特許 6233477 車両の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6233477

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】車両の制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 29/00 20060101AFI20171113BHJP

   F02P 5/15 20060101ALI20171113BHJP

【ＦＩ】

   F02D29/00 C

   F02P5/15 K

   F02P5/15 B

【請求項の数】13

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2016-176258(P2016-176258)

(22)【出願日】2016年9月9日

【審査請求日】2017年3月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100176304

【弁理士】

【氏名又は名称】福成 勉

(72)【発明者】

【氏名】河野 寛太

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 篤史

(72)【発明者】

【氏名】池 恭平

【審査官】 佐々木 淳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１６９９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１５５０１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特許第３７５０６２６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第５９２０１４７（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ２９／００

Ｆ０２Ｐ ５／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の制御装置において、
前記車両は、
走行駆動力を生成する駆動源と、
車輪と、
前記駆動源と前記車輪との間の動力伝達経路中に設けられた動力伝達軸と、
アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサと、
を備え、
前記制御装置は、
前記動力伝達軸における前記車輪側端に対する前記駆動源側端の捩れ角を推定又は検出し、
前記アクセルセンサでの検出結果に基づき、前記アクセルペダルの踏込が開始されたと判定した場合に、前記駆動源に対し、前記アクセルペダルの踏み込み量に応じた第１トルク値を以って前記走行駆動力を生成するよう指令し、
前記アクセルペダルの踏込が開始されたと判定した後において、前記駆動源側端における前記捩れ角の推定又は検出の結果に基づき、前記捩れ角の変化速度が、正から負に反転したと最初に判定した場合に、前記駆動源に対し、前記第１トルク値よりも低い第２トルク値を以って前記走行駆動力を生成するよう指令する、
車両の制御装置。

【請求項2】

請求項１記載の車両の制御装置であって、
前記第２トルク値は、前記アクセルペダルの踏み込みが開始されたと判定した時点から、前記捩れ角の変化速度が正から負に反転したと最初に判定した時点までの、前記捩れ角の変化量及び前記変化速度の少なくとも一方に基づき設定される、
車両の制御装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２記載の車両の制御装置であって、
前記駆動源に対しては、前記捩れ角の変化速度が正から負に反転したと最初に判定した時点から、所定期間が経過するまで、前記第２トルク値を以って前記走行駆動力を生成するよう指令する、
車両の制御装置。

【請求項4】

請求項３記載の車両の制御装置であって、
前記車両は、前記駆動源と前記動力伝達軸との間の動力伝達経路中に設けられた変速機を更に備え、
前記所定期間は、前記変速機におけるギヤ比に応じて設定される、
車両の制御装置。

【請求項5】

請求項３又は請求項４記載の車両の制御装置であって、
前記駆動源に対しては、前記所定期間の経過後に、前記第１トルク値よりも低く、前記第２トルク値よりも高い第３トルク値を以って前記走行駆動力を生成するよう指令する、
車両の制御装置。

【請求項6】

請求項１又は請求項２記載の車両の制御装置であって、
前記駆動源に対しては、前記捩れ角の変化速度が正から負に反転したと最初に判定した時点から、前記捩れ角の変化速度が正から負に反転したとの判定が所定回数なされるまで、前記第２トルク値を以って前記走行駆動力を生成するよう指令する、
車両の制御装置。

【請求項7】

請求項６記載の車両の制御装置であって、
前記駆動源に対しては、前記所定回数の判定がなされた後に、前記第１トルク値よりも低く、前記第２トルク値よりも高い第３トルク値を以って前記走行駆動力を生成するよう指令する、
車両の制御装置。

【請求項8】

請求項１から請求項７の何れか記載の車両の制御装置であって、
前記駆動源は内燃機関であり、
前記車両は、前記駆動源に対し取り付けられた、スロットル弁及び可変動弁機構及び点火プラグ及び燃料噴射弁を更に備え、
前記駆動源に対する前記第１トルク値及び前記第２トルク値の制御は、前記スロットル弁の制御、及び前記可変動弁機構の制御、及び前記点火プラグの制御、及び前記燃料噴射弁の制御の少なくとも一つの制御を以ってなされる、
車両の制御装置。

【請求項9】

請求項１から請求項８の何れか記載の車両の制御装置であって、
前記動力伝達軸の前記捩れ角は、当該動力伝達軸を含む前記車両の動力伝達系をモデル化した制御対象モデルの挙動を記述したオブザーバ方程式を用い推定される、
車両の制御装置。

【請求項10】

請求項９記載の車両の制御装置であって、
前記推定された前記動力伝達軸の前記捩れ角に基づき、前記アクセルペダルの踏み込み量に応じた前記第１トルク値に対する補正量であるトルク補正量を算出し、
前記第２トルク値は、前記第１トルク値を前記トルク補正量に応じて補正した値である、
車両の制御装置。

【請求項11】

請求項１０記載の車両の制御装置であって、
前記トルク補正量は、前記動力伝達軸の前記捩れ角に係る周期に応じて漸減するよう設定される、
車両の制御装置。

【請求項12】

請求項１から請求項１１の何れか記載の車両の制御装置であって、
前記駆動源に対するトルク制御に関し、フィードバック制御を実行する、
車両の制御装置。

【請求項13】

車両の制御装置において、
前記車両は、
走行駆動力を生成する駆動源と、
車輪と、
前記駆動源と前記車輪との間の動力伝達経路中に設けられた動力伝達軸と、
前記車両のドライバからの加速要求を受け付ける加速要求受付部材と、
前記ドライバによる前記加速要求受付部材への操作が行われた際に、加速要求量を検出する加速要求量検出部と、
を備え、
前記制御装置は、
前記動力伝達軸における前記車輪側端に対する前記駆動源側端の捩れ角を推定又は検出し、
前記加速要求量検出部での検出結果に基づき、前記車両に対する前記ドライバからの加速要求があったと判定した場合に、前記駆動源に対し、前記加速要求量に応じた第１トルク値を以って前記走行駆動力を生成するよう指令し、
前記車両に対する前記ドライバからの加速要求があったと判定した後において、前記駆動源側端における前記捩れ角の推定又は検出の結果に基づき、前記捩れ角の変化速度が、正から負に反転したと最初に判定した場合に、前記駆動源に対し、前記第１トルク値よりも低い第２トルク値を以って前記走行駆動力を生成するよう指令する、
車両の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の制御装置に関し、特に、車両加速時における制振制御技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、エンジンなどの駆動源と車輪との間の動力伝達軸の捩れに起因して、車両に振動が発生することが知られている。そして、このような動力伝達軸の捩れに起因した車両の振動を抑制すべく、種々の研究開発がなされている（例えば、特許文献１，２）。

【0003】

特許文献１には、エンジンとモータとを備えるハイブリッド型電気自動車において、オブザーバ（観測器）を用いてエンジンとモータとの間のトーションダンパの捩れ角を推定し、推定した捩れ角に基づいてエンジンのクランク角の値を補正する、という技術が開示されている。これにより、動力伝達軸の捩れ振動の抑制を図ろうとしている。

【0004】

また、特許文献２には、変速機の減速比が変化するシフトチェンジ時における動力伝達軸の捩れに起因する車両の振動を抑制する技術が開示されている。具体的には、オブザーバ方程式を用い、ドライブシャフトにおけるエンジン側での回転速度と車輪側での回転速度とを推定し、その差分である推定速度差を算出し、算出された推定速度差に基づくトルク補正量を以ってフィードバック制御を行う技術が開示されている。これにより、シフトチェンジ時における動力伝達軸の捩れに起因する車両の振動を抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第３７５０６２６号公報

【特許文献2】特許第５９２０１４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記特許文献１，２を含む従来技術では、ドライバがアクセルペダルを踏み込み加速している際において、動力伝達軸の捩れに起因する不所望な車両の振動を抑制しながら、ドライバが期待する加速感を満足させることができない。

【0007】

具体的に、上記特許文献１，２の技術を採用する場合には、ドライバがアクセルペダルを踏み込んで加速している最中においても、車両の振動を抑制すべく、エンジントルクの補正（トルクの低減）がなされる。よって、上記特許文献１，２の技術を採用する場合には、車両の加速時において、ドライバ加速要求を満足させることが難しい。

【0008】

本発明は、上記のような問題の解決を図ろうとなされたものであって、加速に際しても、動力伝達軸の捩れに起因する車両の振動を抑制できるとともに、ドライバの加速要求を満足させることができる車両の制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様に係る車両の制御装置は、次の構成を有する車両を制御対象とする。

【0010】

前記車両は、走行駆動力を生成する駆動源と、車輪と、前記駆動源と前記車輪との間の動力伝達経路中に設けられた動力伝達軸と、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサと、を備える。

