KR100868960B1 - 동력출력장치, 동력출력장치가 탑재된 모터차량, 및동력출력장치의 제어방법 - Google Patents

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다카시 오타
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도요다 지도샤 가부시끼가이샤
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Abstract

스타트-인게이지먼트 작업 지령에 응답하여, 본 발명의 제어 절차는 기준 시간(Tc0)이 소요 유압변경시간(Tc1) 이하로 감소할 때 클러치에 가해지는 유압을 증가시키기 시작한다. 여기서, 기준 시간(Tc0)은 앞서 학습된 시간보정값(Tc2) 및 엔진의 회전 속도(Ne)와 입력축의 회전속도(Nin)간의 회전 속도 차이로부터 산출된다(단계 S150 내지 S190). 상기 제어 절차는 클러치의 인게이지먼트 과정에서 발생할 수 있는 자동차의 가속의 변동에 따라 시간보정값(Tc2)을 학습 및 업데이트한다(단계 S210 내지 S300). 이러한 시간보정값(Tc2)의 학습은, 에이징 또는 또다른 원인에 의해 변경될 수도 있는 클러치의 인게이지먼트 타이밍을 적절한 레벨로 효과적으로 보정한다. 본 발명의 제어 절차는 클러치의 인게이지먼트 과정에서 발생할 수 있는 자동차의 가속의 변동으로 인한 잠재적인 충격을 효과적으로 감소시킨다.

Description

동력출력장치, 동력출력장치가 탑재된 모터차량, 및 동력출력장치의 제어방법{POWER OUTPUT APPARATUS, MOTOR VEHICLE EQUIPPED WITH POWER OUTPUT APPARATUS, AND CONTROL METHOD OF POWER OUTPUT APPARATUS}
본 발명은 동력출력장치, 상기 동력출력장치가 탑재된 모터차량, 및 상기 동력출력장치의 제어방법에 관한 것이다.
엔진 및 상기 엔진으로부터 구동차륜으로의 파워 트랜스미션을 연결 및 해제시키기 위한 유압구동식 클러치가 탑재된 자동차 상에 한 가지 제안된 동력출력장치가 장착된다.(예컨대, 일본특허공개공보 제2003-74683호 참조). 엔진이 클러치에 의하여 파워 트랜스미션으로부터 구동 차륜으로 분리되어 정지하는 경우, 상기 제안된 동력출력장치는 클러치에 맞물림력(engagement force)이 발생하기 직전의 낮은 유압 레벨로 유압을 조절하도록 저압 제어를 수행한다. 자동차 시동 요청 이외의 엔진 재시동 조건들을 만족하면, 상기 동력출력장치는 클러치의 양 단부 상의 회전 속도를 토대로, 상기 클러치에 맞물림력이 발생하기 직전의 유압 레벨을 조절하도록 피드백 제어를 수행한다. 자동차 시동 요청에 응답하여, 상기 동력출력장치는 저압 제어의 다음 사이클 동안의 유압으로서 피드백 제어에 의해 조절된 유압을 학습한다.
상기 제안된 동력출력장치는 자동차 시동 요청에 응답하여 클러치의 신속한 인게이지먼트(engagement)를 보장하지만, 엔진의 정지 상태에서도 낮은 유압 레벨을 유지하도록 연속적인 저압 제어를 요구한다. 이는 전기식 오일펌프의 연속 작동을 위한 요건을 유발하여, 전체 동력출력장치의 전체 에너지 효율을 떨어뜨려 바람직하지 않다. 이러한 종래의 동력출력장치는 클러치의 인게이지먼트 타이밍을 구체적으로 고려하지 않는다.
따라서, 본 발명의 동력출력장치, 상기 동력출력장치가 탑재된 자동차, 및 상기 동력출력장치의 제어방법은 내연기관을 변속기와 적절한 타이밍으로 연결시키는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명의 동력출력장치, 상기 동력출력장치가 탑재된 자동차, 및 상기 동력출력장치의 제어방법은 내연기관을 변속기와 연결할 때에 발생할 수 있는 잠재적인 충격을 감소시키는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명의 동력출력장치, 상기 동력출력장치가 탑재된 자동차, 및 상기 동력출력장치의 제어방법은 동력출력장치 또는 자동차의 전체 에너지 효율을 증대시키는 것을 목적으로 한다.
상기 목적 및 기타 관련 목적들 가운데 적어도 일부를 달성하기 위하여, 본 발명의 동력출력장치, 상기 동력출력장치가 탑재된 자동차, 및 상기 동력출력장치의 제어방법은 후술하는 구성들을 가진다.
본 발명은 구동축에 동력을 출력하는 동력출력장치에 관한 것이다. 상기 동력출력장치는, 동력축을 구비하여 동력을 출력하는 내연기관; 상기 내연기관의 동력축에 연결된 입력축 및 상기 구동축에 연결된 출력축을 구비하고, 상기 내연기관의 출력 동력을 변환하여 상기 변환된 동력을 상기 출력축에 전달하도록 작동하는 변속전달기구(a change-speed transmission mechanism); 작동유(operating fluid)의 유압을 이용하여, 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결 및 해제시키는 연결해제구조체(connection disconnection structure); 상기 연결해제구조체에서의 상기 내연기관의 동력축의 회전 속도 또는 동력축 회전 속도를 측정하는 동력축회전속도측정유닛; 상기 연결해제구조체에서의 상기 변속기구의 입력축의 회전 속도 또는 입력축 회전 속도를 측정하는 입력축회전속도측정유닛; 상기 내연기관을 재시동하여, 상기 내연기관의 정지 상태와 상기 변속전달기구의 입력축으로부터의 상기 내연기관의 동력축의 해제 상태로부터 상기 변속전달기구의 입력축과 상기 내연기관의 동력축을 연결시키는 스타트-인게이지먼트 작업 지령(start-engagement operation command)에 응답하여, 상기 내연기관을 시동하도록 제어하고, 상기 내연기관의 측정된 동력축 회전 속도와 상기 변속전달기구의 측정된 입력축 회전 속도를 토대로, 상기 작동유를 상기 연결해제구조체에 공급하기 시작하는 유체공급개시타이밍을 설정하는 시동연결제어모듈을 포함하여 이루어지고, 상기 시동연결제어모듈은 상기 내연기관 및 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어하여, 상기 내연기관의 동력축 회전 속도를 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도에 근접시키고, 상기 설정된 유체공급개시타이밍으로 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키기 위해 상기 연결해제구조체를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 내연기관을 재시동하여, 상기 내연기관의 정지 상태와 상기 변속전달기구의 입력축으로부터의 상기 내연기관의 동력축의 해제 상태로부터 상기 변속전달기구의 입력축과 상기 내연기관의 동력축을 연결시키는 스타트-인게이지먼트 작업 지령에 응답하여, 본 발명의 동력출력장치는 상기 내연기관을 시동하도록 제어하고, 상기 연결해제구조체에서의 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도 또는 입력축 회전 속도와 상기 내연기관의 동력축 회전 속도 또는 동력축 회전 속도를 토대로, 상기 작동유를 상기 연결해제구조체에 공급하기 시작하는 유체공급개시타이밍을 설정한다. 상기 동력출력장치는 또한 상기 내연기관 및 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어하여, 상기 내연기관의 동력축 회전 속도를 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도에 근접시키고, 상기 설정된 유체공급개시타이밍으로 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키기 위해 상기 연결해제구조체를 제어한다. 상기 연결해제구조체는, 내연기관의 동력축 회전 속도와 변속전달기구의 입력축 회전 속도를 토대로 설정되는 작동유의 유체공급개시타이밍으로 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결하도록 제어된다. 이러한 제어는 연결해제구조체에 의하여 내연기관의 동력축과 변속전달기구의 입력축과의 연결을 적절한 타이밍으로 가능하게 한다. 이러한 형태는 내연기관의 동력축을 변속전달기구의 입력축과 연결할 때에 발생할 수 있는 잠재적인 충격을 효과적으로 감소시킨다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 동력출력장치는 상기 구동축의 회전에 대한 가감속 요청을 설정하는 가감속요청설정유닛을 더 포함한다. 상기 시동연결제어모듈은, 상기 내연기관의 동력축 회전 속도를 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도에 접근시키는 상기 설정된 가감속 요청을 토대로, 상기 내연기관과 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어한다. 이러한 형태는 가감속 요청에 대응하여 변속전달기구와 내연기관의 연결을 보장한다. 이러한 바람직한 실시예의 동력출력장치에 있어서, 설정된 가감속 요청이 가속 요건을 나타내는 경우, 상기 시동연결제어모듈은 상기 내연기관과 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어하여, 상기 내연기관의 동력축 회전 속도를 소정의 제1회전속도에 의해 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도 이상으로 증가시킨다. 상기 설정된 가감속 요청이 감속 요건을 나타내는 경우, 상기 시동연결제어모듈은 상기 내연기관과 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어하여, 상기 내연기관의 동력축 회전 속도를 소정의 제2회전속도에 의해 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도 미만으로 감소시킨다. 이러한 제어는, 내연기관의 동력축을 변속전달기구의 입력축과 연결하기 위한 연결해제구조체의 제어 시, 가감속 요청의 방향으로 회전 속도 차이에 기반한 가속 또는 감속을 제공한다. 상기 시동연결제어모듈은, 상기 설정된 가감속 요청의 크기를 토대로, 상기 소정의 제1회전속도 및 소정의 제2회전속도로 상기 내연기관과 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어할 수도 있다. 이러한 형태는 내연기관의 동력축을 변속전달기구의 입력축과 연결하기 위한 연결해제구조체의 제어 시, 가감속 요청에 대응하여 회전 속도 차이에 기반한 가속 또는 감속을 제공한다.
본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 동력출력장치는 상기 구동축의 회전 거동을 검출하는 회전거동검출유닛; 및 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키는 상기 연결해제구조체의 제어 시, 상기 회전거동검출유닛에 의해 검출된 상기 구동축의 회전 거동을 토대로 상기 유체공급개시타이밍을 학습하는 학습모듈을 더 포함한다. 이러한 형태는, 연결해제구조체가 일부 에이징 변동 또는 개별적인 변동을 가지는 경우에도, 상기 연결해제구조체로 하여금 내연기관의 동력축을 변속전달기구의 입력축과 적절한 타이밍으로 설정된 유체공급개시타이밍으로 연결하는 것을 가능하게 한다. 이러한 바람직한 실시예의 동력출력장치에 있어서, 상기 학습모듈은, 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키는 상기 연결해제구조체의 제어 시, 상기 구동축의 회전을 가속시키는 거동의 검출에 응답하여 상기 유체공급개시타이밍을 지체시킨다. 상기 학습모듈은, 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키는 상기 연결해제구조체의 제어 시, 상기 구동축의 회전을 감속시키는 거동의 검출에 응답하여 상기 유체공급개시타이밍을 앞당길 수도 있다. 상기 회전거동검출유닛은 구동축의 회전 속도를 토대로 상기 구동축의 회전 거동을 검출할 수도 있고, 또는 구동축의 회전 속도로 변환가능한 소정의 물리량을 토대로 상기 구동축의 회전 거동을 검출할 수도 있다. 예를 들어, 상기 구조의 동력출력장치가 자동차 상에 장착되면, 상기 구동축의 회전 속도는 자동차의 속도를 토대로 검출될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 일 적용예에 있어서, 상기 동력출력장치는, 상기 작동유의 온도를 측정하는 유체온도측정유닛; 및 상기 작동유의 측정된 온도를 토대로, 상기 유체공급개시타이밍을 보정하는 타이밍보정모듈을 더 포함한다. 이러한 형태는 작동유의 측정된 온도에 따라 적절한 타이밍으로 내연기관의 동력축을 변속전달기구의 입력축과 연결시킬 수 있다.
