KR100695633B1 - 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치 - Google Patents

하이브리드 구동 유닛의 제어 장치 Download PDF

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KR100695633B1
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control
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다츠야 오제키
마사타카 스기야마
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Abstract

보조 원동기가 변속장치를 통해 출력 부재로 접속되고, 주 원동기에 의해 출력되는 토크가 출력 부재로 전달되는 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치. 제어 장치는, 변속장치에 의한 기어 변속 동안 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크를 보정하는 제 1 토크 보정 수단으로 구성된다.
하이브리드 자동차, 토크 보정, 변속장치

Description

하이브리드 구동 유닛의 제어 장치{CONTROL DEVICE OF HYBRID DRIVE UNIT}
기술 분야
본 발명은 운송수단을 구동하기 위한 동력원으로서 2 종류의 원동기가 장착되는 하이브리드 구동 유닛에 관한 것이고, 더 상세하게는, 보조 원동기가 변속장치를 통해 출력 부재로 접속되고, 토크가 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 하이브리드 구동 유닛에 대한 제어 장치에 관한 것이다.
배경 기술
운송용 하이브리드 구동 유닛에서는, 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진과 같은 내연 엔진이 통상적으로 원동기로서 사용된다. 그러한 내연 엔진과 전기 장치의 조합 모드는 다양하고, 사용되는 전기 장치의 수는 하나에 한정되지 않고 복수일 수도 있다. 예를 들어, 일본국특허공개공보 제 2002-225578 호에서는, 엔진 및 제 1 모터 발전기가 단일 피니언 타입의 유성 기어 메카니즘으로 구성된 합성/분배 메카니즘을 통해 서로 접속되어 토크가 합성/분배 메카니즘으로부터 출력 부재로 전달되고, 제 2 모터 발전기가 기어 변속 메카니즘을 통해 출력 부재로 접속되어 제 2 모터 발전기의 출력 토크가 소위 "보조 토크" 로서 출력 부재에 추가되는 하이브리드 구동 유닛이 설명되어 있다. 또한, 기어 변속 메커니즘은 하이 및 로우의 2 개의 스테이지, 즉, 직접 접속 상태 및 감속 상태 사이에서 상호교환될 수 있는 유성 기어 메커니즘으로 구성된다. 직접 접속 상태에서는, 제 2 모터 발 전기의 토크가 그대로 출력 부재로 작용된다. 반면에, 감속 상태에서는, 제 2 모터 발전기의 토크가 증가되어 출력 부재로 작용된다.
전술한 하이브리드 구동 유닛에서는, 제 2 모터 발전기가 파워 모드 또는 재생 모드로 제어되어 포지티브 토크 또는 네거티브 토크가 출력 부재에 작용될 수 있다. 또한, 감속 상태가 변속장치에 의해 설정되어 제 2 모터 발전기가 저 토크 타입 또는 소형 타입으로 변화될 수 있다.
여기서, 일본국특허공개공보 제 2000-295709 호에서는, 제 1 및 제 2 모터 발전기가 하이 및 로우 모드로 스위칭될 수 있는 변속 장치의 상류측 (또는 엔진측) 에 배열되어 있어서, 변속장치의 변속시에 개별 모터 발전기의 토크를 제어함으로써 기어 변속 시간이 실질적으로 일정하게 될 수도 있는 장치가 설명되어 있다.
그 장치의 기어 변속이 클로 클러치에 의해 실행될 때, 드래깅 토크에 대응하는 추가 토크가 결정되고 전기 모터에 의해 작용되어 클러치의 속력은 빠르게 동기 속력에 도달할 수도 있다.
한편, 일본국특허공개공보 평 6-319210 호에서는, 엔진의 출력 토크가 변속장치의 소정 입력 부재에 전달되고, 모터 발전기가 입력 부재에 접속되어 모터 발전기가 출력 토크를 평활화하도록, 즉, 변속시에 내부 토크를 흡수하도록 제어되는 장치가 설명되어 있다.
또한, 일본 특허 제 2926959 호에서는, 구동 상태인지 피구동 상태인지 명확하게 결정될 수 없을 때, 동력 발생원의 출력이 구동 상태 또는 피구동 상태로 변 화되고, 그 후 기어 변속이 실행되는 장치가 설명되어 있다.
또한, 일본국특허공개공보 평 6-319210 호에서는, 하이브리드 구동 유닛에 집합된 변속장치의 변속시에 쇼크를 감소시키기 위해, 모터 토크가 관성 위상 또는 그 최후 상태로 감소되어 관성 토크를 흡수하는 장치가 설명되어 있다.
한편, 일본국특허공개공보 평 9-32237 호에서는, 변속장치에 토크를 입력하기 위한 모터의 토크 보정량에 기초하여, 변속장치의 기어 변속에 참가하는 마찰식 계합 장치의 초기 유압이 학습되는 변속장치를 가지는 하이브리드 구동 유닛이 개시되어 있다.
일본국특허공개공보 제 2002-225578 호에 설명된 장치에 따르면, 엔진 및 제 1 모터 발전기로 구성된 주 원동기로부터 출력되는 토크는 출력 부재로 전달되고, 반면 제 2 모터 발전기로부터 출력되는 토크는 출력 부재로 전달될 수 있다. 따라서, 주 원동기를 구성하는 엔진이 최적 연료 소모를 위해 실행되어, 그 상태에서 요구되는 구동력에 대한 부족하거나 초과하는 토크가 제 2 모터 발전기에 의해 보상될 수 있다. 또한, 그 장치에 변속장치가 제공되어, 제 2 모터 발전기의 토크가 증가되어 출력 부재에 전달될 수 있다. 그 결과, 제 2 모터 발전기가 소형 또는 저 용량을 가지도록 제작될 수 있다.
전술한 장치는 이러한 이점들을 가지지만, 기어 변속 동작이 변속장치에 의해 이루어지는 경우에 쇼크가 발생할 수도 있다. 더 상세하게는, 임의의 회전 부재의 회전 속력이 기어 변속에 의해 변화되어, 회전 속력에서의 변화에 의해 관성 토크가 성립되고, 출력 토크에 영향을 미친다. 출력 토크에서의 이러한 변 화가 쇼크로서 나타날 수도 있다. 또한, 마찰식 계합 장치를 맞물림시키거나 해제하여 기어 변속이 실행되는 경우에, 마찰식 계합 장치의 토크 용량은 일시적으로 낮아져서 제 2 모터 발전기에 의해 보조될 수 있는 토크를 제한한다. 그 결과, 하이브리드 구동 유닛의 전체 출력 토크 또는 그 운송수단의 구동 토크는 기어 변속 동안 변화하여 쇼크를 발생시킬 수도 있다.
한편, 일본국특허공개공보 제 2002-225578 호에서 설명된 바와 같이, 하이브리드 구동 유닛의 변속장치는 로우 (또는 저속 기어 스테이지) 및 하이 (또는 직접 스테이지) 스테이지의 2 개의 스테이지에서 브레이크 및 클러치에 의해 기어를 변속하도록 구성된다. 따라서, 변속시에 브레이크와 클러치 중 하나는 해제되고 반면 다른 하나는 맞물려 2 개가 통합하여 제어되어야 한다. 이러한 제어는 기어 변속에 필요한 시간 주기를 늘리는 경향이 있다. 또한, 기어 변속 동안, 변속장치에 의한 변속장치 토크 용량은 감소한다. 따라서, 출력 샤프트 토크에서의 감소는 그 감소된 토크 용량 및 긴 변속 시간 주기에 의해 심화될 수도 있다.
예를 들어, 일본국특허공개공보 제 2002-225578 호에 설명된 전술한 장치에서는, 소위 "토크 보조" 가 제 2 모터 발전기에 의해 수행되는 경우의 기어 변속에서, 변속장치에서의 토크 용량, 즉, 기어 변속에 참가하는 마찰식 계합 장치의 토크 용량이 출력 샤프트 토크에 영향을 미친다. 또한, 제 1 모터 발전기를 제어함으로써 내연 엔진으로부터 출력 샤프트로 전달되는 토크가 변속시에 제어되는 경우에, 제 1 모터 발전기의 토크를 변속장치에서의 토크 용량에 따라 제어하는 것이 필요하다.
그러나, 클러치 또는 브레이크와 같은 마찰식 계합 장치의 토크 용량과 맞물림 압력간의 관계가 개별적 차이 또는 수명에 기인하여 일정하지 않아서, 변속시에 출력 샤프트에 나타나는 토크는 원하는 토크와 달라서 쇼크를 악화시킬 수도 있다. 한편, 변속시에 소위 "토크 보조" 가 하이브리드 구동 유닛의 모터 발전기와 같은 전기 모터에 의해 실행되는 경우에, 전기 모터의 토크는 필요한 토크와 다를 수도 있다. 그 결과, 출력 샤프트 토크는 부족하거나 초과되어 쇼크를 발생시킬 수도 있다.
일본국특허공개공보 평 9-32237 호에 설명된 바와 같이, 전술한 발명은 기어 변속의 진행 속도가 모터 토크에 의해 제어되어 초기 맞물림 압력이 모터 토크에 기초하여 학습되도록 구성된다. 따라서, 변속시에 속력에서의 변화를 최적화하기 위한 초기 맞물림 압력을 학습하는 것은 가능하지만, 기어 변속에 참가하는 마찰식 계합 장치의 맞물림 압력과 토크 용량간의 관계를 정밀하게 결정하는 것은 불가능하다.
발명의 개시
본 발명의 목적은, 보조 원동기에 접속되는 출력 부재를 가지는 변속장치에서 기어 변속에 의해 발생될 수도 있는 쇼크를 제거할 수 있는 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 전기 모터에 접속되는 출력 부재를 가진 변속장치에서 기어 변속에 수반할 수도 있는, 출력 부재 토크의 변동 또는 감소를 억제하거나 방지할 수 있는 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 변속장치가 마찰식 계합 장치의 맞물림 압력과 토크 용량간의 관계를 정밀하게 유지하도록 제어하여 쇼크를 억제하거나 방지할 수 있는 제어 장치를 제공하는 것이다.
상기 구체적인 목적들을 달성하기 위해, 본 발명은 보조 원동기와 출력 부재간의 토크의 전달이 기어 변속에 의해 제한되는 경우의 출력 토크의 초과 및 부족을 구성한 것을 특징으로 한다. 더 상세하게는 본 발명에 따르면, 보조 원동기가 변속장치를 통해 출력 부재로 접속되고 주 원동기에 의해 출력되는 토크가 출력 부재로 전달되는 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치가 제공된다. 제어 장치는 변속장치에 의한 기어 변속 동안 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크를 보정하거나 수정하는 제 1 토크 보정 수단 (또는 보정기) 를 구비하는 것을 특징으로 한다.
제 1 토크 보정 수단은 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크를 증가시키도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는, 주 원동기로부터의 토크 및 보조 원동기로부터의 포지티브 토크 또는 네거티브 토크가 변속장치를 통해 출력 부재로 전달된다. 변속장치에서의 기어 변속의 경우에, 보조 원동기와 출력 부재간의 전달 토크가 감소하여 주 원동기의 토크는 전달 토크의 감소에 따라 보정된다. 그 결과, 출력 부재 토크의 변동이 억제되어 쇼크를 방지하거나 회피한다.
또한, 본 발명에서는, 3 개의 회전 구성요소로 차동 작동을 수행하는 기어 메카니즘을 통해 토크가 합성되거나 분배되는 내연 엔진 및 제 1 모터 발전기가 주 원동기에 포함될 수 있다. 보조 원동기는 제 2 모터 발전기로 구성될 수 있다. 제 1 토크 보정 수단은 제 1 모터 발전기에 의한 토크를 보정하도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는, 변속장치에 의해 기어 변속이 실행될 때, 제 1 모터 발전기의 토크가 보정되고, 수반하는 회전 변화에 따라 관성 토크를 포함하는 토크 변화에 의해 출력 부재의 토크가 보정된다. 그 결과, 제 2 모터 발전기와 출력 부재간에 전달되는 토크가 변화하는 경우에도, 출력 부재의 토크 변화는 방지되거나 억제되어 쇼크를 방지하거나 회피한다.
또한, 본 발명에서 전술한 발명은, 제 1 모터 발전기의 토크가 기어 변속 동안 보정될 때, 내연 엔진의 토크를 보정하거나 수정하는 제 2 토크 보정 수단 (또는 보정기) 을 더 구비할 수 있다.
제 2 토크 보정기는 내연 엔진의 토크를 증가시키도록 구성될 수 있다.
따라서 이렇게 구성된 본 발명에서는, 기어 변속 동안 제 1 모터 발전기의 토크가 보정되는 경우, 내연 엔진의 토크가 추가적으로 보정된다. 따라서, 기어 메카니즘을 통해 내연 엔진에 작용하는 제 1 모터 발전기의 토크 또는 그 토크에 기초한 반응이 변화하는 경우에도, 내연 엔진의 속력에서의 변화를 방지하거나 억제하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에서는, 내연 엔진의 속력이 증가함에 따라 내연 엔진의 출력 토크가 감소하는 영역에 내연 엔진의 실행 상태가 있는 경우에, 제 1 토크 보정 수단은 제 1 모터 발전기의 토크를 보정하도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는, 제 1 모터 발전기의 토크가 기어 변속에 따라 보정되어 내연 엔진의 속력이 따라서 감소한다. 속력 변화에 수반하는 관성 토크가 발생하는 것과 동시에, 내연 엔진 자체에 의해 출력되는 토크가 상승한다. 그 결과, 변속장치에서 기어 변속을 수반하는 출력 부재의 토크 변화를 방지하거나 억제하는 제어가 용이해진다.
또한, 전술한 구성 중 임의의 구성을 가진 본 발명에서는, 변속장치는 보조 원동기의 토크를 출력 부재에 전달하고 맞물림시 또는 해제시에 기어 변속을 실행하는 마찰식 계합 장치를 포함하도록 구성될 수 있고, 제 1 토크 보정 수단은 마찰식 계합 장치의 토크 용량에 기초하여 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크를 보정하도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는, 변속장치의 기어 변속이 마찰식 계합 장치를 맞물림시키거나 해제하여 실행된다. 이러한 일시적 상태에서는, 마찰식 계합 장치의 토크 용량이 작아져서 보조 원동기와 출력 부재간에 전달되는 토크를 감소시키지만, 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크는 마찰식 계합 장치의 토크 용량에 기초하여 보정되어 출력 부재의 토크에서의 변화가 방지되거나 억제된다. 그 결과, 쇼크가 방지되거나 회피된다.
또한, 본 발명에서는, 보조 원동기가 토크를 출력하고 기어 비율을 감소시키는 기어 변속의 시간에 해제되는 저속측 마찰식 계합 장치를 포함하도록 마찰식 계합 장치가 구성될 수 있고, 저속측 마찰식 계합 장치의 맞물림 압력을 피드백-제어하는 피드백 보정량에 기초하여 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크를 보 정하도록 제 1 토크 보정 수단이 구성될 수 있어서, 보조 원동기의 속력은 저속측 마찰식 계합 장치의 소정의 미세한 슬라이드에 의해 설정된 속력일 수도 있다.
따라서, 본 발명에서는, 변속장치에서의 소위 "파워-온 업시프트 (power-on upshift)" 의 경우에, 저속측 상의 마찰식 계합 장치가 해제되고, 마찰식 계합 장치의 맞물림 압력이 피드백-제어되어 보조 원동기의 속력은 마찰식 계합 장치의 미세한 슬라이드 상태로 설정된 속력일 수도 있다. 그리고, 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크는 피드백 보정량에 기초하여 보정된다. 그 결과, 마찰식 계합 장치 특징들에서 분배의 영향이 감소되어 출력 부재의 토크 변동 억제 제어 즉, 변속 쇼크의 억제 제어의 정밀도가 개선된다.
또한, 전술한 구성 중 임의의 구성을 가진 본 발명에서는, 변속장치가 보조 원동기의 토크를 출력 부재로 전달하고 맞물림시 또는 해제시에 기어 변속을 실행하는 마찰식 계합 장치를 포함하도록 구성될 수 있고, 기어 변속 동안 마찰식 계합 장치의 토크 용량에 기초하여 추정되는 출력 부재의 토크와 목표 출력 토크간의 편차에 기초하여, 제 1 토크 보정 수단이 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크를 보정하도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는, 변속장치에서 기어 변속을 실행하는 마찰식 계합 장치의 토크 용량에 기초하여 출력 부재의 토크가 추정되고, 추정된 출력 토크와 목표 출력 토크간의 편차는 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크가 그 편차에 기초하여 보정되도록 결정된다. 그 결과, 기어 변속 동안 출력 토크는 목표 토크로 유지되어 변속장치에서 기어 변속에 수반하는 쇼크가 방지되거나 회피된다.
한편, 본 발명에서는, 기어 변속에서의 관성 위상 시작 후 기어 변속의 진행 정도에 기초하여 제 1 토크 보정 수단이 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크를 보정하도록 구성될 수 있다.
따라서 본 발명에서는, 변속장치에서 기어 변속에 의해 관성 위상이 시작된 후, 회전 변화의 정도와 같은 기어 변속의 진행 상태에 기초하여 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크가 보정된다. 따라서, 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크가 정밀하게 보정되어 쇼크를 방지하거나 감소시킨다. 또한, 기어 변속이 어느 정도 진행되고 변속 종료 시간에 도달하는 경우, 그 사실에 기초하여 토크 보정을 제어하는 것이 가능하고, 주 원동기의 토크 보정을 제어하는 것이 용이하다.
또한, 본 발명에서는, 기어 변속시의 변속 시작으로부터 시간의 학습값에 기초하여 제 1 토크 보정 수단이 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크를 보정하도록 구성되어, 보조 원동기가 토크를 출력하면서 변속장치의 기어 비율을 관성 위상의 시작까지 감소시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에서는, 소위 "파워-온 업시프트" 의 변속 시작으로부터 관성 위상의 시작까지의 시간 주기가 학습되고, 그 학습값에 기초하여 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크가 보정된다. 따라서, 기어 변속에 수반하는, 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크의 보정 타이밍 및/또는 보정량이 최적화되어 기어 변속에 수반하는 쇼크를 정밀하게 방지하거나 회피할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 기어 변속시의 관성 위상 시작으로부터 시간의 학습값 에 기초하여 제 1 토크 보정 수단이 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크를 보정하도록 구성되어, 보조 원동기가 토크를 출력하면서 변속장치의 기어 비율을 변속 종료까지 감소시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에서는, 소위 "파워-온 업시프트" 의 기어 변속에서 관성 위상 시작으로부터 변속 종료까지의 시간 주기가 학습되고, 그 학습값에 기초하여 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크가 보정된다. 따라서, 기어 변속에 수반하는, 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크의 보정 타이밍 및/또는 보정량이 최적화되어 기어 변속을 수반하는 쇼크를 정밀하게 방지하거나 회피할 수 있다. 또한, 기어 변속이 어느 정도 진행되고 변속 종료 시간에 도달하는 경우, 그 사실에 기초하여 토크 보정을 제어하는 것이 가능하고, 주 원동기의 토크 보정을 제어하는 것이 용이하다.
또한, 본 발명에서는, 기어 변속 동안 제 1 모터 발전기의 토크 보정량에 기초하여 제 2 토크 보정 수단이 내연 엔진의 토크를 보정하도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는, 내연 엔진의 토크가 기어 변속 동안 제 1 모터 발전기의 토크 보정량에 기초하여 보정될 수 있다. 따라서, 기어 메카니즘을 통해 접속되는 내연 엔진의 토크가 제 1 모터 발전기의 토크에 따라 적절한 값으로 제어된다. 그 결과, 출력 부재 토크의 보정 제어 정밀도가 개선되어 쇼크를 방지하거나 회피하고 내연 엔진의 속력에서의 변화를 억제하거나 회피한다.
