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JP2014088159A - ハイブリッド車両の異常振動防止方法 - Google Patents

ハイブリッド車両の異常振動防止方法 Download PDF

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JP2014088159A JP2012274792A JP2012274792A JP2014088159A JP 2014088159 A JP2014088159 A JP 2014088159A JP 2012274792 A JP2012274792 A JP 2012274792A JP 2012274792 A JP2012274792 A JP 2012274792A JP 2014088159 A JP2014088159 A JP 2014088159A
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Abstract

【課題】ハイブリッド車両の異常振動防止方法を提供する。
【解決手段】本発明によるハイブリッド車両の異常振動防止方法は、ハイブリッドの特性であるエンジンとモータの制御を用いて駆動系の共振点でダンパーの剛性変曲点を回避することにより、総駆動トルクの連続性を維持しながら、異常振動を防止できることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、ハイブリッド車両の駆動系の共振ｒｐｍ及びエンジンクラッチのダンパーの変曲点で異常振動の発生を防止できるハイブリッド車両の異常振動防止方法に関する。
ハイブリッド車両のパワートレインは、エンジンとモータの駆動力を変速機に伝達して車両を駆動させる。
図１は、従来技術によるハイブリッド車両のパワートレインを示す概略図であって、エンジンクラッチ１がロックアップ（ｌｏｃｋ ｕｐ；連結されている状態）されると、エンジン２とモータ３で発生した動力が変速機４を介して駆動軸５に伝達され、差動ギア６（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｇｅａｒ）を介して両側輪に配分される。
エンジンクラッチ１は、エンジン２に連結された第１円板１ａと、モータ３に連結された第２円板１ｂと、第１及び第２円板１ａ，１ｂの何れか１つまたは２つに回転方向に配置され、互いに異なるばね定数を有するばねの形態に形成され、外部と内部に重なるように設置される第１及び第２ダンパー７ａ，７ｂと、で構成される。
前記エンジンクラッチ１がロックアップされると、第１円板１ａと第２円板１ｂが接触してエンジン２とモータ３で発生したトルクが変速機４に伝達される。
前記第１及び第２ダンパー７ａ，７ｂは、回転方向に圧縮されて第１及び第２円板１ａ，１ｂの摩擦接触時に発生するねじりトルクを吸収する役割をする。
この際、前記第１及び第２ダンパー７ａ，７ｂは互いに異なるばね定数を有するが、例えば、図３は２段階の剛性を有するダンパーのねじり角度によるねじりトルクを示すグラフであって、第１ダンパー７ａは低剛性を有し、広い区間のねじり角度で小さいねじりトルクを吸収し、第２ダンパー７ｂは高剛性を有し、狭い区間のねじり角度で大きいねじりトルクを吸収することができる。
ここで、モータ３は、バッテリー８から電源が印加されて一定のトルクを発生させるが、エンジン２は、シリンダーでの周期的な爆発力によりトルクを発生させるため、トルクの大きさが一定でなく、振動を発生させる。
したがって、エンジンクラッチ１がロックアップされる時、モータ３では加振力が発生しないが、エンジン２では加振力が発生して変速機４に伝達される。
一方、前記エンジン２の加振力により車両の駆動系では一定の条件を満足する場合に異常振動が発生する。
前記異常振動は、駆動系（エンジン２、モータ３、変速機４、駆動軸５、差動ギア６、及び車輪）の共振回転数（ｒｐｍ）が、例えば１８００〜２０００ｒｐｍであり、ダンパー７の１次剛性（低剛性）及び２次剛性（高剛性）の境界領域（変曲点）で発生する。
言い換えれば、エンジントルクが駆動系の共振ｒｐｍ領域とダンパーの剛性変曲点の周辺領域を通過する時、異常振動が発生してＮＶＨ性能を低下させる問題点があった。
このような問題点を解決するために、エンジントルクが共振ｒｐｍ領域でダンパーの剛性変曲点（Ｎｍ）を通過する時、エンジントルクを絶縁する方法を使用することができる。
