KR20060017506A - 하이브리드 차량의 구동장치를 위한 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 구동장치를 위한 제어장치 및 제어방법 Download PDF

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Abstract

보조전원이, 토크용량이 체결제어량에 따라 변하는 변속기를 거쳐 엔진에 연결된 출력부재에 연결되는 하이브리드 차량의 구동장치를 위한 제어방법이, 보조전원의 회전속도를 소정의 회전속도로 유지하는 단계(S02); 보조전원의 회전속도를 소정의 회전속도로 유지하는 동안에, 체결제어량을 연속해서 변경하는 단계(S04); 및 보조전원의 회전속도를 유지하기 위한 보조전원의 출력토크와, 체결제어량이 변하는 동안에 보조전원의 출력토크가 소정값에 이르렀을 때 체결제어량 간의 관계를 습득하는 단계를 포함한다.

Description

하이브리드 차량의 구동장치를 위한 제어장치 및 제어방법{CONTROL APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR DRIVE APPARATUS OF HYBRID VEHICLE}
본 발명은 복수의 구동력원을 포함하는 하이브리드 차량의 구동 장치와 관련된다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 토크 보조기능을 가지는 모터와 출력부재 사이에서 토크용량을 제어하는 제어장치와 제어방법에 관련된다.
하이브리드 구동장치는 가능한 효율적으로 내연기관을 작동하기 위해, 내연기관에 더해 모터 또는 모터/발전기를 구동원으로 포함한다. 하이브리드 구동 차량의 일례가 일본특허공개공보 JP-A-9-322307호에 개시되어있다. 하이브리드 구동장치에 있어서 내연기관, 모터/발전기, 및 회전축은 차이가 있는 효과를 발생하는 유성기어 기계장치(planetary gear mechanism)에 연결된다. 내연기관으로부터의 토크 출력은 모터/발전기 및 회전축으로 분배되고, 즉, 반력 토크(Reaction Torque)가 내연기관의 회전속도와 회전축으로의 토크출력이 제어되는 것에 의해 모터/발전기에 의해 제공된다.
따라서, 최적의 연비가 달성될 수 있는 동작 포인트에서 작동되도록 하기 위해, 내연기관이 제어되고 실제의 기어비가 연속해서 변할 수 있다. 그러나, 파워를 전달하는 효율을 더욱 향상시키고 다양한 동작 상태를 실현하기 위해서는, 계단형 변속기가 출력축 엔진 사이드에 제공될 수 있다. 일본특허출원번호 JP-A-9-322307호에 개시된 장치에서는, 회전축이 복수의 전방속도가 마찰체결장치(friction engagement device)를 사용하여 설정될 수 있는 자동 변속기의 입력축으로서 역할한다.
마찰체결장치는 토크용량이 체결수압(engagement hydraulic pressure)에 따라서 변화하도록 구성된다. 따라서, 충격을 야기하지 않고 전환을 수행하기 위해서는 전환이행(shifting transition)시 체결수압을 적절하게 제어하는 것이 필요하다. 따라서, 일본특허출원번호 JP-A-9-322307호에서는, 자동변속기의 입력회전속도가 전환시에 목표회전속도에 따라서 변하도록 모터/발전기의 토크가 제어된다. 입력축으로의 토크 입력량의 보정에 의거해서, 전환과 관련되는 마찰체결장치의 초기 수압을 제어하는 솔레노이드 밸브의 듀티비가 보정된다. 듀티비의 보정량은 초기 수압이 전환시에 변하도록 저장된다.
자동 변속기의 전환은 마찰체결장치의 체결 또는 해방이 진행됨에 따라 진행된다. 또한, 입력회전속도 등 소정의 회전속도가 전환시에 서서히 변화한다. 따라서, 실제회전속도가 목표회전속도와 다른 경우에, 마찰체결장치가 체결되거나 해방될 때 회전속도의 과다 또는 부족이 있다. 이는 토크에 대한 마찰체결장치의 체결압력 또는 해방압력의 과다 또는 부족에 의해 야기된다. 따라서, 일본특허출원번호 JP-A-9-322307호에서는 입력회전속도가 목표회전속도에 근접하게 되도록 토크가 모터/발전기에 의해 제어된다. 그 결과, 모터/발전기 토크의 보정량이 마찰체결장치의 체결압력 또는 해방압력의 과다 또는 부족에 상응한다. 따라서, 토크의 보정량 이 마찰체결장치의 초기수압을 보정하는데 사용된다.