【0011】

そして、本態様に係る車両の制御装置は、
（ｉ）前記動力伝達軸における前記車輪側端に対する前記駆動源側端の捩れ角を推定又は検出し、
（ｉｉ）前記アクセルセンサでの検出結果に基づき、前記アクセルペダルの踏込が開始されたと判定した場合に、前記駆動源に対し、前記アクセルペダルの踏み込み量に応じた第１トルク値を以って前記走行駆動力を生成するよう指令し、
（ｉｉｉ）前記アクセルペダルの踏込が開始されたと判定した後において、前記駆動源側端における前記捩れ角の推定又は検出の結果に基づき、前記捩れ角の変化速度が、正から負に反転したと最初に判定した場合に、前記駆動源に対し、前記第１トルク値よりも低い第２トルク値を以って前記走行駆動力を生成するよう指令する。

【0012】

本態様に係る車両の制御装置では、アクセルペダルの踏み込みが開始されたと判定した後、動力伝達軸の捩れ角の変化速度が正から負に反転したと最初に判定して初めて、第１トルク値よりも低い第２トルク値を以って走行駆動力を生成するよう駆動源を制御する。換言すると、本態様では、アクセルペダルの踏込が開始されて後、動力伝達軸の捩れ角の変化速度が正から負に反転するまでの間は、アクセルペダルの踏み込み量に応じた第１トルク値を以って走行駆動力を生成するよう駆動源を制御する。

【0013】

よって、本態様に係る車両の制御装置では、少なくともアクセルペダルの踏込が開始されて後、動力伝達軸の捩れ角の変化速度が正から負に反転するまでの間は、駆動源に対し、アクセルペダルの踏み込み量に応じた第１トルク値を駆動源に出力させ、ドライバの加速要求を満足させることができる。

【0014】

なお、上記における「応じて」とは、トルク補正を行わず、アクセルペダルの踏み込み量に対して直接対応している状況を指すか、トルク補正を行ったとしても極めて補正量が小さく、ドライバが補正を感知できないくらいの状況を指す。

【0015】

また、本態様では、動力伝達軸の捩れ角の変化速度が正から負に反転したと最初に判定した後においては、第１トルク値よりも相対的に小さな第２トルク値を以って走行駆動力を生成するように駆動源を制御する。このため、動力伝達軸の捩れに起因した車両の振動を効果的に抑制することができる。即ち、本発明者等は、動力伝達軸の捩れ角の変化速度が正から負に反転、あるいは負から正に反転するという現象が、車両の振動に大きく影響するものであることを見出した。本態様では、この知見に基づき、動力伝達軸の捩れ角の変化速度が正から負に反転したと最初に判定した後においては、第１トルク値よりも相対的に小さな第２トルク値を以って走行駆動力を生成するよう駆動源を制御することで、加速時における車両の振動を効果的に抑制できる。

【0016】

従って、本態様に係る車両の制御装置では、加速に際しても、動力伝達軸の捩れに起因する車両の振動を抑制できるとともに、ドライバの加速要求を満足させることができる。

【0017】

本発明の別態様に係る車両の制御装置は、上記構成において、前記第２トルク値は、前記アクセルペダルの踏み込みが開始されたと判定した時点から、前記捩れ角の変化速度が正から負に反転したと最初に判定した時点までの、前記捩れ角の変化量及び前記変化速度の少なくとも一方に基づき設定される。

【0018】

本態様に係る車両の制御装置では、第２トルク値を、前記捩れ角の変化速度が正から負に反転したと最初に判定した時点までの、前記捩れ角の変化量及び前記変化速度の少なくとも一方に基づき設定することとしているので、効果的に車両の振動を抑制することができる。即ち、本発明者等は、前記捩れ角の変化速度が正から負に反転したと最初に判定した時点までの、前記捩れ角の変化量及び前記変化速度が、加速時における車両の振動に大きく影響することを見出した。本態様は、この知見に基づくものである。

【0019】

本発明の別態様に係る車両の制御装置は、上記構成において、前記駆動源に対しては、前記捩れ角の変化速度が正から負に反転したと最初に判定した時点から、所定期間が経過するまで、前記第２トルク値を以って前記走行駆動力を生成するよう指令する。

【0020】

動力伝達軸の捩れ角における変化速度の“正”から“負”への反転、及び“負”から“正”への反転は、捩れ角の変化速度が“正”から“負”に反転したと最初に判定した時点から、複数回ずつ生じるが、本態様では、所定期間が経過するまで第２トルク値を以って走行駆動力を生成するよう駆動源を制御することにより、加速時における車両の振動を効果的に抑制することができる。

【0021】

本発明の別態様に係る車両の制御装置は、上記構成において、前記車両は、前記駆動源と前記動力伝達軸との間の動力伝達経路中に設けられた変速機を更に備え、前記所定期間は、前記変速機におけるギヤ比に応じて設定される。

【0022】

本態様では、動力伝達軸における捩れの反転回数が、変速機のギヤ比に影響を受けることを考慮し、前記所定期間を、変速機におけるギヤ比に応じて設定する。これにより、何れのギヤ比においても、加速時における車両の振動を効果的に抑制することができる。

【0023】

本発明の別態様に係る車両の制御装置は、上記構成において、前記駆動源に対しては、前記所定期間の経過後に、前記第１トルク値よりも低く、前記第２トルク値よりも高い第３トルク値を以って前記走行駆動力を生成するよう指令する。

【0024】

本態様では、所定期間の間に、動力伝達軸における捩れ角の変化速度の反転を収束させ、車両の振動を抑制した後、第３トルク値を以って走行駆動力を生成するよう駆動源を制御する。この制御を実行することにより、過剰に低いトルク値（第２トルク値）での駆動源の制御を行わず、第３トルク値での駆動源の制御へ移行することにより、車両における最適な条件での走行を行うことでエネルギ消費の観点及び環境負荷の低減の観点から優位である。

【0025】

本発明の別態様に係る車両の制御装置は、上記構成において、前記駆動源に対しては、前記捩れ角の変化速度が“正”から“負”に反転したと最初に判定した時点から、前記捩れ角の変化速度が“正”から“負”に反転したとの判定が所定回数なされるまで、前記第２トルク値を以って前記走行駆動力を生成するよう指令する。

【0026】

本態様では、動力伝達軸における捩れの反転回数が、所定回数なされた時点で、第２トルク値よりも大きな第３トルク値を発生させるよう駆動源を制御することとしている。これによっても、加速時における車両の振動を抑制しながら、ドライバの要求に応えるようにすることができる。

【0027】

本発明の別態様に係る車両の制御装置は、上記構成において、前記駆動源に対しては、前記所定回数の判定がなされた後に、前記第１トルク値よりも低く、前記第２トルク値よりも高い第３トルク値を以って前記走行駆動力を生成するよう指令する。

【0028】

本態様においても、過剰に低いトルク値（第２トルク値）での駆動源の制御を行わず、第３トルク値での駆動源の制御へ移行することにより、ドライバの操縦に係る要求に応えるようにすることができる。

【0029】

本発明の別態様に係る車両の制御装置は、上記構成において、前記駆動源は内燃機関であり、前記車両は、前記駆動源に対し取り付けられた、スロットル弁及び可変動弁機構及び点火プラグ及び燃料噴射弁を更に備え、前記駆動源に対する前記第１トルク値及び前記第２トルク値の制御は、前記スロットル弁の制御、及び前記可変動弁機構の制御、及び前記点火プラグの制御、及び前記燃料噴射弁の制御の少なくとも一つの制御を以ってなされる。

【0030】

本態様は、駆動源としてガソリンエンジンなどの内燃機関を採用する場合の具体的な制御形態を規定するものである。即ち、本態様では、スロットル弁の制御、及び可変動弁機構の制御、及び点火プラグの制御、及び燃料噴射弁の制御の少なくとも一つの制御を以って、駆動源（内燃機関）における第１トルク値及び第２トルク値での制御を実行する。

【0031】

本発明の別態様に係る車両の制御装置は、上記構成において、前記動力伝達軸の前記捩れ角は、当該動力伝達軸を含む前記車両の動力伝達系をモデル化した制御対象モデルの挙動を記述したオブザーバ方程式を用い推定される。

【0032】

本態様では、オブザーバ方程式を用い動力伝達軸の捩れ角を推定することとしているので、加速時において、刻々と動力伝達軸の捩れ角が変化するような場合にあっても、高い精度で動力伝達軸の捩れ角を推定することができる。よって、高い精度で動力伝達軸の捩れ角を推定することにより、確実に動力伝達軸における捩れの反転を収束させることができ、車両の振動を確実に抑制することができる。

