KR20170013986A - 하이브리드 차량의 제어 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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도모히로 우타가와
마사유키 미야조노
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쟈트코 가부시키가이샤
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Abstract

운전자로부터의 구동력 요구에 따라서 엔진 및 모터에서 발생시킨 토크를 동력 전달 부재에 전달 가능한 하이브리드 차량의 제어 장치이며, 구동력 요구에 따라서 모터의 출력을 제어하는 모터 제어부와, 동력 전달 부재의 전달 용량을 제어하는 전달 용량 제어부를 구비하고, 전달 용량 제어부는, 구동력 요구에 기초하여 모터의 출력이 증가되는 경우에, 모터의 출력의 변동을 고려하여 전달 용량을 증가시키고, 모터 제어부는, 구동력 요구에 기초하여 모터의 출력을 증가시키는 경우에, 전달 용량이 모터의 출력의 변동을 고려하여 증가된 후에, 모터의 출력을 증가시킨다.

Description

하이브리드 차량의 제어 장치 및 그 제어 방법 {HYBRID VEHICLE CONTROL DEVICE AND CONTROL METHOD THEREFOR}
본 발명은, 하이브리드 차량의 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
엔진 및 모터를 갖고, 요구 구동력에 따라서 모터에 의해 추가 토크를 발생시켜 모터 어시스트하고, 엔진과 모터에 의해 발생한 토크에 의해 차량을 주행 가능한 하이브리드 차량이 JP2008-120166A에 개시되어 있다.
모터 어시스트를 행할 때에는, 변속기 등의 동력 전달 부재에 있어서의 전달 용량을 크게 함으로써, 동력 전달 부재에 있어서의 슬립을 방지하는 것이 고려된다.
그러나, 모터 어시스트를 행하여, 모터의 출력을 증가시키는 경우에, 모터의 출력의 변동에 의해, 목표 출력보다 큰 출력이 나오는 경우가 있다. 이러한 경우에, 목표 출력에 따라서 전달 용량이 제어되어 있으면, 실제로 동력 전달 부재에 입력하는 토크에 대해 전달 용량이 부족하여, 동력 전달 부재에서 슬립이 발생할 우려가 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 모터 어시스트 시에 동력 전달 부재에서 슬립이 발생하는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관한 하이브리드 차량의 제어 장치는, 운전자로부터의 구동력 요구에 따라서 엔진 및 모터에서 발생시킨 토크를 동력 전달 부재에 전달 가능한 하이브리드 차량의 제어 장치이며, 구동력 요구에 따라서 모터의 출력을 제어하는 모터 제어부와, 동력 전달 부재의 전달 용량을 제어하는 전달 용량 제어부를 구비하고, 전달 용량 제어부는, 구동력 요구에 기초하여 모터의 출력이 증가되는 경우에, 모터의 출력의 변동을 고려하여 전달 용량을 증가시키고, 모터 제어부는, 구동력 요구에 기초하여 모터의 출력을 증가시키는 경우에, 전달 용량이 모터의 출력의 변동을 고려하여 증가된 후에, 모터의 출력을 증가시킨다.
본 발명의 다른 양태에 관한 하이브리드 차량의 제어 방법은, 운전자로부터의 구동력 요구에 따라서 엔진 및 모터에서 발생시킨 토크를 동력 전달 부재에 전달 가능한 하이브리드 차량의 제어 방법이며, 구동력 요구에 기초하여 모터의 출력을 증가시키는 경우에, 모터의 출력의 변동을 고려하여 동력 전달 부재의 전달 용량을 증가시키고, 전달 용량이 모터의 출력의 변동을 고려하여 증가한 후에, 모터의 출력을 증가시킨다.
이들 양태에 의하면, 전달 용량이 모터의 출력의 변동을 고려하여 증가된 후에, 모터의 출력이 증가하므로, 전달 용량이 부족한 것을 방지하여, 동력 전달 부재에 있어서 슬립이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태의 하이브리드 차량의 개략 구성도이다.
도 2는 모터 어시스트 제어를 설명하는 흐름도이다.
도 3은 모터 어시스트 제어를 설명하는 타임차트이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
도 1은, 본 실시 형태의 하이브리드 차량(100)의 개략 구성도이다.
하이브리드 차량(100)은, 엔진(1)과, 모터 제너레이터(2)와, 토크 컨버터(3)와, 변속기(4)와, 유압 제어 회로(5)와, 오일 펌프(6)와, 엔진 컨트롤러(7)와, 변속기 컨트롤러(8)를 구비한다. 하이브리드 차량(100)에서는, 엔진(1)에서 발생한 토크(이하, 엔진 토크 Te라고 함)가, 토크 컨버터(3), 변속기(4), 종감속 장치(9), 차동 장치(10)를 거쳐 차륜(11)에 전달된다. 또한, 하이브리드 차량(100)은, 모터 제너레이터(2)에서 발생한 토크(이하, 모터 토크 Tm이라고 함)를 벨트(12) 등을 통해 엔진(1)의 출력축에 전달하는 모터 어시스트를 행할 수 있다. 모터 어시스트 시에는, 엔진 토크 Te와 모터 토크 Tm이 차륜(11)에 전달된다.