전환이 수행될 때 목표회전속도가 시간에 따라 변하기 때문에, 토크의 보정량이 토크가 보정되는 경우에 시간에 따라 증가하거나 감소하여, 입력회전속도가 목표회전속도에 근접하게 된다. 반면에 마찰체결장치의 특정 토크용량과 마찰체결장치에 가해지는 수압 간의 관계는 변화가 없다(static). 초기 수압 또는 마찰체결장치의 초기 특성을 보정하는데 사용되는 보정값은 전환 동안에 얻어진 보정량의 평균값이거나, 연산 절차에 의해 얻어진 값이다. 즉, 체결 또는 해방이 이미 진행되었을 때 얻어진 보정값의 평균값이, 체결 또는 해방의 초기 단계에서 초기 수압의 보정값으로 사용된다. 따라서, 체결 또는 해방의 초기 단계에서 마찰체결장치의 특성은, 초기 수압이 보정될 때 정확하게 반영될 수 없다. 따라서, 마찰체결장치를 사용하는 토크 제어는 이상적인 토크 제어와 차이가 있을 수 있고, 이로써 충격이 야기되거나 운전자가 구동력이 불충분하다고 느끼게 될 수 있다.
본 발명의 목적은 토크용량이 체결제어량에 따라 변화하는 토크전달부재(torque transmitting member)를 포함하고, 토크전달부재가 토크전달을 개시하는 초기 단계에서 체결제어량과 토크용량 사이의 관계를 정확하게 설정할 수 있는 하이브리드 차량의 구동장치를 위한 제어장치 및 제어방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 의하면, 체결제어량과 토크전달부재 사이의 관계가, 토크전달부재의 체결제어량이 하이브리드 차량의 구동장치에서 변하면서 야기되는, 모터의 가동 또는 제어량의 변화에 의거해서 얻어진다. 본 발명의 제 1 실시예는 모터가, 토크용량이 체결제어량에 따라 변하는 토크전달부재를 통해 주전원에 연결된 출력축에 연결되는 경우에, 하이브리드 차량의 구동장치를 위한 제어장치에 관련된다. 제어장치는 소정의 회전속도로 모터의 회전속도를 유지하는 유지수단; 유지수단이 소정의 회전속도로 모터의 회전속도를 유지하는 동안에 체결제어량을 계속적으로 변경하는 변경수단; 소정의 회전속도로 모터의 회전속도를 유지하기 위한 모터의 출력토크와 체결제어량이 변하는 동안에 모터의 출력축이 소정값에 이르렀을 때의 체결제어량 간의 관계를 습득(learning)하는 습득수단을 포함한다.
하이브리드 차량의 구동장치를 위한 제어장치에 있어서, 모터와 출력부재 사이에 제공되는 토크전달부재의 체결제어량이, 모터의 회전속도가 소정의 회전속도로 유지되는 동안에 변경될 때, 모터 상의 토크 작용이 변경되고, 따라서 모터의 회전속도를 소정의 회전속도로 유지하는데 필요한 출력토크가 변경된다. 모터의 출력토크는 예를 들면, 전자전류밸브에 의거해서 정확하게 검출될 수 있다. 출력토크는 토크전달부재의 토크용량에 상응하기 때문에, 모터의 출력토크가 소정값이 되었을 때, 모터의 출력토크와 체결제어량 간의 관계, 즉, 체결제어량과 토크전달부재의 토크용량 간의 관계가 노이즈 등에 영향받지 않고 정확하게 습득될 수 있다. 따라서, 체결의 초기 단계에서 토크전달부재의 특성이 정확하게 습득될 수 있다.
하이브리드 차량의 구동장치를 위한 제어장치는 체결제어량이 0인 동안에 모터의 초기 출력토크를 검출하는 검출수단을 더 포함할 수 있고, 소정값은 검출수단에 의해 검출된 초기 출력토크에 소정토크를 더함으로써 얻어진 값으로 설정될 수 있다.
이 경우에, 모터의 출력토크가 체결제어량이 0인 동안에 검출되기 때문에, 초기토크는 토크전달부재의 드래그토크(drag torque)로서 검출된다. 따라서, 토크전달부재의 드래그토크를 정확하게 검출할 수 있다. 또한, 모터의 출력토크가, 체결제어량이 변하는 동안에 소정값을 공전에 더함으로써 얻어진 토크를 초과할 때, 체결제어량과 토크전달부재의 토크용량 간의 관계가 습득된다. 따라서, 드래그토크를 고려하여 토크전달부재의 초기 특성을 정확하게 습득할 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예는, 모터가 토크용량이 체결제어량에 따라 변하는 토크전달부재를 통해 주전원에 연결되는 출력축에 연결되는 경우에, 하이브리드 차량의 구동장치를 위한 제어방법과 관련된다. 제어방법은 모터의 회전속도를 소정의 회전속도로 유지하는 단계; 모터의 회전속도를 소정의 회전속도로 유지하면서 체결제어량을 연속적으로 변경하는 단계; 모터의 회전속도를 유지하는데 사용되는 모터의 출력토크와, 체결제어량이 변하는 동안에 모터의 출력토크가 소정값이 되었을 때 체결제어량 간의 관계를 습득하는 단계를 포함한다.
