ハイブリッド自動車の変速システム制御方法
【課題】中立段への変速時の衝撃を最小にして運転性を向上させることができるハイブリッド自動車の変速システム制御方法を提供する。
【解決手段】一つ以上の遊星ギヤセットおよび複数の摩擦要素から構成された変速機、エンジンと第１、２モータ／ゼネレータを含む駆動源、第１、２モータ／ゼネレータに動力を提供するバッテリー、および変速機と駆動源の作動を制御する少なくとも一つ以上の制御ユニットを含むハイブリッド自動車の変速システムにおいて、運行中に変速レバーが中立段に位置するか判断する段階し、中立段に位置する場合、エンジントルクを摩擦トルクと一致させ、第２モータ／ゼネレータのトルクを０となるようにする段階、およびエンジントルクが摩擦トルクと一致し、第２モータ／ゼネレータのトルクが０となる場合、摩擦要素の作動油圧を０とする段階を含むこと、を特徴とする。
【解決手段】一つ以上の遊星ギヤセットおよび複数の摩擦要素から構成された変速機、エンジンと第１、２モータ／ゼネレータを含む駆動源、第１、２モータ／ゼネレータに動力を提供するバッテリー、および変速機と駆動源の作動を制御する少なくとも一つ以上の制御ユニットを含むハイブリッド自動車の変速システムにおいて、運行中に変速レバーが中立段に位置するか判断する段階し、中立段に位置する場合、エンジントルクを摩擦トルクと一致させ、第２モータ／ゼネレータのトルクを０となるようにする段階、およびエンジントルクが摩擦トルクと一致し、第２モータ／ゼネレータのトルクが０となる場合、摩擦要素の作動油圧を０とする段階を含むこと、を特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車の変速システム制御方法に係り、より詳しくは、中立ギヤ段へ変速時に運転性を向上させることができるハイブリッド自動車の変速システム制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近はエネルギーの枯渇と環境汚染問題によりハイブリッド自動車と電気自動車などの親環境自動車が注目されていている。前記親環境自動車はバッテリーの電力を利用して駆動力を発生させるモータを備え、ハイブリッド自動車は駆動源としてモータとエンジンを備える。その中で始動モータ（ｓｔａｒｔｉｎｇ ｍｏｔｏｒ）を別に備えるハイブリッド自動車では、始動モータ、駆動モーターおよびエンジンが少なくとも一つ以上の遊星ギヤセットおよび複数の摩擦部材と連結されてパワートレインが構成される。また、遊星ギヤセットおよび摩擦部材の連結構造により複数の変速モードが実現される。ここで、始動モータはクランク軸を回転させてエンジンの始動を遂行するモータを言い、駆動モーターは直接的に自動車の走行を遂行するモータを言う。
【０００３】
ハイブリッド自動車に主に使用される変速機としては、無段変速機または自動変速機がある。無段変速機または自動変速機の場合、中立ギヤ段は、Ｐ（ｐａｒｋｉｎｇ）およびＮ（ｎｅｕｔｒａｌ）段のように駆動源と駆動軸が物理的に切り離されて駆動源のトルクが駆動軸に伝達されない状態を言う。また、駆動源と駆動軸はブレーキあるいはクラッチのような摩擦要素が解除されることによって物理的に切り離される。
このようなハイブリッド自動車の中立ギヤ段へ変速時、エンジンとモータのトルクおよび摩擦要素の油圧により変速衝撃の発生することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６１１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は前記問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、中立ギヤ段へ変速時に変速衝撃を最小にすることができるハイブリッド自動車の変速システム制御方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、自動車の運転性を向上させ、ひいては顧客満足度を高めることができるハイブリッド自動車の変速システム制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の実施例によるハイブリッド自動車の変速システム制御方法は、一つ以上の遊星ギヤセットおよび複数の摩擦要素から構成された変速機、エンジンと第１、２モータ／ゼネレータを含む駆動源、前記第１、２モータ／ゼネレータに動力を提供するバッテリー、および前記変速機と駆動源の作動を制御する少なくとも一つ以上の制御ユニットを含むハイブリッド自動車の変速システムにおいて、運行中に変速レバーが中立ギヤ段に位置するか判断する段階、変速レバーが中立ギヤ段に位置する場合、前記エンジンのトルクを摩擦トルクと一致させ、前記第２モータ／ゼネレータのトルクを０となるようにする段階、および、エンジントルクが摩擦トルクと一致し、第２モータ／ゼネレータのトルクが０となる場合、前記摩擦要素の作動油圧を０とする段階、を含むことを特徴とする。
【０００７】
前記制御方法は、前記変速機が中立ギヤ段であり、前記エンジンの速度が安定化されたか判断する段階、および、前記変速機が中立ギヤ段であり、前記エンジンの速度が安定化された場合、前記第２モータ／ゼネレータのトルクを充電トルクで制御する段階、をさらに含むことを特徴とする。
【０００８】
前記第１モータ／ゼネレータは、始動モータであることを特徴とする。
【０００９】
前記エンジンのトルクを摩擦トルクと一致させ、前記第２モータ／ゼネレータのトルクを０となるようにする段階は、ローパスフィルター制御により行われることを特徴とする。
【００１０】
前記第２モータ／ゼネレータのトルクを充電トルクで制御する場合、前記エンジンのアイドル回転力によりバッテリーが充電されることを特徴とする。
【００１１】
前記少なくとも一つ以上の制御ユニットは、他の制御ユニットを総括的に制御する中央制御ユニット、前記中央制御ユニットからエンジントルク目標値を伝達されてエンジンを制御するエンジン制御ユニット、前記中央制御ユニットからモータトルク目標値を伝達されて第１、２モータ／ゼネレータを制御するモータ制御ユニット、および、前記中央制御ユニットから要求される変速モードを伝達されて前記変速機の変速モードを変更し、前記中央制御ユニットに現在の変速モードを伝達する変速機制御ユニット、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、エンジンと第２モータ／ゼネレータのトルクおよび摩擦要素の油圧による衝撃を防止することができ、中立ギヤ段へ変速時に変速衝撃を最少にすることが可能である。
また、中立ギヤ段へ変速時に変速衝撃を最少にすることによって自動車の運転性を向上させ、ひいては顧客満足度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例によるハイブリッド自動車の変速システムのパワートレイン構成図である。
【図２】本発明の実施例による構成要素の段階別制御線図である。
【図３】本発明の実施例による制御ユニットと構成要素との間の関係を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例によるハイブリッド自動車の変速システム制御方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例によるハイブリッド自動車の変速システムのパワートレイン構成図である。
図１に示す通り、本発明の実施例によるハイブリッド自動車のパワートレインは、エンジン１０、第１モータ／ゼネレータ２０、第２モータ／ゼネレータ３０、第１、２、３入力軸ＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３、出力軸ＯＳ、第１、２遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２を含む。
【００１５】
エンジン１０は、第１入力軸ＩＳ１に動力を伝達する。
