KR101341185B1

KR101341185B1 - 하이브리드 차량

Info

Publication number: KR101341185B1
Application number: KR1020110112814A
Authority: KR
Inventors: 유끼히로 사노; 유우꼬오 노지리; 입뻬이 스즈끼
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2013-12-12
Also published as: JP2012096659A; CN102463985B; KR20120046699A; EP2447121A3; CN102463985A; JP5786216B2; US20120108385A1; US8480537B2; EP2447121A2; EP2447121B1

Abstract

본 발명은, 고 유 온도시에 있어서의 전동식 오일 펌프의 성능 저하를 방지하면서 제2 클러치의 윤활 유량을 확보한다. 본 발명은, 엔진과 모터 제너레이터의 사이에 개재 장착되는 제1 클러치와, 모터 제너레이터와 구동륜의 사이에 개재 장착되는 제2 클러치를 구비하는 하이브리드 차량이며, 기계식 오일 펌프와, 전동식 오일 펌프와, 하이브리드 주행 모드에 있어서의 차량 발진시에, 제2 클러치를 슬립 체결 상태로 제어하는 발진시 슬립 제어 수단과, 제2 클러치를 슬립 체결 상태로 제어하고 있을 때(S2), 작동유의 온도와 전동 모터의 운전 상태에 기초하여 전동 모터의 마그네트의 온도를 추정하는 모터 온도 추정 수단과(S5), 추정된 마그네트의 온도가 제한 온도를 초과했을 때, 전동 모터의 출력 토크 및 하한 회전 속도를 제한해서 저하시키는 모터 제한 수단(S8, S10)을 구비한다.

Description

하이브리드 차량{HYBRID VEHICLE}

본 발명은, 하이브리드 차량에 탑재되는 전동 오일 펌프의 제어에 관한 것이다.

엔진 및 모터 제너레이터의 적어도 한쪽의 구동력에 의해 주행 가능한 하이브리드 차량이며, 엔진, 제1 클러치, 모터 제너레이터, 제2 클러치, 구동륜을 이 순서대로 접속해서 구동계를 구성한 하이브리드 차량이 알려져 있다. 이러한 하이브리드 차량에서는, 제1 클러치를 해방하는 동시에 제2 클러치를 체결함으로써 엔진을 정지하고 모터 제너레이터만을 동력원으로 하여 주행하는 EV 모드가 되고, 제1 클러치 및 제2 클러치를 함께 체결함으로써 엔진 및 모터 제너레이터를 동력원으로 하여 주행하는 HEV 모드가 된다.

상기 HEV 모드에서 차량이 발진할 때, 제2 클러치를 해방 상태에서 체결 상태로 전환하면, 엔진의 구동력이 구동륜측에 급격하게 전달되어 토크 변동에 수반되는 쇼크가 발생하는 경우가 있다. 이를 방지하기 위해서, 특허 문헌 1에는, HEV 모드에서의 차량 발진시에 제2 클러치를 슬립 체결 상태로 제어하는 것(WSC 제어)이 기재되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 제2007-15679호 공보

또한, 제1 클러치 및 제2 클러치에 대한 공급 유압은, 엔진에 의해 회전 구동되는 기계식 오일 펌프와 전동 모터에 의해 회전 구동되는 전동식 오일 펌프로부터 발생시켜, HEV 모드시는 주로 기계식 오일 펌프가 사용되고, EV 모드시는 전동식 오일 펌프가 사용된다.

여기서, HEV 모드에서의 상기 WSC 제어 중이며 고 유 온도시에는, 제2 클러치의 슬립에 의한 발열을 억제하기 위해서, 기계식 오일 펌프 외에도 전동식 오일 펌프를 작동시킨다. 이에 의해, 기계식 오일 펌프로부터 공급되는 작동유 외에도, 전동식 오일 펌프로부터 공급되는 작동유에 의해서도 제2 클러치를 윤활 및 냉각할 수 있다.

그러나, 전동식 오일 펌프를 구동하는 작동 모터는, 고온의 유 온도에 의해 온도가 상승하며 또한 작동 모터의 구동에 의한 자기 발열에 의해서도 온도가 상승하여, 이에 수반하여 작동 모터에 설치되는 모터 마그네트(M)의 온도도 상승한다. 모터 마그네트(M)의 온도가 상승하여 소정의 감자 온도를 초과하면, 모터 마그네트(M)의 자력이 저하되고, 그 후, 모터 마그네트(M)를 냉각해도 자력은 부활하지 않아, 이로 인해 전동식 오일 펌프의 성능이 저하된다.

따라서, 고 유 온도시는, 전동식 오일 펌프의 구동을 정지시키는 것을 생각할 수 있는데, WSC 제어시의 제2 클러치의 윤활이 불충분해져, 제2 클러치가 과열에 의해 열화되어 차량의 주행 성능의 저하를 초래할 가능성이 있다.

