JP2024070447A - Vehicle control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device.
例えば特許文献1に記載の車両では、内燃機関の出力軸が1つのねじれ要素を介して後段軸である変速機に接続されている。そして、この車両の制御装置は、内燃機関の要求トルクが振動発生領域内のトルクである場合、振動発生領域外となるように内燃機関のトルクを制御するフェールセーフを実行することにより、振動の発生を抑えるようにしている。 For example, in the vehicle described in Patent Document 1, the output shaft of the internal combustion engine is connected to the rear shaft, the transmission, via one torsion element. The control device of this vehicle then suppresses the occurrence of vibrations by implementing a fail-safe that controls the torque of the internal combustion engine so that it is outside the vibration generation region when the required torque of the internal combustion engine is within the vibration generation region.
ところで、車両の駆動系にねじれ要素が複数設けられている場合、いずれのねじれ要素にも振動が発生しないようにトルク領域の設定を行うと、ねじれ要素のダンパ公差が積み重なる。そのため、いずれのねじれ要素にも振動が発生しない領域でもフェールセーフを実行してしまうおそれがある。 However, when a vehicle's driveline is equipped with multiple torsional elements, if the torque region is set so that no vibration occurs in any of the torsional elements, the damper tolerances of the torsional elements will accumulate. As a result, there is a risk that the fail-safe will be activated even in a region where no vibration occurs in any of the torsional elements.
上記課題を解決する車両の制御装置は、内燃機関の出力軸が第1ねじれ要素と第2ねじれ要素とを介して後段軸に接続されており、前記出力軸と前記第1ねじれ要素との間には第1センサが配置されており、前記第1ねじれ要素と前記第2ねじれ要素との間には第2センサが配置されており、前記第2ねじれ要素と前記後段軸との間には第3センサが配置された車両の制御装置である。この制御装置は、算出トルクが既定の判定値よりも大きいか否かを判定する判定処理と、前記算出トルクが前記判定値よりも大きいと判定される場合には、大きいと判定される前よりも前記内燃機関から車両駆動系に加わるトルクを低下させるフェールセーフを実行するフェールセーフ処理と、実行する。そして、前記判定処理は、前記第1センサの検出値及び前記第2センサの検出値に基づいて算出される値であって前記第1ねじれ要素で生じるねじれトルクである第1トルクが既定の第1判定値よりも大きいか否かを判定する処理と、前記第2センサの検出値及び前記第3センサの検出値に基づいて算出される値であって前記第2ねじれ要素で生じるねじれトルクである第2トルクが既定の第2判定値よりも大きいか否かを判定する処理と、を含む。また、前記フェールセーフ処理は、前記第1トルクが前記第1判定値よりも大きい場合、または前記第2トルクが前記第2判定値よりも大きい場合に前記フェールセーフを実行する。 A vehicle control device that solves the above problem is a vehicle control device in which an output shaft of an internal combustion engine is connected to a rear shaft via a first torsion element and a second torsion element, a first sensor is disposed between the output shaft and the first torsion element, a second sensor is disposed between the first torsion element and the second torsion element, and a third sensor is disposed between the second torsion element and the rear shaft. This control device executes a determination process that determines whether the calculated torque is greater than a predetermined determination value, and a fail-safe process that, if it is determined that the calculated torque is greater than the determination value, executes a fail-safe that reduces the torque applied from the internal combustion engine to the vehicle driveline compared to before it was determined that the calculated torque is greater. The determination process includes a process of determining whether a first torque, which is a torsional torque generated in the first torsion element and is calculated based on the detection value of the first sensor and the detection value of the second sensor, is greater than a predetermined first determination value, and a process of determining whether a second torque, which is a torsional torque generated in the second torsion element and is calculated based on the detection value of the second sensor and the detection value of the third sensor, is greater than a predetermined second determination value. The fail-safe process executes the fail-safe when the first torque is greater than the first determination value or when the second torque is greater than the second determination value.
同構成によれば、フェールセーフを実行するか否かの判定値がねじれ要素毎に設定されるため、ねじれ要素のダンパ公差の積み重なりが抑制される。従って、不要なフェールセーフの実行を抑制することができる。 With this configuration, a judgment value for whether or not to perform a fail-safe is set for each torsion element, which prevents the accumulation of damper tolerances for the torsion elements. Therefore, unnecessary execution of the fail-safe can be prevented.