第１モータ／ゼネレータ２０は、第３入力軸ＩＳ３に動力を伝達する。ここで、第１モータ／ゼネレータ２０は、エンジン１０に動力を伝達してエンジン１０を始動させる始動モータであってもよい。
第２モータ／ゼネレータ３０は、第２入力軸ＩＳ２に動力を伝達する。
第１モータ／ゼネレータ２０および第２モータ／ゼネレータ３０は、バッテリー４０から電源を伝達されて作動して動力を生成する。
第１入力軸ＩＳ１は、エンジン１０の選択的な作動により伝達された動力を第１遊星ギヤセットＰＧ１に伝達する。
第２入力軸ＩＳ２は、第２モータ／ゼネレータ３０の選択的な作動により伝達された動力を第２遊星ギヤセットＰＧ２に伝達する。
第３入力軸ＩＳ３は、第１モータ／ゼネレータ２０の選択的な作動により伝達された動力を第１遊星ギヤセットＰＧ１に伝達する。
出力軸ＯＳは、パワートレインから動力を出力する。
【００１６】
第１遊星ギヤセットＰＧ１は、第１サンギヤＳ１、第１遊星キャリアＰＣ１、および第１リングギヤＲ１をその作動部材として含むシングルピニオン遊星ギヤセットである。第１遊星キャリアＰＣ１は、第１サンギヤＳ１および第１リングギヤＲ１にギヤ結合するピニオンギヤ（図示せず）と連結されて回転する。
第２遊星ギヤセットＰＧ２は、第２サンギヤＳ２、第２遊星キャリアＰＣ２、および第２リングギヤＲ２をその作動部材として含むシングルピニオン遊星ギヤセットである。第２遊星キャリアＰＣ２は、第２サンギヤＳ２および第２リングギヤＲ２にギヤ結合するピニオンギヤ（図示せず）と連結されて回転する。
第１遊星ギヤセットＰＧ１および第２遊星ギヤセットＰＧ２は、同一軸線上に配置されてもよい。
【００１７】
第１サンギヤＳ１および第２サンギヤＳ２は、第２モータ／ゼネレータ３０に固定連結される。
第１遊星キャリアＰＣ１は、エンジン１０に固定連結され、第１リングギヤＲ１に選択的に連結され、第２リングギヤＲ２に選択的に連結される。第１遊星キャリアＰＣ１と第１リングギヤＲ１の連結は前述したピニオンギヤの結合を通じた連結とは別に二つの作動部材を一体に回転させるための回転軸の連結を意味する。
第１リングギヤＲ１は、第１モータ／ゼネレータ２０に固定連結され、変速機ケース５０に選択的に連結される。
【００１８】
第２リングギヤＲ２は、変速機ケース５０に選択的に連結される。
第２遊星キャリアＰＣ２は、出力軸ＯＳに固定連結される。
また、本発明の実施例によるハイブリッド自動車のパワートレインは、第１、２遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２の各作動部材を選択的に相互連結させ、変速機ケース５０に連結させる複数の摩擦部材ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２を含む。
第１クラッチＣＬ１は、第１遊星キャリアＰＣ１を第１リングギヤＲ１に選択的に連結させ、第２クラッチＣＬ２は、第１遊星キャリアＰＣ１を第２リングギヤＲ２に選択的に連結させる。
第１ブレーキＢＫ１は、第１リングギヤＲ１を変速機ケース５０に選択的に連結させ、第２ブレーキＢＫ２は、第２リングギヤＲ２を変速機ケース５０に選択的に連結させる。
【００１９】
図２は、本発明の実施例による構成要素の段階別制御線図である。
図２により、本発明の実施例によるハイブリッド自動車の変速システム制御方法をＳｔｅｐ１からＳｔｅｐ４まで大きく４段階に分けて各構成要素別に説明する。変速システムは、エンジン１０、図１のように構成された変速機５５、第１、２モータ／ゼネレータ２０、３０および摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２を含む。一方、図２では変速機５５をＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎの略字であるＴＭで表示した。
【００２０】
駆動源１０、２０、３０の回転速度が入力軸ＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３を通じて変速機５５に伝達されると、変速機５５の出力値は摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２が結合または解除された状態に応じて出力軸ＯＳに伝達される回転速度を言う。
変速機目標出力モード（ｔａｒｇｅｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）は、変速機５５の目標出力値を得るために要求される変速機５５の作動状態を意味し、変速機５５実際出力モード（ｃｕｒｒｅｎｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）は変速機５５の現在作動状態を意味する。
【００２１】
次に、Ｓｔｅｐ１での前記構成要素の作動状態を詳細に説明する。
Ｓｔｅｐ１は、変速レバー（ｓｈｉｆｔ ｌｅｖｅｒ）がＤ（ｄｒｉｖｅ）に位置した段階を示す。
変速レバーがＤに位置する場合、駆動源と駆動軸が物理的に結合して駆動源のトルクが駆動軸に伝達される。ここで、前記駆動源は、エンジン１０および第１、２モータ／ゼネレータ２０、３０を含む。
変速機５５の目標出力モード（ｔａｒｇｅｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）は、エンジン１０の回転速度を目標出力値に変化させる摩擦要素の結合または解除が要求される。また、変速機５５の実際出力モード（ｃｕｒｒｅｎｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）では、現在摩擦要素の結合または解除状態に応じてエンジン１０の回転速度を変化させて出力する。即ち、変速機５５の目標出力モードおよび実際出力モードは全てエンジン１０の回転速度を入力され、変化した速度を出力する変速機５５の作動状態となる。
【００２２】
エンジン１０は、設定されたトルク値を出力し、駆動軸と物理的に結合して回転力を駆動軸に伝達するトルクモードとして作動する。ここで、エンジン１０の設定されたトルク値は自動車を加速させ得る程度に十分に大きい値であってもよい。
第１モータ／ゼネレータ２０は、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の選択的な結合によりエンジンの速度を制御する。
第２モータ／ゼネレータ３０は、設定されたトルク値を出力する。
この時、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２中の作動される摩擦要素の作動油圧は最大となる。
【００２３】
次に、Ｓｔｅｐ２での前記構成要素の作動状態を詳細に説明する。
Ｓｔｅｐ２は、変速レバーがＰ（ｐａｒｋｉｎｇ）またはＮ（ｎｅｕｔｒａｌ）に位置した段階を示す。ここでは中立ギヤ段をＰまたはＮで表現したが、運行中には変速レバーをＰに位置させることができず、Ｎにのみ位置させることができる。
Ｓｔｅｐ１のような走行中変速レバーがＮに位置する場合、駆動源と駆動軸が物理的に離れて駆動源のトルクが駆動軸に伝達されない状態に切替が始まる。前記の切替過程で変速衝撃を最少にするために摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧は直ちに「０」に減少されず、駆動源のトルクが制御される段階を経ながら徐々に減少される。
【００２４】
摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧が直ちに解除されないため、トルク値が制御されるエンジン１０および第２モータ／ゼネレータ３０を除いた残りの構成要素は同一の作動状態を維持する。したがって、Ｓｔｅｐ１の説明と同一の作動状態を維持する構成要素に対する重複説明は省略する。
エンジン１０のトルク値は、エンジン１０が受ける摩擦トルクと同一の値で制御される。したがって、自動車は等速度に運行される。
第２モータ／ゼネレータ３０のトルク値は、０に制御される。
【００２５】
次に、Ｓｔｅｐ３−１およびＳｔｅｐ３−２が順次実行されるＳｔｅｐ３での前記構成要素の作動状態を詳細に説明する。