しかし、エンジントルクを絶縁する方法は、一時停止などの駆動の不連続性という問題を発生させる。
本発明は、上記問題点を解決するために発明したもので、ハイブリッドの特性であるエンジンとモータを制御して駆動系の共振点でダンパーの剛性変曲点を回避することにより、総駆動トルクの連続性を維持しながら、異常振動を防止できるハイブリッド車両の異常振動防止方法を提供することにその目的がある。
本発明によるハイブリッド車両の異常振動防止方法は、エンジンの回転数、変速機の回転数、ギア段、アクセルペダル信号、エンジントルクを感知して情報をエンジン管理システム（ＥＭＳ）に入力する段階と、現在のエンジンｒｐｍ及びエンジントルクが異常振動発生領域の所定のｒｐｍ及びダンパーの変曲トルク領域内にあるか否かを判断する段階と、前記エンジントルクが異常振動発生領域内にある場合、エンジントルクとモータトルクを互いに補正する段階と、を含み、総駆動トルクを維持しながら、駆動系の共振点でダンパーの変曲点を回避して異常振動を防止することを特徴とする。
また、前記エンジントルクとモータトルクを補正する段階は、現在のエンジントルクが所定のダンパーの変曲トルク以上であるか否かを判断する段階と、前記現在のエンジントルクが所定のダンパーの変曲トルクよりも大きい場合はモータトルクを低減してエンジントルクを増大させ、前記現在のエンジントルクが所定のダンパーの変曲トルクよりも小さいまたは同じである場合はエンジントルクを低減してモータトルクを増大させる方式でエンジントルクとモータトルクを互いに補正することにより共振点でダンパーの変曲点を回避する段階と、を含むことを特徴とする。
本発明によるハイブリッド車両の異常振動防止方法の長所を説明すると次の通りである。
異常振動共振ｒｐｍとダンパーの変曲トルクを設定し、エンジントルクが異常振動発生領域を通過する時、エンジントルクとモータトルクを互いに補正して共振点でダンパーの変曲点を回避することにより、異常振動を除去できるだけでなく、総駆動トルクの連続性を維持することができる。
従来技術によるハイブリッド車両のパワートレインを示す概略図である。 図１のエンジンクラッチに２段階の剛性ダンパーが装着されている状態を示す正面図である。 従来技術による異常振動発生領域で２段階の剛性ダンパーの変曲点を示すグラフである。 本発明の原理を説明するための概念図である。 本発明によるハイブリッド車両の異常振動防止方法を説明するためのフローチャートである。
以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施例を本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施するように詳細に説明する。
図４は、本発明の原理を説明するための概念図であり、図５は、本発明によるハイブリッド車両の異常振動防止方法を説明するためのフローチャートである。
本発明は、駆動の連続性を維持しながら、異常振動を防止できるハイブリッド車両の異常振動防止方法に関する。
本発明は、エンジントルクが異常振動領域を通過する時、ハイブリッドの特性であるエンジンとモータを制御して駆動系の共振点でダンパーの剛性変曲点を回避することにより、異常振動を防止するロジックである。
具体的には、ＥＭＳ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ；エンジン管理システム）をマッピングする時、異常振動発生領域の共振ｒｐｍとダンパーの変曲トルクを設定し、エンジントルクが異常振動発生領域を通過する時、エンジントルクとモータトルクを互いに補正するマッピングを実施することにより、総駆動トルクを維持しながら、異常振動を完全に除去することができる。
前記ハイブリッド車両の異常振動防止方法を説明すれば次の通りである。
先ず、エンジンスタートの前に車両情報を取得する（Ｓ１００）。
次に、エンジンスタートを実行したか否かを検出する（Ｓ２００）。
エンジンスタートは、車種に応じてイグニッションキーあるいはスマートキーなどを用いて様々な方式でスタート可能であり、スタートスイッチがオンすると、ＥＭＳでスタートモータを制御してエンジンスタートを実行し、エンジンスタートを検出することができる。
次に、エンジンスタートを検出すると、エンジンｒｐｍ、トランスミッションｒｐｍ、ギア段、アクセルペダルセンサ（ＡＰＳ）、エンジントルク情報などのＥＭＳ／ＴＭＳ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）情報を取得する（Ｓ３００）。
