KR100794962B1

KR100794962B1 - 하이브리드형 차량 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100794962B1
Application number: KR1020010080042A
Authority: KR
Inventors: 아오키가즈오; 이자와가즈유키; 히사다히데키
Original assignee: 아이신에이더블류 가부시키가이샤
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2008-01-15
Also published as: JP3815220B2; JP2002195065A; KR20020054269A; US20020079148A1; EP1219486A3; DE60137750D1; US6883626B2; EP1219486A2; EP1219486B1

Abstract

본 발명은 하이브리드형 차량 및 그 제어방법에 관한 것으로서,

고정수단에 의한 회전의 고정을 해제함에 따라 쇼크(shock)가 발생하는 것을 충분히 억제할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하며,

엔진(11)과, 발전기모터(16)와, 구동륜에 연결된 출력축(14)과, 차동기어장치와, 발전기모터(16)의 회전을 기계적으로 고정하기 위한 고정수단과, 추정에 의해 산출된 추정엔진토크 및 발전기모터토크에 근거하여 보정치를 산출하는 보정치 산출처리수단(91)과, 상기 추정엔진토크를 상기 보정치에 의해 보정하는 엔진토크 보정처리수단(92)을 갖는다. 추정에 의해 산출된 추정엔진토크 및 발전기모터토크에 근거하여 보정치가 산출되고, 상기 추정엔진토크가 상기 보정치에 의해 보정되기 때문에, 엔진(11)의 사용환경이, 고정수단에 의한 회전의 고정이 해제된 후의 발전기모터(16)의 로터에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있는 것을 구성상의 특징으로 한다.

하이브리드, 엔진, 발전기모터, 구동륜, 출력축, 플래니터리 기어 유닛, 엔진토크, 산출처리수단, 보정처리수단

Description

하이브리드형 차량 및 그 제어방법{Hybrid vehicle and control method thereof}

도 1은, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 하이브리드형 차량의 기능블럭도이다.

도 2는, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 하이브리드형 차량의 개념도이다.

도 3은, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 플래니터리 기어 유닛의 동작설명도이다.

도 4는, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 차량속도 선도면이다.

도 5는, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 하이브리드형 차량의 제어장치를 나타낸 블럭도이다.

도 6은, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 하이브리드형 차량의 동작을 나타낸 메인 플로차트이다.

도 7은, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 엔진토크 상당분 산출처리의 서브루틴을 나타낸 도면이다.

도 8은, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 학습제어처리의 서브루틴을 나타낸 도면이다.

도 9는, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 하이브리드형 차량의 동작을 나타낸 타임차트이다.

도 10은, 본 발명의 제2실시형태에 있어서의 하이브리드형 차량의 동작을 나타낸 메인 플로차트이다.

도 11은, 본 발명의 제2실시형태에 있어서의 학습제어처리의 서브루틴을 나타낸 도면이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

11 : 엔진 13 : 플래니터리 기어 유닛

14 : 출력축 16 : 발전기모터

25 : 구동모터 37 : 구동륜

47 : 발전기모터제어장치 51 : 차량제어장치

91 : 보정치 산출처리수단 92 : 엔진토크 보정처리수단

B : 브레이크 CR : 캐리어

R : 링기어 S : 선기어

본 발명은 하이브리드형 차량 및 그 제어방법에 관한 것이다.

종래에, 엔진의 토크, 즉, 토크의 일부를 발전기모터에, 나머지를 구동륜에 분배하는 하이브리드형 차량에 있어서는, 선기어, 링기어 및 캐리어를 구비한 플래 니터리 기어 유닛을 가지며, 상기 캐리어와 엔진을 연결하고, 링기어와 구동륜을 연결하고, 선기어와 발전기모터를 연결하며, 상기 링기어 및 구동모터로부터 출력된 회전을 구동륜에 전달하여 구동력을 발생시키도록 하고 있다.

상기 구성의 하이브리드형 차량에 있어서는, 구동모터 및 엔진을 구동하여 주행시킬 때에 발전기모터에 의해 발전이 행하여지도록 되어 있지만, 발전기모터의 회전속도, 즉, 발전기모터 회전속도가 낮으면 소비전력이 커지게 되어, 발전효율이 그만큼 낮아진다. 그래서, 발전기모터의 로터와 케이싱 사이에 고정수단으로서의 브레이크를 설치하여, 발전기모터 회전속도가 500〔rpm〕이하가 되면, 상기 브레이크를 맞물리게 함으로써 발전기모터의 회전을 고정하고, 그 후, 차량속도에 근거하여 산출되는 플래니터리 기어 유닛의 출력축의 회전속도, 즉, 출력회전속도, 및 발전효율이 높은 엔진운전포인트의 엔진의 회전속도, 즉, 엔진회전속도에 근거하여 발전기모터 회전속도를 산출하고, 이 발전기모터 회전속도가 500〔rpm〕보다 높아지면, 상기 브레이크를 해제하여, 회전의 고정을 해제함으로써 로터를 회전시키도록 하고 있다.

그런데, 브레이크가 맞물려 있는 동안, 엔진의 토크, 즉, 엔진토크가 반력(反力; reaction force)으로서 로터에 가해지고 있기 때문에, 단순히 브레이크를 해제하면, 상기 엔진토크가 로터에 전달되고, 그에 따라 발전기모터토크 및 엔진토크가 크게 변화하여, 쇼크가 발생되어 버린다.

그래서, 로터에 전달되는 엔진토크를 추정하여, 이 엔진토크에 상당하는 발전기모터토크를 엔진토크와 역방향으로 발생시킨 후에, 브레이크를 해제함으로써, 쇼크가 발생되는 것을 억제하도록 하고 있다(일본국 특허공개 평9-100853호 공보 참조).