以下、車両の制御装置の一実施形態について、図1及び図2を参照して説明する。
図1に示すように、車両500は、内燃機関10及びモータジェネレータ30といった2つの原動機を搭載したハイブリッド車両である。
Hereinafter, an embodiment of a vehicle control device will be described with reference to FIG. 1 and FIG.
As shown in FIG. 1 , a
内燃機関10の出力軸は、車両500の車両駆動系に接続されている。すなわち、内燃機関10の出力軸は、車両駆動系の一部を構成する第1ダンパ20に接続されている。この第1ダンパ20は第1ねじれ要素である。第1ダンパ20は、ねじり振動を減衰するスプリングを備えている。第1ダンパ20は、モータジェネレータ30の回転軸に接続されている。なお、内燃機関10の出力軸とモータジェネレータ30の回転軸との間には、図示しないクラッチ機構が設けられている。
The output shaft of the
モータジェネレータ30の回転軸は、車両駆動系の一部を構成する自動変速機40の入力軸に接続されている。自動変速機40は、図示しないトルクコンバータや、変速比を変更する変速部44を有している。トルクコンバータは、ロックアップクラッチ機構42と第2ダンパ50とを備えている。第2ダンパ50は、第2ねじれ要素である。第2ダンパ50は、ロックアップクラッチ機構42と変速部44の入力軸との間に設けられている。
The rotating shaft of the
変速部44の出力軸は、車両駆動系の一部を構成するドライブシャフト60に接続されている。このドライブシャフト60は、第3ねじれ要素である。ドライブシャフト60は図示しないディファレンシャルギヤを介して車両500の駆動輪70が接続されている。
The output shaft of the
内燃機関10の出力軸には、クランク角センサ81が設けられている。内燃機関10の出力軸の回転速度である機関回転速度NEはクランク角センサ81の検出信号に基づいて算出される。クランク角センサ81は、内燃機関の出力軸と第1ねじれ要素との間に配置された第1センサである。
A
モータジェネレータ30の回転軸には、第2速度センサ82が設けられている。モータジェネレータ30のモータ回転速度NMは、第2速度センサ82の検出信号に基づいて算出される。第2速度センサ82は、第1ねじれ要素と第2ねじれ要素との間に配置された第2センサである。
A
変速部44の入力軸には、第3速度センサ83が設けられている。変速部44の入力軸回転速度Ninは、第3速度センサ83の検出信号に基づいて算出される。変速部44の入力軸は、内燃機関の出力軸が第1ねじれ要素と第2ねじれ要素とを介して接続される後段軸である。第3速度センサ83は、第2ねじれ要素と後段軸との間に配置された第3センサである。
A
変速部44の出力軸には、第4速度センサ84が設けられている。変速部44の出力軸回転速度Noutは、第4速度センサ84の検出信号に基づいて算出される。第4速度センサ84は、変速部44の出力軸と第3ねじれ要素との間に配置された第4センサである。なお、入力軸回転速度Ninと変速部44の変速比とに基づいて出力軸回転速度Noutを算出することも可能である。
A
駆動輪70には、第5速度センサ85が設けられている。駆動輪70の回転速度である駆動輪回転速度Ntiは、第5速度センサ85の検出信号に基づいて算出される。第5速度センサ85は、第3ねじれ要素と駆動輪との間に配置された第5センサである。
The
内燃機関10の出力制御、モータジェネレータ30の出力制御、自動変速機の制御などの各種制御は、制御装置100によって実行される。
制御装置100は、中央処理装置(以下、CPUという)110や、制御用のプログラムやデータが記憶されたメモリ120を備えている。そして、メモリ120に記憶されたプログラムをCPU110が実行することにより各種制御を実行する。なお、図示はしないが、制御装置100は、内燃機関用の制御ユニットやPCU用の制御ユニットなど、複数の制御ユニットで構成されている。制御装置100には、上述した各種センサの他にも、内燃機関10の状態や車両の状態を検出する各種センサの信号が入力される。
A
The
ところで、内燃機関10において失火が発生しているときの機関回転速度が既定の速度領域に含まれていると、内燃機関10が接続される車両駆動系において共振が発生することがある。そうした共振が発生すると、上述したねじれ要素で生じるねじれトルクが大きくなり、車両駆動系の構成部材に過度なトルクが加わるおそれがある。そこで、制御装置100は、ねじれ要素毎にねじれトルクを算出する。そして、その算出トルクが既定の判定値よりも大きい場合には、内燃機関10から車両駆動系に加わるトルクを低下させるフェールセーフを実行する。
However, if the engine speed when a misfire occurs in the
以下、そうしたフェールセーフの実行に関する各種処理について説明する。
制御装置100は、第1ダンパ20に生じるねじれトルクである第1トルクT1を所定周期毎に算出する。第1トルクT1は、例えば次式(1)に基づいて算出される。
Various processes related to the execution of such fail-safe measures will be described below.
