KR101682326B1

KR101682326B1 - 차량 제어 장치

Info

Publication number: KR101682326B1
Application number: KR1020157030924A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 오시우미
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2016-12-05
Also published as: US10208815B2; CN105209308A; KR20150138292A; US20160076606A1; BR112015027602B1; DE112013007010T5; BR112015027602A2; JPWO2014178118A1; CN105209308B; JP6028855B2; WO2014178118A1; DE112013007010B4

Abstract

차량 제어 장치는, 회전기와, 결합함으로써 회전기에 토크를 전달하는 클러치와, 회전기의 코깅 토크의 변화를 검출하는 검출부를 구비하고, 회전기가 정지하고 있는 경우(스텝 S101-Y)에 클러치의 클러치 스트로크를 변화시켰을(스텝 S103, S108) 때의 코깅 토크의 변화(스텝 S104-Y, S109-Y)에 기초하여 클러치의 결합 위치를 학습(스텝 S105, S110, S111)한다.

Description

차량 제어 장치{VEHICLE CONTROL DEVICE}

본 발명은 차량 제어 장치에 관한 것이다.

종래, 클러치에 대한 학습이 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 엔진과 모터를 분리 및 접속하는 제1 클러치(CL1)의 전달 토크 용량 TCL1이 발생하기 시작하는 체결 개시 위치보다 소정의 거리만큼 개방측에, EV 주행 모드에서의 제1 클러치(CL1)의 가동자(피스톤)의 스탠바이 위치를 설정하는 대기 위치 설정 수단과, 가동자(피스톤)를 스탠바이 위치로 제어하는 위치 제어 수단과, EV 주행 모드 시에 가동자(피스톤)를 체결측으로 이동시키거나 HEV 주행 모드 시에 가동자(피스톤)를 개방측으로 이동시켜, 전달 토크 용량 TCL1과 상관하는 변수[엔진 회전수(Ne)등]의 변화를 검출하는 것에 기초하여 스탠바이 위치를 보정하는 대기 위치 보정 수단을 갖는 차량의 제어 장치의 기술이 개시되어 있다.

일본 특허 출원 공개 제2009-6781호 공보

클러치의 학습에 있어서, 학습에 의한 손실의 발생을 억제할 수 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 회전 변화에 기초하는 학습에서는, 동반 회전이나 회전수변화에 의한 손실이 발생할 가능성이 있다.

본 발명의 목적은, 클러치의 결합 위치의 학습에 의한 손실의 발생을 억제할 수 있는 차량 제어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 차량 제어 장치는, 회전기와, 결합함으로써 상기 회전기에 토크를 전달하는 클러치와, 상기 회전기의 코깅 토크의 변화를 검출하는 검출부를 구비하고, 상기 회전기가 정지하고 있는 경우에 상기 클러치의 클러치 스트로크를 변화시켰을 때의 상기 코깅 토크의 변화에 기초하여 상기 클러치의 결합 위치를 학습하는 것을 특징으로 한다.

상기 차량 제어 장치에 있어서, 상기 회전기의 회전 각도 위치를 검출하는 회전 각도 위치 검출 장치를 구비하고, 상기 검출부는 상기 회전 각도 위치 검출 장치의 검출 결과에 기초하여 상기 코깅 토크의 변화를 검출하는 것이 바람직하다.

상기 차량 제어 장치에 있어서, 상기 클러치 스트로크의 증가 중에 상기 회전 각도 위치가 변화되기 시작하는 상기 클러치 스트로크를 상기 클러치의 결합 위치로서 학습하는 것이 바람직하다.

상기 차량 제어 장치에 있어서, 상기 클러치 스트로크의 감소 중에 상기 회전 각도 위치가 변화되지 않게 되는 상기 클러치 스트로크를 상기 클러치의 결합 위치로서 학습하는 것이 바람직하다.

상기 차량 제어 장치에 있어서, 상기 클러치 스트로크의 증가 중에 상기 회전 각도 위치가 변화되기 시작하는 상기 클러치 스트로크와, 상기 클러치 스트로크의 감소 중에 상기 회전 각도 위치가 변화되지 않게 되는 상기 클러치 스트로크의 평균 스트로크를 상기 클러치의 결합 위치로서 학습하는 것이 바람직하다.

상기 차량 제어 장치에 있어서, 기관과, 제1 회전기와, 제2 회전기와, 상기 기관, 상기 제1 회전기 및 상기 제2 회전기가 각각 다른 회전 요소에 접속된 차동 기구를 구비하고, 상기 클러치는, 결합함으로써 상기 제1 회전기에 토크를 전달하고, 상기 검출부는, 상기 제1 회전기의 코깅 토크의 변화를 검출하고, 상기 제1 회전기가 정지하고 있는 경우에 상기 클러치의 클러치 스트로크를 변화시켰을 때의 상기 코깅 토크의 변화에 기초하여 상기 클러치의 결합 위치를 학습하고, 상기 클러치의 결합 위치의 학습은, 상기 제2 회전기를 동력원으로 하여 주행 중, 및 상기 기관을 운전해서 정차 중에 실행 가능한 것이 바람직하다.

상기 차량 제어 장치에 있어서, 기관을 더 구비하고, 상기 클러치는, 상기 회전기 및 구동륜과 상기 기관을 분리 및 접속하고, 상기 기관을 운전해서 정차 중에, 상기 클러치의 결합 위치를 학습하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 차량 제어 장치는, 회전기가 정지하고 있는 경우에 클러치의 클러치 스트로크를 변화시켰을 때의 코깅 토크의 변화에 기초하여 클러치의 결합 위치를 학습한다. 본 발명에 관한 차량 제어 장치에 따르면, 회전기를 회전시키지 않고 결합 위치를 학습하는 것이 가능하고, 클러치의 결합 위치의 학습에 의한 손실의 발생을 억제할 수 있다는 효과를 발휘한다.