그러나, 상기 종래의 하이브리드형 차량에 있어서는, 엔진의 사용환경, 예컨대, 엔진 오일의 온도 등 이외에, 엔진 자체의 고체차(固體差), 예컨대, 엔진의 관성(inertia)에 의해, 추정된 엔진토크와 실제의 엔진토크에 차이가 발생하기 때문에, 쇼크가 발생하는 것을 충분히 억제할 수 없다.

본 발명은, 상기 종래의 하이브리드형 차량의 문제점을 해결하여, 고정수단에 의한 회전의 고정을 해제할 때에 쇼크가 발생하는 것을 충분히 억제할 수 있는 하이브리드형 차량 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여, 본 발명의 하이브리드형 차량에 있어서는, 엔진과, 발전기모터와, 구동륜에 연결된 출력축과, 적어도 3개의 기어요소를 구비하고, 각 기어요소가 상기 엔진, 발전기모터 및 출력축에 각각 연결된 차동기어장치와, 상기 발전기모터의 회전을 기계적으로 고정하기 위한 고정수단과, 추정에 의해 산출된 추정엔진토크 및 발전기모터토크에 근거하여 보정치를 산출하는 보정치 산출처리수단과, 상기 추정엔진토크를 상기 보정치에 의해 보정하는 엔진토크 보정처리수단을 갖는다.

본 발명의 다른 하이브리드형 차량에 있어서는, 또한 상기 보정치 산출처리수단은, 고정수단에 의한 회전의 고정이 해제되어 있는 상태에서 보정치를 산출한다.

본 발명의 또 다른 하이브리드형 차량에 있어서는, 또한 상기 보정치 산출처리수단은, 상기 추정엔진토크에 대한 발전기모터토크의 비율에 근거하여 보정치를 산출한다.

본 발명의 또 다른 하이브리드형 차량에 있어서는, 또한 상기 추정엔진토크는 엔진의 운전상태에 근거하여 추정된다.

본 발명의 또 다른 하이브리드형 차량에 있어서는, 또한 상기 보정치는, 복수의 변동치를 평균함으로써 산출된다.

본 발명의 또 다른 하이브리드형 차량에 있어서는, 엔진과, 발전기모터와, 구동륜에 연결된 출력축과, 적어도 3개의 기어요소를 구비하고, 각 기어요소가 상기 엔진, 발전기모터 및 출력축에 각각 연결된 차동기어장치와, 상기 발전기모터의 회전을 기계적으로 고정하기 위한 고정수단과, 발전기모터의 각가속도(角加速度; angular acceleration)에 근거하여 보정치를 산출하는 보정치 산출처리수단과, 추정에 의해 산출된 추정엔진토크를 상기 보정치에 의해 보정하는 엔진토크 보정처리수단을 갖는다.

본 발명의 또 다른 하이브리드형 차량에 있어서는, 또한 상기 보정치 산출처리수단은, 고정수단에 의한 회전의 고정이 해제되었을 때의 각가속도를 산출한다.

본 발명의 또 다른 하이브리드형 차량에 있어서는, 또한 보정된 추정엔진토크에 상당하는 엔진토크 상당분을 산출하는 엔진토크 상당분 산출처리수단과, 상기 발전기모터에 의해 엔진토크 상당분을 발생시켜서 토크제어를 행하는 토크제어 처리수단과, 상기 엔진토크 상당분이 발생된 상태에서 상기 고정수단에 의한 회전의 고정을 해제하는 해제처리수단을 갖는다.

본 발명의 또 다른 하이브리드형 차량에 있어서는, 또한 상기 출력축과 구동륜의 사이에 구동모터가 연결된다.

본 발명의 하이브리드형 차량의 제어방법에 있어서는, 엔진, 발전기모터, 및 이 발전기모터의 회전을 기계적으로 고정하기 위한 고정수단을 구비한 하이브리드형 차량에 적용된다.

그리고, 추정에 의해 산출된 추정엔진토크 및 발전기모터토크에 근거하여 보정치를 산출하고, 상기 추정엔진토크를 상기 보정치에 의해 보정한다.

본 발명의 다른 하이브리드형 차량의 제어방법에 있어서는, 엔진, 발전기모터, 및 이 발전기모터의 회전을 기계적으로 고정하기 위한 고정수단을 구비한 하이브리드형 차량에 적용된다.

그리고, 발전기모터의 각가속도에 근거하여 보정치를 산출하고, 추정에 의해 산출된 추정엔진토크를 상기 보정치에 의해 보정한다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도면에 있어서, 11은 엔진, 16은 발전기모터, 13은 구동륜에 연결된 출력축(14)과, 선기어(S), 링기어(R) 및 캐리어(CR)를 구비하고, 각 선기어(S), 링기어(R) 및 캐리어(CR)가 상기 엔진(11), 발전기모터(16) 및 출력축(14)에 각각 연결된 차동기어장치로서의 플래니터리 기어 유닛, B는 상기 발전기모터(16)의 회전 을 기계적으로 고정하기 위한 고정수단으로서의 브레이크, 91은 추정에 의해 산출된 추정엔진토크 및 발전기모터토크에 근거하여 보정치를 산출하는 보정치 산출처리수단, 92는 상기 추정엔진토크를 상기 보정치에 의해 보정하는 엔진토크 보정처리수단이다.

