KR101776889B1 - 하이브리드 드라이브라인을 포함하는 차량에서 기어를 신속하게 변경하는 방법 - Google Patents

하이브리드 드라이브라인을 포함하는 차량에서 기어를 신속하게 변경하는 방법 Download PDF

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KR101776889B1
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마티아스 닐슨
프레드릭 순덴
마트스 리벨
아프람 코우리에
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스카니아 씨브이 악티에볼라그
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/091—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears including a single countershaft
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    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/12—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts with means for synchronisation not incorporated in the clutches
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    • F16H61/0403—Synchronisation before shifting
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Abstract

본 발명은, 연소 기관(3), 전기 기계(4), 입력축(10)과 주축(14)을 구비하며, 연소 기관(3)과 전기 기계(4)가 입력축(10)에 연결되도록 구성된 기어박스(6), 및 기어 세트들(50, 52; 58, 60, 62)을 통해 입력축(10)과 주축(14)에 연결되어 스플릿 기어 유닛(13) 및 주 기어 유닛(15)을 형성하는 부축(16)을 포함하는 하이브리드 파워트레인을 구비한 차량(1)에서의 변속 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 a) 주 기어 유닛(15)을 실질적인 제로 토크 상태로 만드는 단계; b) 입력축(10)과 부축(16)이 둘 다 가속되거나 감속되어야 하는 경우, 동일 시점(t1)에 한편으로는 부축(16)의 속도를 입력축(10)의 속도와 동기화시키기 시작하고, 다른 한편으로는 부축(16)의 속도를 주축(14)의 속도와 동기화시키기 시작하는 단계; c) 제2 시점(t2)에서 부축(16)의 속도가 입력축(10)의 속도와 동기화될 때, 스플릿 기어 유닛(13) 내의 기어를 치합시키는 단계; 및 d) 제3 시점(t2)에서 부축(16)의 속도가 주축(14)의 속도와 동기화될 때, 주 기어 유닛(15) 내의 기어를 치합시키는 단계를 포함한다. 또한 본 발명은 하이브리드 파워트레인(2)과 차량(1), 및 컴퓨터 프로그램(P)과 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.

Description

하이브리드 드라이브라인을 포함하는 차량에서 기어를 신속하게 변경하는 방법{METHOD FOR FAST CHANGE OF GEARS IN A VEHICLE COMPRISING A HYBRID DRIVELINE}
본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 하이브리드 파워트레인(hybrid powertrain)을 구비한 차량에서의 변속 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 제7항의 전제부에 따른 하이브리드 파워트레인 및 이러한 하이브리드 파워트레인을 포함하는 제8항의 전제부에 따른 차량에 관한 것이다.
하이브리드 구동 차량은, 희망하는 출력을 전달하고 무엇보다 차량에서 양호한 연비를 달성하도록 상호작용하는 연소 기관 및 전기 기계에 의해 작동된다. 전기 기계는 또한 차량을 제동하는 데 사용될 수 있는데, 이 때 전기 기계는 발전기로 기능하고 이에 따라 에너지를 차량 내의 축전지로 되돌린다. 또한 차량은 연소 기관 및 전기 기계로부터 나오는 동력을 분배하고 차량의 구동 휠들을 위한 적당한 기어비를 달성하는 기어박스를 구비한다.
단일의 입력축을 구비하는 자동화 수동 변속기(AMT: automated manual transmission)에서는, 변속은 연소 기관을 입력축으로부터 분리하고 기어박스를 실질적인 제로 토크 상태로 만들고, 현재 기어를 분리하고, 입력축과 부축(lay shaft)을 다음 기어에 동기화시키고, 다음 기어를 치합시키고 그리고 이어서 연소 기관에 연결 및 가속하고 그리고/또는 전기 기계에 연결 및 가속함으로써 입력축에 토크를 가하는 것에 의해 수행된다. 이러한 변속기는 입력축과 부축 사이에 있는 스플릿 기어 유닛도 포함할 수 있다.
