KR101776890B1 - 전기 기계를 사용하여 하이브리드 구동라인 내에서 기어 변속을 제어하는 방법 - Google Patents

전기 기계를 사용하여 하이브리드 구동라인 내에서 기어 변속을 제어하는 방법 Download PDF

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KR101776890B1
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마티아스 닐슨
프레드릭 순덴
마츠 리웰
아프람 쿠리에
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스카니아 씨브이 악티에볼라그
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    • B60W30/18—Propelling the vehicle
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    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
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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
    • F16H3/087—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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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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
    • F16H3/12—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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    • 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
    • F16H3/12—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
    • F16H3/126—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 using an electric drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H—GEARING
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    • F16H61/04—Smoothing ratio shift
    • F16H61/0403—Synchronisation before shifting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
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Abstract

본 발명은, 연소 엔진(3), 전기 기계(4) 및 입력 샤프트(10) 및 출력 샤프트(18)를 구비하는 기어박스(6)를 포함하여 구성되는 차량(1)으로, 연소 엔진(3) 및 전기 기계(4)가 입력 샤프트(10)에 연결되어 있는 차량(1) 내의 하이브리드 파워트레인(2)을 제어하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 기어박스(6)를 중립 위치로 제어하는 단계; 전기 기계(4)의 속도를, 다음에 선택되는 기어에 따른 입력 샤프트(10)에 대한 타겟 속도에 대응하는 사전에 정해진 속도로 제어하는 단계; 기어박스(6) 내의 기어를 체결하는 단계; 차량(1)에 대해 요청되는 구동 토크에 따라 전기 기계(4)가 가속 혹은 감속되도록 전기 기계(4)를 제어하는 단계; 전기 기계(4)에 있어서의 제어 신호가 사전에 정해진 신호 값에 대응할 때를 검출하는 단계; 전기 기계(4)를 요청되는 구동 토크로 제어하는 단계;를 포함한다. 본 발명은 하이브리드 파워트레인 및 차량(1), 그리고 컴퓨터 프로그램(P)과 컴퓨터 프로그램 제품에도 관한 것이다.

Description

전기 기계를 사용하여 하이브리드 구동라인 내에서 기어 변속을 제어하는 방법 {METHOD FOR CONTROLLING GEAR SHIFTING IN A HYBRID DRIVELINE BY USE OF AN ELECTRIC MACHINE}
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따르는, 차량 내의 하이브리드 파워트레인을 제어하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 청구항 제6항의 전제부에 따르는, 위와 같은 제어 방법을 실시하기에 적합한 요소들을 포함하는 하이브리드 파워트레인에도 관한 것이다. 본 발명은 그러한 하이브리드 파워트레인을 포함하는, 청구항 제7항의 전제부에 따르는 차량에도 관한 것이다.
종종 트럭들에 자동 및 수동 형식 모두의 트랜스미션이 장착된다. 이러한 형식의 트랜스미션에서는, 파워트레인 내에서 기어박스를 하나의 토크 상태에서 실질적으로 제로 토크 상태로 하고, 이어서 현재의 기어를 해제하고, 이어서 입력 샤프트의 속도를 동기화하고, 레이 샤프트의 속도를 제2 기어에 상당하는 속도로 함으로써, 제1 기어를 제2 기어로 변속하게 된다. 이어서, 제2 기어가 체결되며, 그런 다음 기어박스가 운전자에 의해 요청되는 파워트레인 토크 상태로 되게 된다.
차량은 연소 엔진과 전기 기계에 의해 구동될 수 있으며, 연소 엔진과 전기 기계가 상호 작용하여 소망하는 출력을 발생시켜 우수한 차량 연료 경제를 달성하게 된다. 전기 기계는, 차량이 가속되고 정속 주행할 때, 전기 엔진으로서 기능한다. 차량이 감속할 때, 전기 기계는 제너레이터로 기능하며, 차량의 파워트레인 상에 제동 토크를 가할 수 있다.