엔진(1)은, 발생시킨 엔진 토크 Te를 차륜(11)에 전달하여, 하이브리드 차량(100)을 주행시킴과 함께, 엔진 토크 Te의 일부를 벨트(12) 등을 통해 에어컨용 압축기(14), 모터 제너레이터(2)에 전달 가능하게 되어 있고, 이들을 구동할 수 있다.
모터 제너레이터(2)는, 배터리(15)로부터의 전력 공급을 받아 회전 구동하는 전동기로서의 기능과, 외력에 의해 회전하여 발전하는 발전기로서의 기능을 갖는다. 모터 제너레이터(2)는, 인버터(16)를 통해 배터리(15)에 접속되어 있다. 모터 어시스트를 행하는 경우에는, 모터 제너레이터(2)는, 전동기로서 기능한다. 한편, 엔진(1)에 의해 구동되고 있는 경우, 또는 회생 제어가 행해지고 있는 경우에는, 모터 제너레이터(2)는 발전기로서 기능한다.
토크 컨버터(3)는, 로크업 클러치(3a)를 갖고 있고, 로크업 클러치(3a)가 완전히 체결되면, 토크 컨버터(3)의 입력축과 출력축이 직결되고, 입력축과 출력축이 동속 회전한다.
변속기(4)는, 무단 변속기(40)와, 부변속 기구(50)로 구성된다.
무단 변속기(40)는, 프라이머리 풀리(41)와, 세컨더리 풀리(42)와, V 벨트(43)를 구비한다. 무단 변속기(40)에서는, 프라이머리 풀리(41)에 공급되는 유압(이하, 프라이머리 풀리압 Ppri라고 함)과, 세컨더리 풀리(42)에 공급되는 유압(이하, 세컨더리 풀리압 Psec라고 함)이 제어됨으로써, 각 풀리(41, 42)와 V 벨트(43)의 접촉 반경이 변경되어, 변속비가 변경된다. 무단 변속기(40)에서는, 벨트 슬립이 발생하지 않도록 전달 토크 용량(전달 용량)이 제어되어 있고, 본 실시 형태에서는, 세컨더리 풀리압 Psec를 제어함으로써 전달 토크 용량이 제어되고, 전달 토크 용량은 세컨더리 풀리압 Psec가 높아지면 커진다.
부변속 기구(50)는 전진 2단·후진 1단의 변속 기구이다. 부변속 기구(50)는, 2개의 유성 기어의 캐리어를 연결한 라비뇨형 유성 기어 기구와, 라비뇨형 유성 기어 기구를 구성하는 복수의 회전 요소에 접속되고, 그것들의 연계 상태를 변경하는 복수의 마찰 체결 요소(51∼53(Low 브레이크(51), High 클러치(52), Rev 브레이크(53)))를 구비한다. 각 마찰 체결 요소(51∼53)에의 공급 유압을 조정하여, 각 마찰 체결 요소(51∼53)의 체결·해방 상태를 변경하면, 부변속 기구(50)의 변속단이 변경된다.
변속기(4)는, 무단 변속기(40)의 변속비와 부변속 기구(50)의 변속단이 변경됨으로써, 변속기(4) 전체로서의 변속비가 변경된다.
유압 제어 회로(5)는 복수의 유로, 복수의 유압 제어 밸브로 구성된다. 유압 제어 회로(5)는, 변속기 컨트롤러(8)로부터의 변속 제어 신호에 기초하여, 복수의 유압 제어 밸브를 제어하여 유압의 공급 경로를 전환함과 함께 오일 펌프(6)에서 발생한 유압으로부터 필요한 라인압 PL을 조정하고, 이것을 무단 변속기(40), 부변속 기구(50), 토크 컨버터(3)의 각 부위에 공급한다. 본 실시 형태에서는, 무단 변속기(40)에 있어서의 세컨더리 풀리압 Psec는 라인압 PL과 동등하다.
변속기 컨트롤러(8)는, 엔진 회전 속도 Ne를 검출하는 엔진 회전 속도 센서(20)로부터의 신호, 액셀러레이터 개방도 APO를 검출하는 액셀러레이터 개방도 센서(21)로부터의 신호, 시프트 레버의 위치를 검출하는 인히비터 스위치(22)로부터의 신호, 차속 VSP를 검출하는 차속 센서(23)로부터의 신호, 엔진(1), 모터 제너레이터(2)의 제어를 담당하는 엔진 컨트롤러(7)로부터의 엔진 토크 Te, 모터 토크 Tm에 관한 신호 등이 입력된다.
다음으로, 모터 어시스트 제어에 대해 도 2의 흐름도를 이용하여 설명한다.
스텝 S100에서는, 변속기 컨트롤러(8)는, 모터 어시스트 준비 조건을 만족시키는지 여부를 판정한다. 모터 어시스트 준비 조건은, 예를 들어 이하의 조건이다.
(a) 액셀러레이터 개방도 APO의 단위 시간당 증가량 ΔAPO가 제로보다 크다.