본 발명의 또다른 바람직한 적용예에 있어서, 상기 동력출력장치는, 상기 구동축의 회전의 가속 또는 감속에 관한 가감속 거동을 검출하는 가감속거동검출유닛; 및 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키는 연결해제구조체의 제어 시, 상기 가감속거동검출유닛에 의해 검출된 가감속 거동을 토대로, 상기 구동축에 출력되는 구동력을 보정하는 구동력보정모듈을 더 포함한다. 이러한 형태는 내연기관의 동력축을 변속전달기구의 입력축과 연결시키는 과정에서 발생할 수 있는 잠재적인 충격을 효과적으로 감소시킨다. 상기 가감속거동검출유닛은 구동축의 회전 속도를 토대로 가감속 거동을 검출할 수도 있고, 또는 상기 구동축의 회전의 가속 또는 감속으로 변환가능한 소정의 물리량을 토대로 가감속 거동을 검출할 수도 있다. 예를 들어, 이러한 구조의 동력출력장치가 자동차 상에 장착되면, 상기 가감속 거동은 자동차의 가속을 토대로 검출될 수도 있다.
본 발명은 동력축을 구비하고 동력을 상기 한 차축으로 출력하는 내연기관; 상기 내연기관의 동력축에 연결된 입력축 및 상기 한 차축에 연결된 출력축을 구비하고, 상기 내연기관의 출력 동력을 변환하여 상기 변환된 동력을 상기 출력축에 전달하도록 작동하는 변속전달기구; 작동유의 유압을 이용하여, 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결 및 해제시키는 연결해제구조체; 상기 연결해제구조체에서의 상기 내연기관의 동력축의 회전 속도 또는 동력축 회전 속도를 측정하는 동력축회전속도측정유닛; 상기 연결해제구조체에서의 상기 변속기구의 입력축의 회전 속도 또는 입력축 회전 속도를 측정하는 입력축회전속도측정유닛; 상기 내연기관을 재시동하여, 상기 내연기관의 정지 상태와 상기 변속전달기구의 입력축으로부터의 상기 내연기관의 동력축의 해제 상태로부터 상기 변속전달기구의 입력축과 상기 내연기관의 동력축을 연결시키는 스타트-인게이지먼트 작업 지령에 응답하여, 상기 내연기관의 측정된 동력축 회전 속도와 상기 변속전달기구의 측정된 입력축 회전 속도를 토대로, 상기 내연기관을 시동하도록 제어하고, 상기 작동유를 상기 연결해제구조체에 공급하기 시작하는 유체공급개시타이밍을 설정하는 시동연결제어모듈을 포함하는 자동차에 관한 것으로, 상기 시동연결제어모듈은 상기 내연기관 및 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어하여, 상기 내연기관의 동력축 회전 속도를 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도에 근접시키고, 상기 설정된 유체공급개시타이밍으로 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키기 위해 상기 연결해제구조체를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 내연기관을 재시동하여, 상기 내연기관의 정지 상태와 상기 변속전달기구의 입력축으로부터의 상기 내연기관의 동력축의 해제 상태로부터 상기 변속전달기구의 입력축과 상기 내연기관의 동력축을 연결시키는 스타트-인게이지먼트 작업 지령에 응답하여, 본 발명의 자동차는 상기 내연기관을 시동하도록 제어하고, 상기 연결해제구조체에서의 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도 또는 입력축 회전 속도와 상기 내연기관의 동력축 회전 속도 또는 동력축 회전 속도를 토대로, 상기 작동유를 상기 연결해제구조체에 공급하기 시작하는 유체공급개시타이밍을 설정한다. 상기 자동차는 또한 상기 내연기관 및 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어하여, 상기 내연기관의 동력축 회전 속도를 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도에 근접시키고, 상기 설정된 유체공급개시타이밍으로 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키기 위해 상기 연결해제구조체를 제어한다. 상기 연결해제구조체는, 내연기관의 동력축 회전 속도와 변속전달기구의 입력축 회전 속도를 토대로 설정되는 작동유의 유체공급개시타이밍으로 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결하도록 제어된다. 이러한 제어는 연결해제구조체에 의하여 내연기관의 동력축과 변속전달기구의 입력축과의 연결을 적절한 타이밍으로 가능하게 한다. 이러한 형태는 내연기관의 동력축을 변속전달기구의 입력축과 연결할 때에 발생할 수 있는 잠재적인 충격을 효과적으로 감소시킨다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 자동차는, 자동차의 가속을 측정하는 가속측정유닛; 및 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키는 상기 연결해제구조체의 제어 시, 상기 가속측정유닛에 의해 측정된 가속을 토대로 상기 자동차에 필요한 구동력을 보정하는 구동력보정모듈을 더 포함한다. 이러한 형태는 내연기관의 동력축을 변속전달기구의 입력축과 연결시키는 과정에서 예상치 못한 가속 또는 감속을 효과적으로 방지한다. 이러한 실시예의 자동차에 있어서, 상기 구동력보정모듈은 상기 측정된 가속을 상쇄하는 방향으로 상기 자동차에 필요한 구동력을 보정할 수도 있다. 상기 구동력보정모듈은 상기 내연기관으로부터 출력되는 구동력을 보정할 수도 있다. 상기 실시예의 바람직한 일 구조에 있어서, 상기 자동차는, 한 차축으로 또는 상기 한 차축과 상이한 또다른 차축으로 동력을 출력할 수 있는 모터를 더 구비한다. 이러한 구조에서는, 상기 구동력보정모듈이 상기 모터로부터 출력되는 구동력을 보정한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 자동차는 상기 한 차축의 회전에 대한 가감속 요청을 설정하는 가감속요청설정유닛을 더 포함한다. 상기 시동연결제어모듈은, 상기 내연기관의 동력축 회전 속도를 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도에 접근시키는 상기 설정된 가감속 요청을 토대로, 상기 내연기관과 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어한다. 이러한 형태는 가감속 요청에 응답하여 내연기관을 변속전달기구와 연결시킬 수 있게 한다. 이러한 바람직한 실시예의 자동차에 있어서, 상기 설정된 가감속 요청이 가속 요건을 나타내는 경우, 상기 시동연결제어모듈은 상기 내연기관과 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어하여, 상기 내연기관의 동력축 회전 속도를 소정의 제1회전속도에 의해 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도 이상으로 증가시킬 수도 있다. 상기 설정된 가감속 요청이 감속 요건을 나타내는 경우, 상기 시동연결제어모듈은 상기 내연기관과 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어하여, 상기 내연기관의 동력축 회전 속도를 소정의 제2회전속도에 의해 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도 미만으로 감소시킬 수도 있다. 이러한 제어는 내연기관의 동력축을 변속전달기구의 입력축과 연결하기 위한 연결해제구조체의 제어 시, 가감속 요청의 방향으로 회전 속도 차이에 기반한 가속 또는 감속을 제공한다. 상기 시동연결제어모듈은, 상기 설정된 가감속 요청의 크기를 토대로, 상기 소정의 제1회전속도 및 소정의 제2회전속도로 상기 내연기관과 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어할 수도 있다. 이러한 형태는 내연기관의 동력축을 변속전달기구의 입력축과 연결하기 위한 연결해제구조체의 제어 시, 가감속 요청에 대응하여 회전 속도 차이에 기반한 가속 또는 감속을 제공한다.
본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 동력출력장치는, 상기 한 차축의 회전 거동을 검출하는 회전거동검출유닛; 및 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키는 상기 연결해제구조체의 제어 시, 상기 회전거동검출유닛에 의해 검출된 상기 구동축의 회전 거동을 토대로 상기 유체공급개시타이밍을 학습하는 학습모듈을 더 포함한다. 이러한 형태는 연결해제구조체가 일부 에이징 변동 또는 개별적인 변동을 가지는 경우에도, 상기 연결해제구조체로 하여금 내연기관의 동력축을 변속전달기구의 입력축과 적절한 타이밍으로 설정된 유체공급개시타이밍으로 연결하는 것을 가능하게 한다. 이러한 바람직한 실시예의 동력출력장치에 있어서, 상기 학습모듈은, 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키는 상기 연결해제구조체의 제어 시, 상기 구동축의 회전을 가속시키는 거동의 검출에 응답하여 상기 유체공급개시타이밍을 지체시킬 수도 있다. 상기 학습모듈은, 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키는 상기 연결해제구조체의 제어 시, 상기 구동축의 회전을 감속시키는 거동의 검출에 응답하여 상기 유체공급개시타이밍을 앞당길 수도 있다. 상기 회전거동검출유닛은 한 차축의 회전 속도를 토대로 상기 한 차축의 회전 거동을 검출할 수도 있고, 또는 한 차축의 회전 속도로 변환가능한 소정의 물리량을 토대로 상기 한 차축의 회전 거동을 검출할 수도 있다. 예를 들어, 상기 구조의 동력출력장치가 자동차 상에 장착되면, 상기 한 차축의 회전 속도는 자동차의 속도를 토대로 검출될 수도 있다.