【0033】

本発明の別態様に係る車両の制御装置は、上記構成において、前記推定された前記動力伝達軸の前記捩れ角に基づき、前記アクセルペダルの踏み込み量に応じた前記第１トルク値に対する補正量であるトルク補正量を算出し、前記第２トルク値は、前記第１トルク値を前記トルク補正量に応じて補正した値である。

【0034】

本態様では、上記のような補正量を用いて第２トルク値を設定するので、高精度の制振制御を実行することができる。

【0035】

本発明の別態様に係る車両の制御装置は、上記構成において、前記トルク補正量は、前記動力伝達軸の前記捩れ角に係る周期に応じて漸減するよう設定される。このようなトルク補正を行うことにより、動力伝達軸の捩れ振動を効果的に抑制することができる。

【0036】

本発明の別態様に係る車両の制御装置は、上記構成において、前記駆動源に対するトルク制御に関し、フィードバック制御を実行する。

【0037】

本態様では、フィードバック制御により駆動源の制御を行うので、刻々と変化する状況に応じて高精度の制振制御を行うことができる。

【0038】

本発明の一態様に係る車両の制御装置は、次の構成を有する車両を制御対象とする。

【0039】

前記車両は、走行駆動力を生成する駆動源と、車輪と、前記駆動源と前記車輪との間の動力伝達経路中に設けられた動力伝達軸と、前記車両のドライバからの加速要求を受け付ける加速要求受付部材と、前記ドライバによる前記加速要求受付部材への操作が行われた際に、加速要求量を検出する加速要求量検出部と、を備える。

【0040】

なお、上記構成における「加速要求受付部材」としては、車両のドライバが手動操作を以って加速要求する部材（例えば、クルーズコントロールの設定車速変更ボタン）や、車両のドライバが足動操作を以って加速要求する部材（例えば、アクセルペダル）などが適用可能である。

【0041】

そして、本態様に係る制御装置は、
（ｉ）前記動力伝達軸における前記車輪側端に対する前記駆動源側端の捩れ角を推定又は検出し、
（ｉｉ）前記加速要求量検出部での検出結果に基づき、前記車両に対する前記ドライバからの加速要求があったと判定した場合に、前記駆動源に対し、前記加速要求量に応じた第１トルク値を以って前記走行駆動力を生成するよう指令し、
（ｉｉｉ）前記車両に対する前記ドライバからの加速要求があったと判定した後において、前記駆動源側端における前記捩れ角の推定又は検出の結果に基づき、前記捩れ角の変化速度が、正から負に反転したと最初に判定した場合に、前記駆動源に対し、前記第１トルク値よりも低い第２トルク値を以って前記走行駆動力を生成するよう指令する。

【0042】

本態様に係る車両の制御装置では、車両に対するドライバからの加速要求があったと判定した後、動力伝達軸の捩れ角の変化速度が正から負に反転したと最初に判定して初めて、第１トルク値よりも低い第２トルク値を以って走行駆動力を生成するよう駆動源を制御する。換言すると、本態様では、ドライバにより加速要求受付部材への操作が開始されて後、動力伝達軸の捩れ角が正から負に反転するまでの間は、ドライバからの加速要求量に応じた第１トルク値を以って走行駆動力を生成するよう駆動源を制御する。

【0043】

よって、本態様に係る車両の制御装置では、少なくともドライバにより加速要求受付部材への操作が開始されて後、動力伝達軸の捩れ角が正から負に反転するまでの間は、駆動源に対し、ドライバが求める加速要求量に応じた第１トルク値を駆動源に出力させ、ドライバの加速要求を満足させることができる。

【0044】

なお、本態様の上記（ｉｉ）における「応じた」とは、上述と同様に、トルク補正を行わず、ドライバによる加速要求量に対して直接対応している状況を指すか、トルク補正を行ったとしても極めて補正量が小さく、ドライバが補正を感知できないくらいの状況を指す。

【0045】

また、本態様では、動力伝達軸の捩れ角の変化速度が正から負に反転したと最初に判定した後においては、第１トルク値よりも相対的に小さな第２トルク値を以って走行駆動力を生成するように駆動源を制御する。このため、動力伝達軸の捩れに起因した車両の振動を効果的に抑制することができる。

【0046】

従って、本態様に係る車両の制御装置では、加速に際しても、動力伝達軸の捩れに起因する車両の振動を抑制できるとともに、ドライバの加速要求を満足させることができる。

【発明の効果】

【0047】

上記の各態様では、加速に際しても、動力伝達軸の捩れに起因する車両の振動を抑制できるとともに、ドライバの加速要求を満足させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0048】

【図1】本発明の第１実施形態に係る車両１の一部構成を示す模式図である。

【図2】車両１における制御に係る構成を示す模式ブロック図である。

【図3】コントローラ１２におけるエンジン２のトルク制御に係る機能部を示す模式機能ブロック図である。

【図4】車両１における動力伝達系をモデル化して示す模式図である。

【図5】車両１の加速時に、コントローラ１２が実行する制御を示すフローチャートである。

【図6】ゲイン（大）での制振制御を示すフローチャートである。

【図7】ゲイン（小）での制振制御を示すフローチャートである。

【図8】車両１における目標エンジントルクとドライブシャフト５の捩れとの関係を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0049】

以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明の一態様であって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。

【0050】

［第１実施形態］
１．車両１の構成
本実施形態に係る車両１の構成について、図１及び図２を用い説明する。図１は、車両１の一部構成を示す模式図である。図２は、車両１における制御に係る構成を示す模式ブロック図である。

【0051】

図１に示すように、車両１は、エンジン２と、変速機３と、デファレンシャルギヤ４と、一対のドライブシャフト５と、一対の車輪６と、コントローラ１２と、を備える。

【0052】

エンジン２は、車両１における駆動源として設けられており、内部で燃料を燃焼させて動力を得る内燃機関である。エンジン２の形式については、特に限定されるものではないが、一例として、４サイクルの多気筒ガソリンエンジンが採用されている。詳細な図示を省略するが、本実施形態でのエンジン２は、ピストンが往復動可能に収容された複数の気筒１１と、出力軸であるクランク軸９と、を備える。

【0053】

また、図２に示すように、エンジン２には、スロットル弁１７と、可変動弁機構１８と、点火プラグ１９と、燃料噴射弁２０と、が取り付けられている。スロットル弁１７は、エンジン２の各気筒１１に供給される空気の量を調節するための吸気通路に設けられている。点火プラグ１９は、燃料噴射弁２０から噴射された燃料と空気との混合気に火花を供給して着火させる。

【0054】

また、図１に示すように、エンジン２には、クランク軸９からの動力を得て発電するオルタネータ１０が取り付けられている。オルタネータ１０で発電された電力は、図示を省略しているバッテリ等の蓄電デバイスに充電される。当該蓄電デバイスの電力は、車両に備わる各種電装品を作動させるのに用いられる。

【0055】

変速機３は、エンジン２のクランク軸９の回転を減速しつつ、ドライブシャフト５に伝達する無段変速機、あるいは遊星歯車式の自動変速機である。本実施形態に係る車両１は、所謂、フロントエンジン・フロントドライブ式（ＦＦ式）の車両であり、変速機３は、差動装置としてのデファレンシャルギヤ４と一体化されている。

【0056】

コントローラ１２は、ＰＣＭ（Ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ Ｃｏｎｔｏｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）であり、車両１の走行状況等に応じてエンジン２に接続された、スロットル弁１７、可変動弁機構１８、点火プラグ１９、及び燃料噴射弁２０等を制御する。

【0057】

図2に示すように、コントローラ１２には、車両１に設けられた複数のセンサから種々の情報が逐次入力される。具体的に、車両１には、車速センサ１３と、アクセルセンサ１４と、エンジン回転数センサ１５と、ブレーキセンサ１６とが設けられており、各センサ１３〜１６からコントローラ12に対して検出情報が逐次入力されるようになっている。

【0058】

車速センサ１３は、車両１の速度を検出するセンサである。アクセルセンサ１４は、ドライバによるアクセルペダル７（図１を参照。）の踏み込み量（アクセル開度）を検出するセンサである。エンジン回転数センサ１５は、エンジン２のクランク軸９の回転数を検出するためのセンサである。ブレーキセンサ１６は、図1に示すブレーキペダル８をドライバが踏み込んだ際の、ブレーキフルードの圧力（ブレーキ圧）を検出するためのセンサである。

【0059】

これらセンサ１３〜１６からの検出情報は、車両１の駆動中において、コントローラ12に対して逐次入力されるようになっている。

【0060】

コントローラ１２は、上記の各センサ１３〜１６からの入力情報に基づいて、種々の演算を実行し、状況に応じてエンジン２で発生させるべきトルクを逐次決定する。そして、コントローラ１２は、決定したトルクを発生させるのに最適となる条件を決定し、これに応じた制御信号をスロットル弁１７、可変動弁機構１８、点火プラグ１９、及び燃料噴射弁２０に対して出力する。

