KR101978785B1 - 차량을 위한 제어 장치 및 차량을 위한 제어 방법 - Google Patents
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- B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
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- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
- B60W30/18—Propelling the vehicle
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- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
- B60K2006/381—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches characterized by driveline brakes
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- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
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- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
- B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
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Abstract
차량(10)을 위한 제어 장치를 제공한다. 상기 차량(10)은 엔진(12)과, 제 1 전동기(MG1)와, 상기 엔진(12)과 상기 제 1 전동기(MG1)의 사이에 설치된 회전 부재(26)와, 상기 회전 부재(26)의 상기 엔진측의 연결부(26a)의 적어도 일방향의 회전을 저지하도록 구성된 회전 로크 기구(36)를 포함한다. 상기 제어 장치는 전자 제어 유닛(90)을 포함한다. 상기 회전 로크 기구(36)가 상기 연결부(26a)의 회전을 저지한 상태에서, 상기 전자 제어 유닛(90)이 상기 제 1 전동기(MG1)에 의해 상기 회전 부재(26)에 토크를 가하여 상기 회전 부재(26)의 비틀림각(Φ)을 계측함으로써, 상기 전자 제어 유닛(90)은, 상기 회전 부재(26)의 입력 토크에 관련되는 특성을 학습하도록 구성된다.
Description
본 발명은 차량을 위한 제어 장치 및 차량을 위한 제어 방법에 관한 것이다.
엔진과, 전동기와, 그들 엔진과 전동기의 사이에 설치되고, 입력 토크에 관련되는 특성을 가지는 회전 부재를 구비하는 차량이 알려져 있다. 여기서, 회전 부재는, 예를 들면 엔진의 회전 진동을 흡수하는 댐퍼 장치나, 소정의 강성을 가지는 동력 전달 샤프트 등이다. 회전 부재의 특성이란, 입력 토크의 변화에 대한 비틀림각의 변화에 대응하는 강성이나, 비틀림각의 증가 시와 감소 시의 입력 토크의 차인 히스테리시스, 입력 토크의 정부(正負)의 역전 시의 비틀림각의 변화량인 백래시 치수 등이다. 그런데, 회전 부재의 특성에 의해 동력 성능이나 진동, 소음 등이 영향을 받는 경우가 있다. 이 때문에, 그 특성에 의거하여 동력 성능이나 진동, 소음 등을 개선하도록, 하드웨어 및 제어의 양면에서 대책하는 것이 생각되고 있다. 예를 들면 일본공개특허 특개2016-107673에서는, 전동기를 구동력원으로서 이용하여 주행할 때에, 댐퍼 장치의 입력 토크와 강성값의 관계에 의거하여, 그 댐퍼 장치의 강성값을 변화시키도록 전동기의 토크를 변경하는 기술이 제안되어 있다. 이에 의해, 댐퍼 장치의 강성에 기인하여 차량에 공진이 발생하는 것을 방지하고 있다.
그러나, 회전 부재의 개체차 등에 의해 특성이 불균일하면, 미리 정해진 특성에 의거한 제어로는 원하는 효과를 얻을 수 없을 가능성이 있다.
본 발명은, 회전 부재의 개체차 등에 의한 특성의 불균일에 관계없이, 그 특성에 의거한 제어가 적절히 행해지도록 하는, 차량을 위한 제어 장치 및 차량을 위한 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 제 1 양태는 차량을 위한 제어 장치이다. 상기 차량은 엔진과, 제 1 전동기와, 회전 부재와, 회전 로크 기구를 포함한다. 상기 회전 부재는, 상기 엔진과 상기 제 1 전동기의 사이에 설치된다. 상기 회전 부재는, 입력 토크에 관련되는 특성을 가진다. 상기 회전 로크 기구는, 상기 회전 부재의 상기 엔진측의 연결부의 적어도 일방향의 회전을 저지하도록 구성된다. 상기 제어 장치는 전자(電子) 제어 유닛을 포함한다. 상기 회전 로크 기구가 상기 연결부의 회전을 저지한 상태에서, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 제 1 전동기에 의해 상기 회전 부재에 토크를 가하여 상기 회전 부재의 비틀림각을 계측함으로써, 상기 회전 부재의 특성을 학습하도록 구성된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 학습된 상기 회전 부재의 상기 특성에 의거하여 소정의 제어를 행하도록 구성된다.
상기 제어 장치에 있어서, 상기 차량은, 구동력원으로서 이용되도록 구성된 제 2 전동기를 더 구비해도 된다. 상기 회전 로크 기구가 상기 연결부의 회전을 저지한 상태에서 상기 제 1 전동기가 상기 회전 부재에 토크를 가할 때에, 상기 회전 로크 기구에 의한 반력에 의해 상기 차량의 구동력이 발생해도 된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 특성을 학습하기 위하여 상기 제 1 전동기에 의해 상기 회전 부재에 토크를 가할 때에, 상기 반력에 의해 생기는 구동력을 상쇄하도록 상기 제 2 전동기의 토크를 제어하도록 구성되어도 된다.
상기 구성에 의하면, 회전 부재의 특성을 학습하기 위하여 전동기에 의해 회전 부재에 토크를 가할 때에 생기는 구동력을 상쇄하도록 제 2 전동기의 토크가 제어된다. 이 때문에, 구동력 변동에 의해 탑승자에게 위화감을 생기게 하는 것을 억제하면서 회전 부재의 특성을 학습할 수 있다.
상기 제어 장치에 있어서, 상기 회전 부재는 댐퍼 장치여도 된다.
상기 제어 장치에 있어서, 상기 차량은 구동륜과, 차동 기구를 더 포함해도 된다. 상기 차동 기구는, 상기 엔진의 출력을 상기 제 1 전동기 및 상기 구동륜측으로 분배하도록 구성되어도 된다. 상기 댐퍼 장치는, 상기 엔진과 상기 차동 기구의 사이에 설치되어도 된다. 상기 회전 로크 기구가 상기 연결부의 회전을 저지한 상태에서 상기 제 1 전동기에 의해 상기 차동 기구를 개재하여 상기 댐퍼 장치에 토크가 가해지면, 상기 회전 로크 기구에 의한 반력이 상기 차동 기구를 개재하여 상기 구동륜측으로 전달되고, 상기 전자 제어 유닛이 상기 제 1 전동기를 구동력원으로서 이용하도록 해도 된다.
상기 구성에 의하면, 회전 부재가 댐퍼 장치인 경우이다. 댐퍼 장치는, 입력 토크의 변화에 대한 비틀림각의 변화에 대응하는 강성이나, 비틀림각의 증가 시와 감소 시의 입력 토크의 차인 히스테리시스, 또는 입력 토크의 정부의 역전 시의 비틀림각의 변화량인 백래시 치수 등의 특성을 가진다. 댐퍼 장치에 토크가 가해지는 주행 시, 엔진의 시동 시나 정지 시, 엔진 브레이크 시 등에, 그들 특성이 동력 성능이나 진동, 소음 등에 영향을 줄 가능성이 있다. 그들 특성에 의거하여 동력 성능이나 진동, 또는 소음 등을 개선하는 제어를 행할 수 있다. 그 경우에, 전자 제어 유닛이 그들 특성을 학습함으로써, 댐퍼 장치의 개체차 등에 의한 특성의 불균일에 관계없이, 실제의 특성에 의거하여 그들의 제어가 적절히 행해지게 된다.