본 발명은 동력축을 구비하여 동력을 출력하는 내연기관; 상기 내연기관의 동력축에 연결된 입력축 및 상기 구동축에 연결된 출력축을 구비하고, 상기 내연기관의 출력 동력을 변환하여 상기 변환된 동력을 상기 출력축에 전달하도록 작동하는 변속전달기구; 및 작동유의 유압을 이용하여, 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결 및 해제시키는 연결해제구조체를 포함하는 동력출력장치의 제어방법에 관한 것으로, 상기 제어방법은 상기 내연기관을 재시동하여 상기 내연기관의 정지 상태와 상기 변속전달기구의 입력축으로부터의 상기 내연기관의 동력축의 해제 상태로부터 상기 변속전달기구의 입력축과 상기 내연기관의 동력축을 연결시키도록 상기 동력출력장치를 제어하며, 상기 제어방법은, 상기 내연기관을 시동하도록 제어하는 단계; 상기 연결해제구조체에서의 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도 또는 입력축 회전 속도와 상기 내연기관의 동력축 회전 속도 또는 동력축 회전 속도를 토대로, 상기 작동유를 상기 연결해제구조체에 공급하기 시작하는 유체공급개시타이밍을 설정하는 단계; 상기 내연기관 및 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어하여, 상기 내연기관의 동력축 회전 속도를 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도에 근접시키는 단계; 및 상기 설정된 유체공급개시타이밍으로 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키기 위해 상기 연결해제구조체를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 동력출력장치의 제어방법은, 상기 내연기관을 시동하도록 제어하는 단계; 상기 연결해제구조체에서의 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도 또는 입력축 회전 속도와 상기 내연기관의 동력축 회전 속도 또는 동력축 회전 속도를 토대로, 상기 작동유를 상기 연결해제구조체에 공급하기 시작하는 유체공급개시타이밍을 설정하는 단계; 상기 내연기관 및 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어하여, 상기 내연기관의 동력축 회전 속도를 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도에 근접시키는 단계; 및 상기 설정된 유체공급개시타이밍으로 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키기 위해 상기 연결해제구조체를 제어하는 단계를 포함한다. 상기 연결해제구조체는 내연기관의 동력축 회전 속도와 변속전달기구의 입력축 회전 속도를 토대로 설정되는 작동유의 유체공급개시타이밍으로 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결하도록 제어된다. 이러한 제어는 연결해제구조체에 의하여 내연기관의 동력축과 변속전달기구의 입력축과의 연결을 적절한 타이밍으로 가능하게 한다. 이러한 형태는 내연기관의 동력축을 변속전달기구의 입력축과 연결할 때에 발생할 수 있는 잠재적인 충격을 효과적으로 감소시킨다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 동력출력장치가 탑재된 하이브리드 자동차의 구성을 개략적으로 예시한 도면;
도 2는 도 1의 하이브리드 자동차에 포함된 CVT의 제1액추에이터로서 작동하는 변속제어기구의 구조를 개략적으로 도시한 도면;
도 3은 상기 CVT의 제2액추에이터로서 작동하는 벨트클램핑압력조절기구의 구조를 개략적으로 도시한 도면;
도 4는 도 1의 하이브리드 자동차에 포함된 클러치(C1)의 액추에이터로서 유압회로의 구조를 개략적으로 도시한 도면;
도 5는 도 1의 하이브리드 자동차에 포함된 하이브리드전자제어유닛에 의해 실행되는 스타트-인게이지먼트 제어 루틴을 도시한 흐름도;
도 6은 도 1의 하이브리드 자동차에 포함된 엔진 ECU에 의해 실행되는 엔진 시동 제어 루틴을 도시한 흐름도;
도 7은 도 1의 하이브리드 자동차에 포함된 CVTECU에 의해 실행되는 가변 속도 제어 루틴을 도시한 흐름도;
도 8은 상기 CVTECU에 의해 실행되는 클러치 인게이지먼트 제어 루틴을 도시한 흐름도; 및
도 9는 스타트-인게이지먼트 작업 지령에 응답하여, 입력축의 회전 속도(Nin), 엔진의 회전 속도(Ne), 클러치(C1)에 대한 요구 유압(Pi), 하이브리드 자동차의 가속도(α), 및 액셀러레이터 오프닝(Acc)에서의 시변량을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명을 실시하는 한 가지 모드를 첨부 도면들을 참조하여 바람직한 실시예로서 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예의 동력출력장치가 탑재된 하이브리드 자동차(20)의 구성을 개략적으로 예시한다. 상기 실시예의 하이브리드 자동차(20)는 4륜 구동 자동차이고, 엔진(22)의 출력 동력을 토크 컨버터(25)를 통해 전방 차축(64)에 전달하는 전륜 구동 시스템, CVT(continuously variable transmission)(50), 및 전륜(63a, 63b)을 구동하기 위한 기어기구(65), 후륜(66a, 66b)을 구동하기 위해 모터(40)의 출력 동력을 기어기구(68)를 통해 후방 차축(67) 으로 전달하는 후륜 구동 시스템, 및 전체 하이브리드 자동차(20)의 작동을 제어하는 하이브리드전자제어유닛(70)을 구비한다. 클러치(C1)가 토크 컨버터(25)와 CVT(50) 사이에 제공되어, 엔진(22)을 상기 CVT(50)와 연결 및 해제시킨다. 상기 하이브리드 자동차(20)는 또한 엔진(22)의 출력 동력을 소비하여, 상기 CVT(50) 및 클러치(C1)를 작동시키기 위한 유압식 라인 압력(hydraulic line pressures)을 생성하는 기계식 오일펌프(26), 및 저전압 배터리(35)로부터 공급되는 전력으로 작동되는 전기식 오일펌프(36)를 포함한다.
상기 엔진(22)은 가솔린 또는 경유와 같은 탄화수소 연료를 소비하여 동력을 출력하는 내연기관이다. 상기 엔진(22)의 크랭크축(23)에는 스타터 모터(22a)가 부착된다. 얼터네이터(32) 및 기계식 오일펌프(26)도 벨트(24)를 통해 크랭크축(23)에 연결되어 있다. 엔진전자제어유닛(29)(이하, 엔진 ECU(29)라 함)은 엔진(22)의 작동을 제어하여, 연료 분사 제어, 점화 제어, 및 흡기류 조절을 수행한다. 상기 엔진 ECU(29)는 하이브리드전자제어유닛(70)과 통신을 한다. 상기 엔진 ECU(29)는 하이브리드전자제어유닛(70)으로부터 수신되는 제어 신호들에 응답하여 엔진(22)의 작동을 제어하는 한편, 상기 엔진(22)의 작동 조건에 관한 데이터, 예컨대 크랭크축(23)에 부착된 회전속도센서(23a)에 의해 측정되는 상기 엔진(22)의 회전 속도(Ne)를 요건들에 따라 하이브리드전자제어유닛(70)으로 출력한다.
모터(40)는 제너레이터로서 그리고 모터로서도 작동될 수 있는 공지된 동기식 모터제너레이터로 구성된다. 상기 모터(40)는 고전압 배터리(31)와 인버터(41)를 통해 전력을 주고 받으며, 얼터네이터(32)로부터 전력을 공급 받는다. 상기 모 터(40)는 모터전자제어유닛(42)(이하, 모터 ECU(42)라 함)의 작동 제어 하에 있다. 상기 모터 ECU(42)는 모터(40)를 작동 및 제어하는 데 필요한 각종 신호들, 예컨대 모터(40) 내의 로터의 회전 위치를 검출하는 회전위치검출센서(43)로부터의 신호 및 전류센서(도시안됨)로부터 모터(40)로 인가되는 상전류를 나타내는 신호들을 수신한다. 상기 모터 ECU(42)는 또한 하이브리드전자제어유닛(70)과 통신한다. 상기 모터 ECU(42)는 모터(40)를 작동 및 제어하기 위해 하이브리드전자제어유닛(70)으로부터 수신된 제어 신호들에 응답하여 상기 인버터(41)로 전환 제어 신호들을 출력하는 한편, 요건들에 따라 상기 모터(40)의 작동 조건들에 관한 데이터를 상기 하이브리드전자제어유닛(70)으로 출력한다.
고전압 배터리(31)는 정격 전압(Vh)(예컨대, 42 [V])을 갖는 2차 전지이고, 얼터네이터(32)로부터 공급되는 전력을 축적하여, 전력을 모터(40)와 주고 받는 기능을 한다. 저전압 배터리(35)는 고전압 배터리(31)의 정격 전압(Vh)보다 낮은 정격 전압(Vl)(예컨대, 12 [V])을 갖는 2차 전지이고, DC-DC 컨버터(34)를 통해 얼터네이터(32)로부터 공급되는 전력을 축적하여, 전력을 보조 기계 장치 및 여타의 저전압-작동 장비(도시안됨)로 공급하는 기능을 한다. 상기 고전압 배터리(31), 저전압 배터리(35) 및 DC-DC 컨버터(34)는 배터리전자제어유닛(30)(이하, 배터리 ECU(30)라 함)의 관리 및 제어 하에 있다. 상기 배터리 ECU(30)는 고전압 배터리(31) 및 저전압 배터리(35)의 제어 및 관리를 위해 필요한 여러 신호들, 예컨대 내부단자전압, 충방전 전류, 및 관련 센서(도시안됨)들에 의해 측정된 각각의 배터리(31, 35)의 배터리 온도를 수신한다. 상기 배터리 ECU(30)는 또한 하이브리드전 자제어유닛(70)과 통신하고, 각각의 배터리(31, 35)의 작동 조건들에 관한 데이터를 요건들에 따라 하이브리드전자제어유닛(70)에 출력한다. 상기 배터리 ECU(30)는 각각의 배터리(31, 35)의 관리를 위하여 충방전 전류의 적분값으로부터 고전압 배터리(31) 및 저전압 배터리(35)의 충전 상태(SOC)를 연산한다.
상기 CVT(50)는 가변 홈 폭을 갖고 입력축(51)에 링크되는 1차 풀리(53), 가변 홈 폭을 갖고 출력축(52) 또는 구동축에 링크되는 2차 풀리(54), 상기 1차 풀리(53)와 2차 풀리(54)의 홈 내에 설치되는 벨트(55), 및 상기 1차 풀리(53)와 2차 풀리(54)의 홈 폭을 각각 변경하는 유압식 제1 및 제2의 액추에이터(56, 57)를 포함한다. 1차 풀리(53)와 2차 풀리(54)의 홈 폭을 제1액추에이터(56) 및 제2액추에이터(57)에 의해 변경하여 연속적인 가변 속도를 얻음으로써, 입력축(51)의 동력을 변환하여 변환된 동력을 출력축(52)으로 출력하게 된다. 제1액추에이터(56)는 변경기어비를 조절하는 데 사용되는 한편, 제2액추에이터(57)는 CVT(50)의 토크전달용량의 조절을 위해 벨트(55)의 클램핑 압력을 조정하는 데 사용된다.
도 2는 제1액추에이터(56)로서 작동하는 변속제어기구(90)의 구조를 개략적으로 보여준다. 도 3은 제2액추에이터(57)로서 작동하는 벨트클램핑압력조절기구(95)의 구조를 개략적으로 보여준다. 도 2에 예시된 바와 같이, 상기 변속제어기구(90)는 듀티 솔레노이드(91, 92) 및 변속제어밸브(93, 94)를 구비한다. 변속제어밸브(94)를 그 개방 방향으로 그리고 상기 변속제어밸브(93)를 그 폐쇄 방향으로 조절하기 위한 듀티 솔레노이드(91)의 듀티비의 조정은, 유압식 라인 압력을 기계식 오일펌프(26) 또는 전기식 오일펌프(36)로부터 1차 풀리(53)로 가해져, CVT(50) 의 업시프트를 얻게 된다. 변속제어밸브(93)를 그 폐쇄 방향으로 그리고 상기 변속제어밸브(94)를 그 개방 방향으로 조절하기 위한 듀티 솔레노이드(92)의 듀티비의 조정은, 상기 1차 풀리(53) 상에 가해지는 유압식 라인 압력을 해제시켜 상기 CVT(50)의 다운시프트를 얻게 된다. 도 3에 예시된 바와 같이, 벨트클램핑압력조절기구(95)는 제어밸브(96, 98), 레귤레이터(97) 및 리니어 솔레노이드(99)를 구비한다. 상기 리니어 솔레노이드(99)의 조절은 제어밸브(96)로부터 레귤레이터(97) 및 제어밸브(98)로 입력 유압을 공급하여, 상기 레귤레이터(97) 및 제어밸브(98)의 개폐 위치를 제어하게 된다. 이는 유압식 라인 압력을 조절하게 되어, 벨트(55)의 클램핑 압력을 조정하도록 2차 풀리(54)로의 유압의 공급을 조절하게 된다.