【0061】

２．コントローラ１２によるエンジン２のトルク制御
コントローラ１２によるエンジン２のトルク制御について、図３を用い説明する。図３は、コントローラ１２によるエンジン１２のトルク制御に係る機能部を示す模式機能ブロック図である。

【0062】

図３に示すように、コントローラ１２は、トルク変換部２１と、フィードバック部２２と、トルクコントロール部２３と、実機計測部２４と、走行抵抗推定部２５と、トルク推定部２６と、挙動推定部２７と、を有する。

【0063】

トルク変換部２１は、アクセルセンサ１４から入力されるアクセル開度情報に基づいて、エンジン２の要求トルクＴ_０を算出する機能部である。ここで、トルク変換部２１が算出する要求トルクＴ_０は、ドライブシャフト５の捩れを考慮せず、ドライブシャフト５が剛体であるという仮定の下での値である。よって、トルク変換部２１が算出する要求トルクＴ_０は、単純に、アクセル開度に比例するように設定される。即ち、トルク変換部２１では、アクセル開度が大きいほど、要求トルクＴ_０を大きく設定する。

【0064】

トルクコントロール部２３は、トルク変換部２１が設定した要求トルクＴ_０を発生させるために必要となるエンジン２の吸入空気量、燃料噴射量、点火タイミングを算出する。また、トルクコントロール部２３は、上記のような吸入空気量、燃料噴射量、点火タイミングを実現するための制御目標値として、スロットル弁１７の目標開度や燃料噴射弁２０の目標開弁期間、点火プラグ１９への目標給電タイミング等を設定する。

【0065】

実機計測部２４は、車速センサ１３、エンジン回転数センサ１５、及びブレーキセンサ１６からの入力信号に基づいて、例えば、エンジン回転速度、車速、ブレーキ圧等の計測値を逐次取得する。

【0066】

走行抵抗推定部２５は、実機計測部２４から入力された車速及びブレーキ圧に基づいて、車両１に加わると予測される走行抵抗（走行抵抗推定値）Ｔ_ｂを算出する。具体的に、走行抵抗推定値Ｔ_ｂの算出には、車速及びブレーキ圧を変数とした所定の演算式が用いられ、車速及びブレーキ圧が高いほど、走行抵抗推定値Ｔ_ｂの値は大きく算出される。

【0067】

トルク推定部２６は、トルクコントロール部２３で設定されたスロットル弁１７、燃料噴射弁２０、及び点火プラグ１９の制御目標値と、実機計測部２４が取得したエンジン回転速度と、に基づいて、エンジン２で実際に発生すると予測されるトルク（エンジントルク推定値）Ｔ_ｅを算出する。

【0068】

具体的に、エンジントルク推定値Ｔ_ｅの算出には、予め格納されているエンジン２のトルク特性データが用いられる。即ち、コントローラ１２には、エンジン２を各種条件で運転したときのトルクの実測値に基づいたトルク特性データ、つまり、エンジン２の発生トルクが燃料噴射量、空燃比、点火タイミング、エンジン回転速度等の各種パラメータに応じてどのように変化するかを実験的に特定したデータが格納されている。そして、このトルク特性データに基づいて、上述したスロットル弁１７、燃料噴射弁２０、点火プラグ１９の各制御目標値や、エンジン回転速度に対応するエンジントルク推定値Ｔ_ｅが設定される。

【0069】

挙動推定部２７は、実機計測部２４が取得したエンジン回転速度と、トルク推定部２６が設定したエンジントルク推定値Ｔ_ｅと、走行抵抗推定部２５が推定した車両１の走行抵抗推定値Ｔ_ｂと、に基づいて、車両１の各種状態量を推定する。

【0070】

具体的に、挙動推定部２７は、エンジン回転速度（より正確には、ドライブシャフト５の回転に換算した値）、エンジントルク推定値Ｔ_ｅ、及び走行抵抗推定値Ｔ_ｂといった既知の値から、後述する方程式（オブザーバ方程式（２））を利用して、ドライブシャフト５の捩れ等に関係する各種状態量を推定する。

【0071】

このように、既知の値を利用してオブザーバ方程式により状態量を推定することにより、センサ等を用いて直接的に状態量を測定した場合と異なり、ノイズ等の影響を受け難く、正確な状態量を把握することができる。

【0072】

挙動推定部２７が推定する状態量には、ドライブシャフト５のエンジン２側の回転速度と、ドライブシャフト５の車輪６側の回転速度とが含まれる。ここで、「ドライブシャフト５のエンジン２側の回転速度」とは、図４に示す制御対象モデルにおいて、エンジン２（及び変速機３）に近い側に位置するドライブシャフト５の一端部の回転速度ω_ｅであり、「ドライブシャフト５の車輪６側の回転速度」とは、車輪６に近い側に位置するドライブシャフト５の他端部の回転速度ω_ｂである。以下では、これらの両回転速度ω_ｅ，ω_ｂのオブザーバ方程式による推定値を、それぞれ、ドライブシャフト５のエンジン側推定速度ω_ｅ’、ドライブシャフト５の車輪側推定速度ω_ｂ’と表記する。

【0073】

フィードバック部２２は、挙動推定部２７が推定したドライブシャフト５のエンジン側推定速度ω_ｅ‘と、ドライブシャフト５の車輪側推定速度ω_ｂ’と、の差に基づいて、ドライブシャフト５の捩れ振動を収束させるためのトルク補正量Ｔ_Ｑを設定する。

【0074】

即ち、上記の両推定速度ω_ｅ’，ω_ｂ’の間に差が生じているということは、ドライブシャフト５の捩れ量が変化しつつあるということを表わす。そこで、フィードバック部２２では、このようなドライブシャフト５における捩れ量の変化を起こさせないために、エンジントルクをどの程度補正すればよいかが演算され、その値がトルク補正量Ｔ_Ｑとして設定される。

【0075】

例えば、ドライブシャフト５のエンジン側推定速度ω_ｅ’が、ドライブシャフト５の車輪側推定速度ω_ｂ’よりも大きい場合には、ドライブシャフト５の捩れ量を変化させないようにするためにエンジン側推定速度ω_ｅ’を減少させる必要がある。このため、このような場合には、エンジントルクが減少方向に補正される（トルク補正量Ｔ_Ｑが“負“になる）。

【0076】

一方、ドライブシャフト５のエンジン側推定速度ω_ｅ’が、ドライブシャフト５の車輪側推定速度ω_ｂ’よりも小さい場合には、ドライブシャフト５の捩れ量を変化させないようにするためにエンジン側推定速度ω_ｅ’を増大させる必要がある。このため、このような場合には、エンジントルクが増大方向に補正される（トルク補正量Ｔ_Ｑが“正”になる）。

【0077】

フィードバック部２２で設定されたトルク補正量Ｔ_Ｑは、トルクコントロール部２３に対し出力される。

【0078】

トルクコントロール部２３は、上述した要求トルクＴ_０に、フィードバック部２２から入力されたトルク補正量Ｔ_Ｑを付加した値である補正済目標トルクＴ_ｆｂを設定する。そして、トルクコントロール部２３は、設定した補正済目標トルクＴ_ｆｂを発生させるために、吸入空気量、燃料噴射量、及び点火タイミングの目標値を再設定し、これらの値に基づいて、スロットル弁１７、燃料噴射弁２０、及び点火プラグ１９を制御する。

【0079】

ここで、エンジン２の発生トルクをトルク補正量Ｔ_Ｑだけ補正するための方法は種々考えられるが、本実施形態では、一例として、次のようにトルクの調整を行うこととする。

【0080】

先ず、トルク補正量Ｔ_Ｑが“負”の値であり、エンジン２の発生トルクを減少させる必要がある場合には、点火タイミング（点火プラグ１９により気筒１１内で点火するタイミング）をリタードする。即ち、点火タイミングを本来のタイミング（ベストな燃焼が得られるように状況に応じて予め定められるタイミング）よりも遅らせることにより、気筒１１内で混合気が燃焼するタイミングを遅らせて、エンジン２の発生トルクを減少させる。

【0081】

次に、トルク補正量Ｔ_Ｑが“正”の値であり、エンジン２の発生トルクを増大させる必要がある場合には、エンジン２から動力を得て発電するオルタネータ１０の発電量を減少させる。即ち、オルタネータ１０での発電量を減少させることにより、オルタネータ１０からエンジン２に加わる抵抗力を小さくする。これにより、エンジン２の発生トルクが増大したのと実質的に同じ効果を得ることができる。