파워트레인에서, 트랜스미션 내에서 상호 작용하는 부품들 사이에 갭이 존재한다. 이러한 갭은 예를 들면 체결되어 있는 코그휠들 사이에 있는 백래시에 의해 발생된다. 기어박스가 실질적으로 제로 토크 상태에서 파워트레인 토크로 될 때, 갭과 토션 스프링 효과가 가장 잘 눈에 띄게 된다. 제2 기어가 체결된 후, 전기 기계가 가속되거나 감속되는 경우, 상기 갭과 탄성(resilient) 샤프트는 하이브리드 파워트레인 내에 펄스와 충격파를 야기시키며, 이는 차량 내의 운전자와 승객이 불쾌감을 느끼게 한다. 샤프트의 토션 스프링 효과로 인해, 펄스와 충격파는 하이브리드 파워트레인 내에 흔들림(swing)을 야기할 수 있다. 이러한 흔들림은 차량의 운전자와 승객에게 편안하지 않음으로 인지되게 될 것이다.
제2 기어가 체결되고, 토크가 트랜스미션에 전달된 후, 연소 엔진이 트랜스미션에 연결되어 토크를 공급하기 위해 요구되는 속도로 연소 엔진이 작동한다고 보장할 수 없다. 이에 따라, 연소 엔진을 소망하는 속도와 토크로 제어하는 데에 시간이 필요하게 된다.
WO 2011141233 A1호는, 연소 엔진과 전기 기계를 포함하는 하이브리드 파워트레인이 장착되어 있는 차량을 개시하고 있다. 시프트할 때에, 동기화를 위해 전기 기계의 관성 모멘트가 사용된다. 이에 따라, 기어 박스 내에 동기화 링들이 사용되지 않을 수 있다.
종래 기술에 의한 해법에도 불구하고, 기어 변속하는 중에도 차량에서 우수한 주행 쾌적함을 제공하고, 변속 시간이 짧으며, 연소 엔진의 연결부에서 커플링 장치의 연결부들 사이에 접촉점이 불량한 것으로 예측되는 것을 보상하는 하이브리드 파워트레인을 추가로 개발하여야 한다는 니즈가 있다.
이에 따라, 본 발명의 목적은 기어 변속하는 중에도 차량에서 우수한 주행 쾌적함을 제공하는 하이브리드 파워트레인을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 변속 시간이 짧은 하이브리드 파워트레인을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 연소 엔진의 연결부에서 커플링 장치의 연결부들 사이에 접촉점이 불량한 것으로 예측되는 것을 보상하는 하이브리드 파워트레인을 제공하는 것이다.
이러한 본 발명의 목적들은 청구항 제1항에 기재되어 있는 특징들을 구비하는, 전술한 형식의 차량의 하이브리드 파워트레인 제어 방법에 의해 달성된다.
이러한 하이브리드 파워트레인은 변속하는 중에도 차량 내의 운전자와 승객에게 우수한 주행 쾌적함을 제공하게 된다. 전기 기계의 가속과 감속을 제어하고, 전기 기계가 사전에 정해진 토크 레벨에 도달하거나 이를 초과할 때의 제어 신호를 검출함으로써, 하이브리드 파워트레인 내에서 펄스와 충격파가 방지될 수 있으며, 이에 따라 차량 내의 주행 쾌적함이 증가하게 된다.
일 실시형태에 따르면, 전기 기계의 가속 및 감속이 제어된다. 이는, 파워트레인 내의 어떠한 갭과 토션 스프링 효과가 고려되고 안정화되게 하여, 하이브리드 파워트레인 내에 펄스와 충격파 발생이 방지되며 이에 따라 차량 내의 주행 쾌적함이 증가하게 된다는 것을 의미한다.
다른 실시형태에 따르면, 전기 기계 내에서 사전에 정해진 토크에 도달된 때, 혹은 전기 기계에 대한 최대 토크가 사전에 정해진 토크보다 작은 경우라면 전기 기계에 대한 최대 토크에 도달된 때에 연소 엔진이 연결된다. 파워트레인 내의 갭과 토션 스프링이 감겨진(wound up) 후에만 커플링 장치가 닫히고 연소 엔진이 연결되기 때문에, 커플링 장치의 연결 부분들 간의 불량한 예측 접촉점들에 대한 보상이 이루어지게 된다. 이는 연소 엔진이 강건하면서도 부드럽게 연결되도록 한다.