도면에 있어서, 11은 제1축선 상에 설치된 엔진(E/G), 12는 상기 제1축선 상에 설치되고, 상기 엔진(11)을 구동함으로써 발생된 회전을 출력하는 출력축, 13은 상기 제1축선 상에 설치되고, 상기 출력축(12)을 경유하여 입력된 회전에 대하여 변속을 행하는 차동기어장치로서의 플래니터리 기어 유닛, 14는 상기 제1축선 상에 설치되고, 상기 플래니터리 기어 유닛(13)에 있어서의 변속 후의 회전이 출력되는 출력축, 15는 이 출력축(14)에 고정된 출력기어로서의 제1카운터 드라이브 기어, 16은 상기 제1축선 상에 설치되고, 동일하게 상기 제1축선 상에 설치된 전달축(17)을 경유하여 상기 플래니터리 기어 유닛(13)과 연결되고, 또한 엔진(11)과 기계적으로 연결된 제1전동기로서의 발전기모터(G)이다.

상기 출력축(14)은 슬리브모양을 가지고, 상기 출력축(12)을 포위하여 설치된다. 또, 상기 제1카운터 드라이브 기어(15)는 플래니터리 기어 유닛(13)보다 엔진(11)측에 설치된다.

그리고, 상기 플래니터리 기어 유닛(13)은, 적어도 제1기어요소로서의 선기어(S), 이 선기어(S)와 맞물리는 피니언(P), 이 피니언(P)과 맞물리는 제2기어요소로서의 링기어(R), 및 상기 피니언(P)을 회전가능하게 지지하는 제3기어요소로서의 캐리어(CR)를 구비하고, 상기 선기어(S)는 상기 전달축(17)을 경유하여 발전기모터(16)와, 링기어(R)는 출력축(14) 및 소정의 기어열을 경유하여 구동륜(37)과, 캐리어(CR)는 출력축(12)을 경유하여 엔진(11)과 연결된다. 또, 상기 캐리어(CR)와 구동장치 케이싱(10)의 사이에 원웨이클러치(F)가 설치되고, 이 원웨이클러치(F)는, 엔진(11)으로부터 정방향의 회전이 캐리어(CR)에 전달되었을 때에 자유롭게 되고, 발전기모터(16), 또는 상기 제1축선과 평행한 제2축선 상에 설치되고, 상기 발전기모터(16)와 서로 기계적으로 연결된 제2전동기로서의 구동모터(M)(25)로부터 역방향의 회전이 캐리어(CR)에 전달되었을 때에 로크(lock)되고, 역방향의 회전이 엔진(11)에 전달되지 않도록 한다. 그리고, 상기 출력축(14)과 구동모터(25) 및 구동륜(37)은 기계적으로 접속된다.

또한, 상기 발전기모터(16)는, 상기 전달축(17)에 고정되고, 회전가능하게 설치된 로터(21), 이 로터(21)의 주위에 설치된 스테이터(22), 및 이 스테이터(22)에 감겨 장착된 코일(23)로 이루어진다. 상기 발전기모터(16)는, 전달축(17)을 경유하여 전달되는 회전에 의해 전력을 발생시킨다. 상기 코일(23)은, 도시되지 않은 배터리에 접속되고, 이 배터리에 직류전류를 공급한다. 상기 로터(21)와 상기 케이싱(1O) 사이에 고정수단으로서의 브레이크(B)가 설치되고, 이 브레이크(B)를 맞물리게 함으로써 로터(21)를 고정하여, 발전기모터(16)의 회전을 기계적으로 고정할 수 있다. 그 때문에, 상기 브레이크(B)의 도시되지 않은 유압서보와 유압공급원이 절환밸브에 의해 접속되고, 이 절환밸브에 솔레노이드가 설치된다. 따라서, 후술하 는 차량제어장치(51)에 의해 솔레노이드신호를 보내고, 상기 절환밸브를 절환하여, 상기 유압공급원의 유압을 상기 유압서보에 대하여 공급하고, 브레이크(B)를 맞물림/해제할 수 있다.

또, 26은 상기 제2축선 상에 설치되고, 상기 구동모터(25)의 회전이 출력되는 출력축, 27은 이 출력축(26)에 고정된 출력기어로서의 제2카운터 드라이브 기어이다. 상기 구동모터(25)는, 상기 출력축(26)에 고정되고, 회전가능하게 설치된 로터(40), 이 로터(40)의 주위에 설치된 스테이터(41), 및 이 스테이터(41)에 감겨 장착된 코일(42)로 이루어진다.

상기 구동모터(25)는, 코일(42)에 공급되는 전류에 의해 구동모터토크를 발생시킨다. 그 때문에, 상기 코일(42)은 상기 배터리에 접속되고, 이 배터리로부터의 직류전류가 교류전류로 변환되어 공급되도록 되어 있다. 그리고, 상기 발전기모터(16) 및 구동모터(25)와 구동륜(37)은 기계적으로 연결된다.

그리고, 상기 구동륜(37)을 엔진(11)의 회전과 동일한 방향으로 회전시키기 위해서, 상기 제 1, 제2축선과 평행한 제3축선 상에 카운터 샤프트(30)가 설치되고, 이 카운터 샤프트(30)에, 제1카운터 드리븐 기어(31), 및 이 제1카운터 드리븐 기어(31)보다 톱니개수가 많은 제2카운터 드리븐 기어(32)가 고정된다. 또, 상기 제1카운터 드리븐 기어(31)와 상기 제1카운터 드라이브 기어(15)가, 또 상기 제2카운터 드리븐 기어(32)와 상기 제2카운터 드라이브 기어(27)가 맞물려지고, 상기 제1카운터 드라이브 기어(15)의 회전이 반전되어 제1카운터 드리븐 기어(31)로, 상기 제2카운터 드라이브 기어(27)의 회전이 반전되어 제2카운터 드리븐 기어(32)로 전달되도록 되어 있다.