자동화 수동 변속기가 하이브리드 파워트레인에 포함되면, 스플릿 기어 유닛이 먼저 변속되어, 다음 기어비에 상응하도록 스플릿 기어 유닛을 통해 부축의 속도를 입력축의 속도와 동기화시키고, 이어서 전기 기계의 도움으로 입력축과 부축의 속도를 주축의 다음 기어에 상응하는 속도와 동기화시킨다. 이를 순차적으로 행하게 되면 변속을 완료하는데 원치 않는 장시간이 소요되며, 이에 따라 부지불식간에 차속이 감소될 수 있어 차량을 희망하는 속도로 가속하기 위해 더 많은 에너지가 필요하고 연료 소비가 증가된다.
특허 문헌 DE102011080849호는 주 기어박스와 레인지 기어박스를 동시에 변속시키는 것에 의해 변속 시간을 단축시키는 법을 개시하고 있다.
특허 문헌 DE102009000710호는 변속을 제어하기 위해 제동 장치 및 전기 모터를 구비한 변속기를 개시하고 있다.
종래 기술의 해결 방안에도 불구하고, 스플릿 기어 유닛과 주 기어 유닛을 구비하며 변속 시간이 짧은 변속기를 개발할 필요가 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 스플릿 기어 유닛과 주 기어 유닛을 구비하며 변속 시간이 짧은 변속기를 제공하는 데 있다.
이 목적은, 특허청구범위 제1항의 특징부에 명시된 구성을 특징으로 하는, 상술한 유형의 하이브리드 파워트레인을 구비한 차량에서 변속하는 방법에 의해 달성된다.
스플릿 기어 유닛을 변속하고 동시에 입력축의 속도를 부축 및 주축의 속도와 동기화시키는 것에 의해, 짧은 변속 시간이 달성된다. 일예로, 특정 기어 단들 사이에서의 변속을 위한 시간은 대략 0.25초의 기간만큼 단축될 수 있는데, 이는 대략 50%의 시간 단축에 상응한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 한편으로는 부축 속도를 입력축의 속도와 동기화시키고 그리고 다른 한편으로는 부축 속도를 주축의 속도와 동기화시키는 것은 스플릿 기어 유닛에 있는 동기화 수단을 이용하여 동일한 제1 시점에 시작된다. 이는 짧은 변속 시간을 수반하는데, 스플릿 기어 유닛에 배치된 동기화 수단이 한편으로는 부축 속도를 입력축의 속도와 동기화시키고 그리고 다른 한편으로는 부축 속도를 주축의 속도와 동기화시키는 것을 동시에 실시하는데 사용될 수 있기 때문이다.
상술한 목적들은 또한 특허청구범위 제7항에 기재된 것을 특징으로 하는 상술한 유형의 하이브리드 파워트레인을 이용하여 그리고 제8항에 명시된 것을 특징으로 하는 상술한 유형의 차량에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 다른 장점들은 하기의 상세한 설명에 정리되어 있다.
이하 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 예시적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 파워트레인을 구비한 차량을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 파워트레인을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 파워트레인에 포함된 기어박스를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 파워트레인을 구비한 차량에서의 순차 변속을 도시한 도표이다.
도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 파워트레인을 구비한 차량에서의 변속을 도시한 도표이다.
도 6은 본 발명에 따른 하이브리드 파워트레인을 구비한 차량에서의 변속 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 1은 기어박스(6)에 연결되는 연소 기관(3) 및 전기 기계(4)를 구비한 하이브리드 파워트레인(2)을 포함하는 차량(1)을 개략적으로 도시한 측면도이다. 기어박스(6)는 또한 추진축(7)을 통해 차량(1)의 구동 휠(8)들에 연결된다.
