KR101798999B1 - 차량 - Google Patents

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KR101798999B1
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clutch
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rotational speed
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다케시 기타하타
도오루 마츠바라
가즈유키 시이바
?야 가토
šœ야 가토
겐지 우치다
미츠루 마에다
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도요타 지도샤（주）
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    • B60K6/00—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
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    • B60W30/18—Propelling the vehicle
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • 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
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/02—Ensuring safety in case of control system failures, e.g. by diagnosing, circumventing or fixing failures
    • B60W50/0205—Diagnosing or detecting failures; Failure detection models
    • 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
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/006—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion power being selectively transmitted by either one of the parallel flow paths
    • 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
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • 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
    • F16H3/10—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 one or more one-way clutches as an essential feature
    • 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
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/727—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path
    • 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
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/727—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path
    • F16H3/728—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path with means to change ratio in the mechanical gearing
    • 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
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0806—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with a plurality of driving or driven shafts
    • F16H37/0826—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with a plurality of driving or driven shafts with only one output shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—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
    • 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
    • B60K6/22—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 apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—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 apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B60K2006/266—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 apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators with two coaxial motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—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
    • 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
    • B60K6/22—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 apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—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 apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B60K2006/268—Electric drive motor starts the engine, i.e. used as starter motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—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
    • 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
    • B60K6/22—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 apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—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 apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K2006/381—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 apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches characterized by driveline brakes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • 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
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/08—Electric propulsion units
    • B60W2510/081—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • 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
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/10—Change speed gearings
    • B60W2510/1015—Input shaft speed, e.g. turbine speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • 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
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/10—Change speed gearings
    • B60W2510/104—Output speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • 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
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/30—Auxiliary equipments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • 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
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/02—Clutches
    • B60W2710/021—Clutch engagement state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • 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
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/02—Clutches
    • B60W2710/021—Clutch engagement state
    • B60W2710/023—Clutch engagement rate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • 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
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/083—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • 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
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/086—Power
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • 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
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/12—Differentials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00—Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/18—Propelling the vehicle
    • B60Y2300/19—Improvement of gear change, e.g. synchronisation or smoothing gear shift
    • 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
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/12—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures
    • F16H2061/1256—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures characterised by the parts or units where malfunctioning was assumed or detected
    • F16H2061/1276—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures characterised by the parts or units where malfunctioning was assumed or detected the failing part is a friction device, e.g. clutches or brakes
    • 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
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0043—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising four forward speeds
    • 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
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2007—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with two sets of orbital gears
    • 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
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2035—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with two engaging means
    • 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
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2041—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with four engaging means
    • 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
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2066—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes using one freewheel mechanism
    • 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
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2079—Transmissions using gears with orbital motion using freewheel type mechanisms, e.g. freewheel clutches
    • F16H2200/2082—Transmissions using gears with orbital motion using freewheel type mechanisms, e.g. freewheel clutches one freewheel mechanisms
    • 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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Abstract

차량은 엔진, 제 1 모터 제네레이터, 제 2 모터 제네레이터, 변속기, 차동 장치, 및 전자 제어 유닛을 포함한다. 상기 변속기는 입력축과 출력축과 클러치를 포함한다. 상기 입력축은 상기 제 2 모터 제네레이터에 연결된다. 상기 출력축은 상기 차량의 구동륜에 연결된다. 상기 클러치는, 상기 입력축과 상기 출력축 사이를 동력 전달 상태 또는 동력 전달 차단 상태로 전환하도록 구성된다. 상기 차동 장치는 제 1 회전 요소, 제 2 회전 요소, 및 제 3 회전 요소를 포함한다. 상기 제 1 회전 요소는 상기 제 1 모터 제네레이터에 연결된다. 상기 제 2 회전 요소는 상기 제 2 모터 제네레이터에 연결된다. 상기 제 3 회전 요소는 상기 엔진의 출력축에 연결된다. 상기 차동 장치는, 상기 제 1 회전 요소, 상기 제 2 회전 요소, 상기 제 3 회전 요소 중 어느 2개의 회전 속도가 정해지면 나머지 1개의 회전 속도가 정해지도록 구성된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 제 1 모터 제네레이터, 상기 제 2 모터 제네레이터, 및 상기 클러치를 제어하도록 구성된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 클러치가 상기 동력 전달 차단 상태가 되도록 제어하고 있을 때에, 상기 입력축과 상기 출력축과의 회전 속도차를 검출하도록 구성된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 검출한 회전 속도차가 상기 클러치의 상기 동력 전달 차단 상태가 확립되어 있는 경우의 상기 입력축과 상기 출력축과의 회전 속도차보다 작을 때에는, 상기 제 1 모터 제네레이터를 이용한 상기 엔진의 크랭킹을 상기 동력 전달 차단 상태가 확정되어 있을 때보다 억제하도록 구성된다.

Description

차량{VEHICLE}
본 발명은, 발진시에 계합(係合)되고, 동력 차단시에 해방되는 클러치를 갖는 변속기와, 변속기의 입력축에 연결되는 모터 제네레이터를 탑재한 차량의 제어에 관한 것이다.
예를 들면, 일본 공개특허 특개2013-112335호에는, 정차중에 차량 탑재 배터리의 충전의 필요 여부를 판정하고, 배터리의 충전이 필요하다고 판정되는 경우에는, 모터가 입력축에 연결되는 변속기를 동력 차단 상태로 하는 하이브리드 차량이 개시된다. 또, 일본 공개특허 특개2013-112335호에는, 변속기를 동력 차단 상태로 한 후에, 엔진과 모터 사이에 설치되는 클러치를 계합함으로써, 엔진을 시동시키고, 엔진의 동력에 의해 발전하고, 발전한 전력을 이용하여 차량 탑재 배터리를 충전하는 기술이 개시된다.
그러나, 엔진과, 제 1 모터 제네레이터와, 제 2 모터 제네레이터와, 엔진, 제 1 모터 제네레이터 및 제 2 모터 제네레이터가 연결된 차동 장치를 구비한 차량에 있어서, 변속기의 고장에 의해 변속기의 동력 전달 차단 상태가 확립되어 있지 않은 상태에서 제 1 모터 제네레이터를 이용하여 엔진을 시동시키는 경우에, 제 1 모터 제네레이터의 반력(反力)만큼, 제 2 모터 제네레이터의 토오크도 증가시키기 때문에, 이 증가시킨 토오크가 변속기를 경유하여 구동륜에 전달되는 경우가 있다. 그 때문에, 차량에 진동이나 소음 등이 발생하는 경우가 있다. 이에 대하여, 클러치의 상태를 검출하는 센서를 이용하여 변속기의 동력 전달 차단 상태가 확립되어 있는지 여부를 판정하는 것도 생각할 수 있지만, 부품 점수가 증가하고, 제조 비용이 증가하는 경우가 있다.
본 발명은, 비용의 증가를 억제하면서, 변속기의 동력 전달 차단 상태가 확립되어 있는지 여부를 높은 정밀도로 판정하는 차량을 제공한다.
본 발명의 하나의 태양(態樣)에 관련된 차량은, 엔진, 제 1 모터 제네레이터, 제 2 모터 제네레이터, 변속기, 차동 장치, 및 전자 제어 유닛을 포함한다. 상기 변속기는 입력축과 출력축과 클러치를 포함한다. 상기 입력축은 상기 제 2 모터 제네레이터에 연결된다. 상기 출력축은 상기 차량의 구동륜에 연결된다. 상기 클러치는, 상기 입력축과 상기 출력축 사이를 동력 전달 상태 또는 동력 전달 차단 상태로 전환하도록 구성된다. 상기 차동 장치는 제 1 회전 요소, 제 2 회전 요소, 및 제 3 회전 요소를 포함한다. 상기 제 1 회전 요소는 상기 제 1 모터 제네레이터에 연결된다. 상기 제 2 회전 요소는 상기 제 2 모터 제네레이터에 연결된다. 상기 제 3 회전 요소는 상기 엔진의 출력축에 연결된다. 상기 차동 장치는, 상기 제 1 회전 요소, 상기 제 2 회전 요소, 상기 제 3 회전 요소 중 어느 2개의 회전 속도가 정해지면 나머지 1개의 회전 속도가 정해지도록 구성된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 제 1 모터 제네레이터, 상기 제 2 모터 제네레이터, 및 상기 클러치를 제어하도록 구성된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 클러치가 상기 동력 전달 차단 상태가 되도록 제어하고 있을 때에, 상기 입력축과 상기 출력축의 회전 속도차를 검출하도록 구성된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 검출한 회전 속도차가 상기 클러치의 상기 동력 전달 차단 상태가 확립되어 있는 경우의 상기 입력축과 상기 출력축의 회전 속도차보다 작을 때에는, 상기 제 1 모터 제네레이터를 이용한 상기 엔진의 크랭킹을 상기 동력 전달 차단 상태가 확정되어 있을 때보다 억제하도록 구성된다. 본 명세서에 있어서 『클러치가 동력 전달 차단 상태가 되도록 제어하고 있을 때』라는 기재의 의미는, 『클러치가 실제 동력 전달 차단 상태로 제어되고 있을 때』의 의미로 한정해석 되어서는 안 되는 것에 유의하여야 한다. 전자 제어 유닛이 클러치가 동력 차단 상태가 되도록 제어하고 있는 경우에도, 클러치가 실제로는 동력 전달 차단 상태에 있지 않을 수 있기 때문이다.