Ｓｔｅｐ３−１は、変速レバーがＰまたはＮに位置した後、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧が解除される段階を示す。前述した通り、運行中変速レバーはＮにのみ位置することができる。
変速レバーがＮに位置し、駆動源のトルクが制御される段階を経ると、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧に対する制御が行われる。
【００２６】
変速機５５目標出力モード（ｔａｒｇｅｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）は、エンジン１０の回転速度と関係ない変速機５５の作動状態を有する。即ち、変速機５５目標出力モード（ｔａｒｇｅｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）は、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧が完全に解除された変速機５５の作動状態となる。しかし、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧は徐々に解除されるため、前記作動油圧が完全に解除される前まで変速機５５の実際出力モード（ｃｕｒｒｅｎｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）を維持する。即ち、変速機５５は、現在摩擦要素の結合または解除状態に応じてエンジン１０の回転速度を変化させて出力する。
【００２７】
エンジン１０のトルクは、０に制御される。また、エンジン１０は、アイドル（ｉｄｌｅ）制御され、自動車の速度変化に影響を与えない。図２では、エンジン１０のこのような状態をスピードモード（ｓｐｅｅｄｍｏｄｅ）と称する。
エンジンがアイドル制御され、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧が解除されると、第１モータ／ゼネレータ２０は第２リングギヤＲ２の速度を制御する。ここで、中立ギヤ段変速以前の変速段が、第２ブレーキＢＫ２により第２リングギヤＲ２が拘束されて相対的に低い出力速度（ｏｕｔｐｕｔ ｓｐｅｅｄ）を実現する変速段であった場合、第１モータ／ゼネレータ２０は第２リングギヤＲ２の速度を０に制御する。
【００２８】
また、中立ギヤ段変速以前の変速段が、第２リングギヤＲ２が第２ブレーキＢＫ２から解除されて相対的に高い出力速度（ｏｕｔｐｕｔ ｓｐｅｅｄ）を実現する変速段であった場合、第１モータ／ゼネレータ２０は第２リングギヤＲ２の速度をエンジン１０と同一の速度に制御する。第１モータ／ゼネレータ２０の回転速度で第１リングギヤＲ１が回転され、エンジン１０の回転速度で第１遊星キャリアＰＣ１が回転されることによって、第１サンギヤＳ１の回転速度が決められ、第１サンギヤＳ１と連結されて同一の速度で回転する第２サンギヤＳ２により第２リングギヤＲ２の回転速度が決められることによって、第２リングギヤＲ２の速度制御が行われる。即ち、第２リングギヤＲ２の回転速度は、第１モータ／ゼネレータ２０のトルク値制御により一定の速度に制御される。
【００２９】
第２モータ／ゼネレータ３０のトルク値は、０である状態を維持するように制御される。
この時、前述した通り、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧は徐々に０となる。
Ｓｔｅｐ３−２は、変速レバーがＰまたはＮに位置した後、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧が完全に解除された段階を示す。即ち、Ｓｔｅｐ３−２は、Ｓｔｅｐ３−１から摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧に対する制御が行われて前記作動油圧が０となった状態である。
【００３０】
目標出力モード（ｔａｒｇｅｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）は、Ｓｔｅｐ３−１のようにエンジン１０の回転速度と関係ない変速機の作動状態を有する。また、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧が完全に解除されたため、変速機５５の実際出力モード（ｃｕｒｒｅｎｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）もエンジン１０の回転速度により影響を受けない。したがって、目標出力モードと実際出力モードは同一になる。
エンジン１０は、駆動軸との物理的な結合が完全に解除され、トルクが０である状態を維持するように制御される。即ち、エンジン１０は、自動車の速度変化に影響を与えないようにアイドル（ｉｄｌｅ）制御されるスピードモードを維持する。
【００３１】
第１モータ／ゼネレータ２０は、Ｓｔｅｐ３−１のように第２リングギヤＲ２の速度を制御する。したがって、Ｓｔｅｐ３−１と同一に制御される第２リングギヤＲ２に対する重複説明は省略する。このような、Ｓｔｅｐ３以後に行われる第２リングギヤＲ２の速度制御は、中立ギヤ段から他の変速段へ再変速を遂行する時、作動要素両端の速度が一致するようにして摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の油圧制御を容易にするためである。
第２モータ／ゼネレータ３０のトルク値は、０である状態を維持するように制御される。
この時、前述した通り、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧は完全に０となる。
【００３２】
次に、Ｓｔｅｐ４での前記構成要素の作動状態を詳細に説明する。
Ｓｔｅｐ４では、第２モータ／ゼネレータＭＧ２を除いた他の構成要素の作動状態はＳｔｅｐ３−２と同一であるため、重複説明は省略する。
Ｓｔｅｐ４で、第２モータ／ゼネレータＭＧ２は、エンジン１０によるバッテリー４０の充電が行われ得るトルク値を有するように制御される。即ち、Ｓｔｅｐ１からＳｔｅｐ３までの過程を通じて中立ギヤ段への切替が完了した後、アイドル制御されるエンジン１０の速度が安定化すると、第２モータ／ゼネレータＭＧ２が充電トルクで逆駆動され、エンジン１０のアイドル回転力により発電機として作動してバッテリー４０の充電が行われる。
【００３３】
次に、図３を参照して各構成要素の制御ユニットを説明する。
図３は、本発明の実施例による制御ユニットと構成要素との間の関係を示すブロック図である。
本発明の実施例によるハイブリッド自動車の変速システムは、複数の制御ユニットを備える。また、前記複数の制御ユニットは図２で説明された各構成要素の制御を行う。
前記複数の制御ユニットは、中央制御ユニット６０、エンジン制御ユニット７０、モータ制御ユニット９０および変速機制御ユニット８０を含む。
【００３４】
中央制御ユニット６０は、ハイブリッド自動車のメインコンピュータ（ＨＣＵ：ｈｙｂｒｉｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）として、エンジン制御ユニット７０、モータ制御ユニット９０および変速機制御ユニット８０などを制御する。また、中央制御ユニット６０は、エンジン制御ユニット７０、モータ制御ユニット９０および変速機制御ユニット８０などからエンジン１０、第１、２モータ／ゼネレータ２０、３０および変速機５５の状況を伝達される。
エンジン制御ユニット７０は、中央制御ユニット６０から信号を伝達されてエンジン１０を制御する。即ち、本発明の実施例でエンジン制御ユニット７０は、中央制御ユニット６０から状況に応じて要求されるエンジン１０のトルクおよびモードに対する命令を伝達されてエンジン１０の制御を行う。
【００３５】
モータ制御ユニット９０は、中央制御ユニット６０から信号を伝達されてモータの制御を行う。即ち、本発明の実施例でモータ制御ユニット９０は、中央制御ユニット６０から状況に応じて要求される第１、２モータ／ゼネレータ２０、３０のトルクに対する命令を伝達されて第１、２モータ／ゼネレータ２０、３０の制御を行う。