본 발명은, 이러한 기술적 과제를 감안해서 이루어진 것이며, 고 유 온도시에 있어서의 전동식 오일 펌프의 성능 저하를 방지하면서 제2 클러치의 윤활 유량을 확보하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 한 형태에 따르면, 구동원으로서의 엔진 및 모터 제너레이터와, 엔진과 모터 제너레이터의 사이에 개재 장착되어, 작동유를 공급함으로써 해방 상태가 되는 제1 클러치와, 모터 제너레이터와 구동륜의 사이에 개재 장착되어, 작동유를 공급함으로써 체결 상태가 되는 제2 클러치를 구비하고, 제1 클러치 및 제2 클러치를 체결 상태로 함으로써 엔진 및 모터 제너레이터를 구동원으로 하는 하이브리드 주행 모드에서 주행 가능한 하이브리드 차량이며, 차량의 구동력에 의해 구동됨으로써 작동유를 토출하는 기계식 오일 펌프와, 펌프용 전동 모터에 의해 구동됨으로써 작동유를 토출하는 전동식 오일 펌프와, 하이브리드 주행 모드에 있어서의 차량 발진시에, 제2 클러치를 슬립 상태로 하고나서 체결 상태로 이행시키는 발진시 슬립 제어 수단과, 제2 클러치를 슬립 상태로 제어하고 있을 때, 작동유의 온도와 전동 모터의 운전 상태에 기초하여 전동 모터의 마그네트의 온도를 추정하는 모터 온도 추정 수단과, 추정된 마그네트의 온도가 제한 온도를 초과했을 때, 전동 모터의 출력 토크 및 하한 회전 속도를 제한해서 저하시키는 모터 제한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량이 제공된다.

상기의 형태에 따르면, 하이브리드 주행 모드에 있어서의 차량 발진시에, 전동 모터의 마그네트 온도를 추정하여, 추정된 온도가 제한 온도를 초과했을 때, 전동 모터의 출력 토크 및 하한 회전 속도를 제한해서 저하시키므로, 고 유 온도시라도 마그네트가 감자 온도에 도달해서 감자되는 것을 방지할 수 있는 동시에, 전동식 오일 펌프의 작동 영역을 보다 고온측으로 확대할 수 있으므로, 제2 클러치의 윤활 유량을 보다 확실하게 확보할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태에 관한 FR 하이브리드 차량을 도시하는 전체 시스템도다.
도 2는 통합 컨트롤러에 의해 실행되는 연산 처리를 도시하는 제어 블록도다.
도 3은 통합 컨트롤러에 있어서의 모드 선택 처리를 행할 때에 사용되는 주행 모드 선택 맵이다.
도 4는 AT 컨트롤러에 의해 실행되는 연산 처리의 흐름을 도시하는 흐름도다.
도 5는 펌프 모터의 회전 속도 및 토크를 규정할 때에 사용되는 맵이다.
도 6은 펌프 모터의 회전 속도 및 토크를 규정할 때에 사용되는 맵이다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.

먼저, 하이브리드 차량의 구성을 설명한다.

도 1은, 본 실시 형태에서의 후륜 구동에 의한 FR 하이브리드 차량(하이브리드 차량의 일례)을 도시하는 전체 시스템도다.

본 실시 형태에서의 FR 하이브리드 차량의 구동계는, 도 1에 도시한 바와 같이, 엔진(Eng)과, 플라이 휠(FW)과, 제1 클러치(CL1)와, 모터 제너레이터(MG)와, 자동 변속기(AT)와, 제2 클러치(CL2)와, 프로펠러 샤프트(PS)와, 차동부(DF)와, 좌측 드라이브 샤프트(DSL)와, 우측 드라이브 샤프트(DSR)와, 좌측 후륜(RL)(구동륜)과, 우측 후륜(RR)(구동륜)과, 메커니컬 오일 펌프(OP)(기계식 오일 펌프)를 갖는다.

엔진(Eng)은, 가솔린 엔진이나 디젤 엔진이며, 엔진 컨트롤러(1)로부터의 엔진 제어 지령에 기초하여, 엔진 시동 제어나 엔진 정지 제어나 스로틀 밸브의 밸브 개방도 제어가 행해진다. 또한, 엔진 출력축에는 플라이 휠(FW)이 설치되어 있다.

제1 클러치(CL1)는, 엔진(Eng)과 모터 제너레이터(MG)의 사이에 개재 장착되어, 작동유를 공급함으로써 해방 상태가 되는 클러치이며, 제1 클러치 컨트롤러(5)로부터의 제1 클러치 제어 지령에 기초하여, 제1 클러치 유압 유닛(6)에 의해 만들어진 제1 클러치 제어 유압에 의해, 슬립 체결과 슬립 해방을 포함하여 체결·해방이 제어된다.

모터 제너레이터(MG)는, 로터에 영구 자석을 매설하여 스테이터에 스테이터 코일이 감겨진 동기형 모터 제너레이터이며, 모터 컨트롤러(2)로부터의 제어 지령에 기초하여, 인버터(3)에 의해 만들진 3상 교류를 인가함으로써 제어된다. 상기 모터 제너레이터(MG)는, 배터리(4)로부터의 전력의 공급을 받아서 회전 구동하는 전동기로서 동작할 수도 있고(이하, 이 상태를 역행이라 함), 로터가 엔진(Eng)이나 좌우측 후륜(RL, RR)으로부터 회전 에너지를 받는 경우에는, 스테이터 코일의 양단부에 기전력을 발생시키는 발전기로서 기능하여, 배터리(4)를 충전할 수도 있다(이하, 이 상태를 회생이라 함). 또한, 상기 모터 제너레이터(MG)의 로터는, 댐퍼를 통해 자동 변속기(AT)의 입력축에 연결되어 있다.