또한, 본 발명에서는, 변속장치가 기어 변속 메카니즘으로 구성될 수 있고, 출력 부재의 토크가 실질적으로 0인 동안, 기어 변속 메카니즘에서 기어의 치면 (tooth surfaces) 이 서로 접촉/분리되는 토크 변화가 발생하는 기어 변속을 금지하기 위한 기어 변속 금지 수단 (또는 금지기) 을 더 구비할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는, 출력 부재에서 나타나는 토크가 실질적으로 0인 상태, 변속장치에 작용하는 토크가 포지티브 및 네거티브로 변화하는 기어 변속, 즉, 기어의 치면이 접촉/분리하는 기어 변속이 금지된다. 그 결과, 변속장치에서 발생할 수도 있는 소위 "래틀링 (rattling) 잡음" 이 회피될 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 보조 원동기의 출력 토크를 보정하거나 수정하는 보정 수단 (또는 보정기) 이 주 원동기의 출력 토크를 보정하는 보정 수단에 추가하여 구비될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는, 변속장치의 전달 토크 용량이 변속장치에서의 기어 변속에 따라 변화해도, 변속장치의 입력측에 접속되는 보조 원동기의 토크는 출력 부재에서의 토크 변화를 보상하도록 보정된다. 그 결과, 출력 부재 토크의 변동 또는 감소가 방지되거나 억제된다.
본 발명에서는, 보조 원동기의 출력 토크가 변속장치의 기어 변속에서 보정되는 경우, 변속장치를 구성하는 마찰식 계합 장치의 맞물림 압력과 토크 용량간의 관계가 학습되어, 그 학습결과에 기초하여 변속 제어를 수행할 수 있다.
이러한 구성으로, 변속 쇼크를 더 효과적으로 방지하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은 전술한 개별 제어를 실행하는 하이브리드 구동 유닛의 제어 방법이다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 제어 시스템에 의한 제어예를 설명하는 전반적인 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 제어 시스템에 의한 제어예를 설명하는 더 구체적인 흐름도이다.
도 3은 도 1 또는 도 2에 도시된 제어가 실행되는 경우의 타임 차트의 일예를 도시하는 도면이다.
도 4는 제 1 모터 발전기에 의한 토크 보정량이 맞물림 압력의 피드백 보정량에 따라 설정된 경우의 타임 차트의 일예를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제어 시스템에 의한 또 다른 제어예를 설명하는 전반적인 흐름도이다.
도 6은 기어 변속 전후에 동일한 동력이 생성되는 영역을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 7은 파워-오프 업시프트 (power-off upshift) 의 경우의 타임 차트를 도시하는 도면이다.
도 8은 엔진의 출력 특성 도면이고, 토크 경사 (gradient) 가 네거티브인 영역을 개략적으로 도시한다.
도 9는 본 발명의 제어 시스템에 의한 또 다른 제어예를 설명하는 흐름도이다.
도 10은 제어가 업시프트의 시간에 실행되는 경우의 개략적인 타임 차트이다.
도 11은 본 발명의 제어 시스템에 의한 변속 동안 제어를 학습하는 예를 설명하는 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 제어 시스템에 의한 강제 학습의 제어예를 설명하는 흐름도이다.
도 13은 변속 동안 제어를 학습하는 예를 설명하는 타임 차트이다.
도 14는 학습된 토크-유압 변환 맵을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 15는 본 발명이 적용되는 하이브리드 구동 유닛의 일예를 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 16은 하이브리드 구동 유닛을 더 상세하게 도시하는 개략도이다.
도 17은 도 16에 도시된 개별 유성 기어 메카니즘에 관한 계산도이다.
도 18은 주 원동기측의 토크 보정을 가진 변속 시간과 가지지 않은 변속 시간에 출력 샤프트 토크에서의 변화를 도시하는 도면이다.
본 발명을 실행하는 최상의 모드
본 발명을 구체적인 예와 관련하여 설명한다. 제 1 설명은 본 발명이 적용되는 하이브리드 구동 유닛에 관한 것이다. 하이브리드 구동 유닛 또는 본 발명의 애플리케이션 목표는 예를 들어, 운송수단에 탑재되는 것이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 주 원동기 (1) 의 토크가 출력 부재 (2) 로 전달되고, 토크는 출력 부재 (2) 로부터 차동부 (3) 를 통해 구동 휠 (4) 로 전달된다. 한편, 구동을 위한 구동력을 출력하는 동력 제어 및 에너지를 회복하기 위한 재생 제어를 할 수 있는 보조 원동기 (5) 가 제공된다. 이 보조 원동기 (5) 는 변속장치 (6) 를 통해 출력 부재 (2) 에 접속된다. 따라서, 보조 원동기 (5) 와 출력 부재 (2) 사이에서, 전달 토크 용량은 변속장치 (6) 에 의해 설정된 기어 비율에 따라 증가/감소된다.
변속장치 (6) 는 기어 비율을 "1" 또는 그 이상으로 설정하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성으로, 보조 원동기 (5) 가 토크를 출력하는 동력 실행시에, 이 토크가 출력 부재 (2) 로 출력되어 보조 원동기 (5) 가 저 용량 또는 소형이 되도록 제작될 수 있다. 그러나, 보조 원동기 (5) 의 실행 효율이 만족할 만한 상태로 유지되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 출력 부재 (2) 의 속력이 운송수단 속력에 따라 상승하는 경우에, 기어 비율은 보조 원동기 (5) 의 속력을 감소시키도록 낮아진다. 반면, 출력 부재 (2) 의 속력이 하강하는 경우에, 기어 비율은 증가될 수도 있다.
이러한 기어 변속의 경우에, 변속장치 (6) 에서의 전달 토크 용량이 하강하거나, 또는 관성 토크가 속력에서의 변화에 따라 발생할 수도 있다. 이것이 출력 부재 (2) 의 토크, 즉, 구동 토크에 악영향을 미친다. 따라서, 본 발명의 제어 시스템에서는, 변속장치 (6) 에 의한 변속시에, 주 원동기 (1) 의 토크가 보정되어 출력 부재 (2) 의 토크 변동을 방지하거나 억제한다.
더 상세하게는, 도 16에 도시된 바와 같이, 주 원동기 (1) 가 내연 엔진 (10), 모터 발전기 (일시적으로 "제 1 모터 발전기" 또는 "MG1" 이라 한다) (11) 및 그 내연 엔진 (10) 과 제 1 모터 발전기 (11) 간의 토크를 합성하거나 분배하는 유성 기어 메카니즘 (12) 을 포함하도록 주로 구성된다. 내연 엔진 ("엔진" 이 라 한다) (10) 은 연료를 연소하여 동력을 출력하는 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진과 같은 공지의 동력 유닛이고, 스로틀 개방의 정도 (또는 공기 흡입량), 연료 공급량 또는 점화 타이밍과 같은 운행 상태가 전기적으로 제어될 수 있도록 구성된다. 이러한 제어는 예를 들어, 마이크로컴퓨터로 주로 구성되는 전자 제어 유닛 (E-ECU) (13) 에 의해 이루어진다.
한편, 제 1 모터 발전기 (11) 는 동기화 전기 모터가 그 예이고, 전기 모터 및 발전기로서 기능하도록 구성된다. 제 1 모터 발전기 (11) 는 인버터 (14) 를 통해 배터리와 같은 축전 장치 (15) 로 접속된다. 또한, 인버터 (14) 를 제어하여, 제 1 모터 발전기 (11) 의 출력 토크 또는 재생 토크가 적절하게 설정된다. 이러한 제어를 위해, 마이크로컴퓨터로 주로 구성되는 전자 제어 유닛 (MG1-ECU; 16) 이 제공된다.
또한, 유성 기어 메카니즘 (12) 은: 외부 기어인 태양기어 (17); 태양기어 (17) 와 동심원에 배열되는 내부 기어인 링 기어 (18); 및 피니언 기어가 그 축 상에서 회전하고 캐리어 (19) 주위를 공전할 수 있도록 이 태양기어 (17) 및 링 기어 (18) 와 맞물린 피니언 기어를 유지하는 캐리어 (19) 라는 3 개의 회전 부재로 차동 작용을 성립시키는 공지의 메카니즘이다. 내연 엔진 (10) 은 댐퍼 (damper) (20) 를 통해 그 캐리어 (19) 로 접속되는 출력 샤프트를 가진다. 즉, 캐리어 (19) 는 입력 부재로서 작용한다.
한편, 제 1 모터 발전기 (11) 는 태양기어 (17) 에 접속되어 있다. 따라서, 태양기어 (17) 는 소위 "반응 부재" 이고, 링 기어 (18) 는 출력 부재이다. 그리고, 링 기어 (18) 는 출력 부재 (즉, 출력 샤프트) (2) 에 접속되어 있다.
한편, 도 16에 도시된 예에서는, 변속장치 (6) 가 라비그녹스 (Ravignaux) 타입 유성 기어 메카니즘의 일 세트로 구성된다. 이러한 유성 기어 메카니즘에 개별적으로 외부 기어, 즉, 제 1 태양기어 (S1) (21) 및 제 2 태양기어 (S2) 가 제공되고, 제 1 태양기어 (21) 는 숏 피니언 (23) 와 맞물리고, 숏 피니언 (23) 은 축이 더 긴 롱 피니언 (24) 와 맞물리고, 롱 피니언 (24) 은 개별 태양기어 (21 및 22) 와 동심원에 배열되는 링 기어 (R) (25) 와 맞물린다. 여기서, 개별 피니언 (23 및 24) 는 캐리어 (C) (26) 에 의해 유지되어 그 축 상에서 회전하고 캐리어 (26) 주위를 공전한다. 또한, 제 2 태양기어 (22) 는 롱 피니언 (24) 와 맞물린다. 따라서, 제 1 태양기어 (21) 및 링 기어 (25) 가 개별 피니언 (23 및 24) 과 함께 더블-피니언 타입 유성 기어 메카니즘에 대응하는 메카니즘을 구성하고, 제 2 태양기어 (22) 및 링 기어 (25) 가 롱 피니언 (24) 과 함께 단일 피니언 타입 유성 기어 메카니즘에 대응하는 메카니즘을 구성한다.
또한 제 1 태양 기어 (21) 를 선택적으로 고정하는 제 1 브레이크 (B1) 및 제공되고, 링 기어 (25) 를 선택적으로 고정하는 제 2 브레이크 (B2) 가 제공된다. 이 브레이크 (B1 및 B2) 는 마찰력에 의해 제동력을 성립시키는 소위 "마찰식 계합 장치" 이고, 다중-판 결합 장치 또는 밴드 타입 결합 장치를 채택할 수 있다. 브레이크 (B1 및 B2) 는 유압 또는 전자기력의 결합력에 따라 연속적으로 토크 용량을 변화시키도록 구성된다. 또한, 전술한 보조 원동기 (5) 는 제 2 태양 기어 (22) 에 접속되어 있고, 캐리어 (26) 는 출력 샤프트 (2) 에 접속되어 있다.
따라서, 상술한 변속장치 (6) 에서, 제 2 태양 기어 (22) 는 소위 "입력 부재" 이고, 캐리어 (26) 는 출력 부재이다. 변속장치 (6) 는 제 1 브레이크 (B1) 를 맞물림시켜 기어 비율의 고속 기어 스테이지를 "1" 보다 높게 설정하도록 구성되고, 제 1 브레이크 (B1) 대신에 제 2 브레이크 (B2) 를 맞물림시켜 기어 비율의 저속 기어 스테이지를 고속 기어 스테이지의 기어 비율보다 높게 설정하도록 구성된다. 이 개별 기어 스테이지간의 변속 동작은 운송수단 속력 또는 구동 요구 (또는 가속기 개방의 정도) 와 같은 운행 상태에 기초하여 실행된다. 더 상세하게는, 기어 스테이지 영역을 맵 (또는 변속 다이어그램) 으로서 미리 설정하여 그리고 검출된 운행 상태에 따라 임의의 기어 스테이지를 설정하여 변속 동작이 제어된다. 이러한 제어를 위해, 마이크로컴퓨터로 주로 구성되는 전자 제어 유닛 (T-ECU) (27) 이 제공된다.
도 16에 도시된 예에서, 토크를 출력하는 파워 모드 및 에너지를 회복하는 재생 모드를 가질 수 있는 모터 발전기 (일시적으로 "제 2 모터 발전기" 또는 "MG2" 라 한다) 가 보조 원동기 (5) 로서 채택된다. 제 2 모터 발전기는 인버터 (28) 를 통해 배터리 (29) 와 접속된다. 또한, 모터 발전기는 마이크로컴퓨터로 주로 구성되는 전기 제어 유닛 (MG2-ECU) 으로 인버터 (28) 를 제어하여, 파워 모드, 재생 모드 및 개별 모드에서의 토크를 제어하도록 구성된다. 여기서, 배터리 (29) 및 전자 제어 유닛 (30) 은 전술한 제 1 모터 발전기 (11) 를 위한 배터리 (축전 장치) (15) 및 인버터 (14) 로 또한 집적될 수 있다.
전술한 토크 합성/분배 메카니즘으로서 단일 피니언 타입 유성 기어 메카니 즘 (12) 의 계산도가 도 17의 (A) 에 제공된다. 제 1 모터 발전기 (11) 에 의한 반응 토크가, 캐리어 (19) 에 입력되는 토크에 대항하여 태양 기어 (17) 에 입력되고 엔진 (10) 에 의해 출력될 때, 엔진 (10) 으로부터 입력된 토크보다 더 높은 토크가 출력 부재로서 작용하는 링 기어 (18) 에 나타난다. 이 경우, 제 1 모터 발전기 (11)가 발전기로서 기능한다. 한편, 링 기어 (18) 의 속력 (또는 출력 속력) 은 일정하고, 엔진 (10) 의 속력은 제 1 모터 발전기 (11) 의 속력을 증가/감소시킴으로써 연속적으로 (또는 임의의 단계없이) 변화될 수 있다. 더 상세하게는, 엔진 (10) 의 속력을 연비가 가장 좋은 값으로 설정하기 위한 제어가 제 1 모터 발전기 (11) 를 제어함으로써 이루어질 수 있다. 여기서, 이러한 종류의 하이브리드 타입을 "기계적 분배 타입" 또는 "스플릿 타입 (split type)" 이라 한다.
한편, 변속장치 (6) 를 구성하는 라비그녹스 타입 유성 기어 메카니즘의 계산도가 도 17의 (B) 에 제공된다. 링 기어 (25) 가 제 2 브레이크 (B2) 에 의해 고정될 때, 저속 기어 스테이지 L은 제 2 모터 발전기로부터 출력된 토크가 기어 비율에 따라 증폭되어 출력 샤프트 (2) 에 작용되도록 설정된다. 한편, 제 1 태양 기어 (21) 가 제 1 브레이크 (B1) 에 의해 고정될 때, 저속 기어 스테이지 L의 기어 비율보다 낮은 기어 비율을 가지는 고속 기어 스테이지 H가 설정된다. 이러한 고속 기어 스테이지에서의 기어 비율은 "1" 보다 높아서 제 2 모터 발전기에 의해 출력되는 토크는 기어 비율에 따라 증대되어 출력 샤프트 (2) 에 작용된다.
여기서, 개별 기어 스테이지 L 및 H가 정상적으로 설정되어 있는 상태에서는, 출력 샤프트 (2) 에 작용되는 토크는 기어 비율에 따라 제 2 모터 발전기의 출력 토크로부터 증대되는 토크이다. 그러나, 샤프트 과도 (transitional) 상태에서는, 그 토크는, 개별 브레이크 (B1 및 B2) 에서의 토크 용량 및 속력 변화에 수반하는 관성 토크에 의해 영향받는 토크이다. 한편, 출력 샤프트 (2) 에 작용되는 토크는 제 2 모터 발전기의 구동 상태에서는 포지티브이지만, 피구동 상태에서는 네거티브이다.
전술한 하이브리드 구동 유닛은 가능한 효과적인 상태에서 엔진 (10) 을 구동하여 연료 소모를 개선하고 배기 가스 발산을 감소시키도록 의도되었으며, 또한 에너지 재생을 수행하여 연료 소모를 개선하도록 의도되었다. 따라서, 높은 구동력이 요구되는 경우, 주 원동기 (1) 의 토크가 출력 샤프트 (2) 에 전달되고, 제 2 모터 발전기가 출력 샤프트 (2) 에 토크를 추가하도록 구동된다. 이러한 경우, 운송수단의 저속 상태에서는, 변속장치 (6) 가 저속 기어 스테이지 L로 설정되어 추가되는 토크를 증가시킨다. 그 후 운송수단 속력이 증가하는 경우, 변속장치 (6) 는 고속 기어 스테이지 H로 설정되어 제 2 모터 발전기의 속력을 낮춘다. 이것은 제 2 모터 발전기의 구동 효율이 만족 상태에 유지되어 연료 소모가 악화되는 것을 방지하기 때문이다.
따라서, 전술한 하이브리드 구동 유닛에서는, 제 2 모터 발전기를 작동시켜 운송수단이 운행하면서 변속장치 (6) 에 의해 샤프트 동작이 실행될 수도 있다. 이러한 샤프트 동작은 전술한 개별 브레이크 (B1 및 B2) 의 맞물림/해제를 스위칭하여 실행된다. 예를 들어, 제 2 브레이크 (B2) 가 그 맞물림 상태로부터 해제되는 것과 동시에, 저속 기어 스테이지 L이 고속 기어 스테이지 H로 스위칭되는 경우, 제 1 브레이크 (B1) 는 저속 기어 스테이지 L로부터 고속 기어 스테이지 H로 변속을 실행하도록 작용한다.
이 변속 과정에서, 개별 브레이크 (B1 및 B2) 에서의 토크 용량이 감소하여 제 2 모터 발전기로부터 출력 샤프트 (2) 로 작용되는 토크는 개별 브레이크 (B1 및 B2) 의 토크 용량에 제한되면서 낮아진다. 이러한 상태가 도 18에 개략적으로 도시된다. 저속 기어 스테이지 L로부터 고속 기어 스테이지 H로 변속이 시작된 후의 토크 위상에서는, 출력 샤프트 토크가 점진적으로 감소한다. 관성 위상이 시작된 후, 출력 샤프트 토크는 점진적으로 증가하고, 그 토크는 변속 종료 후의 관성 토크에서 약간 증가/감소하여 원하는 출력 샤프트 토크로 안정된다. 여기서, 이러한 토크 변동은 임의의 브레이크를 일방향 클러치로 대치하여 변속장치 (6) 를 구성한 경우에도 발생한다.
따라서, 보조 원동기로서 작동하는 제 2 모터 발전기가 출력 샤프트 (2) 에 접속되는 변속장치 (6) 에서 변속이 발생할 때, 출력 샤프트 (2) 의 토크가 변화하여 쇼크를 발생시킨다. 출력 토크의 변동은 통상적으로 소위 "토크 보조" 를 위한 구동 유닛의 출력 토크를 제어하여 억제된다. 본 발명이 적용되는 하이브리드 구동 유닛에서는, 소위 "토크 보조 수단" 으로서 작동하는 제 2 모터 발전기 로부터 전달되는 출력 샤프트 (2) 로 토크를 제한한 결과로 쇼크가 발생된다. 따라서, 제 2 모터 발전기의 출력 토크를 제어해도, 전술한 쇼크는 제거되거나 감소될 수 없다. 따라서, 본 발명에 따른 제어 장치에서는, 주 원동기 (1) 로부터 출력 샤프트 (2) 로 전달되는 토크를 제어하여 쇼크가 제거되거나 감소된다. 더 상세하게는, 전술한 저속 기어 스테이지 L로부터 고속 기어 스테이지 H로 변속하는 경우, 주 원동기 (1) 로부터 출력 샤프트 (2) 로 전달되는 토크를 증대시켜 토크 하강이 감소된다. 이러한 상태가 도 18에 파선으로 표시되어 있다.