상기 제어 장치에 있어서, 상기 특성은, 상기 댐퍼 장치의 상기 입력 토크의 변화에 대한 상기 비틀림각의 변화에 대응하는 강성에 관한 특성이어도 된다. 상기 특성은, 강성값이 상이한 복수의 입력 토크 영역을 구비해도 된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 회전 로크 기구에 의해 상기 연결부의 회전을 저지한 상태에서 상기 제 1 전동기를 구동력원으로서 이용하여 상기 차량이 주행할 때에, 상기 강성값과 상기 입력 토크의 관계에 의거하여, 상기 차량의 공진이 억제되는 강성값이 되도록 상기 제 1 전동기의 토크를 제어하도록 구성되어도 된다.
이와 같은 차량을 위한 제어 장치에 있어서는, 회전 부재의 엔진측의 연결부의 회전을 회전 로크 기구에 의해 저지한 상태에서, 전동기에 의해 회전 부재에 토크를 가하여 회전 부재의 비틀림각을 계측함으로써 회전 부재의 특성을 학습하고, 학습된 특성에 의거하여 소정의 제어가 행해지도록 하고 있다. 이 때문에, 회전 부재의 개체차 등에 의한 특성의 불균일에 관계없이, 실제의 특성에 의거하여 소정의 제어를 적절히 행할 수 있다.
상기 구성에 의하면, 댐퍼 장치의 강성값이 복수의 입력 토크 영역에서 상이하고, 그 강성에 관한 특성에 의거하여 차량의 공진이 억제되도록 전동기의 토크가 제어되는 경우에서, 그 강성에 관한 특성이 특성 학습부에 의해 학습됨으로써, 댐퍼 장치의 개체차 등에 관계없이 정확한 특성에 의거하여 전동기의 토크가 제어되고, 공진을 적절하게 억제할 수 있다.
본 발명의 제 2 양태는 차량을 위한 제어 방법이다. 상기 차량은 엔진과, 제 1 전동기와, 회전 부재와, 회전 로크 기구와, 전자 제어 유닛을 포함한다. 상기 회전 부재는, 상기 엔진과 상기 제 1 전동기의 사이에 설치된다. 상기 회전 부재는, 입력 토크에 관련되는 특성을 가진다. 상기 회전 로크 기구는, 상기 회전 부재의 상기 엔진측의 연결부의 적어도 일방향의 회전을 저지하도록 구성된다. 상기 제어 방법은, 상기 회전 로크 기구가 상기 연결부의 회전을 저지한 상태에서, 상기 제 1 전동기에 의해 상기 회전 부재에 토크를 가함으로써, 상기 전자 제어 유닛이 상기 회전 부재의 비틀림각을 계측하는 것에 의해, 상기 전자 제어 유닛에 의해, 상기 회전 부재의 특성을 학습하는 것, 및, 상기 학습된 상기 회전 부재의 상기 특성에 의거하여, 상기 전자 제어 유닛에 의해 소정의 제어를 행하는 것을 포함한다.
본 발명의 실시형태의 특징, 장점, 기술적 및 산업적 특성은 아래 첨부된 도면을 참조하여 기술될 것이며, 도면 내에 동일 요소는 동일 참조 번호로 표시된다.
도 1은, 본 발명이 적용된 하이브리드 차량의 구동 계통을 설명하는 골자도이고, 제어 계통의 주요부를 함께 나타낸 도이다.
도 2는, 도 1의 하이브리드 차량의 차동 기구의 공선도이다.
도 3은, 도 1의 댐퍼 장치의 입력 토크(Tin)와 비틀림각(Φ)의 관계의 일례를 나타낸 도이다.
도 4는, 도 3의 관계로부터 구해지는 강성의 변화 특성을 예시한 도이다.
도 5는, 도 3의 관계로부터 구해지는 히스테리시스(B)를 예시한 도이다.
도 6은, 도 3의 관계로부터 구해지는 백래시 치수(C)를 예시한 도이다.
도 7은, 도 1의 전자 제어 유닛에 의해 실행되는 신호 처리를 구체적으로 설명하는 플로우 차트이다.
도 8은, 도 7의 단계 S4, S5에서 댐퍼 장치의 입력 토크(Tin)를 변화시키면서 비틀림각(Φ)을 계측할 때의 원리도이다.
도 1은, 본 발명이 적용된 하이브리드 차량의 구동 계통을 설명하는 골자도이고, 제어 계통의 주요부를 함께 나타낸 도이다.
도 2는, 도 1의 하이브리드 차량의 차동 기구의 공선도이다.
도 3은, 도 1의 댐퍼 장치의 입력 토크(Tin)와 비틀림각(Φ)의 관계의 일례를 나타낸 도이다.
도 4는, 도 3의 관계로부터 구해지는 강성의 변화 특성을 예시한 도이다.
도 5는, 도 3의 관계로부터 구해지는 히스테리시스(B)를 예시한 도이다.
도 6은, 도 3의 관계로부터 구해지는 백래시 치수(C)를 예시한 도이다.
도 7은, 도 1의 전자 제어 유닛에 의해 실행되는 신호 처리를 구체적으로 설명하는 플로우 차트이다.
도 8은, 도 7의 단계 S4, S5에서 댐퍼 장치의 입력 토크(Tin)를 변화시키면서 비틀림각(Φ)을 계측할 때의 원리도이다.
본 발명이 적용되는 차량의 엔진은, 가솔린 엔진이나 디젤 엔진 등의 연료의 연소로 동력을 발생시키는 내연 기관이다. 전동기로서는, 발전기로서도 이용할 수 있는 모터 제너레이터가 적합하게 이용된다. 입력 토크에 대한 특성을 가지는 회전 부재는, 예를 들면 엔진의 회전 진동을 흡수하는 댐퍼 장치나, 소정의 강성을 가지는 동력 전달 샤프트 등이다. 그 회전 부재의 입력 토크에 대한 특성으로서는, 입력 토크의 변화에 대한 비틀림각의 변화에 대응하는 강성, 비틀림각의 증가 시와 감소 시의 입력 토크의 차인 히스테리시스, 또는 입력 토크의 정부의 역전 시의 비틀림각의 변화량인 백래시 치수 등이다. 어느 하나의 특성에 의거하여 동력 성능이나 진동, 소음 등을 개선하는 소정의 제어가 행해지는 경우에 본 발명은 적용된다.
회전 부재의 엔진측의 연결부의 적어도 일방향의 회전을 저지하는 회전 로크 기구는, 유압식 등의 마찰 브레이크나 맞물림식 브레이크, 또는 일방향 클러치 등이 적합하게 이용된다. 일방향 클러치의 경우, 예를 들면 엔진의 역회전 방향의 회전이 저지되도록 설치되나, 엔진과 회전 부재의 사이의 동력 전달이 클러치 등에 의해 차단되는 경우는, 임의의 일방향의 회전을 저지할 수 있으면 된다. 회전 부재의 특성을 학습하는 전자 제어 유닛은, 예를 들면 엔진이 정지하고 있고 또한 차속이 0인 차량 정지 중에 학습하는 것이 바람직하나, 엔진을 정지시킨 상태에서 제 2 전동기를 구동력원으로서 이용하여 주행하는 모터 주행 시에 학습할 수도 있다. 또한, 그 학습 타이밍은, 차량 점검 시에 학습해도 되고, 소정의 주행 거리 또는 주행 시간에 의거하여 정기적으로 학습해도 되는 등, 다양한 양태가 가능하다. 경시(經時) 변화의 영향이 큰 경우에는, 일정한 조건하에서 정기적으로 학습하는 것이 바람직하다.