상술한 그리고 더 나아가서 본 발명의 목적, 특징 및 이점이, 참조번호가 구성요소를 나타내는 첨부하는 도면을 참조하여, 후술하는 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 토크와 수압 간의 관계를 검출하기 위한 습득제어를 나타내는 플로우차트
도 2는 본 발명에 따른 제어가 수행되는 경우에서의 타임차트
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량을 위한 구동장치를 나타내는 개략도
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 차량을 위한 구동장치를 나타내는 구성도
도 5a와 도 5b는 구동장치와 관련되는 동일선상의 도면
이하, 본 발명의 실시예가 설명될 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 하이브리드 차량은 주전원(즉, 제 1 전원)(1)의 토크가 출력부재(2)에 전달되고, 토크가 디퍼렌셜(3)을 거쳐 출력부재(2)로부터 드라이브휠(4)로 전달된다. 한편, 보조전원(즉, 제 2 전원)(5)이 제공된다. 보조전원(5)은 파워가동제어(power running control)에 따라 가동하기 위한 구동력과 재생 제어에 의한 재생에너지를 출력한다. 보조전원(5)은 변속기(6)를 통해 출력부재(2)에 연결된다. 따라서, 보조전원(5)과 출력부재(2) 사이에 전달되는 토크가 변속기(6)에 설정된 기어비에 따라 감소 또는 증가한다.
변속기(6)는 설정된 기어비가 1 이상이 되도록 구성될 수 있다. 이와 같은 구성에 의해, 보조전원(5)은 파워가동 시 토크를 출력하고, 보조전원(5)에 의해 출력된 토크가 증가하며, 증가된 토크가 출력부재(2)로 전달될 수 있다. 따라서, 보조전원(5)의 용량 또는 사이즈가 작게 만들어질 수 있다. 그러나, 보조전원(5)의 양호한 작동 효율을 유지하는 것이 바람직하기 때문에, 예를 들면, 출력부재(2)의 회전속도가 차량속도에 따라 증가할 때, 기어비는 보조전원(5)의 회전속도를 감소시키도록 감소한다. 또한, 출력부재(2)의 회전속도가 감소할 때, 기어비는 증가할 것이다.
이하, 하이브리드 구동장치가 더욱 상세하게 설명될 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 주전원(1)은 주로 내연기관(이하, 단순히 "엔진")(10), 모터/발전기(이하, "제 1 모터/발전기" 또는 "MG1")(11), 및 엔진(10)의 토크와 제 1 모터/발전기(11)의 토크를 결합하여 엔진(10)과 제 1 모터/발전기(11)로 토크를 분산하는 토크 결합분배 기계장치(torque combining splitting mechanism)로서 역할하는 유성기어(12)를 포함한다. 엔진(10)은 연소 연료에 의해 파워를 출력하는, 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진 등의 알려진 파워 장치이다. 엔진(10)의 동작 상태, 즉, 쓰로틀밸브 개방정도(흡기량), 연료 공급량, 점화 타이밍 등은 전기적으로 제어될 수 있다. 그 제어는 예를 들면, 주로 마이크로컴퓨터를 포함하는 전기제어유닛(E-ECU)(10)에 의해 수행된다.
제 1 모터/발전기(11)의 일례는 영구자석 동기모터(permanent magnetic synchronous motor)이다. 제 1 모터/발전기(11)는 모터 및 발전기 양측 역할을 한다. 제 1 모터/발전기(11)는 인버터(14)를 거쳐 배터리와 같은 전력저장장치(15)에 연결된다. 인버터(14)를 제어함으로써, 제 1 모터/발전기(11)의 출력토크 또는 재생토크가 적절하게 설정된다. 이 제어를 수행하기 위해서, 주로 마이크로컴퓨터를 포함하는 전기제어유닛(MG1-ECU)(16)이 제공된다. 제 1 모터/발전기(11)의 고정자(stator)(도시되지 않음)는 회전하지 않는다.
또한, 유성기어기구(12)는 3개의 회전구성요소를 포함하고 다른 결과를 생성하는 알려진 기어기계장치이다. 3개의 회전구성요소는 외부기어인 선기어(sun gear); 선기어(17)와 동심으로(concentrically) 제공되는 내부기어인 링기어(18); 선기어(17) 및 링기어(18)와 체결되는 피니언(pinion)이 그 축 주위로 회전하고, 선기어(17) 주위를 움직일 수 있도록 피니언을 유지하는 캐리어(19)이다. 엔진(10)의 출력축은 댐퍼(20)를 통해 제 1 회전구성요소인 캐리어(19)에 연결된다. 즉, 캐리어(19)가 입력구성요소로 역할한다.