도 1은 실시 형태에 관한 차량의 골격도이다.
도 2는 실시 형태의 EV 주행 모드에 관한 공선도이다.
도 3은 코깅 토크의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 실시 형태의 학습 제어에 관한 흐름도이다.
도 5는 실시 형태의 학습 제어에 관한 타임 차트이다.

이하에, 본 발명의 실시 형태에 관한 차량 제어 장치에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기의 실시 형태에 있어서의 구성요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것 혹은 실질적으로 동일한 것이 포함된다.

[실시 형태]

도 1 내지 도 5를 참조하여, 실시 형태에 대해 설명한다. 본 실시 형태는 차량 제어 장치에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 차량의 골격도, 도 2는 실시 형태의 EV 주행 모드에 관한 공선도, 도 3은 코깅 토크의 일례를 나타내는 도면, 도 4는 실시 형태의 학습 제어에 관한 흐름도, 도 5는 실시 형태의 학습 제어에 관한 타임 차트이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 차량(100)은 엔진(1), 제1 회전기(MG1), 제2 회전기(MG2)를 갖는 하이브리드 차량이다. 차량(100)은 외부 전원에 의해 충전 가능한 플러그인 하이브리드(PHV) 차량이어도 된다. 본 실시 형태에 관한 차량 제어 장치(1-1)는 제1 회전기(MG1)와, 클러치(CL1)와, 회전 각도 위치 검출 장치(5)와, ECU(50)를 포함하여 구성되어 있다. 차량 제어 장치(1-1)는, 또한, 엔진(1), 제2 회전기(MG2), 제1 유성 기어 기구(10) 등을 포함해 구성되어도 된다. 본 실시 형태에 관한 차량(100)의 구동 장치는 FF(전방 배치 엔진 전륜 구동) 차량 혹은 RR(후방 배치 엔진 후륜 구동) 차량 등에 적용 가능하다. 구동 장치는, 예를 들어, 입력축(2)의 축 방향이 차폭 방향이 되도록 차량(100)에 탑재된다.

기관의 일례인 엔진(1)은 연료의 연소 에너지를 출력축(1a)의 회전 운동으로 변환해 출력한다. 출력축(1a)은 클러치(CL1)를 통해 입력축(2)과 접속되어 있다. 클러치(CL1)는, 결합함으로써 제1 회전기(MG1)에 토크를 전달할 수 있다. 클러치(CL1)는 마찰 결합식의 클러치 장치이고, 예를 들어, 습식의 다판형의 것이다. 본 실시 형태의 클러치(CL1)는 결합 방향의 스트로크량인 클러치 스트로크를 제어 가능하게 구성되어 있다. 클러치(CL1)는, 예를 들어, 클러치 스트로크를 검출하는 스트로크 센서를 구비하고 있다. 본 실시 형태의 클러치(CL1)는, 공급되는 유압이 조절됨으로써 클러치 스트로크가 제어된다. 클러치(CL1)는, 검출된 클러치 스트로크를 목표 클러치 스트로크로 하도록, 공급 유압이 피드백 제어된다.

입력축(2)은 동력 전달부의 입력축이고, 출력축(1a)과 동축상이며, 또한 출력축(1a)의 연장선 상에 배치되어 있다. 입력축(2)은 제1 유성 기어 기구(10)의 제1 캐리어(14)와 접속되어 있고, 제1 캐리어(14)와 일체 회전한다.

제1 유성 기어 기구(10)는 엔진(1), 제1 회전기(MG1) 및 제2 회전기(MG2)가 각각 상이한 회전 요소에 접속된 차동 기구의 일례이다. 제1 유성 기어 기구(10)는 싱글 피니언식이고, 제1 선 기어(11), 제1 피니언 기어(12), 제1 링 기어(13) 및 제1 캐리어(14)를 갖는다.

제1 링 기어(13)는 제1 선 기어(11)와 동축상이며 또한 제1 선 기어(11)의 직경 방향 외측에 배치되어 있다. 제1 피니언 기어(12)는 제1 선 기어(11)와 제1 링 기어(13) 사이에 배치되어 있고, 제1 선 기어(11) 및 제1 링 기어(13)와 각각 맞물려 있다. 제1 피니언 기어(12)는 제1 캐리어(14)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1 캐리어(14)는 입력축(2)과 연결되어 있고, 입력축(2)과 일체 회전한다. 따라서, 제1 피니언 기어(12)는 입력축(2)과 함께 입력축(2)의 중심 축선 주위로 회전(공전) 가능하고, 또한 제1 캐리어(14)에 의해 지지되어 제1 피니언 기어(12)의 중심 축선 주위로 회전(자전) 가능하다.

제1 선 기어(11)는 제1 회전기(MG1)의 회전축(33)과 접속되어 있고, 제1 회전기(MG1)의 로터(4)와 일체 회전한다. 제1 회전기(MG1)는 제1 유성 기어 기구(10)에 대해 엔진(1)측에 배치되어 있다.