(b) 인히비터 스위치(22)의 신호가 D 레인지이다.
(c) 차속 VSP가 소정 차속 V1(예를 들어, 50㎞/h) 이하이다.
(d) 엔진 회전 속도 Ne가 소정 회전 속도 Ne1(예를 들어, 2000rpm) 이하이다.
(e) 로크업 클러치(3a)가 완전히 체결되어 있다.
변속기 컨트롤러(8)는, 상기 조건을 모두 만족시키는 경우에는 모터 어시스트 준비 조건을 만족시킨다고 판정하고, 상기 조건 중 어느 하나를 만족시키지 않는 경우에는 모터 어시스트 준비 조건을 만족시키지 않는다고 판정한다. 모터 어시스트 준비 조건을 만족시키는 경우에는, 처리는 스텝 S101로 진행하고, 모터 어시스트 준비 조건을 만족시키지 않는 경우에는 금회의 처리를 종료한다.
스텝 S101에서는, 변속기 컨트롤러(8)는, 제1 타이머의 값 T1을 인크리먼트한다. 금회의 처리에서 처음으로 스텝 S101로 진행한 경우에는, 변속기 컨트롤러(8)는 제1 타이머에 의한 카운트를 개시한다.
스텝 S102에서는, 변속기 컨트롤러(8)는 라인압 PL을 증가시킨다. 변속기 컨트롤러(8)는, 단위 시간당 제1 소정압 P1 높아지도록 라인압 PL을 증가시킴과 함께, 무단 변속기(40)가 변속하지 않도록 프라이머리 풀리압 Ppri를 제어한다. 이에 의해, 무단 변속기(40)가 변속하는 일 없이, 세컨더리 풀리압 Psec가 높아져, 무단 변속기(40)의 전달 토크 용량이 커진다. 여기서의 라인압 PL의 증가는, 모터 어시스트의 개시에 대비하는 것이며, 변속을 행하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 제1 소정압 P1을 크게 하고, 단계적으로 라인압 PL을 증가시키면, 프라이머리 풀리(41)와 세컨더리 풀리(42)의 유압실의 수압 면적이 상이한 점이나, 각 유압실까지의 관로 거리, 관로 저항이 상이한 점 등으로부터, 프라이머리 풀리압 Ppri와 세컨더리 풀리압 Psec의 차압을 유지한 채 양 풀리압 Ppri, Psec를 증가시킬 수 없어, 차압의 밸런스가 무너져, 무단 변속기(40)가 변속할 우려가 있다. 그로 인해, 제1 소정압 P1은, 프라이머리 풀리압 Ppri와 세컨더리 풀리압 Psec의 차압을 유지하여, 무단 변속기(40)가 변속하지 않고, 전달 토크 용량이 증가하도록 설정되어 있다.
스텝 S103에서는, 변속기 컨트롤러(8)는 제1 타이머의 값 T1과 제1 소정값 Tp1(제2 소정 시간)을 비교한다. 제1 소정값 Tp1은, 무단 변속기(40)의 전달 토크 용량의 증가를 개시하고 나서, 모터 제너레이터(2)에서 최대 출력이 나와, 모터 토크 Tm이 최대로 되었을 때에 무단 변속기(40)에서 벨트 슬립을 발생시키지 않고 토크를 전달할 수 있는 전달 토크 용량이 될 때까지의 시간이다. 제1 소정값 Tp1은, 세컨더리 풀리압 Psec(라인압 PL)의 실압이, 모터 제너레이터(2)에서 최대 출력이 나왔을 때에 벨트 슬립이 발생하지 않는 제1 소정 유압 Psec1로 되도록 설정된다. 즉, 제1 타이머의 값 T1이 제1 소정값 Tp1로 되면, 세컨더리 풀리압 Psec의 실압은 제1 소정 유압 Psec1로 되어, 모터 제너레이터(2)에서 최대 출력이 나온 경우라도, 무단 변속기(40)에 있어서 벨트 슬립은 발생하지 않는다. 제1 타이머의 값 T1이 제1 소정값 Tp1로 된 경우에는, 처리는 스텝 S104로 진행하고, 제1 타이머의 값 T1이 제1 소정값 Tp1로 되어 있지 않은 경우에는 처리는 스텝 S100으로 되돌아가, 상기 처리가 반복된다.
스텝 S104에서는, 변속기 컨트롤러(8)는, 모터 어시스트 실행 조건을 만족시키는지 여부를 판정한다. 모터 어시스트 실행 조건은, 예를 들어 이하의 조건이다.
(a) 액셀러레이터 개방도 APO의 단위 시간당 증가량 ΔAPO가 제로 이상이다.
(b) 인히비터 스위치(22)의 신호가 D 레인지이다.
(c) 차속 VSP가 소정 차속 V1(예를 들어, 50㎞/h) 이하이다.
(d) 엔진 회전 속도 Ne가 소정 회전 속도 Ne1(예를 들어, 2000rpm) 이하이다.
(e) 로크업 클러치(3a)가 완전히 체결되어 있다.