상기 학습 제어 시에 구동력이 발생하는 경우, 제 2 전동기의 토크를 제어하여 구동력을 상쇄하는 것이 바람직하나, 차량 정지 중에 학습하는 경우에는, 예를 들면 브레이크가 밟음 조작되고 있는 것이나, 시프트 레버가 P(파킹)위치로 조작되어 파킹 기어가 맞물림 상태로 되어 있는 것, 또는 파킹 브레이크가 작동 중인 것 등을 조건으로 하여 학습하도록 해도 된다. 휠 브레이크의 브레이크력을 자동적으로 제어할 수 있는 자동 브레이크 시스템을 구비하고 있는 경우에는, 그 휠 브레이크를 작동시키도록 해도 된다. 차량 주행 중의 학습 제어를 포함하여 구동력 변동이 경미한 경우, 또는 출하 전이나 차량 점검 시에 학습하는 경우에는, 상쇄 제어를 생략해도 된다. 또한, 상쇄 제어는 반드시 구동력 변동을 완전히 없애는 것일 필요는 없고, 구동력 변동이 경감되면 된다.
본 발명은, 예를 들면 엔진의 출력을 전동기 및 구동륜측으로 분배하는 차동 기구를 가지는 차량에 적용되나, 엔진 및 전동기가 댐퍼 장치 등의 회전 부재를 사이에 두고 직렬로 접속되어 있는 차량이나, 엔진 및 전동기의 출력을 유성 기어 장치 등에 의해 합성하여 구동륜측으로 전달하는 차량 등, 다양한 차량에 적용될 수 있다. 엔진과 회전 부재의 사이, 회전 부재와 전동기의 사이에는, 필요에 따라 클러치 등의 단접(斷接) 장치나 변속 기어 등이 설치되어도 된다. 엔진과 회전 부재가 연결축 등을 개재하여 직접 연결되어 있는 경우, 회전 로크 기구에 의해 저지되는 적어도 일방향의 회전은 엔진의 역회전이 저지되도록 정해지고, 특성 학습부는 그 역회전 방향의 토크를 회전 부재에 가하게 되나, 엔진과 회전 부재의 사이에 단접 장치가 설치되어 있는 경우에는, 저지하는 회전 방향은 특별히 한정되지 않는다. 또한, 회전 로크 기구에 의해 양방향의 회전이 저지되는 경우에는, 특성 학습부에 의해 학습할 때에 회전 부재에 가해지는 토크의 방향은 반드시 한정되는 것은 아니다. 정부의 양방향으로 토크를 변화시켜 특성을 구할 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은, 본 발명이 적용된 하이브리드 차량(10)의 구동 계통을 설명하는 골자도이며, 제어 계통의 주요부를 함께 나타낸 도이다. 하이브리드 차량(10)은, 예를 들면 FF(전치 엔진 전륜 구동)형 등의 가로 놓기용의 구동 계통을 가지는 것으로서, 엔진(12)과 좌우 한 쌍의 구동륜(14)의 사이의 동력 전달 경로에, 제 1 구동부(16), 제 2 구동부(18), 종감속(終減速) 장치(20) 및 좌우 한 쌍의 차축(22) 등을 구비하여 구성되어 있다. 엔진(12)은 가솔린 엔진, 디젤 엔진 등의 내연 기관이고, 그 크랭크축(24)에는 토크 변동을 흡수하는 댐퍼 장치(26)가 접속되어 있다. 댐퍼 장치(26)는, 크랭크축(24)에 연결되는 제 1 회전 요소(26a), 및 입력축(28)을 개재하여 차동 기구(30)에 연결되는 제 2 회전 요소(26b)를 구비하고 있음과 함께, 그들 제 1 회전 요소(26a)와 제 2 회전 요소(26b)의 사이에는 복수 종류의 스프링(32) 및 마찰 기구(34)가 개재시켜져 있다. 댐퍼 장치(26)에 있어서, 입력 토크(Tin)의 변화에 대한 비틀림각(Φ)의 변화에 대응하는 강성값(스프링 상수)이 단계적으로 변화시켜짐과 함께, 비틀림각(Φ)의 증감 시에 소정의 히스테리시스가 부여되도록 되어 있다. 또한, 댐퍼 장치(26)의 외주 단부에는 토크 리미터(35)가 설치되어 있다. 이 댐퍼 장치(26)는, 입력 토크(Tin)에 관련되는 특성을 가지는 회전 부재의 일례이며, 제 1 회전 요소(26a)는 엔진(12)측의 연결부의 일례이다.
제 1 회전 요소(26a)에 일체적으로 연결된 크랭크축(24)은, 맞물림식 브레이크(36)를 개재하여 하우징(38)에 연결되고, 회전이 저지되도록 되어 있다. 맞물림식 브레이크(36)는, 크랭크축(24)에 설치된 맞물림 톱니(24a)와, 하우징(38)에 설치된 맞물림 톱니(38a)와, 그들 맞물림 톱니(24a, 38a)에 걸쳐 맞물릴 수 있는 맞물림 톱니가 내주면에 설치된 맞물림 슬리브(36a)를 가지고, 그 맞물림 슬리브(36a)가 축 방향으로 이동시켜짐으로써, 크랭크축(24)이 하우징(38)에 대하여 상대 회전 불가능하게 계합(engagement)시켜지고, 또는 하우징(38)으로부터 해방되어 회전 자유롭게 된다. 맞물림 슬리브(36a)는, 예를 들면 유압 제어 회로(58)에 설치된 전자(電磁) 전환 밸브 등이 전자 제어 유닛(90)으로부터 공급되는 유압 제어 신호(Sac)에 따라 전환됨으로써, 유압 실린더 등을 개재하여 축 방향으로 이동시켜져 맞물림식 브레이크(36)를 계합, 해방한다. 맞물림 슬리브(36a)의 축 방향으로의 이동은, 전동식의 이송 나사 기구 등 다른 구동 장치를 이용하여 행할 수도 있다. 이 맞물림식 브레이크(36)에는, 필요에 따라 콘(cone)식 등의 동기 기구가 설치된다. 맞물림식 브레이크(36)는 회전 로크 기구의 일례이다. 맞물림식 브레이크(36) 대신에, 엔진(12)의 역회전 방향의 회전만을 저지하는 일방향 클러치나 마찰 브레이크를 회전 로크 기구로서 채용할 수도 있다. 또한, 엔진(12)과 맞물림 톱니(24a)의 사이에, 동력 전달을 접속, 차단할 수 있는 엔진 단접 클러치를 설치할 수도 있다.