다른 실시형태에 따르면, 시프트 하기 전에, 커플링 장치로 연소 엔진이 입력 샤프트로부터 분리된다. 이에 따라서, 하이브리드 파워트레인의 변속 시간이 짧게 된다.
위의 목적들은 청구항 제6항에 기재되어 있는 구성을 특징으로 하는 전술한 형식의 하이브리드 파워트레인과, 청구항 제7항에 기재되어 있는 구성을 특징으로 하는 전술한 형식의 차량에 의해서도 달성된다.
이하에서, 본 발명의 다른 이점들을 상세하게 설명한다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참고로 하여 본 발명의 일 예로 바람직한 실시형태들을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 파워트레인을 구비하는 차량의 개략적인 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 파워트레인의 개략적인 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 파워트레인을 제어하는 방법에서 속도와 토크의 다이어그램을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 파워트레인을 제어하는 방법의 흐름도이다.
도 1은 기어박스(6)에 연결되어 있는 연소 엔진(3)과 전기 기계(4)를 구비하는 하이브리드 파워트레인(2)을 포함하는 차량(1)의 개략적인 측면도이다. 기어박스(6)는 차량(1)의 구동 휠들(8)에도 연결되어 있다.
도 2는 기어박스(6)의 입력 샤프트(10)에 연결되어 있는, 연소 엔진(3)과 전기 기계(4)를 포함하여 구성되는 하이브리드 파워트레인(2)의 개략적인 도면이다. 연소 엔진(3)은, 수동으로 및/또는 자동으로 조작될 수 있는 커플링 장치(12)에 의해 입력 샤프트(10)에 연결되고 분리될 수 있다. 기어박스(6)는 스플릿 타입으로 매뉴얼 및 자동 기어박스(6)가 조합되고, 주축(14), 레이 샤프트(lay shaft)(16) 및 위쪽에 하나 이상의 코그휠들(20)이 배치되어 있는 출력 샤프트(18)를 포함하는 것이 바람직하다. 주축(14)과 출력 샤프트(18) 사이에 리타더(22)가 배치되어 있다. 출력 샤프트(18)는 최종 기어(24)에 연결되어 있고, 궁극적으로는 차량(1)의 구동 휠들(8)에 연결되어 있다. 전자 제어 장치(26)가 전기 컨덕터(28)에 의해 연소 엔진(3), 커플링 장치(12), 전기 기계(4) 및 기어박스(6)에 연결되어 있다. 전기 컨덕터(28)를 통해 신호들을 전송하는 대신에, 전자 제어 장치(26)와, 연소 엔진(3), 커플링 장치(12), 전기 기계(4) 그리고 기어박스(6) 사이에서 무선 방식으로 신호가 전송될 수 있다. 전자 제어 장치(26)는 메모리(M)와 컴퓨터 프로그램(P)을 포함할 수 있다. 컴퓨터(30)를 전자 제어 장치(26)에 연결할 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 파워트레인(2)을 제어하는 방법에서, 속도 및 토크의 다이어그램을 도시하고 있다. 위쪽의 실선 곡선은 제1 기어에서 전기 기계(4)의 속도 Ne를 나타낸다. 파선 곡선은 제2 기어에서 전기 기계(4)의 속도 Ng를 나타낸다. 이에 따라, 도 3에 도시되어 있는 다이어그램은 업시프트(upshift)를 나타낸다. 도 3은 전기 기계(4)의 토크 Te와 연소 엔진(3)의 토크 Tc도 도시하고 있다. 시점 t1에서, 차량(1)은 속도 N1의 전기 기계(4)와 연소 엔진(3)에 의해 제1 기어로 작동된다. 제1 기어에서 제2 기어로의 변속을 완료하기 위해, 시점 t2에서, 연소 엔진(3)이 커플링 장치(12)에 의해 기어박스(6)의 입력 샤프트(10)로부터 분리된다. 이전에, 시점 t1과 시점 t2 사이에서, 연소 엔진(3)의 토크가 떨어져서 시점 t2에서 토크가 제로로 떨어지고, 이어서 시점 t3에서 전기 기계(4)의 도움을 받아, 레이 샤프트(16)와 주축(14) 사이에 실질적으로 토크가 제로인 상태가 형성된다. 실질적으로 토크가 제로인 상태가 형성되면, 시점 t3에서 제1 기어가 해제되어 기어박스(6)는 중립 상태가 된다. 이어서, 시점 t3과 시점 t4 사이에서 전기 기계(4)의 속도가 N2로 접근하게 감소되는 동기화 상태가 시작된다. 시점 t4에서, 전기 기계의 속도가 속도 N2에 도달하면, 주축 상에 있는 제2 기어의 코그휠이 주축과 연결되자마자 제2 기어의 코그휠이 주축과 동일한 속도로 된다. 이에 따라, 시점 t4에서 제2 기어가 체결된다.
