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JP2009255628A - Damping device for vehicle - Google Patents

Damping device for vehicle Download PDF

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JP2009255628A
JP2009255628A JP2008104346A JP2008104346A JP2009255628A JP 2009255628 A JP2009255628 A JP 2009255628A JP 2008104346 A JP2008104346 A JP 2008104346A JP 2008104346 A JP2008104346 A JP 2008104346A JP 2009255628 A JP2009255628 A JP 2009255628A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
torque
freedom
output
drive system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008104346A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satohiro Tsukano
聡弘 塚野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2008104346A priority Critical patent/JP2009255628A/en
Publication of JP2009255628A publication Critical patent/JP2009255628A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/62Hybrid vehicles

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Abstract

【課題】車両における内燃機関のトルク変動に起因する駆動系の振動を抑制する。
【解決手段】車両の制振装置は、エンジン200、モータジェネレータ300、及びドライブシャフト11等を含む駆動系を複数自由度の振動モデルで模擬した場合における、該複数自由度の振動モデルが有する複数の固有振動モードのうち一の固有振動モードでの複数自由度の振動モデルに等価な1自由度振動モデルの伝達関数の逆関数を用いて、エンジン100から出力されるトルクの推定値から、駆動系の振動を抑制するためにモータジェネレータ300が出力すべき制振トルクを算出するフィードフォワード制御器110を備える。
【選択図】図2
Drive system vibration caused by torque fluctuation of an internal combustion engine in a vehicle is suppressed.
A vehicle vibration control device includes a plurality of vibration models having a plurality of degrees of freedom when a drive system including an engine 200, a motor generator 300, a drive shaft 11 and the like is simulated by a vibration model having a plurality of degrees of freedom. Drive from the estimated torque output from the engine 100 using the inverse function of the transfer function of the one-degree-of-freedom vibration model equivalent to the vibration model of multiple degrees of freedom in one of the natural vibration modes. A feedforward controller 110 that calculates a damping torque to be output from the motor generator 300 in order to suppress system vibration is provided.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、例えばエンジン等の内燃機関から出力されるトルクの変動に起因する車両の振動を抑制するための車両の制振装置の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of a vibration damping device for a vehicle for suppressing vibrations of the vehicle caused by fluctuations in torque output from an internal combustion engine such as an engine.

この種の制振装置として、内燃機関から駆動系に出力されるトルクの変動(即ち、トルク変動或いはトルク振動)に起因する駆動系の捩り振動を抑制するために、この内燃機関から出力されるトルクに対して逆方向のトルク(即ち、逆トルク)を駆動系に出力するように電動機を制御するものが知られている(例えば特許文献1から3参照)。   This type of damping device is output from this internal combustion engine in order to suppress torsional vibration of the drive system due to torque fluctuations (ie, torque fluctuations or torque vibrations) output from the internal combustion engine to the drive system. There is known one that controls an electric motor so as to output a torque in a direction opposite to the torque (that is, a reverse torque) to a drive system (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

例えば特許文献1には、エンジンの運転時に発生する周期的なトルク変動を抑制するように、モータに逆トルクを発生させる技術が開示されている。例えば特許文献2には、駆動系の振動状態を検出し、この検出された振動状態に基づいて駆動系の振動を制御するための電動機の出力トルクを算出する技術が開示されている。例えば特許文献3には、モータから出力すべきトルクを、エンジントルク要求値とモータトルク要求値の和をフィードフォワード制御器で処理した値からエンジントルク要求値を減算することにより算出する技術が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a technique for generating reverse torque in a motor so as to suppress periodic torque fluctuations that occur during engine operation. For example, Patent Document 2 discloses a technique for detecting a vibration state of a drive system and calculating an output torque of an electric motor for controlling the vibration of the drive system based on the detected vibration state. For example, Patent Document 3 discloses a technique for calculating torque to be output from a motor by subtracting the engine torque request value from a value obtained by processing the sum of the engine torque request value and the motor torque request value by a feedforward controller. Has been.

特開2000−352332号公報JP 2000-352332 A 特開2000−32607号公報JP 2000-32607 A 特開2001−37006号公報JP 2001-37006 A

しかしながら、例えば特許文献1に開示された技術のように、モータが出力する逆トルクをフィードバック制御により決定する場合には、高周波領域のトルク変動に対する応答性が十分ではないおそれがある。ここで、特許文献1では、エンジン高回転域において逆トルクをフィードフォワード制御により決定することが提案されているが、トルク変動を一定周期且つ正弦波という前提のもとで逆トルクを決定しているため、駆動系の振動を実用上十分に抑制することは困難であるという技術的問題点がある。また、例えば特許文献2に開示された技術によれば、駆動系の振動を制御するための電動機の出力トルクを算出するためにECU(Engine Control Unit)が行うべき演算が複雑となってしまい、電動機に対する制御に遅れが発生してしまうおそれがあるという技術的問題点がある。   However, when the reverse torque output from the motor is determined by feedback control as in the technique disclosed in Patent Document 1, for example, the response to torque fluctuations in the high frequency region may not be sufficient. Here, in Patent Document 1, it is proposed that the reverse torque is determined by feedforward control in the high engine speed range, but the reverse torque is determined based on the assumption that the torque fluctuation is a constant cycle and a sine wave. Therefore, there is a technical problem that it is difficult to practically sufficiently suppress the vibration of the drive system. Further, for example, according to the technique disclosed in Patent Document 2, calculation to be performed by an ECU (Engine Control Unit) to calculate the output torque of the electric motor for controlling the vibration of the drive system becomes complicated, There is a technical problem that there is a possibility that a delay occurs in the control of the electric motor.