제 1 구동부(16)는, 상기 엔진(12), 차동 기구(30) 및 맞물림식 브레이크(36)의 이외에, 제 1 모터 제너레이터(MG1), 출력 기어(40)를 포함하여 구성되어 있다. 차동 기구(30)는, 싱글 피니언형의 유성 기어 장치이며, 선 기어(S), 링 기어(R) 및 캐리어(CA)의 3개의 회전 요소를 차동 회전 가능하게 구비하고 있고, 선 기어(S)에 제 1 모터 제너레이터(MG1)가 연결되고, 캐리어(CA)에 입력축(28)이 연결되고, 링 기어(R)에 출력 기어(40)가 연결되어 있다. 따라서, 엔진(12)으로부터 댐퍼 장치(26)를 개재하여 차동 기구(30)의 캐리어(CA)에 전달된 토크는, 그 차동 기구(30)에 의해 제 1 모터 제너레이터(MG1) 및 출력 기어(40)에 분배되고, 제 1 모터 제너레이터(MG1)의 회전 속도(MG1 회전 속도)(Nmg1)가 회생 제어 등에 의해 제어되면, 엔진(12)의 회전 속도(엔진 회전 속도)(Ne)가 무단계로 변속되어 출력 기어(40)로부터 출력된다. 즉, 이 차동 기구(30) 및 제 1 모터 제너레이터(MG1)는, 전기식 무단 변속기로서 기능한다. 제 1 모터 제너레이터(MG1)는, 전동기 및 발전기로서 택일적으로 기능하는 것이고, 인버터(60)를 개재하여 축전 장치(62)에 접속되어 있다.
한편, 맞물림식 브레이크(36)에 의해 크랭크축(24)의 회전이 저지된 상태, 즉 댐퍼 장치(26)를 개재하여 캐리어(CA)의 회전이 저지된 상태에서, 제 1 모터 제너레이터(MG1)를 엔진(12)의 회전 방향과 반대인 부회전 방향으로 회전 구동하면, 맞물림식 브레이크(36)에 의해 발생하는 반력에 의해, 출력 기어(40)에는 엔진(12)의 회전 방향과 동일한 정회전 방향(차량 전진 방향)의 토크가 가해져, 그 정회전 방향으로 회전 구동된다. 또한, 제 1 모터 제너레이터(MG1)를 엔진(12)의 회전 방향과 동일한 정회전 방향으로 회전 구동하면, 맞물림식 브레이크(36)에 의해 발생하는 반력에 의해, 출력 기어(40)에는 엔진(12)의 회전 방향과 반대인 역회전 방향(차량 후진 방향)의 토크가 가해져, 그 역회전 방향으로 회전 구동된다. 이와 같은 경우, 캐리어(CA)에 연결된 댐퍼 장치(26)에는, 제 1 모터 제너레이터(MG1)의 토크가 차동 기구(30)의 기어비(ρ)에 따라 증폭되어 가해진다. 제 1 모터 제너레이터(MG1)는, 차동 기구(30)를 개재하여 댐퍼 장치(26)에 토크를 가할 수 있는 전동기이다.
도 2는, 차동 기구(30)의 3개의 회전 요소인 선 기어(S), 링 기어(R) 및 캐리어(CA)의 회전 속도를 직선으로 연결할 수 있는 공선도이며, 도면의 상향 방향이 엔진(12)의 회전 방향, 즉 정회전 방향이고, 차동 기구(30)의 기어비(ρ)(=선 기어(S)의 톱니수/링 기어(R)의 톱니수)에 따라 세로축의 간격이 정해져 있다. 그리고, 예를 들면 제 1 모터 제너레이터(MG1)에 의해 출력 기어(40)를 차량 전진 방향으로 회전 구동하는 경우에 대하여 설명하면, 맞물림식 브레이크(36)에 의해 캐리어(CA)의 회전이 저지된 상태에서, 제 1 모터 제너레이터(MG1)의 역행(力行) 제어에 의해 선 기어(S)에 화살표 A로 나타내는 바와 같이 엔진(12)의 회전 방향과 반대인 부회전 방향(도면의 하향 방향)으로 회전하는 토크가 가해져, 그 부회전 방향으로 회전 구동되면, 출력 기어(40)가 연결된 링 기어(R)에는, 화살표 B로 나타내는 바와 같이 엔진(12)의 회전 방향과 동일한 정회전 방향(도면의 상향 방향)으로 회전하는 토크가 전달되어, 전진 방향의 구동력이 얻어진다.
출력 기어(40)는, 입력축(28)과 평행한 중간축(42)에 배치된 대경(大徑) 기어(44)와 맞물려 있다. 대경 기어(44)와 중간축(42)의 사이에는 맞물림식 클러치(43)가 설치되어 있고, 그들 사이의 동력 전달이 접속, 차단되도록 되어 있다. 이 맞물림식 클러치(43)는, 상기 맞물림식 브레이크(36)와 동일하게 구성되어 있고, 유압 제어 회로(58)에 설치된 다른 전자 전환 밸브 등이 전자 제어 유닛(90)으로부터 공급되는 유압 제어 신호(Sac)에 따라 전환됨으로써, 유압 실린더 등을 개재하여 계합 상태와 해방 상태가 전환되고, 대경 기어(44)와 중간축(42)의 사이의 동력 전달이 접속, 차단된다. 중간축(42)에는, 대경 기어(44)보다 소경인 소경 기어(46)가 설치되어 있고, 그 소경 기어(46)는 상기 종감속 장치(20)의 디퍼렌셜 링 기어(48)와 맞물려 있다. 따라서, 출력 기어(40)의 회전은, 그 출력 기어(40)와 대경 기어(44)의 치수비(齒數比) 및 소경 기어(46)와 디퍼렌셜 링 기어(48)의 치수비에 따라 감속되어 종감속 장치(20)에 전달되고, 추가로 종감속 장치(20)의 차동 기어 기구를 개재하여 한 쌍의 차축(22)으로부터 구동륜(14)에 전달된다. 상기 중간축(42)에는 또한, 파킹 기어(45)가 상대 회전 불가능하게 설치되어 있고, 시프트 레버가 주차용의 P위치로 조작되는 등하여 파킹 레인지가 선택되면, 도시하지 않은 파킹 로크 폴이 스프링 등의 가압력에 따라 파킹 기어(45)에 눌려 맞물리고, 그 중간축(42)으로부터 구동륜(14)측의 각 부재의 회전이 저지된다.
상기 제 2 구동부(18)는, 제 2 모터 제너레이터(MG2)와, 그 제 2 모터 제너레이터(MG2)의 모터축(50)에 설치된 모터 출력 기어(52)를 구비하여 구성되어 있고, 모터 출력 기어(52)는 상기 대경 기어(44)와 맞물려 있다. 따라서, 제 2 모터 제너레이터(MG2)의 회전(MG2 회전 속도(Nmg2))은, 모터 출력 기어(52)와 대경 기어(44)의 치수비 및 소경 기어(46)와 디퍼렌셜 링 기어(48)의 치수비에 따라 감속되어 종감속 장치(20)에 전달되고, 한 쌍의 차축(22)을 개재하여 구동륜(14)을 회전 구동한다. 이 제 2 모터 제너레이터(MG2)는, 전동기 및 발전기로서 택일적으로 기능하는 것이고, 인버터(60)를 개재하여 축전 장치(62)에 접속되어 있다. 제 2 모터 제너레이터(MG2)는, 구동력원으로서 이용할 수 있는 제 2 전동기에 상당한다.