자동 변속기(AT)는, 예를 들어, 전진 7속/후진 1속 등의 유단계의 변속단을 차속이나 액셀러레이터 개방도 등에 따라 자동적으로 전환하는 유단 변속기이며, 출력축은 프로펠러 샤프트(PS), 차동부(DF), 좌측 드라이브 샤프트(DSL), 우측 드라이브 샤프트(DSR)를 통해 좌우측 후륜(RL, RR)에 연결되어 있다.

제2 클러치(CL2)는, 모터 제너레이터(MG)와 좌우측 후륜(RL, RR)의 사이에 개재 장착되어, 작동유를 공급함으로써 체결 상태가 되는 클러치이며, AT 컨트롤러(7)로부터의 제2 클러치 제어 지령에 기초하여, 제2 클러치 유압 유닛(8)에 의해 만들진 제어 유압에 의해, 슬립 체결과 슬립 해방을 포함하여 체결·해방이 제어된다. 또한, 상기 제2 클러치(CL2)는, 전용 클러치로서 새롭게 추가한 것이 아니라, 자동 변속기(AT)의 각 변속단에서 체결되는 복수의 마찰 체결 요소 중, 토크 전달 경로에 배치되는 최적의 클러치나 브레이크를 선택하여, 예를 들어 비례 솔레노이드에서 오일 유량 및 유압을 연속적으로 제어할 수 있는 습식 다판 클러치나 습식 다판 브레이크가 사용된다.

여기서, 제1 클러치 유압 유닛(6)과 제2 클러치 유압 유닛(8)은, 자동 변속기(AT)에 부설되는 유압 컨트롤 밸브 유닛(CVU)에 내장하고 있다. 또한, 상기 유압 컨트롤 밸브 유닛(CVU)에는 전동식 오일 펌프(EP)가 설치되어 있다. 전동식 오일 펌프(EP)는 전동 펌프 모터(EPM)를 동력원으로 해서 토출압을 발생하는 내접 기어 펌프나 외접 기어 펌프, 베인 펌프 등이 채용된다. 상기 전동식 오일 펌프(EP)로부터의 토출유는, 제1 클러치 유압 유닛(6) 및 제2 클러치 유압 유닛(8)에 공급된다.

펌프 모터(EPM)는, 로터에 영구 자석(M)(이하, "모터 마그네트"라고 함)을 매설하여 스테이터에 스테이터 코일이 감겨진 동기형 모터이며, 모터 제너레이터(MG)와 마찬가지로, 모터 컨트롤러(2)로부터의 제어 지령에 기초하여, 인버터(3)에 의해 만들어진 3상 교류를 인가함으로써 제어된다.

메커니컬 오일 펌프(OP)는, 모터 제너레이터(MG)와 제2 클러치(CL2)의 사이에 배치한 것으로, 엔진(Eng)과 모터 제너레이터(MG)의 적어도 한쪽을 펌프 동력원으로 하여 토출압을 발생하는 내접 기어 펌프나 외접 기어 펌프, 베인 펌프 등이 채용된다. 상기 메커니컬 오일 펌프(OP)로부터의 토출유는, 제1 클러치 유압 유닛(6) 및 제2 클러치 유압 유닛(8)에 공급된다.

상기 하이브리드 차량의 구동계는, 제1 클러치(CL1)를 체결해서 엔진(Eng)과 모터 제너레이터(MG)를 동력원으로 하여 주행하는 하이브리드 주행 모드(이하, "HEV 모드"라고 함)와, 제1 클러치(CL1)를 해방해서 모터 제너레이터(MG)만을 동력원으로 하여 주행하는 전기 자동차 주행 모드(이하, "EV 모드"라고 함)의 2개의 주행 모드를 갖는다. 또한, HEV 모드에서 EV 모드로의 모드 전환이 지시되면 HEV→EV 천이 모드가 되고, EV 모드에서 HEV 모드로의 모드 전환이 지시되면 EV→HEV 천이 모드가 된다.

다음으로, 하이브리드 차량의 제어계를 설명한다.

본 실시 형태에서의 FR 하이브리드 차량의 제어계는, 도 1에 도시한 바와 같이, 엔진 컨트롤러(1)와, 모터 컨트롤러(2)와, 인버터(3)와, 배터리(4)와, 제1 클러치 컨트롤러(5)와, 제1 클러치 유압 유닛(6)과, AT 컨트롤러(7)와, 제2 클러치 유압 유닛(8)과, 브레이크 컨트롤러(9)와, 통합 컨트롤러(10)를 갖고 구성되어 있다. 또한, 엔진 컨트롤러(1)와, 모터 컨트롤러(2)와, 제1 클러치 컨트롤러(5)와, AT 컨트롤러(7)와, 브레이크 컨트롤러(9)와, 통합 컨트롤러(10)는, 정보 교환이 서로 가능한 CAN 통신선(11)을 통해 접속되어 있다.