기어박스(6) 내에서 제1 기어의 분리, 제2 기어의 동기화 및 체결이 이루어지며, 전자 제어 장치(26)에 의해 제어된다. 다수의 속도 센서들과 토크를 검출하는 요소들(도시하지 않음)이 하이브리드 파워트레인(2) 내에 배치되어, 연소 엔진(3), 커플링 장치(12), 전기 기계(4) 및 기어박스(6) 내의 회전 부품들의 속도와 토크에 관한 정보를 제공한다.
제2 기어가 체결되면, 전기 기계(4)가 기어박스(6)와 최종 기어(24)를 통해 구동 휠들(8)과 연결된다. 기어박스(6)와 최종 기어(24) 내에서, 기어박스(6)와 최종 기어(24)에서 상호 작용하는 부품들 사이에 갭이 존재한다. 예를 들면, 체결되어 있는 코그휠들(20) 사이에 백래시(backlash)가 존재한다. 기어박스(6)와 최종 기어(24) 내, 그리고 프로펠러 및 구동 샤프트들과 같이 기어박스(6), 최종 기어(24) 및 구동휠들(8)을 연결하는 샤프트들 내의 회전 가능한 샤프트들에는 토션 스프링 효과도 있다. 제2 기어가 체결된 후, 전기 기계(4)가 급격하게 가속 혹은 감속하는 경우, 이러한 갭과 복원 샤프트들이 하이브리드 파워트레인(2) 내에 펄스와 충격파를 발생시킨다. 이는 차량(10) 내의 운전자와 승객들이 교란을 경험하게 된다. 이러한 펄스와 충격파는 하이브리드 파워트레인(2) 내에서 샤프트들의 토션 스프링 효과에 따른 흔들림(swinging)을 야기하기도 한다. 이러한 흔들림은 차량(1)의 운전자와 승객들이 불편함으로 인식되게 된다.
본 발명에 따른 제어 신호로 전기 기계(4)의 토크를 제어함으로써, 제한된 토크가 얻어져서, 하이브리드 파워트레인(2) 내에서 펄스와 충격파 발생이 방지되며, 이는 전술한 바와 같은 문제점이 해소된다는 것을 의미한다. 이에 따라, 시점 t4에서 제2 기어가 체결된 후에, 전자 제어 장치(26)로 전기 기계(4)가 제한된 토크로 가속된다. 시점 t4와 시점 t5 사이 동안, 차량(1)의 구동 휠들(8)로 상당한 양의 토크가 전달되지 않으면서 전기 기계(4)의 속도와 토크가 증가하는데, 이는 하이브리드 파워트레인(2) 내의 갭과 토션 스프링에 의한 것 때문이다.
전기 기계(4)로의 토크를 제어하는 제어 신호는 다음과 같이 쓸 수 있다.
Figure 112016043181200-pct00001
Figure 112016043181200-pct00002
는 전기 기계(4)에 대한 요청 토크에 관련된 것이다.
Figure 112016043181200-pct00003
는 전기 기계(4)의 관성 모멘트에 관련된 것이다.