다음으로 본 발명의 이러한 제어 또는 제어 방법의 구체적 예를 설명한다. 우선, 도 1을 참조하여 전반적인 제어를 설명한다. 도 1에 도시된 예에서 변속위치가 검출된다 (단계 S1). 이러한 변속 위치는: 운송수단을 정지 상태로 유지하는 주차 위치 P; 후진 주행을 위한 후진 위치 R; 중립 상태를 위한 중립 위치 N; 전진 주행을 위한 주행 위치 D; 엔진 속력을 출력 샤프트 (2) 의 속력보다 비교적 크게 유지하여 코스팅 (coasting) 타임에 제동력을 증가시키거나 구동 토크를 증가시키기 위한 엔진 브레이크 위치 S와 같은 변속 유닛 (미도시) 에 의해 선택되는 각각의 상태이다. 단계 S1에, 후진, 주행 및 엔진 브레이크 위치에 대한 개별적인 변속 위치가 검출된다.
다음으로, 구동 요구가 결정된다 (단계 S2). 변속 위치, 가속기 개방 또는 운송수단 속력과 같은 운송수단에 대한 정보 및 예를 들어 구동력과 같은 미리 저장된 정보에 기초하여, 구동 요구가 결정된다.
결정된 구동 요구에 기초하여 기어 스테이지가 결정된다 (단계 S3). 더 상세하게는, 전술한 변속장치 (6) 에서 설정된 기어 스테이지가 저속 기어 스테이 지 L 또는 고속 기어 스테이지 H로 결정된다.
변속장치 (6) 에 의해 설정된 기어 스테이지로 변속중인지 여부가 판단된다 (단계 S4). 이 판단은 변속이 실행되어야 하는지 여부를 판단하는 것이다. 단계 S3에서 결정된 기어 스테이지가 그 시점에 설정된 기어 스테이지와 다른 경우, 단계 S4의 답은 예 (Yes) 가 된다.
단계 S4의 답이 예인 경우, 유압은 단계 S3에서 결정된 기어 스테이지를 설정하기 위한 변속을 실행하도록 제어된다 (단계 S5). 이 유압은 전술한 개별 브레이크 (B1 및 B2) 의 유압이다. 유압은, 맞물림 직전에 상태를 회복하기 위해 유압을 주로 상승시키는 패스트-필 이후에 소정의 저레벨 아래로 브레이크를 유지하도록 맞물림측 상의 브레이크에 대한 저압 유지 제어를 하고, 유압을 소정의 레벨로 스텝 다운시키고 감소시켜 제 2 모터 발전기의 속력에 따라 점진적으로 해제되도록 해제측 상의 브레이크에 대한 저압 유지 제어를 한다.
개별 브레이크 (B1 및 B2) 의 맞물림 압력을 이와 같이 제어함으로써, 제 2 모터 발전기와 출력 샤프트 (2) 간에 전달되는 토크가 제한되어 출력 토크가 파워-온 상태로 하강한다. 토크의 이러한 하강은 변속장치 (6) 의 브레이크 (B1 및 B2) 의 토크 용량에 일치하므로 브레이킹 토크가 추정된다 (단계 S6). 개별 브레이크 (B1 및 B2) 의 압력 커맨드, 마찰면의 마찰 계수, 마찰면의 내부 및 외부 직경 등에 기초하여 이러한 브레이킹 토크의 추정이 이루어질 수 있다.
추정된 브레이킹 토크는 출력 토크에서의 감소에 대응하여, 출력 토크에서의 감소를 보상하기 위한 주 원동기 (1) 에 의한 토크 보상 제어량 (또는 MG1의 목표 속력) 이 결정된다 (단계 S7). 도 16에 도시된 하이브리드 구동 유닛에서는, 주 원동기 (1) 가 엔진 (10), 제 1 모터 발전기 (11) 및 유성 기어 메카니즘 (12) 으로 구성되어, 변속시에서의 토크는 제 1 모터 발전기 (11) 를 제어함으로써 보상될 수 있다. 따라서, 단계 S7에서는, 제 1 모터 발전기 (11) 의 보상 제어량이 결정될 수 있다. 세부 사항은 후술한다.
전술한 바와 같이, 변속장치 (6) 의 변속 동작은 개별 브레이크 (B1 및 B2) 의 맞물림/해제 상태를 변화시킴으로써 실행되고, 토크 용량은 변속 동작에서 감소한다. 그 결과, 예를 들어, 제 2 모터 발전기가 토크를 출력하고 있는 파워-온 상태에서는, 제 2 모터 발전기에 작용하는 반응이 하강한다. 따라서, 제 2 모터 발전기가 제어량에서 변화되지 않으면, 그 속력이 증가한다. 또한, 이 과정에서, 출력 샤프트 토크가 하강할 수도 있고, 제 2 모터 발전기의 출력 토크가 일시적으로 증가되어 제 2 모터 발전기에 의한 출력 샤프트 토크의 하강을 보상한다. 반면, 제 2 모터 발전기의 출력 토크가 변속 동작 동안 관성 위상에서 마찰 부재 상의 열 부하를 낮추기 위해 감소될 수도 있다. 따라서, 제 2 모터 발전기의 토크 보정량이 제 1 모터 발전기 (11) 의 보정 제어량의 계산에 추가하여 결정된다 (단계 S8).
다음으로, 결정된 개별 제어량 또는 보정량이 출력된다. 더 상세하게는, 단계 S5에서 결정된 브레이크 유압을 제어하기 위한 커맨드 신호 (단계 S9); 단계 S7에서 결정된 MG1의 목표 속력을 설정하기 위한 커맨드 신호 (단계 S10); 및 단계 S8에서 결정된 제 2 모터 발전기의 토크를 설정하기 위한 커맨드 신호 (단계 S11) 가 출력된다.
한편, 변속이 없기 때문에, 단계 S4의 답이 아니오인 경우, (변속시가 아닌) 정상 운행 시간에서의 브레이크 유압이 계산된다 (단계 S12). 브레이크 유압은 제 2 모터 발전기와 출력 샤프트 (2) 간에 전달되는 토크에 대응하는 토크 용량을 설정하기 위한 것이어서, 제 2 모터 발전기와 출력 샤프트 (2) 간에 전달되기 위해 요구되는 토크에 기초하여 계산될 수 있다.
또한, 정상 운행 시간에서 제 2 모터 발전기의 토크가 계산된다 (단계 S13). 이 정상 운행 시간에서, 엔진 (10) 은 만족할만한 연비를 위해 제어되고, 그 상태에서 구동 요구에 대한 주 원동기 (1) 출력의 초과 및 부족은 제 2 모터 발전기에 의해 보상된다. 따라서, 엔진 (10) 및 제 1 모터 발전기 (11) 에 의해 출력되는 토크 및 요구되는 토크에 기초하여 제 2 모터 발전기의 토크가 계산될 수 있다.
전술한 바와 같이, 엔진 (10) 의 속력은 제 1 모터 발전기 (11) 에 의해 제어될 수 있고, 엔진 (10) 은 최적 연비를 위해 정상 운행 상태에서 운행된다. 따라서, 제 1 모터 발전기 (11) 의 속력으로서, 엔진 (10) 의 최적 연비를 위한 속력이 제 1 모터 발전기 (11) 의 속력으로서의 목표에 대해 계산된다 (단계 S14).
그 후, 단계 9S 내지 단계 11S에서 더 나아간 루틴을 더 설명한다. 이 단계에서는, 단계 S12에서 결정되는 바와 같이, 브레이크 유압을 설정하기 위한 커맨드 신호; 단계 S13에서 결정되는 바와 같이, 제 2 모터 발전기의 토크를 설정하기 위한 커맨드 신호; 및 단계 S14에서 결정되는 바와 같이, 제 1 모터 발전기 (11) 의 속력을 설정하기 위한 커맨드 신호가 개별적으로 출력된다.
변속장치 (6) 에서 전술한 변속 동작 동안 주 원동기 (1) 에 의한 출력 토크의 보정 제어 또는 제어 방법을 더 상세히 설명한다. 도 2에서, 변속장치 (6) 가 변속중인지 여부가 판단된다 (단계 S21). 단계 S21에서의 판단은 변속 동작이 실질적으로 실행되고 있는지 여부에 대한 판단이 아니며, 운송수단이 변속 동작을 위한 운행 상태에 있는지 여부에 대한 판단이다. 단계 S21에서의 답이 아니오인 경우, 제 1 모터 발전기 (11) 의 목표 속력 변화 dnesft 및 엔진 토크 보정량 Teajd가 개별적으로 0으로 재설정되도록 (단계 S22) 출력 토크가 보상될 필요는 없다.
여기서, 제 1 모터 발전기 (11) 의 목표 속력 변화 dnesft는 토크 보상을 위해 채택된다. 이것은 제 1 모터 발전기 (11) 의 목표 속력이 항상 피드백-제어되어 엔진 (10) 을 제어하기 때문이다. 그리고, 0으로 설정된, 토크 보정량 Teajd 및 전술한 목표 속력 변화 dnesft가 출력된다 (단계 S23). 이 경우, 이 신호들은 출력되지 않을 수도 있으나, 요약하면, 제 1 모터 발전기 (11) 의 목표 속력 변화 제어 및 엔진 토크 보정 제어는 실행되지 않는다.
단계 S21의 답이 예 (Yes) 인 경우, 그 변속을 실행하기 위한 커맨드 신호가 출력되었는지 여부가 판단된다 (단계 S24). 변속 출력 때문에 단계 S24의 답이 예인 경우, 변속 시작 시간에 추정 출력 샤프트 토크 Totg가 저장된다 (단계 S25). 요약하면, 변속 동안 유지되어야 할 출력 토크가 유지된다.
그 후, 가드 타이머가 0으로 재설정된다 (단계 S26). 이 가드 타이머는 변속 출력으로부터 브레이크 (B1 및 B2) 의 맞물림/해제 상태를 실질적으로 스위칭하기 위한 제어 시작 순간까지의 시간 주기이고, 잘못된 제어를 방지하기 위해 설정된다. 즉, 그 가드 타이머의 경과를 대기하여 브레이크 (B1 및 B2) 의 실질적인 맞물림/해제 제어 및 토크 보상 제어가 시작된다.
가드 타이머가 단계 S26에서 0으로 재설정된 후 또는 변속 출력이 없기 때문에 단계 S24에서의 답이 아니오인 경우, 가드 타이머가 만족되었는지 여부, 즉, 가드 타이머로서 설정된 시간 주기가 경과되었는지 여부가 판단된다 (단계 S27). 이 경우, 오일 온도가 소정 레벨이거나 그보다 높은 것, 또는 제어 장치가 고장나지 않았을 것 등과 같은 다른 전제조건의 만족 여부가 추가적으로 판단될 수도 있다.
시간 주기가 경과하지 않은 경우 및 변속 출력이 없는 경우, 단계 27의 답은 아니오이며, 제 1 모터 발전기 (11) 의 목표 속력 변화 dnesft 및 엔진 토크 보정량 Teajd가 개별적으로 0으로 재설정되도록 (단계 S28) 출력 토크를 보상할 필요가 없다. 이 제어들은 전술한 단계 S22에서의 제어와 유사하다. 따라서, 이 경우, 루틴은 단계 S23으로 진행하여, 0으로 설정된 값을 가지는 개별 신호 dnesft 및 Teajd가 출력된다. 즉, 제 1 모터 발전기 (11) 의 목표 속력 변화 제어 및 엔진 토크 보정 제어가 모두 실행되지 않는다.
반대로, 단계 S27의 답이 예인 경우, 변속장치 (6) 에서 실질적으로 브레이크 (B1 및 B2) 의 맞물림/해제 상태를 스위칭 하기 위한 변속 제어 및 그에 따른 토크 보상 제어가 실행된다. 더 상세하게는, 가드 타이머가 우선 만족됨에 따라, 해제측 브레이크 (즉, 업시프트 경우의 제 2 브레이크) (B2) 는 점진적으로 해제되고, 맞물림측 브레이크 (즉, 업시프트 경우의 제 1 브레이크) (B1) 는 팩 클리어런스 (pack clearance) 가 감소되는 결합 직전에 저압 대기 상태로 우선 유지된다. 따라서, 브레이크 (B1 및 B2) 의 토크 용량 (또는 맞물림 압력) 에 기초하여, 추정 출력 샤프트 토크 To가 계산된다 (단계 S29). 더 상세하게는, 변속 동작 동안 토크 위상에서는, 출력 토크가 점진적으로 감소하도록 제 2 모터 발전기로부터 출력 샤프트 (2) 로 작용되는 토크가 개별 브레이크 (B1 및 B2) 의 토크 용량에 따라 제한된다. 따라서, 감소된 출력 토크가 전술한 저장된 출력 샤프트 토크 Totg 로부터 감산되면, 그 시점에서 추정 출력 샤프트 토크 To를 결정할 수 있다.
이렇게 결정된 추정 출력 샤프트 토크 To와 변속 시작 시간에 이미 저장된 추정 출력 샤프트 토크 Totg간의 차이가 소정값을 초과하는지 여부가 판단된다 (단계 S30). 개별 브레이크 (B1 및 B2) 의 토크 용량이 변화하면, 실질적인 변속이 시작하도록 출력 샤프트 (2) 의 토크는 감소한다. 따라서, 단계 S30에서, 변속의 사실상 시작이 판단된다. 따라서, 단계 S30의 답이 아니오인 경우, 루틴은 전술한 단계 S28까지 진행하여, 출력 샤프트 토크의 소위 "토크 보상" 이 실행되지 않는다.
반대로, 단계 S30의 답이 예이면, 사실상 변속이 시작되어 출력 샤프트 토크를 감소시킨다. 따라서, 제 1 모터 발전기 (11) 에 의한 토크 보상을 위해, 제 1 모터 발전기 (11) 의 목표 변화 dnesft가 계산된다 (단계 S31). 도 17의 (A) 에 파선으로 표시된 바와 같이, 제 1 모터 발전기에서의 반응이 속력을 감소시키기 위해 증가되면, 도 17의 (A) 에서와 같이, 엔진에 의한 토크가 캐리어 (19) 상에서 상부로 작용하기 때문에, 그 토크는 증가되어 링 기어 (18) 및 링 기어에 접속된 출력 샤프트 (2) 의 속력을 유지할 수 있다.
여기서, 제 1 모터 발전기 (11) 에 의한 토크 보상은 출력 샤프트 토크의 하강, 즉, 변속 시작 시간에서 추정 출력 샤프트 토크 Totg와 변속 동안 각 시점에서 추정 출력 샤프트 토크 To간의 차이 (Totg-To) 를 감소시키도록 실행된다. 따라서, 전술한 토크 차이 (Totg-To), 변속 출력으로부터 관성 위상의 시작까지의 시간 주기 Tinr 및 변속 출력으로부터 변속 종료까지의 시간 주기 Tend에 기초하여 제 1 모터 발전기 (11) 의 목표 속력 변화 dnesft가 결정된다. 더 상세하게는, 제 1 모터 발전기의 목표 속력 변화 dnesft가 변속 동작의 진행 정도에 따라 계산된다. 예를 들어, 이 계산은 개별 시점에서 개별 브레이크 (B1 및 B2) 의 토크 용량 값 및 제 1 모터 발전기 (11) 의 속력 변화에 수반하는 관성 토크에 기초한 연산이다. 또는, 그 계산은, 변속 동작의 진행 정도에 따라 맵 값을 판독하여, 개별 운행 상태에 따른 소정 맵 값에 기초한 연산이다.
또한, 제 1 모터 발전기 (11) 에 의한 반응이 증가되면, 도 17의 파선에 표시된 바와 같이, 로드는 엔진 속력을 낮추도록 작동한다. 따라서, 엔진 속력의 감소를 가능한 억제하여 출력 샤프트 토크를 유지하기 위해, 엔진 토크의 보정량 Teajd이 계산된다 (단계 S32). 이 계산은 유성 기어 메카니즘 (12) 의 기어 비율 (즉, 태양 기어 (17) 와 링 기어 (18) 의 이 (tooth) 수 사이의 비율) 및 제 1 모터 발전기 (11) 에 의해 출력되는 토크에 기초하여 이루어진다.
다음으로, 관성 위상이 판단된다 (단계 S33). 관성 위상 상태에서, 소정 회전 부재의 속력은 기어 변속 후의 기어 비율에 따라 변화한다. 따라서, 도 16에 도시된 전술한 하이브리드 구동 유닛에서 업시프트의 경우, 관성 위상의 시작은 제 2 모터 발전기의 속력에서의 감소로부터 판단될 수 있다.
단계 S33에서의 답이 아니오인 경우, 루틴은 단계 S23으로 진행한다. 더 상세하게는, 단계 S31에서 설정된 바와 같이, 제 1 모터 발전기 (11) 의 목표 속력 변화 dnesft 및 단계 S32에서 설정된 엔진 토크 보정량 Teajd가 제 1 모터 발전기의 목표 속력 변화 제어 및 엔진 토크 보정 제어를 실행하도록 출력된다.
반대로, 단계 S33에서의 제 1 답이 예인 경우, 그 순간의 타이머 값 (즉, 변속 출력 순간에 카운트를 시작한 타이머의 값) 이 저장 (또는 유지) 되도록 (단계 S34) 판단이 만족되는 순간에 관성 위상이 시작된다. 요약하면, 관성 위상의 시작 시간이 학습된다. 이것은 변속중인 제 1 모터 발전기 (11) 의 제어 초기 값을 최적화했기 때문이고, 제 1 모터 발전기 (11) 의 제어 초기 값이 관성 위상 시작의 전진/지연에 따라 증가/감소된다.
또한, 변속의 종료가 판단된다 (단계 S35). 이 판단은 제 2 모터 발전기의 속력과 기어 변속 후의 속력, 즉, 출력 샤프트 (2) 의 속력과 기어 변속 후의 기어 비율과의 곱이 소정의 기준값 이하인지 여부를 판단하여 이루어진다. 단계 S35의 답이 아니오인 경우, 루틴은 단계 S23까지 진행하여, 목표 속력 변화 dnesft 및 단계 S31 또는 단계 S32에서 계산된 엔진 토크 보정량 Teajd 이 출력된다. 요약하면, 관성 위상에서 제 1 모터 발전기 (11) 의 목표 속력 변화 제어 및 엔진 토크 보정 제어가 실행된다.
반대로, 단계 S35의 답이 예가 되도록 변속 종료 판단이 만족되는 경우, 목표 속력 변화 dnesft 및 엔진 토크 보정량 Teajd는 개별적으로 0으로 재설정된다 (단계 S36). 다음으로, 그 순간에 변속 출력으로부터의 경과 시간 Tend가 유지된다 (또는 저장된다) (단계 S37). 그 후, 루틴은 단계 S23까지 진행하여, 0으로 재설정된 개별 신호들 dnesft 및 Teajd가 출력된다. 따라서, 제 1 모터 발전기 (11) 의 목표 속력 변화 제어 및 엔진 토크 보정 제어가 종료된다.
전술한 도 2의 제어가 실행된 경우의, 제 2 모터 발전기의 속력 NMG2 에서의 변화, 추정 출력 샤프트 토크 To 및 그 경우의 엔진 토크 보정량 Teajd가 도 3에 타임 차트로서 도시되어 있다. 변속장치 (6) 에서 변속을 실행하기 위한 운행 상태가 시점 t1에서 만족되고 검출되면, 변속 신호는 소정의 시간 주기 T1이 경과한 후 시점 t2에서 출력된다. 예를 들어, 맞물림측 상의 마찰식 계합 장치 (예를 들어, 전술한 특정예에서의 브레이크) 에 대한 공급 압력을 일시적으로 증가시켜 팩 클리어런스를 감소시키고 그 후 맞물림 압력을 저압 유지 (standby) 로 낮춘 패스트-필이 실행된다.
