JP2010132257A

JP2010132257A - ハイブリッド車両用オイルポンプ制御装置のフェイルセーフによる制御方法

Info

Publication number: JP2010132257A
Application number: JP2009099804A
Authority: JP
Inventors: Seung Ki Kong; 承基孔
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2009-04-16
Publication date: 2010-06-17
Also published as: US8186967B2; KR101000433B1; US20100143156A1; KR20100064939A

Abstract

【課題】電動式オイルポンプやオイルポンプ制御装置の故障時、あるいはＣＡＮ通信ラインなどの異常発生時に、フェイルセーフもしくはリンプホームにより制御することによって車両の走行性を確保することができるハイブリッド車両用オイルポンプ制御装置のフェイルセーフによる制御方法を提供する。
【解決手段】オイルポンプシステムがオフであるのか、オイルポンプ制御装置のためのＣＡＮ通信ラインがオフであるのかを判断する段階から始めて、ＣＡＮ通信ラインがオフである場合にハードワイヤーのオン／オフ状況によりそれぞれ電動式オイルポンプのモーターを作動させ、オイルポンプシステムがオフである場合に、オイルポンプドライバーがフェイルまたは電動式オイルポンプのモーターがフェイルであるならば電動式オイルポンプのモーターをオフにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両用オイルポンプ制御装置のフェイルセーフによる制御方法に関し、更に詳しくは、ハイブリッド車両用オイルポンプ制御装置や電動式オイルポンプの故障時、あるいはＣＡＮ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ）通信ラインなどの異常発生時に、フェイルセーフ（ｆａｉｌｓａｆｅ）もしくはリンプホーム（ｌｉｍｐｈｏｍｅ）により制御することによって車両の走行性を確保して車両運行を可能にするフェイルセーフによる制御方法に関する。

一般に、ハイブリッド車両の場合、自動変速機内に装着された機械式オイルポンプは車両が走行してはじめて自動変速機（ＡＴＭ：ａｕｔｏｍａｔｉｃｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）内に油圧を供給することができる（自動変速機入力回転数＞６００ｒｐｍ）。

そして、ハイブリッド車両には電気モーターのみで走行するＥＶモード走行及びアイドリングストップ時のようにエンジンが中止される時にも、自動変速機内の油圧回路（バルブボディ）及びエンジンクラッチに油圧を発生させるために、外装型電動式オイルポンプ（ｏｉｌｐｕｍｐ）が別途に装着され、エンジンクラッチと自動変速機の内部に油圧を供給（例えば１０．５バール）する。電気モーターによりハイブリッド車両を駆動するＥＶモード走行の場合、電気モーターの出力トルクは自動変速機を通して出力軸に伝達されるため、エンジンが中止されると電動式オイルポンプから油圧の供給を受けて自動変速機を所定のトルク容量に設定する必要がある。

しかし、ハイブリッド車両のエンジンが約６００ｒｐｍ以下で駆動されるか、停止した時に電動式オイルポンプが故障したり、あるいはＣＡＮ通信ラインやオイルポンプ制御装置などの故障により電動式オイルポンプのモーターがオフとなると、自動変速機及びエンジンクラッチへの油圧供給が０、あるいは不充分となり、その結果、電気モーターの出力が出力部材に伝達されなくなる。これにより車両の走行が不可能となるため、車両のフェイルセーフもしくはリンプホーム制御が不可能であるため、車両の走行安定性を確保することが困難という問題をもたらすようになる。

ハイブリッド車両のフェイルセーフに関しては、モータ系が故障した場合であっても、エンジンを用いて十分な距離を走行させることが可能なハイブリッド車両〔特許文献１参照〕、燃料タンク内の燃料残量が僅少となった場合における車両のフェイルセーフ性を向上可能なハイブリッド車両の制御装置〔特許文献２参照〕、パワートレインを構成するユニットの故障発生時、故障発生に基づき設定されたフェイルセーフ走行モードにより退避先まで走行している途中で、第二のフェイルを誘発する可能性を低減することができる車両のフェイルセーフ走行制御システム〔特許文献３参照〕、ハイブリッド車両の制御機間でＣＡＮ通信を行うライン及び動作信号上の断線又は短絡が発生した時、ハイブリッド車両制御機で各制御機の故障処理を行うためのハイブリッド車両の制御機間フェイルセーフ制御システム〔特許文献４参照〕などの報告がある。