Figure 112016043181200-pct00004
는 차량(1)의 구동 휠들(8)의 가속을 나타낸다.
Figure 112016043181200-pct00005
는 전기 기계(4)로부터의 토크를 나타낸다.
Figure 112016043181200-pct00006
는 전기 기계(4)의 가속을 나타낸다.
오프셋은 전기 기계의 가속에 대한 사전에 정해진 값을 나타낸다. 오프셋 값이 작을수록, 파워트레인 내의 갭을 흡수하는 시간이 길어진다.
시점 t5에서, 전기 기계(4)의 속도에 의해 갭이 흡수되는 상황이 일어난다. 이어서, 전기 기계(4)가 감속하여 -
Figure 112016043181200-pct00007
×
Figure 112016043181200-pct00008
로 나타내는 제어 신호 부분이 제어 신호에 포지티브 부가(positive addition)를 제공한다. 도 3에서 시점 t6에서 일어나는 것과 같이 제어 신호가 사전에 정해진 어느 값을 초과하면, 파워트레인 내의 갭이 제거된 것으로 간주된다.
하이브리드 파워트레인(2) 내의 갭과 토션 스프링 효과가 클수록, 시점 t4와 시점 t6 사이의 시간 주기가 길어진다. 시점 t4와 시점 t6 사이의 시간 주기는 오프셋 값에 의한 영향을 받는다. 오프셋 값은 사전에 정해지거나 혹은 전자 제어 장치(26)로의 피드백 기능을 통해 순간적으로 정해진다. 오프셋 값이 사전에 정해지는 경우, 이러한 사전에 정함은 갭과 토션 스프링 효과의 크기에 대한 실험값과, 갭과 토션 스프링 효과가 고르게 되는 데에 소요되는 시간에 의해 결정된다.
전기 기계(4)에 대한 제어 신호가, 파워트레인 내의 갭을 없애기 위한 사전에 정해진 토크에 대응하는 사전에 정해진 신호 값에 도달하면, 토크가 바람직하기로는 차량(1)에서 운전자에 의해 선택된 요청되는 토크로 증가한다. 이에 따라, 차량(1)이 소망하는 토크에 의한 영향을 받게 된다. 전기 기계(4)가 속도 및/또는 토크와 관련하여 전기 기계(4)의 한계(limitation)에 도달하는 경우, 혹은 교정될 수 있는 수준의 토크에 도달하는 경우, 연소 엔진(3)이 커플링 장치(12)가 작용하여 닫음으로써 입력 샤프트(10)에 연결되며, 이는 시점 t7에서 이루어진다. 하이브리드 파워트레인(2) 내의 갭과 토션 스프링이 감겨 있을 때 커플링 장치(12)가 닫히기 때문에, 커플링 장치(12)의 연결 부분들 사이의 접촉점의 예측이 불량한 것에 대한 보상이 이루어진다. 이는 연소 엔진(3)의 강건하고 소프트한 연결을 제공한다. 연소 엔진(3)이 연결될 때, 전기 기계(4)로부터의 토크의 감소가 연소 엔진(3)으로부터의 토크로 보상될 수 있으며, 운전자에 의해 요청되는 토크에 적당하면서도, 전기 기계(4)에 의해 전달되는 토크가 적당한 작동 전략에 기초하는 사전에 정해진 타겟 토크로 제어될 수 있다. 이는 시점 t8에서 이루어진다.
도 3은 제1 기어로부터 제2 기어로 업시프트하는 것을 나타낸다. 본 발명은 제2 기어에서 제1 기어로 다운시프트할 때에도 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 파워트레인(2) 제어 방법의 흐름도를 나타내고 있다. 이 방법은 다음의 단계들을 포함한다.
a) 기어박스(6)를 중립 위치로 제어하는 단계;
b) 전기 기계(4)의 속도를, 다음에 선택되는 기어에 따른 입력 샤프트(10)에 대한 타겟 속도에 대응하는 사전에 정해진 속도로 제어하는 단계;
c) 기어박스(6) 내의 기어를 체결하는 단계;
d) 차량(1)에 대해 요청되는 구동 토크에 따라 전기 기계(4)가 가속 혹은 감속되도록 전기 기계(4)를 제어하는 단계;
e) 전기 기계(4)에 있어서의 제어 신호가 사전에 정해진 신호 값에 대응할 때를 검출하는 단계; 및
f) 전기 기계(4)를 요청되는 구동 토크로 제어하는 단계.