변속 출력 후 소정의 가이드 타이머가 만족될 때 (시점 t3), 실질적인 변속 제어가 시작된다. 예를 들어, 해제측 상의 마찰식 계합 장치의 맞물림 압력이 단계적으로 소정 레벨까지 낮아진다. 그 결과, 제 2 모터 발전기와 출력 샤프트 (2) 간의 전달 토크 용량이 낮아져, 추정 출력 샤프트 토크 To가 점진적으로 낮아진다. 토크 감소, 즉, 추정 출력 샤프트 토크 To와 변속 시작 시간 t2에서의 추정 출력 샤프트 토크 Totg간의 차이가 소정의 기준값 TQNGCTST를 초과할 때 (시점 t4), 주 원동기 (1) 의 변속 제어가 시작된다. 요약하면, 제 1 모터 발전기 (11) 의 목표 속력 변화 제어 및 엔진 토크 보정 제어가 시작된다. 여기서, 그 제어가 실행되고 있음을 표시하는 실행 플래그 xngadjex가 턴 온된다.
전술한 바와 같이, 이 제어는 제 1 모터 발전기 (11) 에 의한 반응을 증가시켜 제 1 모터 발전기 (11) 및 엔진 (10) 의 속력을 점진적으로 감소시키는 것이다. 따라서, 그 속력에서의 변화에 기인하는 관성 토크가 출력 샤프트 (2) 에 작용되어 변속 동안의 출력 샤프트 토크가 감소로부터 억제된다. 또한, 이 경우, 단계 S32에서의 엔진 토크가 보정되어, 제 1 모터 발전기 (11) 에 의한 반응의 증대에 대항하는 포지티브 토크가 증가하여 엔진 속력의 초과하는 감소를 억제하거나 방지한다. 엔진 토크 보정량 Teajd가 상한으로 설정된 예가 도 3에 도시되어 있다.
해제측 브레이크의 맞물림 압력에서의 감소 및 맞물림측 브레이크의 맞물림 압력에서의 증가에 따라, 토크에서의 변화가 변속장치 (6) 에서 발생하고 어느 정도까지 진행한다. 그 후, 제 2 모터 발전기와 같은 회전 부재에서 회전 변화가 발생한다. 요약하면, 관성 위상이 시작된다 (시점 t5에서). 회전 변화에 수반하는 관성 토크가 출력 샤프트 (2) 에 작용되어 도 3에 도시된 바와 같이, 추정 출력 샤프트 토크가 점진적으로 증가한다.
또한, 제 2 모터 발전기의 속력이 기어 변속 후의 기어 비율에 따른 값까지 점진적으로 낮아져, 속력에서의 차이가 소정값 NNGADJEDU까지 낮아질 때, 종료 조건이 만족된다. 그 결과, 제 1 모터 발전기 (11) 의 목표 속력 변화 dnesft 및 엔진 토크 보정량 Teajd가 0으로 제어된다. 또한, 특별히 도시되지는 않았으나, 맞물림측 브레이크의 맞물림 압력이 기어 변속 후 정상 상태에서의 압력까지 빠르게 증가된다.
또한, 그 후의 시점 t7에서, 제 2 모터 발전기의 속력이 기어 변속 후의 기어 비율에 따른 속력, 즉, 출력 샤프트 (2) 의 속력과 동일해지고, 목표 속력 변화 dnesft 및 엔진 토크 보정량 Teajd는 0이 되어 제어를 종료한다. 또한, 전술한 실행 플래그 xngadjex는 OFF (0) 로 재설정된다.
본 발명에 따른 제어 장치에서는, 전술한 바와 같이, 제 2 모터 발전기와 출력 샤프트 (2) 사이에 배열된 변속장치 (6) 의 변속 동안, 주 원동기 (1) 를 구성하는 제 1 모터 발전기 (11) 의 속력에서의 변화에 의한 토크 제어가 실행되어 출력 샤프트의 하강을 억제한다. 따라서, 변속에 수반하는 출력 샤프트 토크의 변화폭 또는 변화율이 억제되어 변속 쇼크를 방지하거나 회피한다.
변속장치 (6) 의 전술한 변속은 개별 브레이크 (B1 및 B2) 중 하나를 해제하고 다른 하나를 맞물림시켜 실행된다. 따라서, 변속 동작의 진행 상태에 따라 적어도 하나의 브레이크의 맞물림 압력을 제어하는 것이 바람직하다. 이 경우, 제어되는 맞물림 압력은 제 2 모터 발전기측으로부터 출력 샤프트 (2) 로 작용되는 토크 또는 그 감소량에 관련되고, 나아가 주 원동기 (1) 측 상에서 보정되는 토크에 관련된다. 따라서, 주 원동기 (1) 측 상의 토크 보정은 브레이크의 맞물림 압력 또는 그 제어량에 기초하여 이루어질 수 있다.
도 4는 그 제어예를 도시하는 타임 차트이다. 토크가 제 2 모터 발전기로부터 출력되는 동안 저속 기어 스테이지 L로부터 고속 기어 스테이지 H로 변속이 이루어지는 파워-온 업 시프트의 예가 나타나 있다. 더 상세하게는, 변속 출력에 대한 시점 t11은 도 3의 시점 t2에 대응하고, 고속 기어 스테이지에서 제 1 브레이크 (B1) 로 유압이 빠르게 공급되어 소위 "패스트-필" 이 실행된다. 이것은 고속 기어 스테이지에서 유압 Phi를 일시적으로 증가시키고, 그 후 소정의 저 레벨에서 이를 유지하기 위한 제어이다.
그 후, 가드 타이머가 만족되거나, 또는 가드 타이머 만족 후 변속 제어가 실질적으로 시작되어, 저속 기어 스테이지에서 제 2 브레이크 (B2) 의 유압 Plo가 단계적으로 소정 레벨까지 낮아진다 (시점 t12). 제 2 브레이크 (B2) 의 유압이 낮아짐 (또는 스윕 다운됨) 에 따라, 제 2 모터 발전기에 작용하고 있던 네거티브 토크가 감소하여, 제 2 모터 발전기의 속력 NMG2가 상승한다. 그 속력 NMG2와 변속 동작 전의 기어 비율에 따른 속력간의 차이가 소정 판단 기준값보다 커졌을 때, 제 2 모터 발전기의 속력이 상승한 것에 대한 소위 "모터 블로우" 결정이 만족된다. 이 경우, 제 2 모터 발전기 속력이 변하지 않고 상승하는 것을 회피하기 위해, 제 2 브레이크 (B2) 의 유압은 일시적으로 오버랩 방식으로 증가된다.
그리고, 고속 기어 스테이지의 유압 Phi가 점진적으로 증가하면서 (또는 스윕 업) 저속 기어 스테이지의 유압 Plo 는 낮아진다. 이 경우, 저속 기어 스테이지의 유압 Plo가 피드백-제어되어 (또는 FB-제어되어) 제 2 모터 발전기의 속력은 저속 기어 스테이지의 기어 비율에 따른 속력을 소정량만큼 초과할 수도 있다. 즉, 저속 기어 스테이지에서 제 2 브레이크 (B2) 의 슬라이드가 제 2 모터 발전기의 속력에 기초하여 피드백-제어되어 제 2 모터 발전기의 속력은 전술한 값을 가질 수도 있다.
전술한 개별 유압 Phi 및 Plo를 변화시킴으로써, 추정 출력 샤프트 토크 To가 하강하여 제 1 모터 발전기 (11) 의 출력 토크는 그 하강을 억제하도록 제어된다. 관성 토크는 제 1 모터 발전기 (11) 의 속력 제어에 의해 생성되어 출력 샤프트 토크를 보상할 수 있다. 그러나, 제 1 모터 발전기 (11) 가 유성 기어 메카니즘 (12) 을 통해 엔진 (10) 및 출력 샤프트 (2) 에 접속되어 출력 샤프트 토크의 하강은 제 1 모터 발전기 (11) 의 출력 토크를 제어함으로써 억제될 수 있다. 따라서, 도 4에 도시된 예에서, 제 1 모터 발전기 (11) 의 출력 토크가 제어된다.
여기서, 제 1 모터 발전기 (11) 의 토크 제어 시작 타이밍 또는 제어 시작 시간에서의 초기 제어량 또는 토크 상승 경사와 같은 초기 제어 내용은 관성 위상의 학습까지의 학습 시간 주기 Tinr 및/또는 종료 조건 만족까지의 학습 시간 Tend에 기초하여 보정된다. 따라서, 제 1 모터 발전기 (11) 의 토크 제어가 더 정밀하게 이루어진다.
더 상세하게는, 제 2 모터 발전기의 속력 편차에 기초한 저속 기어 스테이지 유압 Plo의 피드백 보정량에 기초하여 제 1 모터 발전기 (11) 의 토크 보정량 (또는 MG1의 토크 보정량) Tgadj가 설정된다. 여기서, 도 4는 소위 "상한 (또는 상부 가드)" 으로 설정된 토크 보정량 Tgadj의 예를 도시한다.
변속 동작에 참가하는 토크 용량은 맞물림 압력 및 마찰 계수에 의해 결정되어 맞물림 압력 또는 마찰 계수의 분배이 제 2 모터 발전기의 속력으로서 나타난다. 따라서, 전술한 피드백 제어를 위한 구성의 경우, 맞물림 압력 제어의 분배이 저속 기어 스테이지 유압 Plo의 제어에 반영될 수 있어서, 개별 유압의 제어 및 그에 기초한 제 2 모터 발전기의 속력 제어는 안정화될 수 있다.
저속 기어 스테이지 유압 Plo가 점진적으로 하강하고, 고속 기어 스테이지 유압 Pli가 점진적으로 상승함에 따라, 제 2 모터 발전기의 속력은 변속 동작 후 고속 기어 스테이지 H에서의 기어 비율에 따른 속력 쪽으로 점진적으로 감소하기 시작한다. 그 결과, 제 2 모터 발전기의 속력 NMG2가 저속 기어 스테이지 L에서의 기어 비율에 따른 속력보다 소정값 이상만큼 낮아지기 시작할 때, 관성 위상 시작의 결정이 만족된다 (시점 t14).
이 시점에서, 저속 기어 스테이지에서의 제 2 브레이크 (B2) 가 완전히 해제되어 저속 기어 스테이지 유압 Plo가 실질적으로 0이 된다. 따라서, 제 2 모터 발전기의 속력 및 제 2 모터 발전기로부터 출력 샤프트 (2) 로 작용되는 토크는 제 1 브레이크 (B1) 의 고속 기어 스테이지 유압 Phi 및 속력 변화에 기인한 관성 토크에 의해 발생된다.
제 2 모터 발전기의 속력이 변속 동작 후 고속 기어 스테이지 H에서의 값 쪽으로 낮아지고 추정 출력 토크 To가 점진적으로 상승함에 따라, 변속 종료 조건은 그 속력에 기초하여 만족된다 (시점 t15). 그 결과, 고속 기어 스테이지의 유압 Phi가 라인 압력 또는 보정된 압력까지 빠르게 증가된 직후에, 제어가 종료된다 (시점 t16). 여기서, 관성 위상 시작 결정이 만족될 때, 제 2 모터 발전기의 출력 토크는 점진적으로 증가된다 (시점 t14).
전술한 변속장치 (6) 에서의 변속 동작은 운송수단의 운행 상태에 기초하여 일반 자동 변속장치에서의 변속 동작과 유사하게 판단된다. 따라서, 운송수단의 운행 상태를 정밀하게 검출하는 것이 바람직하고, 변속 동작은 검출된 운행 상태에 따라 실행된다. 도 5는 변속장치 (6) 에서의 변속 제어 또는 변속 방법의 또 다른 예를 도시한다. 도시된 예에서, 운송수단의 운행 상태에 대한 하나의 요건으로서 운송수단 속력이 우선 계산된다. 더 상세하게는, 출력 샤프트 (2) 의 속력을 검출하기 위한 출력 샤프트 속력 센서 Sout에 의해 검출된 출력 샤프트 속력 No가 소정값보다 낮아지는지 여부가 판단된다 (단계 S41).
이 종류의 센서 Sout는 일반적으로 펄스 기어 및 전자기 픽업을 사용한다. 이 출력 샤프트 속력 센서 Sout는 더 낮은 속력에서 더 낮은 검출 정밀도를 가진다. 단계 S41에서의 답이 예 (YES) 인 경우, 즉, 출력 샤프트 (2) 의 속력이 낮은 경우, 출력 샤프트 (2) 의 속력이 제 1 모터 발전기 (11) 의 속력 Ng 및 출력 샤프트 (2) 의 속력으로부터 계산된다 (단계 S42). 더 상세하게는, 엔진 속력 Ne, 제 1 모터 발전기 (11) 의 속력 Ng 및 출력 샤프트 (2) 의 속력 사이에 도 17의 (A) 에서 도시된 전술한 관계가 유지되어, 출력 샤프트 (2) 의 속력은 엔진 속력 Ne 및 제 1 모터 발전기 (11) 의 속력 Ng로부터 계산될 수 있다.
단계 S41의 답이 아니오 (NO) 인 경우, 운송수단의 속력은 출력 샤프트 속력 센서 Sout에 의한 속력 No에 기초하여 계산된다. 반대로, 단계 S41의 답이 예 인 경우, 운송수단의 속력은 단계 S42에서 계산된 출력 샤프트 (2) 의 속력에 기초하여 계산된다 (단계 S43). 따라서 운송수단의 속력은 정밀하게 결정된다.
다음으로, 구동 요구가 계산된다 (단계 S44). 이 구동 요구는 제 2 모터 발전기에 대해 요구되는 구동력이고 종래 기술에서 일반적으로 채택되는 방법에 의해 계산될 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 구동력은 운송수단의 속력, 가속기 개방, 준비된 맵에 기초하여 결정될 수 있다.
또한, 기어 변속이 결정된다 (단계 S45). 이 결정은 통상의 자동 변속장치에서의 결정과 유사하게 이루어진다. 더 상세하게는, 운송수단의 속력 및 구동 요구를 파라미터로서 사용하여 업시프트 라인 및 다운시프트 라인이 변속 다이어그램 (또는 변속 맵) 에 제공된다. 기어 변속의 결정은 운송수단의 속력 또는 구동 요구가 변속 라인 중 하나와 교차하는 경우에 만족된다. 예를 들어, 운송수단 속력이 업시프트 라인을 따라 저속 측으로부터 고속 측으로 변화하는 경우, 업시프트 결정이 만족된다. 반대로, 운송수단의 속력이 고속 측으로부터 저속 측으로 다운시프트 라인을 교차하는 경우, 다운시프트 결정이 만족된다. 또한, 운송수단 속력이 변화하지만 변속 라인 중 하나와 교차하지 않는 경우, 그 시점에서의 기어 스테이지는 유지되어 기어 변속의 결정이 만족되지 않는다.
변속 라인은 기어 변속 전후의 동력이 동일하도록 설정된다. 더 상세하게는, 출력 샤프트에 토크를 추가하는 제 2 모터 발전기의 출력 특징이 도 6에 도시되어 있다. 저속 기어 스테이지 L에서의 출력에 대한 영역 B는 고속 기어 스테이지 H에서의 출력에 대한 영역 A보다 더 높은 구동력 측으로 더 확장된다. 따라서, 저속 기어 스테이지 L이 영역 A보다 더 높은 구동력 측 상에 설정된 상태로 업시프트가 고속 기어 스테이지 H로 이루어지면, 구동력은 영역 A로 하강한다. 따라서, 구동력에서의 이 변화는 쇼크를 발생시킬 수도 있다. 이 상황을 회피하기 위해, 운송수단의 운행 상태가 영역 A에 있는 경우 기어 변속이 발생할 수 있도록, 즉, 기어 변속 전후에 동력이 동일할 수 있도록 변속 라인이 설정된다. 도 6은 업시프트 라인의 일 예를 개략적으로 도시한다.
단계 S45의 답이 아니오인 경우, 루틴은 어떠한 특별한 제어 없이 복귀한다. 반대로, 단계 S45의 답이 예인 경우, 운송수단의 운행 상태가 변속 허용 범위 내에 있는지 여부가 결정된다 (단계 S46). 이 변속 허용 범위를 결정하기 위한 조건은 소위 "래틀링 잡음" 이 제 2 모터 발전기와 출력 샤프트 (2) 사이 또는 그 관련 부분의 구동 라인에서 발생할지 여부이다. 더 상세하게는, 0 구동력 부근에서는, 변속장치 (6) 를 구성하는 개별 기어의 맞물림 상태가 반전되도록 치면의 결함/해제가 발생하고, 기어 변속이 이 상태에서 금지된다. 또한, 구동력의 네거티브 상태에서 파워 모드로의 기어 변속 또는 토크-업 상태로의 기어 변속 중 하나가 금지된다. 또한, 구동력의 포지티브 상태에서 재생 모드로의 기어 변속 또는 토크-다운 상태로의 기어 변속 중 하나가 금지된다.
따라서, 단계 S46의 답이 아니오인 경우, 기어 변속은 실행될 수 없어서 루틴은 어떤 특별한 제어없이 복구된다. 반대로, 단계 S46의 답이 예인 경우, 유압 시스템의 고장과 같은 제어 장치의 고장이 판단된다 (단계 S47). 이 판단은 제어 신호의 출력과 무관하게 소정의 유압이 증가하지 않음에 기초하여 이루어질 수 있다.
고장 때문에, 단계 S47에서의 답이 예인 경우, 변속이 실행될 수 없는 상황이 되기 때문에 어떤 특별한 제어없이 루틴은 복구된다. 따라서 이 경우, 현재 기어 스테이지가 유지된다. 반대로, 단계 S47의 답이 아니오인 경우, 기어 변속이 출력된다 (단계 S48). 이 기어 변속 출력은 고속 기어 스테이지 H와 저속 기어 스테이지 L 사이의 기어 변속 및 전진 범위 (또는 구동 범위) 및 후진 범위 (또는 리버스 범위) 사이의 기어 변속을 포함한다.
또한, 기어 변속이 파워-온 상태에서 이루어지는지 여부가 판단된다. 이 판단은 제 2 모터 발전기의 출력 토크에 기초하여 이루어질 수 있다. 제 2 모터 발전기가 토크를 출력하고 있는 경우, 파워-온 상태가 되어 단계 S49의 답은 예가 된다. 반대로, 출력 샤프트 (2) 로부터 제 2 모터 발전기로 토크가 입력되는 경우 및 제 2 모터 발전기가 토크를 출력하고 있지 않는 경우, 파워-오프 상태가 되어 단계 S49의 답은 아니오가 된다.
또한, 단계 S49의 답이 예인 경우, 변속장치 (6) 에서 개별 브레이크 (B1 및 B2) 의 유압은 파워-온 상태로 제어된다 (단계 S50). 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 전술한 변속 제어는 파워-온 상태에서 유압 제어의 일 예이다. 반대로, 단계 S49의 답이 아니오인 경우, 파워-오프 상태에서의 유압 제어가 실행된다 (단계 S51). 업시프트의 일 예가 도 7에 타임 차트로서 도시되어 있다.