또한, 상기 카운터 샤프트(30)에는 상기 제1카운터 드리븐 기어(31)보다 톱니개수가 적은 디퍼런셜 피니언 기어(33)가 고정된다.

그리고, 상기 제1 내지 제3축선과 평행한 제4축선 상에 차동장치(36)가 설치되고, 이 차동장치(36)의 디퍼런셜 링기어(35)와 상기 디퍼런셜 피니언 기어(33)가 맞물린다. 따라서, 디퍼런셜 링기어(35)에 전달된 회전이 상기 차동장치(36)에 의해 분배되어, 구동륜(37)에 전달된다. 그리고, 38은 발전기모터(16)의 회전속도, 즉 발전기모터 회전속도(NG)를 검출하는 발전기모터 회전속도센서, 39는 구동모터(25)의 회전속도, 즉 구동모터 회전속도(NM)를 검출하는 구동모터 회전속도 센서이다.

이와 같이, 엔진(11)에 의해 발생된 회전을 제1카운터 드리븐 기어(31)에 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 구동모터(25)에 의해 발생된 회전을 제2카운터 드리븐 기어(32)로 전달할 수 있기 때문에, 엔진(11) 및 구동모터(25)를 구동함으로써 하이브리드형 차량을 주행시킬 수 있다.

이어서, 상기 플래니터리 기어 유닛(13)의 동작에 대하여 설명한다.

도 3은, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 플래니터리 기어 유닛의 동작설명도, 도 4는, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 차량속도 선도면이다.

이 경우, 플래니터리 기어 유닛(13)(도 2)에 있어서는, 캐리어(CR)가 엔진(11)과, 선기어(S)가 발전기모터(16)와, 링기어(R)가 출력축(14)을 경유하여 상기 구동륜(37)과 각각 연결되기 때문에, 링기어(R)의 회전속도와 출력축(14)의 회전속도, 즉 출력회전속도(NO)와 동일하게, 캐리어(CR)의 회전속도와 엔진(11)의 회전속도, 즉 엔진회전속도(NE)와 동일하게, 선기어(S)의 회전속도와 발전기모터 회전속도(NG)가 동일하게 된다. 그리고, 링기어(R)의 톱니개수가 선기어(S)의 톱니개수의 ρ배(본 실시형태에 있어서는 2배)로 되면,

(ρ+ 1)ㆍNE = 1ㆍNG ＋ ρㆍNO

의 관계가 성립한다. 따라서, 출력회전속도(NO) 및 발전기모터 회전속도(NG)에 근거하여 엔진회전속도(NE)는,

NE = (1ㆍNG ＋ ρㆍNO) / (ρ+ 1) ㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(1)

를 산출할 수 있다.

또, 엔진(11)의 토크, 즉 엔진토크(TE), 출력축(14)의 토크, 즉 출력토크(TO) 및 발전기모터(16)의 토크, 즉 발전기모터토크(TG)는,

TE : TO : TG = (ρ＋ 1) : ρ: 1

의 관계가 되어, 서로 반력을 받는다.

이어서, 상기 구성의 하이브리드형 차량의 제어장치에 대하여 설명한다.

도면에 있어서, 11은 엔진, 16은 발전기모터, 25는 구동모터, 43은 배터리 이다. 46은 상기 엔진(11)의 제어를 행하는 엔진제어수단으로서의 엔진제어장치이고, 이 엔진제어장치(46)는 스로틀개도(開度)(θ) 등의 지시신호를 엔진(11)으로 보낸다. 47은 상기 발전기모터(16)의 제어를 행하는 발전기모터 제어수단으로서의 발전기모터 제어장치이고, 이 발전기모터 제어장치(47)는 발전기모터(16)에 전류지령치(IG)를 보낸다. 49는 상기 구동모터(25)의 제어를 행하는 구동모터 제어수단으로서의 구동모터 제어장치이고, 이 구동모터 제어장치(49)는 구동모터(25)에 전류지령치(IM)를 보낸다.

또, 51은, 도시되지 않은 CPU, 기억장치 등으로 이루어지고, 하이브리드형 차량의 전체 제어를 행하는 차량제어장치, 44는 상기 배터리(43)의 상태로서의 배터리잔량(SOC)을 검출하는 배터리잔량 검출장치, 52는 액셀페달, 53은 차량속도(V)를 검출하는 차량속도센서, 55는 상기 액셀페달(52)의 밟는 양, 즉 액셀개도(α)를 검출하는 액셀조작 검출수단으로서의 액셀스위치, 61은 브레이크페달, 62는 이 브레이크페달(61)의 밟은 양(β)을 검출하는 브레이크조작 검출수단으로서의 브레이크 스위치, 38은 발전기모터 회전속도(NG)를 검출하는 발전기모터 회전속도센서, 39는 구동모터 회전속도(NM)를 검출하는 구동모터 회전속도센서, 72는 상기 배터리(43)의 상태로서의 배터리전압(VB)을 검출하는 배터리전압센서이다. 그리고, 배터리잔량 검출장치(44) 및 배터리전압센서(72)에 의해 배터리상태 검출수단이 구성된다.