The
T1=K1×θdamp1…(1)
第1バネ定数K1は、予めの試験等により求められている値である。第1ねじれ角θdamp1は、第1ダンパ20のねじれ角であり、機関回転速度NEからモータ回転速度NMを減算した値を積算処理することにより得られる値である(θdamp1=Σ(NE-NM))。この第1トルクT1は、第1ダンパ20が接続された部材、つまり内燃機関10の出力軸やモータジェネレータ30の回転軸に加わるトルクである。
T1 = K1 × θdamp1 (1)
The first spring constant K1 is a value that is obtained in advance through testing, etc. The first torsion angle θdamp1 is a torsion angle of the
また、制御装置100は、第2ダンパ50に生じるねじれトルクである第2トルクT2を所定周期毎に算出する。第2トルクT2は、例えば次式(2)に基づいて算出される。
T2=K2×θdamp2…(2)
第2バネ定数K2は、予めの試験等により求められている値である。第2ねじれ角θdamp2は、第2ダンパ50のねじれ角であり、モータ回転速度NMから入力軸回転速度Ninを減算した値を積算処理することにより得られる値である(θdamp2=Σ(NM-Nin))。この第2トルクT2は、第2ダンパ50が接続された部材、つまり変速部44の入力軸や、ロックアップクラッチ機構42に加わるトルクである。なお、ロックアップクラッチ機構42の係合時において当該ロックアップクラッチ機構42に加わるトルクは、モータジェネレータ30の回転軸に加わるトルクでもある。
Furthermore, the
T2=K2×θdamp2 (2)
The second spring constant K2 is a value that is obtained in advance through testing or the like. The second torsion angle θdamp2 is the torsion angle of the
また、制御装置100は、ドライブシャフト60に生じるねじれトルクである第3トルクT3を所定周期毎に算出する。第3トルクT3は、例えば次式(3)に基づいて算出される。
The
T3=K3×θdamp3…(3)
第3バネ定数K3は、予めの試験等により求められている値である。第3ねじれ角θdamp3は、ドライブシャフト60のねじれ角であり、出力軸回転速度Noutから駆動輪回転速度Ntiを減算した値を積算処理することにより得られる値である(θdamp3=Σ(Nout-Nti))。この第3トルクT3は、ドライブシャフト60が接続された部材、つまり変速部44の出力軸や駆動輪70に加わるトルクである。
T3=K3×θdamp3 (3)
The third spring constant K3 is a value that is obtained in advance through testing, etc. The third torsion angle θdamp3 is a torsion angle of the
そして、制御装置100は、所定周期毎に図2に示す処理を実行する。なお、以下では、先頭に「S」が付与された数字によって、ステップ番号を表現する。
図2に示す処理を開始すると、制御装置100は、上述した処理を通じて算出されている第1トルクT1、第2トルクT2、及び第3トルクT3を取得する処理を実行する(S100)。次に、制御装置100は、第1トルクT1、第2トルクT2、及び第3トルクT3のいずれかが既定の判定値よりも大きいか否かを判定する判定処理を実行する(S110)。このS110の処理において、制御装置100は以下の判定処理を実行する。
The
2 starts, the
まず、第1トルクT1と比較する既定の判定値として、第1判定値T1refが予め設定されている。第1判定値T1refには、例えば内燃機関10の出力軸に加えることのできる最大許容トルクと、モータジェネレータ30の回転軸に加えることのできる最大許容トルクとのうちで小さい方の値が設定されている。
First, a first judgment value T1ref is preset as a default judgment value to be compared with the first torque T1. The first judgment value T1ref is set to, for example, the smaller of the maximum allowable torque that can be applied to the output shaft of the
また、第2トルクT2と比較する既定の判定値として、第2判定値T2refが予め設定されている。第2判定値T2refには、例えばモータジェネレータ30の回転軸に加えることのできる最大許容トルクと、変速部44の入力軸に加えることのできる最大許容トルクとのうちで小さい方の値が設定されている。
A second judgment value T2ref is preset as a default judgment value to be compared with the second torque T2. The second judgment value T2ref is set to, for example, the smaller of the maximum allowable torque that can be applied to the rotating shaft of the
また、第3トルクT3と比較する既定の判定値として、第3判定値T3refが予め設定されている。第3判定値T3refには、例えば変速部44の出力軸に加えることのできる最大許容トルクと、駆動輪70に加えることのできる最大許容トルクとのうちで小さい方の値が設定されている。
A third judgment value T3ref is preset as a default judgment value to be compared with the third torque T3. The third judgment value T3ref is set to, for example, the smaller of the maximum allowable torque that can be applied to the output shaft of the
