクとして制振トルクを発生し、回生制動により生成した電力がバッテリに充電される限り、本発明の制振制御装置１０は、電気自動車又は燃料電池車に適用されてもよい。

更に、上述の実施形態においては、ハイブリッドシステム１４はツーモータ式のパラレル型のハイブリッドシステムである。しかし、本発明の制振制御装置１０がハイブリッドシステム搭載車に適用される場合のハイブリッドシステムは、ワンモータ式のパラレル型のハイブリッドシステムであってもよく、シリーズ型のような他の型式のハイブリッドシステムであってもよい。

１０…制振制御装置、１２…車両、１４…ハイブリッドシステム、１６…エンジン、１８…電動機、２０…発電機、３２…インバータ、３４…バッテリ、４０…電子制御装置

Claims (3)

1. 充放電可能なバッテリと、前記バッテリからの電気を使用して駆動トルクを発生することにより車輪に駆動力を付与する電動機と、前記電動機を回生発電機として機能させ回生制動トルクを発生することにより前記車輪に制動力を付与すると共に発生する電気にて前記バッテリを充電する回生制動装置と、車両の走行中におけるばね上の振動を制振するための目標制振トルクを演算し、前記電動機の駆動トルク及び回生制動トルクにより発生される実際の制振トルクが前記目標制振トルクになるように、車両を走行させるための前記電動機の目標走行駆動トルクと前記目標制振トルクとの和である目標トルクに基づいて前記電動機及び前記回生制動装置を制御する制御手段と、を含む車両の制振制御装置において、
   前記制振制御装置は、前記バッテリの充電量を検出する充電量検出装置と、前記目標トルクが制動トルクであるか否かを示す目標トルクの指標値を演算する指標値演算装置と、前記目標制振トルクを示す信号をローパスフィルタ処理するフィルタ装置と、を含み、
   前記制御手段は、前記バッテリの充電量が基準値以上であり且つ前記目標トルクの指標値が制動トルクであるときには、前記目標制振トルクを前記ローパスフィルタ処理後の信号により示される値に修正するように構成された、
   車両の制振制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の制振制御装置において、前記制御手段は、前記バッテリの充電量が基準値以上であり且つ前記目標トルクの指標値の大きさが処理基準値よりも大きい制動トルクであるときに、前記目標制振トルクをローパスフィルタ処理後の信号により示される値に修正するように構成された、車両の制振制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の車両の制振制御装置において、
   前記制振制御装置は、前記バッテリの放電による電力の供給を制限すべき状況であるか否かを判定する制限判定装置を含み、
   前記制御手段は、前記バッテリの放電による電力の供給を制限すべき状況である場合には、前記目標トルクの指標値が駆動トルクであるときには、前記目標制振トルクを前記ローパスフィルタ処理後の信号により示される値に修正するように構成された、車両の制振制御装置。
   
   

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