변속기 컨트롤러(8)는, 상기 조건을 모두 만족시키는 경우에는 모터 어시스트 실행 조건을 만족시킨다고 판정하고, 상기 조건 중 어느 하나를 만족시키지 않는 경우에는 모터 어시스트 실행 조건을 만족시키지 않는다고 판정한다. 모터 어시스트 실행 조건을 만족시키는 경우에는 처리는 스텝 S105로 진행하고, 모터 어시스트 실행 조건을 만족시키지 않는 경우에는 처리는 스텝 S117로 진행한다.
스텝 S105에서는, 엔진 컨트롤러(7)는 모터 제너레이터(2)를 시동하여, 전동기로서 기능시키고, 모터 어시스트를 개시하여 모터 토크 Tm을 증가시킴과 함께, 엔진 토크 Te를 저하시킨다. 모터 제너레이터(2)를 시동한다고 하는 것은, 모터 제너레이터(2)로 전류가 공급되고 있지 않고, 모터 제너레이터(2)의 회전이 정지하여 모터 토크 Tm이 제로인 상태로부터, 전류를 공급하여, 회전시키는 것을 말한다. 예를 들어, 전류가 공급되어, 모터 토크 Tm이 출력되고 있는 모터 제너레이터(2)에 대해, 또한 모터 토크 Tm을 증가시키기 위해 모터 제너레이터(2)를 제어하는 것은 포함되지 않는다. 또한, 토크 컨버터(3)에 입력하는 토크 Tin이 모터 어시스트의 개시 전후에서 일정해지도록 모터 토크 Tm의 증가와 엔진 토크 Te의 저하가 협조하여 제어된다. 이와 같이, 토크 컨버터(3)에 입력하는 토크 Tin의 일부를 모터 제너레이터(2)가 분담함으로써, 필요한 엔진 토크 Te가 저감되고, 엔진(1)의 연료 분사량을 저감시켜, 연비를 향상시킬 수 있다.
모터 제너레이터(2)가 시동하면, 시동 전류에 의해 모터 제너레이터(2)의 출력이 최대로 되는 경우가 있다. 본 실시 형태에서는, 모터 제너레이터(2)에서 최대 출력이 나왔을 때라도 벨트 슬립이 발생하지 않도록, 사전에 전달 토크 용량이 크게 되어 있다. 그로 인해, 모터 어시스트를 개시하고, 모터 제너레이터(2)를 시동시킨 경우라도, 무단 변속기(40)에서 벨트 슬립은 발생하지 않는다.
스텝 S106에서는, 변속기 컨트롤러(8)는, 제2 타이머의 값 T2를 인크리먼트한다. 금회의 처리에서 처음으로 스텝 S106으로 진행한 경우에는, 변속기 컨트롤러(8)는 제2 타이머에 의한 카운트를 개시한다.
스텝 S107에서는, 변속기 컨트롤러(8)는, 라인압 PL을 현재의 라인압 PL로 유지한다.
스텝 S108에서는, 변속기 컨트롤러(8)는, 제2 타이머의 값 T2가 제2 소정값 Tp2(제1 소정 시간)로 되었는지 여부를 판정한다. 제2 소정값 Tp2는, 모터 제너레이터(2)의 시동에 의한 시동 전류가 수렴되는 시간이다. 또한, 제2 소정값 Tp2는, 시동 전류가 수렴되는 시간에 안전 여유를 고려한 시간으로 해도 된다. 제2 타이머의 값 T2가 제2 소정값 Tp2로 되면 처리는 스텝 S109로 진행하고, 제2 타이머의 값 T2가 제2 소정값 Tp2로 되어 있지 않은 경우에는 처리는 스텝 S104로 되돌아가, 상기 처리가 반복된다.
스텝 S109에서는, 변속기 컨트롤러(8)는, 상기한 모터 어시스트 실행 조건을 만족시키고 있는지 여부를 판정한다. 모터 어시스트 실행 조건을 만족시키고 있는 경우에는 처리는 스텝 S110으로 진행하고, 모터 어시스트 실행 조건을 만족시키고 있지 않은 경우에는 처리는 스텝 S115로 진행한다.
스텝 S110에서는, 변속기 컨트롤러(8)는 라인압 PL을 저하시킨다. 변속기 컨트롤러(8)는, 단위 시간당 제2 소정압 P2 낮아지도록 라인압 PL을 저하시킴과 함께, 무단 변속기(40)가 변속하지 않도록 프라이머리 풀리압 Ppri를 제어한다. 이에 의해, 무단 변속기(40)가 변속하는 일 없이, 세컨더리 풀리압 Psec가 낮아져, 무단 변속기(40)의 전달 토크 용량이 작아진다. 제2 소정압 P2는, 프라이머리 풀리압 Ppri와 세컨더리 풀리압 Psec의 차압을 유지하여, 무단 변속기(40)가 변속하지 않고, 전달 토크 용량이 저하되도록 설정되어 있다. 또한, 라인압 PL 저하 후의 전달 토크 용량은, 현재의 엔진 토크 Te와 모터 토크 Tm의 합계 토크에 의해, 벨트 슬립이 발생하지 않는 전달 토크 용량의 최솟값으로 설정되고, 이러한 전달 토크 용량으로 되도록 라인압 PL을 저하시킨다. 또한, 상기 최솟값에 안전 여유를 가산한 전달 토크 용량으로 되도록 라인압 PL을 설정해도 된다. 이와 같이, 시동 전류가 수렴됨으로써, 모터 제너레이터(2)가 최대 출력으로 되지 않는 것이 판단되면, 라인압 PL을 벨트 슬립이 발생하지 않는 전달 토크 용량의 최솟값으로 설정함으로써, 불필요하게 라인압 PL을 높게 할 필요가 없어, 연비의 악화를 억제할 수 있다.