変速機制御ユニット８０は、中央制御ユニット６０から信号を伝達されて変速機５５の制御を行う。即ち、本発明の実施例で変速機制御ユニット８０は、中央制御ユニット６０から状況に応じて要求される変速機５５のモードに対する命令を伝達されて変速機５５の制御を行う。また、変速機制御ユニット８０は、変速機５５の実際出力モード（ｃｕｒｒｅｎｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）を中央制御ユニット６０に伝達する。ここで、前記変速機５５は、図１のパワートレインで構成された変速機５５である。
複数の制御ユニット６０、７０、８０、９０が互いにやりとりする信号は電気的な信号であってもよい。
【００３６】
図４は、本発明の実施例によるハイブリッド自動車の変速システム制御方法のフローチャートである。
図４に示すように、自動車が運行状態である場合、中央制御ユニット６０は、各制御ユニット７０、８０、９０あるいは別の検出器（図示せず）から伝達された信号に基づいて変速レバー（図示せず）の位置を判断する（Ｓ１１０）。また、中央制御ユニット６０は、変速レバーの位置を判断すると同時に中立ギヤ段への変速条件が満たされたか判断する。
変速レバーがＰまたはＮに位置していないと判断された場合、中央制御ユニット６０は変速レバーの位置を再判断する（Ｓ１１０）。
【００３７】
変速レバーがＰまたはＮに位置していると判断された場合、エンジン制御ユニット７０は中央制御ユニット６０から信号を伝達されてエンジン１０のトルクを摩擦トルクと同一に制御する（Ｓ１２０）。また、モータ制御ユニット９０は第２モータ／ゼネレータ３０のトルクを０に制御する（Ｓ１２０）。即ち、エンジン１０および第２モータモータ／ゼネレータ３０にそれぞれ設定値以下のトルクのみが伝達されるように制御する。このようなトルク制御にはローパスフィルター（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ、ＬＰＦ）制御が使用される。ＬＰＦ制御は当業者によく知られているため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００３８】
その後、中央制御ユニット６０は、エンジン制御ユニット７０およびモータ制御ユニット９０からエンジン１０および第２モータ／ゼネレータ３０の状況に対するそれぞれの信号を伝達されてエンジン１０のトルクが摩擦トルクと同一であり、第２モータ／ゼネレータ３０のトルクが０であるか判断する（Ｓ１３０）。
エンジン１０のトルクが摩擦トルクと同一でない場合や、第２モータ／ゼネレータ３０のトルクが０でないと判断された場合にＳ１２０段階に戻る。
エンジン１０のトルクが摩擦トルクと同一であり、第２モータ／ゼネレータ３０のトルクが０であると判断された場合、摩擦要素に伝達される作動油圧を０に制御する（Ｓ１４０）。即ち、各摩擦要素は結合状態から解除状態に切替される。このような摩擦要素の解除は油圧の供給を徐々に遮断することによって変速時の衝撃を最少にしながら徐々に進行される。
【００３９】
その後、中央制御ユニット６０は、変速機５５の中立ギヤ段切替が完了し、エンジン１０の速度が安定化されたか判断する（Ｓ１５０）。前記の判断は中央制御ユニット６０が変速機制御ユニット８０から変速機５５の実際出力モード（ｃｕｒｒｅｎｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）を伝達され、エンジン制御ユニット７０からアイドル（ｉｄｌｅ）制御されるエンジン１０の速度を伝達されることによって行われる。即ち、エンジン１０がアイドル速度で回転し、エンジンの速度変化が設定された範囲内である場合、エンジン１０が安定化されたと判断される。
【００４０】
変速機５５が中立ギヤ段へ切替が完了しない場合やエンジン１０のアイドル（ｉｄｌｅ）速度が安定化されていないと判断された場合、Ｓ１４０段階に戻る。
変速機５５の中立ギヤ段切替が完了し、エンジン１０の速度が安定化されたと判断される場合、モータ制御ユニット９０は第２モータ／ゼネレータ３０が充電トルクを有するように作動させる（Ｓ１６０）。第２モータ／ゼネレータ３０が充電トルクで作動されると、エンジン１０のアイドル回転力によりバッテリー４０が充電される。
前述したように本発明の実施例によれば、エンジンと第２モータ／ゼネレータのトルクおよび摩擦要素の油圧による衝撃を防止することができる。したがって、自動車の運行中に中立ギヤ段へ変速時に変速衝撃を最少化することが可能である。
【００４１】
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００４２】
１０ エンジン
２０ 第１モータ／ゼネレータ
３０ 第２モータ／ゼネレータ
４０ バッテリー
５０ 変速機ケース
５５ 変速機
６０ 中央制御ユニット
７０ エンジン制御ユニット
８０ 変速機制御ユニット
９０ モータ制御ユニット
ＰＧ１ 第１遊星ギヤセット
Ｓ１ 第１サンギヤ
ＰＣ１ 第１遊星キャリア
Ｒ１ 第１リングギヤ
ＰＧ２ 第２遊星ギヤセット
Ｓ２ 第２サンギヤ
ＰＣ２ 第２遊星キャリア
Ｒ２ 第２リングギヤ
ＣＬ１ 摩擦要素、 第１クラッチ
ＣＬ２ 摩擦要素、 第２クラッチ
ＢＫ１ 摩擦要素、 第１ブレーキ
ＢＫ２ 摩擦要素、 第２ブレーキ
ＩＳ１ 第１入力軸
ＩＳ２ 第２入力軸
ＩＳ３ 第３入力軸
ＯＳ 出力軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車の変速システム制御方法に係り、より詳しくは、中立ギヤ段へ変速時に運転性を向上させることができるハイブリッド自動車の変速システム制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近はエネルギーの枯渇と環境汚染問題によりハイブリッド自動車と電気自動車などの親環境自動車が注目されていている。前記親環境自動車はバッテリーの電力を利用して駆動力を発生させるモータを備え、ハイブリッド自動車は駆動源としてモータとエンジンを備える。その中で始動モータ（ｓｔａｒｔｉｎｇ ｍｏｔｏｒ）を別に備えるハイブリッド自動車では、始動モータ、駆動モーターおよびエンジンが少なくとも一つ以上の遊星ギヤセットおよび複数の摩擦部材と連結されてパワートレインが構成される。また、遊星ギヤセットおよび摩擦部材の連結構造により複数の変速モードが実現される。ここで、始動モータはクランク軸を回転させてエンジンの始動を遂行するモータを言い、駆動モーターは直接的に自動車の走行を遂行するモータを言う。
【０００３】
ハイブリッド自動車に主に使用される変速機としては、無段変速機または自動変速機がある。無段変速機または自動変速機の場合、中立ギヤ段は、Ｐ（ｐａｒｋｉｎｇ）およびＮ（ｎｅｕｔｒａｌ）段のように駆動源と駆動軸が物理的に切り離されて駆動源のトルクが駆動軸に伝達されない状態を言う。また、駆動源と駆動軸はブレーキあるいはクラッチのような摩擦要素が解除されることによって物理的に切り離される。
このようなハイブリッド自動車の中立ギヤ段へ変速時、エンジンとモータのトルクおよび摩擦要素の油圧により変速衝撃の発生することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６１１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は前記問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、中立ギヤ段へ変速時に変速衝撃を最小にすることができるハイブリッド自動車の変速システム制御方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、自動車の運転性を向上させ、ひいては顧客満足度を高めることができるハイブリッド自動車の変速システム制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の実施例によるハイブリッド自動車の変速システム制御方法は、一つ以上の遊星ギヤセットおよび複数の摩擦要素から構成された変速機、エンジンと第１、２モータ／ゼネレータを含む駆動源、前記第１、２モータ／ゼネレータに動力を提供するバッテリー、および前記変速機と駆動源の作動を制御する少なくとも一つ以上の制御ユニットを含むハイブリッド自動車の変速システムにおいて、運行中に変速レバーが中立ギヤ段に位置するか判断する段階、変速レバーが中立ギヤ段に位置する場合、前記エンジンのトルクを摩擦トルクと一致させ、前記第２モータ／ゼネレータのトルクを０となるようにする段階、および、エンジントルクが摩擦トルクと一致し、第２モータ／ゼネレータのトルクが０となる場合、前記摩擦要素の作動油圧を０とする段階、を含むことを特徴とする。