상기 차량제어장치(51)는, 상기 엔진제어장치(46)에 엔진제어신호를 보내어 엔진(11)의 구동ㆍ정지를 설정하거나, 상기 발전기모터 회전속도(NG) 및 구동모터 회전속도(NM)를 읽어내어, 엔진회전속도(NE)를 산출하거나, 엔진제어장치(46)에 엔진회전속도(NE)의 목표치, 즉 목표 엔진회전속도(NE*)를 설정하거나, 상기 발전기모터 제어장치(47)에 발전기모터 회전속도(NG)의 목표치, 즉, 목표 발전기모터 회 전속도(NG*), 및 발전기모터토크(TG)의 목표치, 즉 목표 발전기모터토크(TG*)를 설정하거나, 상기 구동모터 제어장치(49)에 구동모터토크(TM)의 목표치, 즉 목표 구동모터토크(TM*) 및 구동모터토크 보정치(δTM)를 설정하거나 한다.

그리고, 본 실시형태에 있어서는, 상기 차량제어장치(51)가 엔진회전속도(NE)를 산출하도록 되어 있지만, 도시되지 않은 엔진회전속도센서를 설치하고, 이 엔진회전속도센서에 의해 엔진회전속도(NE)를 검출할 수 있다. 또, 본 실시형태에 있어서, 차량속도(V)는, 출력회전속도(NO)에 의해 검출되도록 되어 있지만, 링기어(R)의 회전속도, 구동륜(37)의 회전속도 등에 의해 검출할 수도 있다.

다음으로, 상기 구성의 하이브리드형 차량의 동작에 대하여 설명한다.

도 6은, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 하이브리드형 차량의 동작을 나타낸 메인 플로차트, 도 7은, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 엔진토크 상당분 산출처리의 서브루틴을 나타낸 도면, 도 8은, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 학습제어처리의 서브루틴을 나타낸 도면, 도 9는, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 하이브리드형 차량의 동작을 나타낸 타임차트이다.

상기 구성의 하이브리드형 차량에 있어서는, 구동모터(25)(도 2) 및 엔진(11)을 구동하여 주행시킬 때에 발전기모터(16)에 의해 발전이 행해지도록 되어 있지만, 발전기모터 회전속도(NG)가 낮으면 소비전력이 커져서, 발전효율이 그만큼 낮아진다. 그래서, 발전기모터 회전속도(NG)가 500〔rpm〕이하가 되고, 브레이크영역이 맞물림영역(OFF)이 되면, 상기 브레이크(B)를 맞물리게 함(ON으로 한다)으로써 로터(21)를 정지시키고, 그 후, 차량속도(V)에 근거하여 산출되는 플래니터리 기어 유닛(13)의 출력회전속도(NO), 및 발전효율이 높은 엔진운전포인트의 엔진회전속도(NE)에 근거하여 발전기모터 회전속도(NG)를 산출하고, 이 발전기모터 회전속도(NG)가 타이밍(t1)에서 500〔rpm〕보다 높아지고, 브레이크영역이 해제영역(ON)이 되면, 상기 브레이크(B)를 해제함으로써 로터(21)를 회전시키도록 하고 있다.

그런데, 상기 맞물림영역에 있어서, 브레이크(B)가 맞물려 있는 동안, 엔진토크(TE)가 반력으로서 로터(21)에 가해지고 있기 때문에, 동일한 타이밍(t1)에서 단순히 브레이크(B)를 해제하면, 상기 엔진토크(TE)가 로터(21)에 전달되고, 발전기모터토크(TG) 및 엔진토크(TE)가 크게 변화하여, 쇼크가 발생되어 버린다.

그래서, 상기 차량제어장치(51)의 도시되지 않은 추정토크 보정처리수단으로서의 엔진토크 상당분 산출처리수단은, 엔진토크 상당분 산출처리를 행하고, 브레이크(B)를 해제했을 때에 실제로 로터(21)에 전달되는 엔진토크(TEa)에 상당하는 발전기모터토크(TG)를, 학습제어처리에 근거하여 엔진토크 상당분(TGa)으로서 산출한다.

이어서, 상기 차량제어장치(51)의 도시되지 않은 목표 발전기모터토크 설정처리수단은, 목표 발전기모터토크 설정처리를 행하고, 상기 엔진토크 상당분(TGa)을 읽어내어, 이 엔진토크 상당분(TGa)을 목표 발전기모터토크(TG*)로서 발전기모터 제어장치(47)로 보내어 설정한다.

그리고, 상기 발전기모터 제어장치(47)의 도시되지 않은 토크제어 처리수단 은, 토크제어처리를 행하고, 차량제어장치(51)로부터 목표 발전기모터토크(TG*)가 보내져 오면, 이 목표 발전기모터토크(TG*)에 근거하여 발전기모터토크 지령치(STG*)를 산출한다. 이어서, 상기 발전기모터 제어장치(47)의 도시되지 않은 전류지령치발생 처리수단은, 상기 발전기모터토크(TG)와 상기 발전기모터토크 지령치(STG*)와의 편차(ΔTG)가 0이 되도록 전류지령치(IG)를 발생시키고, 이 전류지령치(IG)를 발전기모터(16)로 보내어, 발전기모터(16)를 구동한다. 이렇게 하여, 발전기모터(16)에 있어서 엔진토크 상당분(TGa)의 발전기모터토크(TG)가 발생되어, 토크제어가 행해진다. 이어서, 차량제어장치(51)의 도시되지 않은 해제처리수단으로서의 해제처리수단은, 해제처리를 행하여 브레이크(B)를 해제한다.

그런데, 브레이크영역이 해제영역에 있고, 브레이크(B)가 해제되어 있을 때에, 상기 발전기모터 제어장치(47)에 의해 발전기모터(16)의 회전속도제어가 행하여지고, 그 동안에, 차량제어장치(51)의 도시되지 않은 보정치 산출처리수단으로서의 학습제어처리수단은 학습제어처리를 행한다. 그리고, 상기 엔진토크 상당분 산출처리수단은, 학습제어처리에 있어서 산출된 학습치(γa)에 근거하여 엔진토크 상당분(TGa)이 산출된다.