업시프트의 경우, 기어 변속 후 제 2 모터 발전기의 속력은 기어 변속 전의 속력보다 낮아진다. 따라서, 파워-오프 상태에서, 제 2 모터 발전기는, 구동 라인으로부터 분리될 때 자연스럽게 낮아지는 속력을 가진다. 따라서, 저속 기어 스테이지 유압 커맨드 값 Pbl은 완전한 해제를 위한 낮은 레벨까지 단계적으로 낮아지고, 고속 기어 스테이지 유압 커맨드 값 Pbh는 일시적으로 증가되어 제 1 브레이크 (B1) 의 팩 클리어런스가 감소되는 패스트 필을 실행한다.
개별 브레이크 (B1 및 B2) 유압의 이러한 제어에 의해, 제 2 모터 발전기와 출력 샤프트 (2) 사이의 전달 토크가 낮아져 제 2 모터 발전기에 의한 생성 토크를 감소시킨다. 따라서, 주 원동기 (1) 측 상의 토크 보정 제어는 가드 타이머가 만족되는 시점 t22로부터 시작된다. 한편, 제 2 모터 발전기의 토크가 피드백-제어되어 (또는 FB-제어되어) 제 2 모터 발전기의 속력 NMG2와 그 목표 속력 Nmtg 사이의 편차는 소정값 이내일 수도 있다.
그 사이에, 제 2 모터 발전기의 속력 NMG2는 점진적으로 감소한다. 기어 변속 후 고속 기어 스테이지 H에서의 기어 비율에 따른 속력으로부터의 차이가 소정값 이하일 때, 속력의 동기화 결정이 만족된다 (시점 t23). 이와 동시에, 고속 기어 스테이지 유압 커맨드 값 Pbh가 증가하고, 저속 기어 스테이지 유압 커맨드 값 Pbl이 0으로 감소한다.
제 2 모터 발전기의 속력 NMG2가 그 동기화 속력에 접근함에 따라, 피드백 제어 토크의 절대값은 소정값 (시점 t24) 을 초과하고, 피드백 제어는 종료된다. 그 후, 구동 요구에 따른 모터 토크가 회복된다. 그 후, 제어가 종료된다 (시점 t25).
변속장치 (6) 의 변속 동작 동안 출력 샤프트 토크의 감소가 주 원동기 (1) 측 상의 토크에 의해 억제되는 경우, 전술한 바와 같이, 제 1 모터 발전기 (11) 의 토크를 보정하여 엔진 속력이 변경될 수도 있다. 한편, 도 8에 개략적으로 도시된 바와 같이, 소정값 이상인 범위 내에서 속력 Ne가 증가함에 따라 (네거티브 토크 경사 (Te/Ne) 로) 토크 Te가 하강하는 것이 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진과 같은 통상의 내연 엔진의 출력 특징이다.
따라서, 운송수단이 전체로서 파워-온 상태에서 운행하고 있는 경우, 토크 경사가 네거티브인 영역내에서 전술한 도 1의 단계 S7에서의 제 1 모터 발전기 (11) 에 의한 토크 보상, 또는 도 2에 도시된 제어에서의 제 1 모터 발전기 (11) 속력의 보정 제어 중 하나를 실행하는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로, 엔진 속력이 기어 변속시에 감소되려는 것에 따라 엔진 토크가 증가되어 결국 엔진 속력의 감소가 억제된다. 즉, 기어 변속시에 주 원동기 (1) 에 의한 출력 샤프트 토크의 보정 제어 및 엔진 속력 제어의 필요가 감소되어 제어가 용이해진다.
전술한 특정 예와 본 발명간의 관계를 간략하게 설명한다. 전술한 단계 S7 또는 단계 S31의 제어를 위한 수단 (즉, 인버터 (14), 배터리 (15) 및 전자 제어 유닛 (MG1-ECU) (16)) 은 제 1 토크 보정 수단 (또는 보정기) 또는 본 발명의 제 1 토크 보정 수단에 대응하고; 단계 S32의 제어를 위한 수단 (즉, 전자 제어 유닛 (E-ECU) (13)) 은 제 2 토크 보정기 또는 제 2 토크 보정 수단에 대응하고; 단계 S46의 제어를 위한 수단 (즉, 전자 제어 유닛 (T-ECU) (27)) 은 변속 금지기 또는 본 발명의 변속 금지 수단에 대응한다.
전술한 도 1에 도시된 제어에 따르면, 모터 발전기 (5 및 11) 중 적어도 하나의 토크는 기어 변속 동안 샤프트 토크를 보상하기 위해 제어되지만, 제 2 모터 발전기는 변속장치 (6) 를 통해 출력 샤프트 (2) 에 접속된다. 따라서, 본 발명의 제어 장치에서는, 기어 변속에 수반하는 출력 샤프트 토크의 변동을 억제하기 위해 제 2 모터 발전기의 토크가 기어 변속 상태에 따라 제어된다. 이것은 도 1에 도시된 단계 S8의 제어에 대응한다. 요약하면, 본 발명에 따른 제어 장치는 도 9에 도시된 제어를 실행하도록 구성된다.
도 9에 도시된 제어 예 또는 제어 방법에서는, 변속장치 (6) 가 변속중인지 여부가 우선 판단된다 (단계 S121). 통상의 운송수단 자동 변속장치에서의 기어 변속 판단과 유사하게, 운송수단 속력 또는 출력 샤프트 속력, 가속기 개방 및 구동 요구를 파라미터로서 사용한 변속 맵에 기초하여 변속장치 (6) 에서의 기어 변속 판단이 이루어진다. 따라서, 기어 변속의 판단이 만족되었다는 사실 또는 그 판단의 만족에 수반하는 제어가 시작되었다는 사실에 의해 단계 S121를 판단하는 것이 가능하다.
단계 S121의 답이 아니오인 경우, 즉, 변속장치가 변속중이 아닌 경우, 제 2 모터 발전기의 토크 보정 Tmadj은 0으로 설정된다 (단계 S122). 토크 보정량 Tmadj 또는 제 2 모터 발전기의 "0" 이 출력된다 (단계 S123). 즉, 기어 변속의 원인 때문에 보정되지 않은 제동력 요구 또는 가속 요구 (또는 구동력의 요구량) 와 같은 가속/감속 요구에 따라 제 2 모터 발전기의 토크가 하나로 제어된다. 그 후, 루틴은 복귀한다.
반대로, 변속중이기 때문에, 단계 S121의 답이 예인 경우,기어 변속을 위한 제어 신호가 출력되었는지 여부가 판단된다 (단계 S124). 기어 변속을 실질적으로 시작하기 위해, 기어 변속 전에 기어 스테이지를 설정하도록 작용되었던 마찰식 계합 장치의 맞물림 압력을 낮추기 위한 것이 이 제어 신호의 예이다. 단계 S124에서의 판단 시점에 변속 출력이 있으면, 단계 S124의 답은 예 (YES) 이다. 변속 출력이 이미 존재한다면, 단계 S124의 답은 아니오이다. 또한, 단계 S124의 답이 예인 경우, 변속 순서 측정 타이머 (또는 가드 타이머) 는 시작을 위해 0으로 재설정된다 (단계 S125). 또한, 이 시점에서 출력 샤프트 토크 To의 추정값 Totg가 저장된다 (단계 S126). 이것은 변속 시작 시간의 추정 토크가 변속 동작 동안 출력 샤프트 토크의 목표 값으로서 채택되기 때문이다. 그 후, 가드 타이머가 만족되었는지 여부, 즉, 가드 타이머의 시작 시간으로부터 소정 시간 주기가 경과했는지 여부가 판단된다 (단계 S127).
반대로, 변속 출력이 이미 존재하기 때문에, 단계 S124의 답이 아니오인 경우, 가드 타이머는 이미 시작되었다. 따라서, 루틴은 가드 타이머의 시작 시간으로부터 소정 시간 주기가 경과했는지 여부를 판단하는 단계 S127로 즉시 진행한다. 여기서, 구동력이 빠르게 변화되지 않은 것, 오일 온도가 소정 레벨 이상인 것 및 제어가 실패하지 않은 것과 같은 토크 보정에 대한 전제조건이 만족되었는지를 단계 S127에서 판단할 수도 있다.
따라서, 단계 S127의 답이 아니오인 경우, 제 2 모터 발전기의 출력 토크가 출력 샤프트 토크의 보조를 실행하도록 보정되는 상황이 아니다. 따라서, 루틴이 단계 S122로 진행하여, 제 2 모터 발전기의 출력 토크의 보정량 Tmadj가 0으로 설정된다. 반대로, 단계 S127의 답이 예이면, 모터 블로우의 결정이 만족되었는지 여부가 판단된다 (단계 S128).
전술한 변속장치 (6) 에서, 하나의 브레이크 (B1) (또는 B2) 가 해제되는 반면 다른 하나의 브레이크 (B2) (또는 B1) 는 맞물리는 소위 "결합 상호교환" 에 의해 기어 변속 동작이 실행된다. 따라서, 제 2 모터 발전기가 토크를 출력하고 있는 파워-온 상태의 기어 변속시에, 해제측 상 (또는 드레인 측 상) 의 브레이킹 토크 용량이 감소함에 따라 제 2 모터 발전기의 회전을 억제하기 위해 작용하고 있던 토크가 감소한다. 따라서, 제 2 모터 발전기의 속력은 그 시간의 기어 비율에 따른 속력보다 높아진다. 따라서, 제 2 모터 발전기의 속력 NT에 기초하여 단계 S128의 판단이 이루어질 수 있다.
제 2 모터 발전기 속력의 블로우의 결정이 만족되어 단계 S128의 답이 예인 경우, 드레인 측 브레이크 (즉, 해제측 상의 마찰식 계합 장치) 의 피드백 (FB) 제어가 실행된다 (단계 S129). 더 상세하게는, 검출된 속력 차이에 기초하여 드레인 측 상의 브레이크의 맞물림 압력이 제어되어, 제 2 모터 발전기의 속력은 기어 변속 전 기어 비율에 기초하여 결정된 값보다 소정값만큼 높을 수도 있다.
마찰식 계합 장치의 맞물림 압력과 마찰식 계합 장치의 토크 용량은 실험 또는 학습 제어에 의해 미리 결정될 수 있다. 피드백 제어 (또는 FB 제어) 에 의해 설정된 맞물림 압력에 기초하여, 해제측 상의 마찰식 계합 장치의 토크 용량, 즉, 브레이크 (B1) (또는 브레이크 (B2)) 가 결정될 수 있다. 그 토크 용량의 토크 및 맞물림측 상의 토크 용량의 토크가 제 2 모터 발전기로부터 출력 샤프트 (2) 로 전달되어 출력 샤프트 토크 To는 드레인 측 브레이크의 토크 용량으로부터 계산될 수 있다 (단계 S130). 요약하면, 드레인 측 브레이크의 토크 용량에 기초하여, 출력 샤프트 토크 To 의 감소가 결정되어 출력 샤프트 토크 To가 계산될 수 있다. 모터 블로우의 결정이 이미 만족되어 단계 S128의 답이 아니오인 경우, 루틴은 단계 S130으로 직접 진행한다.
제 2 모터 발전기의 블로우가 발생하는 상태에서, 변속장치 (6) 의 전달 토크 용량은 감소하여 출력 샤프트 토크 To는 원하는 값보다 낮다. 즉, 전술한 단계 S126에 저장된 목표 값으로서의 추정 토크 Totg와 단계 S130에서 추정된 출력 샤프트 토크 To 사이에서 차이가 발생하여, 그 토크들 사이의 차이 (Totg-To) 에 따라 제 2 모터 발전기의 출력 토크의 보정량 Tmadj가 계산된다 (단계 S131).
더 상세하게는, 이 상태는 변속 시작 후 토크 위상에 있고, 입력 측으로부터 토크의 전달 용량은 드레인 측 브레이크에서 작은 슬라이드로 감소되고, 소정의 회전 부재에서 속력 변화는 없다. 이 빠른 변속시의 상태에서, 출력 샤프트 토크 To 는 감소하려는 경향이 있어서 제 2 모터 발전기의 출력 토크는 증가되고 보정된다. 결국, 제 2 모터 발전기의 토크가 해제측 마찰식 계합 장치의 토크 용량 또는 그 결합된 맞물림 압력 (또는 유압) 에 대한 동격 제어에 의해 보정된다.
다음으로, 관성 위상의 시작이 결정되었는지 여부가 판단된다 (단계 S132). 단계 S132의 답이 아니오이면, 변속 상태는 여전히 토크 위상에 있다. 따라서, 토크 위상에서 제 2 모터 발전기의 토크 보정을 실행하기 위해, 제 2 모터 발전기의 토크의 보정량 Tmadj이 출력되는 단계 S132로 루틴이 진행된다.
반대로, 관성 위상의 시작 결정이 만족되어 단계 S132의 답이 예인 경우, 출력 샤프트 토크 To가 관성 토크를 고려하여 계산된다 (단계 S133). 예를 들어, 저속 기어 스테이지 L로부터 고속 기어 스테이지 H로 기어가 변속되는 경우, 제 2 모터 발전기와 같은 소정의 회전 부재의 속력은 기어 변속 후의 고속 기어 스테이지 H에서의 기어 비율에 따른 값까지 낮아진다. 따라서, 관성 토크가 그 속력 변화에 따라 발생하고 출력 샤프트 토크 To에 나타난다. 따라서, 출력 샤프트 토크 To는 그 관성 토크에 기초하여 보정된다.
이렇게 결정된 출력 샤프트 토크 To와 전술한 목표 값으로서 추정된 토크 Totg 사이의 토크 차이 (totg-To) 에 따라, 제 2 모터 발전기의 보정량 Tmadj가 계산된다 (단계 S134). 더 상세하게는, 이 상태에서, 마찰 결합 장치 (즉, 맞물림측 브레이크) 가 토크 용량을 가지기 시작하여 속력이 변화한다. 관성 위상에서의 이 토크 제어는 출력 샤프트 토크 To가 관성 토크에 기초하여 상승하려는 경향을 가진다. 따라서, 제 2 모터 발전기의 출력 토크가 감소되고 보정된다.
그 후, 변속 종료 결정이 만족되는지 여부가 판단된다 (단계 S135). 제 2 모터 발전기와 같은 소정의 회전 부재의 속력이 기어 변속 후의 기어 비율에 따른 동기화 속력에 도달한 것 또는 동기화 속력으로부터의 차이가 소정값 이내인 것에 의해 이 변속 종료가 결정될 수 있다.
단계 S135의 답이 아니오인 경우, 변속 상태는 여전히 관성 위상에 있다. 따라서, 관성 위상에서 제 2 모터 발전기의 토크 보정을 실행하여 제 2 모터 발전기 토크의 보정량 Tmadj를 출력하는 단계 S123으로 루틴은 진행한다. 요약하면, 제 2 모터 발전기의 토크가 감소되고 보정된다.
반대로, 변속 종료가 만족되었기 때문에, 단계 S135의 답이 예인 경우, 토크의 보정량 Tmadj가 0으로 설정되어 (단계 S136) 그에 따라 기어 변속에 수반하는 제 2 모터 발전기의 토크 보정의 종료로 설정된다. 그리고, 보정량 Tmadj가 출력된다 (단계 S123).
도 9에 도시된 제어가 수행되는 경우의 타임 차트가 도 10에 개략적으로 도시되어 있다. 도 10에는 저속 기어 스테이지 L로부터 고속 기어 스테이지 H로의 속력을 변속하는 경우의 일 예가 도시되어 있다. 운송수단이 저속 기어 스테이지 L에서 운행하고 있을 때 고속 기어 스테이지 H로의 기어 변속 결정이 시점 t30에서 만족되면, 고속 기어 스테이지 H를 설정하기 위한 제 1 브레이크 (B1) 의 유압 (즉, 고속 기어 스테이지 유압) (Phi) 이 일시적으로 증가되고 그 후 소정의 낮은 레벨로 유지된다. 요약하면, 팩 클리어런스를 감소하기 위한 패스트 필 및 다음의 유지를 위한 유압 제어가 실행된다. 또한, 이와 동시에, 기어 변속을 판단하는 시간에 추정 출력 샤프트 토크가 목표 값 Totg로서 저장된다.
소정의 시간 주기 T1이 경과한 때, 변속 신호가 출력되어 저속 기어 스테이지 L을 설정한 제 2 브레이크 (B2) 의 유압 (즉, 저속 기어 스테이지의 유압) Plo가 단계적으로 소정 레벨까지 낮아진다 (시점 t31). 가드 타이머의 측정이 시점 t31로부터 시작되어 카운트 시간이 가드 값으로 미리 결정된 시간에 도달할 때 (시점 t32), 가드 타이머가 만족된 것이 결정된다. 그 후, 저속 기어 스테이지 유압 Plo가 점진적으로 감소하여, 제 2 모터 발전기로부터 입력되는 토크가 제 2 브레이크 (B2) 의 토크 용량보다 상대적으로 높아지는 순간에 제 2 브레이크 (B2) 가 슬라이드하기 시작한다. 그 결과, 제 2 모터 발전기의 속력은 저속 기어 스테이지 L에서의 속력에 따라 증가하기 시작한다. 이 현상을 "모터 블로우" 라 한다.
파워-온 상태 때문에 저속 기어 스테이지 유압 Plo가 낮아짐에 따라, 제 2 모터 발전기의 속력 NT는 저속 기어 스테이지에서의 동기화 속력보다 더 증가한다. 이 증가가 소정의 임계값을 초과할 때, 모터 블로우 결정이 만족된다 (시점 t33). 이와 동시에, 저속 기어 스테이지 Plo의 피드백 제어 (즉, FB 제어) 가 시작된다. 또한, 피드백 제어량에 기초하여, 제 2 모터 발전기의 토크 보정 제어가 실행된다. 또한, 이와 거의 동시에, 고속 기어 스테이지 유압 Phi가 점진적으로 증가된다.
저속 기어 스테이지 유압 Plo의 피드백 제어가 해제측 상의 제 2 브레이크 (B2) 를 미세한 슬라이딩 상태로 유지하여 유압 Plo는 점진적으로 감소한다. 따라서, 제 2 모터 발전기의 토크 보정량 Tmadj가 점진적으로 증가된다. 따라서, 변속장치 (6) 의 토크 용량 감소를 보상하기 위해 제 2 모터 발전기의 토크가 증가되어 출력 샤프트 토크 (즉, 추정 출력 샤프트 토크) To가 실질적으로 그 목표 값 Totg에 유지된다. 제 2 모터 발전기의 이러한 토크 보정이 없으면, 도 10의 파선에 표시된 바와 같이, 출력 샤프트 토크 To는 감소한다.
지금까지 설명한 기어 변속은, 하나의 마찰식 계합 장치는 해제되는 반면 다른 마찰식 계합 장치는 맞물리는 소위 "클러치-투-클러치" 기어 변속이다. 개별 유압 (즉, 맞물림 압력) 은 동등하게 제어되어 2 개의 마찰식 계합 장치 모두가 소정 레벨보다 높게 맞물리는 소위 "오버랩" 및 2 개의 마찰식 계합 장치 모두가 해제되는 소위 "언더랩" 이 초과하여 발생하지 않을 수도 있다. 따라서, 저속 기어 스테이지 유압 Plo가 실질적으로 0으로 낮아진 상태에서, 고속 기어 스테이지 오일 유압 Phi는 임의의 레벨로 상승하여 마찰식 계합 장치의 소위 "결합 상호변경" 을 발생시킨다. 이 때, 변속장치 (6) 의 토크 용량은 전제적으로 크게 감소하고, 제 2 모터 발전기의 토크 보정량 Tmadj는 실질적으로 상한에 도달하여, 추정 출력 샤프트 토크 To가 감소한다.
맞물림측 상의 제 1 브레이크 (B1) 의 토크 용량이 고속 기어 스테이지 유압 Phi의 상승에 의해 어느 정도까지 증가될 때, 저속 기어 스테이지 측 상의 제 2 브레이크 (B2) 는 실질적으로 그 시점에 해제된다. 그 결과, 제 2 모터 발전기와 같은 소정의 회전 부재의 속력은 고속 기어 스테이지 (H) 에서의 동기화 속력 쪽으로 변화하기 시작한다. 이 시간 근처에서, 추정 출력 샤프트 토크 To는 관성 토크에 따라 상승하기 시작한다.