特開２００８−１６８７５４号公報特開２００８−２０１１７０号公報特開２００７−２０３８８３号公報特開２００７−１３１２９３号公報

本発明の目的は、ハイブリッド車両用電動式オイルポンプやオイルポンプ制御装置（ＯＰＵ：ｏｉｌｐｕｍｐｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔ）の故障時、あるいはＣＡＮ通信ラインなどの異常発生時に、フェイルセーフもしくはリンプホームにより制御することによって車両の走行性を確保することができるハイブリッド車両用オイルポンプ制御装置のフェイルセーフによる制御方法を提供することにある。

このために、ＣＡＮ通信が故障した時はハードワイヤーを代替利用して自動変速機用制御装置（ＴＣＵ：ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔ）とオイルポンプ制御装置（ＯＰＵ）をワイヤーピンで直接制御するか、モーター制御装置で電動式オイルポンプモーターの回転数（Ｎｍｏｔ）を感知して電動式オイルポンプモーターを制御し、または自動変速機用制御装置（ＴＣＵ）で機械式オイルポンプが駆動されるまでアンダードライブブレーキ（ＵｎｄｅｒｄｒｉｖｅＢｒａｋｅ）をオン／オフ及びスリップ制御して車両のリンプホームによる制御が可能となる。

かかる目的を達成するために、本発明は、エンジンが６００回転／分（ｒｐｍ）以下で駆動、または停止された状態におけるハイブリッド車両用のオイルポンプ制御装置のフェイルセーフ（ＦａｉｌＳａｆｅ）による制御方法であって、（ａ）オイルポンプ制御装置及び／または電動式オイルポンプの故障によるオイルポンプシステムがオフであるのか、オイルポンプ制御装置のためのＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）通信ラインがオフであるのかを判断する段階と、（ｂ）ＣＡＮ通信ラインがオフである場合、ハードワイヤーのオン／オフを判断する段階と、（ｃ）前記（ｂ）段階でハードワイヤーがオンである場合、ハードワイヤーを利用して自動変速機用制御装置とオイルポンプ制御装置を直接連結してオイルポンプドライバーを駆動することで、電動式オイルポンプのモーターを作動させる段階と、（ｄ）前記（ｂ）段階でハードワイヤーがオフである場合、モーター制御装置を通して電動式オイルポンプのモーター回転数を調整してオイルポンプドライバーを自己制御する段階と、（ｅ）前記（ｄ）段階でオイルポンプドライバーのＣＡＮ通信ラインが正常であり、自動変速機用制御装置のＣＡＮ通信ラインが故障である場合、モーター制御装置を利用して電動式オイルポンプのモーター回転数を制御して作動させる段階と、（ｆ）前記（ｄ）段階でオイルポンプドライバーのＣＡＮ通信ラインが故障である場合、オイルポンプドライバーを常時１段で自己駆動して電動式オイルポンプのモーターを作動させる段階と、（ｇ）オイルポンプシステムがオフである場合、オイルポンプドライバーがフェイルであるか、または電動式オイルポンプのモーターがフェイルであるならば、電動式オイルポンプのモーターをオフにする段階と含んで構成される。

また、（ｇ）段階で、アクセルペダルモジュール（ＡＰＭ：ＡｃｃｅｌＰｅｄａｌＭｏｄｕｌｅ）が１０％未満であり、かつ電気モーターが７００回転／分（ｒｐｍ）未満でありながら、ドライブレンジである条件を満足すると、自動変速機用制御装置が機械式オイルポンプが駆動されるまでアンダードライブブレーキ（ＵｎｄｅｒｄｒｉｖｅＢｒａｋｅ）をスリップまたはオン／オフ制御することができる。

本発明に係るハイブリッド車両用オイルポンプ制御装置のフェイルセーフによる制御方法によると、オイルポンプ制御装置のＣＡＮ通信ラインが故障した時、ハードワイヤーピンで直接自動変速機用制御装置（ＴＣＵ）とオイルポンプ制御装置（ＯＰＵ）を連結してオイルポンプドライバー（ＯＰＤ）の制御が可能となり、これによって正常的な走行が可能となる。

更に、オイルポンプ制御装置や電動式オイルポンプが故障した時、モーター制御装置（ＭＣＵ）を通して電動式オイルポンプモーターの回転数を制御するか、自動変速機用制御装置で機械式オイルポンプが駆動するまでアンダードライブブレーキをオン／オフ制御してリンプホームモード走行を可能とすることができる。

本発明によるハイブリッド車両用オイルポンプ制御装置のフェイルセーフ制御過程を概略的に示す図面である。オイルポンプシステムがオフの場合の本発明によるフェイルセーフ制御条件を示す図面である。外装型電動式オイルポンプの作動のためのシステム構成図である。本発明によってリンプオフ（ＬＩＭＰ−ＯＦＦ）をロードした試験結果を示すグラフである。ハイブリッド車両用駆動部の一部を図示した概略図である。従来のハイブリッド車両用オイルポンプ制御装置のフェイルセーフ制御過程を概略的に示す図面である。