제2 유성 기어 기구(20)는 제1 유성 기어 기구(10)와 동축상이며, 또한 엔진(1)측과 반대측에 배치되어 있다. 제2 유성 기어 기구(20)는 제1 유성 기어 기구(10)에 인접해서 배치되어 있고, 제1 유성 기어 기구(10)와 함께 복합 플래니터리를 구성하고 있다. 제2 유성 기어 기구(20)는 제2 회전기(MG2)의 회전을 감속해서 출력하는 감속 플래니터리로서의 기능을 갖는다. 제2 유성 기어 기구(20)는 싱글 피니언식이고, 제2 선 기어(21), 제2 피니언 기어(22), 제2 링 기어(23) 및 제2 캐리어(24)를 갖는다.

제2 링 기어(23)는 제2 선 기어(21)와 동축상이며 또한 제2 선 기어(21)의 직경 방향 외측에 배치되어 있다. 제2 피니언 기어(22)는 제2 선 기어(21)와 제2 링 기어(23) 사이에 배치되어 있고, 제2 선 기어(21) 및 제2 링 기어(23)와 각각 맞물려 있다. 제2 피니언 기어(22)는 제2 캐리어(24)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 제2 캐리어(24)는 차체측에 회전 불가능하게 고정되어 있다. 제2 피니언 기어(22)는 제2 캐리어(24)에 의해 지지되어 제2 피니언 기어(22)의 중심 축선 주위로 회전(자전) 가능하다.

제2 선 기어(21)는 제2 회전기(MG2)의 회전축(34)과 접속되어 있고, 제2 회전기(MG2)의 로터(7)와 일체 회전한다. 제2 링 기어(23)는 제1 링 기어(13)와 접속되어 있고, 제1 링 기어(13)와 일체 회전한다. 제1 링 기어(13) 및 제2 링 기어(23)의 외주면에는, 카운터 드라이브 기어(25)가 설치되어 있다. 카운터 드라이브 기어(25)는 제1 유성 기어 기구(10) 및 제2 유성 기어 기구(20)의 출력축에 설치된 출력 기어이다. 카운터 드라이브 기어(25)는 카운터 드리븐 기어(26)와 맞물려 있다. 카운터 드리븐 기어(26)는 카운터 샤프트(27)를 통해 드라이브 피니언 기어(28)와 접속되어 있다. 드라이브 피니언 기어(28)는 차동 장치(30)의 디퍼렌셜 링 기어(29)와 맞물려 있다. 차동 장치(30)는 좌우의 구동축(31)을 통해 구동륜(32)과 접속되어 있다.

제1 회전기(MG1) 및 제2 회전기(MG2)는 각각 모터(전동기)로서의 기능과, 발전기로서의 기능을 구비하고 있다. 제1 회전기(MG1)는 차체측에 고정된 고정자(3)와 회전 가능하게 지지된 로터(4)를 갖는다. 제2 회전기(MG2)는 차체측에 고정된 고정자(6)와, 회전 가능하게 지지된 로터(7)를 갖는다. 제1 회전기(MG1) 및 제2 회전기(MG2)는 인버터를 통해 배터리와 접속되어 있다. 제1 회전기(MG1) 및 제2 회전기(MG2)는 배터리로부터 공급되는 전력을 기계적인 동력으로 변환해 출력할 수 있음과 함께, 입력되는 동력에 의해 구동되어 기계적인 동력을 전력으로 변환할 수 있다. 회전기(MG1, MG2)에 의해 발전된 전력은 배터리에 축전 가능하다. 제1 회전기(MG1) 및 제2 회전기(MG2)로서는, 예를 들어 교류 동기형의 모터 제너레이터를 사용할 수 있다.

회전 각도 위치 검출 장치(5)는 제1 회전기(MG1)의 로터(4)의 회전 각도 위치(이하, 「MG1 회전 각도 위치」라고도 기재함)를 검출한다. 본 실시 형태의 회전 각도 위치 검출 장치(5)는 리졸버이며, MG1 회전 각도 위치를 고정밀도로 검출할 수 있다. 입력축(2)에 있어서의 엔진(1)측과 반대측의 단부에는, 오일 펌프(OP)가 배치되어 있다. 오일 펌프(OP)는 입력축(2)의 회전에 의해 구동되어 윤활유를 차량(100)의 각부에 공급한다.

ECU(50)는 컴퓨터를 갖는 전자 제어 유닛이다. ECU(50)는 엔진(1), 제1 회전기(MG1) 및 제2 회전기(MG2)와 전기적으로 접속되어 있고, 엔진(1), 제1 회전기(MG1) 및 제2 회전기(MG2)를 각각 제어할 수 있다. ECU(50)는 엔진(1)의 분사 제어, 점화 제어, 흡기 제어 등의 각종 제어를 실행할 수 있다. 또한, ECU(50)는 제1 회전기(MG1)의 출력 토크(이하, 「MG1 토크」라고 칭함)를 제어할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 회전기(MG1)에 대한 토크 지령값에 따라, 제1 회전기(MG1)에 대한 입출력 전류(발전량을 포함함)가 조절되어 MG1 토크가 제어된다. 또한, ECU(50)는 제2 회전기(MG2)의 출력 토크(이하, 「MG2 토크」라고 칭함)를 제어할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 제2 회전기(MG2)에 대한 토크 지령값에 따라, 제2 회전기(MG2)에 대한 입출력 전류(발전량을 포함함)가 조절되어 MG2 토크가 제어된다.

ECU(50)는 클러치(CL1)를 제어한다. ECU(50)는 클러치(CL1)에 대해 클러치 스트로크 지령값을 출력한다. 클러치(CL1)의 도시하지 않은 유압 제어 장치는 클러치 스트로크 지령값을 목표 클러치 스트로크로서 클러치(CL1)의 결합 유압을 조절한다. ECU(50)는 회전 각도 위치 검출 장치(5)와 전기적으로 접속되어 있고, 회전 각도 위치 검출 장치(5)의 검출 결과에 기초하여 제1 회전기(MG1)의 로터(4)의 회전 각도 위치를 취득한다.