이 태양에 관련된 차량에 의하면, 동력 전달 차단 상태가 확립되어 있지 않은 경우의 입력축의 회전 저항은, 동력 전달 차단 상태가 확립되어 있는 경우의 입력축의 회전 저항보다 높아진다. 그 때문에, 동력 전달 차단 상태가 되도록 클러치를 제어하고 있는 경우에 있어서, 회전 속도차가, 동력 전달 차단 상태가 확립되어 있을 때의 회전 속도차보다 작을 때에는, 동력 전달 차단 상태가 확립되어 있지 않은 상태라고 할 수 있다. 그 때문에, 제 1 모터 제네레이터를 이용한 엔진의 크랭킹을 억제함으로써, 제 1 모터 제네레이터의 토오크가 변속기를 경유하여 구동륜측에 전달되는 것에 기인하는 진동이나 소음의 발생을 억제할 수 있다. 동력 전달 차단 상태가 확립되어 있는지 여부의 판정을 높은 정밀도로 행하기 위하여 클러치의 상태를 검출하는 센서를 설치할 필요가 없기 때문에, 부품 점수의 증가를 억제하고, 제조 비용의 증가를 억제할 수 있다.
상기 태양에 관련된 차량에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 클러치가 상기 동력 차단 상태가 되도록 제어하고 있을 때에, 상기 차량의 구름 저항보다 낮은 토오크를 발생하도록, 상기 제 2 모터 제네레이터를 제어하도록 구성될 수 있다.
이 태양에 관련된 차량에 의하면, 동력 전달 차단 상태가 확립되어 있는지 여부를 판정하기 위하여, 제 2 모터 제네레이터를 동작시킬 때에, 동력 전달 차단 상태가 확립되어 있지 않은 상태이더라도 차량의 이동을 억제할 수 있다.
상기 태양에 관련된 차량에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 클러치가 상기 동력 차단 상태가 되도록 제어하고 있을 때에, 상기 동력 전달 차단 상태가 되도록 상기 클러치의 제어를 개시하고 나서, 상기 클러치에 이용되는 작동유의 온도에 따라서 설정된 시간이 경과한 후에, 상기 제 2 모터 제네레이터의 회전축이 회전하도록 상기 제 2 모터 제네레이터를 제어하도록 구성될 수 있다.
이 태양에 관련된 차량에 의하면, 동력 전달 차단 상태가 확립될 것으로 추정되는 타이밍에 제 2 모터 제네레이터의 회전축을 회전시킴으로써, 동력 전달 차단 상태가 확립되어 있는지 여부를 높은 정밀도로 판정할 수 있다.
상기 태양에 관련된 차량에 있어서, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 엔진의 출력축이 정회전 방향으로 회전하는 토오크를 출력하도록, 상기 제 2 모터 제네레이터를 제어하도록 구성될 수 있다.
이 태양에 관련된 차량에 의하면, 엔진의 출력축이 정회전 방향이면, 제 2 모터 제네레이터의 회전 방향도 정회전 방향이 되기 때문에, 제 2 모터 제네레이터를 역회전시키지 않고 엔진의 크랭킹을 행할 수 있다. 그 때문에, 제 2 모터 제네레이터의 역회전에 의한 기어의 래틀링 노이즈 등의 발생을 억제할 수 있다.
상기 태양에 관련된 차량에 있어서, 상기 변속기는, 제 4 회전 요소, 제 5 회전 요소, 제 6 회전 요소를 포함해도 되고, 상기 제 4 회전 요소, 제 5 회전 요소, 제 6 회전 요소 중 어느 2개의 회전 속도가 정해지면 나머지 1개의 회전 속도가 정해진다. 상기 제 4 회전 요소는, 상기 클러치를 개재하여 상기 제 2 모터 제네레이터에 연결되어도 된다. 상기 제 5 회전 요소는, 상기 출력축에 연결되어도 된다. 상기 제 6 회전 요소에는, 계합 상태가 됨으로써 상기 제 6 회전 요소의 회전의 제한이 가능한 브레이크와, 상기 제 6 회전 요소의 회전 방향을 한 방향으로 제한하는 원웨이 클러치가 연결되어도 된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 클러치가 상기 동력 전달 차단 상태가 되도록 제어하고 있을 때에, 상기 계합 상태가 되도록 상기 브레이크를 제어하도록 구성될 수 있다.
이 태양에 관련된 차량에 의하면, 브레이크를 계합 상태로 함으로써, 원웨이 클러치가 회전 가능한 방향으로 회전한 상태에서 변속기의 입력축의 회전 속도와 출력축의 회전 속도와의 차가 산출되는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 변속기의 동력 전달 차단 상태가 확립되어 있는지 여부의 오(誤)검지를 억제할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 형태의 특징, 이점, 및 기술적 그리고 산업적 중요성이 첨부 도면을 참조하여 하기에 기술될 것이며, 첨부 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 지시한다.
도 1은 차량의 동력 전달 시스템 및 그 제어 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는 제어 장치에 대하여 입출력되는 주된 신호 및 지령을 나타낸 도면이다.
도 3은 차동부 및 변속기의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 변속기의 계합 작동표를 나타낸 도면이다.
도 5는 차동부 및 변속기에 의해서 구성되는 변속부의 공선도(共線圖)이다.
도 6은 제어 장치의 기능 블럭도이다.
도 7은 제어 장치에 의해 실행되는 제어 처리를 나타낸 플로우차트이다.
도 8은 클러치 정상시의 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 9는 클러치 이상시의 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
이하에서, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서는, 동일 부품에는 동일 부호가 붙여져 있다. 그들의 명칭 및 기능도 동일하다. 따라서 그들에 대한 상세한 설명은 반복되지 않는다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 차량(10)은 엔진(12), 변속부(15), 차동 기어 장치(42), 구동륜(44)을 구비한다. 변속부(15)는 차동부(20), 변속기(30)를 포함한다. 또, 차량(10)은 인버터(52), 축전 장치(54), 제어 장치(60)를 더 구비한다.
엔진(12)은, 연료의 연소에 의한 열 에너지를 피스톤이나 로터 등의 운동자의 운동 에너지로 변환함으로써 동력을 발생하는 내연 기관이다. 차동부(20)는 엔진(12)에 연결된다. 차동부(20)는, 인버터(52)에 의해서 구동되는 모터 제네레이터와, 엔진(12)의 출력을 변속기(30)에의 전달 부재와 모터 제네레이터에 분할하는 동력 분할 장치를 포함한다. 차동부(20)는, 모터 제네레이터의 동작점을 적절히 제어함으로써, 엔진(12)의 출력축의 회전 속도와, 변속기(30)에 접속되는 전달 부재의 회전 속도와의 비(변속비)를 연속적으로 변경 가능하게 구성되고, 무단(無段) 변속기로서 기능한다. 차동부(20)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.
