JP6077762B2

JP6077762B2 - ハイブリッド車両用変速機の油圧異常診断および制御方法

Info

Publication number: JP6077762B2
Application number: JP2012133247A
Authority: JP
Inventors: 相ヒョン丁; 鐘ヒョン金; 永哲金; 將美李; 相録宋; 丞宰姜; 李　載　信; 載信李; 學成李; 承基孔
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2032-06-12
Also published as: KR20130065417A; KR101416353B1; CN103161938B; JP2013121819A; DE102012106706A1; US20130150209A1; CN103161938A; US8900096B2

Description

本発明は、ハイブリッド車両用変速機の油圧異常診断および制御方法に関し、より詳細には、ハイブリッド車両用変速機に異物による障害が生じたとき、油圧の異常可否を判断して迅速に異物を除去できるようにするハイブリッド車両用変速機の油圧異常診断および制御方法に関する。

エンジンと、モータジェネレータおよび遊星ギヤ装置を組み合わせて構成されたハイブリッド変速機を搭載したハイブリッド車両は、主に出発および低速区間ではモータのみで駆動する電気車モード走行をし、この後に車両速度が増したときに、変速機を電気可変トランスミッション（ＥＶＴ；ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＶａｒｉａｂｌｅＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）で作用するようにし、エンジンの動力とモータの動力を効率よく用いることができるようにする動力分岐モードで走行することができる。また、車両の動力性能をより高めるために、既存の変速機のように固定段ギヤ比を用いるようにできる。
このような概念に基づくシステムは、アイドルストップ機能と回生制動の極大化、および車両の燃費、動力性能を改善するように開発されている。

しかし、現在の一般的なガソリン車両と同じように、ハイブリッド専用車用変速機も油圧異常発生時に変速衝撃や変速異常現象などが現れるが、このような場合にはリアルタイムで油圧計測が不可能であるため、問題発生時に迅速に診断および対処することができる特別な方法がない。車両変速機については、油圧の異常を検出する装置に提案がある〔例えば、特許文献１、２〕。

従来技術では、問題発生時の変速機アセンブリの油圧性能試験を行って問題現象を再現し、分解後の古品分析によって原因分析および改善を行っていた。従って、従来技術の場合、顧客が運転する最中にこのような問題が発生した場合には即刻診断と対処が不可能であり、その場で変速機分解などが不可能であるため、顧客の安全に深刻な危険を招くようになるという問題がある。

特開２００４−１２５１０４号公報特開２０１０−０７８０２３号公報

上記の問題を解決するためになされた本発明の目的は、ハイブリッド車両用変速機の異常現象を迅速かつ正確に判断することによって運転手が迅速に問題を処理できるように誘導し、これによって運転手の安全性を向上させることができるハイブリッド車両用変速機の油圧異常診断および制御方法を提供することにある。

上記の課題を解決するためになされた本発明は、エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）と、第１モータジェネレータ（ＭＧ１）と、第２モータジェネレータ（ＭＧ２）と、第１差動ギヤ装置（１）と、第２差動ギヤ装置（３）と、出力要素（Ｏｕｔｐｕｔ）と、を有し、第１差動ギヤ装置（１）及び第２差動ギヤ装置（３）は、それぞれ遊星ギヤ装置からなり、第１差動ギヤ装置（１）は、第１サンギヤ（Ｓ１）、第１キャリア（Ｃ１）、および第１リングギヤ（Ｒ１）からなり、第２差動ギヤ装置（３）は、第２サンギヤ（Ｓ２）、第２キャリア（Ｃ２）、および第２リングギヤ（Ｒ２）からなり、第１サンギヤ（Ｓ１）は、第２サンギヤ（Ｓ２）に常に連結し、第１キャリア（Ｃ１）は第２クラッチ（ＣＬ２）を介して第２リングギヤ（Ｒ２）に連結するとともにエンジン（ＥＮＧＩＮＥ）と直接に連結し、第１リングギヤ（Ｒ１）は、第１モータジェネレータ（ＭＧ１）に常に連結し、第２サンギヤ（Ｓ２）は第２モータジェネレータ（ＭＧ２）に常に連結し、第２キャリア（Ｃ２）は、出力要素（Ｏｕｔｐｕｔ）に常に連結し、第２ブレーキ（ＢＫ２）が、第２リングギヤ（Ｒ２）の回転を拘束できるように設置され、第１クラッチ（ＣＬ１）が、第１キャリア（Ｃ１）と第１リングギヤ（Ｒ１）の間を選択的に連結できるように設置され、第１ブレーキ（ＢＫ１）が、第１リングギヤ（Ｒ１）の回転を拘束できるように設置されたハイブリッド車両の電気可変トランスミッションにおいて、第２ブレーキ（ＢＫ２）を解除し。第２クラッチ（ＣＬ２）を締結して第１モードから第２モードに変換するマルチモード電気可変トランスミッションからなるハイブリッド車両用変速機の油圧異常診断および制御方法であって、
前記第１モードから第２モードに変換するか否かを判断する段階と、第２モードに変換する場合、これによって締結したクラッチに油圧が発生するか否かおよび油圧が予め設定された値を超過して発生するか否かを判断する段階と、判断において、クラッチに油圧が発生しなかったりまたは油圧が予め設定された値を超過して発生したりする場合に車両異常として判断する段階と、を含んで構成され、
前記第２モードの第２リングギヤの速度（ω _Ｒ２）が負の値を有し、第２モードの第２モータジェネレータの速度（ω _ＭＧ２）の時間による変化率（傾き）が正の値を有する場合、油圧が発生しないものと判断することを特徴とする。