本発明は、ハイブリッド車両変速機の入力軸の回転数が６００ｒｐｍ以下で駆動、または停止された状態で電動式オイルポンプもしくはオイルポンプ制御装置（電動式オイルポンプ制御装置、ＯＰＵ）が故障した時、電気モーターの出力を出力部材に伝達して正常な車両制御及びフェイルセーフ（故障時安全制御）もしくはリンプホーム（故障時最小走行）による制御が可能となるようにモーター制御装置（ＭＣＵ）のトルクリミットを制御した後、最小走行トルク（５〜１０ｋｍ／ｈ）とクリープトルクを制御して変速機を駆動し、自動変速機用制御装置（ＴＣＵ）で自動変速機（ＡＴＭ）内の機械式オイルポンプが駆動されるまでアンダードライブブレーキ（変速機減速制御）をオン／オフ制御するものである。

更に、オイルポンプ制御装置（ＯＰＵ）のＣＡＮ通信ラインに異常が発生したとき、ハードワイヤーピンを利用して自動変速機用制御装置とオイルポンプ制御装置を直接連結してシグナルの送受信が可能となるように制御する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明によるハイブリッド車両用オイルポンプ制御装置のフェイルセーフによる制御過程を概略的に示す図面であり、図３は、外装型電動式オイルポンプの作動のためのシステム構成図である。

本発明によるオイルポンプ制御装置（ＯＰＵ）のフェイルセーフによる制御方法は、ハイブリッド車両のエンジンが６００ｒｐｍ以下で駆動又は停止された状態である場合、電動式オイルポンプ（ＯＰ）及び電動式オイルポンプを制御するオイルポンプ制御装置の故障であるのか、あるいはオイルポンプ制御装置のＣＡＮ通信ラインの異常であるのかを判断する。

図１に図示するように、タイムアウト（ｔｉｍｅｏｕｔ）やバスオフ（ＢＵＳｏｆｆ）などによるＣＡＮ通信ラインの故障の場合、ハードワイヤーも異常がないかを確認する。

タイムアウトやバスオフである場合、ＣＡＮ通信ラインがオフ状態であるが、ハードワイヤーはオン状態であるためハードワイヤーピンで自動変速機を制御する自動変速機用制御装置とオイルポンプ制御装置を直接連結して自動変速機用制御装置のスピード命令をオイルポンプドライバー（電動式オイルポンプドライバー、ＯＰＤ）に伝達する。
その後、スピード命令を受けたＯＰＤが３段に可変されて電動式オイルポンプのモーターを作動させる。

一方、オイルポンプ制御装置のＣＡＮ通信ラインだけでなく、ハードワイヤーにも異常がある場合、電動式オイルポンプのモーターを制御するためのモーター制御装置（ＭＣＵ：ＭｏｔｏｒＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）を通してモーター回転数（Ｎｍｏｔ）を調整してＯＰＤ自体を制御する。

ここで、電動式オイルポンプを駆動するためのオイルポンプドライバー（ＯＰＤ）の自己制御のために、ＯＰＤのためのＣＡＮ通信ラインが正常であり、自動変速機用制御装置のためのＣＡＮ通信ラインが故障している場合、モーター制御装置を通してモーター回転数（Ｎｍｏｔ）を調節駆動して電動式オイルポンプのモーターを作動させる。

また、ＯＰＤのためのＣＡＮ通信ラインが故障している場合、自動変速機用制御装置のためのＣＡＮ通信の故障・正常に関係なくＯＰＤを可変制御せず、１段で自己駆動して電動式オイルポンプのモーターを作動させる。

図２は、オイルポンプシステムがオフの場合の本発明によるフェイルセーフ制御条件を示す図面である。
図１及び図２に図示するように、電動式オイルポンプやオイルポンプ制御装置などのオイルポンプシステムが故障している場合、オイルポンプドライバー（ＯＰＤ）がフェイル状態となるか、電動式オイルポンプのモーターがフェイル状態となるため、電動式オイルポンプのモーターがオフとなる。

電動式オイルポンプのモーターがオフとなると、自動変速機とエンジンクラッチに油圧を供給することが不可能となるため、自動変速機用制御装置で自動変速機内の機械式オイルポンプが駆動して油圧が発生するまで電気モーターを駆動して自動変速機のアンダードライブブレーキをオン／オフ及びスリップ制御し、又はエンジンクラッチをオープンしてリンプオフをロードするようになる。
その次、ＯＰＵまたはオイルポンプ自体が故障した時、車両の最小走行が可能（５〜１０ｋｍ／ｈ以内）となり、自動変速機を保護するために電気モーターのトルクを制限する。