次に、エンジンクラッチがオン（ｏｎ）したか否かを判断する（Ｓ４００）。
次に、エンジンクラッチがオフすると、異常振動が発生する可能性がないので、本発明による制御を解除する（Ｓ９００）。
次に、エンジンクラッチがオンすると、アクセルペダルセンサ（ＡＰＳ）を用いてアクセルペダルを所定深さ（設定値）以上踏んだか否か（ｔｉｐ ｉｎ ｏｒ ｔｉｐ ｏｕｔ）を確認する（Ｓ５００）。
次に、アクセルペダルセンサから入力された信号による測定値が設定値よりも大きい場合は異常振動発生領域であるか否かを判断する（Ｓ６００）。
ここで、異常振動発生領域とは、駆動系で異常振動が発生する可能性のある領域であり、現在のエンジントルクなどが異常振動発生領域内にあるか否かにより、本発明による制御を行うか否かを判断する。
例えば、駆動系の共振回転数が前輪を基準として１８００〜２０００ｒｐｍで、２段階のダンパーの剛性境界領域（変曲点の周辺領域）がトルク２４０〜２９０Ｎｍである場合、前記駆動系の共振回転数（ｒｐｍ）領域とダンパーの剛性領域では異常振動が発生するため、異常振動発生領域を前記共振回転数領域とダンパーの剛性境界領域（変曲点の周辺領域）に設定する。
すなわち、現在のエンジンｒｐｍ及びエンジントルクが所定のｒｐｍと所定のトルク（変曲点）領域内にある場合は異常振動が発生可能であると判断して本発明による制御を行い、そうでない場合は本発明による制御を解除する。
次に、現在のエンジントルクなどの車両駆動情報が異常振動発生領域である場合は、現在のエンジントルクが所定のトルク（変曲点）よりも大きいか否かを判断する（Ｓ７００）。
例えば、現在のエンジントルクが所定のトルクの２６５Ｎｍよりも大きいか否かを判断する。
次に、前記現在のエンジントルクが所定のトルクよりも大きい場合はエンジントルクを増大（変曲点値の９０％まで）させ、モータトルクを低減して最終駆動トルクを同一にする（Ｓ８１０）。
そして、前記現在のエンジントルクが所定のトルクよりも小さいまたは同じである場合は、エンジントルクを低減し、モータトルクを増大（変曲点値の１１０％まで）させて最終駆動トルクを同一にする（Ｓ８２０）。
言い換えれば、現在のエンジントルクが所定のトルクよりも大きい場合と、現在のエンジントルクが所定のトルクよりも小さいまたは同じである場合との最終駆動トルク値は同一である。
上述したようにエンジントルクとモータトルクを互いに補正する制御が行われた後、本発明による制御を終了する。
したがって、本発明によれば、異常振動共振ｒｐｍとダンパーの変曲トルクを設定し、エンジントルクが異常振動発生領域を通過する時、エンジントルクとモータトルクを互いに補正して共振点でダンパーの変曲点を回避することにより、異常振動を除去できるだけでなく、総駆動トルクの連続性を維持することができる。
１ エンジンクラッチ
１ａ 第１円板
１ｂ 第２円板
２ エンジン
３ モータ
４ 変速機
５ 駆動軸
６ 差動ギア
７ ダンパー
７ａ 第１ダンパー
７ｂ 第２ダンパー
８ バッテリー
９ ＨＳＧ

Claims (2)

  1. ハイブリッド車両の異常振動防止方法であって、
    エンジンの回転数、変速機の回転数、ギア段、アクセルペダル信号、エンジントルクを検出して情報をエンジン管理システムに入力する段階と、
    現在のエンジンｒｐｍ及びエンジントルクが異常振動発生領域の所定のｒｐｍ及びダンパーの変曲トルク領域内にあるか否かを判断する段階と、
    前記エンジントルクが異常振動発生領域内にある場合、エンジントルクとモータトルクを互いに補正する段階と、
    を含み、総駆動トルクを維持しながら、駆動系の共振点でダンパーの変曲点を回避して異常振動を防止することを特徴とするハイブリッド車両の異常振動防止方法。
  2. 前記エンジントルクとモータトルクを補正する段階は、現在のエンジントルクが所定のダンパーの変曲トルク以上であるか否かを判断する段階と、
    前記現在のエンジントルクが所定のダンパーの変曲トルクよりも大きい場合はモータトルクを低減してエンジントルクを増大させ、前記現在のエンジントルクが所定のダンパーの変曲トルクよりも小さいまたは同じである場合はエンジントルクを低減してモータトルクを増大させる段階と、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の異常振動防止方法。
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