스텝 S111에서는, 변속기 컨트롤러(8)는, 제3 타이머의 값 T3을 인크리먼트한다. 금회의 처리에서 처음으로 스텝 S111로 진행한 경우에는, 변속기 컨트롤러(8)는 제3 타이머에 의한 카운트를 개시한다.
스텝 S112에서는, 변속기 컨트롤러(8)는 제3 타이머의 값 T3이 제3 소정값 Tp3으로 되었는지 여부를 판정한다. 제3 소정값 Tp3은, 무단 변속기(40)의 전달 토크 용량이 무단 변속기(40)에서 벨트 슬립이 발생하지 않는 전달 토크 용량의 최솟값으로 될 때까지의 시간이며, 모터 토크 Tm의 변동을 고려하여 설정된다. 제3 소정값 Tp3은, 세컨더리 풀리압 Psec(라인압 PL)의 실압이, 모터 토크 Tm이 변동된 경우라도 벨트 슬립이 발생하지 않는 제2 소정 유압 Psec2로 되도록 설정된다. 제3 타이머의 값 T3이 제3 소정값 Tp3으로 된 경우에는 처리는 스텝 S113으로 진행하고, 제3 타이머의 값 T3이 제3 소정값 Tp3으로 되어 있지 않은 경우에는 처리는 스텝 S109로 되돌아가, 상기 처리가 반복된다.
스텝 S113에서는, 변속기 컨트롤러(8)는, 라인압 PL을 현재의 라인압 PL로 유지한다. 라인압 PL이 현재의 라인압 PL로 유지되므로, 모터 어시스트를 실행하고 있는 동안에, 모터 토크 Tm이 변동된 경우라도 전달 토크 용량이 부족한 일이 없어, 벨트 슬립은 발생하지 않는다.
스텝 S114에서는, 변속기 컨트롤러(8)는, 상기한 모터 어시스트 실행 조건을 만족시키고 있는지 여부를 판정한다. 모터 어시스트 실행 조건을 만족시키고 있는 경우에는 처리는 스텝 S113으로 되돌아가, 상기 처리가 반복되고, 모터 어시스트 실행 조건을 만족시키고 있지 않은 경우에는 처리는 스텝 S115로 진행한다.
스텝 S115에서는, 엔진 컨트롤러(7)는, 모터 어시스트를 종료하기 위해 모터 토크 Tm을 저하시킴과 함께, 엔진 토크 Te를 증가시킨다. 또한, 토크 컨버터(3)에 입력하는 토크 Tin이 모터 어시스트의 종료 전후에서 일정해지도록 모터 토크 Tm의 저하와 엔진 토크 Te의 증가가 협조하여 제어된다.
스텝 S116에서는, 엔진 컨트롤러(7)는 모터 제너레이터(2)가 정지하였는지 여부를 판정한다. 모터 제너레이터(2)가 정지한 경우에는 처리는 스텝 S117로 진행하고, 모터 제너레이터(2)가 정지하고 있지 않은 경우에는 처리는 스텝 S115로 되돌아가, 상기 처리가 반복된다.
스텝 S117에서는, 변속기 컨트롤러(8)는 라인압 PL을 저하시킨다. 변속기 컨트롤러(8)는, 단위 시간당 제3 소정압 P3 낮아지도록 라인압 PL을 저하시킴과 함께, 무단 변속기(40)가 변속하지 않도록 프라이머리 풀리압 Ppri를 제어한다. 이에 의해, 무단 변속기(40)가 변속하는 일 없이, 세컨더리 풀리압 Psec가 낮아져, 무단 변속기(40)의 전달 토크 용량이 작아진다. 제3 소정압 P3은, 프라이머리 풀리압 Ppri와 세컨더리 풀리압 Psec의 차압을 유지하여, 무단 변속기(40)가 변속하지 않고, 전달 토크 용량이 저하되도록 설정되어 있다.
스텝 S118에서는, 변속기 컨트롤러(8)는 제4 타이머의 값 T4를 인크리먼트한다. 금회의 처리에서 처음으로 스텝 S118로 진행한 경우에는, 변속기 컨트롤러(8)는 제4 타이머에 의한 카운트를 개시한다.