도 2는 기어박스(6)의 입력축(10)에 연결된 연소 기관(3) 및 전기 기계(4)를 포함하는 하이브리드 파워트레인(2)을 개략적으로 도시한 도면이다. 연소 기관(3)은 결합 장치(12)를 통해 입력축에 연결되고 입력축으로부터 분리될 수 있는데, 결합 장치는 수동으로 그리고/또는 자동으로 조종될 수 있다. 기어박스(6)는 스플릿 유형의 자동화 수동 변속기(AMT)이고, 스플릿 기어 유닛(13)과 주 기어 유닛(15)을 포함한다. 스플릿 기어 유닛(13)은 입력축(10)을 부축(16)과 연결한다. 주 기어 유닛(15)은 부축(16)을 주축(14)과 연결한다. 입력축(10), 부축(16) 및 주축(14) 상에서, 코그휠들(cogwheels)(21, 23, 25, 27, 29)의 형태로 된 한 개 또는 몇 개의 변속 요소들(20)과 기어들(32, 34, 36, 38, 40)이 배치되어 각각의 축들(10, 16, 14)을 연결한다. 제1 속도 센서(42)가 입력축(10)에 배치되어 입력축(10)의 속도를 검출하고, 제2 속도 센서(44)는 부축(16)에 배치되어 부축(16)의 속도를 검출하고, 제3 속도 센서(46)는 주축(14)에 배치되어 주축(14)의 속도를 검출한다. 주축(14)과 출력축(18) 사이에는 리타더(retarder)(22)가 배치된다. 출력축(18)은 최종 기어(24)에 연결되고, 최종 기어는 다시 구동축(48)을 통해 차량(1)의 구동휠(8)들에 연결된다. 전자제어장치(26)가 전기 컨덕터(28)들을 통해 연소 기관(3), 결합 장치(12), 전기 기계(4), 기어박스(6) 및 속도 센서에 연결된다. 전기 컨덕터(28)들을 통해 신호들을 전송하는 대신, 전자제어장치(26)와 연소 기관(3), 결합 장치(12), 전기 기계(4), 기어박스(6) 및 속도 센서 사이의 신호는 무선으로 전송될 수 있다. 전자제어장치(26)는 메모리(M)와 컴퓨터 프로그램(P)을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터(30)를 제어장치(26)에 연결할 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 파워트레인(2)에 포함된 기어박스(6)를 개략적으로 도시한다. 기어박스(6)는, 상술한 바와 같이, 스플릿 타입의 자동화 수동 변속기이고, 스플릿 기어 유닛(13)과 주 기어 유닛(15)을 포함한다. 스플릿 기어 유닛(13)은 입력축(10)에 설치된 코그휠들(21, 23)과 부축(16)에 부착된 기어들(32, 34)을 포함하는데, 코그휠들(21, 23)과 기어들(32, 34)은 서로 치합되어 기어비가 서로 다른 두 개의 기어 세트들(50, 52)을 형성한다. 이 기어비들은 보통 하이 스플릿(high split) 및 로 스플릿(low split)으로 지칭된다. 코그휠들(21, 23)의 입력축(10) 상에의 연결은 하나 또는 몇 개의 축선 방향으로 시프트될 수 있는 슬리브들(54, 56)을 이용하여 수행되는데, 슬리브들은 도시되지 않은 조종 포크들을 이용하여 축선 방향으로 시프트된다. 스플릿 기어 유닛(13)은 중립 상태를 가지게 혹은 가지지 않게 구성될 수 있다. 중립 상태를 가지지 않게 디자인된 경우에는, 코그휠들(21, 23) 중 하나가 다른 코그휠(21, 23)이 입력축(10)으로부터 분리되는 동시에 입력축(10)에 연결된다.
주 기어 유닛(15)은, 도시된 실시예에 따르면, 부축(16)을 주축(14)과 연결하는 세 개의 기어 세트들(58, 60, 62)을 포함한다. 각 기어 세트(58, 60, 62)는 추축(14)에 설치된 코그휠들(25, 27, 29)과 부축(16)에 부착된 기어들(36, 38, 40)을 포함한다. 코그휠들(25, 27, 29)과 기어들(36, 38, 40)은 각각의 기어 세트들(58, 60, 62)에서 서로 치합된다. 기어 세트들(58, 60, 62)은 각기 다른 기어비들을 갖는다. 코그휠들(25, 27, 29)의 입력축(10) 상에의 연결은 하나 또는 몇 개의 축선 방향으로 시프트될 수 있는 슬리브들(64, 66, 68)을 이용하여 수행되는데, 슬리브들은 도시되지 않은 조종 포크들을 이용하여 축선 방향으로 시프트된다. 이동 가능한 슬리브들(64, 66, 68)을 주축 상(14)에 있는 각각의 코그휠들(25, 27, 29)과의 치합으로부터 분리시키는 것에 의해 주 기어 유닛(15)을 중립 상태로 설정하는 것이 가능하다.