차량(100)은 EV 주행 모드 혹은 HV 주행 모드를 선택적으로 실행할 수 있다. EV 주행 모드는 제2 회전기(MG2)를 동력원으로 하여 주행하는 주행 모드이다. 도 2의 공선도에 있어서, S1축은 제1 선 기어(11) 및 제1 회전기(MG1)의 회전수(이하, 「MG1 회전수」라고 칭함)를 나타내고, C1축은 제1 캐리어(14) 및 엔진(1)의 회전수를 나타내며, R1축은 제1 링 기어(13)의 회전수를 나타낸다. C1축에 있어서, 사각 표시는 엔진 회전수(Ne)를 나타내고, 동그라미 표시는 제1 캐리어(14)의 회전수인 캐리어 회전수(Nc)를 나타낸다.

또한, 도 2에 있어서, S2축은 제2 회전기(MG2)의 회전수(이하, 「MG2 회전수」라고 칭함)를 나타내며, C2축은 제2 캐리어(24)의 회전수를 나타내며, R2축은 제2 링 기어(23)의 회전수를 나타낸다. 본 실시 형태에서는, 제1 링 기어(13)와 제2 링 기어(23)가 연결되어 있으므로, 양자의 회전수는 일치하고 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, EV 주행시에는, 클러치(CL1)가 개방된다. EV 주행 시에는, 엔진(1)은 정지되고, 캐리어 회전수(Nc)가 차속에 따른 회전수로 된다. 제2 회전기(MG2)는 부(負)토크를 출력해서 부(負)회전함으로써, 제2 링 기어(23)로부터 정(正)토크를 출력시켜 차량(100)에 전진 방향의 구동력을 발생시킬 수 있다. 또한, 정회전이란, 차량(100)의 전진 시에 있어서의 각 링 기어(13, 23)의 회전 방향으로 한다. 제2 캐리어(24)는 회전이 규제되고 있으므로, MG2 토크에 대한 반력 수용부로서 기능하고, 제2 링 기어(23)에 MG2 토크를 전달한다.

본 실시 형태에서는, EV 주행시에 제1 회전기(MG1)의 회전이 정지된다. 제1 회전기(MG1)는, 예를 들어, 코깅 토크에 의해 회전을 정지한 상태로 유지된다. 제1 회전기(MG1)가 정지되어 있으므로, 제1 회전기(MG1)의 드레그 손실 등이 저감된다.

HV 주행 모드는 엔진(1)을 동력원으로 하여 주행하는 주행 모드이다. HV 주행 모드에 있어서, 또한, 제2 회전기(MG2)가 동력원으로 되어도 된다. HV 주행 모드에서는, 클러치(CL1)가 결합된다. HV 주행 모드에서는, 제1 회전기(MG1)가 엔진 토크에 대한 반력 수용부로서 기능한다. 제1 회전기(MG1)는, MG1 토크를 출력해서 엔진 토크에 대한 반력 수용부로서 기능하고, 제1 링 기어(13)로부터 엔진 토크를 출력시킨다. 제1 유성 기어 기구(10)는, 엔진 토크를 제1 회전기(MG1)측과 출력측으로 분배하는 동력 분할 기구로서 기능할 수 있다.

여기서, 클러치(CL1)의 결합·개방 제어에 있어서, 클러치(CL1)의 결합 위치를 정확하게 파악할 수 있는 것이 바람직하다. 클러치(CL1)의 결합 위치는 클러치(CL1)가 결합하기 시작하는 클러치 스트로크이다. 클러치(CL1)의 결합 위치는, 클러치(CL1)의 클러치 스트로크를 증가시켜 갈 때 클러치(CL1)의 결합 요소끼리가 결합하여, 토크를 전달하기 시작하는 클러치 스트로크이고, 또한, 결합 요소끼리가 결합한 상태로부터 클러치 스트로크를 감소시켜 갈 때 결합 요소의 결합이 해소되어 토크가 전달되지 않게 되는 클러치 스트로크이다.

본 실시 형태의 차량 제어 장치(1-1)는 클러치(CL1)의 결합 위치의 학습 제어를 행한다. 클러치(CL1)의 결합 위치의 학습 제어를 행하는 경우에, 예를 들어, 제1 회전기(MG1)의 회전중에 클러치(CL1)를 결합하고, 혹은 개방할 때의 MG1 회전수의 변동 등에 기초하여 결합 위치를 검출하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 이러한 회전 위치의 변동에 기초하는 학습 방법에서는, 제1 회전기(MG1) 등을 회전시키는 것에 의한 손실이 발생되어 버린다. 또한, 회전 변화에 기초하여 학습하는 경우, 학습 정밀도가 변동될 가능성이 있다.

본 실시 형태에 관한 차량 제어 장치(1-1)는, 제1 회전기(MG1)가 정지하고 있는 경우에 클러치(CL1)의 클러치 스트로크를 변화시켰을 때의 코깅 토크의 변화에 기초하여 클러치(CL1)의 결합 위치를 학습한다. 이에 의해, 제1 회전기(MG1)를 회전시키지 않고, 클러치(CL1)의 결합 위치를 학습할 수 있다. 따라서, 클러치(CL1)의 결합 위치의 학습에 의한 손실의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 제1 회전기(MG1)의 회전 변화에 기초하여 결합 위치를 학습하는 방법과 달리, 고정밀도로 결합 위치를 학습할 수 있다.