제 2 모터 발전기의 속력 NT가 기어 변속 전 저속 기어 스테이지 L의 동기화 속력보다 소정값만큼 낮아지면, 관성 위상의 결정이 만족된다 (시점 t34). 따라서, 피드백 제어에 기초하여, 시점 t33으로부터 시점 t34까지의 토크 위상에서 저속 기어 스테이지 유압 Plo의 피드백 제어 및 제 2 모터 발전기의 토크 보정 제어가 종료한다. 이 때, 제 2 모터 발전기의 속력 변화에 기초한 관성 토크를 고려하여 제 2 모터 발전기의 토크 보정 제어가 관성 위상에서 실행된다. 따라서, 제 2 모터 발전기의 토크가 감소되고 보정된다.
따라서, 속력에서의 변화에 기인한 관성 토크가 제 2 모터 발전기에 의해 흡수되고, 추정 출력 샤프트 토크 To가 목표 값 Totg까지 복구된다. 이 때, 토크가 크게 변동되는 것이 방지된다. 그 후, 제 2 모터 발전기의 속력 NT가 기어 변속 후의 고속 기어 스테이지 H 의 동기화 값에 접근하여 그 속력 차이가 소정값 이하가 된다 (시점 t35). 이 때, 변속 종료 조건이 만족되고, 고속 기어 스테이지 유압 Pli가 급격히 증가되어 전술한 속력 NT는 동기화 값과 동일해지고, 제 2 모터 발전기의 토크 보정 제어가 종료된다 (시점 t36).
본 발명의 제어 장치에 따르면, 제 2 모터 발전기의 입력 측에 접속된 변속장치 (6) 의 기어 변속시에, 제 2 모터 발전기의 토크가 토크 위상에서 증가되고 보정되며, 관성 토크를 고려하여 감소되고 보정된다. 그 결과, 변속 동작 동안 출력 샤프트 토크의 감소 및 변속 종료 시점에서의 오버슈트가 완화된다. 요약하면, 기어 변속에 수반하는 출력 샤프트 토크의 변동을 억제하여 쇼크가 방지 또는 억제될 수 있다. 특히 소위 "클러치-투-클러치" 변속 동작에서, 서로 통합되는 방식으로, 기어 변속에 참가하는 마찰식 계합 장치의 맞물림 압력을 제어하는 것이 필요하다. 따라서, 기어 변속에 필요한 시간 주기가 상대적으로 긴 경우에도, 출력 샤프트 토크의 변동 또는 하강을 효과적으로 감소시켜 쇼크를 방지 또는 억제할 수 있다.
전술한 특정예와 본 발명 사이의 관계를 간략하게 설명한다. 도 9에 도시된 전술한 단계 S131 및 단계 S134의 제어를 위한 수단 (즉, 인버터 (28), 배터리 (29) 및 전자 제어 유닛 (MG2-ECU) (30)) 은 본 발명의 보조 토크 보정기 또는 보조 토크 보정 수단에 대응한다.
전술한 도 1에 도시된 제어에 따르면, 개별 모터 발전기 (5 및 11) 의 토크는 변속 동작 동안 출력 샤프트 토크를 보상하도록 제어된다. 개별 브레이크 (B1 및 B2) 및 그 커맨드 값들에 기초하여 브레이킹 토크를 추정함으로써 (단계 S6) 이 제어가 가정된다. 요약하면, 맞물림 압력 및 브레이킹 토크가 서로 대응하는 것으로 가정된다. 따라서, 본 발명의 제어 장치 또는 제어 방법에서는, 도 11 및 도 12에 도시된 학습 제어는 맞물림 압력과 브레이킹 토크 (또는 토크 용량) 간의 관계를 정확하게 하도록 실행된다.
우선, 도 11에 도시된 학습 제어의 예에서는 학습이 기어 변속시에 수행되도록 구성된다. 학습 모드가 변속시에 선택되는지 여부, 즉, 학습만의 강제 학습 모드가 선택되지 않는지 여부가 판단된다 (단계 S221). 이하, 강제 학습 모드를 설명한다.
단계 S221의 답이 예인 경우, 변속장치가 변속중인지 여부가 판단된다 (단계 S222). 통상의 운송장치의 자동 변속장치에서의 기어 변속 판단과 유사하게, 운송수단 속력 또는 출력 샤프트 속력, 가속기 개방 및 구동 요구를 파라미터로서 채택하는 변속 맵에 기초하여 변속장치 (6) 에서의 기어 변속 판단이 수행된다. 따라서, 변속의 판단이 만족되기 때문에, 또는 그 판단의 만족에 따라 제어가 시작되기 때문에, 단계 S222의 판단을 수행하는 것이 가능하다.
단계 S222의 답이 아니오인 경우, 즉, 변속장치가 변속 동작중이 아니면, 학습은 수행되지 않는다 (단계 S223). 이 단계 S223은 소위 "학습 금지 단계" 이어서, 예를 들어, 학습 제어를 금지하기 위한 플래그가 턴 온된다. 그 후, 루틴이 복귀한다.
반대로, 변속중이기 때문에, 단계 S222의 답이 예이면, 기어 변속을 위한 제어 신호가 출력되었는지 여부가 판단된다 (단계 S224). 이 제어 신호는, 변속 동작 전에 기어 스테이지를 설정하도록 작용되었던 마찰식 계합 장치의 맞물림 압력을 낮춤으로써 실질적으로 속력을 시작하는 신호이다. 단계 S224에서 판단 시간에 변속 출력이 존재하면, 단계 S224의 답은 예 (YES) 이다. 변속 출력이 이미 수행되었으면, 단계 S224의 답은 아니오이다. 또한, 단계 S224의 답이 예 (YES) 이면, 변속 순서를 측정하기 위한 타이머 (즉, 가드 타이머) 가 0으로 재설정되고 (단계 S225) 시작된다. 그 후, 가드 타이머가 만족되었는지 여부, 즉, 소정 시간 주기가 가드 타이머의 시작 시간으로부터 경과되었는지 여부가 판단된다 (단계 S226).
반대로, 변속 출력이 이미 수행되었기 때문에 단계 S224의 답이 아니오인 경우, 가드 타이머는 이미 시작되었고, 단계 S226으로 루틴이 즉각 진행하여, 소정의 시간 주기가 가드 타이머의 시작 시간으로부터 경과되었는지 여부가 판단된다. 소정의 시간 주기 경과가 단계 S226에서 판단되는 이유는, 기어 변속 시작 직후 유압이 실패하여 토크 용량이 크게 감소되는 경우에 잘못된 학습을 방지하기 위해서이다. 단계 S226에서는, 구동력이 급격하게 변화되지 않은 것, 오일 온도가 소정 레벨보다 높은 것 또는 제어 장치가 고장나지 않은 것과 같은 학습에 대한 전제조건의 만족이 추가적으로 판단될 수도 있다.
따라서, 단계 S226의 답이 아니오인 경우, 학습 제어가 실행되지 않는 상황이 되어, 단계 S223으로 루틴이 진행하여 학습이 금지된다 . 반대로, 단계 S226의 답이 예인 경우, 모터 블로우의 결정이 만족되었는지 여부가 판단된다 (단계 S227).
전술한 변속장치 (6) 에서는, 하나의 브레이크 (B1) (또는 B2) 는 해제되는 반면 또 다른 브레이크 (B2) (또는 B1) 는 맞물리는 소위 "결합 상호교환" 에 의해 기어 변속이 실행된다. 따라서, 제 2 모터 발전기가 토크를 출력하고 있는 파워-온 상태에서의 기어 변속에서는, 해제측 상 (또는 드레인 측 상) 의 브레이크의 토크 용량이 감소함에 따라 제 2 모터 발전기의 회전을 억제하도록 작용했던 토크가 감소한다. 따라서, 제 2 모터 발전기의 속력은 그 시점에서의 기어 비율에 따른 속력보다 높아진다. 따라서, 제 2 모터 발전기의 속력 Nm이 다음의 조건들,
업시프트에서: Nm > No.
Figure 112005033782338-pct00001
Figure 112005033782338-pct00002
low +
Figure 112005033782338-pct00003
; 및
다운시프트에서: Nm > No.
Figure 112005033782338-pct00004
Figure 112005033782338-pct00005
hi +
Figure 112005033782338-pct00006
을 만족하는지 여부를 판단함으로써 단계 S227의 판단이 수행될 수 있다.
여기서, No는 출력 샤프트 (2) 의 속력,
Figure 112005033782338-pct00007
low는 저속 기어 스테이지 L의 기어 비율,
Figure 112005033782338-pct00008
hi는 고속 기어 스테이지 H의 기어 비율, 알파는 소정의 작은 값이다.
제 2 모터 발전기 속력의 블로우 결정이 만족되어 단계 S227의 답이 예인 경우 및 제 1 결정 만족된 경우에서만, 블로우 시간에서의 제 2 모터 발전기 속력의 토크 Tmini 및 드레인 측 브레이크에 대한 출력 유압 Pbt가 저장된다. 따라서, 드레인 측 브레이크의 토크 용량 및 제 2 모터 발전기의 토크는 서로 대응하여 드레인 측 브레이크의 유압 Pbt와 그 토크 용량 사이의 관계가 규정된다.
다음으로, 드레인 측 브레이크의 피드백 (FB) 제어가 실행된다 (단계 S229). 더 상세하게는, 제 2 모터 발전기의 속력이 기어 변속 전 기어 비율에 기초하여 결정된 속력보다 소정값만큼 크기 위해, 드레인 측 브레이크의 맞물림 압력은 검출된 속력 차이에 기초하여 제어된다.
다음으로, 관성 위상이 시작되었는지 여부, 즉, 관성 위상이 결정되고 있는지 여부가 판단된다 (단계 S230). 단계 S227의 답이 아니오인 경우, 루틴은 즉각 단계 S230으로 진행한다.
기어 변속 전 기어 비율을 설정했던 브레이크의 맞물림 압력이 전술한 피드백 제어에 의해 점진적으로 감소함에 따라, 제 2 모터 발전기를 포함하는 소정의 회전 부재의 속력은 기어 변속 후의 기어 비율에 대응하는 속력 쪽으로 변화하기 시작하여, 그 수반하는 관성 토크가 출력 샤프트 토크로서 나타난다. 이 상태는, 다음의 조건들,
업시프트에서: Nm > No.
Figure 112005033782338-pct00009
Figure 112005033782338-pct00010
low
Figure 112005033782338-pct00011
Figure 112005033782338-pct00012
(여기서
Figure 112005033782338-pct00013
는 소정값); 및
다운시프트에서: Nm > No.
Figure 112005033782338-pct00014
Figure 112005033782338-pct00015
hi
Figure 112005033782338-pct00016
Figure 112005033782338-pct00017
(여기서
Figure 112005033782338-pct00018
는 소정값)
을 만족하는 제 2 모터 발전기의 속력 Nm에 의존하여, 통상의 운송수단의 자동 변속장치에서 관성 위상의 결정과 유사하게 결정될 수 있는 관성 위상이다.
관성 위상이 시작되지 않아서 단계 S230의 답이 아니오인 경우, 루틴은 복귀하여 선행 제어 상태를 계속한다. 반대로, 관성 위상이 시작되어 단계 S230의 답이 예인 경우, 제 2 모터 발전기의 실질적 속력의 변화 경사와 목표 값으로서 미리 설정된 변화 경사 사이의 편차 ΔNmerr이 계산된다 (단계 S231). 이 편차 ΔNmerr은 그 시간의 맞물림 압력에 대응하는 토크 용량의 가정 값과 실제 토크 용량간의 차이에 대응한다. 여기서, 제 2 모터 발전기의 실제 속력의 변화 경사는 관성 위상의 시작 후 소정의 시간 주기 내 평균값을 채택할 수 있다.
기어 변속 후 기어 비율을 설정하기 위해 결합 측 (또는 맞물림측) 브레이크의 맞물림 압력은 증가하는 반면 드레인 측 브레이크의 맞물림 압력이 충분히 낮아지는 결과로서 관성 위상이 성립된다. 따라서, 맞물림측 상의 출력 유압 Pbt1이 저장된다 (단계 S232). 채택된 출력 유압 Pbt1은, 관성 위상의 시작 후 소정 시간 주기 내에서 제 2 모터 발전기의 속력의 변화 경사와 유사하게 평균될 수 있다.
따라서, 이렇게 검출된 맞물림측 브레이크의 맞물림 압력에 의해 실질적으로 생성된 토크 용량은, 그 맞물림 압력을 위해 미리 추정된 토크 용량으로부터의 편차 ΔNmerr에 대응하는 토크 용량만큼 다르다. 따라서, 출력 유압 Pbt1에 대응 하는 토크 용량의 보정량 Tmimr이 전술한 편차 ΔNmerr에 따라 계산된다 (단계 S233). 따라서, 맞물림 압력과 맞물림측 상의 마찰식 계합 장치에 대한 토크 용량간의 관계가 성립된다.
다음으로, 변속 종료의 결정이 만족되는지 여부가 판단된다 (단계 S234). 제 2 모터 발전기와 같은 소정의 회전 부재가 기어 변속 후의 기어 비율에 따른 동기화 값에 도달한 사실 또는 동기화 속력으로부터의 차이가 소정값 이내인 사실로부터 기어 변속의 종료가 결정될 수 있다.
단계 S234의 답이 아니오인 경우, 루틴은 복귀되어 선행 제어를 계속한다. 따라서, 기어 변속 동안, 맞물림측 상의 유압과 토크 용량간의 관계가 복수 회에 계산될 수도 있다. 반대로, 단계 S234의 답이 예인 경우, 드레인 측 상의 토크-유압 변환 맵은 단계 S228에 저장된 드레인 측 출력 유압 Pbt 및 모터 토크 Tmini에 기초하여 갱신된다 (단계 S235). 요약하면, 맞물림 압력과 토크 용량간의 관계가 학습된다. 드레인 측 마찰식 계합 장치 상에서, 맞물림 압력 및 토크 용량이 직접 결정되어 단계 S235의 제어 또한 맵의 새로운 준비로서 언급될 수 있다.
또한, 단계 S233에서 계산된 토크 보정량 Tminr에 기초하여, 맞물림측 브레이크 상의 토크-유압 변환 맵이 갱신된다 (단계 S236). 요약하면, 맞물림측 마찰식 계합 장치 상의 토크 용량과 맞물림 압력간의 관계가 학습된다.
다음으로, 도 12를 참조하여 강제 학습을 설명한다. 이하 설명하는 강제 학습은 실질적인 맞물림에서 획득되는 데이터로부터 맞물림 압력과 토크 용량 사이 의 마찰식 계합 장치의 관계를 결정하여, 그 맞물림이 학습을 위해 수행될 수도 있는 제어이다. 따라서, 도 12의 흐름도에 도시된 제어는, 예를 들어, 운송수단이 공장으로부터 출하 전 또는 검사를 위해 검사 공장으로 운반된 상태, 운송수단이 차고로부터 출발되기 전에 강제 학습 모드 스위치 (미도시) 가 동작된 경우, 또는 구동 범위 스위치 (미도시) 에 의해 검출되는 주차 범위가 계속되는 소정 시간 이상으로 정지 상태가 계속되는 경우 등과 같이 전술한 하이브리드 구동 유닛을 탑재한 운송수단이 주행하고 있지 않은 상태에서 실행된다.
도 12에 도시된 단계 S237은 전술한 도 11에서 단계 S221의 답이 아니오인 경우에 실행된다. 더 상세하게는, 모터 속력의 피드백 목표 값 또는 제 2 모터 발전기의 속력이 설정된다. 또한, 목표 값에 기초하여, 제 2 모터 발전기의 속력이 피드백-제어된다 (단계 S238). 즉, 제 2 모터 발전기의 전류 및/또는 전압이 목표 속력을 유지하도록 제어된다.
이 상태에서, 학습된 브레이크 (B1 또는 B2) 중 하나의 유압 (즉 맞물림 압력) 이 0으로부터 점진적으로 증가된다 (또는 스윕 업된다) (단계 S239). 브레이크 중 하나의 맞물림 압력이 상승할 때, 제 2 모터 발전기와 출력 샤프트 (2) 사이의 전달 토크가 상승하여 그 회전을 정지시키려는 방향으로 제 2 모터 발전기에 작용한다. 한편, 제 2 모터 발전기의 속력은 피드백-제어되어 그 피드백 토크가 점진적으로 상승한다.
단계 S240에서, 제 2 모터 발전기의 피드백 토크가 소정값을 초과하는지 여부가 판단된다. 단계 S240의 답이 아니오인 경우, 루틴은 복귀하여 선행 제어가 계속된다. 반면, 단계 S240의 답이 예인 경우, 제 2 모터 발전기의 토크 Tminig 가 저장된다 (단계 S241).
전술한 바와 같이, 제 2 모터 발전기의 출력 토크는 변속 장치 (6) 에서 마찰식 계합 장치의 토크 용량에 대응하고, 제 2 모터 발전기의 출력 토크가 전류값에 의해 전기적으로 정밀하게 검출되어, 변속 장치 (6) 에서 마찰식 계합 장치의 토크 용량은 제 2 모터 발전기의 제어 내용을 통해 정밀하게 검출될 수 있다. 한편, 마찰식 계합 장치 (또는 브레이크) 의 맞물림 압력은 단계 (S239) 에서 제어되기 때문에 이미 학습되어 있다.
따라서, 단계 S239의 제어에서의 유압 및 단계 S241에서 저장된 모터 토크 Tminig에 기초하여, 목표된 브레이크 상의 토크-유압 변환 맵이 갱신된다 (또는 학습된다) (단계 S242). 그 후, 학습의 종료 제어가 실행된다 (단계 S243).
전술한 브레이크 (B1 또는 B2) 와 같은 마찰식 계합 장치의 마찰 부재의 마찰계수는 슬라이딩 속도에 대응하여 변화할 수 있고, 마찰 계수 μ 및 슬라이딩 속도 V에 의해 표현되는 소위 "μ-V 특성" 은 각 마찰식 계합 장치에 대해 다를 수도 있다. 따라서, 도 12에 도시된 바와 같이, 단계 S237에서 복수의 목표 값 (또는 목표 속력) 을 설정함으로써 학습 제어가 각 목표 속력에 대해 실행될 수도 있다. 또는, 단계 S239에서 유압의 레벨이 변경되어 각 지점에 대해 학습될 수도 있다.
저속 기어 스테이지 L로부터 고속 기어 스테이지 H로 기어가 변속하면서 전술한 학습 제어가 수행되는 경우의 타임 차트가 도 13에 도시되어 있다. 설정 된 저속 기어 스테이지 L에서 운송수단이 운행하고 있는 시점 t40에서, 고속 기어 스테이지 H로의 기어 변속의 판단이 만족될 때, 고속 기어 스테이지 H를 설정하기 위한 제 1 브레이크 (B1) 의 유압 (즉, 고속 기어 스테이지 측 유압 또는 맞물림측 유압) Phi는 일시적으로 증가되고 그 후 소정의 저압에서 유지된다. 즉, 팩 클리어런스를 감소시키기 위한 패스트 필 및 다음의 저압 유지를 위한 유압 제어가 실행된다. 소정의 시간 주기 T1이 경과할 때, 변속 신호가 출력되어 저속 기어 스테이지 L로 설정되었던 제 2 브레이크 (B2) 의 유압 (즉, 저속 기어 스테이지 측 츄압 또는 드레인 측 유압) Plo가 단계적으로 낮아진다 (시점 t41).