변속기(30)는, 차동부(20)에 연결되고, 차동부(20)에 접속되는 전달 부재(변속기(30)의 입력축)의 회전 속도와, 차동 기어 장치(42)에 접속되는 구동축(변속기(30)의 출력축)의 회전 속도와의 비(변속비)를 변경 가능하게 구성된다. 변속기(30)는, 유압에 의해 작동하는 마찰 계합 요소(클러치)를 계합시킴으로써 소정의 태양에서 동력 전달이 가능하게 되는(변속기(30)가 동작 가능하게 되는) 자동 변속기이면 되며, 예를 들면, 유압에 의해 작동하는 복수의 마찰 계합 요소(클러치나 브레이크)를 소정의 조합에 의해 계합 또는 해방시킴으로써, 변속비를 단계적으로 변경 가능한 유단(有段)식 자동 변속기여도 되고, 변속비를 연속적으로 변경 가능한 발진 클러치를 갖는 무단식 자동 변속기여도 된다.
그리고, 변속기(30)의 변속비와, 차동부(20)의 변속비에 의해서, 변속부(15)의 변속비(엔진(12)의 출력축과 구동축과의 사이의 종합 변속비)가 결정된다. 또한, 변속기(30)의 상세한 구성에 대해서도, 차동부(20)와 함께 후술한다. 차동 기어 장치(42)는, 변속기(30)의 출력축에 연결되고, 변속기(30)로부터 출력되는 동력을 구동륜(44)에 전달한다.
인버터(52)는, 제어 장치(60)에 의해서 제어되고, 차동부(20)에 포함되는 모터 제네레이터의 구동을 제어한다. 인버터(52)는, 예를 들면, 삼상분의 전력용 반도체 스위칭 소자를 포함하는 브릿지 회로에 의해서 구성된다. 또한, 특별히 도시하지 않았지만, 인버터(52)와 축전 장치(54) 사이에 전압 컨버터를 설치해도 된다.
축전 장치(54)는, 재충전 가능한 직류 전원이며, 대표적으로는, 리튬 이온 전지나 니켈 수소 전지 등의 이차 전지에 의해서 구성된다. 또한, 이차 전지 대신에 전기 이중층 캐패시터 등의 축전 요소에 의해서 축전 장치(54)를 구성해도 된다.
전자 제어 유닛(60)은, 엔진 ECU(Electronic Control Unit)(62), MG-ECU(64), 전지 ECU(66), ECT-ECU(68), HV-ECU(70)를 포함한다. 이들 각 ECU는, CPU(Central Processing Unit), 기억 장치, 입출력 버퍼 등을 포함하고(모두 도시하지 않음), 소정의 제어를 실행한다. 각 ECU에 의해 실행되는 제어에 대해서는, 소프트웨어에 의한 처리에 한정되지 않고, 전용의 하드웨어(전자 회로)에 의해 처리하는 것도 가능하다. 각 ECU는, 통신선(버스)(71)에 접속되고, 서로 신호를 주고받는다.
엔진 ECU(62)는, HV-ECU(70)로부터 받는 엔진 토오크 지령 등에 기초하여, 엔진(12)을 구동하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성한 제어 신호를 엔진(12)에 출력한다. MG-ECU(64)는, 인버터(52)를 구동하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성한 제어 신호를 인버터(52)에 출력한다.
전지 ECU(66)는, 축전 장치(54)의 전압 및/또는 전류에 기초하여, 축전 장치(54)의 충전 상태(만충전 상태에 대한 현재의 축전량을 백분율로 나타낸 SOC(State Of Charge)값에 의해서 나타내어진다.)를 추정하고, 그 추정값을 HV-ECU(70)에 출력한다. ECT-ECU(68)는, HV-ECU(70)로부터 받는 토오크 용량 지령 등 에 기초하여, 변속기(30)를 제어하기 위한 유압 지령을 생성하고, 생성한 유압 지령을 변속기(30)에 출력한다.
HV-ECU(70)는, 시프트 레버, 기타 각종 센서의 신호를 받아, 차량(10)의 각 기기를 제어하기 위한 각종 지령을 생성한다. HV-ECU(70)에 의해 실행되는 대표적인 제어로서, HV-ECU(70)는, 액셀러레이터 페달의 조작량이나 차속 등에 기초하여, 엔진(12) 및 변속부(15)를 원하는 상태로 제어하여 주행하는 주행 제어를 실행한다. 또, HV-ECU(70)는, 차량의 주행 상태(액셀러레이터 개도(開度)나 차속 등), 시프트 레버의 포지션 등에 기초하여, 차동부(20) 및 변속기(30)를 원하는 변속 상태로 제어하는 변속 제어를 실행한다. 이 변속 제어의 상세에 대해서는 후술한다.
도 2는 도 1에 나타낸 제어 장치(60)에 대하여 입출력되는 주된 신호 및 지령을 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하여, HV-ECU(70)는, 시프트 레인지를 검출하는 시프트 레인지 센서로부터의 신호, 엔진(12)의 회전 속도를 검출하는 엔진 회전 속도 센서(14)(도 3 참조)로부터의 신호를 받는다. 시프트 레인지는, 예를 들면, 전진 주행(D) 레인지, 후진 주행(R) 레인지 및 뉴트럴(N) 레인지를 포함한다. 시프트 레인지 센서는, 예를 들면, 시프트 레버의 위치를 검출하는 것이어도 되고, 또는, 변속기(30) 내에 설치되고, 시프트 레버의 조작에 따라서 선택된 시프트 레인지에 대응하는 위치로 이동하는 부재의 위치를 검출하는 센서(뉴트럴 스타트 스위치)여도 된다.
또한, HV-ECU(70)는, 차동부(20)에 포함되는 모터 제네레이터(MG1)(후술)의 회전 속도 Nm1을 검출하기 위한 MG1 회전 속도 센서(27)(도 3 참조)로부터의 신호, 차동부(20)에 포함되는 모터 제네레이터(MG2)(후술)의 회전 속도 Nm2를 검출하기 위한 MG2 회전 속도 센서(28)(도 3 참조)로부터의 신호, 및, 차동부(20) 및 변속기(30)의 작동유의 온도(유온(油溫))를 검출하는 유온 센서로부터의 신호를 추가로 받는다. 또한, HV-ECU(70)는, 축전 장치(54)의 SOC값을 나타내는 신호를 전지 ECU(66)로부터 받는다.
ECT-ECU(68)는, 변속기(30)의 출력축의 회전 속도(이하, 출력축 회전 속도라고 기재함)(No)를 검출하기 위한 출력축 회전 속도 센서(37)(도 3 참조)로부터의 신호를 받는다.
엔진 ECU(62)는, 엔진(12)을 구동하기 위한 스로틀 신호나 점화 신호, 연료분사 신호 등을 생성하여 엔진(12)에 출력한다. MG-ECU(64)는, 인버터(52)에 의해 모터 제네레이터(MG1, MG2)를 구동하기 위한 MG1 전류 지령값 및 MG2 전류 지령값을 생성하고, 인버터(52)에 출력한다. ECT-ECU(68)는, 토오크 용량 지령(Tcr)에 상당하는 토오크 용량을 변속기(30)가 갖도록 유압 지령을 생성하여 변속기(30)에 출력한다.
도 3은 도 1에 나타낸 차동부(20) 및 변속기(30)의 구성을 나타낸 도면이다. 또한, 이 실시 형태에서는, 차동부(20) 및 변속기(30)는, 그 축심에 대하여 대칭적으로 구성되어 있으므로, 도 3에서는, 차동부(20) 및 변속기(30)의 하측을 생략하고 도시되어 있다.
도 3를 참조하여, 차동부(20)는 모터 제네레이터(MG1, MG2), 동력 분할 장치(24)를 포함한다. 모터 제네레이터(MG1, MG2)의 각각은 교류전동기이며, 예를 들면, 영구 자석이 매설된 로터를 구비하는 영구 자석형 동기 전동기에 의해서 구성된다. 모터 제네레이터(MG1, MG2)는 인버터(52)에 의해서 구동된다.
모터 제네레이터(MG1)에는, 모터 제네레이터(MG1)의 회전축의 회전 속도를 검출하는 MG1 회전 속도 센서(27)가 설치된다. 모터 제네레이터(MG2)에는, 모터 회전 속도 Nm2를 검출하는 MG2 회전 속도 센서(28)가 설치된다.
동력 분할 장치(24)는, 싱글 피니언형의 플래니터리 기어에 의해서 구성되고, 선 기어(S0), 피니언 기어(P0), 캐리어(CA0), 링 기어(R0)를 포함한다. 캐리어(CA0)는, 입력축(22), 즉, 엔진(12)의 출력축에 연결되고, 피니언 기어(P0)를 자전 및 공전 가능하게 지지한다. 엔진(12)의 출력축에는, 엔진 회전 속도를 검출하는 엔진 회전 속도 센서(14)가 설치된다.