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、車両における内燃機関のトルク変動に起因する駆動系の振動を好適に抑制することが可能な車両の制振装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of, for example, the above-described problems, and provides a vehicle damping device that can suitably suppress vibration of a drive system caused by torque fluctuation of an internal combustion engine in a vehicle. Let it be an issue.

本発明に係る車両の制振装置は上記課題を解決するために、駆動力源としての内燃機関及び電動機と、該内燃機関及び電動機から出力されるトルクを駆動輪に伝達する駆動系とを備えた車両の制振装置であって、前記内燃機関から前記駆動系に出力されるトルクを推定するトルク推定手段と、前記内燃機関、前記電動機及び前記駆動系を複数自由度の振動モデルで模擬した場合における、該複数自由度の振動モデルが有する複数の固有振動モードのうち一の固有振動モードでの前記複数自由度の振動モデルに等価な1自由度振動モデルの伝達関数の逆関数を用いて、前記トルク推定手段によって推定されたトルクから、前記駆動系の振動を抑制するために前記電動機が出力すべき制振トルクを算出し、前記電動機を、前記制振トルクを出力するように制御するフィードフォワード制御手段とを備える。   In order to solve the above problems, a vehicle vibration damping device according to the present invention includes an internal combustion engine and an electric motor as driving force sources, and a drive system that transmits torque output from the internal combustion engine and the electric motor to driving wheels. A vibration control apparatus for a vehicle, wherein torque estimation means for estimating a torque output from the internal combustion engine to the drive system, and the internal combustion engine, the electric motor, and the drive system are simulated by a vibration model having a plurality of degrees of freedom. Using the inverse function of the transfer function of the one-degree-of-freedom vibration model equivalent to the vibration model of the plurality of degrees of freedom in one natural vibration mode among the plurality of natural vibration modes of the vibration model of the plurality of degrees of freedom. Calculating a damping torque to be output by the electric motor in order to suppress vibration of the drive system from the torque estimated by the torque estimating means, and outputting the vibration damping torque to the electric motor. And a feed-forward control means for controlling so.

本発明に係る車両の制振装置によれば、その動作時には、内燃機関から駆動系に出力されるトルクがトルク推定手段によって推定され、該推定されたトルクからフィードフォワード制御手段によって制振トルクが算出される。フィードフォワード制御手段は、前記算出した制振トルクを電動機が出力するように、電動機を制御する。   According to the vehicle vibration damping device of the present invention, during the operation, the torque output from the internal combustion engine to the drive system is estimated by the torque estimating means, and the vibration damping torque is calculated by the feedforward control means from the estimated torque. Calculated. The feedforward control means controls the electric motor so that the electric motor outputs the calculated damping torque.

トルク推定手段は、例えば内燃機関の運転条件に基づいて、内燃機関から出力されるトルク(即ち、実トルク)を推定する。例えば、トルク推定手段は、例えばエアフロメータ等の各種検出手段により検出される又は推定される吸入空気量(即ち、内燃機関の負荷に対応する指標値)又は係る吸入空気量から算出される実負荷率、機関回転速度、燃料噴射量、及び固定値又は可変な値として設定される、基準となる点火時期等に基づいて、予め設定され然るべき記憶手段に記憶されてなるマップ等から該当する数値を選択すること等によって、或いはその都度然るべきアルゴリズムや算出式に従った論理演算や数値演算を行うこと等によって、内燃機関から出力されるトルクを推定する。   The torque estimation means estimates torque output from the internal combustion engine (that is, actual torque) based on, for example, operating conditions of the internal combustion engine. For example, the torque estimation means is an intake air amount (that is, an index value corresponding to the load of the internal combustion engine) detected or estimated by various detection means such as an air flow meter, or an actual load calculated from the intake air amount. Based on the ratio, engine speed, fuel injection amount, and fixed or variable value, such as a reference ignition timing, a corresponding numerical value from a map or the like stored in the appropriate storage means The torque output from the internal combustion engine is estimated by making a selection or performing a logical operation or numerical operation according to an appropriate algorithm or calculation formula each time.