본 실시 형태에 관한 차량 제어 장치(1-1)에서는, ECU(50)가 제1 회전기(MG1)의 코깅 토크의 변화를 검출하는 검출부로서 기능한다. ECU(50)는 회전 각도 위치 검출 장치(5)의 검출 결과에 기초하여 코깅 토크의 변화를 검출한다. 이하에, 도 3을 참조하여, 코깅 토크의 변화를 검출하는 방법에 대해 설명한다.

코깅 토크는, 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, MG1 회전 각도 위치에 따라 정현파 형상으로 변화된다. 로터(4)는, 제1 회전기(MG1)의 입출력 전류가 없는 상태에서, 예를 들어, 정회전 방향의 자력과 부회전 방향의 자력이 균형잡힌 안정 위치(일례로서 코깅 토크가 0이 되는 위치)에서 정지한다. 로터(4)에 대해 외부로부터 토크가 입력된 경우, 외부로부터의 입력 토크가, 코깅 토크의 정의 극값 Tc1과 부의 극값 Tc2 사이의 토크인 경우, 입력 토크와 코깅 토크의 균형이 잡히고, 토크가 균형이 잡히는 MG1 회전 각도 위치에서 로터(4)가 정지한다.

따라서, 제1 회전기(MG1)가 정지하고 있을 때, MG1 회전 각도 위치의 변화에 기초하여 코깅 토크의 변화를 검출하는 것이 가능하다. ECU(50)는, 클러치(CL1)의 결합 위치의 학습 제어를 행하는 경우, 제1 회전기(MG1)가 정지하고 있는 상태로부터 클러치(CL1)를 결합시킨다. 클러치(CL1)가 결합을 개시하면, 제1 회전기(MG1)의 로터(4)에 토크가 전달되기 시작하거나 로터(4)에 전달되는 토크가 변화된다. 예를 들어, 로터(4)에 대한 입력 토크가 부토크측으로 변화된 경우, 화살표 Y1로 도시한 바와 같이 코깅 토크가 증가하는 측으로 MG1 회전 각도 위치가 변화된다. 한편, 로터(4)에 대한 입력 토크가 정토크측으로 변화된 경우, 화살표 Y2로 도시한 바와 같이 코깅 토크가 감소하는 측으로 MG1 회전 각도 위치가 변화된다. 즉, MG1 회전 각도 위치의 변화는 제1 회전기(MG1)의 코깅 토크의 변화를 나타내고 있고, 로터(4)에 대한 입력 토크의 변화를 나타내고 있다. ECU(50)는, 이 로터(4)에 대한 입력 토크의 변화에 의한 코깅 토크의 변화에 기초하여 클러치의 결합 위치를 검출한다.

구체적으로는, ECU(50)는, 클러치(CL1)가 개방된 상태로부터 클러치 스트로크를 증가시켜 갈 때 MG1 회전 각도 위치가 변화되기 시작하는 클러치 스트로크를 클러치(CL1)의 결합 위치로서 학습할 수 있다. 또한, ECU(50)는, 클러치 스트로크를 증가시켜 갈 때 MG1 회전 각도 위치가 변화되지 않는 클러치 스트로크는 결합 위치로서 학습하지 않는다.

또한, ECU(50)는, 클러치(CL1)가 결합하고, 또한 제1 회전기(MG1)가 코깅 토크에 의해 회전을 정지한 상태로부터 클러치 스트로크를 감소시켜 갈 때 MG1 회전 각도 위치가 변화되지 않게 되는 클러치 스트로크를 클러치(CL1)의 결합 위치로서 학습할 수 있다. 또한, ECU(50)는, 클러치 스트로크를 감소시켜 갈 때 MG1 회전 각도 위치가 변화되는 클러치 스트로크는 결합 위치로서 학습하지 않는다.

본 실시 형태에 관한 클러치(CL1)의 결합 위치의 학습 방법에 따르면, 회전 각도 위치 검출 장치(5)의 검출값의 변화에 기초함으로써, 고정밀도로 결합 위치를 검출할 수 있다. 이하에, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 실시 형태의 결합 위치 학습 제어에 대해 설명한다. 도 4에 나타내는 제어 플로우는, 예를 들어, 클러치(CL1)의 결합 위치를 학습하는 것이 요구되고 있을 때 실행되는 것이고, 소정의 간격으로 반복 실행된다.

스텝 S101에서는, ECU(50)에 의해, 분리 상태로 주행중인지의 여부가 판정된다. ECU(50)는, 예를 들어, 클러치(CL1)를 개방해서 주행하고 있을 때 스텝 S101에서 긍정 판정을 행한다. 스텝 S101에서는, 클러치(CL1)의 결합 위치 학습 제어를 개시 가능할지가 판정된다. 결합 위치의 학습 제어를 실행하는 경우, 제1 회전기(MG1)는 셧다운되어 코깅 토크에 의해 정지하고 있으면 된다. ECU(50)는, 예를 들어, EV 주행중에 스텝 S101에서 긍정 판정을 행하고, 클러치(CL1)의 결합 위치를 학습한다. 스텝 S101의 판정의 결과, 분리 상태로 주행중이라고 판정된 경우(스텝 S101-Y)에는 스텝 S102로 진행하고, 그렇지 않은 경우(스텝 S101-N)에는 본 제어 플로우는 종료한다.