그 때문에, 상기 차량제어장치(51)의 도시되지 않은 엔진토크 산출처리수단은, 엔진(11)의 운전상태에 근거하여 엔진토크 산출처리를 행하고, 차량속도(V)를 읽어내어, 이 차량속도(V) 및 플래니터리 기어 유닛(13)으로부터 구동륜(37)까지의 기어비에 근거하여 출력회전속도(NO)를 산출하고, 이 출력회전속도(NO) 및 발전기모터회전속도(NG)에 근거하여, 상기 식(1)에 의해 엔진회전속도(NE)를 산출한다. 이어서, 상기 엔진토크 산출처리수단은, 엔진제어장치(46)로부터 스로틀개도(θ)를 읽어내고, 도시되지 않은 엔진토크맵을 참조하여, 상기 스로틀개도(θ) 및 상기 엔진회전속도(NE)에 대응하는 엔진토크(TE)를 산출한다.

또, 상기 차량제어장치(51)의 도시되지 않은 발전기모터토크 산출처리수단은, 발전기모터토크 산출처리를 행하고, 도시되지 않은 발전기모터토크맵을 참조하여, 발전기모터 회전속도(NG) 및 배터리전압(VB)에 대응하는 발전기모터토크(TG)를 산출한다.

이어서, 상기 학습제어처리수단의 학습치 산출처리수단은, 학습치 산출처리를 행하고, 상기 엔진토크(TE) 및 발전기모터토크(TG)를 읽어내어, 엔진토크(TE) 에 대한 발전기모터토크(TG)의 비율, 즉 토크비(γ)를 산출한다. 본 실시형태에 있어서, 상기 학습치 산출처리수단은, 소정의 제어주기마다 상기 토크비(γ)를 산출하고, 과거 소정의 복수회에 걸쳐서 산출된 토크비(γ)의 평균치를 학습치(γa)로서 산출한다. 그리고, 상기 학습치(γa)에 의해, 추정되는 엔진토크(TE)를 보정하기 위한 보정치가 구성된다.

이렇게 하여, 엔진토크(TE) 및 발전기모터토크(TG)에 근거하여 학습치(γa)가 산출되면, 상기 엔진토크 상당분 산출처리수단은, 상기 엔진토크 산출처리수단에 의해 산출된 추정엔진토크, 즉 추정된 엔진토크(TE)에 상기 학습치(γa)를 곱함으로써, 엔진토크(TE)를 보정하여, 엔진토크 상당분(TGa)을 산출한다.

이와 같이, 상기 엔진토크(TE) 및 학습치(γa)에 근거하여 엔진토크 상당분(TGa)이 산출되고, 상기 브레이크(B)를 해제할 때에, 발전기모터(16)가 구동 되어 엔진토크 상당분(TGa)이 발생되기 때문에, 엔진(11)의 사용환경, 예컨대 엔진오일의 농도 등에 의한 영향, 및 엔진(11) 자체의 고체차, 예컨대 엔진(11)의 관성에 의한 영향이, 브레이크(B)가 해제된 후의 로터(21)에 가해지는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 발전기모터토크(TG) 및 엔진토크(TE)가 크게 변화하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 쇼크가 발생하는 것을 충분히 억제할 수 있다.

다음으로, 도 6의 플로차트에 대하여 설명한다.

스텝 S1 : 브레이크영역이 맞물림영역에 있는지 여부를 판단한다. 브레이크영역이 맞물림영역에 있는 경우는 처리를 종료하고, 맞물림영역에 있지 않은 경우는 스텝 S2로 진행한다.

스텝 S2 : 브레이크(B)가 맞물려 있는지 여부를 판단한다. 브레이크(B)가 맞물려 있는 경우는 스텝 S3로, 맞물려 있지 않은 경우는 스텝 S6으로 진행한다.

스텝 S3 : 엔진토크 상당분 산출처리를 행한다.

스텝 S4 : 엔진토크 상당분(TGa)을 발생시킨다.

스텝 S5 : 브레이크(B)를 해제하고, 처리를 종료한다.

스텝 S6 : 회전속도제어를 행한다.

스텝 S7 : 학습제어처리를 행하고, 처리를 종료한다.

다음으로, 도 7의 플로차트에 대하여 설명한다.

스텝 S3-1 : 엔진토크(TE)에 학습치(γa)를 곱하고, 처리를 종료한다.

다음으로, 도 8의 플로차트에 대하여 설명한다.

스텝 S7-1 : 토크비(γ)에 근거하여 학습치(γa)를 산출하고, 처리를 종료한다.

그리고, 본 실시형태에 있어서는, 학습제어처리에 있어서 토크비(γ)를 산출함으로써 학습치(γa)를 산출하고, 상기 엔진토크(TE)에 학습치(γa)를 곱함으로써 엔진토크 상당분(TGa)을 산출하도록 되어 있지만, 학습제어처리에 있어서, 엔진토크(TE)와 발전기모터토크(TG)의 차이를 산출함으로써 학습치를 산출하고, 상기 엔진토크(TE)에 학습치(γa)를 가산함으로써 엔진토크 상당분을 산출할 수도 있다.

다음으로, 본 발명의 제2실시형태에 대하여 설명한다.

도 10은, 본 발명의 제2실시형태에 있어서의 하이브리드형 차량의 동작을 나타낸 메인 플로차트, 도 11은, 본 발명의 제2실시형태에 있어서의 학습제어처리의 서브루틴을 나타낸 도면이다.