【0082】

以上のように、本実施形態では、コントローラ１２は、フィードバック制御を以ってトルク制御を実行する。

【0083】

３．状態量の推定方法
次に、挙動推定部２７による各種状態量の推定方法について、具体的な演算式を用い説明する。なお、以下の説明では、図４を用いる。図４は、車両１における動力伝達系をモデル化して示す模式図であって、エンジン２の出力トルクを車輪に伝達する動力伝達系をモデル化したものである。

【0084】

図４に示すように、本実施形態に係る車両１の動力伝達系には、エンジン２と車輪６との間に、変速機３と、ドライブシャフト５と、が含まれる。

【0085】

変速機３は、エンジン２のクランク軸９（図１を参照。）の回転を減速する。

【0086】

ドライブシャフト５は、変速機３の出力軸と車輪６とを連結する。なお、ドライブシャフト５は、トルクに比例して捩れ変形するばねとしての要素と、捩れ変形の速度に比例した抵抗力を発生するダンパーとしての要素とを有する。よって、図４では、ドライブシャフト５を、ばねとダンパーとの組み合わせを以って表している。

【0087】

図４に示す制御対象モデルから導かれる車両１の状態方程式は、次式（１）のように表すことができる。

【0088】

【数1】

【0089】

上記の状態方程式（１）における各値の意味は、次の（表１）に示すとおりである。

【0090】

【表1】

【0091】

上記の状態方程式（１）に基づいて、走行抵抗誤差も含めた各種状態量を推定するように拡張した、次のオブザーバ方程式（２）を導き出すことができる。

【0092】

【数2】

【0093】

上記のオブザーバ方程式（２）における各値の意味は、次の（表２）に示すとおりである。

【0094】

【表2】

【0095】

上記挙動推定部２７は、上記のオブザーバ方程式（２）を用いて、既知の値Ｔ_ｅ，Ｔ_ｂ，ω_ｅから、車両１の各種状態量ω_ｅ’，ω_ｂ’、θ’、Ｔ_ｅｒｒ’を推定する。即ち、挙動推定部２７は、トルク推定部２６から入力されるエンジントルク推定値Ｔ_ｅと、走行抵抗推定部２５から入力される車両１の走行抵抗推定値Ｔ_ｂと、実機計測部２４から入力されるエンジン回転速度と、を既知の値として、これらの値を上記オブザーバ方程式（２）に当てはめる。これにより、挙動推定部２７は、ドライブシャフト５のエンジン側推定速度ω_ｅ’、ドライブシャフト５の車輪側推定速度ω_ｂ’、ドライブシャフト５の推定捩れ量θ’、車両１の走行抵抗誤差の推定値Ｔ_ｅｒｒ’、をそれぞれ求める。

【0096】

なお、実機計測部２４から入力されるエンジン回転速度については、ドライブシャフト５の回転速度に換算し（即ち、変速機３の減速比ηで割った値を求め）、その値をω_ｅとして、上記オブザーバ方程式（２）に適用する。

【0097】

ここで、上記のオブザーバ方程式（２）におけるオブザーバゲインＫは、例えば、ＭＡＴＬＡＢ等の制御設計ツールで用いられる最適ゲイン算出関数より算出することができる。

【0098】

上記のオブザーバ方程式（２）における減速比ηは、エンジン回転数センサ１５により検出されるエンジン回転速度と、車速センサ１３により検出される車輪速（車輪６の回転速度）と、の比から特定される。より具体的には、変速機３の各変速段に対応して設定された複数の減速比の中から、上記エンジン回転速度と車輪速との比に一致又は近いものが特定され、それが減速比ηとして用いられる。

【0099】

以上で、挙動推定部２７による状態量推定の基礎となる理論について説明したが、挙動推定部２７において実際の演算に用いられるのは、上記のオブザーバ方程式（２）を離散化した次の離散式（３）である。

【0100】

【数3】

【0101】

上記の離散式（３）におけるΔｔは、挙動推定部２７が状態量の推定値を求める時間間隔（サンプリングタイム）であり、例えば、１ｍｓｅｃ．程度に設定される。即ち、挙動推定部２７は、過去に求められた推定値χ_ｅｘｔ［ｉ＋１］を求め、そのような処理をΔｔごとに繰り返してゆく。

【0102】

なお、このような処理は、エンジン２が始動された直後から継続されるので、χ_ｅｘｔの初期値χ_ｅｘｔ［０］としては、（０ ０ ０ ０）^Ｔが選ばれる。

【0103】

４．車両１の加速時における制振制御方法
次に、車両１の加速時において、コントローラ１２が実行する制振制御の方法について、図５から図７を用い説明する。

【0104】

図５に示すように、コントローラ１２は、車速センサ１３、アクセルセンサ１４、ブレーキセンサ１６の各入力情報から、目標となる車両１の加速度を設定する（ステップＳ１）。そして、コントローラ１２におけるトルク変換部２１は、上記のように設定した車両１の加速度を実現するための目標エンジントルク（要求トルク）Ｔ_０を設定する（ステップＳ２）。上述のように、ステップ２の段階では、ドライブシャフト５の捩れが考慮されることはなく、アクセル開度に比例するように要求トルクＴ_０が設定される。

【0105】

次に、コントローラ１２のトルクコントロール部２３は、設定された要求トルクＴ_０を実現するための目標スロットル開度、吸気可変動弁機構の目標位相角、目標燃料噴射量、及び目標点火時期（タイミング）を設定する（ステップＳ３）。

【0106】

次に、コントローラ１２の走行抵抗推定部２５は、実機計測部２４から入力された車速及びブレーキ圧に基づいて、車両１に加わると予測される走行抵抗（走行抵抗推定値）Ｔ_ｂを算出する（ステップＳ４）。

【0107】

次に、コントローラ１２のトルク推定部２６は、スロットル開度、吸気可変動弁機構の位相角、燃料噴射量、点火タイミング等の入力情報から、エンジン２で発生するエンジントルク推定値Ｔ_ｅを推定する（ステップＳ５）。なお、スロットル開度を用いたトルクの推定処理に代えて、エアフローセンサ等による吸入空気量の計測値及び吸気系の物理モデルから、次に（最も近い将来）点火が行われる気筒１１の筒内空気量を推定し、その推定値に基づいてエンジントルク推定値Ｔ_ｅを推定するようにもできる。

【0108】

次に、コントローラ１２の挙動推定部２７は、エンジン回転数センサ１５から入力されるエンジン回転速度の情報と、ステップＳ４で算出された車両１の走行抵抗推定値Ｔ_ｂと、ステップＳ５で推定されたエンジントルク推定値Ｔ_ｅと、をオブザーバ方程式（２）（より具体的には、それを離散化した離散式（３））に当てはめることにより、ドライブシャフト５のエンジン側推定速度ω_ｅ’と、ドライブシャフト５の車輪側推定速度ω_ｂ’と、を含む各種状態量を算出する。そして、コントローラ１２は、ドライブシャフト５のエンジン側推定速度ω_ｅ’と、ドライブシャフト５の車輪側推定速度ω_ｂ’と、の差分（ω_ｅ’−ω_ｂ’）から、ドライブシャフト５の推定捩れ角を算出する（ステップＳ６）。

【0109】

次に、コントローラ１２は、アクセルセンサ１４等からの入力情報に基づいて、車両１が加速中であるか否かを判定する（ステップＳ７）。車両１が加速中であると判定した場合には（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、コントローラ１２は、トルク変換部２１が設定した要求トルクＴ_０を発生させるために必要となるエンジン２の吸入空気量、燃料噴射量、点火タイミングを実現するための制御目標値として、スロットル弁１７の目標開度や燃料噴射弁２０の目標開弁期間、点火プラグ１９への目標給電タイミング等を制御する（ステップＳ８）。

【0110】

即ち、本実施形態では、ドライバがアクセルペダル７を踏み込んでいる最中は、トルク補正を行わず、アクセル開度に比例する要求トルクＴ_０を発生させるように各アクチュエータを制御する。

【0111】

次に、コントローラ１２は、ドライバがアクセルペダル７を踏み込んで加速している最中において、ドライブシャフト５の捩れ角の変化速度／変化量が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ９）。ドライブシャフト５の捩れ角の変化速度／変化量は所定値以上であると判定した場合には（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、フラグを立ててＦ＝１とする（ステップＳ１０）。なお、この判定は、次に説明するドライブシャフト５の捩れ角の変化速度が反転するまで継続される。

【0112】

次に、コントローラ１２は、ドライブシャフト５の捩れ角が“正”から“負”に反転したか否かを判定する（ステップＳ１１）。即ち、加速中においては、ドライブシャフト５におけるエンジン側推定速度ω_ｅ’が、ドライブシャフト５における車輪側推定速度ω_ｂ’に対して相対的に大きく、（ω_ｅ’−ω_ｂ’）＞０の関係が成立するが、ドライバがアクセルペダル７の踏込量を略一定の状態とした後においては、（ω_ｅ’−ω_ｂ’）＜０となるタイミングが到来する。コントローラ１２は、ステップＳ１１において、加速開始後、最初に（ω_ｅ’−ω_ｂ’）＜０となるタイミングを待つ。