図４は、本発明によってリンプオフをロードした試験結果を示すグラフである。ここで、自動変速機（ＡＴＭ）を保護するために下のような条件を満足させながら、自動変速機用制御装置でアンダードライブブレーキをスリップ及びオン／オフ制御することができるか試験を行った。

条件１．電動式オイルポンプのモーターがフェイル状態であるか、オイルポンプ制御装置がフェイル状態である。
条件２．アクセルペダルモジュール（ＡＰＭ：ＡｃｃｅｌＰｅｄａｌＭｏｄｕｌｅ）が１０％未満である。
条件３．ドライブレンジである。
条件４．電気モーターが７００ｒｐｍ未満である。

上の条件１〜４を全て満足させながら自動変速機の耐久性のために走行距離（ＯＤＯ）を２ｋｍ未満に制限した結果、自動変速機（ＡＴＭ）内のアンダードライブブレーキをスリップ及びオン／オフ制御し、警告灯を点灯して走行が可能であることを確認した。

従って、本発明によってオイルポンプ制御装置のＣＡＮ通信ラインが故障した時も、ハードワイヤーに代替してハードワイヤーピンで自動変速機用制御装置とオイルポンプ制御装置を連結することで、オイルポンプドライバー（ＯＰＤ）の制御が可能となり、ハイブリッド車両の正常な走行が可能となる。

そして、オイルポンプ制御装置（ＯＰＵ）もしくは電動式オイルポンプが故障した時、自動変速機用制御装置（ＴＣＵ）でアンダードライブブレーキをスリップ及びオン／オフ制御するため、リンプホームモードで正常な走行が可能である。

例えば、図４に図示したように、ＡＰＭが０％である場合、電気モーターをオンにした後、アンダードライブブレーキ制御にて約６ｋｍ／ｈでのクリープ走行が可能となる。
更に、自動変速機を保護するために、ＡＰＭを１０％未満に制限して電気モーターの回転数を上昇させると約２０ｋｍ／ｈでの走行も可能である。

Claims

エンジンが６００回転／分（ｒｐｍ）以下で駆動、または停止された状態におけるハイブリッド車両用のオイルポンプ制御装置のフェイルセーフ（ＦａｉｌＳａｆｅ）による制御方法であって、
（ａ）オイルポンプ制御装置及び／または電動式オイルポンプの故障によるオイルポンプシステムがオフであるのか、前記オイルポンプ制御装置のためのＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）通信ラインがオフであるのかを判断する段階と、
（ｂ）前記ＣＡＮ通信ラインがオフである場合、ハードワイヤーのオン／オフを判断する段階と、
（ｃ）前記（ｂ）段階で前記ハードワイヤーがオンである場合、前記ハードワイヤーを利用して自動変速機用制御装置とオイルポンプ制御装置を直接連結してオイルポンプドライバーを駆動することで、電動式オイルポンプのモーターを作動させる段階と、
（ｄ）前記（ｂ）段階で前記ハードワイヤーがオフである場合、モーター制御装置を通して電動式オイルポンプのモーター回転数を調整してオイルポンプドライバーを自己制御する段階と、
（ｅ）前記（ｄ）段階で前記オイルポンプドライバーのＣＡＮ通信ラインが正常であり、自動変速機用制御装置のＣＡＮ通信ラインが故障である場合、モーター制御装置を利用して電動式オイルポンプのモーター回転数を制御して作動させる段階と、
（ｆ）前記（ｄ）段階で前記オイルポンプドライバーのＣＡＮ通信ラインが故障である場合、前記オイルポンプドライバーを常時１段で自己駆動して電動式オイルポンプのモーターを作動させる段階と、
（ｇ）前記オイルポンプシステムがオフである場合、前記オイルポンプドライバーがフェイルであるか、または前記電動式オイルポンプのモーターがフェイルであるならば、前記電動式オイルポンプのモーターをオフにする段階と、
を含むことを特徴とするハイブリッド車両用オイルポンプ制御装置のフェイルセーフによる制御方法。
前記（ｇ）段階で、アクセルペダルモジュール（ＡＰＭ：ＡｃｃｅｌＰｅｄａｌＭｏｄｕｌｅ）が１０％未満であり、かつ電気モーターが７００回転／分（ｒｐｍ）未満でありながら、ドライブレンジである条件を満足すると、自動変速機用制御装置が機械式オイルポンプが駆動されるまでアンダードライブブレーキ（ＵｎｄｅｒｄｒｉｖｅＢｒａｋｅ）をスリップまたはオン／オフ制御することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両用オイルポンプ制御装置のフェイルセーフによる制御方法。