스텝 S102에서는, ECU(50)에 의해, 학습 개시점까지 클러치(CL1)가 스트로크 된다. 도 5에 나타내는 학습 개시점은 결합 개시 위치보다 앞의 스트로크로 적절히 설정되어 있다. 학습 개시점으로부터 클러치 스트로크의 증가를 개시함으로써, 0으로부터 클러치 스트로크의 증가를 개시하는 경우보다 학습 기간을 짧게 할 수 있다. ECU(50)는 클러치(CL1)에 대한 클러치 스트로크 지령값으로서 학습 개시점의 클러치 스트로크 st1를 출력한다. 스텝 S102가 실행되면, 스텝 S103로 진행된다.

스텝 S103에서는, ECU(50)는 클러치 스트로크를 현재 스트로크로부터 스트로크 변화량 Δstrk 이동시킨다. 스트로크 변화량 Δstrk는 정의 클러치 스트로크이고, 본 실시 형태에서는, 클러치 스트로크의 최소 이동량이다. ECU(50)는 클러치 스트로크 지령값을 스트로크 변화량 Δstrk만큼 증가시켜, 클러치(CL1)의 결합 요소를 결합 방향으로 이동시킨다. 스텝 S103이 실행되면, 스텝 S104로 진행된다.

스텝 S104에서는, ECU(50)에 의해, MG1 리졸버각이 변화했는지 여부가 판정된다. ECU(50)는, 스텝 S103에 의해 클러치 스트로크 지령값을 변화시키는 전후에서 회전 각도 위치 검출 장치(5)에 의해 검출되는 MG1 회전 각도 위치가 변화했는지 여부를 판정한다. 스텝 S104의 판정의 결과, MG1 리졸버각이 변화했다고 판정된 경우(스텝 S104-Y)에는 스텝 S105로 진행하고, 그렇지 않은 경우(스텝 S104-N)에는 스텝 S103으로 이행하여, 클러치 스트로크가 증가된다.

스텝 S105에서는, ECU(50)에 의해, 현재 스트로크가 학습점(1)으로 설정된다. 도 5에서는, 시각 t1에 MG1 리졸버각이 변화되기 시작하고, 이때의 현재 스트로크 st4가 학습점(1)으로 설정된다. 스텝 S105가 실행되면, 스텝 S106으로 진행된다.

스텝 S106에서는, ECU(50)는, 클러치 스트로크를 현재 스트로크로부터 스트로크 변화량 Δstrk 이동시킨다. ECU(50)는 클러치 스트로크 지령값을 스트로크 변화량 Δstrk만큼 증가시켜 클러치(CL1)의 결합 요소를 다시 결합 방향으로 이동시킨다. 스텝 S106이 실행되면, 스텝 S107으로 진행된다.

스텝 S107에서는, ECU(50)에 의해, 소정 스트로크까지 도달했는지 여부가 판정된다. 소정 스트로크는 결합 위치의 클러치 스트로크보다 큰 클러치 스트로크이고, 미리 정해져 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 소정 스트로크 st5는 학습점(1)(클러치 스트로크 st4)보다 큰 값이다. 본 실시 형태에서는, 클러치 스트로크가 소정 스트로크 st5에 도달하면, 클러치(CL1)를 결합시키면서 행하는 결합 위치의 학습이 종료된다. ECU(50)는, 클러치 스트로크가 소정 스트로크 st5에 도달하면, 클러치(CL1)의 결합 요소를 개방 방향으로 이동시켜 결합 위치의 학습을 행한다. 스텝 S107의 판정의 결과, 소정 스트로크까지 도달했다고 판정된 경우(스텝 S107-Y)에는 스텝 S108로 진행되고, 그렇지 않은 경우(스텝 S107-N)에는 스텝 S106로 이행하여, 클러치 스트로크가 증가된다.

스텝 S108에서는, ECU(50)는 클러치 스트로크를 현재 스트로크로부터 개방 방향으로 스트로크 변화량 Δstrk 이동시킨다. ECU(50)는 클러치 스트로크 지령값을 스트로크 변화량 Δstrk만큼 감소시켜 클러치(CL1)의 결합 요소를 개방 방향으로 이동시킨다. 스텝 S108이 실행되면, 스텝 S109로 진행된다.

스텝 S109에서는, ECU(50)에 의해, MG1 리졸버각이 변화 없음인지의 여부가 판정된다. ECU(50)는, 스텝 S108에 의해 클러치 스트로크 지령값을 변화시키는 전후에서 회전 각도 위치 검출 장치(5)에 의해 검출되는 MG1 회전 각도 위치가 변화되지 않았는지의 여부를 판정한다. 스텝 S109의 판정의 결과, MG1 리졸버각이 변화 없음으로 판정된 경우(스텝 S109-Y)에는 스텝 S110으로 진행되고, 그렇지 않은 경우(스텝 S109-N)에는 스텝 S108로 이행하여, 클러치 스트로크가 감소된다.

스텝 S110에서는, ECU(50)에 의해, 현재 스트로크가 학습점(2)으로 설정된다. 도 5에서는, 시각 t2에 MG1 리졸버각의 변화가 검출되지 않게 되고, 이때의 현재 스트로크 st2가 학습점(2)으로 설정된다. 스텝 S110이 실행되면, 스텝 S111로 진행된다.

스텝 S111에서는, ECU(50)에 의해, 하기식 (1)에 의해 산출되는 클러치 스트로크가 결합 개시점으로서 학습된다.

{[학습점(1)－Δstrk]＋[학습점(2)＋Δstrk]}／2 … (1)

상기 식 (1)의 [학습점(1)-Δstrk]는 MG1 회전 각도 위치가 변화되기 시작하는 클러치 스트로크이고, 도 5의 경우, 클러치 스트로크 st3이다. 상기 식 (1)의 [학습점(2)＋Δstrk]는 MG1 회전 각도 위치가 변화되지 않게 되는 클러치 스트로크이고, 도 5의 경우, 클러치 스트로크 st3이다.