속도 센서들(42, 44, 46)은, 상술한 바와 같이, 입력축(10), 부축(16) 및 주축(14)에 각각의 축들(10, 16, 14)의 속도를 검출하기 위하여 배치된다. 주축(14)과 출력축(18) 사이에, 리타더(22)가 배치된다. 그러나 리타더(22)가 제외되고 이에 따라 주축(14)이 출력축(18)과 직접 연결될 수 있다. 또한 차량(1) 내에서 더 많은 수의 기어비를 실현할 목적으로 레인지 기어박스(미도시)를 출력축(18)에 연결하는 것도 가능하다.
이하 도 2 및 도 3을 참조하여 기어박스(6) 내에서의 기어 변경을 포함하는 변속을 설명한다. 주축(14)과 출력축(18)은 변속 작동 중에 서로 확고하게 치합되어 있고, 이는 주축(14)의 회전 속도가 출력축(18)의 회전 속도에 의해 결정되고 이에 따라 차량(1)에 의해 작동되는 구동축(48)(도 2) 및 추진축(7)(도 1)에 의해 결정되고, 변속 작동을 완료하도록 달성될 동기화 속도가 부축(16)의 동기화 속도라는 것을 의미한다. 우선, 주 기어 유닛(15)이 중립 상태로 되고, 스플릿 기어 유닛(13)이 새 기어로 변속되고, 전기 기계(4)가 선택될 새 기어에 대해 계산된 입력축(10)의 속도를 달성하도록 제어되며, 이 때 스플릿 기어 유닛(13)의 동기화 수단(70)이 제어되어, 새로 선택된 코그휠(21 또는 23)이 입력축(10)과 치합되기 시작하는 것에 의해 입력축의 부축과의 연결이 개시된다. 이에 따라 어느 코그휠(21 또는 23)이 연결되었는지에 따라 부축(16)의 감속 또는 가속이 이루어질 것이다. 입력축(10)과 부축(16)의 속도가 서로 동기화되고 선택된 기어 세트(50 또는 52)를 통해 서로 연결되면, 전기 기계(4)가 제어되어, 주 기어 장치(15) 내에서 선택된 해당 슬리브(64, 66, 68)를 누르기 위하여, 부축(16)과 주축(14) 간에 속도를 동기화시킴으로써 각각의 코그휠(25, 27, 29)과 주축(14)이 치합되기 시작한다. 부축(16)과 주축(14)이 속도가 동기화되고 부축(16)과 주축(14) 사이에 실질적으로 제로 토크 상태가 이루어졌으면, 선택된 코그휠(64, 66, 68)과 주축(14)이 연결되도록 선택된 슬리브(64, 66, 68)가 연결된다. 이에 따라 부축(16)이 주축(14)과 입력축(10) 둘 다에 연결되는데, 이는 연소 엔진(3)을 결합 장치(12)를 통해 연결하는 것에 의해 토크가 전기 기계(4) 및/또는 연소 기관(3)을 통해 파워트레인(2)에 부가될 수 있음을 의미한다. 스플릿 기어 장치(13)의 동기화 수단(70)은 통상의 동기화 링들(미도시)로 이루어질 수 있다.
따라서 상술한 변속 공정은 순차적으로 일어나고, 또한 도 4의 도표를 가지고서도 설명될 수 있다. 도 4의 상측 그래프는 샹향 변속(up-shift)이 스플릿 기어 유닛(13) 내에서 하이 스플릿으로부터 로 스플릿으로 일어나는 법 및 후속해서 하향-변속(down-shift)이 주축 장치(15)에서 순차적으로 수행되는 법을 나타내고 있다. 시점(t1)에서, 부축(16)의 속도의 입력축(10)의 속도와의 동기화가 시작된다. 부축(16)의 속도는 도 4의 상측 그래프에서 실선(ωS)으로 표현되어 있다. 부축(16)은, 입력축(10)에 있는 동기화 수단(70)의 도움으로, 스플릿 기어 장치(13)를 통한 기어비를 감안하여 입력축(10)의 속도에 상응하는 속도까지 제동될 것이다. 스플릿 기어 장치(13)를 통한 기어비가 1:1이어야 하는 경우에, 부축(16)은 입력축(10)의 속도와 동일한 속도를 달성할 것이다. 스플릿 기어 장치(13)에 기어비가 있기 때문에, 부축(6)은 스플릿 기어 장치(13)에 연결된 기어 세트(50, 52)를 통해 기어비로 변환된 입력축(10)의 속도까지 제동될 것이다. 따라서 축들(10, 14, 16) 서로의 속도의 표현 동기화의 의미는 축들 간의 기어비로 변환하는 것을 항상 포함할 것이다. 이와 같이 변환된 기관 속도는 상측 그래프에서 선(ω)으로 표현되고, 스플릿 기어 유닛(13)에 치합될 기어에 대해 스플릿 기어 장치(13) 내의 기어비로 부축(16)의 속도로 변환된 입력축(10)의 속도를 나타낸다. 