선 기어(S0)는, 모터 제네레이터(MG1)의 회전축에 연결된다. 링 기어(R0)는, 전달 부재(26)에 연결되고, 피니언 기어(P0)를 개재하여 선 기어(S0)와 맞물리도록 구성된다. 전달 부재(26)에는, 모터 제네레이터(MG2)의 회전축이 연결된다. 즉, 링 기어(R0)는 모터 제네레이터(MG2)의 회전축과도 연결된다.
동력 분할 장치(24)는, 선 기어(S0), 캐리어(CA0) 및 링 기어(R0)가 상대적으로 회전함으로써 차동 장치로서 기능한다. 선 기어(S0), 캐리어(CA0) 및 링 기어(R0)의 각 회전 속도는, 후술(도 5)하는 바와 같이 공선도에 있어서 직선으로 연결되는 관계가 된다. 즉, 플래니터리 기어에 있어서의 3개 회전 요소(선 기어(S0), 캐리어(CA0) 및 링 기어(R0)) 중 어느 2개의 회전 속도가 정해지면 나머지 1개의 회전 속도가 정해지는 관계가 된다. 동력 분할 장치(24)의 차동 기능에 의해, 엔진(12)으로부터 출력되는 동력이 선 기어(S0)와 링 기어(R0)에 분배된다. 선 기어(S0)에 분배된 동력에 의해서 모터 제네레이터(MG1)가 발전기로서 작동하고, 모터 제네레이터(MG1)에 의해 발전된 전력은, 모터 제네레이터(MG2)에 공급되거나, 축전 장치(54)(도 1)에 축적되거나 한다. 동력 분할 장치(24)에 의해 분할된 동력을 이용하여 모터 제네레이터(MG1)가 발전하거나, 모터 제네레이터(MG1)에 의해 발전된 전력을 이용하여 모터 제네레이터(MG2)를 구동하거나 함으로써, 차동부(20)는 변속 기능을 실현할 수 있다.
변속기(30)는, 싱글 피니언형의 플래니터리 기어(32, 34)와, 클러치(C1, C2)와, 브레이크(B1, B2)와, 원웨이 클러치(F1)를 포함한다. 플래니터리 기어(32)는 선 기어(S1), 피니언 기어(P1), 캐리어(CA1), 링 기어(R1)를 포함한다. 플래니터리 기어(34)는, 선 기어(S2), 피니언 기어(P2), 캐리어(CA2), 링 기어(R2)를 포함한다.
클러치(C1, C2) 및 브레이크(B1, B2)의 각각은, 유압에 의해 작동하는 마찰 계합 장치이며, 겹쳐진 복수 매의 마찰판이 유압에 의해 가압되는 습식 다판형이나, 회전하는 드럼의 외주면에 휘감긴 밴드의 일단(一端)이 유압에 의해서 조여지는 밴드 브레이크 등에 의해서 구성된다. 원웨이 클러치(F1)는, 서로 연결되는 캐리어(CA1) 및 링 기어(R2)를 한 방향으로 회전 가능하게 하고, 또한, 그 외의 방향으로 회전 불가능하게 지지한다.
이 변속기(30)에 있어서는, 클러치(C1, C2) 및 브레이크(B1, B2), 및 원웨이 클러치(F1)의 각 계합 장치가, 도 4에 나타난 계합 작동표에 따라서 계합됨으로써, 1속 기어단(段)∼4속 기어단 및 후진 기어단이 택일적으로 형성된다. 또한, 도 4에 있어서, 「○」는 계합 상태인 것을 나타내고, 「△」는 구동시에만 계합되는 것을 나타내고, 공란은 해방 상태인 것을 나타낸다. 또, 본 실시 형태에 있어서는, 시프트 레인지로서 N 레인지가 선택되어 있고, 또한, 축전 장치(54)의 충전이 실시되지 않는 경우에는, 변속기(30)에 있어서는, 1속 기어단과 마찬가지로, 클러치(C1) 및 브레이크(B1)가 계합 상태로 됨과 함께, 모터 제네레이터(MG1, MG2)의 토오크 출력이 정지된 상태가 된다. 모터 제네레이터(MG1, MG2)의 토오크 출력이 정지된 상태가 됨으로써, 뉴트럴 상태(동력 차단 상태)가 형성된다.
한편, 시프트 레인지로서 N 레인지가 선택되어 있고, 또한, 축전 장치(54)의 충전이 실시되는 경우에는, 변속기(30)에 있어서는, 클러치(C1)를 해방 상태로 함으로써, 뉴트럴 상태(동력 전달 차단 상태)가 형성된다. 축전 장치(54)의 충전이 실시되는 경우에는, 엔진(12)이 작동 상태가 됨과 함께, 모터 제네레이터(MG1, MG2)에 있어서 부(負) 토오크를 발생시킴으로써 발전 동작이 행해진다. 또한, 이 때, 브레이크(B2)의 계합 상태가 유지된다.
다시 도 3을 참조하여, 차동부(20)와 변속기(30)는, 전달 부재(26)에 의해서 연결된다. 그리고, 플래니터리 기어(34)의 캐리어(CA2)에 연결되는 출력축(36)이 차동 기어 장치(42)(도 1)에 연결된다. 변속기(30)의 출력축(36)에는, 출력축 회전 속도(No)를 검출하는 출력축 회전 속도 센서(37)가 설치된다.
도 5는 차동부(20) 및 변속기(30)에 의해서 구성되는 변속부(15)의 공선도이다. 도 5와 함께 도 3을 참조하여, 차동부(20)에 대응하는 공선도의 세로선 Y1은, 동력 분할 장치(24)의 선 기어(S0)의 회전 속도를 나타내고, 즉, 모터 제네레이터(MG1)의 회전 속도를 나타낸다. 세로선 Y2는, 동력 분할 장치(24)의 캐리어(CA0)의 회전 속도를 나타내고, 즉, 엔진(12)의 회전 속도를 나타낸다. 세로선 Y3은, 동력 분할 장치(24)의 링 기어(R0)의 회전 속도를 나타내고, 즉, 모터 제네레이터(MG2)의 회전 속도를 나타낸다. 또한, 세로선 Y1∼Y3의 간격은, 동력 분할 장치(24)의 기어비에 따라서 정해져 있다.
또, 변속기(30)에 대응하는 공선도의 세로선 Y4는, 플래니터리 기어(34)의 선 기어(S2)의 회전 속도를 나타내고, 세로선 Y5는, 서로 연결된 플래니터리 기어(34)의 캐리어(CA2) 및 플래니터리 기어(32)의 링 기어(R1)의 회전 속도를 나타낸다. 또, 세로선 Y6은, 서로 연결된 플래니터리 기어(34)의 링 기어(R2) 및 플래니터리 기어(32)의 캐리어(CA1)의 회전 속도를 나타내고, 세로선 Y7은, 플래니터리 기어(32)의 선 기어(S1)의 회전 속도를 나타낸다. 그리고, 세로선 Y4∼Y7의 간격은, 플래니터리 기어(32, 34)의 기어비에 따라서 정해져 있다.
클러치(C1)가 계합하면, 차동부(20)의 링 기어(R0)에 플래니터리 기어(34)의 선 기어(S2)가 연결되고, 선 기어(S2)가 링 기어(R0)와 동일한 속도로 회전한다. 클러치(C2)가 계합하면, 링 기어(R0)에 플래니터리 기어(32)의 캐리어(CA1) 및 플래니터리 기어(34)의 링 기어(R2)가 연결되고, 캐리어(CA1) 및 링 기어(R2)가 링 기어(R0)와 동일한 속도로 회전한다. 브레이크(B1)가 계합하면 선 기어(S1)의 회전이 정지하고, 브레이크(B2)가 계합하면 캐리어(CA1) 및 링 기어(R2)의 회전이 정지한다.