즉, ECU(50)는, 클러치 스트로크의 증가 중에 MG1 회전 각도 위치가 변화되기 시작하는 클러치 스트로크 [학습점(1)-Δstrk]와, 클러치 스트로크의 감소 중에 MG1 회전 각도 위치가 변화되지 않게 되는 클러치 스트로크 [학습점(2)＋Δstrk]의 평균 스트로크를 클러치(CL1)의 결합 위치로서 학습한다. 평균 스트로크를 결합 위치로 함으로써, 학습의 편차를 저감시킬 수 있다. 스텝 S111이 실행되면, 본 제어 플로우는 종료된다.

본 실시 형태의 차량 제어 장치(1-1)에 따르면, 제1 회전기(MG1)를 회전시키지 않고 클러치(CL1)의 결합 위치를 학습할 수 있고, 제1 회전기(MG1)의 동반 회전등에 의한 손실의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 클러치(CL1)의 결합 위치를 고정밀도로 학습할 수 있다.

또한, ECU(50)는, 평균 스트로크를 결합 위치로서 학습하는 것 대신에, MG1 회전 각도 위치가 변화되기 시작하는 클러치 스트로크 [학습점(1)-Δstrk]를 결합 위치로서 학습해도 된다. 또한, ECU(50)는, MG1 회전 각도 위치가 변화되지 않게 되는 클러치 스트로크 [학습점(2)＋Δstrk]를 결합 위치로서 학습해도 된다.

[실시 형태의 제1 변형예]

MG1 회전 각도 위치가 변화되기 시작하는 클러치 스트로크는 학습점(1)으로 되어도 되고, 그 외의 클러치 스트로크로 되어도 된다. 즉, MG1 회전 각도 위치가 변화되기 시작하는 클러치 스트로크는 클러치 스트로크 지령값을 스트로크 변화량 Δstrk씩 증가시켜 갈 때의, MG1 회전 각도 위치가 변화되기 직전의 클러치 스트로크여도, MG1 회전 각도 위치가 변화된 직후의 클러치 스트로크여도 된다.

MG1 회전 각도 위치가 변화되지 않게 되는 클러치 스트로크는, 학습점(2)으로 되어도 되고, 그 외의 클러치 스트로크로 되어도 된다. 즉, MG1 회전 각도 위치가 변화되지 않게 되는 클러치 스트로크는, 클러치 스트로크 지령값을 스트로크 변화량 Δstrk씩 감소시켜 갈 때의, MG1 회전 각도 위치가 변화되지 않게 되기 직전의 클러치 스트로크여도, MG1 회전 각도 위치가 변화되지 않게 된 직후의 클러치 스트로크여도 된다.

[실시 형태의 제2 변형예]

상기 실시 형태에서는, 차량(100)의 주행 중에 클러치(CL1)의 결합 위치의 학습 제어가 실행되었지만, 클러치(CL1)에 차회전이 발생하고 있는 다른 상황 하에서 학습 제어를 실행하는 것도 가능하다. 예를 들어, 차량(100)이 정차하고, 엔진(1)이 운전하고 있는 상황에서 클러치(CL1)의 결합 위치를 학습할 수 있다. 이 경우, ECU(50)는, 차량(100)의 정차 중에, 엔진(1)이 운전하고, 제1 회전기(MG1)가 정지하고, 또한 클러치(CL1)가 개방된 상태로부터 클러치 스트로크를 증가시켜 갈 때 결합 위치를 학습할 수 있다. 상기 실시 형태와 마찬가지로, MG1 회전 각도 위치가 변화되기 시작하는 클러치 스트로크를 클러치(CL1)의 결합 위치로서 학습하도록 하면 된다.

또한, ECU(50)는, 차량(100)의 정차 중에, 엔진(1)이 운전하고, 제1 회전기(MG1)가 정지하고, 또한 클러치(CL1)가 결합한 상태로부터 클러치 스트로크를 감소시켜 갈 때 결합 위치를 학습할 수 있다. 상기 실시 형태와 마찬가지로, MG1 회전 각도 위치가 변화되지 않게 되는 클러치 스트로크를 클러치(CL1)의 결합 위치로서 학습하도록 하면 된다.

[실시 형태의 제 3 변형예]

상기 실시 형태에서는, ECU(50)는, 처음에 클러치(CL1)를 결합시켜 가면서 결합 위치를 검출하고, 다음에 클러치(CL1)를 개방시켜 가면서 결합 위치를 검출했지만, 이와는 반대의 순서로 결합 위치의 학습이 이루어져도 된다.

[실시 형태의 제 4 변형예]

상기 실시 형태에서는, 스트로크 변화량 Δstrk가 클러치(CL1)의 최소 이동량이었지만, 이에는 한정되지 않는다. 스트로크 변화량 Δstrk는 최소 이동량보다 큰 클러치 스트로크여도 된다. 스트로크 변화량 Δstrk는 최소 이동량의 수 스텝분이어도 된다. 스트로크 변화량 Δstrk는 스트로크 변화량 Δstrk만큼 클러치 스트로크를 변화시킬 때의 클러치 토크 용량의 변화에 의해, 제1 회전기(MG1)의 입력 토크의 크기가 최대 코깅 토크(정의 극값 Tc1이나 부의 극값 Tc2의 크기) 이상이 되지 않도록 정해져 있으면 된다.