이 경우, 브레이크영역이 해제영역에 있고, 고정수단으로서의 브레이크(B)(도 2)가 해제되어 있을 때에, 발전기모터 제어수단으로서의 발전기모터 제어장치(47)(도 5)에 의해 발전기모터(16)의 회전속도제어가 행하여지지만, 이 회전속도제어가 행하여질 때에, 학습제어처리는 행하여지지 않는다.

그리고, 브레이크영역이 해제영역에 있고, 브레이크(B)가 맞물려 있을 때에, 상기 차량제어장치(51)의 도시되지 않은 추정토크 산출처리수단으로서의 엔진토크 상당분 산출처리수단은, 엔진토크 상당분 산출처리를 행하고, 브레이크(B)를 해제했을 때에 실제로 로터(21)에 전달되는 엔진토크(TEa)에 상당하는 발전기모터토크(TG)를, 학습제어처리에 의해 엔진토크 상당분(TGa)으로서 산출한 다.

이어서, 상기 차량제어장치(51)의 도시되지 않은 목표 발전기모터토크 설정처리수단은, 목표 발전기모터토크 설정처리를 행하고, 상기 엔진토크 상당분(TGa)을 읽어내어, 이 엔진토크 상당분(TGa)을 목표 발전기모터토크(TG*)로서 발전기모터 제어장치(47)로 보내어, 설정한다.

그리고, 상기 발전기모터 제어장치(47)는, 차량제어장치(51)로부터 목표 발전기모터토크(TG*)가 보내져 오면, 이 목표 발전기모터토크(TG*)에 근거하여 발전기모터토크 지령치(STG*)를 산출한다. 이어서, 상기 발전기모터 제어장치(47)의 도시되지 않은 전류지령치 발생처리수단은, 상기 발전기모터토크(TG)와 상기 발전기모터토크 지령치(STG*)의 편차(ΔTG)가 O이 되도록 전류지령치(IG)를 발생시키고, 이 전류지령치(IG)를 발전기모터(16)로 보내어, 발전기모터(16)를 구동한다. 이렇게 하여, 발전기모터(16)에 있어서 엔진토크 상당분(TGa)의 발전기모터토크(TG)가 발생되고, 토크제어가 행하여진다. 이어서, 차량제어장치(51)의 도시되지 않은 해제처리수단으로서의 해제처리수단은, 해제처리를 행하여 브레이크(B)를 해제한다.

그리고, 브레이크(B)가 해제되었을 때에, 상기 차량제어장치(51)의 도시되지 않은 학습제어처리수단은 학습제어처리를 행한다. 그리고, 차량제어장치(51)의 엔진토크 보정처리수단(92)의 도시되지 않은 엔진토크 상당분 산출처리수단은, 학습제어처리에 있어서 산출된 학습치(νb)에 근거하여 엔진토크 상당분(TGa)을 산출한다.

그 때문에, 상기 학습제어처리수단의 학습치 산출처리수단은, 학습치 산출처 리를 행하고, 상기 브레이크(B)를 해제했을 때의, 발전기모터 회전속도센서(38)에 의해 검출된 발전기모터 회전속도(NG)를 읽어내고, 브레이크(B)가 해제됨에 따라서 변화된 발전기모터 회전속도(NG)의 변화량(ΔNG)을 각가속도(ω')로서 산출하고, 이 각가속도(ω')와 발전기모터(16)의 관성(I)〔kgㆍ㎡〕을 곱함으로써, 엔진토크(TE)와 발전기모터토크(TG)의 차이를 토크차(ΔT)로서 산출한다.

이어서, 상기 학습치 산출처리수단은, 소정의 제어주기마다 상기 토크차(ΔT)를 산출하고, 과거 소정의 복수회에 걸쳐 산출된 토크차(ΔT)의 평균치를 학습치(ΔTa)로서 산출한다. 그리고, 상기 학습치(ΔTa)에 의해, 추정되는 엔진토크(TE)를 보정하기 위한 보정치가 구성된다.

이렇게 하여, 학습치(ΔTa)가 산출되면, 상기 엔진토크 상당분 산출처리수단은, 상기 엔진토크 산출처리수단에 의해 산출되고, 또한 추정된 엔진토크(TE)에 상기 학습치(ΔTa)를 가산함으로써, 엔진토크(TE)를 보정하고, 엔진토크 상당분(TGa)을 산출한다.

이와 같이, 상기 엔진토크(TE) 및 학습치(ΔTa)에 근거하여 엔진토크 상당분(TGa)이 산출되고, 상기 브레이크(B)를 해제할 때에, 발전기모터(16)가 구동되어 엔진토크 상당분(TGa)이 발생되기 때문에, 엔진(11)의 사용환경, 예컨대 엔진오일의 온도 등에 의한 영향, 및 엔진(11) 자체의 고체차, 예컨대 엔진(11)의 관성에 의한 영향이, 브레이크(B)가 해제된 후의 로터(21)에 가해지는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 발전기모터토크(TG) 및 엔진토크(TE)가 크게 변화되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 쇼크가 발생하는 것을 충분히 억제할 수 있다.

다음으로, 도 10의 플로차트에 대하여 설명한다.

스텝 S11 : 브레이크영역이 맞물림영역에 있는지 여부를 판단한다. 브레이크영역이 맞물림영역에 있는 경우는 처리를 종료하고, 맞물림영역에 있지 않은 경우는 스텝 S12로 진행한다.

스텝 S12 : 브레이크(B)가 맞물려 있는지 여부를 판단한다. 브레이크(B)가 맞물려 있는 경우는 스텝 S14로, 맞물려 있지 않은 경우는 스텝 S13으로 진행한다.