本発明では特に、フィードフォワード制御手段は、内燃機関、電動機及び駆動系を複数自由度の振動モデル(例えば、2自由度の振動モデル)で模擬した場合における、複数自由度の振動モデルが有する複数の固有振動モードのうち一の固有振動モードでの、複数自由度の振動モデルに等価な1自由度振動モデルの伝達関数の逆関数を用いて、制振トルクを算出する。即ち、フィードフォワード制御手段は、内燃機関、電動機及び駆動系を模擬した複数自由度の振動モデルにおける一の固有モードに対して等価な1自由度振動モデルの逆モデルとして構成されたフィードフォワード制御器を含んでいる。よって、フィードフォワード制御手段によって算出された制振トルクが電動機から駆動系に出力されることにより、内燃機関から駆動系に出力されるトルクの変動に起因する駆動系の振動(即ち、駆動系の捩り振動)を好適に抑制することができる。従って、車両の振動を抑制することができる。   Particularly in the present invention, the feedforward control means includes a plurality of vibration models having a plurality of degrees of freedom when the internal combustion engine, the electric motor, and the drive system are simulated by a vibration model having a plurality of degrees of freedom (for example, a vibration model having two degrees of freedom). The vibration damping torque is calculated using the inverse function of the transfer function of the one-degree-of-freedom vibration model equivalent to the vibration model with multiple degrees of freedom in one of the natural vibration modes. That is, the feedforward control means is a feedforward controller configured as an inverse model of a single-degree-of-freedom vibration model equivalent to one natural mode in a vibration model of multiple degrees of freedom simulating an internal combustion engine, an electric motor, and a drive system. Is included. Thus, the vibration damping torque calculated by the feedforward control means is output from the electric motor to the drive system, so that the vibration of the drive system due to the fluctuation of the torque output from the internal combustion engine to the drive system (that is, the drive system Torsional vibration) can be suitably suppressed. Therefore, the vibration of the vehicle can be suppressed.

本発明に係る車両の制振装置の一態様では、前記駆動系は、前記内燃機関及び前記電動機が入力軸に接続されると共にロックアップダンパを含むトルクコンバータと、該トルクコンバータの出力軸に接続されたトランスミッションと、該トラスミッションに接続されたドライブシャフトとを含み、前記複数自由度の振動モデルは、前記内燃機関及び前記電動機を第1の質量体とし、前記トランスミッションを第2の質量体とし、前記ロックアップダンパの捩り剛性を前記第1の質量体及び前記第2の質量体間の第1の剛性とし、前記ドライブシャフトの捩り剛性を前記第2の質量体及び固定端間の第2の剛性とした2自由度の振動モデルである。   In one aspect of the vehicle vibration damping device according to the present invention, the drive system is connected to the input shaft of the internal combustion engine and the electric motor and includes a lockup damper, and to the output shaft of the torque converter. The multi-degree-of-freedom vibration model includes the internal combustion engine and the electric motor as a first mass body, and the transmission as a second mass body. The torsional rigidity of the lockup damper is the first rigidity between the first mass body and the second mass body, and the torsional rigidity of the drive shaft is the second rigidity between the second mass body and the fixed end. This is a two-degree-of-freedom vibration model having a rigidity of 1.

この態様によれば、例えばECU等の各種処理ユニットの形態を採り得る当該制振装置における演算の複雑化を招くことなく、内燃機関から駆動系に出力されるトルクの変動に起因する駆動系の振動を効果的に抑制することができる。   According to this aspect, for example, in the drive system due to fluctuations in torque output from the internal combustion engine to the drive system without complicating the calculation in the vibration damping device that can take the form of various processing units such as an ECU. Vibration can be effectively suppressed.

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。   The operation and other advantages of the present invention will become apparent from the best mode for carrying out the invention described below.

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
<第1実施形態>
第1実施形態に係る制振装置について、図1から図4を参照して説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
The vibration damping device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

先ず、本実施形態に係る制振装置が適用されたハイブリッド車両の構成について、図1を参照して説明する。   First, the configuration of a hybrid vehicle to which the vibration damping device according to the present embodiment is applied will be described with reference to FIG.

図1は、本実施形態に係る制振装置が適用されたハイブリッド車両の構成を概念的に示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram conceptually showing the structure of a hybrid vehicle to which the vibration damping device according to this embodiment is applied.

図1において、ハイブリッド車両1は、エンジン200と、モータジェネレータ300と、トルクコンバータ400と、トランスミッション500と、デファレンシャルギヤ10と、ドライブシャフト11と、車輪12と、ECU100とを備えている。   In FIG. 1, the hybrid vehicle 1 includes an engine 200, a motor generator 300, a torque converter 400, a transmission 500, a differential gear 10, a drive shaft 11, wheels 12, and an ECU 100.

エンジン200は、本発明に係る「内燃機関」の一例としてのガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両1の主たる動力源として機能する。エンジン200の出力軸(即ち、クランクシャフト)は、トルクコンバータ400の入力部材であるポンプインペラに直接的或いは間接的に連結されている。   The engine 200 is a gasoline engine as an example of the “internal combustion engine” according to the present invention, and functions as a main power source of the hybrid vehicle 1. An output shaft (that is, a crankshaft) of engine 200 is directly or indirectly connected to a pump impeller that is an input member of torque converter 400.