한편, 제 1 모터/발전기(11)의 로터(도시되지 않음)는 제 2 회전구성요소인 선기어(17)에 연결된다. 따라서, 선기어(17)는 반력구성요소로 역할한다. 또한, 제 3 회전구성요소인 링기어(18)는 출력구성요소로 역할한다. 링기어(18)는 출력부재(즉, 출력축)(2)에 연결된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 변속기(6)는 라비뇨(Ravigneaux)타입 유성기어 기계장치 한 세트를 포함한다. 즉, 제 1 선기어(S1)(21)와 제 2 선기어(S2)(22)가 제공된다. 제 1 선기어(21) 및 제 2 선기어(22) 각각은 외부기어이다. 제 1 피니언(23)은 제 1 선기어(21)와 체결된다. 제 2 피니언(24)은 제 1 피니언(23)과 체결된다. 제 2 피니언(24)은 각각의 선기어(21, 22)와 동심으로 제공되는 링기어(R)(25)와 체결된다. 캐리어(C)(26)는 피니언(23, 24) 각각이 그 축 주위로 회전하고, 선기어 주위를 움직일 수 있도록, 각각의 피니언(23, 24)을 지탱한다. 제 2 선기어(22)는 제 2 피니언(24)과 체결된다. 따라서, 제 1 선기어(21), 링기어(24), 피니언(23, 24)이 더블피니언타입 유성기구 기계장치에 상당하는 기계장치를 구성한다. 제 2 선기어(22), 링기어(25), 제 2 피니언(24)은 싱글피니언 유성기구 기계장치에상당하는 기계장치를 구성한다.
제 1 선기어(21)를 선택적으로 고정시키는 제 1 브레이크(B1)가 제공된다. 링기어(25)를 선택적으로 고정시키는 제 2 브레이크(B2)가 제공된다. 브레이크(B1, B2) 각각은 마찰력을 이용해 체결력(engagement force)을 생성하는 이른바 마찰체결장치이다. 브레이크(B1, B2)로서 멀티플 디스크타입 체결장치 또는 밴드타입 체결장치가 사용될 수 있다. 브레이크(B1, B2) 각각의 토크용량은 수압에 의해 야기된 체결력에 따라 계속해서 변한다. 또한, 보조전원(51)이 제 2 선기어(22)에 연결되고, 캐리어(26)가 출력축(2)에 연결된다. 또한, 차량이 주차된 상태를 유지하도록 출력축(2)을 고정하는 파킹기어(37)가 출력축(2)에 갖춰진다(fitted). 또한, 파킹로크폴(parking lock pole)이 제공된다. 파킹로크폴(38)은 파킹위치가 전환장치(도시되지 않음)에 의해 선택되었을 때 그 회전을 중단하도록 파킹기어(37)와 체결된다.
따라서, 상술한 변속기(6)에서, 제 2 선기어(22)는 이른바 입력구성요소로 역할하고, 캐리어(26)는 출력구성요소로 역할한다. 제 1 브레이크(B1)가 체결되었을 때, 높은 전환속도가 1 이상의 기어비에서 얻어진다. 제 2 브레이크(B2)가 제 1 브레이크(B1) 대신에 체결되었을 때, 높은 전환속도가 얻어진 기어비 보다 큰 기어비에서 낮은 전환속도가 얻어진다. 전환속도들 간의 전환은 차량 속도 또는 요구되는 구동력(또는 가속기 각도)과 같은 주행상태에 의거해서 수행된다. 더욱 구체적으로, 전환속도 영역은 맵(전환 다이어그램)으로서 미리 정의되고, 전환속도들 중 하나가, 검출된 주행상태에 따라 달성되도록 제어가 수행된다. 이 제어를 수행하기 위해, 주로 마이크로컴퓨터를 포함하는 전기제어유닛(T-ECU)(27)이 제공된다.
도 4의 일례에 도시된 바와 같이, 보조전원(5), 모터/발전기(이하 "제 2 모터/발전기" 또는 "MG2")가 사용된다. 이 모터/발전기(5)는 파워주행을 위한 토크를 출력할 수 있고, 에너지를 재생할 수 있다. 제 2 모터/발전기(5)의 일례는 영구자석 동기모터(permanent magnetic synchronous motor)이다. 그 로터(도시되지 않음)는 제 2 선기어(22)에 연결된다. 또한, 제 2 모터/발전기(5)는 인버터(28)를 거쳐 배터리(29)에 연결된다. 인버터(28)는 주로 마이크로컴퓨터를 포함하는 전기제어유닛(MG2-ECU)(30)에 의해 제어되고, 이로써 파워주행 및 에너지 재생이 제어되며, 파워주행시 토크와 에너지 재생시 토크가 제어된다. 배터리(29) 및 전기제어유닛(30)은 배터리(전력저장장치)(15) 및 전기제어유닛(16)과 통합될 수 있다. 또한, 제 2 모터/발전기(5)의 고정자(도시되지 않음)는 고정되고, 회전하지 않는다.