엔진 컨트롤러(1)는, 엔진 회전수 센서(12)에 의해 검출된 엔진 회전수(Ne)와, 통합 컨트롤러(10)로부터의 목표 엔진 토크 지령과, 다른 필요 정보를 입력한다. 그리고, 엔진 동작점(Ne, Te)을 제어하는 지령을, 엔진(Eng)의 스로틀 밸브 액츄에이터 등에 출력한다.

모터 컨트롤러(2)는, 리졸버(13)에 의해 검출된 모터 제너레이터(MG)의 로터 회전 위치와, 통합 컨트롤러(10)로부터의 목표 MG 토크 지령 및 목표 MG 회전수 지령과, 다른 필요 정보를 입력한다. 그리고, 모터 제너레이터(MG)의 모터 동작점(Nm, Tm)을 제어하는 지령을 인버터(3)에 출력한다. 또한, 상기 모터 컨트롤러(2)에서는, 배터리(4)의 충전 상태를 나타내는 배터리 SOC를 감시하고 있고, 상기 배터리 SOC 정보는, 모터 제너레이터(MG)의 제어 정보에 사용되는 동시에, CAN 통신선(11)을 통해 통합 컨트롤러(10)에 공급된다.

제1 클러치 컨트롤러(5)는, 통합 컨트롤러(10)로부터의 목표 CL1 토크 지령과, 다른 필요 정보를 입력한다. 그리고, 제1 클러치(CL1)의 체결·해방을 제어하는 지령을 유압 컨트롤 밸브 유닛(CVU) 내의 제1 클러치 유압 유닛(6)에 출력한다.

AT 컨트롤러(7)는, 액셀러레이터 개방도 센서(16)와, 차속 센서(17)와, 제2 클러치 유압 센서(18)로부터의 정보를 입력한다. 그리고, D 레인지를 선택한 주행시, 액셀러레이터 개방도(APO)와 차속(VSP)에 의해 결정되는 운전점이 시프트 맵 상에서 존재하는 위치에 의해 최적의 변속단을 검색하여, 검색된 변속단을 얻는 변속단 제어 지령을 컨트롤 밸브 유닛(CVU)에 출력한다. 또한, 시프트 맵이란, 액셀러레이터 개방도와 차속에 따라서 업 시프트선과 다운 시프트선을 기입한 맵을 말한다.

상기 자동 변속 제어 외에도, 통합 컨트롤러(10)로부터 목표 엔진 토크 지령과 목표 MG 토크 지령과 목표 모드를 판독하고, 작동유의 라인압을 제어하는 라인압 제어 지령을 출력해서 컨트롤 밸브 유닛(CVU)에 의해 만들어지는 라인압을 제어한다.

또한, 목표 CL2 토크 지령을 입력한 경우, 제2 클러치(CL2)의 체결·해방을 제어하는 지령을 유압 컨트롤 밸브 유닛(CVU) 내의 제2 클러치 유압 유닛(8)에 출력하는 제2 클러치 제어를 행한다. 또한, AT 컨트롤러(7)는, 유 온도 센서(23)로부터 자동 변속기(AT)의 윤활에 사용되는 오일(ATF)의 온도 정보를 입력하고, 모터 토크 지령값을 출력해서 펌프 모터(EPM)를 제어한다.

브레이크 컨트롤러(9)는, 4륜의 각 차륜속을 검출하는 차륜속 센서(19)와, 브레이크 스트로크 센서(20)로부터의 센서 정보와, 통합 컨트롤러(10)로부터의 회생 협조 제어 지령과, 다른 필요 정보를 입력한다. 그리고, 예를 들어, 브레이크 스텝핑 제동시, 브레이크 스트로크(BS)로부터 요구되는 요구 제동력에 대하여 회생 제동력만으로는 부족한 경우, 그 부족분을 기계 제동력(액압 제동력이나 모터 제동력)으로 보충하도록, 회생 협조 브레이크 제어를 행한다.

통합 컨트롤러(10)는, 차량 전체의 소비 에너지를 관리하여, 최고 효율로 차량을 달리게 하기 위한 기능을 담당하는 것으로, 모터 회전수(Nm)를 검출하는 모터 회전수 센서(21)와, 제2 클러치 출력 회전수(N2out)를 검출하는 제2 클러치 출력 회전수 센서(22) 등으로부터의 정보 및 CAN 통신선(11)을 통해 필요 정보를 입력한다. 그리고, 엔진 컨트롤러(1)에 목표 엔진 토크 지령, 모터 컨트롤러(2)에 목표 MG 토크 지령 및 목표 MG 회전수 지령, 제1 클러치 컨트롤러(5)에 목표 CL1 토크 지령, AT 컨트롤러(7)에 목표 CL2 토크 지령, 브레이크 컨트롤러(9)에 회생 협조 제어 지령을 출력한다.

도 2는, 본 실시 형태에서의 FR 하이브리드 차량의 통합 컨트롤러(10)에서 실행되는 연산 처리를 도시하는 제어 블록도다. 도 3은, FR 하이브리드 차량의 통합 컨트롤러(10)에서의 모드 선택 처리를 행할 때에 사용되는 EV-HEV 선택 맵을 도시하는 도다. 이하, 도 2 및 도 3에 기초하여 통합 컨트롤러(10)에서 실행되는 연산 처리를 설명한다.