モータジェネレータ300は、エンジン200の動力をアシストする電動機として機能する。更に、モータジェネレータ300は、図示しないバッテリを充電するための発電機としても機能する。モータジェネレータ300の出力部材は、エンジン200の出力部材に直接的或いは間接的に連結されている。即ち、ハイブリッド車両1は、エンジン200及びモータジェネレータ300からトルクコンバータ400を介してトランスミッション500に動力を入力可能に構成されている。尚、エンジン200の出力部材とモータジェネレータ300の出力部材とは、直接連結されてもよいし、例えば遊星歯車機構からなるトルク合成分配機構を介して連結されてもよい。   The motor generator 300 functions as an electric motor that assists the power of the engine 200. Furthermore, the motor generator 300 also functions as a generator for charging a battery (not shown). The output member of motor generator 300 is directly or indirectly connected to the output member of engine 200. That is, the hybrid vehicle 1 is configured to be able to input power from the engine 200 and the motor generator 300 to the transmission 500 via the torque converter 400. It should be noted that the output member of engine 200 and the output member of motor generator 300 may be directly connected, or may be connected via a torque synthesis / distribution mechanism including a planetary gear mechanism, for example.

トルクコンバータ400は、いわゆる流体式動力伝達装置である。具体的には、トルクコンバータ400は、エンジン200及びモータジェネレータ300の出力部材に直接的或いは間接的に連結されたポンプインペラと、トランスミッション500のインプットシャフトに連結されるタービンランナとを備えており、ポンプインペラ側からオイルを介してタービンランナ側へ動力であるトルクを増大させつつ伝達することが可能に構成されている。更に、トルクコンバータ400は、当該トルクコンバータ400の入力側と出力側とを直結状態(即ち、ロックアップ状態)にするロックアップ機構を有している。トルクコンバータ400は、ロックアップ機構の一部として、ロックアップダンパ410を備えている。ロックアップダンパ410は、トルクコンバータ400の入力側と出力側との間に設けられたトーションスプリングを含んでなる。ロックアップダンパ410は、トルクコンバータ400に入力されるトルクの変動による出力側の捩れ振動を低減する機能を有する。   The torque converter 400 is a so-called fluid power transmission device. Specifically, torque converter 400 includes a pump impeller coupled directly or indirectly to output members of engine 200 and motor generator 300, and a turbine runner coupled to an input shaft of transmission 500. It is configured to be able to transmit torque as power from the pump impeller side to the turbine runner side via oil while increasing the torque. Further, the torque converter 400 has a lockup mechanism that brings the input side and output side of the torque converter 400 into a directly connected state (that is, a lockup state). The torque converter 400 includes a lockup damper 410 as a part of the lockup mechanism. Lockup damper 410 includes a torsion spring provided between the input side and output side of torque converter 400. The lockup damper 410 has a function of reducing torsional vibration on the output side due to fluctuations in torque input to the torque converter 400.

トランスミッション500は、例えば遊星歯車機構を有する自動変速機であり、インプットシャフトを介してトルクコンバータ400から動力が伝達される。具体的には、トランスミッション500は、摩擦要素である、クラッチ要素、ブレーキ要素及びワンウェイクラッチ要素等が、所定の状態に係合又は解放されることによってギヤ段(変速段)が設定される。トランスミッション500のアウトプットシャフトには、デファレンシャルギヤ10及びドライブシャフト11を介して、車輪12が連結されている。尚、トルクコンバータ400、トランスミッション500、デファレンシャルギヤ10及びドライブシャフト11は、本発明に係る「駆動系」の一例を構成し、エンジン200及びモータジェネレータ300から出力された出力トルクを車輪12に伝達する。   The transmission 500 is an automatic transmission having, for example, a planetary gear mechanism, and power is transmitted from the torque converter 400 via an input shaft. Specifically, in the transmission 500, a gear stage (shift stage) is set by engaging or releasing a clutch element, a brake element, a one-way clutch element, and the like, which are friction elements, in a predetermined state. Wheels 12 are connected to the output shaft of the transmission 500 via a differential gear 10 and a drive shaft 11. The torque converter 400, the transmission 500, the differential gear 10, and the drive shaft 11 constitute an example of the “drive system” according to the present invention, and transmit the output torque output from the engine 200 and the motor generator 300 to the wheels 12. .