도 5A는 상술한 토크 결합분배 기계장치로서 역할하는 싱글 피니언타입 유성기어 기계장치(12)와 관련되는 동일선상의 다이어그램이다. 제 1 모터/발전기(11)의 순간적인(reaction) 토크가, 엔진(10)으로부터 캐리어(C)(19)로의 토크 입력에 대향하여 선기어(S)(17)로 입력될 때, 캐리어(C)(19)로의 토크 입력은 선기어(S)(17)로의 토크 입력 및 유성기어 기계장치(12)의 기어비에 따라 감소 또는 증가하고, 합성토크(resultant torque)가 출력구성요소인 링기어(R)(18)로부터 출력된다. 이 경우에,제 1 모터/발전기(11)의 로터는 토크에 의해 회전되고, 제 1 모터/발전기(11)는 발전기로서 역할한다. 또한, 링기어(18)의 회전속도(출력 회전속도)는 일정한 값으로 유지되고, 엔진(10)의 회전속도는 제 1 모터/발전기(11)의 회전 속도를 증가하거나 감소하는 것에 의해 계속해서 변할 수 있다. 즉, 엔진(10)의 회전속도는 제 1 모터/발전기(11)를 제어함으로써 연료효율이 최적이 되는 엔진 회전속도로 설정될 수 있다.
또한, 도 5A의 체인 라인에 도시된 바와 같이, 차량이 주행하는 동안에 엔진(10)이 멈출 때, 제 1 모터/발전기(11)는 역방향으로 회전한다. 제 1 모터/발전기(11)가 모터로서 역할하고, 그 후에 정상 회전방향에서 토크를 출력하도록 할 때, 출력축이 정상 회전방향에서 회전되도록, 토크는 캐리어(19)에 연결된 엔진(10)의 출력축에 인가된다. 따라서, 엔진(10)은 제 1 모터/발전기(11)에 의해 개시될 수 있다(모터링 또는 크랭킹(cranking)이 수행될 수 있다). 이 경우, 토크는 그 회전을 중단하도록 하는 방향으로 출력축(2)에 인가된다. 따라서, 주행을 위한 구동토크는 제 2 모터/발전기(5)로부터의 토크출력을 제어함으로써 유지될 수 있고, 엔진(10)은 동시에 원활하게 개시될 수 있다. 하이브리드 타입은 "기계식 스플릿 타입" 또는 "스플릿 타입"이라고 불린다.
도 5B는 변속기(6)를 구성하는 라비뇨타입 유성기어 기계장치에 연관되는 동일선상의 다이어그램이다. 즉, 링기어(25)가 제 2 브레이크(B2)에 의해 고정될 때, 낮은속도(L)가 얻어진다. 제 2 모터/발전기(5)로부터의 토크 출력은 기어비에 따라 증폭되고, 증폭된 토크는 출력축(2)에 인가된다. 한편, 제 1 선기어(21)가 제 1 브레이크(B1)에 의해 고정될 때, 낮은속도(L)가 얻어질 때의 기어비 보다 작은 기어비에서 높은속도(H)가 얻어진다. 높은속도(H)가 얻어진 기어비는 "1"보다 크다. 따라서, 제 2 모터/발전기(5)로부터의 토크 출력은 기어비에 따라 증가되고, 증가된 토크가 출력축(2)에 인가된다.
전환속도가 정상 상태에서 낮은속도(L) 또는 높은속도(H)로 설정될 때, 제 2 모터/발전기(5)의 출력 토크는 기어비에 따라 증가하고, 증가된 토크는 출력축(2) 에 인가된다. 그러나, 전환이행 상태에서는, 출력축(2)에 인가되는 토크가 브레이크(B1 또는 B2)의 토크용량, 회전속도의 변화에 의해 야기되는 관성토크(inertia torque) 등에 영향을 받는다. 출력축(2)에 인가되는 토크는 제 2 모터/발전기(5)가 구동되고 있는 상태(driving state)에 있을 때, 양의 토크(positive torque)이다. 출력축(2)에 인가되는 토크는 제 2 모터/발전기(5)가 구동된 상태(driven state)에 있을 때, 음의 토크(negative torque)이다.
상술한 하이브리드 구동차량은 주전원(1)과 보조전원(5)의 두 개의 전원을 포함한다. 따라서, 이 두 전원들이 연료효율을 향상시키도록 효율적으로 사용되고, 차량이 운행하는 동안 배기가스의 량을 감소한다. 또한, 엔진(10)이 구동된(driven) 상태인 경우에도, 연료효율이 최적이 되도록 엔진(10)의 회전속도가 제 1 모터/발전기(11)를 사용하여 제어된다. 또한, 코스팅(coasting) 동안, 차량의 관성토크는 전력을 재생하도록 회복된다. 제 2 모터/발전기(5)가 토크 보조를 위해 구동된 경우, 차량 속도가 낮을 때, 전환속도는 변속기(6)에서 낮은속도(L)로 설정되고, 출력축(2)에 인가되는 토크는 증가한다. 차량속도가 높아졌을 때, 전환속도는 변속기(6)에서 높은속도(H)로 설정되고, 제 2 모터/발전기(5)의 회전속도가 손실을 감소하기 위해 상대적으로 감소하며, 이로써 토크 보조가 효율적으로 수행된다.