통합 컨트롤러(10)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 목표 구동력 연산부(100)와, 모드 선택부(200)와, 목표 충방전 연산부(300)와, 동작점 지령부(400)를 갖는다.

목표 구동력 연산부(100)에서는, 목표 구동력 맵을 사용하여, 액셀러레이터 개방도(APO)와 차속(VSP)으로부터 목표 구동력(tFo0)을 연산한다.

모드 선택부(200)에서는, 도 3에 도시하는 EV-HEV 선택 맵을 사용하여, 액셀러레이터 개방도(APO)와 차속(VSP)으로부터 "EV 모드" 또는 "HEV 모드"를 목표 주행 모드로서 선택한다. 단, 배터리 SOC가 소정값 이하이면, 강제적으로 "HEV 모드"를 목표 주행 모드로 한다.

목표 충방전 연산부(300)에서는, 목표 충방전량 맵을 사용하여, 배터리 SOC로부터 목표 충방전 전력(tP)을 연산한다.

동작점 지령부(400)에서는, 액셀러레이터 개방도(APO)와, 목표 구동력(tFo0)과, 목표 주행 모드와, 차속(VSP)과, 목표 충방전 전력(tP) 등의 입력 정보에 기초하여, 동작점 도달 목표로서 목표 엔진 토크와 목표 MG 토크와 목표 MG 회전수와 목표 CL1 토크와 목표 CL2 토크를 연산한다. 그리고, 목표 엔진 토크 지령과 목표 MG 토크 지령과 목표 MG 회전수 지령과 목표 CL1 토크 지령과 목표 CL2 토크 지령을, CAN 통신선(11)을 통해 각 컨트롤러(1, 2, 5, 7)에 출력한다.

이상과 같은 하이브리드 차량에 있어서, HEV 모드에서 차량이 발진할 때, 제2 클러치(CL2)를 해방 상태에서 체결 상태로 전환하면, 엔진(Eng)의 구동력이 구동륜측에 급격하게 전달되어 토크 변동에 수반되는 쇼크가 발생하므로, 발진시로부터 소정의 기간만큼 제2 클러치(CL2)를 슬립 체결 상태로 제어하고 있다(이하, 상기 제어를 "WSC 제어"라고 함). 즉, 제2 클러치(CL2)의 슬립에 의해 구동력 변동을 흡수하고 있다.

상기 WSC 제어 중, 제2 클러치(CL2)는 슬립 상태로 유지되므로, 윤활 및 냉각을 위해 제2 클러치(CL2)에 대한 공급 유량을 증대시킬 필요가 있다. 따라서, 고 유 온도시에는, 이미 작동하고 있는 기계식 오일 펌프(OP) 외에도 전동식 오일 펌프(EP)를 작동시키고 있다.

그러나, 전동식 오일 펌프(EP)를 구동하는 펌프 모터(EPM)는, 고온의 유 온도에 의해 온도가 상승하며 또한 펌프 모터(EPM)의 구동에 의한 자기 발열에 의해서도 온도가 상승하여, 이에 수반되어 펌프 모터(EPM)에 설치되는 모터 마그네트(M)의 온도도 상승한다. 모터 마그네트(M)는 온도가 소정의 감자 한계 온도를 초과하면 자력이 저하되어, 그 후, 냉각해도 자력은 부활하지 않는다. 이로 인해, 전동식 오일 펌프(EP)의 성능이 저하된다.

따라서, 유 온도가 감자 한계 온도 이상인 영역에서는, 전동식 오일 펌프(EP)의 작동을 정지하는 것으로 하고 있지만, 이것으로는, WSC 제어시의 제2 클러치(CL2)의 윤활이 불충분해져, 제2 클러치(CL2)가 과열에 의해 열화되어 차량의 주행 성능의 저하를 초래할 가능성이 있다.

따라서, 본 실시 형태에서는, AT 컨트롤러(7)가 이하에 도시하는 제어를 행하고 있다.

도 4는, AT 컨트롤러(7)에 있어서 실행되는 펌프 모터(EPM)의 제어 처리의 흐름을 도시하는 흐름도다. 또한, 당해 처리는, 미소 시간(예를 들어, 10ms)마다 반복해서 행해진다.

스텝 S1에서 AT 컨트롤러(7)는, 유 온도가 감자 한계 온도보다 높은지의 여부를 판정한다. 판정이 "예"인 경우에는 처리가 스텝 S2로 진행하고, "아니오"인 경우에는 처리가 종료한다. 여기서, 유 온도는 제2 클러치(CL2)의 윤활에 사용되고 있는 오일의 온도이며, 본 실시 형태에서는 자동 변속기(AT)의 윤활에 사용하는 ATF의 온도다. 감자 한계 온도(예를 들어, 107℃)는, 모터 마그네트(M)가 감자하지 않는 최고 온도 부근으로 설정되며, 이것을 초과해서 유 온도가 더 상승하면 모터 마그네트(M)가 감자할 가능성이 있다.