입력 샤프트(10)의 타겟 속도는 기어박스(6) 내에서 기어를 선택함으로써 제어되며, 입력 샤프트(10)와 선택 기어에 대한 출력 샤프트(18) 간의 기어비로 계산될 수 있다. 이에 따라 새로운 기어가 체결되기 전에, 입력 샤프트(10)의 속도가 타겟 속도로 계산될 수 있다.
위의 단계 d) 중에, 차량(1)에 대한 요청 구동 토크가 포지티브 혹은 네거티브인지에 따라, 즉 차량(1)에 대한 요청 구동 토크가 포지티브 사인 혹은 네거티브 사인인지에 따라, 전기 기계(4)가 가속 혹은 감속된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 단계 d)에서 전기 기계(4)는 사전에 정해진 토크 한계로 제어될 수 있다. 단계 d)를 수행하는 중에, 하이브리드 파워트레인(2) 내의 갭과 토션 스프링 때문에, 차량(1)의 구동 휠들(8)에 상당한 토크를 전달하지 않으면서, 전기 기계(4)가 가속되거나 감속되게 된다. 전기 모터를 사전에 정해진 토크 한계로 제어함으로써, 파워트레인 내에 펄스(pulse) 혹은 충격파(shock wave)가 방지된다.
단계 e)에서, 검출에 의해, 전기 기계(4)에 대한 제어 신호가 전기 기계(4)의 토크와 관련하여 사전에 정해진 신호 값에 대응하는 경우, 파워트레인 내에서 일어나는 어떠한 갭과 토션 스프링이 고려될 수 있다. 제어 신호가 사전에 정해진 어느 값을 초과하면, 파워트레인 내의 갭과 토션 스프링은 제거된 것으로 간주되어, 파워트레인 내에서 펄스와 충격파가 방지되게 된다.
일 실시형태에 따르면, 단계 a) 전에, 단계 g)에서 연소 엔진(3)이 커플링 장치(12)에 의해 입력 샤프트(10)로부터 분리될 수 있다. 그런 다음, 연소 엔진(3)이 파워트레인으로부터 분리된다.
일 실시형태에 따르면, 단계 f) 후에, 단계 h)에서, 전기 기계(4)가 요청 구동 토크를 달성할 때 혹은 전기 기계(4)에 대한 최대 토크가 요청 구동 토크보다 작다면 전기 기계(4)에 대한 최대 토크가 달성될 때, 연소 엔진(3)이 연결되어 요청 구동 토크로 제어된다.
일 실시형태에 따르면, 하이브리드 파워트레인(2)이 전자 제어 장치(26)로 제어된다.
본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 하이브리드 파워트레인(2)을 제어하는 단계들을 포함할 수 있는 컴퓨터 프로그램(P)이 제공된다.
컴퓨터 프로그램(P)은 기어박스(6)를 중립 상태로 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램(P)은 전기 기계(4)의 속도를, 선택되는 다음 기어에 따른 입력 샤프트(10)에 대한 타겟 속도에 상당하는 사전에 정해진 속도로 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램(P)은 기어박스(6) 내에서 기어를 체결하는 단계를 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램(P)은, 차량(1)에 대한 요청 구동 토크에 따라 전기 기계(4)가 가속 혹은 감속되도록 전기 기계(4)를 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램(P)은, 전기 기계(4)에 대한 제어 신호가 사전에 정해진 신호 값에 상당할 때, 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램(P)은 전기 기계(4)를 요청 구동 토크로 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
컴퓨터 프로그램(P)은 전기 기계(4)를 사전에 정해진 토크 한계로 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램(P)은 상기 단계 전에 커플링 장치(12)를 통해 연소 엔진(3)을 입력 샤프트(10)로부터 분리하는 단계를 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램(P)은, 전기 기계(4)가 요청 구동 토크를 달성할 때 혹은 전기 기계(4)에 대한 최대 토크가 요청 구동 토크보다 작다면 전기 기계(4)에 대한 최대 토크가 달성될 때, 연소 엔진(3)을 연결하여 요청 구동 토크로 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램(P)은 실행 가능한 형태로 혹은 압축된 형태로, 메모리(M) 및/또는 읽기/쓰기 메모리(R) 내에 저장될 수 있다.