점선은 스플릿 기어 유닛(13) 내에 기어의 변경 이전에 존재하던 기어비로 변환된 입력축(10)의 속도를 나타낸다. 시점(t2)에서, 부축(16)은 입력축(10)의 속도(ωin)와 동기화된 속도를 달성했고, 이에 따라 부축(16)의 속도의 동기화는 시기(T1) 중에 수행된다. 후속해서, 주 기어 장치(15)를 통한 기어비를 감안한, 부축(16)의 속도(ωS)의 주축(14)의 속도에 대한 동기화가 시작된다. 이러한 속도는 상측 그래프에서 점선(ωH)로 표현된다. 부축(16)의 속도(ωS)는 전기 기계(4)를 이용하여 가속되어 시점(t3)에서 주축(14)의 변환된 속도(ωH)에 도달하고, 이에 따라 선택된 기어를 위한 코그휠(25, 27, 29)이 결합 슬리브(64, 66, 68)를 통해 주축(14)과 연결된다. 이에 따라, 부축(16)의 속도의 주축(14)의 변환된 속도와의 동기화는 시기(T2) 중에 완료된다. 따라서 변속 공정의 총 시간은 총 시간(T1 및 T2)이 된다.
비슷한 변속 공정을 도 4의 하측 도표를 통해 기어박스(6)에서의 후진 변속에 대해 설명한다.
바람직하게는, 변속 작동은 본 발명의 방법에 따라 동기화 공정 중에 입력축(10)과 부축(16) 둘 다 동시에 가속되거나 혹은 동시에 감속될 때 수행된다. 이에 따라, 부축(16)의 속도의 입력축(10)의 속도와의 동기화가 부축(10)의 속도가 주축(14)의 속도와 동기화되는 동시에 시작되기 때문에, 총 시간(T1 및 T2)은 감소되는 것으로 볼 수 있다. 이러한 변속 작동이 도 5에 도시되어 있다.
시점(t1)에서, 부축(16)의 속도의 입력축(10)의 속도와의 동기화가 시작된다. 부축(16)의 속도는 도 5의 상측 그래프에서 실선(ωS)으로 표현되어 있다. 부축(16)은, 입력축(10)에 있는 동기화 수단(70)의 도움으로, 스플릿 기어 장치(13)를 통한 기어비를 감안하여 입력축(10)의 속도에 상응하는 속도까지 가속될 것이다. 스플릿 기어 장치(13)에 기어비가 있기 때문에, 부축(16)은 스플릿 기어 장치(13)에 연결된 기어 세트(50, 52)를 통해 기어비로 변환된 입력축(10)의 속도까지 가속될 것이다. 이와 같이 변환된 기관 속도는 상측 그래프에서 선(ω)으로 표현되고, 스플릿 기어 유닛(13)에 치합될 기어에 대해 스플릿 기어 장치(13) 내의 기어비로 부축(16)의 속도로 변환된 입력축(10)의 속도를 나타낸다. 점선은 스플릿 기어 유닛(13) 내에 기어의 변경 이전에 존재하던 기어비로 변환된 입력축(10)의 속도를 나타낸다. 시점(t2)에서, 부축(16)은 입력축(10)의 속도(ωin)와 동기화된 속도를 달성했고, 이에 따라 부축(16)의 속도의 동기화는 시기(T1) 중에 수행된다. 시점(t1)에서, 주 기어 장치(15)를 통한 기어비를 감안한, 부축(16)의 속도(ωS)의 주축(14)의 속도에 대한 동기화가 시작된다. 이러한 속도는 상측 그래프에서 점선(ωH)로 표현된다. 부축(16)의 속도(ωS)는 스플릿 기어 유닛(13)용의 동기화 장치를 이용하여 가속되고 또한 부축(16)의 속도가 주축(14)의 변환된 속도와 동기화되기 시작된다. 시점(t2)에, 입력축(10)과 부축(16)은 동기화적으로 작동하는데, 이는 입력축(10)과 부축(16)이 시점(t2)에 입력축(10) 및 부축(16) 상에 있는 기어 세트들(50, 52) 중 한 기어 세트를 통해 연결되는 것을 의미한다. 따라서, 부축(16)은 입력축(10)을 거쳐 전기 기계에 의해 가속되고, 이에 따라 부축(16)은 시점(t3)에 주축(14)의 변환된 속도(ωH)와 동기화된 속도(ωS)가 되고, 이 때 선택된 기어를 위한 코그휠(25, 27, 29)은 결합 슬리브(64, 66, 68)를 통해 주축(14)과 연결된다. 따라서 부축(16)의 속도(ωS)의 입력축(10)의 변환된 속도(ωin) 및 주축(14)의 변환된 속도(ωH)와의 동기화가 시기(T2) 동안 완료된다. 이에 따라 변속 공정을 위한 총 시간은 시간(T2)이 된다.