ECU100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、及びRAM(Random Access Memory)等を備え、ハイブリッド車両1の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「車両の制振装置」の一例である。ECU100は、エンジン200及びモータジェネレータ300の各々の出力トルクを制御する。ECU100には、運転者によるアクセルペダル(不図示)の踏み込み角度に応じたアクセル開度信号がアクセル開度センサ(不図示)から入力される。ECU100は、アクセル開度信号に応じてエンジン200の出力トルクを制御する。ECU100は、エンジン200から実際に出力される出力トルク(即ち、エンジン200から出力される実トルク)を、例えば負荷率及びエンジン回転速度等、エンジン200の動作条件に基づいて推定可能に構成されている。ECU100は、図2を参照して後述するフィードフォワード制御器110を有しており、エンジン200から出力される出力トルクの推定値に基づいてフィードフォワード制御器110によって算出した制振トルクが、モータジェネレータ300から出力されるように、モータジェネレータ300を制御する。   The ECU 100 is an electronic control unit that includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, and is configured to be able to control the entire operation of the hybrid vehicle 1. 1 is an example of a “vehicle vibration damping device” according to the present invention. ECU 100 controls output torques of engine 200 and motor generator 300. The ECU 100 receives an accelerator opening signal corresponding to the depression angle of an accelerator pedal (not shown) by the driver from an accelerator opening sensor (not shown). ECU 100 controls the output torque of engine 200 according to the accelerator opening signal. ECU 100 is configured to be able to estimate an output torque actually output from engine 200 (that is, an actual torque output from engine 200) based on operating conditions of engine 200 such as a load factor and an engine speed. Yes. The ECU 100 has a feedforward controller 110 described later with reference to FIG. 2, and the damping torque calculated by the feedforward controller 110 based on the estimated value of the output torque output from the engine 200 is the motor. The motor generator 300 is controlled so as to be output from the generator 300.

尚、本実施形態では、トルクコンバータ400及びトランスミッション500を備えるハイブリッド車両1を示したが、本発明はこのようなハイブリッド車両1への適用に限定されない。本発明は、マニュアルトランスミッション(MT)を備える車両に対しても適用可能である。また、本発明は、車両の駆動方式によって限定されるものではなく、ハイブリッド車両1の駆動方式は、例えば、前輪駆動(FF)方式であってもよいし、後輪駆動(FR)方式であってもよい。   In the present embodiment, the hybrid vehicle 1 including the torque converter 400 and the transmission 500 is shown, but the present invention is not limited to application to such a hybrid vehicle 1. The present invention is also applicable to a vehicle equipped with a manual transmission (MT). Further, the present invention is not limited by the vehicle driving method, and the driving method of the hybrid vehicle 1 may be, for example, a front wheel driving (FF) method or a rear wheel driving (FR) method. May be.

次に、本実施形態に係る制振装置によるモータジェネレータの制御について、図2から図4を参照して説明する。   Next, control of the motor generator by the vibration damping device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図2は、本実施形態に係る制振装置によるモータジェネレータの制御を説明するためのブロック図である。図3は、本実施形態に係る制振装置のプラントをモデル化して示す図である。   FIG. 2 is a block diagram for explaining the control of the motor generator by the vibration damping device according to the present embodiment. FIG. 3 is a diagram showing a model of the plant of the vibration damping device according to the present embodiment.

図2において、本実施形態に係る制振装置の制御対象であるプラント900は、図1を参照して上述したエンジン200から車輪12に至るまでのトルクコンバータ400、トランスミッション500、ドライブシャフト11等からなる駆動系であり、本実施形態では図3に示す2自由度の振動モデルとしてモデル化されている。   In FIG. 2, a plant 900 which is a control target of the vibration damping device according to the present embodiment includes a torque converter 400, a transmission 500, a drive shaft 11 and the like from the engine 200 to the wheel 12 described above with reference to FIG. In this embodiment, the drive system is modeled as a two-degree-of-freedom vibration model shown in FIG.

フィードフォワード制御器110は、ECU100(図1参照)の一部として構成され、エンジン200から出力されるトルクの推定値であるエンジントルク推定値   The feedforward controller 110 is configured as a part of the ECU 100 (see FIG. 1), and is an estimated engine torque value that is an estimated value of torque output from the engine 200.

Figure 2009255628
に基づいてモータジェネレータ300から出力すべき制振トルクを算出し、該算出した制振トルクを制振トルク指令値
Figure 2009255628
The vibration damping torque to be output from the motor generator 300 is calculated based on the vibration damping torque, and the calculated vibration damping torque is used as the vibration damping torque command value.

Figure 2009255628
としてモータジェネレータ300に出力する。モータジェネレータ300は、この制振トルク指令値に従ってトルクをプラント900に対して出力する。
Figure 2009255628
To the motor generator 300. The motor generator 300 outputs torque to the plant 900 in accordance with this damping torque command value.

尚、図2において、エンジン200からプラント900に対して出力されるトルク(即ち、エンジン200から出力される実トルク)をエンジン出力トルクTeとして示しており、モータジェネレータ300からプラント900に対して出力されるトルク(即ち、モータジェネレータ300から出力される実トルク)をモータ出力トルクTmとして示している。   In FIG. 2, torque output from engine 200 to plant 900 (that is, actual torque output from engine 200) is shown as engine output torque Te, and output from motor generator 300 to plant 900 is shown. Torque (that is, actual torque output from the motor generator 300) is shown as motor output torque Tm.