스텝 S119에서는, 변속기 컨트롤러(8)는, 제4 타이머의 값 T4가 제4 소정값 Tp4로 되었는지 여부를 판정한다. 제4 소정값 Tp4는, 무단 변속기(40)의 전달 토크 용량이, 벨트 슬립을 발생시키지 않고 엔진 토크 Te를 전달할 수 있는 전달 토크 용량의 최솟값으로 될 때까지의 시간이다. 제4 소정값 Tp4는, 세컨더리 풀리압 Psec(라인압 PL)의 실압이, 벨트 슬립이 발생하지 않는 제3 소정 유압 Psec3으로 되도록 설정된다. 제4 타이머의 값 T4가 제4 소정값 Tp4로 된 경우에는 금회의 처리는 종료하고, 제4 타이머의 값 T4가 제4 소정값 Tp4로 되어 있지 않은 경우에는 스텝 S117로 되돌아가, 상기 처리가 반복된다.
각 타이머의 값은, 각 소정값으로 된 경우, 또는 금회의 처리를 종료하는 경우에 리셋된다.
다음으로, 본 실시 형태의 모터 어시스트 제어를 실행한 경우에 대해 도 3의 타임차트를 이용하여 설명한다.
시간 t0에 있어서, 액셀러레이터 페달이 답입 증가되어, 액셀러레이터 개방도 APO가 증가하고, 모터 어시스트 조건이 모두 만족된다. 엔진 토크 Te는 증가하고, 토크 컨버터(3)에 입력하는 토크 Tin도 증가한다. 또한, 세컨더리 풀리압 Psec(라인압 PL)가 서서히 증가하여, 제1 타이머에 의한 카운트가 개시된다.
시간 t1에 있어서, 제1 타이머의 값 T1이 제1 소정값 Tp1로 되고, 세컨더리 풀리압 Psec가 제1 소정 유압 Psec1로 되면, 모터 제너레이터(2)를 시동하여, 모터 어시스트를 개시한다. 모터 제너레이터(2)를 시동함으로써, 모터 제너레이터(2)에 시동 전류가 흘러, 모터 토크 Tm이 일시적으로 증감한다. 본 실시 형태에서는, 모터 제너레이터(2)에 시동 전류가 흘러, 모터 토크 Tm가 증가해도, 무단 변속기(40)에서 벨트 슬립이 발생하지 않도록 세컨더리 풀리압 Psec가 제1 소정 유압 Psec1로 되어 있다. 그로 인해, 시동 전류가 흐른 경우라도, 무단 변속기(40)에서 전달 토크 용량이 부족한 일이 없어, 무단 변속기(40)에서 벨트 슬립이 발생하는 일은 없다. 모터 어시스트를 개시함으로써 모터 토크 Tm이 증가하고, 엔진 토크 Te가 저하된다. 또한, 제2 타이머에 의한 카운트가 개시된다.
시간 t2에 있어서, 제2 타이머의 값 T2가 제2 소정값 Tp2로 되면, 시동 전류가 수렴되어 있으므로, 세컨더리 풀리압 Psec를 서서히 저하시킴과 함께 제3 타이머에 의한 카운트가 개시된다.
시간 t3에 있어서, 제3 타이머의 값 T3이 제3 소정값 Tp3으로 되고, 세컨더리 풀리압 Psec가 제2 소정 유압 Psec2로 되면, 세컨더리 풀리압 Psec를 제2 소정 유압 Psec2로 유지한다. 제2 소정 유압 Psec2는, 모터 토크 Tm의 변동을 고려하여 설정되어 있고, 세컨더리 풀리압 Psec를 저하시켜도, 무단 변속기(40)에서 벨트 슬립이 발생하는 일은 없다.
시간 t4에 있어서, 모터 어시스트 실행 조건을 만족시키지 않게 되면, 모터 어시스트를 종료하기 위해 모터 토크 Tm을 저하시키고, 엔진 토크 Te를 증가시킨다.
시간 t5에 있어서, 모터 제너레이터(2)가 정지하면, 세컨더리 풀리압 Psec를 제3 소정 유압 Psec3까지 서서히 저하시킨다.
본 발명의 실시 형태의 효과에 대해 설명한다.
모터 어시스트를 행하는 경우에, 모터 토크 Tm의 변동을 고려하여 세컨더리 풀리압 Psec(라인압 PL)를 증가시키고, 무단 변속기(40)의 전달 토크 용량을 증가시킨 후에, 모터 토크 Tm을 증가시킨다. 이에 의해, 모터 어시스트를 행한 경우에, 무단 변속기(40)에 입력하는 토크에 대해 전달 토크 용량이 부족한 것을 방지하여, 벨트 슬립이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
모터 제너레이터(2)를 시동시켜, 모터 어시스트를 행하는 경우에는, 모터 제너레이터(2)의 시동 시의 변동 폭은 매회 동일하다고는 할 수 없고, 그 변동 폭도 불분명하다. 그로 인해, 모터 제너레이터(2)를 시동시켜 모터 어시스트를 행하는 경우에는, 모터 제너레이터(2)의 최대 출력 시에 발생하는 토크가 입력된 경우라도, 무단 변속기(40)에서 벨트 슬립을 발생시키는 일 없이 토크를 전달할 수 있도록 전달 토크 용량을 증가시킨다. 그리고, 전달 토크 용량을 증가시킨 후에, 모터 제너레이터(2)를 시동시킨다. 이에 의해, 모터 제너레이터(2)를 시동 시에 벨트 슬립이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
모터 제너레이터(2)를 시동하고 나서 제3 타이머의 값 T3이 제3 소정값 Tp3으로 되면, 전달 토크 용량을 모터 토크 Tm의 변동을 고려한 전달 토크 용량까지 저하시킨다. 전달 토크 용량을 크게 하기 위해 라인압 PL을 높게 하면, 오일 펌프(6)의 토출압이 높아져 연비·전비가 나빠진다. 본 실시 형태에서는, 모터 제너레이터(2)의 최대 출력 시에 발생하는 토크에 대응하여 전달 토크 용량을 증가시킨 후에, 전달 토크 용량을 저하시킴으로써, 라인압 PL이 높은 상태로 되는 시간을 짧게 하여, 연비·전비의 악화를 억제할 수 있다.