CVT 전자제어유닛(59)(이하, CVTECU(59)라 함)은 상기 CVT(50)의 벨트클램핑압력조절 및 변속 제어를 담당한다. 상기 CVTECU(59)는 입력축(51)에 부착된 회전속도센서(61)로부터의 입력축(51)의 회전 속도(Nin), 출력축(52)에 부착된 회전속도센서(62)로부터의 출력축(52)의 회전 속도(Nout), 및 토크 컨버터(25)에 부착된 회전속도센서(25a)로부터의 터빈 회전 속도(Nt)를 수신한다. 상기 CVTECU(59)는 제1액추에이터(56)(듀티 솔레노이드(91, 92)), 제2액추에이터(57)(리니어 솔레노이드(99)), 및 전기식 오일펌프(36)의 전동기(도시안됨)로 구동 신호들을 출력한다. 상기 CVTECU(59)는 또한 하이브리드전자제어유닛(70)과 통신한다. 상기 CVTECU(59)는 상기 하이브리드전자제어유닛(70)으로부터의 제어 신호들에 응답하여 CVT(50)의 변경 기어비를 조절하는 한편, 상기 CVT(50)의 작동 조건들에 관한 데이터, 예컨대 입력축(51)의 회전 속도(Nin) 및 출력축(52)의 회전 속도(Nout)를 요건들에 따라 상기 하이브리드전자제어유닛(70)으로 출력한다.
상기 CVTECU(59)는 또한 클러치(C1)의 맞물림과 해제를 제어한다. 도 4는 클러치(C1)의 액추에이터로서 작동하는 유압회로(100)의 구조를 보여준다. 상기 유압회로(100)는 듀티 솔레노이드(102, 104) 및 시프트제어밸브(106)를 구비한다. 유압식 라인 압력의 존재 시, 상기 시프트제어밸브(106)는 클러치(C1)에 대한 유압식 라인 압력의 라인을 셧오프(shut off)하기 위해 듀티 솔레노이드(104)로부터 유압을 받고, 상기 클러치(C1)에 대한 유압의 공급을 조절하기 위해 듀티 솔레노이드(102)의 듀티비를 조절한다. 다른 한편으로, 유압식 라인 압력의 부재 시에는, 시프트제어밸브(106)가 직접 유압을 클러치(C1)에 공급한다. 즉, 유압식 라인 압력의 부재 시의 전기식 오일펌프(36)의 작동이 상기 전기식 오일펌프(36)로부터 클러치(C1)로 작동유를 직접 공급한다.
상기 하이브리드전자제어유닛(70)은, CPU(72)를 포함하는 마이크로프로세서, 처리 프로그램들을 저장하는 ROM(74), 임시로 데이터를 저장하는 RAM(76), 입출력포트(도시안됨), 및 통신포트(도시안됨)로 구성되어 있다. 상기 하이브리드전자제어유닛(70)은 그 입력포트를 통해, 점화스위치(80)로부터의 점화 신호, 변속위치센서(82)로부터의 변속레버(81)의 변속 위치(SP) 또는 현재설정위치, 액셀러레이터페달위치센서(84)로부터 운전자가 액셀러레이터페달(83)을 밟는 정도 또는 액셀러레이터 오프닝(Acc), 브레이크페달위치센서(86)로부터 운전자가 브레이크페달(85)을 밟는 정도 또는 브레이크페달위치(BP), 차속센서(88)로부터의 차속(V), 및 가속도센서(89)로부터의 가속도(α)를 수신한다. 상기 하이브리드전자제어유닛(70)은 그 출력포트를 통해, 제어 신호들을 얼터네이터(32)로 그리고 구동 신호들을 전기식 오일펌프(36)의 전동기(도시안됨)로 출력한다. 상기 하이브리드전자제어유닛(70)은 각종 제어 신호들과 데이터를 엔진 ECU(29), 배터리 ECU(30), 모터 ECU(42) 및 CVTECU(59)와 주고 받는다.
상술된 구성을 갖는 실시예의 하이브리드자동차(20)는, 요건들에 따라 엔진(22)으로부터 전륜(63a, 63b)으로의 1차 동력의 출력 및 모터(40)로부터 후륜(66a, 66b)으로의 보조 동력의 출력을 가지고, 운전자가 액셀러레이터페달(83)을 밟는 정도에 응답하여 4륜 구동 모드로 주행한다. 상기 4륜 구동 모드는, 예컨대 운전자가 액셀러레이터페달(83)을 심하게 밟거나 차륜의 스키드 시에 응답하여 급작스런 가속의 발생 시에 설정된다. 운전자가 브레이크페달(85)을 밟는 정도에 응답하여 하이브리드 자동차(20)의 감속 시, 상기 클러치(C1)는 엔진(22)을 CVT(50)로부터 분리시키도록 해제되어, 상기 엔진(22)이 정지한다. 상기 모터(40)는 제동력을 후륜(66a, 66b)에 가하여, 고전압 배터리(31)에서 전력으로 변환되는 제동의 운동 에너지를 복원하기 위한 회생 제어 하에 있다.
이하, 상기 실시예의 하이브리드 자동차(20)의 작업들, 특히 엔진(22)을 재시동하고, 상기 엔진(22)의 정지 상태 및 클러치(C1)의 해제 상태로부터 상기 클러치(C1)와 맞물리는 일련의 작업들(이하, 스타트-인게이지먼트 작업이라 함)에 관하여 설명한다. 상기 스타트-인게이지먼트 작업들은, 제동력을 가하여, 엔진(22)을 CVT(50)로부터 분리하기 위한 클러치(C1)의 해제 상태에서 그리고 감속 시 상기 엔진(22)의 정지 상태에서 제동의 운동 에너지를 복원하기 위한 회생 제어 하에 모 터(40)가 있는 동안, 운전자가 액셀러레이터페달(83)을 밟는 정도에 응답하여 수행된다. 상기 스타트-인게이지먼트 작업들은 또한 제동 하에 있는 하이브리드 자동차(20)가 정지에 가까운 상태에 있어 재시동을 위한 셋업을 필요로 할 때에도 수행된다. 이러한 실시예에 있어서, 스타트-인게이지먼트 작업들은 도 5의 흐름도에 도시된 스타트-인게이지먼트 제어 루틴에 따라 하이브리드전자제어유닛(50)에 의해 실행된다.
스타트-인게이지먼트 제어 루틴에서는, 상기 하이브리드전자제어유닛(70)의 CPU(72)가 우선 엔진시동지령을 ECU(29)에 전송하여, 엔진(22)을 재시동하여 엔진(22)의 회전 속도(Ne)를 조절하기 위한 엔진 시동 제어를 개시하는 한편, 변속개시지령 및 클러치인게이지먼트개시지령을 CVTECU(59)에 전송하여, 상기 CVT(50)의 입력축(51)의 회전 속도(Nin)를 변경하기 위한 가변 속도 제어 및 상기 클러치(C1)를 맞물리게 하기 위한 클러치 인게이지먼트 제어 양자 모두를 개시하게 된다(단계 S100). 엔진 시동 지령을 수신하는 엔진 ECU(29)는 도 6의 흐름도에 도시된 엔진 시동 제어 루틴을 실행하여 엔진 시동 제어를 개시하게 된다. 변속 개시 지령 및 클러치 인게이지먼트 개시 지령을 수신하는 CVTECU(59)는 도 7의 흐름도에 도시된 가변 속도 제어 루틴을 실행하여 가변 속도 제어 및 도 8의 흐름도에 도시된 클러치 인게이지먼트 제어 루틴을 실행하여 클러치 인게이지먼트 제어를 개시하게 된다. 이들 제어의 상세는 후술하기로 한다.
상기 CPU(72)는 후속해서 브레이크페달위치센서(86)로부터 브레이크 페달 위치(BP)를 받아(단계 S110), 상기 브레이크 페달 위치(BP)를 토대로 브레이크-온 조 건 또는 브레이크-오프 조건을 식별한다(단계 S120). 브레이크-오프 조건이 식별되면, 소정의 포지티브 값(N1)이 오프셋 회전 속도(Nofst)로 설정된다(단계 S130). 다른 한편으로, 브레이크-온 조건이 식별되면, 소정의 네거티브 값(-N1)이 오프셋 회전 속도(Nofst)로 설정된다(단계 S140). 상기 오프셋 회전 속도(Nofst)는 입력축(51)의 회전 속도(Nin)와 엔진(22)의 회전 속도(Ne)간의 필요한 회전 속도 차이를 나타낸다. 상기 오프셋 회전 속도(Nofst)는, 운전자의 가속 또는 감속 요청에 대응하여 클러치(C1)의 인게이지먼트 과정에서 발생하는 잠재적인 토크 변동의 방향을 이루고, 이에 따라 운전자가 무언가 잘못되었다는 것을 느끼는 것을 막도록 지정된다. 상기 오프셋 회전 속도(Nofst)의 포지티브 값은 입력축(51)의 회전 속도(Nin)보다 높은 엔진(22)의 회전 속도(Ne)를 설정한다는 것을 의미한다. 소정의 값(N1)은 예컨대 50 rpm 또는 100 rpm 의 비교적 낮은 회전 속도이다.
오프셋 회전 속도(Nofst)를 설정한 후, CPU(72)는 RAM(76)의 특정 영역으로부터 상기 제어 루틴의 앞선 사이클에서 학습된 시간보정값(Tc2)을 판독하고(단계 S150), 상기 입력축(51)의 회전 속도(Nin)와 엔진(22)의 회전 속도(Ne)를 수신한다(단계 S160). 그 후, CPU(72)는 입력축(51)의 입력된 회전 속도(Nin)와 엔진(22)의 입력된 회전 속도(Ne)간의 회전 속도차의 시간 미분(dn)을 계산한다(단계 S170). 입력축(51)의 회전 속도(Nin)와 엔진(22)의 회전 속도(Ne)간의 회전 속도차와 상기 오프셋 회전 속도(Nofst)를 합산하고, 그 합을 시간 미분(dn)으로 나눈 다음, 그 나눈 결과에 입력된 시간보정값(Tc2)을 더하는 수학식 1에 따라 기준 시간(Tc0)이 계산된다.