【0113】

コントローラ１２は、ドライブシャフト５の捩れ角が“正”から“負”に反転したと判定した場合には（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、フラグが立っているか否かを判定する（ステップＳ１２）。フラグが立っており、Ｆ＝１の場合には（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、コントローラ１２は、大きなゲインを以ってトルク補正を行い、制振制御を実行する（ステップＳ１３）。

【0114】

図６に示すように、コントローラ１２におけるフィードバック部２２は、ゲイン（大）での制振制御において、大きなゲインでトルク補正量Ｔ_Ｑを設定し、要求トルクＴ_０に、フィードバック部２２から入力されたトルク補正量Ｔ_Ｑを付加した値である補正済目標トルクＴ_ｆｂを設定する（ステップＳ１３１）。そして、コントローラ１２におけるトルクコントロール部２３は、設定した補正済目標トルクＴ_ｆｂを発生させるために、吸入空気量、燃料噴射量、及び点火タイミングの目標値を再設定し（ステップＳ１３２）、これらの値に基づいて、スロットル弁１７、燃料噴射弁２０、及び点火プラグ１９を制御する（ステップＳ１３３）。なお、本実施形態では、一例として、点火タイミングのリタードを以ってトルク補正を実行する。

【0115】

図５に戻って、コントローラ１２は、ドライブシャフト５の捩れ角が反転したタイミングを基準として、所定期間が経過するまでの間は、ゲイン（大）で制振制御を継続して実行する（ステップＳ１４：Ｎｏ）。

【0116】

コントローラ１２は、ステップＳ１４において、所定時間が経過したと判断した場合には（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、フラグをＦ＝０として（ステップＳ１５）、ゲイン（小）での制振制御を実行する（ステップＳ１６）。

【0117】

また、コントローラ１２は、ステップＳ１２において、フラグが立っておらず、Ｆ＝０の場合にも（ステップＳ１２：Ｎｏ）、小さなゲインを以ってトルク補正を行い、制振制御を実行する（ステップＳ１６）。

【0118】

図７に示すように、コントローラ１２におけるフィードバック部２２は、ゲイン（小）での制振制御において、小さなゲインでトルク補正量Ｔ_Ｑを設定し、要求トルクＴ_０に、フィードバック部２２から入力されたトルク補正量Ｔ_Ｑを付加した値である補正済目標トルクＴ_ｆｂを設定する（ステップＳ１６１）。そして、コントローラ１２におけるトルクコントロール部２３は、設定した補正済目標トルクＴ_ｆｂを発生させるために、吸入空気量、燃料噴射量、及び点火タイミングの目標値を再設定し（ステップＳ１６２）、これらの値に基づいて、スロットル弁１７、燃料噴射弁２０、及び点火プラグ１９を制御する（ステップＳ１６３）。

【0119】

この後、ドライバが新たにアクセルペダル７を踏み込んだりしない限り、ゲイン（小）での制振制御を継続する。

【0120】

なお、コントローラ１２は、ステップＳ７において、車両１が加速中ではないと判定した場合や（ステップＳ７：Ｎｏ）、ステップＳ９において、ドライブシャフト５の捩れ角の変化速度／変化量が所定値未満であると判定した場合においても（ステップＳ９：Ｎｏ）、ゲイン（小）での制振制御を実行する（ステップＳ１６）。

【0121】

５．トルク補正量Ｔ_Ｑの算出
上記において、トルク補正量Ｔ_Ｑの絶対値は、ドライブシャフト５の推定速度差の絶対値｜ω_ｅ’−ω_ｂ’ ｜に比例するように算出されるが、より具体的には、次のような演算を経てトルク補正量Ｔ_Ｑが算出される。

【0122】

エンジン２のトルクは、各気筒１１での燃焼により発生するトルクである。このため、トルク補正量Ｔ_Ｑを算出したとしても、そのトルク補正量Ｔ_Ｑを付加したトルクが実際に発生するのは、次に点火が行われるタイミングである。そこで、本実施形態では、現時点でのドライブシャフト５の推定速度差（ω_ｅ’−ω_ｂ’）から、上記のようなトルク発生遅れを考慮して定められる。

【0123】

ここで、トルクの発生遅れ、即ち、次の燃焼までの時間は、各気筒１１での点火間隔に基づいて特定することができる。なお、点火間隔とは、ある気筒１１の点火タイミングと、その次に点火される気筒１１の点火タイミングとの時間差のことであり、例えば、４気筒エンジンであれば１８０°のクランク角（１８０°ＣＡ）に相当する時間である。

【0124】

現時点でのドライブシャフト５の推定速度差（ω_ｅ’−ω_ｂ’）をｆ（ｔ）とし、現時点から遅れ時間ｄが経過した後の推定速度差（ω_ｅ’−ω_ｂ’）をｆ（ｔ＋ｄ）とするとき、この遅れ時間ｄの経過後におけるドライブシャフト５の推定速度差ｆ（ｔ＋ｄ）は、現時点での推定速度差ｆ（ｔ）から、次式（４）を用い求めることができる。

【0125】

【数4】

【0126】

上記の式（４）において、“ａ”は変速機３の変速段ごとに予め設定されたドライブシャフト５の共振周波数（ａ／２π）に対応する値であり、“ｆ’（ｔ）”はｆ（ｔ）の時間微分である。即ち、実際の車両１で発生する振動の多くは、ドライブシャフト５の捩れ共振に大きく影響を受けるものであるから、このドライブシャフト５の推定速度差（ｆ＝ω_ｅ’−ω_ｂ’）は、共振周波数に依存して変化する値、つまり、ｆ（ｔ）＝ｓｉｎ（ａｔ）であると仮定することができる。よって、当該仮定に基づいて、遅れ時間ｄだけ進んだ時点でのｆ（ｔ＋ｄ）を、上記の式（４）のように表すことができる。

【0127】

上記の式（４）のようにして遅れ時間ｄが経過した後のドライブシャフト５の推定速度差ｆ（ｔ＋ｄ）が求まると、次に示す式（５）のように、ｆ（ｔ＋ｄ）に、先に定めておいたフィードバックゲインｋを掛けた値、即ち、ｋ×ｆ（ｔ＋ｄ）を、トルク補正量Ｔ_Ｑとして算出することができる。

【0128】

【数5】

【0129】

ここで、本実施形態では、エンジン２のトルクを減少方向に補正することで制振制御を実行するものである。このため、本実施形態においては、特に断りのない限り、ｆ（ｔ＋ｄ）＝ω_ｅ’−ω_ｂ’は、“正”である。即ち、ドライブシャフト５の車輪側推定速度ω_ｂ’よりも、ドライブシャフト５のエンジン側推定速度ω_ｅ’の方が大きいものとする。よって、トルク補正量Ｔ_Ｑは“負”の値である。

【0130】

なお、図５に示すステップＳ８において、ゲイン（０）で制御を実行することとした。ここでの“ゲイン（０）”とは、上記の式（５）の“ｋ＝０”であり、トルク補正量Ｔ_Ｑ＝０ということを意味する。

【0131】

また、ステップＳ１３における”ゲイン（大）“とは、ステップＳ１６における”ゲイン（小）“との相対的な関係での、上記の式（５）における”ｋ“の値、即ち、フィードバックゲインｋの値の大小を意味する。

【0132】

６．制振制御の具体例
図５から図７を用い説明した制振制御の具体例について、図８を用い説明する。図８は、横軸に時間をとり、上からドライブシャフトの捩れ、アクセル開度、目標エンジントルクを表わす模式図である。

【0133】

図８に示すように、本具体例では、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの間は、ドライバがアクセルペダル７を踏んでおらず、惰性（コースト）走行している状態である。このため、ドライブシャフト５の捩れは、“負”の状態、即ち、エンジン側推定速度ω_ｅ’よりも、車輪側推定速度ω_ｂ’の方が大きい状態にある。

【0134】

タイミングｔ１において、ドライバがアクセルペダル７を踏み込むと、少し遅れたタイミングｔ２から目標エンジントルクが上昇を始める。そして、これに呼応して、ドライブシャフトの捩れも値が上昇し始める。即ち、車両１の加速中であるタイミングｔ２以降において、ドライブシャフト５における推定速度差（ω_ｅ’−ω_ｂ’）が“正”の値をとる。

【0135】

目標エンジントルク及びドライブシャフト５の捩れは、ドライバがアクセルペダル７を踏み増している間だけでなく、一定の踏み込み量となった時点（タイミングｔ３）以降も少しの間、上昇（増加）し続ける。具体的には、目標エンジントルク及びドライブシャフト５の捩れは、タイミングｔ４まで上昇（増加）を続ける。