스텝 S13 : 회전속도제어를 행하고, 처리를 종료한다.

스텝 S14 : 엔진토크 상당분 산출처리를 행한다.

스텝 S15 : 엔진토크 상당분(TGa)을 발생시킨다.

스텝 S16 : 브레이크(B)를 해제한다.

스텝 S17 : 학습제어처리를 행하고, 처리를 종료한다.

다음으로, 도 11의 플로차트에 대하여 설명한다.

스텝 S17-1 : 발전기모터 회전속도(NG)의 변화량(ΔNG)에 근거하여 학습치(ΔTa)를 산출하고, 처리를 종료한다.

그리고, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지에 근거하여 여러가지로 변형시키는 것이 가능하고, 그것들을 본 발명의 범위에서 배제하는 것은 아니다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 하이브리드형 차량에 있어서는, 엔진과, 발전기모터와, 구동륜에 연결된 출력축과, 적어도 3개의 기어요소를 구비하고, 각 기어요소가 상기 엔진, 발전기모터 및 출력축에 각각 연결된 차동기어장치와, 상기 발전기모터의 회전을 기계적으로 고정하기 위한 고정수단과, 추정에 의해 산출된 추정엔진토크 및 발전기모터토크에 근거하여 보정치를 산출하는 보정치 산출처리수단과, 상기 추정엔진토크를 상기 보정치에 의해 보정하는 엔진토크 보정처리수단을 갖는다.

이 경우, 추정에 의해 산출된 추정엔진토크 및 발전기모터토크에 근거하여 보정치가 산출되고, 상기 추정엔진토크가 상기 보정치에 의해 보정되기 때문에, 엔진의 사용환경, 예컨대 엔진오일의 온도 등에 의한 영향, 및 엔진 자체의 고체차, 예컨대 엔진의 관성에 의한 영향이, 고정수단에 의한 회전의 고정이 해제된 후의 발전기모터의 로터에 가해지는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 발전기모터토크 및 엔진토크가 크게 변화하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 쇼크가 발생하는 것을 충분히 억제할 수 있다.

Claims

엔진과, 발전기모터와, 구동륜에 연결된 출력축과, 적어도 3개의 기어요소를 구비하고, 각 기어요소가 상기 엔진, 발전기모터 및 출력축에 각각 연결된 차동기어장치와, 상기 발전기모터의 회전을 기계적으로 고정하기 위한 고정수단과, 추정에 의해 산출된 추정엔진토크 및 발전기모터토크에 근거하여 보정치를 산출하는 보정치 산출처리수단과, 상기 추정엔진토크를 상기 보정치에 의해 보정하는 엔진토크 보정처리수단을 가지며,

상기 보정치 산출처리수단은, 고정수단에 의한 회전의 고정이 해제되어 있는 상태에서 보정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 차량.
삭제
제1항에 있어서,

상기 보정치 산출처리수단은, 상기 추정엔진토크에 대한 발전기모터토크의 비율에 근거하여 보정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 차량.
제1항에 있어서,

상기 추정엔진토크는 엔진의 운전상태에 근거하여 추정되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 차량.
제1항에 있어서,

상기 보정치는, 복수의 변동치를 평균함으로써 산출되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 차량.
엔진과, 발전기모터와, 구동륜에 연결된 출력축과, 적어도 3개의 기어요소를 구비하고, 각 기어요소가 상기 엔진, 발전기모터 및 출력축에 각각 연결된 차동기어장치와, 상기 발전기모터의 회전을 기계적으로 고정하기 위한 고정수단과, 발전기모터의 각가속도(角加速度; angular acceleration)에 근거하여 보정치를 산출하는 보정치 산출처리수단과, 추정에 의해 산출된 추정엔진토크를 상기 보정치에 의해 보정하는 엔진토크 보정처리수단을 가지며,

상기 보정치 산출처리수단은, 고정수단에 의한 회전의 고정이 해제되어 있는 상태에서 보정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 차량.
제6항에 있어서,

상기 보정치 산출처리수단은, 고정수단에 의한 회전의 고정이 해제되었을 때의 각가속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 차량.
제1항 또는 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

보정된 추정엔진토크에 상당하는 엔진토크 상당분을 산출하는 엔진토크 상당분 산출처리수단과, 상기 발전기모터에 의해 엔진토크 상당분을 발생시켜서 토크제어를 행하는 토크제어 처리수단과, 상기 엔진토크 상당분이 발생된 상태에서 상기 고정수단에 의한 회전의 고정을 해제하는 해제처리수단을 가지는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 차량.
제1항에 있어서,

상기 출력축과 구동륜의 사이에 구동모터가 연결되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 차량.
엔진, 발전기모터, 및 이 발전기모터의 회전을 기계적으로 고정하기 위한 고정수단을 구비한 하이브리드형 차량의 제어방법에 있어서,

추정에 의해 산출된 추정엔진토크 및 발전기모터토크에 근거하여 보정치를 산출하고,

상기 추정엔진토크를 상기 보정치에 의해 보정하며,

상기 보정치의 산출처리는, 고정수단에 의한 회전의 고정이 해제되어 있는 상태에서 행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 차량의 제어방법.
엔진, 발전기모터, 및 이 발전기모터의 회전을 기계적으로 고정하기 위한 고정수단을 구비한 하이브리드형 차량의 제어방법에 있어서,

발전기모터의 각가속도에 근거하여 보정치를 산출하고,

추정에 의해 산출된 추정엔진토크를 상기 보정치에 의해 보정하며,

상기 보정치의 산출처리는, 고정수단에 의한 회전의 고정이 해제되어 있는 상태에서 행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 차량의 제어방법.