상술한 하이브리드 차량은 엔진(10)에 의해 생성된 파워를 이용하여 가동될 수 있다. 또한, 하이브리드 차량은 엔진(10)과 제 2 모터/발전기(5)를 이용하여 가동될 수 있다. 또한, 하이브리드 차량은 제 2 모터/발전기(5)만을 이용해 가동될 수도 있다. 이 가동모드는 요구되는 구동력, 차량속도 등에 의거해서 선택된다. 예 를 들면, 배터리의 충전량이 충분하고, 요구되는 구동력이 상대적으로 작을 때나, 조용히 테이킹 오프(taking off)하기 위한 모드가 수동으로 선택될 때는, 전기차량과 같이 제 2 모터/발전기(5)를 사용하여 차량이 가동하는 가동모드(이하에서는 "EV 가동")가 선택되고, 엔진(10)은 멈춘다. 예를 들면, 가속기 페달이 이후 큰 정도까지 압축되고, 요구되는 구동력이 증가될 때, 배터리의 충전량이 감소할 때나, 조용히 테이킹 오프하기 위한 모드가 정상 가동모드로 수동으로 변경되었을 때, 엔진(10)은 개시되고, 차량이 엔진(10)을 사용해서 가동하는 가동모드(이하에서는 "E/G 가동")가 선택된다.
한편, 변속기(6) 내 전환속도가 제 1 브레이크(B1) 및 제 2 브레이크(B2) 각각의 체결/해방 상태를 변경함으로써 상술한 바와 같이 설정된다. 제 1 브레이크(B1) 및 제 2 브레이크(B2) 각각은 변속기(6)에 의해 전달되는 토크에 따라서 제 1 브레이크(B1) 및 제 2 브레이크(B2) 각각에 공급되는 수압을 제어함으로써 체결/해방된다. 변속기(6)에 의해 전달되는 토크와 수압 간의 관계는 맵 형태로 저장된다. 따라서, 신속하게 또는 최소의 수압에 의해 전환을 수행하기 위해서는, 변속기(6)에 의해 전달되는 토크와 수압명령값 간의 관계를 정확하게 검출하는 것이 필요하다. 따라서, 이하의 제어가 수행된다.
도 1은 토크와 수압명령값 간의 관계를 검출하기 위한 습득제어를 나타내는 플로우차트이다. 이 제어는 제 2 모터/발전기의 토크가 전달될 필요가 없을 때, 예를 들면, 파킹위치가 가동 범위로서 선택될 때 수행된다. 또한, 차량이 생산라인에 조절될 때, 이 습득제어가 수행될 것이다.
먼저, 피드백제어의 목표회전속도가, 제 2 모터/발전기(5)의 회전속도가 소정의 목표회전속도와 같아지도록 설정된다(S01). 이 목표회전속도는 전환 다이어그램 상 소정 지점으로 설정된다. 복수의 목표회전속도들이 설정될 수 있다.
그리고나서, 제 2 모터/발전기(5)의 회전속도 제어가 개시된다(S02). 제 2 모터/발전기(5)의 회전속도가 회전속도의 제어가 개시된 이후에 목표회전속도와 같아졌을 때, 모터토크(Tmini)가 검출되고 저장된다(S03). 이 모터토크(Tmini)는 브레이크의 드래그토크와 동등하고, 제 2 모터/발전기(5) 내 흐르는 전류값에 의거해서 얻어질 수 있다. 다시 말해서, 수압명령값이 0일 때, 즉, 브레이크(B1)(또는 B2)가 해방되었을 때의 모터토크를 검출할 수 있다. 토크(Tmini)는 항상 변동하기 때문에, 평균값이 소정 시간 간격에서 얻어지거나, 필터 처리와 같은 안정화(smoothing) 처리가 수행될 수 있다.
제 2 모터/발전기(5)의 회전속도 제어가 개시된 이후, 회전속도는 안정되고, 브레이크(B1)(또는 B2)의 체결이 개시된다. 더욱 구체적으로, 브레이크(B1)(또는 B2)에 공급되는 수압이 증가하기 시작한다(S04). 이로써, 제 2 모터/발전기(5)로부터의 모터토크(Tminig) 출력이 증가하기 시작한다. 즉, 수압이 브레이크(B1)(또는 B2)에 공급되었을 때, 브레이크(B1)(또는 B2) 내 생성된 팩 클리어런스(pack clearance)가 점차 감소되고(점차 작아짐), 따라서 마찰 표면 간의 윤활유를 거쳐 전달되는 토크, 즉, 드래그토크가 증가하여, 모터토크(Tminig)가 증가하게 된다.