비슷한 변속 공정을 도 5의 하측 도표를 가지고서 기어박스(6)에서의 상향-변속(up-shift)에 대해 설명할 수 있다.
본 명세서에서, 변속 작동이 수행될 것이라면 그리고 부축(16)이 입력축(10)의 가속 또는 감속에 대해 반대 방향으로 가속되거나 혹은 감속될 것이라면, 도 5와 관련하여 설명한 변속 공정이 가능하지 않으며, 이는 스플릿 기어 유닛(13) 내의 동기화 장치(70)가 이러한 동기화를 처리할 수 없을 것이고 결과적으로 긁히는 소리를 발생시킬 것이기 때문이라는 것을 알아야 한다. 대신 이를 위해서는 도 4와 관련하여 설명한 순차 변속 공정이 필요하다.
도 6은 본 발명에 따른 하이브리드 파워트레인을 구비한 차량(1)에서의 변속 방법을 설명하는 흐름도이다. 본 발명의 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다.
a) 주 기어 유닛(15)을 실질적인 제로 토크 상태로 만드는 단계;
b) 입력축(10)과 부축(16)이 둘 다 가속되거나 감속되어야 하는 경우, 동일 시점(t1)에 한편으로는 부축(16)의 속도를 입력축(10)의 속도와 동기화시키기 시작하고, 다른 한편으로는 부축(16)의 속도를 주축(14)의 속도와 동기화시키기 시작하는 단계;
c) 제2 시점(t2)에서 부축(16)의 속도가 입력축(10)의 속도와 동기화될 때, 스플릿 기어 유닛(13) 내의 기어를 치합시키는 단계; 및
d) 제3 시점(t2)에서 부축(16)의 속도가 주축(14)의 속도와 동기화될 때, 주 기어 유닛(15) 내의 기어를 치합시키는 단계.
바람직하게는, 각각의 축들(10, 14, 16)의 속도는 입력축(10)에 배치된 제1 속도 센서(44), 부축(16)에 배치된 제2 속도 센서(46) 및/또는 주축(14)에 배치된 제3 속도 센서(46)를 이용하여 검출된다.
치합된 기어에 종속되는 기어비를 알고 있기 때문에, 축들(10, 14, 16) 중 두 축들의 속도에 대한 지식에 근거하여 축들(10, 14, 16) 중 한 축의 속도를 계산하는 것이 가능하다. 이에 따라, 축들(10, 14, 16) 중 두 축들에만 속도 센서를 설치하는 것이 가능할 것이다.
바람직하게는, b) 단계의 동기화는 스플릿 기어 유닛(13)에 배치된 동기화 수단(70)으로 수행된다.
바람직하게는, 부축(16)의 속도와 주축(14)의 속도는 제2 시점(t2)과 제3 시점(t3) 사이에 전기 기계(4)를 가속시키거나 혹은 감속시키는 것에 의해 c) 단계와 d) 단계 사이에서 동기화된다.
또한, 본 발명의 방법은, a) 단계 전에,
e) 결합 장치(12)를 통해 연소 기관(3)을 입력축(10)으로부터 분리하는 e) 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 동기화와 변속은 전자 제어 장치(26)를 통해 제어된다.