모터 제너레이터(2)의 시동 시에는, 모터 제너레이터(2)에 시동 전류가 흘렀을 때에 발생하는 토크에 따라서 전달 토크 용량을 증가시키고, 시동 전류가 수렴되면, 전달 토크 용량을 저하시킨다. 이에 의해, 모터 제너레이터(2)의 시동 시에, 벨트 슬립이 발생하는 것을 방지함과 함께, 라인압 PL이 높은 상태로 되는 시간을 짧게 하여, 연비·전비의 악화를 억제할 수 있다.
전달 토크 용량의 증가를 개시하고 나서, 제1 타이머의 값 T1이, 제1 소정값 Tp1로 되면, 전달 토크 용량의 증가를 완료한다. 이에 의해, 세컨더리 풀리압 Psec를 검출하는 센서를 사용하지 않고 전달 토크 용량을 제어하고, 모터 어시스트 제어를 행할 수 있어, 비용을 삭감할 수 있다.
로크업 클러치(3a)가 완전히 체결되어 있지 않고, 토크 컨버터(3)로부터 입력하는 토크 Tin가 변동되면, 예를 들어 부변속 기구(50)의 변속단을 변경하는 경우에, 마찰 체결 요소(51∼53)를 의도한 슬립 상태로 할 수 없어, 변속단의 변경 시에 변속 쇼크가 발생할 우려가 있다. 본 실시 형태에서는, 로크업 클러치(3a)가 완전히 체결되어 있지 않은 경우(토크 컨버터(3)가 컨버터 상태, 슬립 상태인 경우)에는, 모터 어시스트 제어는 실행되지 않는다. 그로 인해, 상기한 변속 쇼크의 발생을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예의 일부를 나타낸 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성에 한정하는 취지는 아니다.
세컨더리 풀리압 Psec(라인압 PL)를 검출하는 유압 센서를 설치하고, 유압 센서로부터의 신호에 기초하여, 상기 모터 어시스트 제어를 행해도 된다. 이 경우, 예를 들어 검출한 세컨더리 풀리압 Psec가 제1 소정 유압 Psec1로 되어, 모터 어시스트 개시 조건을 만족시키는 경우에, 모터 어시스트가 개시된다. 실제의 세컨더리 풀리압 Psec를 검출함으로써, 세컨더리 풀리압 Psec가 제1 소정 유압 Psec1로 되면 즉시 모터 어시스트가 개시된다. 이와 같이, 벨트 슬립의 발생을 방지함과 함께, 모터 어시스트를 빠르게 개시할 수 있어, 연비를 향상시킬 수 있다.
상기 실시 형태에서는, 모터 어시스트를 개시한 경우에 대해 설명하였지만, 모터 어시스트 중에 모터 토크 Tm을 증가시키는 경우에 적용해도 되고, 이 경우, 증가하는 모터 토크 Tm에 대해 변동을 고려하여 무단 변속기(40)의 전달 토크 용량을 증가(세컨더리 풀리압 Psec(라인압 PL)를 높게)시킨 후에, 모터 토크 Tm을 증가시킨다. 모터 제너레이터(2)를 시동한 후에, 모터 토크 Tm을 증가시키는 경우에는, 시동 전류가 흐르지 않으므로, 모터 제너레이터(2)의 최대 출력에 맞추어 전달 토크 용량을 크게 할 필요는 없다. 이러한 경우에는, 증가하는 모터 토크 Tm에 대한 변동을 고려하여 전달 토크 용량을 증가시킴으로써, 벨트 슬립의 발생을 방지함과 함께, 연비·전비를 향상시킬 수 있다.