그리고나서, 모터토크(Tminig)가 소정값(α) 만큼 모터토크(Tmini)를 초과하는 지의 여부가 펀정된다(S05). 소정값(α)은 브레이크(B1)가 토크를 전달하기 시 작할 때, 모터토크 증가량의 기대값이다. 소정값(α)는 실험 또는 연산에 의해 미리 얻어진다. 이 소정값(α)이 고려되기 때문에, 브레이크(B1)(또는 B2)의 체결이 이탈, 노이즈 등의 발생 영향을 방지하면서, 개시되었는 지가 판정될 수 있다. 이 모터토크(Tminig)가 항상 변동하기 때문에, 평균값이 소정의 시간 간격에서 얻어질 수 있고, 또는 필터 처리와 같은 안정화 처리가 수행될 수 있다.
단계 S05에서 부정적으로 판정되었을 때, 어떤 특별한 처리도 수행되지 않고, 루틴은 종료된다. 그리고나서, 모터토크(Tminig)는 단계 S05에서 긍정적인 판정이 내려질 때까지 증가한다. 한편, 긍정적인 판정이 단계 S05에서 내려질 때, 즉, 브레이크(B1)(또는 B2)의 체결이 완료되었을 때, 이 타임포인트에서 수압명령값(Pbt)이 검출된다(S06). 이로써, 브레이크(B1)(또는 B2)가 체결될 때, 필요한 토크가 검출될 수 있다. 먼저, 브레이크(B1)에 대한 이 제어가 수행되고나서, 브레이크(B2)에 대한 제어가 수행된다. 그러나, 먼저 브레이크(B2)에 대해 제어를 수행하고, 브레이크(B1)에 대한 제어가 수행될 수도 있다.
이 제어가 수행되기 때문에, 두 세트 값들이 산출될 수 있다. 즉, 브레이크(B1)가 해방될 때 필요한 수압과 브레이크(B1)가 체결될 때 필요한 수압, 브레이크(B2)가 해방될 때 필요한 수압과 브레이크(B2)가 체결될 때 필요한 수압이 산출된다. 이 두 세트 값들에 의거해서, T-ECU(27)는 T-ECU(27) 내 저장된 토크-수압 변환맵을 변환한다(S07). 그리고나서, 습득은 종료된다(S08).
다음에, 상술한 실시예에서 시간에 따른 변화가 설명될 것이다. 도 2는 시간에 따른 변화를 나타내는 타임 차트이다. 먼저, 습득이 개시되고(타임포인트 A), 제 2 모터/발전기(5)의 목표회전속도가 설정된다(이 프로세스는 단계 S01에 해당). 제 2 모터/발전기(5)가 회전하기 시작할 때(이 프로세스는 단계 S02에 해당), 이 시간 주기 동안 모터토크가 검출된다(이 프로세스는 단계 S03에 해당, 타임포인트 A부터 타임포인트 B까지). 이 검출된 토크는 드래그토크이다.
브레이크(B1)(또는 B2)에 대한 수압명령값이 점진적으로 0으로부터 증가할 때(이 프로세스는 단계 S04에 해당, 타임포인트 B), 모터토크는 체결 수압명령값에 상응해서 증가하기 시작한다. 모터토크에서의 이 증가는 주로 드래그토크에 의해 야기된다. 체결이 진행되고(타임포인트 B에서 타임포인트 C까지), 모터토크가 드래그토크에 소정값(α)를 더함으로써 얻어진 값,즉, 실험 또는 연산을 통해 미리 얻어진 소정의 토크전달포인트에 이르렀을 때(이 프로세스는 단계 S05에 해당, 타임포인트 C), 이 타임포인트에서 수압명령값(Pbt)이 저장된다(이 프로세스는 단계 S06에 해당). 이 시간 주기동안, 즉, 타임포인트 B부터 타임포인트 C까지의 시간 주기 동안, 제 2 모터/발전기(5)의 회전속도는 일정한 값으로 유지된다.
수압명령값이 저장된 이후, 수압명령값은 0으로 설정되고, 모터의 목표회전속도가 0으로 설정된다. 그리고나서, 제어는 종료한다(타임포인트 C부터 타임포인트 D까지).