【０００７】
前記制御方法は、前記変速機が中立ギヤ段であり、前記エンジンの速度が安定化されたか判断する段階、および、前記変速機が中立ギヤ段であり、前記エンジンの速度が安定化された場合、前記第２モータ／ゼネレータのトルクを充電トルクで制御する段階、をさらに含むことを特徴とする。
【０００８】
前記第１モータ／ゼネレータは、始動モータであることを特徴とする。
【０００９】
前記エンジンのトルクを摩擦トルクと一致させ、前記第２モータ／ゼネレータのトルクを０となるようにする段階は、ローパスフィルター制御により行われることを特徴とする。
【００１０】
前記第２モータ／ゼネレータのトルクを充電トルクで制御する場合、前記エンジンのアイドル回転力によりバッテリーが充電されることを特徴とする。
【００１１】
前記少なくとも一つ以上の制御ユニットは、他の制御ユニットを総括的に制御する中央制御ユニット、前記中央制御ユニットからエンジントルク目標値を伝達されてエンジンを制御するエンジン制御ユニット、前記中央制御ユニットからモータトルク目標値を伝達されて第１、２モータ／ゼネレータを制御するモータ制御ユニット、および、前記中央制御ユニットから要求される変速モードを伝達されて前記変速機の変速モードを変更し、前記中央制御ユニットに現在の変速モードを伝達する変速機制御ユニット、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、エンジンと第２モータ／ゼネレータのトルクおよび摩擦要素の油圧による衝撃を防止することができ、中立ギヤ段へ変速時に変速衝撃を最少にすることが可能である。
また、中立ギヤ段へ変速時に変速衝撃を最少にすることによって自動車の運転性を向上させ、ひいては顧客満足度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例によるハイブリッド自動車の変速システムのパワートレイン構成図である。
【図２】本発明の実施例による構成要素の段階別制御線図である。
【図３】本発明の実施例による制御ユニットと構成要素との間の関係を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例によるハイブリッド自動車の変速システム制御方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例によるハイブリッド自動車の変速システムのパワートレイン構成図である。
図１に示す通り、本発明の実施例によるハイブリッド自動車のパワートレインは、エンジン１０、第１モータ／ゼネレータ２０、第２モータ／ゼネレータ３０、第１、２、３入力軸ＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３、出力軸ＯＳ、第１、２遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２を含む。
【００１５】
エンジン１０は、第１入力軸ＩＳ１に動力を伝達する。
第１モータ／ゼネレータ２０は、第３入力軸ＩＳ３に動力を伝達する。ここで、第１モータ／ゼネレータ２０は、エンジン１０に動力を伝達してエンジン１０を始動させる始動モータであってもよい。
第２モータ／ゼネレータ３０は、第２入力軸ＩＳ２に動力を伝達する。
第１モータ／ゼネレータ２０および第２モータ／ゼネレータ３０は、バッテリー４０から電源を伝達されて作動して動力を生成する。
第１入力軸ＩＳ１は、エンジン１０の選択的な作動により伝達された動力を第１遊星ギヤセットＰＧ１に伝達する。
第２入力軸ＩＳ２は、第２モータ／ゼネレータ３０の選択的な作動により伝達された動力を第２遊星ギヤセットＰＧ２に伝達する。
第３入力軸ＩＳ３は、第１モータ／ゼネレータ２０の選択的な作動により伝達された動力を第１遊星ギヤセットＰＧ１に伝達する。
出力軸ＯＳは、パワートレインから動力を出力する。
【００１６】
第１遊星ギヤセットＰＧ１は、第１サンギヤＳ１、第１遊星キャリアＰＣ１、および第１リングギヤＲ１をその作動部材として含むシングルピニオン遊星ギヤセットである。第１遊星キャリアＰＣ１は、第１サンギヤＳ１および第１リングギヤＲ１にギヤ結合するピニオンギヤ（図示せず）と連結されて回転する。
第２遊星ギヤセットＰＧ２は、第２サンギヤＳ２、第２遊星キャリアＰＣ２、および第２リングギヤＲ２をその作動部材として含むシングルピニオン遊星ギヤセットである。第２遊星キャリアＰＣ２は、第２サンギヤＳ２および第２リングギヤＲ２にギヤ結合するピニオンギヤ（図示せず）と連結されて回転する。
第１遊星ギヤセットＰＧ１および第２遊星ギヤセットＰＧ２は、同一軸線上に配置されてもよい。
【００１７】
第１サンギヤＳ１および第２サンギヤＳ２は、第２モータ／ゼネレータ３０に固定連結される。
第１遊星キャリアＰＣ１は、エンジン１０に固定連結され、第１リングギヤＲ１に選択的に連結され、第２リングギヤＲ２に選択的に連結される。第１遊星キャリアＰＣ１と第１リングギヤＲ１の連結は前述したピニオンギヤの結合を通じた連結とは別に二つの作動部材を一体に回転させるための回転軸の連結を意味する。
第１リングギヤＲ１は、第１モータ／ゼネレータ２０に固定連結され、変速機ケース５０に選択的に連結される。
【００１８】
第２リングギヤＲ２は、変速機ケース５０に選択的に連結される。
第２遊星キャリアＰＣ２は、出力軸ＯＳに固定連結される。
また、本発明の実施例によるハイブリッド自動車のパワートレインは、第１、２遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２の各作動部材を選択的に相互連結させ、変速機ケース５０に連結させる複数の摩擦部材ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２を含む。
第１クラッチＣＬ１は、第１遊星キャリアＰＣ１を第１リングギヤＲ１に選択的に連結させ、第２クラッチＣＬ２は、第１遊星キャリアＰＣ１を第２リングギヤＲ２に選択的に連結させる。
第１ブレーキＢＫ１は、第１リングギヤＲ１を変速機ケース５０に選択的に連結させ、第２ブレーキＢＫ２は、第２リングギヤＲ２を変速機ケース５０に選択的に連結させる。
【００１９】
図２は、本発明の実施例による構成要素の段階別制御線図である。
図２により、本発明の実施例によるハイブリッド自動車の変速システム制御方法をＳｔｅｐ１からＳｔｅｐ４まで大きく４段階に分けて各構成要素別に説明する。変速システムは、エンジン１０、図１のように構成された変速機５５、第１、２モータ／ゼネレータ２０、３０および摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２を含む。一方、図２では変速機５５をＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎの略字であるＴＭで表示した。
【００２０】
駆動源１０、２０、３０の回転速度が入力軸ＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３を通じて変速機５５に伝達されると、変速機５５の出力値は摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２が結合または解除された状態に応じて出力軸ＯＳに伝達される回転速度を言う。