스텝 S2에서 AT 컨트롤러는, 차량의 주행 모드가 HEV 모드이며, 또한 WSC 제어중인지의 여부를 판정한다. 판정이 "예"인 경우에는 처리가 스텝 S3으로 진행하고, "아니오"인 경우에는 처리가 종료한다.

스텝 S3에서 AT 컨트롤러는, 전동식 오일 펌프(EP)가 작동중인지의 여부를 판정한다. 판정이 "예"인 경우에는 처리가 스텝 S4로 진행하고, "아니오"인 경우에는 처리가 스텝 S5로 진행한다.

스텝 S4에서 AT 컨트롤러(7)는, 전동식 오일 펌프(EP)를 작동시키고, 처리를 스텝 S5로 진행시킨다.

스텝 S5에서 AT 컨트롤러(7)는, 모터 마그네트(M)의 온도를 추정하고, 처리를 스텝 S6으로 진행시킨다. 여기서, 모터 마그네트(M)의 온도는, 현재의 유 온도에, 펌프 모터(EPM)의 자기 발열에 의한 온도 상승분을 가산함으로써 연산된다. 펌프 모터(EPM)의 자기 발열에 의한 온도 상승분은, 펌프 모터(EPM)의 토크 및 회전 속도와 발열량과의 관계를 도시하는 맵에 기초하여 연산되고, 당해 맵은 미리 AT 컨트롤러(7)에 기억시켜 둔다.

스텝 S6에서 AT 컨트롤러(7)는, 모터 마그네트(M)의 추정 온도가 제1 제한 온도보다 높은지의 여부를 판정한다. 판정이 "예"인 경우에는 처리가 스텝 S7로 진행하고, "아니오"인 경우에는 처리가 종료한다. 여기서, 제1 제한 온도는, 모터 마그네트(M)가 감자하지 않는 최고 온도 부근(예를 들어, 106℃)으로 설정된다.

스텝 S7에서 AT 컨트롤러는, 모터 마그네트(M)의 추정 온도가 제2 제한 온도보다 높은지의 여부를 판정한다. 판정이 "예"인 경우에는 처리가 스텝 S9로 진행하고, "아니오"인 경우에는 처리가 스텝 S8로 진행한다. 여기서, 제2 제한 온도는, 모터 마그네트(M)가 감자할 가능성이 있는 온도이며, 제1 제한 온도보다 높은 온도(예를 들어, 120℃)로 설정된다.

스텝 S8에서 AT 컨트롤러(7)는 제1 고 유 온도시 제어를 행한다. 또한, 당해 제어에 대해서는 후술한다.

스텝 S9에서 AT 컨트롤러(7)는, 모터 마그네트(M)의 추정 온도가 제1 한계 온도보다 높은지의 여부를 판정한다. 판정이 "예"인 경우에는 처리가 스텝 S11로 진행하고, "아니오"인 경우에는 처리가 스텝 S10으로 진행한다. 여기서, 제1 한계 온도는, 모터 마그네트(M)가 감자할 가능성이 있는 온도이며, 제2 제한 온도보다 높은 온도(예를 들어, 160℃)로 설정된다.

스텝 S10에서 AT 컨트롤러(7)는, 제2 고 유 온도시 제어를 행한다. 또한, 당해 제어에 대해서는 후술한다.

스텝 S11에서 AT 컨트롤러(7)는, 모터 마그네트(M)의 추정 온도가 제2 한계 온도보다 높은지의 여부를 판정한다. 판정이 "예"인 경우에는 처리가 스텝 S13으로 진행하고, "아니오"인 경우에는 처리가 스텝 S12로 진행한다. 여기서, 제2 한계 온도는, 모터 마그네트(M)가 감자할 가능성이 있는 온도이며, 제1 한계 온도보다 높은 온도(예를 들어, 180℃)로 설정된다.

스텝 S12에서 AT 컨트롤러는, 모터 정지 제어를 행하고, 스텝 S13에서 클러치 보호 제어를 행한다.

여기서, 상기 스텝 S8, S10, S12, S13에서 행해지는 각 제어에 대해서 설명한다. 도 5는, 유 온도와, 펌프 모터(EPM)의 회전 속도 및 토크와의 관계를 규정하는 맵이다. 도 6은, 고 유 온도시의, 모터 마그네트(M)의 추정 온도와, 펌프 모터(EPM)의 회전 속도 및 토크와의 관계를 규정하는 맵이다.

스텝 S1에서 유 온도가 감자 한계 온도보다 높다고 판정될 때까지는, 도 5에 기초하여 펌프 모터(EPM)의 토크 및 회전 속도가 설정되고, 유 온도가 감자 한계 온도를 초과한 후에는, 모터 마그네트(M)의 온도에 따라서 도 6에 기초하여 펌프 모터(EPM)의 토크 및 회전 속도가 설정된다.

도 5에 도시한 바와 같이, 펌프 모터(EPM)는, 유 온도에 따라서 토크 제어되어 있고, 유 온도가 높을수록 오일의 점성이 저하되므로, 그만큼 토크를 저하시킨다[도 5(b)]. 또한, 펌프 모터(EPM)의 회전 속도는 부하에 따라서 변화되기 때문에, 회전 속도의 상한값 및 하한값을 설정하고, 탈조 방지를 위하여 펌프 모터(EPM)의 회전 속도가 양쪽 제한값 내로 들어가도록 제어된다[도 5(a)]. 유 온도가 상승하면 오일 리크량이 증가하므로, 유량 확보를 위하여 상한값 및 하한값은 유 온도의 상승에 수반하여 상승시킨다.