そして、制御装置100は、第1トルクT1が第1判定値T1refよりも大きい場合、又は第2トルクT2が第2判定値T2refよりも大きい場合、又は第3トルクT3が第3判定値T3refよりも大きい場合に、S110の処理において肯定判定を行う。
Then, the
S110の処理において制御装置100が肯定判定すると、制御装置100は、上述したフェールセーフを実行するフェールセーフ処理を行う(S120)。制御装置100が実行するフェールセーフの具体例としては、例えば次のようなものが挙げられる。
If the
・第2トルクT2が第2判定値T2refよりも大きい場合、または第3トルクT3が第3判定値T3refよりも大きい場合には、ロックアップクラッチ機構42を解放状態にする。
- If the second torque T2 is greater than the second judgment value T2ref, or if the third torque T3 is greater than the third judgment value T3ref, the lock-up
・S110の処理において肯定判定される前と比べて、内燃機関10の出力トルクを低下させる。なお、内燃機関10の出力トルクを低下させる場合には、その低下させたトルクをモータジェネレータ30の出力トルクで補うことが好ましい。
- The output torque of the
そして、上記S110の処理にて否定判定される場合、あるいは上記S120の処理を実行すると、制御装置100は、本処理を終了する。
本実施形態の作用及び効果を説明する。
If a negative determination is made in the process of S110, or after the process of S120 is executed, the
The operation and effects of this embodiment will be described.
(1)フェールセーフを実行するか否かの判定値が、ねじれ要素である第1ダンパ20、第2ダンパ50、ドライブシャフト60のそれぞれについて設定される。そのため、ねじれ要素のダンパ公差が積み重なることが抑制される。従って、いずれのねじれ要素にも振動が発生しないトルク領域においてフェールセーフが実行されてしまうことが抑えられるようになるため、不要なフェールセーフの実行を抑制することができる。
(1) A judgment value for whether or not to execute a fail-safe is set for each of the torsion elements, the
(2)ねじれ要素毎にフェールセーフの実行可否が判定される。そのため、例えば機関回転速度や変速部44の回転変動に基づいてフェールセーフの実行可否を判定する場合と比べて、実行可否の判定精度が向上するようになる。
(2) The feasibility of implementing a fail-safe is determined for each torsion element. Therefore, the accuracy of determining whether or not a fail-safe can be implemented is improved compared to, for example, determining whether or not a fail-safe can be implemented based on the engine speed or the rotational fluctuation of the
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・フェールセーフとして、以下の処理を行ってもよい。すなわち、第2トルクT2が第2判定値T2ref以下となるようにロックアップクラッチ機構42のスリップ率を調整してもよい。同様に、第3トルクT3が第3判定値T3ref以下となるようにロックアップクラッチ機構42のスリップ率を調整してもよい。
The above embodiment can be modified as follows: The above embodiment and the following modifications can be combined with each other to the extent that no technical contradiction occurs.
As a fail-safe, the following process may be performed. That is, the slip ratio of the lock-up
・第1トルクT1、第2トルクT2、第3トルクT3といった各トルクを他の算出式にて求めるようにしてもよい。
・第1トルクT1、第2トルクT2、第3トルクT3といった各トルクの算出処理や、図2に示した一連の処理は、内燃機関10において失火の発生が検出されたことを条件に行うようにしてもよい。
The first torque T1, the second torque T2, and the third torque T3 may be calculated using other calculation formulas.
The calculation process of each torque, such as the first torque T1, the second torque T2, and the third torque T3, and the series of processes shown in FIG. 2 may be performed on the condition that a misfire is detected in the
・第3トルクT3の算出並びに第3判定値T3refとの比較処理を省略してもよい。
・変速部44が備える複数の軸にそれぞれ加わるトルクを算出する。そして、算出したトルクが既定の判定値よりも大きい場合に、上記フューエルセーフを行ってもよい。
The calculation of the third torque T3 and the comparison with the third reference value T3ref may be omitted.