예를 들면, 도 4의 계합 작동표에 나타낸 바와 같이, 클러치(C1) 및 브레이크(B1)를 계합하고, 그 외의 클러치 및 브레이크를 해방하면, 변속기(30)의 공선도는 「2nd」로 나타내어지는 직선과 같이 된다. 플래니터리 기어(34)의 캐리어(CA2)의 회전 속도를 나타내는 세로선 Y5가, 변속기(30)의 출력 회전 속도(출력축(36)의 회전 속도)를 나타낸다. 이와 같이, 변속기(30)에 있어서, 클러치(C1, C2) 및 브레이크(B1, B2)를 도 4의 계합 작동표에 따라서 계합 또는 해방시킴으로써, 1속 기어단∼4속 기어단, 후진 기어단, 및 뉴트럴 상태를 형성할 수 있다.
한편, 차동부(20)에 있어서는, 모터 제네레이터(MG1, MG2)를 적절히 회전 제어함으로써, 캐리어(CA0)에 연결되는 엔진(12)의 회전 속도에 대하여, 링 기어(R0)의 회전 속도, 즉, 전달 부재(26)의 회전 속도를 연속적으로 변경 가능한 무단 변속이 실현된다. 이와 같은 차동부(20)에, 전달 부재(26)와 출력축(36) 사이의 변속비를 변경 가능한 변속기(30)를 연결함으로써, 차동부(20)에 의한 무단 변속 기능을 가지면서, 차동부(20)의 변속비를 작게 할 수 있어, 모터 제네레이터(MG1, MG2)의 손실을 작게 하는 것이 가능하게 된다.
이상과 같은 구성을 갖는 차량(10)에 있어서, 예를 들면, N 레인지일 때이고 또한 축전 장치(54)의 충전이 실시되는 경우를 상정한다. 이 경우, 변속기(30)의 고장(구체적으로는, 클러치(C1)의 고장)에 의해 변속기(30)의 뉴트럴 상태가 확립되어 있지 않은 상태에서 모터 제네레이터(MG1, MG2)를 이용하여 엔진(12)을 시동시키는 경우에, 모터 토오크가 변속기(30)를 경유하여 구동륜(44)에 전달되는 경우가 있다. 그 때문에, 차량(10)에 진동이나 소음 등이 발생할 수 있다. 이에 대하여, 클러치(C1)의 상태를 검출하는 센서를 이용하여 변속기(30)의 뉴트럴 상태가 확립되어 있는지 여부를 판정하는 것도 생각할 수 있지만, 부품 점수가 증가하고, 제조 비용이 증가할 수 있다.
그래서, 본 실시 형태에 있어서는, 제어 장치(60)가, 뉴트럴 상태가 되도록 클러치(C1)를 제어하고, 모터 제네레이터(MG2)에 있어서 토오크를 출력시키는 제어를 하고 있는 경우에, 변속기(30)의 입력축(전달 부재(26))과 출력축(36)과의 회전 속도차가, 뉴트럴 상태가 확립되어 있을 때의 회전 속도차보다 작을 때에는, 모터 제네레이터(MG1, MG2)를 이용한 엔진(12)의 크랭킹을 억제하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 제어 장치(60)는, 이와 같은 제어를 N 레인지이고 또한 축전 장치(54)의 충전을 실시하는 경우에 행한다. 또, 뉴트럴 상태가 확립되어 있는 상태란, 클러치(C1)가 해방 상태가 됨으로써, 변속기(30)의 입력축(전달 부재(26))과 출력축(36) 사이에서 동력 전달이 차단되어 있는 상태를 말한다. 또, 뉴트럴 상태가 확립되어 있지 않은 상태란, 클러치(C1)가 해방 상태가 아닌 것(반계합 상태 또는 계합 상태인 것)에 의해, 변속기(30)의 입력축(전달 부재(26))과 출력축(36) 사이에서 동력이 전달될 수 있는 상태를 말한다.
이와 같이 하면, 클러치(C1)의 이상시에 엔진(12)을 크랭킹하는 것에 기인하여 모터 제네레이터(MG1, MG2)의 토오크가 변속기(30)의 출력축에 전달되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 뉴트럴 상태가 확립되어 있는지 여부의 판정을 높은 정밀도로 행하기 위하여 클러치(C1)의 상태를 검출하는 센서를 설치할 필요가 없기 때문에, 부품 점수의 증가를 억제하고, 제조 비용의 증가를 억제할 수 있다.
도 6에, 본 실시 형태에 관련된 차량(10)에 탑재된 제어 장치(60)의 기능 블럭도를 나타낸다. 제어 장치(60)는 N 레인지 판정부(100), 충전 판정부(102), 클러치 제어부(104), MG 제어부(106), 회전 속도차 판정부(108), 엔진 시동 제어부(110), 충전 제어부(112)를 포함한다. 또한, 이들 구성은, 프로그램 등의 소프트웨어에 의해 실현되어도 되고, 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
N 레인지 판정부(100)는, 시프트 레인지 센서로부터의 신호에 기초하여 시프트 레인지가 N 레인지인지 여부를 판정한다.
충전 판정부(102)는, N 레인지 판정부(100)에 의해서 시프트 레인지가 N 레인지라고 판정되는 경우에, 축전 장치(54)의 충전이 필요한지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 충전 판정부(102)는, 축전 장치(54)의 SOC가 문턱값 SOC(0)보다 작은 경우에는, 축전 장치(54)의 충전이 필요하다고 판정한다. 문턱값 SOC(0)는, 축전 장치(54)의 SOC의 하한값보다 높은 값으로서, 후술하는 모터 제네레이터(MG2)를 동작시키는 제어 및 엔진(12)을 시동시키는 제어를 실행하더라도 SOC의 하한값에 이르지 않도록 설정된다.
클러치 제어부(104)는, 충전 판정부(102)에 의해서 축전 장치(54)의 충전이 필요하다고 판정되는 경우, 클러치(C1)가 해방 상태가 되도록 클러치(C1)를 제어한다. 구체적으로는, 클러치 제어부(104)는, 클러치(C1)의 유압을 제로로 하는 C1 유압 지령을 생성하여 변속기(30)의 유압 회로에 출력한다.
MG 제어부(106)는, 클러치 제어부(104)에 의해서 클러치(C1)의 제어가 개시된 후에, 모터 제네레이터(MG2)에 있어서 미리 정해진 토오크를 발생시키는 제어 처리를 실행한다. 미리 정해진 토오크는, 예를 들면, 클러치(C1)가 해방 상태가 아닌 경우에도 차량(10)의 구름 저항보다 작은 토오크이다. 미리 정해진 토오크는, 적어도 차량(10)의 이동이 억제될 정도의 토오크이면 된다. MG 제어부(106)는, 클러치(C1)의 제어가 개시되고 나서 대기 시간 Δt가 경과한 후에 모터 제네레이터(MG2)의 제어를 개시한다. 대기 시간 Δt는, 예를 들면, 클러치(C1)의 제어가 개시된 후 클러치(C1)의 실(實) 유압이 제로가 될 때까지의 시간 또는 당해 시간보다 긴 시간으로서, 예를 들면, 유온에 기초하여 설정된다. 유온이 낮은 경우의 클러치(C1)에 공급되는 작동유의 점도는 유온이 높은 경우의 점도보다 크다. 그 때문에, 예를 들면, 유온이 낮은 경우의 대기 시간은, 유온이 높은 경우의 대기 시간보다 긴 시간이 된다.
회전 속도차 판정부(108)는, MG 제어부(106)에 의한 제어 처리의 실행중에, 변속기(30)의 입력축 회전 속도와 변속기(30)의 출력축 회전 속도(No)와의 회전 속도차의 크기(절대값)가 문턱값(α)보다 큰지 여부를 판정한다.
또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 변속기(30)의 입력축 회전 속도는, 모터 제네레이터(MG2)의 회전 속도 Nm2와 동일하다. 그 때문에, 회전 속도차 판정부(108)는, MG2 회전 속도 센서(28)에 의해서 검출되는 모터 제네레이터(MG2)의 회전 속도 Nm2와, 출력축 회전 속도 센서(37)에 의해서 검출되는 출력축 회전 속도(No)와의 차를 회전 속도차로서 산출한다. 회전 속도차 판정부(108)는, 산출된 회전 속도차의 크기가 문턱값(α)보다 큰지 여부를 판정한다.
문턱값(α)는, 뉴트럴 상태가 확립되어 있는 상태에서(즉, 클러치(C1)가 해방되어 있는 상태에서), 상기 제어 처리를 실행하였을 때에 생기는 회전 속도차 이하의 값으로 설정된다. 또, 문턱값(α)는, 뉴트럴 상태가 확립되어 있지 않은 상태에서(즉, 클러치(C1)가 해방되어 있지 않은 상태에서), 상기 제어 처리를 실행하였을 때의 회전 속도차의 최대값보다 큰 값으로 설정된다.