変速機目標出力モード（ｔａｒｇｅｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）は、変速機５５の目標出力値を得るために要求される変速機５５の作動状態を意味し、変速機５５実際出力モード（ｃｕｒｒｅｎｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）は変速機５５の現在作動状態を意味する。
【００２１】
次に、Ｓｔｅｐ１での前記構成要素の作動状態を詳細に説明する。
Ｓｔｅｐ１は、変速レバー（ｓｈｉｆｔ ｌｅｖｅｒ）がＤ（ｄｒｉｖｅ）に位置した段階を示す。
変速レバーがＤに位置する場合、駆動源と駆動軸が物理的に結合して駆動源のトルクが駆動軸に伝達される。ここで、前記駆動源は、エンジン１０および第１、２モータ／ゼネレータ２０、３０を含む。
変速機５５の目標出力モード（ｔａｒｇｅｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）は、エンジン１０の回転速度を目標出力値に変化させる摩擦要素の結合または解除が要求される。また、変速機５５の実際出力モード（ｃｕｒｒｅｎｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）では、現在摩擦要素の結合または解除状態に応じてエンジン１０の回転速度を変化させて出力する。即ち、変速機５５の目標出力モードおよび実際出力モードは全てエンジン１０の回転速度を入力され、変化した速度を出力する変速機５５の作動状態となる。
【００２２】
エンジン１０は、設定されたトルク値を出力し、駆動軸と物理的に結合して回転力を駆動軸に伝達するトルクモードとして作動する。ここで、エンジン１０の設定されたトルク値は自動車を加速させ得る程度に十分に大きい値であってもよい。
第１モータ／ゼネレータ２０は、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の選択的な結合によりエンジンの速度を制御する。
第２モータ／ゼネレータ３０は、設定されたトルク値を出力する。
この時、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２中の作動される摩擦要素の作動油圧は最大となる。
【００２３】
次に、Ｓｔｅｐ２での前記構成要素の作動状態を詳細に説明する。
Ｓｔｅｐ２は、変速レバーがＰ（ｐａｒｋｉｎｇ）またはＮ（ｎｅｕｔｒａｌ）に位置した段階を示す。ここでは中立ギヤ段をＰまたはＮで表現したが、運行中には変速レバーをＰに位置させることができず、Ｎにのみ位置させることができる。
Ｓｔｅｐ１のような走行中変速レバーがＮに位置する場合、駆動源と駆動軸が物理的に離れて駆動源のトルクが駆動軸に伝達されない状態に切替が始まる。前記の切替過程で変速衝撃を最少にするために摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧は直ちに「０」に減少されず、駆動源のトルクが制御される段階を経ながら徐々に減少される。
【００２４】
摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧が直ちに解除されないため、トルク値が制御されるエンジン１０および第２モータ／ゼネレータ３０を除いた残りの構成要素は同一の作動状態を維持する。したがって、Ｓｔｅｐ１の説明と同一の作動状態を維持する構成要素に対する重複説明は省略する。
エンジン１０のトルク値は、エンジン１０が受ける摩擦トルクと同一の値で制御される。したがって、自動車は等速度に運行される。
第２モータ／ゼネレータ３０のトルク値は、０に制御される。
【００２５】
次に、Ｓｔｅｐ３−１およびＳｔｅｐ３−２が順次実行されるＳｔｅｐ３での前記構成要素の作動状態を詳細に説明する。
Ｓｔｅｐ３−１は、変速レバーがＰまたはＮに位置した後、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧が解除される段階を示す。前述した通り、運行中変速レバーはＮにのみ位置することができる。
変速レバーがＮに位置し、駆動源のトルクが制御される段階を経ると、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧に対する制御が行われる。
【００２６】
変速機５５目標出力モード（ｔａｒｇｅｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）は、エンジン１０の回転速度と関係ない変速機５５の作動状態を有する。即ち、変速機５５目標出力モード（ｔａｒｇｅｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）は、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧が完全に解除された変速機５５の作動状態となる。しかし、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧は徐々に解除されるため、前記作動油圧が完全に解除される前まで変速機５５の実際出力モード（ｃｕｒｒｅｎｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）を維持する。即ち、変速機５５は、現在摩擦要素の結合または解除状態に応じてエンジン１０の回転速度を変化させて出力する。
【００２７】
エンジン１０のトルクは、０に制御される。また、エンジン１０は、アイドル（ｉｄｌｅ）制御され、自動車の速度変化に影響を与えない。図２では、エンジン１０のこのような状態をスピードモード（ｓｐｅｅｄｍｏｄｅ）と称する。
エンジンがアイドル制御され、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧が解除されると、第１モータ／ゼネレータ２０は第２リングギヤＲ２の速度を制御する。ここで、中立ギヤ段変速以前の変速段が、第２ブレーキＢＫ２により第２リングギヤＲ２が拘束されて相対的に低い出力速度（ｏｕｔｐｕｔ ｓｐｅｅｄ）を実現する変速段であった場合、第１モータ／ゼネレータ２０は第２リングギヤＲ２の速度を０に制御する。
【００２８】
また、中立ギヤ段変速以前の変速段が、第２リングギヤＲ２が第２ブレーキＢＫ２から解除されて相対的に高い出力速度（ｏｕｔｐｕｔ ｓｐｅｅｄ）を実現する変速段であった場合、第１モータ／ゼネレータ２０は第２リングギヤＲ２の速度をエンジン１０と同一の速度に制御する。第１モータ／ゼネレータ２０の回転速度で第１リングギヤＲ１が回転され、エンジン１０の回転速度で第１遊星キャリアＰＣ１が回転されることによって、第１サンギヤＳ１の回転速度が決められ、第１サンギヤＳ１と連結されて同一の速度で回転する第２サンギヤＳ２により第２リングギヤＲ２の回転速度が決められることによって、第２リングギヤＲ２の速度制御が行われる。即ち、第２リングギヤＲ２の回転速度は、第１モータ／ゼネレータ２０のトルク値制御により一定の速度に制御される。
【００２９】
第２モータ／ゼネレータ３０のトルク値は、０である状態を維持するように制御される。
この時、前述した通り、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧は徐々に０となる。
Ｓｔｅｐ３−２は、変速レバーがＰまたはＮに位置した後、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧が完全に解除された段階を示す。即ち、Ｓｔｅｐ３−２は、Ｓｔｅｐ３−１から摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧に対する制御が行われて前記作動油圧が０となった状態である。
【００３０】