이제까지 설명된 바와 같이, 제 2 모터/발전기(5)와 출력축 사이에 제공되는 브레이크(B1)(또는 B2)의 체결제어량이, 제 2 모터/발전기(5)의 회전속도가 소정의 회전속도로 유지되는 동안에 변할 때, 제 2 모터/발전기(5)에 작용하는 토크가 변하고, 따라서 회전속도를 유지하기 위해 필요한 토크가 변화한다. 제 2 모터/발전 기(5)의 출력토크는 예를 들면, 전기전류밸브에 의거해서 정확하게 검출될 수 있다. 출력토크는 브레이크(B1)(또는 B2)의 토크용량에 상응하기 때문에, 제 2 모터/발전기(5)의 출력토크가 소정값이 되었을 때, 모터/발전기(5)의 출력토크와 체결제어량 간의 관계, 즉, 브레이크(B1)(또는 B2)의 토크용량과 체결제어량 간의 관계를 노이즈 등에 영향받지 않고 습득하는 것이 가능하다. 따라서, 체결의 초기 상태 동안에 브레이크(B1)(또는 B2)의 특성을 정확하게 습득할 수 있다.
또한, 제 2 모터/발전기(5)의 초기토크가 체결제어량이 0인 동안에 검출되기 때문에, 초기토크는 브레이크(B1)(또는 B2)의 드래그토크로서 검출된다. 따라서, 브레이크(B1)(또는 B2)의 드래그토크를 정확하게 검출할 수 있다. 또한, 제 2 모터/발전기(5)의 출력토크가 체결제어량이 변하는 동안에 드래그토크에 소정값을 더함으로써 얻어진 토크를 초과할 때, 체결제어량과 브레이크(B1)(또는 B2)의 토크용량 간의 관계가 습득된다. 따라서, 브레이크(B1)(또는 B2)의 초기 특성을 드래그토크를 고려하여 정확하게 검출할 수 있다.
본 발명의 상술한 실시예에서, 단계 S02에서의 기능적인 수단은 "유지수단"으로, 단계 S04에서의 기능적인 수단은 "변경수단"으로 간주될 수 있다. 또한, 단계 S06에서의 기능적인 수단은 "습득 수단", 단계 S03에서의 기능적인 수단은 "검출수단"으로 간주될 수 있다.

Claims (6)

  1. 모터가, 토크용량이 체결제어량에 따라 변하는 토크전달부재를 거쳐 주전원에 연결된 출력부재에 연결되는 하이브리드 차량의 구동장치를 위한 제어장치에 있어서,
    모터의 회전속도를 소정의 회전속도로 유지하는 유지수단;
    유지수단이 모터의 회전속도를 소정의 회전속도로 유지하는 동안에, 체결제어량을 연속해서 변경하는 변경수단; 및
    모터의 회전속도를 소정의 회전속도로 유지하기 위한 모터의 출력토크와, 체결제어량이 변하는 동안에 모터의 출력토크가 소정값에 이르렀을 때 체결제어량 간의 관계를 습득하는 습득수단을 포함하는 하이브리드 차량의 구동장치를 위한 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    체결제어량이 0인 동안에 모터의 초기 출력토크를 검출하는 검출수단을 더 포함하고, 소정값이 검출수단에 의해 검출된 초기 출력토크에 소정의 토크를 더함으로써 얻어진 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 구동장치를 위한 제어장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    검출수단은 모터의 회전속도가 소정의 회전속도와 같아질 때 출력토크를 초기 출력토크로서 검출하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 구동장치를 위한 제어장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    모터의 출력토크와 체결제어량 간의 관계가, 하이브리드 차량에서 파킹위치가 가동 범위로서 선택된 때 및 하이브리드 차량이 생산라인에서 조절되고 있을 때 중 적어도 하나에서 습득되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 구동장치를 위한 제어장치.
  5. 모터가, 토크용량이 체결제어량에 따라 변하는 토크전달부재를 거쳐 주전원에 연결된 출력부재에 연결되는 하이브리드 차량의 구동장치를 위한 제어방법에 있어서,
    모터의 회전속도를 소정의 회전속도로 유지하는 단계;
    모터의 회전속도를 소정의 회전속도로 유지하는 동안에, 체결제어량을 연속해서 변경하는 단계; 및
    모터의 출력토크와, 모터의 회전속도를 소정의 회전속도로 유지하기 위한 모터의 출력토크가 체결제어량이 변하는 동안에 소정값에 이르렀을 때 체결제어량 간의 관계를 습득하는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 구동장치를 위한 제어방법.
  6. 모터가, 토크용량이 체결제어량에 따라 변하는 토크전달부재를 거쳐 주전원에 연결된 출력부재에 연결되는 하이브리드 차량의 구동장치를 위한 제어장치에 있어서,
    모터의 회전속도를 소정의 회전속도로 유지하는 제 1 제어장치;
    제 1 제어장치가 모터의 회전속도를 소정의 회전속도로 유지하는 동안에, 체결제어량을 연속해서 변경하는 제 2 제어장치; 및
    모터의 회전속도를 소정의 회전속도로 유지하기 위한 모터의 출력토크와, 모터의 출력토크가 체결제어량이 변하는 동안에 소정값에 이르렀을 때 체결제어량 간의 관계를 습득하는 제 3 제어장치를 포함하는 하이브리드 차량의 구동장치를 위한 제어장치.
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