즉, 문턱값(α)는, 산출된 회전 속도차가, 뉴트럴 상태가 확립되어 있고, 또한, 상기 제어 처리를 실행하였을 때의 회전 속도차보다 작은지 여부를 판정하기 위한 문턱값이다.
엔진 시동 제어부(110)는, 회전 속도차 판정부(108)에 의해서, 산출된 회전 속도차의 크기가 문턱값(α)보다 크다고 판정되는 경우에는, 엔진 시동 제어를 실행한다.
구체적으로는, 엔진 시동 제어부(110)는, 모터 제네레이터(MG1)의 정회전 방향의 토오크를 이용하여 엔진(12)의 출력축을 회전시킴으로써 엔진(12)의 크랭킹을 행한다. 이 경우, 링 기어(R0)에 있어서 모터 제네레이터(MG1)의 토오크에 대한 반력을 작용시킬 필요가 있다. 그 때문에, 엔진 시동 제어부(110)은, 모터 제네레이터(MG1)에 있어서 정회전 방향의 토오크를 발생시킴과 함께, 모터 제네레이터(MG2)에 있어서 정회전 방향의 토오크를 발생시킨다.
엔진 시동 제어부(110)는, 예를 들면, 모터 제네레이터(MG2)의 회전 속도 Nm2가 유지되도록 모터 제네레이터(MG2)에 있어서 토오크를 발생시킨다. 엔진 시동 제어부(110)는, 모터 제네레이터(MG1)의 토오크에 의해서 선 기어(S0)의 회전 속도를 끌어올림으로써 엔진(12)의 회전 속도를 증가시킨다(즉, 엔진(12)의 크랭킹을 행한다). 엔진 시동 제어부(110)는, 엔진(12)의 회전 속도가 초기 폭발( initial explosion) 가능한 회전 속도 범위 내까지 상승하였을 때에 연료 분사 제어와 점화 제어를 실행함으로써 엔진(12)을 시동시킨다.
한편, 엔진 시동 제어부(110)는, 회전 속도차 판정부(108)에 의해서, 산출된 회전 속도차의 크기가 문턱값(α)이하라고 판정되는 경우에는, 엔진(12)의 시동을 금지한다. 엔진 시동 제어부(110)는, 예를 들면, 시동 금지 플래그를 온 상태로 함으로써, 그 후의 엔진(12)의 시동 요구에 대하여 엔진(12)의 시동을 억제한다.
충전 제어부(112)는, 엔진 시동 제어부(110)의 동작에 의해서 엔진(12)이 시동한 후에, 모터 제네레이터(MG1, MG2)에 있어서 부 회전 방향의 토오크(부 토오크)가 발생하도록 모터 제네레이터(MG1, MG2)를 제어한다. 이에 의해, 모터 제네레이터(MG1, MG2)에 있어서 발전 동작이 행해진다. 발전 동작에 의해서 생긴 발전 전력은, 인버터(52)를 개재하여 축전 장치(54)에 공급된다. 이에 의해, 축전 장치(54)의 충전이 행해진다.
도 7을 참조하여, 본 실시 형태에 관련된 차량(10)에 탑재된 제어 장치(60)에 의해 실행되는 제어 처리에 대하여 설명한다.
단계(이하, 단계를 S라고 기재함) 100에서, 제어 장치(60)는, 시프트 레인지가 N 레인지인지 여부를 판정한다. 시프트 레인지가 N 레인지라고 판정되는 경우(S100에서 YES), 처리는 S102로 옮겨진다. 만약 그렇지 않은 경우(S100에서 NO), 이 처리는 종료된다.
S102에서, 제어 장치(60)는, 축전 장치(54)의 충전이 필요한지 여부를 판정한다. 축전 장치(54)의 충전이 필요하다고 판정되는 경우(S102에서 YES), 처리는 S104로 옮겨진다. 만약 그렇지 않은 경우(S102에서 NO), 이 처리는 종료된다.
S104에서, 제어 장치(60)는, 클러치(C1)가 해방 상태가 되도록 유압을 제로로 하는 C1 유압 지령을 출력한다.
S106에서, 제어 장치(60)는, C1 유압 지령의 출력을 개시하고 나서 대기 시간 Δt가 경과하였는지 여부를 판정한다. C1 유압 지령의 출력이 개시하고 나서 대기 시간 Δt가 경과하였다고 판정되는 경우(S106에서 YES), 처리는 S108로 옮겨진다. 만약 그렇지 않은 경우(S106에서 NO), 처리는 S106으로 되돌려진다.
S108에서, 제어 장치(60)는, 미리 정해진 토오크가 발생하도록 모터 제네레이터(MG2)를 제어한다.
S110에서, 제어 장치(60)는, 변속기(30)의 입력축 회전 속도와, 변속기(30)의 출력축 회전 속도와의 회전 속도차의 크기가 문턱값(α)보다 큰지 여부를 판정한다. 회전 속도차의 크기가 문턱값(α)보다 크다고 판정되는 경우(S110에서 YES), 처리는 S112로 옮겨진다. 만약 그렇지 않은 경우(S110에서 NO), 처리는 S114로 옮겨진다.
S112에서, 제어 장치(60)는, 엔진(12)을 시동시키는 엔진 시동 제어를 실행하여, 엔진(12)을 시동시킨 후에, 축전 장치(54)를 충전하는 충전 제어를 실행한다. S114에서, 제어 장치(60)는 엔진(12)의 시동을 금지한다.
이상과 같은 구조 및 플로우차트에 기초한 본 실시 형태에 관련된 차량(10)에 탑재된 제어 장치(60)의 동작에 대하여 도 8 및 도 9를 참조하면서 설명한다.
도 8 및 도 9의 가로축은 모두 시간을 나타낸다. 도 8 및 도 9의 세로축은 모두, 시프트 레인지, SOC, 엔진 회전 속도, 모터 제네레이터(MG2)의 회전 속도 Nm2, 변속기(30)의 출력축 회전 속도(No), 회전 속도차, 모터 제네레이터(MG2)의 토오크, 모터 제네레이터(MG1)의 토오크, 클러치(C1)의 유압 지령값, 클러치(C1)의 실 유압, 및, 브레이크(B2)의 실 유압을 나타낸다. 또한, 도 8 및 도 9에는, 모터 제네레이터(MG1)의 회전 속도 Nm1에 대해서는 도시하고 있지 않다.
< 클러치(C1)의 정상시 > 도 8을 참조하여, 시프트 레인지가 D 레인지인 경우를 상정한다. SOC가 문턱값 SOC(0)보다 큰 경우이고, 또한, 엔진(12)이 작동중인 경우를 상정한다. 또한, 차량(10)이 엔진(12) 및 모터 제네레이터(MG2)의 동력에 의해서 주행중이고, 클러치(C1) 및 브레이크(B2)가 모두 계합 상태임으로써, 변속기(30)에 있어서 1속 단이 형성되어 있는 것으로 한다.
이와 같은 경우에 있어서, 시간 T(0)에서, 시프트 레인지가 D 레인지로부터 N 레인지로 전환되면(S100에서 YES), 모터 제네레이터(MG1, MG2)의 토오크 출력이 정지됨과 함께, 엔진(12)의 작동이 정지되기 때문에, 모터 제네레이터(MG1, MG2)의 회전 속도 Nm1, Nm2 및 엔진(12)의 회전 속도는 모두 시간 T(0) 이후에 있어서 시간의 경과와 함께 저하되어 간다. 차량(10)은, 타성(惰性) 주행이 되고, 주행 저항 또는 운전자의 브레이크 조작 등에 의해서 차속(출력축 회전 속도(No))이 시간의 경과와 함께 저하되어 간다.
시간 T(1)에서, 변속기(30)의 출력축 회전 속도(No)가 제로가 되고, 차량(10)이 정지 상태가 된다.
시간 T(2)에서, 축전 장치(54)의 SOC가 문턱값 SOC(0)보다 저하됨으로써, 축전 장치(54)의 충전이 필요하다고 판정되면(S102에서 YES), 유압을 제로로 하는 C1 유압 지령이 출력된다(S104). C1 유압 지령이 출력된 후, 클러치(C1)의 실 유압이 시간의 경과와 함께 저하된다.