図3において、プラント900は、エンジン200及びモータジェネレータ300の慣性モーメントをm1、トランスミッション500の慣性モーメントをm2、ロックアップダンパ410の捩り剛性をk1、ロックアップダンパ410の粘性減衰係数をc1、ドライブシャフト11を含む駆動系(言い換えれば、トランスミッション500よりも車輪12側の駆動系)の捩り剛性をk2、及びドライブシャフト11を含む駆動系の粘性減衰係数をc2とした2自由度の振動モデルとしてモデル化されている。   In FIG. 3, a plant 900 has an inertia moment m1 of the engine 200 and the motor generator 300, an inertia moment m2 of the transmission 500, a torsional rigidity k1 of the lockup damper 410, a viscosity damping coefficient c1 of the lockup damper 410, and a drive. As a two-degree-of-freedom vibration model in which the torsional rigidity of the drive system including the shaft 11 (in other words, the drive system closer to the wheel 12 than the transmission 500) is k2, and the viscous damping coefficient of the drive system including the drive shaft 11 is c2. Modeled.

このようにモデル化されたプラント900に対して、エンジン出力トルクTeが強制力として与えられたとすると、運動方程式は、下記の式(1)で表わされる。   If the engine output torque Te is given as a forced force to the plant 900 modeled in this way, the equation of motion is expressed by the following equation (1).

Figure 2009255628
この2自由度の振動モデルの固有値(即ち、固有角振動数)Ω、Ωは、下記の式(2)となる。
Figure 2009255628
The natural values (that is, natural angular frequencies) Ω 1 and Ω 2 of the vibration model with two degrees of freedom are expressed by the following equation (2).

Figure 2009255628
ここで、Ω<Ωであり、d=k、h=m、g=m+m+mとおいた。
Figure 2009255628
Here, Ω 12 and d = k 1 k 2 , h = m 1 m 2 , g = m 1 k 1 + m 1 k 2 + m 2 k 1 were set.

慣性モーメントm1(即ち、エンジン200及びモータジェネレータ300)にエンジン出力トルクTeが強制力として入力された場合におけるドライブシャフト11を含む駆動系のトルクの変動を出力とする応答を考えると、この2自由度の振動モデルの固有値Ω(n=1、2)に対応する固有モードに対する等価1自由度振動モデル(即ち、この2自由度の振動モデルに等価な1自由度の振動モデル)の伝達関数G(s)は、下記の式(3)となる。 Considering the response that outputs the fluctuation of the torque of the drive system including the drive shaft 11 when the engine output torque Te is input to the inertia moment m1 (that is, the engine 200 and the motor generator 300) as a forced force, these two freedoms are considered. Transfer function of an equivalent one-degree-of-freedom vibration model (ie, a one-degree-of-freedom vibration model equivalent to the two-degree-of-freedom vibration model) for the eigenmode corresponding to the eigenvalue Ω n (n = 1, 2) G n (s) is represented by the following formula (3).

Figure 2009255628
ここで、sは、ラプラス演算子(或いはラプラス変数)であり、ω=(K/M1/2、γ=C/Mとおいた。Mは、n次の(即ち、固有値Ωに対応する)モード質量であり、Kは、n次のモード剛性であり、Cは、n次のモード減衰係数である。
Figure 2009255628
Here, s is a Laplace operator (or Laplace variable), and is set as ω n = (K n / M n ) 1/2 and γ n = C n / M n . M n is the n-th order mode mass (ie, corresponding to the eigenvalue Ω n ), K n is the n-th order mode stiffness, and C n is the n-th order mode damping coefficient.

本実施形態では特に、フィードフォワード制御器110のフィードフォワード制御関数F(s)は、下記の式(4)に示されるように、上述した伝達関数G(s)の逆関数に対して、制御の安定性向上のために2次遅れ系を組み合わせたものとして構成されている。 Particularly in the present embodiment, the feedforward control function F n (s) of the feedforward controller 110 is an inverse function of the transfer function G n (s) described above, as shown in the following equation (4). In order to improve the stability of the control, the second-order lag system is combined.

Figure 2009255628
再び図2に戻り、フィードフォワード制御器110は、エンジントルク推定値
Figure 2009255628
Returning to FIG. 2 again, the feedforward controller 110 determines the estimated engine torque value.

Figure 2009255628
Figure 2009255628

からフィードフォワード制御関数F(s)に基づいてモータジェネレータ300から出力すべき制振トルクを算出し、該算出した制振トルクを制振トルク指令値 Based on the feedforward control function F n (s), the damping torque to be output from the motor generator 300 is calculated, and the calculated damping torque is used as the damping torque command value.