[실시 형태의 제 5 변형예]

적용 대상의 차량(100)은 실시 형태로 예시한 것에는 한정되지 않는다. 예를 들어, 엔진과, 회전기와, 회전기 및 구동륜과 엔진을 분리 및 접속하는 클러치를 탑재한 차량에 대해서도 상기 실시 형태의 차량 제어 장치(1-1)는 적용 가능하다. 이러한 차량에서는, 정차 중에, 클러치를 개방하고, 회전기를 정지하고, 또한 엔진을 운전한 상태로부터, 클러치의 결합 위치의 학습 제어를 행할 수 있다. 또한, 정차 중에, 엔진을 운전하고, 회전기가 코깅 토크로 정지하도록 클러치를 결합한 상태로부터, 클러치의 결합 위치의 학습 제어를 행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 변형예와 마찬가지로 해서 클러치의 결합 위치를 학습할 수 있다.

[실시 형태의 제 6 변형예]

상기 실시 형태에서는, 회전 각도 위치 검출 장치(5)의 검출 결과에 기초하여 코깅 토크의 변화가 검출되었지만, 다른 방법으로 코깅 토크의 변화가 검출되어도 된다. 또한, 회전 각도 위치 검출 장치(5)는 리졸버에는 한정되지 않는다. 회전 각도 위치 검출 장치(5)는 적어도 코깅 토크의 변화에 의한 MG1 회전 각도 위치의 변화를 검출할 수 있는 것이면 된다.

[실시 형태의 제 7 변형예]

상기 실시 형태에서는, 제1 회전기(MG1)가 제1 선 기어(11)에 접속되고, 클러치(CL1)가 제1 캐리어(14)에 접속되어 있었지만, 이에는 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 회전기(MG1) 및 클러치(CL1)는 각각 제1 유성 기어 기구(10)에 있어서의 상기 실시 형태와는 다른 회전 요소에 접속되어 있어도 된다. 또한, 제1 회전기(MG1)와 클러치(CL1)가 제1 유성 기어 기구(10)와 같은 차동 기구를 통하지 않고 접속되어 있어도 된다. 즉, 클러치(CL1)는, 결합함으로써 제1 회전기(MG1)에 대해 토크를 전달할 수 있도록 배치되어 있는 것이면 된다.

또한, 엔진(1), 제1 회전기(MG1) 및 제2 회전기(MG2)는 제1 유성 기어 기구(10)에 있어서의 상기 실시 형태와는 다른 회전 요소에 접속되고 있어도 된다.

상기의 실시 형태 및 변형예에 개시된 내용은 적절히 조합해 실행될 수 있다.

1-1 : 차량 제어 장치
1 : 엔진
3 : 고정자
4 : 로터
5 : 회전 각도 위치 검출 장치
32 : 구동륜
33, 34 : 회전축
50 : ECU
CL1 : 클러치
MG1 :제1 회전기
MG2 : 제2 회전기
Δstrk : 스트로크 변화량

Claims

차량용 제어 장치이며,
상기 차량은
제1 회전기(MG1)와,
결합함으로써 상기 제1 회전기에 토크를 전달하는 클러치(CL1)를 구비하고,
상기 제어 장치는 ECU를 포함하고,
상기 ECU는
i) 상기 제1 회전기의 코깅 토크의 변화를 검출하고,
ii) 상기 제1 회전기가 정지하고 있는 경우에 상기 클러치의 클러치 스트로크를 변화시켰을 때의 상기 코깅 토크의 변화에 기초하여 상기 클러치의 결합 위치를 학습하도록 구성되는, 차량 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 차량은 상기 제1 회전기의 회전 각도 위치를 검출하는 회전 각도 위치 검출 장치(5)를 구비하고,
상기 ECU는 상기 회전 각도 위치 검출 장치의 검출 결과에 기초하여 상기 코깅 토크의 변화를 검출하도록 구성되는, 차량 제어 장치.
제2항에 있어서,
상기 ECU는 상기 클러치 스트로크의 증가 중에 상기 회전 각도 위치가 변화되기 시작하는 상기 클러치 스트로크를 상기 클러치의 결합 위치로서 학습하도록 구성되는, 차량 제어 장치.
제2항에 있어서,
상기 ECU는 상기 클러치 스트로크의 감소 중에 상기 회전 각도 위치가 변화되지 않게 되는 상기 클러치 스트로크를 상기 클러치의 결합 위치로서 학습하도록 구성되는, 차량 제어 장치.
제2항에 있어서,
상기 ECU는 상기 클러치 스트로크의 증가 중에 상기 회전 각도 위치가 변화되기 시작하는 상기 클러치 스트로크와, 상기 클러치 스트로크의 감소 중에 상기 회전 각도 위치가 변화되지 않게 되는 상기 클러치 스트로크의 평균 스트로크를 상기 클러치의 결합 위치로서 학습하도록 구성되는, 차량 제어 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 차량은
기관(1)과,
제2 회전기(MG2)와,
복수의 회전 요소를 구비하는 차동 기구를 더 구비하고, 상기 기관, 상기 제1 회전기 및 상기 제2 회전기가 각각 다른 상기 회전 요소에 접속되어 있고,
상기 ECU는 상기 제2 회전기를 동력원으로 하여 주행중, 또는 상기 기관을 운전해서 정차 중에, 상기 클러치의 결합 위치를 학습하도록 구성되는, 차량 제어 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 차량은 기관을 더 구비하고,
상기 클러치는 상기 제1 회전기 및 구동륜과 상기 기관을 분리 및 접속하도록 구성되고,
상기 ECU는 상기 기관을 운전해서 정차 중에, 상기 클러치의 결합 위치를 학습하도록 구성되는, 차량 제어 장치.