본 발명에 따르면, 컴퓨터 프로그램(P)이 제공되는데, 이 컴퓨터 프로그램은 본 발명에 따른 하이브리드 파워트레인(2)을 구비한 차량(1)에서의 변속 방법을 위한 절차(procedure)들을 포함할 수 있다.
컴퓨터 프로그램(P)은 상술한 방법 단계들에 따른 하이브리드 파워트레인(2)을 구비한 차량(1)에서의 변속 방법을 위한 절차들을 포함할 수 있다.
컴퓨터 프로그램(P)은 실행 가능한 방식으로 또는 압축된 방식으로 메모리(M) 및/또는 읽기/쓰기 메모리(R)에 저장될 수 있다.
또한 본 발명은, 전자 제어 장치(26)에서 또는 제어 장치(26)에 연결된 다른 컴퓨터(30)에서 실행될 때 상술한 방법 단계들을 수행하도록 컴퓨터(30)에 의해 독출될 수 있는 매체에 저장되어 있는 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이기도 하다.
이상에서 설명한 구성들과 특징들은, 본 발명의 테두리 내에서, 명시된 각기 다른 실시예들 간에 서로 조합될 수 있다.

Claims (10)

  1. 하이브리드 파워트레인(2)으로,
    - 연소 기관(3),
    - 전기 기계(4),
    - 입력축(10)과 주축(14)을 구비하며, 연소 기관(3)과 전기 기계(4)가 입력축(10)에 연결되도록 구성된 기어박스(6), 및
    - 기어 세트들(50, 52; 58, 60, 62)을 통해 입력축(10)과 주축(14)에 연결되어 스플릿 기어 유닛(13) 및 주 기어 유닛(15)을 형성하는 부축(16)을 포함하는 하이브리드 파워트레인을 구비한 차량(1)에서의 변속 방법으로,
    a) 주 기어 유닛(15)을 실질적인 제로 토크 상태로 만드는 단계;
    b) 입력축(10)과 부축(16)이 둘 다 가속되거나 감속되어야 하는 경우, 동일 시점(t1)에 한편으로는 부축(16)의 속도를 입력축(10)의 속도와 동기화시키기 시작하고, 다른 한편으로는 부축(16)의 속도를 주축(14)의 속도와 동기화시키기 시작하는 단계;
    c) 제2 시점(t2)에서 부축(16)의 속도가 입력축(10)의 속도와 동기화될 때, 스플릿 기어 유닛(13) 내의 기어를 치합시키는 단계; 및
    d) 제3 시점(t2)에서 부축(16)의 속도가 주축(14)의 속도와 동기화될 때, 주 기어 유닛(15) 내의 기어를 치합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 변속 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    각각의 축들(10, 14, 16)의 속도가 입력축(10)에 배치된 제1 속도 센서(44), 부축(16)에 배치된 제2 속도 센서(46) 및 주축(14)에 배치된 제3 속도 센서(46) 중 하나 이상을 이용하여 검출되는 것을 특징으로 하는 변속 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    b) 단계에서의 동기화가 스플릿 기어 유닛(13)에 배치된 동기화 수단(7)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 변속 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    c) 단계와 d) 단계 사이에, 제2 시점(t2)과 제3 시점(t3) 사이에 전기 기계(4)를 가속시키거나 혹은 감속시키는 것에 의한 부축(16)의 속도와 주축(14)의 속도의 동기화가 일어나는 것을 특징으로 하는 변속 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    a) 단계 전에, e) 결합 장치(12)를 통해 연소 기관(3)을 입력축(10)으로부터 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변속 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    동기화와 변속이 전자 제어 장치(26)를 통해 제어되는 것을 특징으로 하는 변속 방법.
  7. 하이브리드 파워트레인(2)으로, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 구성된 요소들을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 파워트레인.
  8. 제7항에 따른 하이브리드 파워트레인(2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
  9. 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있으며 컴퓨터(30)로 판독 가능한 저장 매체로, 상기 컴퓨터 프로그램이, 전자 제어 장치(26)에서 또는 제어 장치(26)에 연결된 다른 컴퓨터(30)에서 실행될 때, 상기 전자 제어 장치(26) 또는 제어 장치(26)에 연결된 다른 컴퓨터(30)가 제1항에 따른 단계들을 수행하게 하는 프로그램 코드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체.
  10. 삭제
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