하이브리드 차량(10)은 또한 자동 브레이크 시스템(66)을 구비하고 있다. 자동 브레이크 시스템(66)은, 구동륜(14) 및 도시하지 않은 종동륜(비구동륜)에 설치된 각 휠 브레이크(67)의 브레이크력 즉 브레이크 유압을, 전자 제어 유닛(90)으로부터 공급되는 브레이크 제어 신호(Sb)에 따라 전기적으로 제어한다. 휠 브레이크(67)에는 또한, 도시하지 않은 브레이크 페달이 밟음 조작됨으로써, 브레이크 마스터 실린더를 개재하여 브레이크 유압이 공급되도록 되어 있고, 그 브레이크 유압 즉 브레이크 조작력에 따른 브레이크력을 기계적으로 발생시킨다.
이상과 같이 구성된 구동 계통을 가지는 하이브리드 차량(10)은, 상기 엔진(12)의 출력 제어나 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 토크 제어, 맞물림식 브레이크(36), 맞물림식 클러치(43)의 계합 해방 제어, 자동 브레이크 시스템(66)에 의한 자동 브레이크 제어 등의 각종 제어를 행하는 컨트롤러로서 전자 제어 유닛(90)을 구비하고 있다. 전자 제어 유닛(90)은, CPU, RAM, ROM, 입출력 인터페이스 등을 가지는 소위 마이크로 컴퓨터를 구비하여 구성되어 있고, RAM의 일시 기억 기능을 이용하면서 미리 ROM에 기억된 프로그램에 따라 신호 처리를 행함으로써 각종 제어를 실행한다. 이 전자 제어 유닛(90)에는, 예를 들면 엔진 회전 속도 센서(70), 차속 센서(72), MG1 회전 속도 센서(74), MG2 회전 속도 센서(76), 액셀 조작량 센서(78), 시프트 포지션 센서(80), SOC 센서(64) 등으로부터, 엔진 회전 속도(Ne), 차속(V), MG1 회전 속도(Nmg1), MG2 회전 속도(Nmg2), 액셀 조작량(Acc), 축전 장치(62)의 축전 잔량(SOC), 시프트 레버의 조작 위치(Psh) 등, 제어에 필요한 각종 정보를 나타내는 신호가 공급된다. 시프트 레버의 조작 위치(Psh)로서는, 전진 주행용의 D위치, 후진 주행용의 R위치, 주차용의 P위치, 뉴트럴용의 N위치 등이 있고, P위치로 조작되어 파킹 레인지가 선택되면, 중간축(42)에 설치된 파킹 기어(45)에 파킹 로크 폴이 맞물려 회전이 기계적으로 저지된다. 또한, 전자 제어 유닛(90)으로부터는, 예를 들면, 상기 엔진(12)의 전자 스로틀 밸브나 연료 분사 장치, 점화 장치 등을 개재하여 엔진 출력을 제어하기 위한 엔진 제어 신호(Se), 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 토크(역행 토크 및 회생 토크)를 제어하기 위한 모터 제어 신호(Sm), 유압 제어 회로(58)의 전자 전환 밸브 등을 개재하여 맞물림식 브레이크(36), 맞물림식 클러치(43)의 계합, 해방을 전환하는 유압 제어 신호(Sac), 자동 브레이크 시스템(66)을 개재하여 휠 브레이크(67)의 브레이크력을 제어하는 브레이크 제어 신호(Sb) 등이 출력된다.
본 실시예의 설명에 있어서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 전자 제어 유닛(90)이 실행하는 제어를 편의적으로 특성 대응 제어부(92), 특성 기억부(94) 및 특성 학습부(96)로서 설명한다. 댐퍼 장치(26)의 특성인 강성이나 히스테리시스, 또는 백래시 치수에 의거하여 동력 성능이나 진동, 소음 등을 개선하는 소정의 제어를 행한다. 댐퍼 장치(26)는, 상기 스프링(32) 및 마찰 기구(34) 등의 작용으로, 예를 들면 도 3에 나타내는 바와 같은 입력 토크(Tin)와 비틀림각(Φ)의 관계를 가진다. 도 3은, 원점(0)에 대하여 대칭적으로 변화하고 있으나, 비대칭으로 변화하는 댐퍼 장치(26)를 채용할 수도 있다. 그리고,이 입력 토크(Tin)와 비틀림각(Φ)의 관계로부터, 도 4에 나타내는 강성, 도 5에 나타내는 히스테리시스 및 도 6에 나타내는 백래시 치수에 관한 특성을 특정할 수 있다. 강성은, 입력 토크(Tin)의 변화에 대한 비틀림각(Φ)의 변화(기울기)에 대응하고, 도 4에서는 K1, K2, K3의 3종류의 강성값을 가지며, 입력 토크(Tin)가 상이한 2개의 변화점(A1, A2)에서 강성값이 변화하고 있다. 즉, 입력 토크(Tin)가 A1 이하의 영역에서는 강성값 K1이고, A1∼A2의 영역에서는 강성값 K2이며, A2보다 큰 영역에서는 강성값 K3이 된다. 도 5의 히스테리시스는, 비틀림각(Φ)의 증가 시와 감소 시의 입력 토크(Tin)의 편차이고, 강성분을 상쇄하여 편차만을 추출하여 나타낸 것이며, 치수(B)가 히스테리시스이다. 또한, 도 6의 백래시 치수는, 입력 토크(Tin)의 정부의 역전 시의 비틀림각(Φ)의 변화량이고, 댐퍼 장치(26)의 제 1 회전 요소(26a)와 제 2 회전 요소(26b)의 사이의 여유이며, 치수(C)가 백래시 치수이다. 이러한 특성, 즉 강성에 관한 강성값(K1∼K3) 및 변화점(A1, A2), 히스테리시스(B), 백래시 치수(C)에 관하여, 적어도 하나가 미리 실험이나 시뮬레이션 등에 의해 구해지고, 또는 출하 전 등에 특성 학습부(96)에 의해 학습함으로써, 특성 기억부(94)에 기억된다.
특성 대응 제어부(92)는, 특성 기억부(94)에 기억된 상기 강성에 관한 강성값(K1∼K3) 및 변화점(A1, A2), 히스테리시스(B) 및 백래시 치수(C) 중 적어도 하나의 특성에 의거하여, 동력 성능이나 진동, 소음 등을 개선하기 위한 소정의 제어를 실행한다. 예를 들면, 강성에 관한 특성(K1∼K3, A1, A2)에 의거한 제어에 대하여 구체적으로 설명하면, 하이브리드 차량(10)은, 엔진(12)을 정지함과 함께 맞물림식 브레이크(36)를 계합시켜 크랭크축(24)을 로크(회전 저지)함으로써, 제 1 모터 제너레이터(MG1)를 부회전 방향으로 역행 제어함과 함께 제 2 모터 제너레이터(MG2)를 정회전 방향으로 역행 제어하는 양모터 구동으로 차량을 전진 주행시킬 수 있다. 그 경우에, 제 1 모터 제너레이터(MG1)의 역행 토크의 반력이 댐퍼 장치(26)에 의해 받아들여지기 때문에, 댐퍼 장치(26)의 강성에 의해 차량에 공진이 생길 가능성이 있다. 이 때문에, 제 1 모터 제너레이터(MG1)의 역행 토크에 의거하여 댐퍼 장치(26)의 입력 토크(Tin)를 산출하고, 강성에 관한 특성(K1∼K3, A1, A2)으로부터 댐퍼 장치(26)의 강성값(K1∼K3 중 어느 하나)을 구하고, 차량에 공진이 생길 가능성이 있는지의 여부를 판단하여, 공진의 가능성이 있는 경우에는 상이한 강성값의 입력 토크 영역이 되도록 제 1 모터 제너레이터(MG1)의 역행 토크를 변경함과 함께, 그 변경분을 제 2 모터 제너레이터(MG2)의 역행 토크로 보상한다. 이 밖에 엔진(12)을 구동력원으로서 주행하는 경우도, 댐퍼 장치(26)의 강성을 고려하여 엔진 토크 등을 제어할 수 있다. 또한, 댐퍼 장치(26)의 전달 토크의 방향이 역전하는 엔진(12)의 시동 시나 정지 시, 또는 엔진 브레이크 시 등에는, 도 5, 도 6의 히스테리시스(B)나 백래시 치수(C)에 의거하여 제 1 모터 제너레이터(MG1)의 토크 제어를 행하는 등하여 진동이나 소음 등의 발생을 억제할 수 있다.