目標出力モード（ｔａｒｇｅｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）は、Ｓｔｅｐ３−１のようにエンジン１０の回転速度と関係ない変速機の作動状態を有する。また、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧が完全に解除されたため、変速機５５の実際出力モード（ｃｕｒｒｅｎｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）もエンジン１０の回転速度により影響を受けない。したがって、目標出力モードと実際出力モードは同一になる。
エンジン１０は、駆動軸との物理的な結合が完全に解除され、トルクが０である状態を維持するように制御される。即ち、エンジン１０は、自動車の速度変化に影響を与えないようにアイドル（ｉｄｌｅ）制御されるスピードモードを維持する。
【００３１】
第１モータ／ゼネレータ２０は、Ｓｔｅｐ３−１のように第２リングギヤＲ２の速度を制御する。したがって、Ｓｔｅｐ３−１と同一に制御される第２リングギヤＲ２に対する重複説明は省略する。このような、Ｓｔｅｐ３以後に行われる第２リングギヤＲ２の速度制御は、中立ギヤ段から他の変速段へ再変速を遂行する時、作動要素両端の速度が一致するようにして摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の油圧制御を容易にするためである。
第２モータ／ゼネレータ３０のトルク値は、０である状態を維持するように制御される。
この時、前述した通り、摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＫ１、ＢＫ２の作動油圧は完全に０となる。
【００３２】
次に、Ｓｔｅｐ４での前記構成要素の作動状態を詳細に説明する。
Ｓｔｅｐ４では、第２モータ／ゼネレータＭＧ２を除いた他の構成要素の作動状態はＳｔｅｐ３−２と同一であるため、重複説明は省略する。
Ｓｔｅｐ４で、第２モータ／ゼネレータＭＧ２は、エンジン１０によるバッテリー４０の充電が行われ得るトルク値を有するように制御される。即ち、Ｓｔｅｐ１からＳｔｅｐ３までの過程を通じて中立ギヤ段への切替が完了した後、アイドル制御されるエンジン１０の速度が安定化すると、第２モータ／ゼネレータＭＧ２が充電トルクで逆駆動され、エンジン１０のアイドル回転力により発電機として作動してバッテリー４０の充電が行われる。
【００３３】
次に、図３を参照して各構成要素の制御ユニットを説明する。
図３は、本発明の実施例による制御ユニットと構成要素との間の関係を示すブロック図である。
本発明の実施例によるハイブリッド自動車の変速システムは、複数の制御ユニットを備える。また、前記複数の制御ユニットは図２で説明された各構成要素の制御を行う。
前記複数の制御ユニットは、中央制御ユニット６０、エンジン制御ユニット７０、モータ制御ユニット９０および変速機制御ユニット８０を含む。
【００３４】
中央制御ユニット６０は、ハイブリッド自動車のメインコンピュータ（ＨＣＵ：ｈｙｂｒｉｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）として、エンジン制御ユニット７０、モータ制御ユニット９０および変速機制御ユニット８０などを制御する。また、中央制御ユニット６０は、エンジン制御ユニット７０、モータ制御ユニット９０および変速機制御ユニット８０などからエンジン１０、第１、２モータ／ゼネレータ２０、３０および変速機５５の状況を伝達される。
エンジン制御ユニット７０は、中央制御ユニット６０から信号を伝達されてエンジン１０を制御する。即ち、本発明の実施例でエンジン制御ユニット７０は、中央制御ユニット６０から状況に応じて要求されるエンジン１０のトルクおよびモードに対する命令を伝達されてエンジン１０の制御を行う。
【００３５】
モータ制御ユニット９０は、中央制御ユニット６０から信号を伝達されてモータの制御を行う。即ち、本発明の実施例でモータ制御ユニット９０は、中央制御ユニット６０から状況に応じて要求される第１、２モータ／ゼネレータ２０、３０のトルクに対する命令を伝達されて第１、２モータ／ゼネレータ２０、３０の制御を行う。
変速機制御ユニット８０は、中央制御ユニット６０から信号を伝達されて変速機５５の制御を行う。即ち、本発明の実施例で変速機制御ユニット８０は、中央制御ユニット６０から状況に応じて要求される変速機５５のモードに対する命令を伝達されて変速機５５の制御を行う。また、変速機制御ユニット８０は、変速機５５の実際出力モード（ｃｕｒｒｅｎｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）を中央制御ユニット６０に伝達する。ここで、前記変速機５５は、図１のパワートレインで構成された変速機５５である。
複数の制御ユニット６０、７０、８０、９０が互いにやりとりする信号は電気的な信号であってもよい。
【００３６】
図４は、本発明の実施例によるハイブリッド自動車の変速システム制御方法のフローチャートである。
図４に示すように、自動車が運行状態である場合、中央制御ユニット６０は、各制御ユニット７０、８０、９０あるいは別の検出器（図示せず）から伝達された信号に基づいて変速レバー（図示せず）の位置を判断する（Ｓ１１０）。また、中央制御ユニット６０は、変速レバーの位置を判断すると同時に中立ギヤ段への変速条件が満たされたか判断する。
変速レバーがＰまたはＮに位置していないと判断された場合、中央制御ユニット６０は変速レバーの位置を再判断する（Ｓ１１０）。
【００３７】
変速レバーがＰまたはＮに位置していると判断された場合、エンジン制御ユニット７０は中央制御ユニット６０から信号を伝達されてエンジン１０のトルクを摩擦トルクと同一に制御する（Ｓ１２０）。また、モータ制御ユニット９０は第２モータ／ゼネレータ３０のトルクを０に制御する（Ｓ１２０）。即ち、エンジン１０および第２モータモータ／ゼネレータ３０にそれぞれ設定値以下のトルクのみが伝達されるように制御する。このようなトルク制御にはローパスフィルター（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ、ＬＰＦ）制御が使用される。ＬＰＦ制御は当業者によく知られているため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００３８】
その後、中央制御ユニット６０は、エンジン制御ユニット７０およびモータ制御ユニット９０からエンジン１０および第２モータ／ゼネレータ３０の状況に対するそれぞれの信号を伝達されてエンジン１０のトルクが摩擦トルクと同一であり、第２モータ／ゼネレータ３０のトルクが０であるか判断する（Ｓ１３０）。
エンジン１０のトルクが摩擦トルクと同一でない場合や、第２モータ／ゼネレータ３０のトルクが０でないと判断された場合にＳ１２０段階に戻る。
エンジン１０のトルクが摩擦トルクと同一であり、第２モータ／ゼネレータ３０のトルクが０であると判断された場合、摩擦要素に伝達される作動油圧を０に制御する（Ｓ１４０）。即ち、各摩擦要素は結合状態から解除状態に切替される。このような摩擦要素の解除は油圧の供給を徐々に遮断することによって変速時の衝撃を最少にしながら徐々に進行される。
【００３９】
その後、中央制御ユニット６０は、変速機５５の中立ギヤ段切替が完了し、エンジン１０の速度が安定化されたか判断する（Ｓ１５０）。前記の判断は中央制御ユニット６０が変速機制御ユニット８０から変速機５５の実際出力モード（ｃｕｒｒｅｎｔ ＴＭ ｍｏｄｅ）を伝達され、エンジン制御ユニット７０からアイドル（ｉｄｌｅ）制御されるエンジン１０の速度を伝達されることによって行われる。即ち、エンジン１０がアイドル速度で回転し、エンジンの速度変化が設定された範囲内である場合、エンジン１０が安定化されたと判断される。
【００４０】
変速機５５が中立ギヤ段へ切替が完了しない場合やエンジン１０のアイドル（ｉｄｌｅ）速度が安定化されていないと判断された場合、Ｓ１４０段階に戻る。