가드 타이머의 측정이 시점 t41로부터 시작되어 카운트된 시간이 가드 값으로서 미리 설정된 값에 도달할 때 (시점 t42), 가드 타이머의 만족이 결정된다. 이와 동시에, 기어 변속시의 토크 보상에 대한 제어가 시작되고, 모터 블로우가 결정된다.
파워-온 상태 때문에, 저속 기어 스테이지 측 유압 Plo가 감소함에 따라, 제 2 모터 발전기의 속력 NT가 저속 기어 스테이지의 동기화 속력보다 높아지는 소위 "모터 블로우" 가 발생한다. 전술한 바와 같이, 동기화 속력에서의 증가가 소정값 α를 초과하는 것으로부터 모터 블로우가 결정된다. 결정의 만족에 대한 시점 t43에서 제 2 모터 발전기의 토크 (즉, 모터 토크 Tm) 및 제 2 브레이크 (B2) 의 유압에 기초하여, 제 2 브레이크 (B2) 상의 토크 용량과 맞물림 압력간의 관계가 학습된다.
또한, 시점 t43으로부터, 저속 기어 스테이지 측 유압 (즉, 제 2 브레이크 (B2) 의 맞물림 압력) 의 피드백 제어 (또는 FB 제어) 가 시작된다. 더 상세하게는, 제 2 모터 발전기의 동기화 속력을 초과하는 속력 (즉, 소위 "블로우 속력") 을 소정값에 유지하도록 저속 기어 스테이지 측 유압 Plo가 제어된다. 또한, 고속 기어 스테이지 측 유압 Phi가 점진적으로 증가된다.
또한, 저속 기어 스테이지 L로 설정되었던 제 2 브레이크 (B2) 가 점진적으로 해제되어, 수반하는 출력 샤프트 토크를 보상하도록 주 원동기 (1) 를 구성하는 제 1 모터 발전기 (11) 의 토크 제어가 실행된다. 더 상세하게는, 제 1 모터 발전기 (11) 에 의한 재생 토크가 증가되어 출력 샤프트 (2) 의 토크를 증가시킨다. 도 13에서, 제 1 모터 발전기 (11) 의 토크의 보정량은 MG1의 토크 보정량 Tgadj에 의해 표시된다.
저속 기어 스테이지 측 유압 Plo가 하강하고, 고속 기어 스테이지 측 유압 Phi가 점진적으로 상승하여, 변속장치 (6) 에 관련된 제 2 모터 발전기와 같은 회전 부재의 속력 NT는 고속 기어 스테이지 H의 동기화 속력 쪽으로 변화하기 시작한다. 속력이 저속 기어 스테이지 L의 동기화 속력보다 소정값 β만큼 낮아질 때, 관성 위상의 시작 결정이 시점 t44에서 만족된다.
이 관성 위상에서, 제 2 모터 발전기의 출력 토크는 증가되고 기어 비율에서의 하강에 대처하도록 제어된다. 이 상승의 경사, 즉 소정의 시간 주기에 대한 토크의 평균값이 결정된다. 또한, 소정의 시간 주기에 대한 고속 기어 스테이지 측 유압 Phi의 평균값이 결정된다. 이렇게 결정된 모터 토크 및 유압에 기초하여, 고속 기어 스테이지 측 상의 제 1 브레이크 (B1) 의 맞물림 압력 및 토크 용량 사이의 관계가 학습된다. 도 11을 참조하여 설명한 바와 같이, 그 학습은, 제 2 모터 발전기의 실질적인 속력의 변화 경사와 목표값 간의 편차로부터 토크 보정값을 계산하고 그 계산된 값 및 유압에 기초하여 토크 용량과 맞물림 압력간의 관계를 학습하여 이루어질 수도 있고, 모터 토크 Tm을 사용하여 직접 이루어질 수도 있다.
또한, 제 2 모터 발전기와 같은 소정의 회전 부재의 속력 NT와 기어 변속 후의 기어 비율에 기초하여 결정된 동기화 속력간의 차이가 소정값 이하가 될 때, 기어 변속에 대한 종료 조건이 만족된다 (시점 t45). 따라서, 고속 기어 스테이지 측 유압 Phi가 급격하게 증가되고, 속력 NT는 동기화 속력과 동일하게 된다. 또한, 제 1 모터 발전기 (11) 에 의한 토크 보상이 제거되고, 모터 토크 Tm은 기어 변속 후의 소정값에 도달한다. 따라서, 기어 변속이 종료된다 (시점 t46).
학습 제어에 의해 이렇게 학습된 브레이킹 유압 (또는 맞물림 압력) 과 토크 용량은 도 14에 맵으로서 개념적으로 도시되어 있다. 굵은 실선은 인시된 값을 표시하고, 얇은 실선은 설계 초기 값 (또는 설계 중앙) 을 표시한다.
본 발명의 제어 장치는 전술한 바와 같이, 변속장치 (6) 에서 마찰 결함 장치의 맞물림 압력과 토크 용량간의 관계를 학습하고, 그 학습 결과를 이용하여 변속장치 (6) 의 기어 변속 제어를 실행한다. 더 상세하게는, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 변속 동작 동안 유압이 도 1의 단계 S5에서 제어되고, 그 유압에 대응하는 브레이킹 토크 (즉, 기어 변속에 참가하는 마찰식 계합 장치의 토크 용량) 은 전술한 학습, 즉 토크-유압 변환 맵에 의해 획득되는 관계에 기초하여 추정된다. 개별 차이 또는 수명과 같은 변동에 의해 기인될 수도 있는 에러를 보정하는 학습에 의해 이 맵이 보정된다. 그 결과, 브레이킹 토크가 정밀하게 추정된다.
예를 들어, 제 2 모터 발전기가 토크를 출력하고 있는 소위 "파워-온" 으로의 기어 변속의 경우, 브레이킹 토크에서의 변화는 출력 샤프트 토크에서의 변화로서 나타난다. 따라서, 제 1 모터 발전기 (11) 에 의한 토크 보정 제어 (단계 S7) 는 변속시에 출력 샤프트 토크에서의 하강을 보상하도록 실행되고, 제 2 모터 발전기의 출력 토크는 출력 샤프트 토크에서의 하강을 보상하도록 유사하게 보정된다 (단계 S8). 개별 모터 발전기 (5 및 11) 의 토크의 보정은 출력 샤프트 토크, 즉 전술한 브레이킹 토크의 변화량에 대응하도록 기본적으로 실행된다. 그러나, 사용되는 제어 데이터는 브레이킹 유압이어서 토크의 보정량은 실질적으로 브레이킹 유압에 기초하여 결정된다. 본 발명에 따른 전술한 제어 장치에서, 브레이크의 토크-유압 변환 맵은 학습되고 보정되며, 토크와 맞물림 압력간의 관계가 정밀하게 결정되어 브레이킹 유압에 기초한 개별 모터 발전기 (5 및 11) 의 토크 보정량은 정밀하다. 그 결과, 기어 변속에 수반하는 쇼크의 악화를 방지하거나 억제할 수 있다.
전술한 구체적인 예와 본 발명간의 관계를 간략하게 설명한다. 도 11 및 도 12에 도시된 단계 S227, S232, S233, S235, S236, S239, S241 및 S242의 제어를 수행하는 수단 (즉, 전자 제어 유닛 (MG2-ECU) (30) 및 전자 유닛 (T-ECU) (27)) 은 본 발명의 학습 장치 또는 학습 수단에 대응하고, 도 1에 도시된 단계 S7 내지 S11의 제어를 수행하는 수단 (즉, 전자 제어 유닛 (MG1-ECU) (16), 전자 제어 유닛 (MG2-ECU) (30) 및 전자 제어 유닛 (T-ECU) (27)) 은 본 발명의 변속 제어기 또는 변속 제어 수단, 또는 토크 제어기 또는 토크 제어 수단에 대응한다.
본 발명은 전술한 구체적인 예에 한정되어서는 안된다. 예를 들어, 본 발명의 변속장치는 전술한 라비그녹스 타입 유성 기어 메카니즘으로 구성되는 것에 한정되어서는 안된다. 요약하면, 변속장치는 출력 부재와 출력 부재에 작용되는 토크를 출력하기 위한 주 원동기간의 기어 비율을 변경시킬 수 있는 장치일 수도 있다. 또한, 전술한 구체적인 예에서는, 소위 "클러치-투-클러치" 기어 변속에 의해 기어 변속을 실행하기 위한 변속장치가 열거되었다. 그러나, 본 발명에서는, 클러치-투-클러치 기어 변속과는 다른 모드에서 기어 변속을 실행하는 변속장치를 채택하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 주 원동기는, 유성 기어 메카니즘을 통해 서로 접속되는 내연 엔진 및 모터 발전기로 구성된 동력 유닛에 한정되어서는 안된다. 요약하면, 주 원동기는 출력 샤프트와 같은 출력 부재에 동력을 출력할 수 있으면 충분하다. 또한, 전술한 구체적인 예에서는 전기 모터 및 발전기의 기능이 제공된 모터 발전기에 관해 설명되었다. 그러나, 본 발명에서 주 원동기를 구성하는 하나의 구동 유닛은 하나의 전기 모터 및/또는 발전기에 의해 예시될 수도 있고, 보조 원동기 또한 전기 모터 및/또는 발전기에 의해 예시될 수도 있다.
또한, 전술한 예에서는 주 원동기 또는 제 1 모터 발전기에 의한 토크 보정 은 각 시점에 검출된 정보에 기초하여 소위 "실시간" 으로 이루어질 수도 있다. 그러나, 본 발명에서는, 기어 변속의 진행 정도에 따라 소정값을 출력함으로써 토크 보정이 수행되도록 구성이 변형될 수도 있다.
그리고, 본 발명이 적용되는 변속장치는, 도 15에 도시된 바와 같이, 내연 엔진의 토크 및 제 1 모터 발전기 (전기 모터) 의 토크가 유성 기어 메카니즘으로 주로 구성된 합성 분배 메카니즘을 통해 출력 부재로 전달되고, 제 2 모터 발전기 (또는 전기 모터) 의 토크가 변속장치를 통해 그 출력 부재로 전달되는 소위 "기계적인 분배 타입의 하이브리드 구동 유닛" 에서의 변속장치에 의해 적절하게 예시된다. 그러나, 본 발명의 변속장치는 또 다른 구성을 가질 수도 있다. 요약하면, 전기 모터가 입력 측에 접속되어 마찰식 계합 장치를 맞물림/해제시킴으로써 기어 변속이 실행되는 변속장치는, 주 원동기로부터 토크가 전달되는 출력 부재에 접속될 수도 있다. 또한, 본 발명의 전기 모터는 토크를 출력하는 것에 한정되어서는 안되고, 재생 토크 (또는 네거티브 토크) 를 생성할 수 있고, 전술한 구체적인 예에서 예시한 토크를 제어할 수 있는 모터 발전기일 수도 있다. 또한, 본 발명의 주 원동기는, 전술한 구체적인 예에서 예시한 바와 같은 내연 엔진, 모터 발전기 및 유성 기어 메카니즘으로 주로 구성되는 구조에 한정되어서는 안된다. 요약하면, 주 원동기는 출력 샤프트와 같은 출력 부재에 토크를 출력할 수 있고 토크를 제어할 수 있는 동력 유닛일 수도 있다. 또한, 본 발명의 마찰식 계합 장치는 전술한 브레이크일 수도 있고, 마찰력으로 토크를 전달하기 위한 클러치일 수도 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제어 장치 또는 제어 방법에 따르면, 기어 변속이 변속장치에서 수행되는 경우, 보조 원동기와 출력 부재간의 전달 토크가 하강하여 주 원동기의 토크가 전달 토크의 하강에 따라 보정된다. 따라서, 기어 변속에 수반할 수도 있는 쇼크는 출력 부재의 토크의 변동을 억제함으로써 방지되거나 감소될 수 있다.
또한, 본 발명의 제어 장치 또는 제어 방법에 따르면, 기어 변속이 변속장치에 의해 실행될 때, 제 1 모터 발전기의 토크가 보정되고, 출력 부재의 토크가 그 수반하는 회전 변화에 따라 관성 토크를 포함하는 토크 변화에 의해 보정된다. 따라서, 제 2 모터 발전기와 출력 부재간에 전달되는 토크가 변화하는 경우에도, 출력 부재의 토크 변화는 방지되거나 억제된다. 그 결과, 기어 변속에 수반하는 쇼크를 방지하거나 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따른 제어 장치 또는 제어 방법에 따르면, 제 1 모터 발전기의 토크가 기어 변속 동안 보정되는 경우, 내연 엔진의 토크가 추가적으로 보정된다. 기어 메카니즘을 통해 내연 엔진에 작용하는 제 1 모터 발전기의 토크 또는 그 토크에 기초한 반응에서 변화가 있는 경우에도, 내연 엔진의 속력에서의 변화를 방지하거나 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 제어 장치 또는 제어 방법에 따르면, 제 1 모터 발전기의 토크는 보조 원동기와 출력 부재 사이에서 변속장치의 기어 변속에 따라 보정되고 내연 엔진의 속력은 그에 따라 하강한다. 속력 변화에 수반하는 관성 토크가 발생하는 것과 동시에, 내연 엔진 자체에 의해 출력되는 토크는 상승하여, 변속장 치에서 기어 변속에 수반하는 출력 부재의 토크 변화는 제어를 용이하게 하도록 방지되거나 억제될 수 있다.
또한, 본 발명의 제어 장치 또는 제어 방법에 따르면, 주 원동기로부터 출력 부재에 전달되는 토크는 기어 변속을 실행하는 마찰식 계합 장치의 토크 용량에 기초하여 보정되어, 출력 부재의 토크에서의 변화가 방지되거나 억제된다. 그 결과, 변속 쇼크를 방지하거나 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 제어 장치 또는 제어 방법에 따르면, 변속장치에서 소위 "파워-온 업시프트" 인 경우, 마찰식 계합 장치의 맞물림 압력은 피드백-제어되어 보조 원동기의 속력은 기어 변속에 참가하는 마찰식 계합 장치의 미세한 슬라이딩 상태로 설정된 속력일 수도 있고, 주 원동기로부터 출력 부재에 전달되는 토크는 피드백 보정량에 기초하여 보정된다. 따라서, 마찰식 계합 장치의 그 특성에서의 분배의 영향이 감소되어 출력 부재의 토크 변동 억제 제어의 정밀도, 즉, 변속 쇼크의 억제 제어를 개선시킨다.
또한, 본 발명의 제어 장치 또는 제어 방법에 따르면, 출력 부재의 토크는 변속장치에서 기어 변속을 실행하는 마찰식 계합 장치의 토크 용량에 기초하여 추정되고, 그 추정 출력 토크와 목표 출력 토크간의 편차는 주 원동기로부터 출력 부재에 전달되는 토크가 그 편차에 기초하여 보정되도록 결정된다. 따라서, 기어 변속 동안의 출력 토크는 목표 토크로 유지되어 변속장치에서 기어 변속에 수반하는 쇼크는 효율적으로 방지되거나 억제될 수 있다.
한편, 본 발명의 제어 장치 또는 제어 방법에 따르면, 변속장치에서 기어 변 속에 의한 관성 위상이 시작된 후, 회전 변화의 정도와 같은 기어 변속의 진행 상태에 기초하여 주원동기로부터 출력 부재에 전달되는 토크가 보정되어, 주 원동기로부터 출력 부재에 전달되는 토크는 쇼크를 방지하거나 감소시키도록 정밀하게 보정될 수 있다. 또한, 기어 변속이 어느 정도 진행하여 변속 종료 시간에 도달한 경우, 그 사실에 기초하여 토크 보정을 제어할 수 있고, 주 원동기의 토크 보정을 제어하는 것이 용이하다.
또한, 본 발명의 제어 장치 또는 제어 방법에 따르면, 소위 "파워-온 업시프트" 의 변속 시작으로부터 관성 위상의 시작까지의 시간이 학습되고, 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크가 그 학습값에 기초하여 보정된다. 따라서, 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크의 기어 변속에 수반하는 보정의 보정량 및/또는 타이밍은 기어 변속에 수반하는 쇼크를 방지하거나 감소시키도록 정밀하게 최적화될 수 있다.
또한, 본 발명의 제어 장치 또는 제어 방법에 따르면, 소위 "파워-온 업시프트" 의 기어 변속의 관성 위상 시작으로부터 변속 종료까지의 시간 주기가 학습되고, 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크는 그 학습값에 기초하여 보정된다. 따라서, 주 원동기로부터 출력 부재로 전달되는 토크의 기어 변속에 수반하는 보정의 보정량 및/또는 타이밍은 기어 변속에 수반하는 쇼크를 방지하거나 감소하도록 정밀하게 최적화될 수 있다. 또한, 기어 변속이 어느 정도 진행하여 변속 종료 시간에 도달한 경우, 그 사실에 기초하여 토크 보정을 제어할 수 있고, 주 원동기의 토크 보정을 제어하는 것이 용이하다.
또한, 본 발명의 제어 장치 또는 제어 방법에 따르면, 내연 엔진의 토크는 기어 변속 동안 제 1 모터 발전기의 토크 보정량에 기초하여 보정되어, 기어 메카니즘을 통해 접속되는 내연 엔진의 토크는 제 1 모터 발전기의 토크에 따라 적절한 값으로 제어된다. 그 결과, 쇼크를 방지하거나 감소시키고, 내연 엔진의 속력에서의 변화를 억제하거나 회피하도록 출력 부재의 토크의 보정 제어의 정밀도가 개선될 수 있다.
또한, 본 발명의 제어 장치 또는 제어 방법에 따르면, 출력 부재에 나타나는 토크가 실질적으로 0인 상태에서, 포지티브 및 네거티브로 변화하는 변속장치에 작용하는 토크에 대한 기어 변속, 즉 기어의 치면의 접촉/격리를 위한 기어 변속은 금지된다. 따라서, 변속장치에서 소위 "래틀링 잡음" 을 회피하거나 감소시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 변속장치의 전달 토크 용량이 변속장치의 기어 변속에 따라 변화하면, 변속장치의 입력 측에 접속되는 보조 원동기의 토크는 출력 부재의 토크의 변화를 보상하도록 보정되어 출력 부재의 토크의 변동이 방지된다. 그 결과, 기어 변속에 수반하는 토크의 변동 또는 하강을 방지하거나 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 보조 원동기의 토크는 관성 위상의 시작 전에 상승 측으로 보정되어 변속장치로부터 출력부재로 출력되는 토크의 하강이 억제되거나 방지된다. 그 결과, 변속장치의 기어 변속에 수반할 수도 있는 토크의 변동 또는 하강을 방지하거나 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 변속장치 변속시의 관성 위상에서, 소정의 회전 부재의 속력에서의 변화에 수반하는 관성 토크가 발생하고, 그 관성 토크가 출력 부재에 작용하여 보조 원동기의 토크가 감소되고 보정된다. 그 결과, 변속장치의 기어 변속에 수반하는 토크의 변동 또는 감소를 방지하거나 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 기어 변속시에 변속장치의 전달 토크 용량은 마찰식 계합 장치의 토크 용량에 따라 변화하고, 보조 원동기의 토크는 마찰식 계합 장치의 토크 용량 또는 그 토크 용량에 관련된 제어량에 기초하여 제어된다. 따라서, 변속장치의 변속시에 출력 부재의 토크의 변동 또는 하강은 더 정밀하게 방지되거나 억제될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 변속장치의 변속 시작시에, 해제측 마찰식 계합 장치는 슬라이드가 수반되어 점진적으로 해제되고, 토크 용량은 감소된다. 따라서, 보조 원동기의 토크는 증가되고 보정되어 변속장치로부터 출력 부재로 전달되는 토크는 거의 변화하지 않는다. 그 결과, 변속 시작시 출력 부재의 토크의 감소 및 수반하는 그 토크의 변동 또는 감소를 방지하거나 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 소정의 맞물림 압력이 마찰식 계합 장치에 작용하는 상태에서의 토크 용량은 보조 원동기의 토크에 기초하여 결정되고, 마찰식 계합 장치의 토크 용량과 맞물림 압력간의 관계가 학습되어 변속장치에서의 기어 변속은 그 학습 결과에 기초하여 제어된다. 따라서, 마찰식 계합 장치의 토크 용량이 반영되는 변속장치의 출력 토크는 원하는 바와 같이 제어되어 쇼크의 악화를 방지하거나 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 출력 부재의 토크는 변속장치를 구성하는 마찰식 계합 장치의 토크 용량에 따라 변화하고, 토크 용량은 맞물림 압력에 대한 관계로서 학습되어 보조 원동기 또는 주 원동기의 토크는 그 학습 결과에 기초하여 제어된다. 이 경우, 맞물림 압력과 토크 용량간의 관계가 정밀하게 결정되어 출력 부재의 토크는, 변속시의 맞물림 압력에 기초하여 전기 모터 또는 주 원동기의 토크를 제어함으로써 정밀하게 제어될 수 있다. 그 결과, 쇼크의 악화를 방지하거나 억제할 수 있다.