종래에는, 유 온도가 감자 한계 온도를 초과하면, 모터 마그네트(M)의 감자를 방지하기 위해서 펌프 모터(EPM)의 작동을 정지시켰었다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 스텝 S1에서 유 온도가 감자 한계 온도를 초과했다고 판정된 경우에도, 즉시 펌프 모터(EPM)를 정지시키지 않고, 모터 마그네트(M)의 추정 온도에 따라서 이하와 같이 제어된다.

즉, 마그네트 추정 온도가 제1 제한 온도보다 높고 제2 제한 온도 이하인 경우에 실행되는 스텝 S8에서는, 제1 고 유 온도시 제어로서, 펌프 모터(EPM)의 토크 지령값을 통상시보다 제한한다(저하시킨다). 제한량은, 모터 마그네트(M)의 추정 온도가 높을수록, 보다 저 토크가 되도록 도 6의 맵을 참조해서 설정된다[도 6(b)]. 또한 이때, 토크 지령값의 저하에 수반되어 회전 속도도 저하되므로, 회전 속도의 하한값을 저하시킨다[도 6(a)].

또한, 펌프 모터(EPM)가 탈조한 경우에 행하는 리트라이의 간격을 통상시보다 길게 설정한다. 펌프 모터(EPM)에서는 항상 탈조를 감시하고 있으며, 탈조가 발생한 경우에는 펌프 모터(EPM)에 대한 지령값을 한번 리셋함으로써 복귀시키고 있다. 그러나, 리트라이시에는 통상 운전시 이상으로 펌프 모터(EPM)가 자기 발열하기 때문에, 탈조로부터의 복귀보다 발열량 저감을 우선시키기 위해서, 리트라이 실행 간격을 통상시보다 길게 설정한다. 이로 인해, 펌프 모터(EPM)의 발열량이 억제된다.

마그네트 추정 온도가 제2 제한 온도보다 높고 제1 한계 온도 이하인 경우에 실행되는 스텝 S10에서는, 제2 고 유 온도시 제어로서, 펌프 모터(EPM)의 토크 지령값을 제1 고 유 온도시 제어보다 더 제한한다(저하시킨다). 제한량은, 모터 마그네트(M)의 추정 온도가 높을수록 보다 저 토크가 되도록 도 6의 맵을 참조해서 설정된다[도 6(b)]. 또한 이때, 토크 지령값의 저하에 수반되어 회전 속도도 저하하므로, 회전 속도의 하한값을 저하시킨다[도 6(a)].

또한, 펌프 모터(EPM)가 탈조한 경우에 행하는 리트라이의 간격을, 제1 고 유 온도시 제어와 마찬가지로 통상시보다 길게 설정한다. 이로 인해, 펌프 모터(EPM)의 발열량이 억제된다.

마그네트 추정 온도가 제1 한계 온도보다 높고 제2 한계 온도 이하인 경우에 실행되는 스텝 S12에서는, 모터 정지 제어로서 펌프 모터(EPM)의 토크 지령값을 제로로 설정한다[도 6(b)]. 이로 인해, 펌프 모터(EPM)는 작동을 정지한다.

마그네트 추정 온도가 제2 한계 온도보다 높은 경우에 실행되는 스텝 S13에서는, 클러치 보호 제어로서, 펌프 모터(EPM)의 토크 제한을 해제하여 통상시에 있어서의 최대 토크 지령값으로 설정된다[도 6(b)]. 이에 맞춰 회전 속도의 하한값을 상승시킨다[도 6(a)]. 이와 같이 클러치 보호 제어는, 모터 마그네트(M)의 감자 방지보다 제2 클러치(CL2)의 윤활 및 냉각을 우선하는 제어다.

또한, 펌프 모터(EPM)가 탈조한 경우에 행하는 리트라이의 간격은, 제1 고 유 온도시 제어와 마찬가지로 통상시보다 길게 설정된다. 이로 인해, 펌프 모터(EPM)의 발열량이 억제된다.

이상의 제어에 의해, 특히 제1 고 유 온도시 제어(S8) 및 제2 고 유 온도시 제어(S10)에 의해, 펌프 모터(EPM)의 작동 영역이 확대되어, 종래 펌프 모터(EPM)를 정지시켰던 온도 영역에서도 펌프 모터(EPM)를 작동시킬 수 있으므로, 제2 클러치(CL2)의 윤활 및 냉각을 충분히 행할 수 있다.

또한, 유 온도가 상승해서 모터 마그네트(M)의 추정 온도가 제2 한계 온도를 초과하는 영역에서는, 클러치 보호 제어에 의해, 펌프 모터(EPM)의 출력을 최대로 설정하여 모터 마그네트(M)의 감자 방지보다 제2 클러치(CL2)의 윤활 유량의 확보를 우선하므로, 고 유 온도시에 있어서의 제2 클러치(CL2)의 열화를 방지할 수 있다.