変速機５５の中立ギヤ段切替が完了し、エンジン１０の速度が安定化されたと判断される場合、モータ制御ユニット９０は第２モータ／ゼネレータ３０が充電トルクを有するように作動させる（Ｓ１６０）。第２モータ／ゼネレータ３０が充電トルクで作動されると、エンジン１０のアイドル回転力によりバッテリー４０が充電される。
前述したように本発明の実施例によれば、エンジンと第２モータ／ゼネレータのトルクおよび摩擦要素の油圧による衝撃を防止することができる。したがって、自動車の運行中に中立ギヤ段へ変速時に変速衝撃を最少化することが可能である。
【００４１】
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００４２】
１０ エンジン
２０ 第１モータ／ゼネレータ
３０ 第２モータ／ゼネレータ
４０ バッテリー
５０ 変速機ケース
５５ 変速機
６０ 中央制御ユニット
７０ エンジン制御ユニット
８０ 変速機制御ユニット
９０ モータ制御ユニット
ＰＧ１ 第１遊星ギヤセット
Ｓ１ 第１サンギヤ
ＰＣ１ 第１遊星キャリア
Ｒ１ 第１リングギヤ
ＰＧ２ 第２遊星ギヤセット
Ｓ２ 第２サンギヤ
ＰＣ２ 第２遊星キャリア
Ｒ２ 第２リングギヤ
ＣＬ１ 摩擦要素、 第１クラッチ
ＣＬ２ 摩擦要素、 第２クラッチ
ＢＫ１ 摩擦要素、 第１ブレーキ
ＢＫ２ 摩擦要素、 第２ブレーキ
ＩＳ１ 第１入力軸
ＩＳ２ 第２入力軸
ＩＳ３ 第３入力軸
ＯＳ 出力軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つ以上の遊星ギヤセットおよび複数の摩擦要素から構成された変速機、エンジンと第１、２モータ／ゼネレータを含む駆動源、前記第１、２モータ／ゼネレータに動力を提供するバッテリー、および前記変速機と駆動源の作動を制御する少なくとも一つ以上の制御ユニットを含むハイブリッド自動車の変速システムにおいて、
運行中に変速レバーが中立ギヤ段に位置するか判断する段階、
変速レバーが中立ギヤ段に位置する場合、前記エンジンのトルクを摩擦トルクと一致させ、前記第２モータ／ゼネレータのトルクを０となるようにする段階、および、
エンジントルクが摩擦トルクと一致し、第２モータ／ゼネレータのトルクが０となる場合、前記摩擦要素の作動油圧を０とする段階、
を含むことを特徴とするハイブリッド自動車の変速システム制御方法。
【請求項２】
前記制御方法は、
前記変速機が中立ギヤ段であり、前記エンジンの速度が安定化されたか判断する段階、および、
前記変速機が中立ギヤ段であり、前記エンジンの速度が安定化された場合、前記第２モータ／ゼネレータのトルクを充電トルクで制御する段階、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車の変速システム制御方法。
【請求項３】
前記第１モータ／ゼネレータは、始動モータであることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車の変速システム制御方法。
【請求項４】
前記エンジンのトルクを摩擦トルクと一致させ、前記第２モータ／ゼネレータのトルクを０となるようにする段階は、ローパスフィルター制御により行われることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車の変速システム制御方法。
【請求項５】
前記第２モータ／ゼネレータのトルクを充電トルクで制御する場合、前記エンジンのアイドル回転力によりバッテリーが充電されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車の変速システム制御方法。
【請求項６】
前記少なくとも一つ以上の制御ユニットは、
他の制御ユニットを総括的に制御する中央制御ユニット、
前記中央制御ユニットからエンジントルク目標値を伝達されてエンジンを制御するエンジン制御ユニット、
前記中央制御ユニットからモータトルク目標値を伝達されて第１、２モータ／ゼネレータを制御するモータ制御ユニット、および、
前記中央制御ユニットから要求される変速モードを伝達されて前記変速機の変速モードを変更し、前記中央制御ユニットに現在の変速モードを伝達する変速機制御ユニット、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車の変速システム制御方法。
【請求項１】
一つ以上の遊星ギヤセットおよび複数の摩擦要素から構成された変速機、エンジンと第１、２モータ／ゼネレータを含む駆動源、前記第１、２モータ／ゼネレータに動力を提供するバッテリー、および前記変速機と駆動源の作動を制御する少なくとも一つ以上の制御ユニットを含むハイブリッド自動車の変速システムにおいて、
運行中に変速レバーが中立ギヤ段に位置するか判断する段階、
変速レバーが中立ギヤ段に位置する場合、前記エンジンのトルクを摩擦トルクと一致させ、前記第２モータ／ゼネレータのトルクを０となるようにする段階、および、
エンジントルクが摩擦トルクと一致し、第２モータ／ゼネレータのトルクが０となる場合、前記摩擦要素の作動油圧を０とする段階、
を含むことを特徴とするハイブリッド自動車の変速システム制御方法。
【請求項２】
前記制御方法は、
前記変速機が中立ギヤ段であり、前記エンジンの速度が安定化されたか判断する段階、および、
前記変速機が中立ギヤ段であり、前記エンジンの速度が安定化された場合、前記第２モータ／ゼネレータのトルクを充電トルクで制御する段階、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車の変速システム制御方法。
【請求項３】
前記第１モータ／ゼネレータは、始動モータであることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車の変速システム制御方法。
【請求項４】
前記エンジンのトルクを摩擦トルクと一致させ、前記第２モータ／ゼネレータのトルクを０となるようにする段階は、ローパスフィルター制御により行われることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車の変速システム制御方法。
【請求項５】
前記第２モータ／ゼネレータのトルクを充電トルクで制御する場合、前記エンジンのアイドル回転力によりバッテリーが充電されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車の変速システム制御方法。
【請求項６】
前記少なくとも一つ以上の制御ユニットは、
他の制御ユニットを総括的に制御する中央制御ユニット、
前記中央制御ユニットからエンジントルク目標値を伝達されてエンジンを制御するエンジン制御ユニット、
前記中央制御ユニットからモータトルク目標値を伝達されて第１、２モータ／ゼネレータを制御するモータ制御ユニット、および、
前記中央制御ユニットから要求される変速モードを伝達されて前記変速機の変速モードを変更し、前記中央制御ユニットに現在の変速モードを伝達する変速機制御ユニット、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車の変速システム制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−３９９０６（Ｐ２０１３−３９９０６Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５０３２７（Ｐ２０１１−２５０３２７）
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（５９１２５１６３６）現代自動車株式会社 (1,064)
【出願人】（５００５１８０５０）起亞自動車株式会社 (449)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（５９１２５１６３６）現代自動車株式会社 (1,064)
【出願人】（５００５１８０５０）起亞自動車株式会社 (449)
【Ｆターム（参考）】
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