산업상 이용가능성
본 발명은 자동차 및 다양한 운송수단, 특히 하이브리드 차에 사용될 수 있다.

Claims (42)

  1. 보조 원동기 (5) 가 변속장치 (6) 를 통해, 주 원동기 (1) 에 의해 출력되는 토크가 전달되는 출력 부재 (2) 에 접속되는 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치로서,
    상기 변속장치 (6) 에 의한 기어 변속 동안 상기 주 원동기로부터 상기 출력 부재 (2) 로 전달되는 토크를 보정하는 제 1 토크 보정 수단 (14, 15, 16) 을 구비하고,
    상기 주 원동기 (1) 는,
    3 개의 회전 부재로 차동 작용을 수행하는 기어 메카니즘 (12) 을 통해 토크가 합성되거나 분배되는 내연 엔진 (10) 및 제 1 모터 발전기 (11) 를 구비하고;
    상기 보조 원동기 (5) 는 제 2 모터 발전기로 구성되고;
    상기 제 1 토크 보정 수단 (14, 15, 16) 은 상기 제 1 모터 발전기 (11) 에 의한 토크를 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 토크 보정 수단 (14, 15, 16) 은 상기 주 원동기 (1) 로부터 상기 출력 부재 (2) 로 전달되는 토크를 증가시키는 토크 증가 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기어 변속 동안 상기 제 1 모터 발전기 (11) 의 토크가 보정될 때, 상기 내연 엔진 (10) 의 토크를 보정하는 제 2 토크 보정 수단 (13) 을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 토크 보정 수단 (13) 은 상기 내연 엔진 (10) 의 토크를 증가시키는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 내연 엔진 (10) 의 운행 상태가, 상기 내연 엔진 (10) 의 속력이 증가함에 따라 상기 내연 엔진 (10) 의 출력 토크가 감소하는 영역에 있는 경우, 상기 제 1 토크 보정 수단 (14, 15, 16) 은 상기 제 1 모터 발전기 (11) 의 토크를 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항에 있어서,
    상기 변속장치 (6) 는, 상기 보조 원동기 (5) 의 토크를 상기 출력 부재 (2) 로 전달하고 맞물림시 또는 해제시에 기어 변속을 실행하는 마찰식 계합 장치 (B1, B2) 를 구비하고,
    상기 제 1 토크 보정 수단 (14, 15, 16) 은 상기 마찰식 계합 장치 (B1, B2) 의 토크 용량에 기초하여 상기 주 원동기 (1) 로부터 상기 출력 부재 (2) 로 전달되는 토크를 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 마찰식 계합 장치 (B1, B2) 는, 상기 보조 원동기 (5) 가 토크를 출력하고 기어 비율을 감소시키는 기어 변속시에 해제되는 저속 측 마찰식 계합 장치 (B2) 를 구비하고,
    상기 제 1 토크 보정 수단 (14, 15, 16) 은, 상기 보조 원동기 (5) 의 속력이 상기 저속 측 마찰식 계합 장치 (B2) 의 소정의 미세한 슬라이드에 의해 설정된 속력이 되도록, 상기 저속 측 마찰식 계합 장치 (B2) 의 맞물림 압력을 피드백-제어하는 피드백 보정량에 기초하여 상기 주 원동기 (1) 로부터 출력 부재 (2) 로 전달되는 토크를 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 변속장치 (6) 는, 상기 보조 원동기 (5) 의 토크를 상기 출력 부재로 전달하고 맞물림시 또는 해제시에 기어 변속을 실행하는 마찰식 계합 장치 (B1, B2) 를 구비하고,
    상기 제 1 토크 보정 수단 (14, 15, 16) 은, 기어 변속 동안 상기 마찰식 계합 장치 (B1, B2) 의 토크 용량에 기초하여 추정되는 상기 출력 부재 (2) 의 토크와 목표 출력 토크간의 편차에 기초하여, 상기 주 원동기 (1) 로부터 출력 부재 (2) 로 전달되는 토크를 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 보정 수단 (14, 15, 16) 은 상기 기어 변속에서 관성 위상의 시작 후 기어 변속의 진행 정도에 기초하여 상기 주 원동기 (1) 로부터 상기 출력 부재 (2) 로 전달되는 토크를 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 보정 수단 (14, 15, 16) 은, 상기 보조 원동기 (5) 가 토크를 출력하면서 상기 변속장치 (6) 의 기어 비율을 감소시키는 기어 변속시의 변속 시작으로부터 관성 위상의 시작까지의 시간의 학습값에 기초하여, 상기 주 원동기 (1) 로부터 상기 출력 부재 (2) 로 전달되는 토크를 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 토크 보정 수단 (14, 15, 16) 은 상기 보조 원동기 (5) 가 토크를 출력하면서 상기 변속장치 (6) 의 기어 비율을 감소시키는 기어 변속시의 관성 위상 시작으로부터 변속 종료까지의 시간의 학습값에 기초하여, 상기 주 원동기 (1) 로부터 상기 출력 부재 (2) 로 전달되는 토크를 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  12. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 토크 보정 수단 (13) 은, 상기 기어 변속 동안 상기 제 1 모터 발전기 (11) 의 토크 보정량에 기초하여 상기 내연 엔진 (10) 의 토크를 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변속장치 (6) 는 기어 변속 메카니즘으로 구성되고;
    상기 출력 부재 (2) 의 토크가 실질적으로 0인 동안, 상기 기어 변속 메카니즘에서의 기어의 치면이 서로 접촉/격리되는 토크 변화가 발생되는 기어 변속을 금지시키는 기어 변속 금지 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 변속장치 (6) 에 의한 기어 변속에서, 상기 출력 부재 (2) 의 토크에서의 변화를 억제하는 방향으로 상기 보조 원동기 (5) 의 토크를 보정하는 보조 토크 보정 수단 (28, 29, 30) 을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 보조 토크 보정 수단 (28, 29, 30) 은 상기 변속장치 (6) 에서의 기어 변속에서 관성 위상의 시작이 결정되기 전에, 상기 보조 원동기 (5) 의 출력 토크를 증가시키도록 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 보조 토크 보정 수단 (28, 29, 30) 은, 상기 변속장치 (6) 에서의 기어 변속에서 관성 위상의 시작이 결정된 후에, 상기 보조 원동기 (5) 의 출력 토크를 감소시키도록 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 변속장치 (6) 는 맞물림/해제 상태를 변화시킴으로써 기어 변속을 실행하는 마찰식 계합 장치 (B1, B2) 를 구비하고,
    상기 보조 토크 보정 수단 (28, 29, 30) 은 상기 마찰식 계합 장치 (B1, B2) 의 토크 용량 또는 토크 용량에 관련되는 제어량의 제어와 협조하여 상기 보조 원동기 (5) 의 출력 토크를 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 기어 변속에서 맞물리는 맞물림측 마찰식 계합 장치; 및
    상기 기어 변속에서 해제되는 해제측 마찰식 계합 장치를 구비하며,
    상기 보조 토크 보정 수단 (28, 29, 30) 은 상기 해제측 마찰식 계합 장치가 슬라이딩하면서 점진적으로 해제될 때 상기 보조 원동기 (5) 의 출력 토크를 증가시키도록 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 변속장치 (6) 의 기어 비율을 설정하기 위해 맞물림/해제되는 마찰식 계합 장치 (B1, B2);
    상기 보조 원동기 (5) 에서 생성된 토크 및 상기 마찰식 계합 장치 (B1, B2) 의 맞물림 압력에 기초하여, 상기 마찰식 계합 장치 (B1, B2) 의 토크 용량과 맞물림 압력간의 관계를 학습하는 학습 수단 (27); 및
    상기 학습 수단 (27) 에 의한 학습 결과에 기초하여 상기 변속장치 (6) 의 기어 변속을 제어하는 변속 제어 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 보조 원동기 (5) 에서 생성된 토크 및 상기 마찰식 계합 장치의 맞물림 압력에 기초하여 상기 마찰식 계합 장치의 토크 용량과 맞물림 압력간의 관계를 학습하는 학습 수단 (27) 을 구비하며;
    상기 변속 제어 수단은, 상기 학습 수단 (27) 에 의한 학습 결과에 기초하여, 상기 변속 장치 (6) 에 의한 기어 변속 동안 상기 보조 원동기 (5) 또는 상기 주 원동기 (1) 의 토크를 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 주 원동기 (1) 는,
    입력 부재 (19), 반응 부재 (17) 및 출력 부재 (18) 의 3 개의 부재로 차동 작용을 하는 기어 메카니즘 (12);
    상기 입력 부재 (19) 에 접속되어 있는 내연 엔진 (10); 및
    상기 반응 부재 (17) 에 접속되는 모터 발전기 (11) 를 구비하며, 상기 출력 부재 (18) 는 상기 출력 부재 (2) 에 접속되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 변속장치 (6) 는 기어 비율을 2 개의 스테이지로 상호교환할 수 있는 기어 메카니즘으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 기어 메카니즘 (12) 은 단일 피니언 타입 유성 기어 메카니즘과 이중 피니언 타입 유성 기어 메카니즘이 조합된 라비그녹스 (Ravignaux) 타입 유성 기어 메카니즘을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  24. 제 20 항에 있어서,
    상기 기어 메카니즘 (12) 은,
    브레이크 (B1) 에 의해 선택적으로 고정되는 제 1 태양 기어 (21);
    상기 제 1 태양 기어 (21) 에 동심적으로 배열되고 또 다른 브레이크 (B2) 에 의해 선택적으로 고정되는 링 기어 (25);
    상기 제 1 태양 기어 (21) 와 맞물리는 제 1 피니언 기어 (23);
    상기 제 1 피니언 기어 (23) 및 상기 링 기어 (25) 에 맞물리는 제 2 피니언 기어 (24);
    상기 제 2 피니언 기어 (24) 와 맞물리고 상기 보조 원동기 (5) 에 접속되는 제 2 태양 기어 (22); 및
    기어들의 축 상에서 회전하고 그 주위를 공전하는 방식으로 개별 피니언 기어 (23, 24) 를 유지하고 상기 출력 부재 (2) 에 접속되는 캐리어 (26) 를 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  25. 삭제
  26. 보조 원동기 (5) 가 변속장치 (6) 를 통해, 주 원동기 (1) 에 의해 출력되는 토크가 전달되는 출력 부재 (2) 에 접속되는 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치로서,
    상기 변속장치 (6) 에 의한 기어 변속에서, 상기 출력 부재 (2) 의 토크에서의 변화를 억제하는 방향으로 상기 보조 원동기 (5) 의 토크를 보정하는 보조 토크 보정 수단 (28, 29, 30) 을 구비하고,
    상기 보조 원동기 (5) 는 모터 발전기에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 보조 토크 보정 수단 (28, 29, 30) 은, 상기 변속장치 (6) 에서의 기어 변속에서 관성 위상의 시작이 결정되기 전에, 상기 보조 원동기 (5) 의 출력 토크를 증가시키도록 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 보조 토크 보정 수단 (28, 29, 30) 은, 상기 변속장치 (6) 에서의 기어 변속에서 관성 위상의 시작이 결정된 후에, 상기 보조 원동기 (5) 의 출력 토크를 감소시키도록 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  29. 제 26 항에 있어서,
    상기 변속장치 (6) 는 맞물림/해제 상태를 변화시킴으로써 기어 변속을 실행하는 마찰식 계합 장치 (B1, B2) 를 구비하고,
    상기 보조 토크 보정 수단 (28, 29, 30) 은 상기 마찰식 계합 장치 (B1, B2) 의 토크 용량 또는 토크 용량과 관련되는 제어량의 제어와 협조하여 상기 보조 원동기 (5) 의 출력 토크를 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 기어 변속에서 맞물리는 맞물림측 마찰식 계합 장치; 및
    상기 기어 변속에서 해제되는 해제측 마찰식 계합 장치를 구비하며,
    상기 보조 토크 보정 수단 (28, 29, 30) 은 상기 해제측 마찰식 계합 장치가 슬라이딩하면서 점진적으로 해제될 때, 상기 보조 원동기 (5) 의 출력 토크를 증가시키도록 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 보조 원동기 (5) 에서 생성된 토크 및 상기 마찰식 계합 장치의 맞물림 압력에 기초하여, 상기 마찰식 계합 장치의 토크 용량과 맞물림 압력간의 관계를 학습하는 학습 수단 (27) 을 구비하며,
    상기 변속 제어 수단은 상기 학습 수단 (27) 에 의한 학습 결과에 기초하여, 상기 변속 장치 (6) 에 의한 기어 변속 동안 상기 보조 원동기 (5) 또는 상기 주 원동기 (1) 의 토크를 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  32. 제 26 항에 있어서,
    상기 주 원동기 (1) 는,
    입력 부재 (19), 반응 부재 (17) 및 출력 부재 (18) 의 3 개의 부재로 차동 작용을 하는 기어 메카니즘 (12);
    상기 입력 부재 (19) 에 접속되어 있는 내연 엔진 (10); 및
    상기 반응 부재 (17) 에 접속되어 있는 모터 발전기 (11) 를 구비하고,
    상기 출력 부재 (18) 는 상기 출력 부재 (2) 에 접속되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 기어 메카니즘 (12) 은 단일 피니언 타입 유성 기어 메카니즘과 이중 피니언 타입 유성 기어 메카니즘이 조합된 라비그녹스 타입 유성 기어 메카니즘을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  34. 제 31 항에 있어서,
    상기 기어 메카니즘 (12) 은,
    브레이크 (B1) 에 의해 선택적으로 고정되는 제 1 태양 기어 (21);
    상기 제 1 태양 기어 (21) 에 동심적으로 배열되고 또 다른 브레이크 (B2) 에 의해 선택적으로 고정되는 링 기어 (25);
    상기 제 1 태양 기어 (21) 와 맞물리는 제 1 피니언 기어 (23);
    상기 제 1 피니언 기어 (23) 및 상기 링 기어 (25) 와 맞물리는 제 2 피니언 기어 (24);
    상기 제 2 피니언 기어 (24) 와 맞물리고 상기 보조 원동기 (5) 에 접속되는 제 2 태양 기어 (22); 및
    기어들의 축 상에서 회전하고 그 주위를 공전하는 방식으로 개별 피니언 기어 (23, 24) 를 유지하고 상기 출력 부재 (2) 에 접속되는 캐리어 (26) 를 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  35. 삭제
  36. 토크를 출력 부재 (2) 로 전달하는 주 원동기 (1);
    토크를 전기적으로 제어할 수 있는 전기 모터에 의해 구성되는 보조 원동기 (5) 로부터 출력 부재로 토크를 전달하는 변속장치 (6) 및
    맞물림/해제 상태에 따라 기어 비율을 설정하는 마찰식 계합 장치 (B1, B2) 를 가지고,
    상기 보조 원동기 (5) 에서 생성되는 토크 및 상기 마찰식 계합 장치 (B1, B2) 의 맞물림 압력에 기초하여 상기 마찰식 계합 장치 (B1, B2) 의 토크 용량과 맞물림 압력간의 관계를 학습하는 학습 수단 (27); 및
    상기 학습 수단 (27) 에 의한 학습 결과에 기초하여 상기 변속장치 (6) 의 기어 변속을 제어하는 변속 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 변속 제어 수단은 상기 학습 수단 (27) 에 의한 학습 결과에 기초하여, 상기 변속장치 (6) 에 의한 기어 변속 동안 상기 보조 원동기 (5) 또는 상기 주 원동기 (1) 의 토크를 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  38. 제 36 항에 있어서,
    상기 주 원동기 (1) 는,
    입력 부재 (19), 반응 부재 (17) 및 출력 부재 (18) 의 3 개의 부재로 차동 작용을 하는 기어 메카니즘 (12);
    상기 입력 부재 (19) 에 접속되어 있는 내연 엔진 (10); 및
    상기 반응 부재 (17) 에 접속되는 모터 발전기 (11) 를 구비하고,
    상기 출력 부재 (18) 는 상기 출력 부재 (2) 에 접속되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  39. 제 36 항에 있어서,
    상기 변속장치 (6) 는 기어 비율을 2 개의 스테이지로 상호교환할 수 있는 기어 메카니즘으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  40. 제 37 항 또는 제 39 항에 있어서,
    상기 기어 메카니즘 (12) 은 단일 피니언 타입 유성 기어 메카니즘과 이중 피니언 타입 유성 기어 메카니즘이 조합된 라비그녹스 타입 유성 기어 메카니즘을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  41. 제 37 항에 있어서,
    상기 기어 메카니즘 (12) 은,
    브레이크 (B1) 에 의해 선택적으로 고정되는 제 1 태양 기어 (21);
    상기 제 1 태양 기어 (21) 에 동심적으로 배열되고 또 다른 브레이크 (B2) 에 의해 선택적으로 고정되는 링 기어 (25);
    상기 제 1 태양 기어 (21) 와 맞물리는 제 1 피니언 기어 (23);
    상기 제 1 피니언 기어 (23) 및 상기 링 기어 (25) 와 맞물리는 제 2 피니언 기어 (24);
    상기 제 2 피니언 기어 (24) 와 맞물리고 상기 보조 원동기 (5) 에 접속되는 제 2 태양 기어 (22); 및
    기어들의 축 상에서 회전하고 그 주위를 공전하는 방식으로 개별 피니언 기어 (23, 24) 를 유지하고 상기 출력 부재 (2) 에 접속되는 캐리어 (26) 를 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
  42. 제 39 항에 있어서,
    상기 기어 메카니즘 (12) 은,
    브레이크 (B1) 에 의해 선택적으로 고정되는 제 1 태양 기어 (21);
    상기 제 1 태양 기어 (21) 에 동심적으로 배열되고 또 다른 브레이크 (B2) 에 의해 선택적으로 고정되는 링 기어 (25);
    상기 제 1 태양 기어 (21) 와 맞물리는 제 1 피니언 기어 (23);
    상기 제 1 피니언 기어 (23) 및 상기 링 기어 (25) 와 맞물리는 제 2 피니언 기어 (24);
    상기 제 2 피니언 기어 (24) 와 맞물리고 상기 보조 원동기 (5) 에 접속되는 제 2 태양 기어 (22); 및
    기어들의 축 상에서 회전하고 그 주위를 공전하는 방식으로 개별 피니언 기어 (23, 24) 를 유지하고 상기 출력 부재 (2) 에 접속되는 캐리어 (26) 를 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 구동 유닛의 제어 장치.
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