본 발명은, 컴퓨터 프로그램 제품으로, 전술한 방법 단계들을 수행하기 위해, 전자 제어 장치(26) 혹은 상기 전자 제어 장치(26)에 연결되어 있는 다른 컴퓨터(30)에서 프로그램 코드가 실행될 때, 컴퓨터(30)에 의해 판독될 수 있는 매체 내에 저장되어 있는 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에도 관한 것이다.
본 발명의 프레임워크 내세 속하는, 전술한 구성들 및 특징들은 위에 기재되어 있는 다른 실시형태들에서 조합될 수 있다.

Claims (9)

  1. - 연소 엔진(3),
    - 전기 기계(4) 및
    - 입력 샤프트(10) 및 출력 샤프트(18)를 구비하는 기어박스(6)를 포함하여 구성되는 차량(1)으로, 연소 엔진(3) 및 전기 기계(4)가 입력 샤프트(10)에 연결되어 있는 차량(1) 내의 하이브리드 파워트레인(2)을 제어하는 방법에 있어서,
    a) 기어박스(6)를 중립 위치로 제어하는 단계;
    b) 전기 기계(4)의 속도를, 다음에 선택되는 기어에 따른 입력 샤프트(10)에 대한 타겟 속도에 대응하는 사전에 정해진 속도로 제어하는 단계;
    c) 기어박스(6) 내의 기어를 체결하는 단계;
    d) 차량(1)에 대해 요청되는 구동 토크에 따라 전기 기계(4)가 가속 혹은 감속되도록 전기 기계(4)를 제어하는 단계;
    e) 전기 기계(4)에 있어서의 제어 신호가 사전에 정해진 신호 값에 대응할 때를 검출하는 단계; 및
    f) 전기 기계(4)를 요청되는 구동 토크로 제어하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 내의 하이브리드 파워트레인 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    단계 d)는 전기 기계(4)를 사전에 정해진 토크 한계로 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 내의 하이브리드 파워트레인 제어 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    단계 a)를 수행하기 전에,
    g) 연소 엔진(3)을 커플링 장치(12)에 의해 입력 샤프트(10)로부터 분리시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 내의 하이브리드 파워트레인 제어 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    단계 f)를 수행하기 전에,
    h) 전기 기계(4)가 요청된 구동 토크를 달성한 때 혹은 전기 기계(4)에 있어서 최대 토크가 요청된 구동 토크보다 작은 경우에는 전기 기계(4)에 있어서 최대 토크가 달성된 때, 연소 엔진(3)을 연결하고, 연소 엔진(3)을 요청된 구동 토크로 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 내의 하이브리드 파워트레인 제어 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하이브리드 파워트레인(2)이 전자 제어 장치(26)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 차량 내의 하이브리드 파워트레인 제어 방법.
  6. 하이브리드 파워트레인으로,
    제1항 또는 제2항에 따른 방법을 수행하는 요소들을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 파워트레인.
  7. 차량으로,
    제6항에 따른 하이브리드 파워트레인을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
  8. 컴퓨터 프로그램(P)이 저장되어 있으며 컴퓨터(30)로 판독 가능한 저장 매체로, 상기 컴퓨터 프로그램(P)이 전자 제어 장치(26)에서 혹은 상기 전자 제어 장치(26)에 연결되어 있는 다른 컴퓨터(30)가 제1항 또는 제2항에 따른 단계들을 수행하도록 하는 프로그램 코드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체.
  9. 삭제
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