여기서, 특성 기억부(94)에 미리 기억되는 댐퍼 장치(26)의 각종 특성, 즉 강성에 관한 강성값(K1∼K3) 및 변화점(A1, A2), 히스테리시스(B), 백래시 치수(C) 중 적어도 하나는, 댐퍼 장치(26)의 개체차, 즉 구성 부품의 치수 오차나 스프링(32)의 스프링 상수의 불균일, 마찰 기구(34)의 마찰재의 마찰 계수의 불균일 등에 의해 불균일함과 함께, 경시 변화에 의해 변화할 가능성이 있다. 그리고, 이러한 특성이 불균일하거나 변화하면, 미리 특성 기억부(94)에 기억된 특성에 의거하여 특성 대응 제어부(92)에 의해 소정의 제어가 행해져도 원하는 효과를 얻을 수 없을 가능성이 있다. 이 때문에, 본 실시예에서는 특성 학습부(96)가 설치되어, 그들 특성을 학습하도록 되어 있다.
특성 학습부(96)는, 도 7의 플로우 차트의 단계 S1∼S13(이하, 간단히 S1∼S13이라고 한다)에 따라 학습 제어를 행한다. 이 학습 제어는, 본 실시예에서는 주행 거리 또는 주행 시간 등에 의거하여 정해진 일정한 조건하에서 전자 제어 유닛(90)에 의해 정기적으로 실시된다. S1에서는, 엔진(12)이 정지하고 있는지의 여부를 판단하여, 엔진(12)이 정지 상태이면 S2를 실행하나, 엔진(12)이 작동 중인 경우에는 그대로 종료한다. S2에서는, 미리 정해진 학습 금지 조건을 충족하는지의 여부를 판단한다. 이 학습 금지 조건으로서는, 예를 들면 이하의 (a), (b) 등이 정해진다.
(a) 축전 장치(62)의 축전 잔량(SOC)이, 엔진(12)의 시동성 확보 등을 위해 미리 정해진 하한값 이하이다.
(b) 엔진 시동 요구가 있다(에어컨 요구, 운전자의 액셀 조작 등).
상기 학습 금지 조건 중 어느 하나라도 충족하는 경우는 그대로 종료하고, 어느 것도 충족하지 않는 경우는 학습이 가능하기 때문에 S3 이하를 실행한다. S3에서는, 하이브리드 차량(10)이 정차 상태인지의 여부, 즉 차속(V)=0인지의 여부를 판단하고, 정차 상태의 경우에는 S4 이하를 실행한다. S4에서는, 맞물림식 브레이크(36)를 계합시켜 크랭크축(24)을 회전 불가능하게 로크하고, S5에서는 제 1 모터 제너레이터(MG1)를 역행 제어하여 댐퍼 장치(26)에 토크(입력 토크(Tin))를 가하여 비틀림각(Φ)을 계측한다. 도 8은, 이와 같이 입력 토크(Tin)를 가하여 비틀림각(Φ)을 계측할 때의 원리를 설명하는 도이며, 맞물림식 브레이크(36)를 계합시켜 크랭크축(24)을 로크한 상태에서, 제 1 모터 제너레이터(MG1)를 역행 제어하고, 차동 기구(30)를 개재하여 댐퍼 장치(26)에 토크(입력 토크(Tin))를 가함으로써, 도 3에 나타내는 바와 같은 관계를 구할 수 있다. 즉, 제 1 모터 제너레이터(MG1)의 토크를 연속적으로 증감 변화시키면서, 리졸버 등의 MG1 회전 속도 센서(74)에 의해 MG1 회전 속도(Nmg1)를 계측함으로써, 도 3에 나타내는 바와 같은 입력 토크(Tin)와 비틀림각(Φ)의 관계를 구할 수 있다. 차동 기구(30)의 기어비(ρ)에 의거하여, 제 1 모터 제너레이터(MG1)의 모터 토크로부터 입력 토크(Tin)를 산출할 수 있음과 함께, MG1 회전 속도(Nmg1)로부터 비틀림각(Φ)을 산출할 수 있다. 본 실시예의 댐퍼 장치(26)의 입력 토크(Tin)와 비틀림각(Φ)의 관계는, 도 3에 나타내는 바와 같이 원점(0)에 대하여 대칭적으로 변화하고 있기 때문에, 정측 및 부측 중 어느 일방만을 계측하면 된다. 맞물림식 브레이크(36) 대신에 일방향 클러치가 설치되어, 엔진(12)의 역회전 방향의 회전만을 저지하는 경우는, 입력 토크(Tin)로서 그 역회전 방향의 토크가 가해지도록 하여 비틀림각(Φ)을 계측하면 된다.
S6은, 상기 S5의 실행과 병행되어 실시되고, 제 1 모터 제너레이터(MG1)의 역행 제어에 관계없이 차량이 정지 상태로 유지되도록 차량의 거동을 억제한다. 즉, 제 1 모터 제너레이터(MG1)를 역행 제어하여 댐퍼 장치(26)에 토크를 가하면, 그 반력으로 출력 기어(40)에 토크가 전달되어 구동력이 발생하기 때문에, 그 구동력에 기인하는 차량의 거동을 제지하는 것이다. 구체적으로는, 예를 들면 파킹 레인지가 선택되어 파킹 로크 폴이 파킹 기어(45)와 맞물리도록 가압되어 있는 경우에는, 제 2 모터 제너레이터(MG2)를 역행 제어하여 중간축(42)을 약간 회전시킴으로써, 파킹 로크 폴을 확실하게 파킹 기어(45)와 맞물리게 한다. 다른 수단으로서는, 자동 브레이크 시스템(66)에 의해 휠 브레이크(67)에 브레이크력을 발생시키도록 해도 된다. 또한, 맞물림식 클러치(43)를 해방하여 구동륜(14)측으로의 동력 전달을 차단함과 함께, 제 2 모터 제너레이터(MG2)의 토크를 제어하여 출력 기어(40)의 회전을 저지함으로써, 댐퍼 장치(26)에 소정의 입력 토크(Tin)가 가해지도록 한다. 바꿔 말하면, 제 1 모터 제너레이터(MG1)의 역행 제어로 생기는 구동력을 상쇄하도록, 제 2 모터 제너레이터(MG2)의 토크를 제어하는 것이고, 맞물림식 클러치(43)를 계합한 채로도 실행할 수 있으며, 맞물림식 클러치(43)를 구비하고 있지 않은 차량에도 적용할 수 있다. 또한, 파킹 레인지가 선택되어 있는 경우에는, 파킹 로크 폴이 파킹 기어(45)와 맞물려 구동륜(14)의 회전이 저지되기 때문에, S6의 차량의 거동 억제 제어를 생략하는 것도 가능하다.