C1 유압 지령이 출력된 후 대기 시간 Δt가 경과한 후의 시간 T(3)에서(S106에서 YES), 모터 제네레이터(MG2)가 미리 정해진 토오크로 회전시켜진다(S108). 미리 정해진 토오크로 모터 제네레이터(MG2)가 회전시켜짐으로써, 모터 제네레이터(MG2)의 회전 속도 Nm2는, 시간 T(3) 이후에 있어서, 시간의 경과와 함께 증가되어 간다.
시간 T(4)에서, 변속기(30)의 입력축 회전 속도와 출력축 회전 속도와의 회전 속도차의 크기가 문턱값(α)보다 크다고 판정되면(S110에서 YES), 변속기(30)에 있어서의 동력 전달 차단 상태가 확립되어 있기 때문에, 엔진(12)의 시동 제어가 실행된다(S112). 즉, 모터 제네레이터(MG1, MG2)의 양방(兩方)의 토오크를 증가시키고, 모터 제네레이터(MG2)를 이용하여 링 기어(R0)에 있어서 반력 토오크를 발생시키면서, 모터 제네레이터(MG1)를 이용하여 선 기어(S0)에 토오크를 작용시킴으로써 엔진(12)의 회전 속도가 상승한다.
시간 T(5)에서, 엔진(12)의 회전 속도가 초기 폭발 가능한 회전 속도까지 상승하면, 점화 제어 및 연료 분사 제어가 실행되어, 엔진(12)이 시동한다. 엔진(12)이 시동함과 함께, 모터 제네레이터(MG1, MG2)에 있어서 부 토오크를 발생시킴으로써 발전 동작이 행해지고, 모터 제네레이터(MG1, MG2)에 있어서 발생하는 발전 전력이 축전 장치(54)에 공급된다. 이에 의해 축전 장치(54)의 충전이 행해진다. 축전 장치(54)의 충전이 개시됨으로써 축전 장치(54)의 SOC는, 시간의 경과와 함께 증가되어 가게 된다.
< 클러치(C1)의 이상시 > 도 9를 참조하여, 시프트 레인지가 D 레인지인 경우를 상정한다. SOC가 문턱값 SOC(0)보다 큰 경우이며, 또한, 엔진(12)이 작동중인 경우를 상정한다. 또한, 차량(10)이 엔진(12) 및 모터 제네레이터(MG2)의 동력에 의해서 주행중이며, 클러치(C1) 및 브레이크(B2)가 모두 계합 상태임으로써, 변속기(30)에 있어서 1속 단이 형성되어 있는 것으로 한다.
이와 같은 경우에 있어서, 시간 T(10)에서, 시프트 레인지가 D 레인지로부터 N 레인지로 전환되면(S100에서 YES), 모터 제네레이터(MG1, MG2)의 토오크 출력이 정지됨과 함께, 엔진(12)의 작동이 정지되기 때문에, 모터 제네레이터(MG1, MG2)의 회전 속도 Nm1, Nm2 및 엔진(12)의 회전 속도는 모두 시간 T(10) 이후에 있어서 시간의 경과와 함께 저하되어 간다. 차량(10)은, 타성 주행이 되고, 주행 저항 또는 운전자의 브레이크 조작 등에 의해서 차속(출력축 회전 속도(No))이 시간의 경과와 함께 저하되어 간다.
시간 T(11)에서, 변속기(30)의 출력축 회전 속도가 제로가 되고, 차량(10)이 정지 상태가 된다.
시간 T(12)에서, 축전 장치(54)의 SOC가 문턱값 SOC(0)보다 저하됨으로써, 축전 장치(54)의 충전이 필요하다고 판정되면(S102에서 YES), 유압을 제로로 하는 C1 유압 지령이 출력된다(S104). C1 유압 지령이 출력된 후, 클러치(C1)의 이상시에 있어서는, C1 유압 지령이 출력된 후에 있어서도, 클러치(C1)의 실 유압이 유지되게 된다.
C1 유압 지령이 출력된 후 대기 시간 Δt가 경과한 후의 시간 T(13)에서(S106에서 YES), 모터 제네레이터(MG2)의 회전축에 있어서 미리 정해진 토오크가 발생시켜진다(S108).
이상에 의하여 클러치(C1)의 실 유압이 저하되지 않는 경우에는, 클러치(C1)의 계합 상태가 유지된다. 그 때문에, 변속기(30)의 입력축의 회전 저항은, 클러치(C1)의 정상시(즉, 클러치(C1)가 해방 상태인 경우)의 입력축의 회전 저항보다 커진다. 또, 모터 제네레이터(MG2)에 토오크를 발생시키는 경우에는, 변속기(30)의 출력축에 동력이 전달된다. 모터 제네레이터(MG2)에 있어서 발생하는 토오크는, 클러치(C1)가 계합 상태인 경우에도 차량(10)의 이동이 제한될 정도의 토오크이며, 클러치(C1)의 이상시(즉, 클러치(C1)가 계합 상태인 경우)의 변속기(30)의 입력축의 회전 저항보다 작다. 그 때문에, 변속기(30)의 출력축에 모터 제네레이터(MG2)의 토오크가 전달되더라도 변속기(30)의 출력축 회전 속도(No) 및 모터 제네레이터(MG2)의 회전 속도 Nm2는, 모두 제로가 된다.
시간 T(14)에서, 변속기(30)의 입력축 회전 속도와 출력축 회전 속도와의 회전 속도차의 크기가 문턱값(α) 이하라고 판정되면(S110에서 NO), 엔진(12)의 시동이 금지된다(S114). 그 때문에, 모터 제네레이터(MG2)의 토오크 출력이 정지된다. 그리고, 시간 T(15)에서, 클러치(C1)이 이상이라는 판정 결과에 기초하여 차량(10)의 시스템이 정지된다. 그 결과, 유압을 발생시키는 전동 오일 펌프 등의 기기가 정지되기 때문에, 클러치(C1) 및 브레이크(B1)의 실 유압이 저하되게 된다.
이상과 같이 하여, 본 실시 형태에 관련된 차량(10)에 의하면, 해방 상태가 되도록 클러치(C1)를 제어하고 있는 경우에 있어서, 모터 제네레이터(MG2)를 회전시킬 때의 변속기(30)의 입력축과 출력축과의 회전 속도차의 크기가 문턱값(α) 이하일 때에는, 변속기(30)에 있어서 뉴트럴 상태가 확립되어 있지 않기 때문에, 모터 제네레이터(MG1, MG2)를 이용한 엔진(12)의 크랭킹이 억제된다. 이에 의해, 엔진(12)의 크랭킹이 행해짐으로써 모터 제네레이터(MG1, MG2)의 토오크가 변속기(30)의 출력축에 전달되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 진동이나 소음의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 클러치(C1)의 상태를 검출하는 센서를 별도로 설치하지 않고, 뉴트럴 상태인지 여부를 높은 정밀도로 판정할 수 있다. 따라서, 비용의 증가를 억제하면서, 변속기의 동력 전달 차단 상태가 확립되어 있는지 여부를 높은 정밀도로 판정하는 차량을 제공할 수 있다.
또한, 뉴트럴 상태가 확립되어 있는지 여부를 판정할 때에, 차량(10)의 구름 저항보다 낮은 토오크가 발생하도록 모터 제네레이터(MG2)가 제어된다. 그 때문에, 모터 제네레이터(MG2)의 제어시에 있어서, 뉴트럴 상태가 확립되어 있지 않더라도, 차량(10)의 이동이 억제됨과 함께, 진동이나 소음의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 엔진(12)의 출력축이 정회전 방향으로 회전하도록 모터 제네레이터(MG2)의 동작이 제어된다. 그 때문에, 엔진의 크랭킹시에 있어서, 모터 제네레이터(MG2)를 역회전시킬 필요가 없기 때문에, 역회전에 의한 기어의 래틀링 노이즈 등의 발생을 억제할 수 있다.
또한 해방 상태가 되도록 클러치(C1)의 제어를 개시하고 나서 유온에 따라서 설정된 대기 시간 Δt가 경과한 후에, 모터 제네레이터(MG2)의 제어가 개시된다. 그 때문에, 뉴트럴 상태가 확립되어 있다고 추정되는 타이밍에 모터 제네레이터(MG2)의 회전축을 회전시킴으로써, 뉴트럴 상태가 확립되어 있는지 여부를 높은 정밀도로 판정할 수 있다.