【0136】

ここで、本具体例においては、ドライブシャフト５の捩れが増大している間、即ち、タイミングｔ２からタイミングｔ４までの間は、トルク補正量Ｔ_Ｑ＝０としている（ゲイン（０）でトルク制御）。これより、ドライバによるアクセルペダル７の踏込量に応じてエンジン２のトルクが上昇する。

【0137】

また、コントローラ１２は、タイミングｔ２からタイミングｔ４に至る期間において、ドライブシャフト５の捩れ角の変化速度（角速度）／変化量を監視している。そして、コントローラ１２は、ドライブシャフト５の捩れ角の変化速度（角速度）／変化量が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上であると判定した場合には、フラグを立てる（図５のステップＳ１０）。フラグがＦ＝１であるかＦ＝０であるかで、タイミングｔ４からタイミングｔ１１までの制振制御の程度がかわる。

【0138】

なお、図８に示す例では、コントローラ１２が、タイミングｔ２からタイミングｔ４に至る期間において、ドライブシャフト５の捩れ角の変化速度（角速度）／変化量が所定値以上であると判定した場合を想定している。

【0139】

上記において、「捩れ角の変化速度」とは、図８におけるドライブシャフト５の捩れの特性図において、“傾き”であり、「捩れ角の変化量」とは、図８におけるドライブシャフト５の捩れの特性図において、“高さ”である。

【0140】

図８に矢印を付した部分に示すように、ドライバによるアクセルペダル７の踏み増しが終了したタイミングｔ３よりも少し後のタイミングｔ４において、ドライブシャフト５の捩れ角の変化速度（傾き）が“正”から“負”に反転する。本例では、このタイミングｔ４を起点として、ゲイン（大）での制振制御を実行することとしている。

【0141】

図８に示すように、ドライブシャフト５の捩れは、変化速度が“正”から“負”の反転と、“負”から“正”の反転と、を複数回繰り返して収束してゆく。図８に示す例では、略３周期で収束している。

【0142】

図８に示すように、目標エンジントルクについて、先ず、タイミングｔ５からタイミングｔ６の間でトルク補正（トルクを低減する補正）を行っている。ここで、タイミングｔ５は、ドライブシャフトの捩れ角の変化速度が“負”から“正”へと再反転するタイミングである。

【0143】

タイミングｔ５からタイミングｔ６の間でのトルク補正により、ドライブシャフトの捩れは、タイミングｔ５からタイミングｔ７の間の周期において、図８の点線で示すように、その振幅が低く抑えられる。

【0144】

同様にして、タイミングｔ７からタイミングｔ８の間、及びタイミングｔ９からタイミングｔ１０の間の各期間において、コントローラ１２はトルク補正を実行する。このトルク補正を行うタイミングについても、上記同様に、ドライブシャフトの捩れ角の変化速度が“負”から“正”へと再反転するタイミングである。

【0145】

なお、図８に示すように、２回目のトルク補正量は１回目のトルク補正量に比べて小さく設定されており、３回目のトルク補正量はさらに小さく設定される。これは、１回目のトルク補正（タイミングｔ５からタイミングｔ６の間でのトルク補正）により、ドライブシャフト５の捩れの振幅が抑制され、２回目のトルク補正（タイミングｔ７からタイミングｔ８の間でのトルク補正）により、ドライブシャフト５の捩れの振幅がさらに抑制されていることによるものである。

【0146】

そして、コントローラ１２は、タイミングｔ１１以降は、ゲイン（小）での制振制御を実行する。タイミングｔ１１は、ドライブシャフト５の捩れ角の変化速度が最初に“正”から“負”に反転したタイミングｔ４を基準として、所定時間が経過したタイミングである。この所定時間は、ドライブシャフト５の捩れ剛性や、エンジン２の特性（レスポンスやトルク特性）などを考慮して、予め設定されている。

【0147】

ただし、ドライブシャフト５の捩れについての周期により、ゲイン（大）での制振制御からゲイン（小）での制振制御への移行タイミングを決定してもよい。あるいは、変速機３のギヤ比に応じてゲイン（大）での制振制御からゲイン（小）での制振制御への移行タイミングを決定してもよい。

【0148】

７．効果
本実施形態に係る車両１のコントローラ１２は、アクセルペダル７の踏込が開始されたと判定したタイミングｔ１以降、ドライブシャフト５の捩れ角の変化速度が“正”から“負”に反転したと最初に判定したタイミングｔ４から初めて、トルク補正を行って制振制御を実行する。換言すると、コントローラ１２は、アクセルペダル７の踏込が開始されたタイミングｔ１から、ドライブシャフト５の捩れ角の変化速度が“正”から“負”に反転するタイミングｔ４までの間は、トルク補正を行わず、ドライバによるアクセルペダル７の踏込量に応じて目標エンジントルクを設定している。

【0149】

よって、車両１のコントローラ１２では、少なくともアクセルペダル７の踏込が開始されて後、ドライブシャフト５の捩れ角の変化速度が“正”から“負”に反転するまでの間（タイミングｔ１からタイミングｔ４までの間）は、ドライバが要求するトルクでエンジン２を駆動させている。よって、ドライバの加速要求を満足させることができる。

【0150】

また、コントローラ１２は、ドライブシャフト５の捩れ角の変化速度が“正”から“負”に反転したと最初に判定したタイミングｔ４から所定期間の間、ゲイン（大）でのトルク補正を複数回にわたって実行している。このため、コントローラ１２は、ドライブシャフト５の捩れに起因した車両１の振動を効果的に抑制することができる。即ち、ドライブシャフト５の捩れ角の変化速度が“正”から“負”に反転、あるいは“負”から“正”に反転するという現象が、車両１の振動に大きく影響するものである。この知見に基づき、本実施形態では、ドライブシャフト５の捩れ角の変化速度が“正”から“負”に反転したと最初に判定した後においては、ゲイン（大）での制振制御を実行することで、加速時における車両１の振動を効果的に抑制できる。

【0151】

従って、本実施形態に係る車両１のコントローラ１２では、加速に際しても、ドライブシャフト５の捩れに起因する車両１の振動を抑制できるとともに、ドライバの加速要求を満足させることができる。

【0152】

なお、本実施形態においては、タイミングｔ１からタイミングｔ４の間で、トルク補正を行わず、ドライバによるアクセルペダル７の踏込量に応じたトルクをエンジン２に出力させることとしたが、必ずしもこれに限定されるものではない。ドライバの加速要求を満たすことができる範囲内であれば、少しのトルク補正を行うこととしてもよい。

【0153】

また、本実施形態では、タイミングｔ４からタイミングｔ１１に至る期間でのトルク補正量を、タイミングｔ２からタイミングｔ４までの、ドライブシャフト５の捩れ角の変化量及び変化速度の少なくとも一方に基づき設定することとしているので、効果的に車両１の振動を抑制することができる。即ち、タイミングｔ２からタイミングｔ４に至る期間でのドライブシャフト５における捩れ角の変化量及び変化速度が、加速時における車両の振動に大きく影響するので、これによりタイミングｔ４からタイミングｔ１１に至る期間でのトルク補正量を規定することとしている。

【0154】

図８を用い説明したように、ドライブシャフト５における捩れ角の変化速度の“正”から“負”への反転、及び“負”から“正”への反転は、タイミングｔ４から、複数回ずつ生じるが、本実施形態では、タイミングｔ１１に至るまでの所定期間、トルク補正を行って制振制御を実行することとしている。これにより、加速時における車両１の振動を効果的に抑制することができる。

【0155】

上述のように、ドライブシャフト５における捩れの反転回数が、変速機３のギヤ比に影響を受けることを考慮し、ゲイン（大）でのトルク補正を実行する期間を、変速機３におけるギヤ比に応じて設定することとしてもよい。これにより、何れのギヤ比においても、加速時における車両１の振動を効果的に抑制することができる。

【0156】

コントローラ１２は、タイミングｔ１１に至るまでの間に、ドライブシャフト５における捩れの反転を収束させ、車両１の振動を抑制した後、タイミングｔ１１以降において、ゲイン（小）でのトルク補正を行った制振制御を実行する。この制御を実行することにより、過剰なトルク制御を行わず、タイミングｔ１１以降は、ゲイン（小）での制振制御へ移行することにより、ドライバの操縦に係る要求に応えるようにすることができる。

【0157】

なお、本実施形態では、トルク補正の方法として、点火プラグ１９における点火タイミングをリタードする方法を採用したが、トルク補正の方法は、これに限定されるものではない。例えば、スロットル弁１７の制御、及び可変動弁機構１８の制御、及び燃料噴射弁２０の制御の少なくとも一つの制御行うことでトルク補正を実行することとしてもよい。