상기 S3의 판단이 NO(부정)인 경우, 즉 차량이 정차 상태가 아니라 주행 중인 경우에는, S7∼S9을 실행하여 입력 토크(Tin)와 비틀림각(Φ)의 관계를 구한다. 구체적으로는, S7 및 S8에서, 상기 S4, S5와 동일하게 맞물림식 브레이크(36)에 의해 크랭크축(24)을 회전 불가능하게 로크한 상태에서, 제 1 모터 제너레이터(MG1)를 역행 제어하여 댐퍼 장치(26)에 토크(입력 토크(Tin))를 가하여 비틀림각(Φ)을 계측한다. 이 경우에는, 도 2에 나타내어지는 바와 같이 차속(V)에 따라 출력 기어(40)가 회전시켜지고, 추가로 제 1 모터 제너레이터(MG1)가 역회전 방향으로 회전시켜지기 때문에, 그 회전 속도분을 제외하고 비틀림각(Φ)을 산출한다. 또한, 제 1 모터 제너레이터(MG1)를 구동력원으로서 이용하는 양모터 구동에 의한 주행 시에는, 일단 제 2 모터 제너레이터(MG2)만을 구동력원으로 하여 주행하는 단모터 구동으로 전환함으로써, 제 1 모터 제너레이터(MG1)의 토크를 연속적으로 증감 변화시키면서, 리졸버 등의 MG1 회전 속도 센서(74)에 의해 비틀림각(Φ)을 계측할 수 있다. 또한, S9에서는, 제 1 모터 제너레이터(MG1)의 역행 제어로 생기는 구동력을 상쇄하도록, 제 2 모터 제너레이터(MG2)의 토크를 증감 제어함으로써, 차량의 구동력 변화를 억제한다. 하이브리드 차량(10)이 타성 주행인 경우에는, 맞물림식 클러치(43)를 해방하여 구동륜(14)측으로의 동력 전달을 차단함과 함께, 제 1 모터 제너레이터(MG1)의 역행 제어로 생기는 구동력을 상쇄하도록 제 2 모터 제너레이터(MG2)의 토크를 제어해도 된다. 소정의 구동력으로 주행 중인 경우라도, 동일하게 맞물림식 클러치(43)를 해방하여 구동륜(14)측으로의 동력 전달을 차단한 상태에서, 제 1 모터 제너레이터(MG1)의 역행 제어로 생기는 구동력을 상쇄하도록 제 2 모터 제너레이터(MG2)의 토크를 제어하도록 해도 된다.
S6 또는 S9에 이어서 실행하는 S10에서는, 미리 정해진 학습 중지 조건을 충족하는지의 여부를 판단한다. 이 학습 중지 조건으로서는, 예를 들면 이하의 (a)∼(g) 등이 정해진다.
(a) 축전 장치(62)의 축전 잔량(SOC)이, 엔진(12)의 시동성 확보 등을 위해 미리 정해진 하한값 이하이다.
(b) 엔진 시동 요구가 있다(에어컨 요구, 운전자의 액셀 조작 등).
(c) 차량이 공진하는 조건이다(타이어 입력 서지(surge), 파상로(波狀路) 등).
(d) 구동력 부족이 된다(언덕길, 연석, 고 구동력 주행 등).
(e) 다른 요건으로 모터 토크를 발생시킬 필요가 있다(모터 가압 토크, 엔진 시동 시 등).
(f) 모터 코깅 토크가 큰 저회전 영역(저차속 영역)이다.
(g) 차량 정차 상태의 계측 시에 차량이 이동하고 있다.
상기 학습 중지 조건 중 어느 하나라도 충족하는 경우는, S13에서 학습 제어를 중지하여 종료하고, 어느 것도 충족하지 않는 경우는 S11을 실행한다. S11에서는, S5 또는 S8의 실행에 의한 일련의 계측이 종료하였는지의 여부를 판단하고, 계측이 종료할 때까지 S10을 반복 실행한다. S10의 학습 중지 조건을 충족하지 않고 계측이 종료된 경우는, S11의 판단이 YES(긍정)가 되어 S12를 실행하고, 댐퍼 장치(26)의 회전 특성을 특정하여 특성 기억부(94)에 기억(덮어 쓰기)한다. 즉, S5 또는 S8의 실행으로 구해진 도 3에 나타내는 바와 같은 입력 토크(Tin)와 비틀림각(Φ)의 관계로부터, 도 4에 나타내는 강성값(K1∼K3) 및 변화점(A1, A2)을 추출하거나, 도 5에 나타내는 히스테리시스(B)를 추출하거나, 도 6에 나타내는 백래시 치수(C)를 추출하여, 그들 특성을 특성 기억부(94)에 기억한다. 이에 의해, 특성 대응 제어부(92)는, 특성 기억부(94)에 기억된 새로운 특성에 의거하여 이후의 제어를 실행하게 된다.
이와 같이, 본 실시예의 하이브리드 차량(10)에 있어서는, 맞물림식 브레이크(36)에 의해 크랭크축(24)의 회전을 로크한 상태에서, 제 1 모터 제너레이터(MG1)의 역행 제어로 댐퍼 장치(26)에 토크(Tin)를 가하여 비틀림각(Φ)을 계측함으로써 강성 등의 특성을 학습하고, 학습된 특성에 의거하여 소정의 제어가 행해지도록 했기 때문에, 댐퍼 장치(26)의 개체차 등에 의한 특성의 불균일이나 경시 변화에 관계없이, 실제의 특성에 의거하여 소정의 제어가 적절히 행해지게 된다. 즉, 댐퍼 장치(26)에 토크가 가해지는 주행 시나 엔진(12)의 시동 시, 엔진 브레이크 시 등에, 댐퍼 장치(26)의 특성인 강성값(K1∼K3) 및 변화점(A1, A2), 히스테리시스(B), 또는 백래시 치수(C)가 동력 성능이나 진동, 소음 등에 영향을 줄 가능성이 있으나, 특성 대응 제어부(92)에 의해 그들 특성에 의거하여 동력 성능이나 진동, 또는 소음 등을 개선하는 제어를 행할 수 있다. 그 경우에, 특성 학습부(96)에 의해 그들 특성이 학습됨으로써, 댐퍼 장치(26)의 개체차 등에 의한 특성의 불균일나 경시 변화에 관계없이, 실제의 특성에 의거하여 그들의 제어가 적절히 행해지게 된다.
또한, 댐퍼 장치(26)의 특성을 학습하기 위하여 제 1 모터 제너레이터(MG1)에 의해 댐퍼 장치(26)에 토크를 가할 때에 생기는 구동력을 상쇄하도록 제 2 모터 제너레이터(MG2)의 토크가 제어되기 땜문에, 구동력 변동에 의해 탑승자에게 위화감을 생기게 하는 것을 억제하면서 댐퍼 장치(26)의 특성을 학습할 수 있다.