Figure 2009255628
としてモータジェネレータ300に出力する。ここで本実施形態では特に、式(4)を参照して上述したように、フィードフォワード制御関数F(s)は、ドライブシャフト11等からなる駆動系を図3を示した2自由度の振動モデルとしてモデル化した場合における、該2自由度の振動モデルの固有モードに対する等価1自由度振動モデルの伝達関数G(s)の逆関数に対して2次遅れ系を組み合わせたものとして構成されている。よって、フィードフォワード制御器110は、モータジェネレータ300から出力されるトルクによってトルクコンバータ400、トランスミッション500、デファレンシャルギヤ10及びドライブシャフト11からなる駆動系の捩り振動を低減するように、モータジェネレータ300を制御することができる。即ち、フィードフォワード制御器110を含む本実施形態に係る制振装置による制御によって、例えば、駆動系の捩り振動における共振点を少なくする或いは実践上無くすことができ、駆動系の捩り振動を低減することができる。
Figure 2009255628
To the motor generator 300. Here, in the present embodiment, particularly, as described above with reference to the equation (4), the feedforward control function F n (s) has a two-degree-of-freedom illustrated in FIG. In the case of modeling as a vibration model, the second delay system is combined with the inverse function of the transfer function G n (s) of the equivalent one-degree-of-freedom vibration model for the natural mode of the two-degree-of-freedom vibration model. Has been. Therefore, the feedforward controller 110 controls the motor generator 300 so as to reduce the torsional vibration of the drive system including the torque converter 400, the transmission 500, the differential gear 10, and the drive shaft 11 by the torque output from the motor generator 300. can do. That is, by the control by the vibration damping device according to the present embodiment including the feedforward controller 110, for example, the resonance point in the torsional vibration of the drive system can be reduced or eliminated in practice, and the torsional vibration of the drive system is reduced. be able to.

図4は、本実施形態に係る制振装置による制御を行った後のプラントの伝達特性と、図3に示した2自由度の振動モデルにおける伝達特性とを対比して示すグラフである。尚、図4に示すグラフには、2次の(即ち、固有値Ωに対応する)固有モードに対応する等価1自由度振動モデルの伝達関数G(s)及び該伝達関数G(s)の逆関数に2次遅れ系を組み合わせたフィードフォワード制御関数F(s)も示されている。図4では、本実施形態に係る制振装置の効果を確認するためにおこなったシミュレーションの結果を示している。 FIG. 4 is a graph showing a comparison between the transfer characteristic of the plant after the control by the vibration damping device according to the present embodiment and the transfer characteristic in the two-degree-of-freedom vibration model shown in FIG. In the graph shown in FIG. 4, the transfer function G 2 (s) of the equivalent one-degree-of-freedom vibration model corresponding to the second-order (that is, corresponding to the eigenvalue Ω 2 ) and the transfer function G 2 (s A feedforward control function F 2 (s) in which a second-order lag system is combined with the inverse function of) is also shown. In FIG. 4, the result of the simulation performed in order to confirm the effect of the damping device which concerns on this embodiment is shown.

図4において、データL1は、本実施形態に係る制振装置による制御を行った後のプラント900の伝達特性を示し、データL2は、図3を参照して上述した2自由度の振動モデルにおける伝達特性(言い換えれば、2自由度の振動モデルでモデル化された駆動系の伝達特性)を示している。伝達関数G(s)は、データL2で示す2自由度の振動モデルの伝達特性における2次の共振周波数P2と一致する周波数でピークを有している。フィードフォワード制御関数F(s)は、伝達関数G(s)の逆関数に2次の遅れ系を組み合わせたものであるので、該フィードフォワード制御関数F(s)に基づいて算出された制振トルク指令値による制御が行われた後のプラント900の伝達特性には、共振周波数P2における共振が無くなる。よって、本実施形態に係る制振装置による制御によれば、プラント900(言い換えれば、トルクコンバータ400、トランスミッション500、デファレンシャルギヤ10及びドライブシャフト11を含む駆動系)における捩り振動を効果的に低減することができる。この結果、ハイブリッド車両1の振動を確実に低減できる。 In FIG. 4, data L1 indicates the transfer characteristic of the plant 900 after the control by the vibration damping device according to the present embodiment, and the data L2 is in the vibration model with two degrees of freedom described above with reference to FIG. The transfer characteristic (in other words, the transfer characteristic of the drive system modeled by a vibration model with two degrees of freedom) is shown. The transfer function G 2 (s) has a peak at a frequency that matches the secondary resonance frequency P2 in the transfer characteristics of the vibration model with two degrees of freedom indicated by the data L2. Since the feedforward control function F 2 (s) is a combination of the inverse function of the transfer function G 2 (s) and a second-order lag system, it is calculated based on the feedforward control function F 2 (s). The transfer characteristic of the plant 900 after the control based on the vibration suppression torque command value has no resonance at the resonance frequency P2. Therefore, according to the control by the vibration damping device according to the present embodiment, the torsional vibration in the plant 900 (in other words, the drive system including the torque converter 400, the transmission 500, the differential gear 10, and the drive shaft 11) is effectively reduced. be able to. As a result, the vibration of the hybrid vehicle 1 can be reliably reduced.

以上説明したように、本実施形態に係る制振装置によれば、ハイブリッド車両1におけるエンジン200のトルク変動に起因する、トルクコンバータ400、トランスミッション500、デファレンシャルギヤ10及びドライブシャフト11を含む駆動系の振動を好適に抑制することができる。   As described above, according to the vibration damping device according to the present embodiment, the drive system including the torque converter 400, the transmission 500, the differential gear 10, and the drive shaft 11 caused by the torque fluctuation of the engine 200 in the hybrid vehicle 1. Vibration can be suitably suppressed.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の制振装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. The apparatus is also included in the technical scope of the present invention.