【0158】

本実施形態に係る車両１のコントローラ１２は、ドライブシャフト５を含む車両１の動力伝達系をモデル化した制御対象モデルの挙動を記述したオブザーバ方程式を用い、ドライブシャフト５の捩れを推定することとしている。このため、車両１の加速時において、刻々とドライブシャフト５の捩れ角が変化するような場合にあっても、高い精度でドライブシャフト５の捩れ角を推定することができる。よって、高い精度でドライブシャフト５の捩れ角を推定することにより、確実にドライブシャフト５における捩れの反転を収束させることができ、車両１の振動を確実に抑制することができる。

【0159】

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る車両及びコントローラの構成について、上記第１実施形態との差異部分だけを説明する。説明を省略する部分については、上記第１実施形態と同様である。

【0160】

先ず、本実施形態に係る車両では、ハンドルや操作パネルなどにクルーズコントロールの各種操作ボタンが設けられている。クルーズコントロールの各種操作ボタンの１つとして、設定車速変更ボタンが含まれている。そして、クルーズコントロールの制御ユニットには、ドライバにより設定車速変更ボタンへの操作が行われた際に、ドライバが要求する加速要求量を検出する機能部が設けられており、コントローラ１２に対して逐次出力するように構成されている。

【0161】

コントローラ１２は、上記の各センサ１３〜１６からの入力情報と、クルーズコントロールの制御ユニットからの加速要求量に関する入力情報に基づいて、種々の演算を実行し、状況に応じてエンジン２で発生させるべきトルクを逐次決定する。そして、コントローラ１２は、決定したトルクを発生させるのに最適となる条件を決定し、これに応じた制御信号をスロットル弁１７、可変動弁機構１８、点火プラグ１９、及び燃料噴射弁２０に対して出力する（図２を参照）。

【0162】

上記第１実施形態において、コントローラ１２は、アクセルセンサ１４等からの入力情報に基づいて、車両１が加速中であるか否かを判定することとした（図５のステップＳ７）。これに対して、本実施形態に係るコントローラ１２は、アクセルペダル１４からの入力情報に加え、クルーズコントロールの制御ユニットからの加速要求量に関する入力情報にも基づき、車両１が加速中であるか否かを判定する。

【0163】

そして、本実施形態では、クルーズコントロールの起動中に、ドライバが設定速度を上昇させたような場合にも、上記第１実施形態と同様に、図５に示すステップＳ８以降の制御を実行し、ドライブシャフト５の捩れに起因する車両１の振動を抑制する。

【0164】

具体的に、ドライバによりクルーズコントロールの設定車速変更ボタンが操作され、現在の車速よりも高い車速が設定された際に、クルーズコントロールの制御ユニットは、コントローラ１２のトルク変換部２１に対して、その旨の情報を出力する。

【0165】

そして、コントローラ１２が設定する第１トルク値は、現在の車速と設定された車速との差分により決定される。即ち、コントローラ１２は、現在の車速と設定された車速との差分が大きいほど、第１トルク値を大きくする。

【0166】

また、コントローラ１２が設定する第２トルク値についても、現在の車速と設定された車速との差分により決定される。なお、同一の車速の差分の場合においては、第２トルク値が第１トルク値よりも低くなるように設定される。

【0167】

以上のように、本実施形態においては、クルーズコントロールの起動中においても、ドライバが設定速度を上昇させた場合にも、ドライバが期待している加速感を満足させることができる。

【0168】

また、本実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、ドライブシャフト５の捩れ角の変化速度が“正”から“負”に反転した後は、第１トルク値よりも低い第２トルク値を以って走行駆動力を生成するようにエンジン２を制御するので、動力伝達軸の捩れに起因する車両の振動を抑制できる。

【0169】

［変形例］
上記第１実施形態及び上記第１実施形態では、車両１として、ガソリンエンジンを搭載したＦＦ車（フロントエンジン・フロントドライブ車）を一例として採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、エンジンとしては、ディーゼルエンジンなどを採用することもできる。

【0170】

また、ＦＲ車（フロントエンジン・リヤドライブ車）、ＲＲ車（リヤエンジン・リヤドライブ車）、ＭＲ車（ミッドシップエンジン・リヤドライブ車）、４ＷＤ車（４輪駆動車）などを採用することももちろん可能である。ＦＲ車や４ＷＤ車では、上記と同様の制御を実行することにより、プロペラシャフトの捩れによる振動を抑えることが可能となり、結果として加速時における車両の振動を低減することができる。

【0171】

また、本発明は、駆動源としては、エンジン２に限定されるものではない。例えば、駆動源として電動モータを備えた電気自動車や、電動モータとエンジンとを備えたハイブリッド電気自動車などを採用することもできる。

【0172】

ここで、例えば、ハイブリッド電気自動車を採用する場合においては、図８のタイミングｔ４からタイミングｔ５の間、タイミングｔ６からタイミングｔ７の間、タイミングｔ８からタイミングｔ９の間、においてもトルク補正を行うことができる。即ち、ドライブシャフト５の捩れ角の変化速度が“負”の場合に、電動モータによるトルクアシストを実行することで、より確実にドライブシャフト５の捩れ角の反転を収束させることが可能となる。よって、これにより車両１のドライブシャフト５の捩れに起因する振動をより確実に抑制することが可能となる。

【0173】

また、上記第１実施形態及び上記第２実施形態では、タイミングｔ４からタイミングｔ１１の間でのトルク補正を、点火タイミングのリタードによってのみ行うこととしたが、本発明では、例えば、オルタネータ１０の発電量の減少を以って、実質的にエンジントルクの増大をさせる補正を行うことも可能である。

【0174】

また、上記第１実施形態及び上記第２実施形態では、ドライブシャフト５の捩れを、ドライブシャフト５を含む車両１の動力伝達系をモデル化した制御対象モデルの挙動を記述したオブザーバ方程式を用い推定することとしているが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、ドライブシャフト５のエンジン側端部の回転速度と、車輪側端部の回転速度とを、逐次測定することによっても、上記同様の制御を実行することが可能となる。

【0175】

また、図８を用いた説明では、タイミングｔ４からタイミングｔ１１の間で、ゲイン（大）での制振制御を実行することとしたが、図５のフローチャートでも示した通り、この期間でのトルク補正量の大きさは、タイミングｔ２からタイミングｔ４までのドライブシャフト５の捩れ角の変化速度／変化量が所定値以上となったか否かにより決定される。このため、タイミングｔ２からタイミングｔ４までのドライブシャフト５の捩れ角の変化速度／変化量が所定値未満の場合には、タイミングｔ４以降において、ゲイン（小）での制振制御を実行することとなる。

【0176】

また、上記第１実施形態及び上記第２実施形態では、エンジントルクの制御において、ゲインが“０”、ゲインが“小”、ゲインが“大”の３条件としたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。少なくとも互いにゲインの異なる２条件でエンジントルクの制御を行うこととすればよい。よって、より詳細にトルク補正を行うこととしてもよい。

【0177】

また、上記第１実施形態では、タイミングｔ２からタイミングｔ４の間はトルク補正を行わず、ドライバによるアクセルペダル７の踏込量に応じてエンジン２のトルク制御を行うこととしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、路面μが低いと判断した場合には、ドライバがアクセルペダル７を踏み込んだとしても、トルク補正をかけることも可能である。これにより、車両１の走行安定性を確実に確保することが可能となる。これについては、ドライバからの加速要求受付部材としてクルーズコントロールの設定車速変更ボタンを備える上記第２実施形態においても同様である。

【符号の説明】

【0178】

１ 車両
２ エンジン（駆動源）
５ ドライブシャフト（動力伝達軸）
６ 車輪
１２ コントローラ（制御装置）
２１ トルク変換部
２２ フィードバック部
２３ トルクコントロール部
２６ トルク推定部

【要約】

【課題】加速に際しても、動力伝達軸の捩れに起因する車両の振動を抑制できるとともに、ドライバの加速要求を満足させることができる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】コントローラは、ドライブシャフトの推定捩れ角を演算する（ステップＳ６）。アクセルセンサからの検出結果に基づき、車両が加速中であると判定した場合には（ステップＳ７）、ゲイン（０）である第１トルク値の駆動力を生成するようエンジンの制御を実行する（ステップＳ８）。ステップＳ１１において、ドライブシャフトの捩れ角の変化速度が反転したと判定した場合には、ゲイン（大）である第２トルク値の駆動力を生成するようエンジンの制御を実行する（ステップＳ１３）。そして、第２トルク値でのエンジン制御の実行開始から所定期間が経過した後においては、ゲイン（小）である第３トルク値の駆動力を生成するようエンジンの制御を実行する（ステップＳ１６）。
【選択図】図５

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】