The torque applied to each of the multiple shafts included in the
図3に、この変更例における変速部44の構成を示す。図3に示すように、変速部44は、一例として3つの軸を備えている。第1軸44aは、変速部44の入力軸である。第3軸44cは、変速部44の出力軸である。そして、第2軸44bは、第1軸44aに設けられた歯車に噛み合う歯車と、第3軸44cに設けられた歯車に噛み合う歯車とを有する中間軸である。
Figure 3 shows the configuration of the
第1軸44aに加わるトルクである第4トルクT4は、上記第2トルクT2と同一である。第2軸44bに加わるトルクである第5トルクT5は、「T5=(第4トルクT4-第2軸44bのイナーシャ×第2軸44bの角加速度)×第1軸44aと第2軸44bとのギヤ比」から算出する。第3軸44cに加わるトルクである第6トルクT6は、「T6=(第5トルクT5-第3軸44cのイナーシャ×第3軸44cの角加速度)×第2軸44bと第3軸44cとのギヤ比」から算出する。
The fourth torque T4 applied to the
また、第1軸44aに加えることのできる最大許容トルクを第4判定値T4refとし、第2軸44bに加えることのできる最大許容トルクを第5判定値T5refとし、第3軸44cに加えることのできる最大許容トルクを第6判定値T6refとする。そして、制御装置100は、第4トルクT4が第4判定値T4refよりも大きい場合、又は第5トルクT5が第5判定値T5refよりも大きい場合、又は第6トルクT6が第6判定値T6refよりも大きい場合に、上記フェールセーフを実行してもよい。この場合には、変速部44が備える軸毎にフェールセーフを適切に実行することができる。
The maximum allowable torque that can be applied to the
・車両500のハイブリッドシステムは、図1に示したものに限らず、他のハイブリッドシステムでもよい。例えば、内燃機関10の出力軸とモータジェネレータ30とが動力分割機構を介して繋がる、いわゆるシリーズ・パラレル方式のハイブリッドシステムでもよい。この場合には、フェールセーフとして、内燃機関10の出力トルクを低下させる処理を行えばよい。また、車両500が備えるモータジェネレータの数は適宜変更することができる。また、車両500は、ハイブリッド車両に限定されるものではなく、原動機として内燃機関10のみを備える車両でもよい。
- The hybrid system of the
10…内燃機関、100…制御装置、500…車両。 10...internal combustion engine, 100...control device, 500...vehicle.
Claims (1)
算出トルクが既定の判定値よりも大きいか否かを判定する判定処理と、
前記算出トルクが前記判定値よりも大きいと判定される場合には、大きいと判定される前よりも前記内燃機関から車両駆動系に加わるトルクを低下させるフェールセーフを実行するフェールセーフ処理と、を実行し、
前記判定処理は、前記第1センサの検出値及び前記第2センサの検出値に基づいて算出される値であって前記第1ねじれ要素で生じるねじれトルクである第1トルクが既定の第1判定値よりも大きいか否かを判定する処理と、前記第2センサの検出値及び前記第3センサの検出値に基づいて算出される値であって前記第2ねじれ要素で生じるねじれトルクである第2トルクが既定の第2判定値よりも大きいか否かを判定する処理と、を含み、
前記フェールセーフ処理は、前記第1トルクが前記第1判定値よりも大きい場合、または前記第2トルクが前記第2判定値よりも大きい場合に前記フェールセーフを実行する
車両の制御装置。
A control device for a vehicle, wherein an output shaft of an internal combustion engine is connected to a rear shaft via a first torsion element and a second torsion element, a first sensor is disposed between the output shaft and the first torsion element, a second sensor is disposed between the first torsion element and the second torsion element, and a third sensor is disposed between the second torsion element and the rear shaft,
a determination process for determining whether the calculated torque is greater than a predetermined determination value;
a fail-safe process for performing a fail-safe operation to reduce a torque applied from the internal combustion engine to a vehicle driveline when it is determined that the calculated torque is greater than the determination value;
The determination process includes a process of determining whether a first torque, which is a value calculated based on the detection value of the first sensor and the detection value of the second sensor and is a torsion torque generated in the first torsion element, is greater than a predetermined first determination value, and a process of determining whether a second torque, which is a value calculated based on the detection value of the second sensor and the detection value of the third sensor and is a torsion torque generated in the second torsion element, is greater than a predetermined second determination value,
The fail-safe process executes the fail-safe when the first torque is greater than the first determination value or when the second torque is greater than the second determination value.
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