Tc0 = (Nin - Ne + Nofst) / dn + Tc2
계산된 기준 시간(Tc0)이 소요 유압 변경 시간(Tc1) 이하로 감소될 때까지(단계 S190), 회전 속도(Nin, Ne)를 입력하여 기준 시간(Tc0)을 계산하도록, 단계 S160 내지 S180의 처리가 반복된다. 상기 입력축(51)의 회전 속도(Nin)는 회전속도센서(61)에 의해 측정되고, 통신에 의해 CVTECU(59)로부터 수신된다. 상기 엔진(22)의 회전 속도(Ne)는 회전속도센서(23a)에 의해 측정되고, 통신에 의해 엔진 ECU(29)로부터 수신된다. 상기 기준 시간(Tc0)은, 입력축(51)의 회전 속도(Nin)와 엔진(22)의 회전 속도(Ne)간의 회전 속도차를 상기 주어진 수학식 1에 도시된 오프셋 회전 속도(Nofst)와 같도록 하는 데 필요한 시간 주기에 시간보정값(Tc2)을 더하여 얻어진다. 상기 시간보정값(Tc2)은 후술하는 바와 같이 클러치(C1)의 인게이지먼트 타이밍으로 에이징 또는 또다른 변동을 보정한다. 소요 유압 변경 시간(Tc1)은 실험적으로 또는 그렇지 않으면 클러치(C1)에 대한 유압 적용 지령의 출력 이후에 특정 유압 레벨(Pc1)까지 실제 유압을 증가시키는 데 필요한 시간 주기로서 결정된다. 상기 특정 유압 레벨(Pc1)은, 클러치(C1)의 입력축의 회전 속도를 고정값으로 유지하면서, 클러치 트랜스미션 토크에서의 변동을 참조하는 클러치 능력을 가진다. 따라서, 소요 유압 변경 시간(Tc1) 이하로 기준 시간(Tc0)을 감소시키기 위해 기다리는 프로세스는, 입력축(51)의 회전 속도(Nin)와 엔진(22)의 회전 속도(Ne)간의 회전 속도차를 오프셋 회전 속도(Nofst)와 같게 만드는 데 필요한 시간 주기가, 상기 클러치(C1)의 에이징 변동을 고려하여 클러치 트랜스미션 토크의 변동을 참조하기 위한 클러치 능력을 갖는 특정 유압 레벨(Pc1)에 상기 클러치(C1)의 실제 유압을 도달시키는 데 필요한 시간 주기 이하로 감소하는 지의 여부를 판정하는 것과 등가이다. 이러한 타이밍으로 클러치(C1)에 인가되는 유압을 증가시키기 시작하면, 클러치(C1)의 실제 유압이 특정 유압 레벨(Pc1)에 도달할 때, 입력축(51)의 회전 속도(Nin)와 엔진(22)의 회전 속도(Ne)간의 회전 속도차를 오프셋 회전 속도(Nofst)와 같게 만든다. 단계 S190에서 소요 유압 변경 시간(Tc1) 밑으로의 기준 시간(Tc0)의 감소에 응답하여, 상기 CPU(72)는 클러치(C1)에 인가되는 유압을 증가시키기 위해 증압 지시를 CVTECU(59)에 제공한다(단계 S200). 유압 증가의 개시 타이밍은 클러치(C1)의 에이징 변동을 고려하여 소요 유압 변경 시간(Tc1)에서 시간보정값(Tc2)을 감산하여 얻어진다. 이러한 감산 결과가 증압 개시 타이밍으로 설정된다. 따라서, 기준 시간(Tc0)이 소요 유압 변경 시간(Tc1) 밑으로 감소하는 타이밍으로 유압을 증가시키기 시작하는 것은, 기준 시간(Tc0)에서 시간보정값(Tc2)을 감산한 결과가 증압 개시 타이밍에 도달할 때 클러치(C1)에 인가되는 유압을 증가시키기 시작하는 것과 등가이다.
증압 지시의 출력 이후, 상기 CPU(72)는 입력축(51)의 회전 속도(Nin), 엔진(22)의 회전 속도(Ne) 및 가속도(α)를 수신하고(단계 S210), 가속도 변량(△α)을 계산하기 위해 현재 입력된 가속도(α)로부터 상기 제어 루틴의 앞선 사이클의 단계 S210에서 입력된 이전 가속도(α)(이전 α)를 감산한다(단계 S220). 엔진(22)의 점화 타이밍은 상기 계산된 가속도 변량(△α)을 상쇄하는 방향으로 상기 엔진(22)의 출력 토크를 변경하도록 앞당겨지거나 지체된다(단계 S230 내지 S250). 입력축(51)의 입력된 회전 속도(Nin)와 엔진(22)의 입력된 회전 속도(Ne)간의 회전 속도차가 계속해서 소정의 시간 주기(예컨대, 0.5 초) 동안 클러치(C1)의 인게이지먼트를 위해 소정의 임계값(Nset) 밑에 있을 때까지, 단계 S210 내지 S270의 처리가 반복되어 가속도 변량(△α)을 계산하고, 상기 가속도 변량(△α)을 상쇄하는 방향으로 상기 엔진(22)의 점화 타이밍을 앞당기거나 지체시키게 된다. 상기 엔진(22)은 후술하는 엔진 시동 제어에 의해 최대 토크를 생성하기 위한 특정 점화 타이밍으로부터 지체된 점화 타이밍에서 시동된다. 따라서, 상기 엔진(22)의 출력 토크는 점화 타이밍을 앞당겨 증가되고, 상기 점화 타이밍을 지체시켜 감소된다. 가속도 변량(△α)이 소정의 포지티브 임계값(αref)보다 큰 경우(단계 S230), 하이브리드 자동차(20)는 가속 하에 있다. 따라서, 엔진(22)의 점화 타이밍은 상기 엔진(22)의 출력 토크를 감소시키도록 지체된다(단계 S250). 가속도 변량(△α)이 소정의 네거티브 임계값(-αref)보다 작은 경우(단계 S230), 하이브리드 자동차(20)는 감속 하에 있다. 따라서, 엔진(22)의 점화 타이밍은 상기 엔진(22)의 출력 토크를 증가시키도록 앞당겨진다(단계 S240). 앞당김의 정도나 지체의 정도는 처리의 반복 빈도에 따라 설정될 수도 있고, 또는 가속도 변량(△α)의 크기를 소정의 게인에 곱하여 설정될 수도 있다. 소정의 임계값(αref)은 하이브리드 자동차(20)의 가속 또는 감속을 식별하는 데 이용되고, 따라서 0 에 상당히 근접하게 설정된다. 가속도 변량(△α)이 소정의 네거티브 임계값(-αref)보다 작지 않고, 소정의 포지티브 임계값(αref)보다 크지 않으면(단계 S230), CPU(72)가 엔진(22)의 점화 타이밍을 앞당기거나 지체시키지 않고, 이에 따라 상기 엔진(22)의 출력 토크의 현재 레벨을 유지시킨다.
입력축(51)의 입력된 회전 속도(Nin)와 엔진(22)의 입력된 회전 속도(Ne)간의 회전 속도차가 계속해서 소정의 시간 주기 동안 클러치(C1)의 인게이지먼트를 위해 소정의 임계값(Nset) 밑에 있으면(단계 S260, S270), 엔진(22)의 점화 타이밍을 앞당기거나 지체한 경우(단계 S280), 상기 CPU(72)는 시간보정값(Tc2)을 업데이트하여, 상기 업데이트된 시간보정값(Tc2)을 RAM(76)의 특정 영역에 기록한다(단계 S290 또는 S300). 완료된 클러치(C1)의 인게이지먼트에 관한 정보를 엔진 ECU(29) 및 CVTECU(59)로 전송한 후(단계 S310), 상기 CPU(72)는 도 5의 상기 스타트-인게이지먼트 제어 루틴을 종료한다. 엔진(22)의 점화 타이밍을 앞당김에 따라(단계 S280), 시간보정값(Tc2)이 소정의 매우 짧은 시간(△T)만큼 감소되어, 클러치(C1)에 인가되는 유압의 증압 타이밍을 앞당기고, 이에 따라 상기 클러치(C1)의 인게이지먼트 과정에서 발생할 수도 있는 하이브리드 자동차(20)의 잠재적인 감속을 제어하게 된다(단계 S290). 다른 한편으로, 엔진(22)의 점화 타이밍을 지체시킴에 따라(단계 S280), 시간보정값(Tc2)이 소정의 매우 짧은 시간(△T)만큼 증가되어, 클러치(C1)에 인가되는 유압의 증압 타이밍을 지체시키고, 이에 따라 상기 클러치(C1)의 인게이지먼트 과정에서 발생할 수도 있는 하이브리드 자동차(20)의 잠재적인 가속을 제어하게 된다(단계 S300). 이러한 방식의 시간보정값(Tc2)의 업데이트는, 스타트-인게이지먼트 작업의 다음 사이클에서의 클러치(C1)의 인게이지먼트 과정에서 발생할 수 있는 하이브리드 자동차(20)의 잠재적인 가속 변동을 줄이는 장점이 있다.
상기 엔진 ECU(29)는, 하이브리드전자제어유닛(70)으로부터 전송된 엔진 시동 지령에 응답하여, 도 6의 흐름도에 도시된 엔진 시동 제어 루틴을 실행한다. 상기 엔진 ECU(29)는 우선 엔진 크랭킹을 개시하도록 스타터 모터(22a)를 제어하고(단계 S400), 소정의 각도로 최대 토크를 생성하기 위해 특정 점화 타이밍으로부터 상기 엔진(22)의 점화 타이밍을 지체시키며(단계 S410), 연료 분사 제어 및 점화 제어를 개시하고(단계 S420), 엔진(22)의 공연 혼합물의 완전 연소 시까지 기다린다(단계 S430). 점화 타이밍의 지체 각도는 엔진(22)의 매끄러운 시동을 보장하고, 점화 타이밍의 추가 지체에 의해 상기 엔진(22)의 출력 토크의 감소를 가능하게 하도록 설정된다.