또한, 맞물림식 브레이크(36)에 의해 크랭크축(24)의 회전을 로크한 상태에서 제 1 모터 제너레이터(MG1) 및 제 2 모터 제너레이터(MG2)를 구동력원으로서 이용하여 주행하는 양모터 구동 시에, 댐퍼 장치(26)의 강성에 기인하는 차량의 공진이 억제되도록, 댐퍼 장치(26)의 강성에 관한 특성(K1∼K3, A1, A2)에 의거하여 제 1 모터 제너레이터(MG1)의 토크가 제어되는 경우, 특성 학습부(96)에 의해 그 특성이 학습됨으로써, 댐퍼 장치(26)의 개체차나 경시 변화에 관계없이 정확한 특성에 의거하여 제 1 모터 제너레이터(MG1)의 토크가 제어되어, 차량의 공진을 적절하게 억제할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명하였으나, 이것은 어디까지나 일실시형태이며, 본 발명은 당업자의 지식에 의거하여 다양한 변경, 개량을 가한 양태로 실시할 수 있다.
Claims (6)
- 차량(10)을 위한 제어 장치로서,
상기 차량(10)은 엔진(12)과, 제 1 전동기(MG1)와, 회전 부재(26)와, 회전 로크 기구(36)를 포함하고,
상기 회전 부재(26)는, 상기 엔진(12)과 상기 제 1 전동기(MG1)의 사이에 설치되고, 상기 회전 부재(26)는 입력 토크에 관련되는 특성을 가지고,
상기 회전 로크 기구(36)는, 상기 회전 부재(26)의 상기 엔진측의 연결부(26a)의 적어도 일방향의 회전을 저지하도록 구성되고,
상기 제어 장치는,
상기 회전 로크 기구(36)가 상기 연결부(26a)의 회전을 저지한 상태에서, 상기 제 1 전동기(MG1)에 의해 상기 회전 부재(26)에 토크를 가하여 상기 회전 부재(26)의 비틀림각(Φ)을 계측함으로써, 상기 회전 부재(26)의 특성을 학습하도록 구성된 전자 제어 유닛(90)을 포함하고,
상기 전자 제어 유닛(90)은, 상기 학습된 상기 회전 부재(26)의 상기 특성에 의거하여 소정의 제어를 행하도록 구성되고,
상기 차량(10)은, 구동력원으로서 이용되도록 구성된 제 2 전동기(MG2)를 더 포함하고,
상기 회전 로크 기구(36)가 상기 연결부(26a)의 회전을 저지한 상태에서 상기 제 1 전동기(MG1)가 상기 회전 부재(26)에 토크를 가할 때에, 상기 회전 로크 기구(36)에 의한 반력에 의해 상기 차량(10)의 구동력이 발생하고,
상기 전자 제어 유닛(90)은, 상기 특성을 학습하기 위하여 상기 제 1 전동기(MG1)에 의해 상기 회전 부재(26)에 토크를 가할 때에, 상기 반력에 의해 생기는 구동력을 상쇄하도록 상기 제 2 전동기(MG2)의 토크를 제어하도록 구성되는, 차량(10)을 위한 제어 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전자 제어 유닛(90)은 상기 엔진(12)을 정지시킨 상태에서 상기 제 2 전동기(MG2)를 구동력원으로 이용하여 주행하는 모터 주행 시, 상기 회전 로크 기구(36)에 의해 상기 연결부(26a)의 회전을 저지한 상태에서 상기 제 1 전동기(MG1)에 의해 상기 회전 부재(26)에 토크를 가하여 당해 회전 부재(26)의 특성을 학습하고, 상기 반력에 의해 생기는 구동력을 상쇄하도록 상기 제 2 전동기(MG2)의 토크를 제어하는, 제어 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 회전 부재(26)는 댐퍼 장치인, 제어 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 차량(10)은 구동륜(14)과, 차동 기구(30)를 더 포함하고,
상기 차동 기구(30)는, 상기 엔진(12)의 출력을 상기 제 1 전동기(MG1) 및 상기 구동륜(14)측으로 분배하도록 구성되고,
상기 회전 부재(26)는 댐퍼 장치이며, 상기 댐퍼 장치는 상기 엔진(12)과 상기 차동 기구(30)의 사이에 설치되어 있고,
상기 회전 로크 기구(36)가 상기 연결부(26a)의 회전을 저지한 상태에서 상기 제 1 전동기(MG1)에 의해 상기 차동 기구(30)를 개재하여 상기 댐퍼 장치에 토크가 가해지면, 상기 회전 로크 기구(36)에 의한 반력이 상기 차동 기구(30)를 개재하여 상기 구동륜(14)측으로 전달되고, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 제 1 전동기(MG1)를 구동력원으로서 이용하도록 구성되는, 제어 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 특성은, 상기 댐퍼 장치의 상기 입력 토크의 변화에 대한 상기 비틀림각(Φ)의 변화에 대응하는 강성에 관한 특성이고,
상기 특성은, 강성값이 상이한 복수의 입력 토크 영역을 구비하고,
상기 전자 제어 유닛(90)은, 상기 회전 로크 기구(36)에 의해 상기 연결부(26a)의 회전을 저지한 상태에서 상기 제 1 전동기(MG1)를 구동력원으로서 이용하여 상기 차량(10)이 주행할 때에, 상기 강성값과 상기 입력 토크의 관계에 의거하여, 상기 차량(10)의 공진이 억제되는 강성값이 되도록 상기 제 1 전동기(MG1)의 토크를 제어하도록 구성되어 있는, 제어 장치. - 차량(10)을 위한 제어 방법으로서,
상기 차량(10)은 엔진(12)과, 제 1 전동기(MG1)와, 회전 부재(26)와, 회전 로크 기구(36)와, 전자 제어 유닛(90)을 포함하고,
상기 회전 부재(26)는, 상기 엔진(12)과 상기 제 1 전동기(MG1)의 사이에 설치되고, 상기 회전 부재(26)는 입력 토크에 관련되는 특성을 가지고,
상기 회전 로크 기구(36)는, 상기 회전 부재(26)의 상기 엔진측의 연결부(26a)의 적어도 일방향의 회전을 저지하도록 구성되고,
상기 제어 방법은,
상기 회전 로크 기구(36)가 상기 연결부(26a)의 회전을 저지한 상태에서 상기 제 1 전동기(MG1)에 의해 상기 회전 부재(26)에 토크를 가함으로써, 상기 전자 제어 유닛(90)이 상기 회전 부재(26)의 비틀림각(Φ)을 계측하는 것에 의해, 상기 전자 제어 유닛(90)에 의해 상기 회전 부재(26)의 특성을 학습하는 것; 및
상기 학습된 상기 회전 부재(26)의 상기 특성에 의거하여, 상기 전자 제어 유닛(90)에 의해 소정의 제어를 행하는 것을 포함하고,
상기 차량(10)은, 구동력원으로서 이용되도록 구성된 제 2 전동기(MG2)를 더 포함하고,
상기 회전 로크 기구(36)가 상기 연결부(26a)의 회전을 저지한 상태에서 상기 제 1 전동기(MG1)가 상기 회전 부재(26)에 토크를 가할 때에, 상기 회전 로크 기구(36)에 의한 반력에 의해 상기 차량(10)의 구동력이 발생하고,
상기 전자 제어 유닛(90)은, 상기 특성을 학습하기 위하여 상기 제 1 전동기(MG1)에 의해 상기 회전 부재(26)에 토크를 가할 때에, 상기 반력에 의해 생기는 구동력을 상쇄하도록 상기 제 2 전동기(MG2)의 토크를 제어하도록 구성되는, 차량(10)을 위한 제어 방법.
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