또한, 브레이크(B2)의 계합 상태를 유지해 둠으로써, 원웨이 클러치(F1)가 회전 가능한 방향으로 회전한 상태에서 변속기의 입력축의 회전 속도와 출력축의 회전 속도와의 차가 산출되는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 뉴트럴 상태가 확립되어 있는지 여부의 오검지를 억제할 수 있다.
본 실시 형태의 변형례에 대하여 이하에 설명한다. 본 실시 형태에 있어서는, N 레인지일 때이고 또한 차량(10)의 정지시에 클러치(C1)를 차단할 때에, 축전 장치(54)의 충전 전에 변속기(30)의 입력축을, 모터 제네레이터(MG2)를 이용하여 회전시키는 것으로서 설명하였지만, 차량(10)의 주행중에 클러치(C1)를 차단하는 경우여도 되고, 특히 N 레인지나 차량(10)의 정지시에 한정하여 실행되는 것은 아니다.
본 실시 형태에 있어서는, 변속기(30)의 유온에 기초하여 대기 시간 Δt를 산출하는 것으로서 설명하였지만, 예를 들면, 모터 제네레이터(MG1, MG2)의 온도 에 기초하여 대기 시간 Δt를 산출하도록 해도 된다.
본 실시 형태에 있어서는, 상술한 일련의 제어 처리를 제어 장치(60)에 있어서 실행한다고 하여 설명하였지만, 예를 들면, 제어 장치(60) 중 HV-ECU(70)에 있어서 상술한 일련의 제어 처리를 실행해도 되고, 그 외의 ECU에서 실행해도 되고, 복수의 ECU를 협조하게 하여 실행해도 된다.
본 실시 형태에 있어서는, 변속기(30)의 입력축의 회전 속도와 출력축의 회전 속도와의 회전 속도차의 크기가 문턱값(α) 이하이면, 엔진(12)의 시동을 금지하는 것으로서 설명하였지만, 예를 들면, 클러치(C1)를 차단 상태로 하는 것이 전제가 되는 엔진(12)의 시동의 요구에 대해서는, 엔진(12)의 시동을 억제함과 함께, 그 후에 클러치(C1)를 계합 상태로 하는 것이 전제가 되는 엔진(12)의 시동의 요구를 받은 경우에는, 엔진(12)의 시동을 행하도록 해도 된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 변속기(30)의 입력축에는, 차동부(20)가 연결되고, 차동부(20)에 있어서, 모터 제네레이터(MG1, MG2) 및 엔진(12)의 각각이 동력 분할 장치(24)를 개재하여 연결되는 구성을 일례로서 설명하였지만, 특별히 이와 같은 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 변속기(30)의 입력축에는, 1개의 모터 제네레이터의 회전축이 연결되고, 모터 제네레이터의 회전축에는, 클러치를 개재하여 엔진의 출력축이 연결되는 구성이어도 된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 동력 분할 장치(24)를 구성하는 플래니터리 기어의 선 기어(S0)에 모터 제네레이터(MG1)의 회전축이 접속되고, 캐리어(CA0)에 엔진(12)의 출력축이 접속되고, 링 기어(R0)에 모터 제네레이터(MG2)가 접속되는 구성을 일례로서 설명하였지만, 특별히 이와 같은 구성에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 선 기어(S0), 캐리어(CA0) 및 링 기어(R0) 중 어느 하나에 엔진(12)의 출력축이 접속되고, 선 기어(S0), 캐리어(CA0) 및 링 기어(R0) 중 어느 하나에 모터 제네레이터(MG2)의 회전축이 접속되는 구성이면 된다.
예를 들면, 선 기어(S0)에 모터 제네레이터(MG2)가 접속되고, 링 기어(R0)에 엔진(12)과 모터 제네레이터(MG1)가 접속되고, 캐리어(CA0)에 변속기(30)의 입력축이 접속되는 구성이어도 된다.
또한, 상기한 변형례는, 그 전부 또는 일부를 조합하여 실시해도 된다. 이번에 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 나타내어지고, 특허 청구 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims (5)

  1. 차량에 있어서,
    엔진;
    제 1 모터 제네레이터;
    제 2 모터 제네레이터;
    입력축과 출력축과 클러치(C1)를 포함하는 변속기 ― 상기 입력축은 상기 제 2 모터 제네레이터에 연결되고, 상기 출력축은 상기 차량의 구동륜에 연결되며, 상기 클러치(C1)는, 상기 입력축과 상기 출력축 사이를 동력 전달 상태 또는 동력 전달 차단 상태로 전환하도록 구성됨 ―;
    제 1 회전 요소(S0), 제 2 회전 요소(R0) 및 제 3 회전 요소(CA0)를 포함하는 차동 장치 ― 상기 제 1 회전 요소(S0)는 제 1 모터 제네레이터에 연결되고, 상기 제 2 회전 요소(R0)는 상기 제 2 모터 제네레이터에 연결되고, 상기 제 3 회전 요소(CA0)는 상기 엔진의 출력축에 연결되며, 상기 차동 장치는, 상기 제 1 회전 요소(S0), 상기 제 2 회전 요소(R0), 상기 제 3 회전 요소(CA0) 중 어느 두 개의 회전 속도가 정해지면 나머지 한 개의 회전 속도가 정해지도록 구성됨 ―; 및
    상기 제 1 모터 제네레이터, 상기 제 2 모터 제네레이터, 및 상기 클러치(C1)를 제어하도록 구성되는 전자 제어 유닛 ― 상기 전자 제어 유닛은, 상기 클러치(C1)가 상기 동력 전달 차단 상태가 되도록 제어하고 있을 때에, 상기 입력축과 상기 출력축과의 회전 속도차를 검출하고, 상기 검출한 회전 속도차가, 상기 클러치(C1)의 상기 동력 전달 차단 상태가 확립되어 있는 경우의 상기 입력축과 상기 출력축과의 회전 속도차보다 작을 때에는, 상기 제 1 모터 제네레이터를 이용한 상기 엔진의 크랭킹을 상기 동력 전달 차단 상태가 확정되어 있을 때보다 억제하도록 구성됨 ―;
    을 포함하는 차량.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛은, 상기 클러치(C1)가 상기 동력 전달 차단 상태가 되도록 제어하고 있을 때에, 상기 차량의 구름 저항보다 낮은 토오크를 발생하도록, 상기 제 2 모터 제네레이터를 제어하도록 구성되는 차량.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛은, 상기 클러치(C1)가 상기 동력 전달 차단 상태가 되도록 제어하고 있을 때에, 상기 동력 전달 차단 상태가 되도록 상기 클러치(C1)의 제어를 개시하고 나서, 상기 클러치(C1)에 이용되는 작동유의 온도에 따라서 설정된 시간이 경과한 후에, 상기 제 2 모터 제네레이터의 회전축이 회전하도록 상기 제 2 모터 제네레이터를 제어하도록 구성되는 차량.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛은, 상기 엔진의 출력축이 정회전 방향으로 회전하는 토오크를 출력하도록, 상기 제 2 모터 제네레이터를 제어하도록 구성되는 차량.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 변속기는, 제 4 회전 요소(S2), 제 5 회전 요소(CA2), 제 6 회전 요소(R2)를 포함하고, 상기 제 4 회전 요소(S2), 제 5 회전 요소(CA2), 제 6 회전 요소(R2) 중 어느 2개의 회전 속도가 정해지면 나머지 1개의 회전 속도가 정해지며,
    상기 제 4 회전 요소(S2)는, 상기 클러치(C1)를 개재하여 상기 제 2 모터 제네레이터에 연결되고,
    상기 제 5 회전 요소(CA2)는 상기 출력축에 연결되고,
    상기 제 6 회전 요소(R2)에는, 계합 상태가 됨으로써 상기 제 6 회전 요소(R2)의 회전의 제한이 가능한 브레이크와, 상기 제 6 회전 요소(R2)의 회전 방향을 한 방향으로 제한하는 원웨이 클러치가 연결되고,
    상기 전자 제어 유닛은, 상기 클러치(C1)가 상기 동력 전달 차단 상태가 되도록 제어하고 있을 때에, 상기 계합 상태가 되도록 상기 브레이크를 제어하도록 구성되는 차량.
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