완전 연소에 응답하여(단계 S430), 상기 엔진 ECU(29)는 입력축(51)의 회전 속도(Nin)와 엔진(22)의 회전 속도(Ne)를 회전속도센서(23a)로부터 수신하고(단계 S440), 상기 입력축(51)의 회전 속도(Nin)와 상기 엔진(22)의 회전 속도(Ne)간의 회전 속도차를 오프셋 회전 속도(Nofst)와 같게 만들도록 스로틀 오프닝(TH)을 설정한다(단계 S450). 그 후, 상기 엔진 ECU(29)는 설정된 스로틀 오프닝(TH)을 얻기 위해 스로틀 모터(도시안됨)를 구동 및 제어한다. 단계 S440 및 단계 S450의 처리는 회전 속도(Nin, Ne)를 입력하여, 클러치(C1)에 인가되는 유압을 증가시키도록 증압 지시가 내려질 때까지 스로틀 오프닝(TH)을 설정하도록 반복된다(단계 S460). 상기 입력축(51)의 회전 속도(Nin)는 회전속도센서(61)에 의해 측정되고, 통신에 의해 CVTECU(59)로부터 수신된다. 이러한 일련의 제어 처리는 궁극적으로 입력축(51)의 회전 속도(Nin)와 엔진(22)의 회전 속도(Ne)간의 회전 속도차가 오프셋 회전 속도(Nofst)에 도달하도록 한다. 클러치(C1)에 인가되는 유압을 증가시키기 위한 증압 지시의 출력에 응답하여, 상기 엔진 ECU(29)는 스로틀 오프닝(TH)을 현재 설정 레벨로 유지하면서 상기 클러치(C1)의 인게이지먼트가 완료될 때까지 기다린다(단계 S470). 그 후, 상기 엔진 ECU(29)는 도 6의 상기 엔진 시동 제어 루틴을 종료한다. 클러치(C1)에 인가되는 유압을 증가시키기 위한 증압 지시의 출력에 응답하여, 상기 스로틀 오프닝(TH)은 더 이상 업데이트되지 않지만, 현재 설정 레벨로 유지되어 상기 입력축(51)의 회전 속도(Nin)와 엔진(22)의 회전 속도(Ne)를 오프셋 회전 속도(Nofst)와 같게 만든다. 상기 클러치(C1)의 인게이지먼트는 회전 속도차를 오프셋 회전 속도(Nofst) 밑으로 감소시킨다. 이러한 조건에서의 스로틀 오프닝(TH)의 계속적인 업데이트는 회전 속도차를 오프셋 회전 속도(Nofst)와 같게 유지하도록 상기 스로틀 오프닝(TH)을 증가시킬 것이다. 상기 실시예의 엔진 시동 제어 루틴은 이러한 스로틀 오프닝(TH)의 증가를 피하지만, 입력축(51)의 회전 속도(Nin)와 엔진(22)의 회전 속도(Ne)간의 회전 속도차가 오프셋 회전 속도(Nofst)와 같은 상태로 상기 클러치(C1)의 인게이지먼트를 가능하게 한다.
상기 CVTECU(59)는, 하이브리드전자제어유닛(70)으로부터 전송된 변속 개시 지령에 응답하여, 도 7의 흐름도에 도시된 가변 속도 제어 루틴을 실행한다. 상기 CVTECU(59)는 우선 엔진(22)의 회전 속도(Ne)를 수신하고(단계 S500), 상기 엔진(22)의 입력된 회전 속도(Ne)를 상기 CVT(50)의 변경 기어비의 변동을 참조하는 회전 속도를 나타내는 소정의 기준 속도(Nref)와 비교한다(단계 S510). 상기 엔진(22)의 입력된 회전 속도(Ne)가 소정의 기준 속도(Nref)보다 낮으면(단계 S510 : No), 상기 CVTECU(59)는 클러치(C1)의 인게이지먼트가 완료되었다고 판정한다(단계 S540). 상기 엔진(22)의 회전 속도(Ne)는 회전속도센서(23a)에 의해 측정되고, 통신에 의해 엔진 ECU(29)로부터 수신된다. 이들 입력 및 비교 단계는 클러치(C1)의 인게이지먼트가 완료될 때까지 반복되는 한편, 상기 엔진(22)의 회전 속도(Ne)는 소정의 기준 속도(Nref) 밑에 있다(단계 S500, S510, S540). 입력축(51)의 회전 속도(Nin)의 일부 조건에 있어서는, 클러치(C1)의 인게이지먼트가 상기 CVT(50)의 변경 기어비의 변동없이 완료될 수도 있다. 이 경우, 상기 CVTECU(59)는 어떠한 추가 처리없이 도 7의 가변 속도 제어 루틴으로부터 빠져 나간다. 엔진(22)의 회전 속도(Ne)가 소정의 기준 속도(Nref) 이상으로 증가하면(단계 S510 : Yes), 상기 CVTECU(59)는 회전속도센서(61)로부터 입력축(51)의 회전 속도(Ni)를 수신하고(단계 S520), 상기 입력된 회전 속도(Nin)를 엔진(22)의 회전 속도(Ntag)와 같게 만들기 위해 상기 CVT(50)의 소요 변경 기어비를 얻도록 유압을 조절한다(단계 S530). 단계 S520 및 S530의 처리는 클러치(C1)의 인게이지먼트의 완료 때까지 반복된다(단계 S540). 상기 CVTECU(59)는 클러치(C1)의 인게이지먼트 완료 시 도 7의 가변 속도 제어 루틴을 종료한다. 상기 CVT(50)의 변경 기어비는 업시프트로 변경되는데, 그 이유는 상기 입력축(51)의 회전 속도(Nin)가 대체로 소정의 기준 속도(Nref)보다 높기 때문이다. 상기 변속제어기구(90)는 듀티 솔레노이드(91)의 듀티비를 조정하여, 변속 제어 밸브(93)를 그 개방 방향으로 조절하고, 변속 제어 밸브(94)를 그 폐쇄 방향으로 조절하게 된다. 이는 기계식 오일펌프(26) 또는 전기식 오일펌프(36)로부터 1차 풀리(53)로 유압식 라인 압력을 가하여 CVT(50)를 업시프 트하게 된다. 이와는 달리, 상기 CVT(50)의 변경 기어비가 다운시프트로 변동되는 경우에는, 상기 변속제어기구(90)가 듀티 솔레노이드(92)의 듀티비를 조정하여, 변속 제어 밸브(93)를 그 폐쇄 방향으로 조절하고, 변속 제어 밸브(94)를 그 개방 방향으로 조절하게 된다. 이는 1차 풀리(53)로 가해진 유압식 라인 압력을 해제시킨다. 상술된 바와 같이, 상기 입력축(51)의 회전 속도(Nin)는 모터 제어만큼 신속하지 않은 유압의 조절에 의해 변경된다.
상기 CVTECU(59)는, 하이브리드전자제어유닛(70)으로부터 전송된 클러치 인게이지먼트 개시 지령에 응답하여, 도 8의 흐름도에 도시된 클러치 인게이지먼트 제어 루틴을 실행한다. 상기 CVTECU(59)는 우선 작동유의 비교적 높은 유압으로 상기 클러치(C1)의 실린더를 충진하도록 급속-충진(fast-fill) 작업을 수행한다(단계 S600). 상기 급속 충진은 상기 엔진(22)의 회전 속도(Ne)가 소정의 기준 속도(Nref)에 도달할 때까지 전기식 오일펌프(36)로부터 클러치(C1)로 유압을 공급한다. 상기 엔진(22)의 회전 속도(Ne)가 소정의 기준 속도(Nref)에 도달한 후, 상기 급속 충진은 듀티 솔레노이드(102)의 듀티비를 조정하여 상기 유압을 기계식 오일펌프(26)로부터 클러치(C1)로 공급하게 된다. 급속 충진 작업의 완료에 응답하여(단계 S610), 상기 CVTECU(59)는 클러치(C1)에서 맞물림력을 생성하지 않는 저압 레벨(Plow)로 요구 유압(Pi)을 설정하고, 하이브리드전자제어유닛(70)으로부터 증압 지시를 수신할 때까지(도 5의 스타트-인게이지먼트 제어 루틴의 단계 S200) 기다린다(단계 S630). 하이브리드전자제어유닛(70)으로부터 증압 지시를 받으면(단계 S630 : Yes), 상기 CVTECU(59)는 소정의 매우 작은 유압(△P)마다 요구 유압(Pi)을 점진적으로 증가시켜, 상기 요구 유압(Pi)이 클러치 트랜스미션 토크의 변동을 참조하는 클러치 능력을 갖는 특정 유압 레벨(Pc1)에 도달할 때까지(단계 S650), 요구 유압(Pi)을 반복해서 업데이트하게 된다(단계 S640). 상기 요구 유압(Pi)이 특정 유압 레벨(Pc1)에 도달하면(단계 S650 : Yes), 상기 CVTECU(59)는 유압 증가의 완료에 관한 정보를 하이브리드전자제어유닛(70)에 전송한다(단계 S660). 요구 유압(Pi)의 점진적인 증가를 위한 매우 작은 유압(△P)은 처리의 반복 빈도에 따라 결정된다. 하이브리드전자제어유닛(70)으로부터 클러치(C1)의 인게이지먼트의 완료에 관한 정보를 수신하면(단계 S670), 상기 CVTECU(59)는 요구 유압(Pi)을 클러치(C1)의 인게이지먼트를 위한 유지 유압(예컨대, 최대 유압)으로 설정하고(단계 S680), 도 8의 클러치 인게이지먼트 제어 루틴으로부터 빠져 나간다.
도 9는 스타트-인게이지먼트 작업 지령에 응답하여, 입력축의 회전 속도(Nin), 엔진의 회전 속도(Ne), 클러치(C1)에 대한 요구 유압(Pi), 하이브리드 자동차의 가속도(α), 및 액셀러레이터 오프닝(Acc)에서의 시변량을 보여준다. 도 9의 예시된 예시에 있어서, 상기 하이브리드전자제어유닛(70)은 시간 T1에서 주어진 스타트-인게이지먼트 작업 지령에 응답하여 스타트-인게이지먼트 제어를 개시한다. 상기 스타트-인게이지먼트 제어는 엔진 ECU(29)에 의해 실행되는 엔진(22)의 시동 제어를 트리거링하는 한편, 상기 CVT(50)의 가변 속도 제어 및 상기 CVTECU(59)에 의해 실행되는 클러치(C1)의 인게이지먼트 제어를 트리거링한다. 상기 전기식 오일펌프(36)는 시간 T2에서 클러치(C1)에 대한 급속 충진을 개시하도록 구동된다. 상기 요구 유압(Pi)은 시간 T3에서 급속 충진의 완료 및 엔진(22)의 시동 이후에 저 압 레벨(Plow)로 유지된다. 상기 CVTECU(59)는 엔진(22)의 회전 속도(Ne)가 소정의 기준 속도(Nref)로 증가할 때, 시간 T4에서 CVT(50)의 변경 기어비를 바꾼다. 상기 하이브리드전자제어유닛(70)은, 기준 시간(Tc0)이 소요 유압 변경 시간(Tc1) 이하로 감소되는 시간 T5에서 클러치(C1)에 가해지는 유압을 증가시키기 위해 증압 지시를 제공한다. 상기 클러치(C1)의 실제 유압이 특정 유압 레벨(Pc1)에 도달하는 시간(T6)에 또는 그 이후에, 소정의 네거티브 임계값(-αref) 아래 또는 소정의 포지티브 임계값(αref) 위의 가속도 변량(△α)에 응답하여, 엔진(22)의 점화 타이밍은 하이브리드 자동차(20)의 가속도(α)의 변동을 감소시키도록 앞당겨지거나 지체된다. 상기 엔진(22)은 입력축(51)의 회전 속도(Nin)와 엔진(22)의 회전 속도(Ne)간의 회전 속도차를 오프셋 회전 속도(Nofst)와 같도록 제어된다. 이에 따라, 가속도(α)의 약간의 변동이 운전자가 예상하는 방향으로 있어, 운전자가 잘못되었다고 느끼는 것을 막게 된다. 클러치(C1)의 인게이지먼트는, 입력축(51)의 회전 속도(Nin)와 엔진(22)의 회전 속도(Ne)간의 회전 속도차가 계속해서 소정의 시간 주기 동안 클러치(C1)의 인게이지먼트를 위해 소정의 임계값(Nset) 아래에 있는 시간 T7에서 완료된다.