모터 어시스트 제어를 행하기 위해, 세컨더리 풀리압 Psec(라인압 PL)를 제1 소정 유압 Psec1까지 높게 하고 있는 동안에, 변속기(4)에 의해 변속이 행해지고 있는 경우에는, 모터 제너레이터(2)의 시동을 지연시켜도 된다. 이 경우, 제1 타이머의 값 T1이 제1 소정값 Tp1로 되어도 모터 제너레이터(2)는 시동하지 않는다. 변속 중에는 변속기(4)에 공급되는 유압이 변동되므로, 변속 중에 모터 어시스트를 개시하면, 벨트 슬립을 방지하기 위해 필요한 전달 토크 용량이 부족할 우려가 있다. 그로 인해, 변속이 행해지고 있는 경우에는, 모터 제너레이터(2)의 시동을 지연시켜, 모터 어시스트의 개시를 지연시킴으로써, 전달 토크 용량이 부족한 것을 방지하여, 벨트 슬립을 방지할 수 있다. 구체적으로는, 변속이 종료된 후에 모터 제너레이터(2)를 시동하여, 모터 어시스트를 개시한다. 이에 의해, 변속 중에 있어서의 벨트 슬립의 발생을 방지함과 함께, 모터 어시스트를 빠르게 개시하여, 연비를 향상시킬 수 있다. 또한, 변속 이외라도 세컨더리 풀리압 Psec(라인압 PL)가 변동되는 경우, 예를 들어 마찰 체결 요소(51, 52, 53) 중 적어도 어느 하나의 유압을 증대시키고 있는 경우에는, 마찬가지로 모터 제너레이터(2)의 시동을 지연시킴으로써, 벨트 슬립을 방지할 수 있다.
또한, 모터 어시스트 제어를 1개의 컨트롤러, 또는 복수의 컨트롤러에 의해 행해도 된다. 또한, 모터 어시스트 제어에 있어서의 각 처리는 상기 컨트롤러에 한정되지 않고, 서로 다른 컨트롤러에 의해 행해도 된다.
본원은 2014년 7월 24일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2014-150761호에 기초하는 우선권을 주장하고, 이 출원의 모든 내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

Claims (7)

  1. 운전자로부터의 구동력 요구에 따라서 엔진 및 모터에서 발생시킨 토크를 동력 전달 부재에 전달 가능한 하이브리드 차량의 제어 장치이며,
    상기 구동력 요구에 따라서 상기 모터의 출력을 제어하는 모터 제어 수단과,
    상기 동력 전달 부재의 전달 용량을 제어하는 전달 용량 제어 수단을 구비하고,
    상기 전달 용량 제어 수단은,
    상기 구동력 요구에 기초하여 상기 모터의 출력이 증가되는 경우에, 상기 모터의 출력의 변동을 고려하여 상기 전달 용량을 증가시키고,
    상기 모터가 시동되는 경우에는, 상기 모터가 시동되고 나서 제1 소정 시간 경과 후에, 상기 전달 용량을 상기 모터의 출력의 변동을 고려한 상기 전달 용량까지 저하시키고,
    상기 모터 제어 수단은, 상기 구동력 요구에 기초하여 상기 모터의 출력을 증가시키는 경우에, 상기 전달 용량이 상기 모터의 출력의 변동을 고려하여 증가된 후에, 상기 모터의 출력을 증가시키는, 하이브리드 차량의 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전달 용량 제어 수단은, 상기 모터가 시동되는 경우에는, 상기 모터의 최대 출력 시에 발생하는 토크를 전달할 수 있도록 상기 전달 용량을 증가시키고,
    상기 모터 제어 수단은, 상기 모터를 시동하는 경우에는, 상기 모터의 최대 출력 시에 발생하는 토크를 전달할 수 있도록 상기 전달 용량이 증가된 후에, 상기 모터를 시동하는, 하이브리드 차량의 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 최대 출력은, 상기 모터에 시동 전류가 흘렀을 때의 출력이고,
    상기 제1 소정 시간은, 상기 시동 전류가 수렴되는 시간인, 하이브리드 차량의 제어 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전달 용량 제어 수단은, 상기 전달 용량의 증가를 개시하고 나서 제2 소정 시간 경과하면 상기 전달 용량의 증가를 완료하는, 하이브리드 차량의 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 동력 전달 부재는, 무단 변속기이며,
    상기 모터 제어 수단은, 상기 전달 용량의 증가를 개시하고 나서 상기 제2 소정 시간 경과하기 전에 상기 무단 변속기에 의해 변속이 행해지고 있는 경우에는, 상기 변속이 행해지고 있지 않은 경우보다 상기 모터의 출력을 증가시키는 타이밍을 지연시키는, 하이브리드 차량의 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 모터 제어 수단은, 상기 변속이 종료된 후에 상기 모터의 출력을 증가시키는, 하이브리드 차량의 제어 장치.
  7. 운전자로부터의 구동력 요구에 따라서 엔진 및 모터에서 발생시킨 토크를 동력 전달 부재에 전달 가능한 하이브리드 차량의 제어 방법이며,
    상기 구동력 요구에 기초하여 상기 모터의 출력을 증가시키는 경우에, 상기 모터의 출력의 변동을 고려하여 상기 동력 전달 부재의 전달 용량을 증가시키고,
    상기 모터를 시동하는 경우에, 상기 모터를 시동하고 나서 제1 소정 시간 경과 후에, 상기 모터의 출력의 변동을 고려한 상기 전달 용량까지 상기 전달 용량을 저하시키고,
    상기 전달 용량이 상기 모터의 출력의 변동을 고려하여 증가한 후에, 상기 모터의 출력을 증가시키는, 하이브리드 차량의 제어 방법.
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