第1実施形態に係る制振装置が適用されたハイブリッド車両の構成を概念的に示すブロック図である。1 is a block diagram conceptually showing the configuration of a hybrid vehicle to which a vibration damping device according to a first embodiment is applied. 第1実施形態に係る制振装置によるモータジェネレータの制御を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating control of the motor generator by the damping device which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る制振装置のプラントをモデル化して示す図である。It is a figure which models and shows the plant of the damping device concerning a 1st embodiment. 第1実施形態に係る制振装置による制御を行った後のプラントの伝達特性と、図3に示した2自由度の振動モデルにおける伝達特性とを対比して示すグラフである。It is a graph which shows the transfer characteristic of the plant after performing control by the damping device concerning a 1st embodiment, and the transfer characteristic in the vibration model of 2 degrees of freedom shown in Drawing 3.

符号の説明Explanation of symbols

100…ECU、200…エンジン、300…モータジェネレータ、400…トルクコンバータ、410…ロックアップダンパ、500…トランスミッション、10…デファレンシャルギア、11…ドライブシャフト、12…車輪   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... ECU, 200 ... Engine, 300 ... Motor generator, 400 ... Torque converter, 410 ... Lock-up damper, 500 ... Transmission, 10 ... Differential gear, 11 ... Drive shaft, 12 ... Wheel

Claims (2)

駆動力源としての内燃機関及び電動機と、該内燃機関及び電動機から出力されるトルクを駆動輪に伝達する駆動系とを備えた車両の制振装置であって、
前記内燃機関から前記駆動系に出力されるトルクを推定するトルク推定手段と、
前記内燃機関、前記電動機及び前記駆動系を複数自由度の振動モデルで模擬した場合における、該複数自由度の振動モデルが有する複数の固有振動モードのうち一の固有振動モードでの前記複数自由度の振動モデルに等価な1自由度振動モデルの伝達関数の逆関数を用いて、前記トルク推定手段によって推定されたトルクから、前記駆動系の振動を抑制するために前記電動機が出力すべき制振トルクを算出し、前記電動機を、前記制振トルクを出力するように制御するフィードフォワード制御手段と
を備えることを特徴とする車両の制振装置。
A vibration damping device for a vehicle including an internal combustion engine and an electric motor as a driving force source, and a drive system that transmits torque output from the internal combustion engine and the electric motor to driving wheels,
Torque estimation means for estimating torque output from the internal combustion engine to the drive system;
When the internal combustion engine, the electric motor, and the drive system are simulated by a vibration model having a plurality of degrees of freedom, the plurality of degrees of freedom in one natural vibration mode among a plurality of natural vibration modes of the vibration model having the plurality of degrees of freedom. Using the inverse function of the transfer function of the one-degree-of-freedom vibration model equivalent to the vibration model, the vibration control to be output by the electric motor to suppress the vibration of the drive system from the torque estimated by the torque estimating means Feed control means for calculating torque and controlling the electric motor to output the vibration damping torque. A vehicle vibration damping device comprising:
前記駆動系は、前記内燃機関及び前記電動機が入力軸に接続されると共にロックアップダンパを含むトルクコンバータと、該トルクコンバータの出力軸に接続されたトランスミッションと、該トラスミッションに接続されたドライブシャフトとを含み、
前記複数自由度の振動モデルは、前記内燃機関及び前記電動機を第1の質量体とし、前記トランスミッションを第2の質量体とし、前記ロックアップダンパの捩り剛性を前記第1の質量体及び前記第2の質量体間の第1の剛性とし、前記ドライブシャフトの捩り剛性を前記第2の質量体及び固定端間の第2の剛性とした2自由度の振動モデルである
ことを特徴とする請求項1に記載の車両の制振装置。
The drive system includes: a torque converter including the internal combustion engine and the electric motor connected to an input shaft and including a lockup damper; a transmission connected to an output shaft of the torque converter; and a drive shaft connected to the transmission Including
The multi-degree-of-freedom vibration model includes the internal combustion engine and the electric motor as a first mass body, the transmission as a second mass body, and the torsional rigidity of the lockup damper as the first mass body and the first mass body. The vibration model is a two-degree-of-freedom model having a first stiffness between two mass bodies and a torsional stiffness of the drive shaft as a second stiffness between the second mass body and a fixed end. Item 4. The vehicle vibration damping device according to Item 1.
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Cited By (3)

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JP2013189134A (en) * 2012-03-14 2013-09-26 Nissan Motor Co Ltd Drive device of vehicle
CN113428158A (en) * 2021-07-14 2021-09-24 同济大学 Internal combustion engine type range extender torsional vibration hybrid control method
US12280785B2 (en) 2022-01-13 2025-04-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for vehicle

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013189134A (en) * 2012-03-14 2013-09-26 Nissan Motor Co Ltd Drive device of vehicle
CN113428158A (en) * 2021-07-14 2021-09-24 同济大学 Internal combustion engine type range extender torsional vibration hybrid control method
CN113428158B (en) * 2021-07-14 2022-09-20 同济大学 A kind of internal combustion engine type range extender torsional vibration hybrid control method
US12280785B2 (en) 2022-01-13 2025-04-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for vehicle

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