상술된 바와 같이, 스타트-인게이지먼트 작업 지령에 응답하여, 본 실시예의 하이브리드 자동차(20)는 기준 시간(Tc0)이 소요 유압 변경 시간(Tc1) 이하로 감소할 때, 상기 클러치(C1)에 가해지는 유압을 증가시키기 시작한다. 여기서, 기준 시간(Tc0)은 이전에 학습된 시간보정값(Tc2)과 입력축(51)의 회전 속도(Nin)와 엔진(22)의 회전 속도(Ne)간의 회전 속도차로부터 계산된다. 이러한 유압 제어는 적 절한 타이밍으로 클러치(C1)의 인게이지먼트를 가능하게 한다. 이는 클러치(C1)의 인게이지먼트 과정에서 발생할 수 있는 하이브리드 자동차(20)의 가속의 변동으로 인한 잠재적인 충격을 효과적으로 줄이고, 불필요한 에너지 소비를 방지하므로, 전체 하이브리드 자동차(20)의 전체 에너지 효율을 높이게 된다. 상기 시간보정값(Tc2)은 클러치(C1)의 인게이지먼트 과정에서 발생할 수 있는 하이브리드 자동차(20)의 가속의 변동에 따라 업데이트된다. 이러한 시간보정값(Tc2)의 학습은 에이징 또는 또다른 원인에 의해 변경될 수도 있는 클러치(C1)의 인게이지먼트 타이밍을 적절한 레벨로 효과적으로 보정한다. 상기 클러치(C1)의 인게이지먼트 과정에서 발생할 수 있는 하이브리드 자동차(20)의 가속의 일부 변동의 경우, 상기 엔진(22)은 상기 변동을 상쇄하는 방향으로 토크의 출력을 보장하도록 점화 타이밍을 앞당기거나 지체시켰다. 이러한 점화 타이밍의 앞당김 또는 지체는, 클러치(C1)의 인게이지먼트 과정에서 발생할 수도 있는 하이브리드 자동차(20)의 가속의 변동을 줄이는 데 바람직하다.
스타트-인게이지먼트 작업 지령에 응답하여, 본 실시예의 하이브리드 자동차(20)는 엔진(22)의 제어 하에 상기 클러치(C1)의 인게이지먼트를 개시하고, 입력축(51)의 회전 속도(Nin)와 엔진(22)의 회전 속도(Ne)간의 회전 속도차를 운전자의 가속 또는 감속 요청을 만족시키도록 설정되는 오프셋 회전 속도(Nofst)와 같도록 만든다. 따라서, 클러치(C1)의 인게이지먼트 과정에서 하이브리드 자동차(20)의 가속 또는 감속은 운전자의 예상 방향에 있으므로, 운전자가 무언가 잘못되었다고 느끼는 것을 막는다.
스타트-인게이지먼트 작업 지령에 응답하여, 본 실시예의 하이브리드 자동차(20)는, 브레이크페달위치(BP)로 식별되는 브레이크-온 조건 또는 브레이크-오프 조건에 대응하여 오프셋 회전 속도(Nofst)를 설정한다. 여기서, 상기 오프셋 회전 속도(Nofst)는 클러치(C1)의 인게이지먼트를 위해 상기 입력축(51)의 회전 속도(Nin)와 엔진(22)의 회전 속도(Ne)간의 소요 회전 속도차를 나타낸다. 상기 오프셋 회전 속도(Nofst)는 여타의 기술에 의해 운전자의 가속 또는 감속 요청을 만족하기 위해 설정될 수도 있다. 예를 들어, 상기 오프셋 회전 속도(Nofst)는 액셀러레이터 오프닝(Acc)에 의해 식별되는 액셀러레이터-온 조건 또는 액셀러레이터-오프 조건에 대응하여 설정될 수도 있고, 또는 상기 액셀러레이터 오프닝(Acc) 및 차속(V)을 토대로 하이브리드 자동차(20)의 요구 구동력의 변동에 따라 설정될 수도 있다. 상기 오프셋 회전 속도(Nofst)는 소정값(N1)으로 제한되지 않고, 구동력 또는 제동력의 크기에 따라 변경될 수도 있다. 또다른 가능성 있는 수정예는 운전자의 가속 또는 감속 요청에 대응하여 오프셋 회전 속도(Nofst)를 설정하지 못할 수도 있다. 다시 말해, 클러치(C1)의 인게이지먼트를 위해 입력축(51)의 회전 속도(Nin)와 엔진(22)의 회전 속도(Ne)간의 회전 속도차로 값 '0'이 설정된다.
클러치(C1)의 인게이지먼트 과정에서 발생할 수 있는 가속의 변동의 경우, 본 실시예의 하이브리드 자동차(20)는 엔진(22)의 점화 타이밍을 앞당기거나 지체시켜, 상기 변동을 상쇄하는 방향으로 상기 엔진(22)으로부터의 토크의 출력을 보장하게 된다. 상기 하이브리드 자동차(20)의 가속의 변동을 상쇄하는 방향으로의 토크는 대안적으로 모터(40)로부터 출력될 수도 있다. 이 모터 제어는 엔진(22)의 점화 타이밍의 앞당김 또는 지체와 병렬로 수행될 수도 있다. 이러한 가속의 변동을 상쇄하는 방향으로의 토크 제어는 필요치 않은 경우에 생략될 수도 있다.
본 실시예의 하이브리드 자동차(20)는 클러치(C1)의 인게이지먼트 과정에서 발생할 수 있는 가속의 변동에 따라 시간보정값(Tc2)을 업데이트한다. 이러한 시간보정값(Tc2)의 학습은 필요치 않다면 생략될 수도 있다. 상기 시간보정값(Tc2)은 클러치(C1)에 유압으로서 공급되는 작동유의 측정된 온도 및 외부 공기의 측정된 온도에 따라 업데이트될 수도 있다. 작동유의 온도가 높을 수록 그리고 외부 공기의 온도가 높을 수록, 작동유의 점성이 낮아지고 증압 시간이 짧아져 상기 클러치(C1)에 가해지는 유압을 증가시키게 된다. 따라서, 상기 시간보정값(Tc2)은 작동유의 온도의 증가 또는 외부 공기의 온도의 증가에 의해 보다 큰 값으로 업데이트될 수도 있다.
본 실시예의 하이브리드 자동차(20)는 입력축(51)의 회전 속도(Nin)와 엔진(22)의 회전 속도(Ne)를 토대로 클러치(C1)의 인게이지먼트를 제어한다. 한 가지 수정된 구조에서는, 엔진(22)과 CVT(50) 사이의 클러치(C1)의 양 쪽에 회전속도센서가 제공된다. 상기 클러치(C1)의 인게이지먼트의 제어는, 각각의 회전속도센서에 의해 측정된 엔진(22)측의 클러치(C1)의 회전 속도(엔진측 회전 속도)와 CVT(50)측의 클러치(C1)의 회전 속도(CVT측 회전 속도)에 기초할 수도 있다.
스타트-인게이지먼트 작업 지령에 응답하여, 본 실시예의 하이브리드 자동차(20)는 스로틀 오프닝(TH)을 설정하여 엔진(22)을 제어함으로써, 입력축(51)의 회전 속도(Nin)와 엔진(22)의 회전 속도(Ne)간의 회전 속도차를 오프셋 회전 속 도(Nost)와 같게 만든다. 한 가지 수정된 절차는 액셀러레이터 오프닝(Acc) 및 차속(V)에 대응하여 클러치(C1)의 인게이지먼트를 위한 동기화 회전 속도(Ntag)를 설정하고, 상기 입력축(51)의 회전 속도(Nin)를 상기 동기화 회전 속도(Ntag)와 같도록 만들기 위해 상기 CVT(50)의 변경 기어비를 바꿀 수도 있다. 수정된 절차는 또한 스로틀 오프닝(TH)을 설정하여 엔진(22)을 제어함으로써, 상기 엔진(22)의 회전 속도(Ne)를 오프셋 회전 속도(Nofst)에 의해 동기화 회전 속도(Ntag)와 상이하도록 만들 수도 있다.
본 실시예의 하이브리드 자동차(20)의 구조에 있어서, 클러치(C1)는 토크 컨버터(25)와 CVT(50) 사이에 위치한다. 상기 클러치는 토크 컨버터(25)와 엔진(22) 사이에 제공될 수도 있다.
본 실시예의 하이브리드 자동차(20)는 모터(40)의 출력을 후방 차축(67)으로 출력하도록 디자인된다. 상기 하이브리드 자동차(20)의 구조는 모터(40)의 동력을 전방 차축(64)으로 수정할 수도 있고, 또는 상기 모터(40)없이 디자인될 수도 있다.
본 실시예의 하이브리드 자동차(20)에 있어서, 벨트 CVT(50)는 변속을 위해 제공된다. 이 벨트 CVT(50)는 토로이달 또는 여타의 연속 가변 변속, 혹은 심지어는 스텝 변속에 의해서 교체될 수도 있다.
본 실시예는 본 발명의 동력출력장치가 탑재된 하이브리드 자동차(20)에 관한 것이다. 본 발명의 동력출력장치는 자동차 뿐만 아니라 각종 차량, 선박 및 배와 항공기를 포함하는 여러 다양한 이동체 상에 장착될 수도 있고, 또는 건설 기계 와 같은 고정 장비에 설치될 수도 있다. 본 발명의 기술은 동력출력장치 또는 상기 동력출력장치가 탑재된 차량으로 국한되지 아니하며, 상기 동력출력장치의 제어방법 또는 상기 동력출력장치가 탑재된 차량의 제어방법에 의해 실현될 수도 있다.
상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 모든 실시형태를 고려할 것이다. 본 발명의 주된 특징의 기술적 사상 또는 범위를 벗어나지 않으면서, 수많은 수정, 변경 및 변형들이 이루어질 수도 있다. 본 발명의 범위 및 기술적 사상은 앞선 상세한 설명에 의해서라기 보다는 첨부된 청구범위에 의해 표시된다.
본 발명의 기술은 동력출력장치 및 자동차의 제조 산업에 적용가능한 것이 바람직하다.