이상과 같이 본 실시 형태에서는, HEV 모드에서 주행중이며 WSC 제어 중에, 모터 마그네트(M)의 온도를 추정하여, 추정된 온도가 제1 제한 온도를 초과했을 때, 펌프 모터(EPM)의 출력 토크 및 하한 회전 속도를 제한해서 저하시키므로, 고 유 온도시라도 모터 마그네트(M)가 감자 온도에 도달해서 감자하는 것을 방지할 수 있는 동시에, 전동식 오일 펌프(EP)의 작동 영역을 보다 고온측으로 확대할 수 있으므로, 특히, 고 유 온도시에 있어서의 제2 클러치(CL2)의 윤활 유량을 보다 많이 확보할 수 있다(제1항에 대응).

또한, 모터 마그네트(M)의 추정 온도에 기초하여 펌프 모터(EPM)의 출력을 제어하므로, 고 유 온도시이며 모터 마그네트(M)의 온도가 유 온도보다 낮은 경우에, 불필요하게 펌프 모터(EPM)의 출력이 제한되는 것을 방지할 수 있어, 제2 클러치(CL2)의 윤활을 보다 확실하게 행할 수 있다(제1항에 대응).

또한, 모터 마그네트(M)의 추정 온도가 제1 제한 온도를 초과한 경우에는, 제1 고 유 온도시 제어에 의해 펌프 모터(EPM)의 출력 토크 및 하한 회전 속도를 저하시킬 뿐만 아니라, 추정 온도가 제2 제한 온도를 초과한 경우에는 제2 고 유 온도시 제어에 의해 펌프 모터(EPM)의 출력 토크 및 하한 회전 속도를 제1 고 유 온도시 제어보다 더 저하시키므로, 유 온도의 상승에 따라서 펌프 모터(EPM)의 토크 및 회전 속도를 저하시켜 모터 마그네트(M)의 온도 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 감자 한계 부근까지 펌프 모터(EPM)를 작동시킬 수 있어, 고 유 온도시라도 전동식 오일 펌프(EP)로부터 토출되는 유량을 확보해서 제2 클러치(CL2)의 윤활을 보다 확실하게 행할 수 있다(제2항에 대응).

또한, 모터 마그네트(M)의 추정 온도가 제2 한계 온도를 초과했을 때, 펌프 모터(EPM)의 출력 토크 및 하한 회전 속도의 제한을 해제하여 통상시에 있어서의 최대 토크로 설정하므로, 제2 클러치(CL2)에 대한 윤활 유량을 확보해서 제2 클러치(CL2)의 과열을 방지할 수 있다(제3항에 대응).

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예를 나타낸 것에 지나지 않으며, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성에 한정하는 취지가 아니다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.

Eng : 엔진 MG : 모터 제너레이터
CL1 : 제1 클러치 CL2 : 제2 클러치
RR, RL : 구동륜 OP : 기계식 오일 펌프
EP : 전동식 오일 펌프 EPM : 펌프 모터(펌프용 전동 모터)
M : 모터 마그네트(마그네트)
7 : AT 컨트롤러(발진시 슬립 제어 수단, 모터 온도 추정 수단, 모터 제한 수단)

Claims

구동원으로서의 엔진 및 모터 제너레이터와, 상기 엔진과 상기 모터 제너레이터의 사이에 개재 장착되어, 작동유를 공급함으로써 해방 상태가 되는 제1 클러치와, 상기 모터 제너레이터와 구동륜의 사이에 개재 장착되어, 작동유를 공급함으로써 체결 상태가 되는 제2 클러치를 구비하고, 상기 제1 클러치 및 상기 제2 클러치를 체결 상태로 함으로써 상기 엔진 및 상기 모터 제너레이터를 구동원으로 하는 하이브리드 주행 모드에서 주행 가능한 하이브리드 차량이며,
차량의 구동력에 의해 구동됨으로써 작동유를 토출하는 기계식 오일 펌프와,
펌프용 전동 모터에 의해 구동됨으로써 작동유를 토출하는 전동식 오일 펌프와,
상기 하이브리드 주행 모드에 있어서의 차량 발진시에, 상기 제2 클러치를 슬립 상태로 하고나서 체결 상태로 이행시키는 발진시 슬립 제어 수단과,
상기 제2 클러치를 슬립 상태로 제어하고 있을 때, 작동유의 온도와 상기 전동 모터의 운전 상태에 기초하여 상기 전동 모터의 마그네트의 온도를 추정하는 모터 온도 추정 수단과,
추정된 상기 마그네트의 온도가 제한 온도를 초과했을 때, 상기 전동 모터의 출력 토크 및 하한 회전 속도를 제한해서 저하시키는 모터 제한 수단을 구비하고,
상기 모터 제한 수단은, 추정된 상기 마그네트의 온도가 상기 제한 온도보다 높은 한계 온도를 초과했을 때, 상기 전동 모터의 출력 토크 및 하한 회전 속도의 제한을 해제하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량.
제1항에 있어서, 상기 모터 제한 수단은, 추정된 상기 마그네트의 온도가 높을수록, 상기 전동 모터의 출력 토크 및 하한 회전 속도를 보다 저하시키는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량.
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