Claims (19)

  1. 구동축에 동력을 출력하는 동력출력장치에 있어서,
    동력축을 구비하여 동력을 출력하는 내연기관;
    상기 내연기관의 동력축에 연결된 입력축 및 상기 구동축에 연결된 출력축을 구비하고, 상기 내연기관의 출력 동력을 변환하여 상기 변환된 동력을 상기 출력축에 전달하도록 작동하는 변속전달기구(a change-speed transmission mechanism);
    작동유의 유압을 이용하여, 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결 및 해제시키는 연결해제구조체;
    상기 연결해제구조체에서의 상기 내연기관의 동력축의 회전 속도 또는 동력축 회전 속도를 측정하는 동력축회전속도측정유닛;
    상기 연결해제구조체에서의 상기 변속전달기구의 입력축의 회전 속도 또는 입력축 회전 속도를 측정하는 입력축회전속도측정유닛;
    상기 내연기관을 재시동하여, 상기 내연기관의 정지 상태와 상기 변속전달기구의 입력축으로부터의 상기 내연기관의 동력축의 해제 상태로부터 상기 변속전달기구의 입력축과 상기 내연기관의 동력축을 연결시키는 스타트-인게이지먼트 작업 지령에 응답하여, 상기 내연기관을 시동하도록 제어하고, 상기 내연기관의 측정된 동력축 회전 속도와 상기 변속전달기구의 측정된 입력축 회전 속도를 토대로, 상기 작동유를 상기 연결해제구조체에 공급하기 시작하는 유체공급개시타이밍을 설정하는 시동연결제어모듈을 포함하여 이루어지고,
    상기 시동연결제어모듈은 상기 내연기관 및 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어하여, 상기 내연기관의 동력축 회전 속도를 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도에 근접시키고, 상기 설정된 유체공급개시타이밍으로 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키기 위해 상기 연결해제구조체를 제어하는 것을 특징으로 하는 동력출력장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 동력출력장치는,
    상기 구동축의 회전에 대한 가감속 요청을 설정하는 가감속요청설정유닛을 더 포함하여 이루어지고,
    상기 시동연결제어모듈은, 상기 내연기관의 동력축 회전 속도를 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도에 접근시키는 상기 설정된 가감속 요청을 토대로, 상기 내연기관과 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어하는 것을 특징으로 하는 동력출력장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 설정된 가감속 요청이 가속 요건을 나타내는 경우, 상기 시동연결제어모듈은 상기 내연기관과 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어하여, 상기 내연기관의 동력축 회전 속도를 소정의 제1회전속도에 의해 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도 이상으로 증가시키고,
    상기 설정된 가감속 요청이 감속 요건을 나타내는 경우, 상기 시동연결제어모듈은 상기 내연기관과 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어하여, 상기 내연기관의 동력축 회전 속도를 소정의 제2회전속도에 의해 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도 미만으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 동력출력장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 시동연결제어모듈은, 상기 설정된 가감속 요청의 크기를 토대로, 상기 소정의 제1회전속도 및 소정의 제2회전속도로 상기 내연기관과 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어하는 것을 특징으로 하는 동력출력장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 동력출력장치는,
    상기 구동축의 회전 거동을 검출하는 회전거동검출유닛; 및
    상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키는 상기 연결해제구조체의 제어 시, 상기 회전거동검출유닛에 의해 검출된 상기 구동축의 회전 거동을 토대로 상기 유체공급개시타이밍을 학습하는 학습모듈을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 동력출력장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 학습모듈은, 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키는 상기 연결해제구조체의 제어 시, 상기 구동축의 회전을 가속시키는 거동의 검출에 응답하여 상기 유체공급개시타이밍을 지체시키고,
    상기 학습모듈은, 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키는 상기 연결해제구조체의 제어 시, 상기 구동축의 회전을 감속시키는 거동의 검출에 응답하여 상기 유체공급개시타이밍을 앞당기는 것을 특징으로 하는 동력출력장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 동력출력장치는,
    상기 작동유의 온도를 측정하는 유체온도측정유닛; 및
    상기 작동유의 측정된 온도를 토대로, 상기 유체공급개시타이밍을 보정하는 타이밍보정모듈을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 동력출력장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 동력출력장치는,
    상기 구동축의 회전의 가속 또는 감속에 관한 가감속 거동을 검출하는 가감속거동검출유닛; 및
    상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키는 연결해제구조체의 제어 시, 상기 가감속거동검출유닛에 의해 검출된 가감속 거동을 토대로, 상기 구동축에 출력되는 구동력을 보정하는 구동력보정모듈을 더 포함하여 이 루어지는 것을 특징으로 하는 동력출력장치.
  9. 한 차축으로 출력되는 동력에 의해 구동되는 자동차에 있어서,
    동력축을 구비하고 동력을 상기 한 차축으로 출력하는 내연기관;
    상기 내연기관의 동력축에 연결된 입력축 및 상기 한 차축에 연결된 출력축을 구비하고, 상기 내연기관의 출력 동력을 변환하여 상기 변환된 동력을 상기 출력축에 전달하도록 작동하는 변속전달기구;
    작동유의 유압을 이용하여, 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결 및 해제시키는 연결해제구조체;
    상기 연결해제구조체에서의 상기 내연기관의 동력축의 회전 속도 또는 동력축 회전 속도를 측정하는 동력축회전속도측정유닛;
    상기 연결해제구조체에서의 상기 변속기구의 입력축의 회전 속도 또는 입력축 회전 속도를 측정하는 입력축회전속도측정유닛;
    상기 내연기관을 재시동하여, 상기 내연기관의 정지 상태와 상기 변속전달기구의 입력축으로부터의 상기 내연기관의 동력축의 해제 상태로부터 상기 변속전달기구의 입력축과 상기 내연기관의 동력축을 연결시키는 스타트-인게이지먼트 작업 지령에 응답하여, 상기 내연기관의 측정된 동력축 회전 속도와 상기 변속전달기구의 측정된 입력축 회전 속도를 토대로, 상기 내연기관을 시동하도록 제어하고, 상기 작동유를 상기 연결해제구조체에 공급하기 시작하는 유체공급개시타이밍을 설정하는 시동연결제어모듈을 포함하여 이루어지고,
    상기 시동연결제어모듈은 상기 내연기관 및 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어하여, 상기 내연기관의 동력축 회전 속도를 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도에 근접시키고, 상기 설정된 유체공급개시타이밍으로 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키기 위해 상기 연결해제구조체를 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 자동차는,
    상기 자동차의 가속을 측정하는 가속측정유닛; 및
    상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키는 상기 연결해제구조체의 제어 시, 상기 가속측정유닛에 의해 측정된 가속을 토대로 상기 자동차에 필요한 구동력을 보정하는 구동력보정모듈을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 구동력보정모듈은 상기 측정된 가속을 상쇄하는 방향으로 상기 자동차에 필요한 구동력을 보정하는 것을 특징으로 하는 자동차.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 구동력보정모듈은 상기 내연기관으로부터 출력되는 구동력을 보정하는 것을 특징으로 하는 자동차.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 자동차는,
    한 차축으로 또는 상기 한 차축과 상이한 또다른 차축으로 동력을 출력할 수 있는 모터를 더 포함하여 이루어지고,
    상기 구동력보정모듈은 상기 모터로부터 출력되는 구동력을 보정하는 것을 특징으로 하는 자동차.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 자동차는,
    상기 한 차축의 회전에 대한 가감속 요청을 설정하는 가감속요청설정유닛을 더 포함하여 이루어지고,
    상기 시동연결제어모듈은, 상기 내연기관의 동력축 회전 속도를 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도에 접근시키는 상기 설정된 가감속 요청을 토대로, 상기 내연기관과 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 설정된 가감속 요청이 가속 요건을 나타내는 경우, 상기 시동연결제어 모듈은 상기 내연기관과 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어하여, 상기 내연기관의 동력축 회전 속도를 소정의 제1회전속도에 의해 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도 이상으로 증가시키고,
    상기 설정된 가감속 요청이 감속 요건을 나타내는 경우, 상기 시동연결제어모듈은 상기 내연기관과 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어하여, 상기 내연기관의 동력축 회전 속도를 소정의 제2회전속도에 의해 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도 미만으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 자동차.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 시동연결제어모듈은, 상기 설정된 가감속 요청의 크기를 토대로, 상기 소정의 제1회전속도 및 소정의 제2회전속도로 상기 내연기관과 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 자동차는,
    상기 한 차축의 회전 거동을 검출하는 회전거동검출유닛; 및
    상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키는 상기 연결해제구조체의 제어 시, 상기 회전거동검출유닛에 의해 검출된 상기 구동축의 회전 거동을 토대로 상기 유체공급개시타이밍을 학습하는 학습모듈을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 학습모듈은, 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키는 상기 연결해제구조체의 제어 시, 상기 구동축의 회전을 가속시키는 거동의 검출에 응답하여 상기 유체공급개시타이밍을 지체시키고,
    상기 학습모듈은, 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키는 상기 연결해제구조체의 제어 시, 상기 구동축의 회전을 감속시키는 거동의 검출에 응답하여 상기 유체공급개시타이밍을 앞당기는 것을 특징으로 하는 자동차.
  19. 구동축에 동력을 출력하는 동력출력장치의 제어방법에 있어서,
    상기 동력출력장치는,
    동력축을 구비하여 동력을 출력하는 내연기관; 상기 내연기관의 동력축에 연결된 입력축 및 상기 구동축에 연결된 출력축을 구비하고, 상기 내연기관의 출력 동력을 변환하여 상기 변환된 동력을 상기 출력축에 전달하도록 작동하는 변속전달기구; 및 작동유의 유압을 이용하여, 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결 및 해제시키는 연결해제구조체를 포함하여 이루어지고,
    상기 제어방법은, 상기 내연기관을 재시동하여 상기 내연기관의 정지 상태와 상기 변속전달기구의 입력축으로부터의 상기 내연기관의 동력축의 해제 상태로부터 상기 변속전달기구의 입력축과 상기 내연기관의 동력축을 연결시키도록 상기 동력출력장치를 제어하며,
    상기 제어방법은,
    상기 내연기관을 시동하도록 제어하는 단계;
    상기 연결해제구조체에서의 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도 또는 입력축 회전 속도와 상기 내연기관의 동력축 회전 속도 또는 동력축 회전 속도를 토대로, 상기 작동유를 상기 연결해제구조체에 공급하기 시작하는 유체공급개시타이밍을 설정하는 단계;
    상기 내연기관 및 상기 변속전달기구 중 하나 이상을 제어하여, 상기 내연기관의 동력축 회전 속도를 상기 변속전달기구의 입력축 회전 속도에 근접시키는 단계; 및
    상기 설정된 유체공급개시타이밍으로 상기 내연기관의 동력축을 상기 변속전달기구의 입력축과 연결시키기 위해 상기 연결해제구조체를 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 동력출력장치의 제어방법.
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