このとき、第２モードの第２リングギヤの速度（ω_Ｒ２）が負の値を有し、第２モードの第２モータジェネレータの速度（ω_ＭＧ２）の時間による変化率（傾き）が正の値を有する場合、油圧が発生しないものと判断することができる。

また、第２モードの第２リングギヤの速度（ω_Ｒ２）の時間による変化率（傾き）が予め設定された正常基準範囲の最大値（Ａ_{ｃｒｉｔｅｒｉａ−ｍａｘ}）よりも大きく、第２モードの第２モータジェネレータの速度（ω_ＭＧ２）の時間による変化率（傾き）が予め設定された正常基準範囲の最小値（Ｂ_{ｃｒｉｔｅｒｉａ−ｍｉｎ}）よりも小さい場合、油圧が予め設定された値を超過するものと判断することができる。

上記で車両異常と判断する場合、直接制御ソレノイドバルブを強制駆動する段階をさらに含むことができる。
強制駆動後に車両が走行する場合には、車両の異常可否を再判断する段階をさらに含むことができる。そして、その再判断において、車両の異常と判断される場合、電気可変トランスミッションのモードを第１モードに固定する段階をさらに含むことができる。

本発明のハイブリッド車両用変速機の油圧異常診断および制御方法によれば、迅速かつ正確に変速の異常可否を診断し、これによって異物を除去するように制御する。これにより、運転の安全性が向上する。

本発明に係るハイブリッド車両用変速機の油圧異常診断および制御方法のフローチャートである。本発明のハイブリッド車両の構成図である。第１モードと第２モードでハイブリッド車両の各部分の速度を示す図である。正常状態での変速の場合、モード変換時の各部分の速度変化を示す図である。油圧が発生しない場合、モード変換時の各部分の速度変化を示す図である。

以下、本発明のハイブリッド車両用変速機の油圧異常診断および制御方法について、好ましい実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係るハイブリッド車両用変速機の油圧異常診断および制御方法のフローチャートである。図２は、ハイブリッド車両の構成図である。

図１および図２を参照すると、ハイブリッド車両用変速機の油圧異常診断および制御方法は、第１モードと第２モードのマルチモード電気可変トランスミッションからなるハイブリッド車両用変速機の油圧異常診断および制御方法であって、第１モードから第２モードに変換するか否かを判断する段階（Ｓ１０）と、第２モードに変換する場合、第２モードに連結するクラッチに油圧が発生しないか否かおよび油圧が予め設定された値を超過して発生するか否かを判断する段階（Ｓ２０）と、この判断において、クラッチに油圧が発生しなかったりまたは油圧が予め設定された値を超過して発生したりする場合、車両異常として判断する段階（Ｓ３０）と、車両異常として判断する場合、直接制御ソレノイドバルブを強制駆動する段階（Ｓ４０）と、強制駆動後に車両が走行する場合、車両の異常可否を再判断する段階（Ｓ５０）と、再判断において異常として判断された場合、第１モードに固定する段階（Ｓ６０）を含んで構成されている。

まず、ハイブリッド車両用変速機において、ハイブリッド車両の制御部では、第１電気車モードから第２電気車モードに変換するか否かを判断する（Ｓ１０）。

本発明のハイブリッド車両用変速機の油圧異常診断および制御方法に適用されるハイブリッド車両は、第１モード（ＥＶＴ１）と第２モード（ＥＶＴ２）のマルチモード電気可変トランスミッション（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＶａｒｉａｂｌｅＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）で構成される。

本発明に係るハイブリッド車両は、図２に示すように、第１モータジェネレータ（ＭＧ１）と第２モータジェネレータ（ＭＧ２）それぞれに連結する第１差動ギヤ装置１と第２差動ギヤ装置３を有している。

第１差動ギヤ装置１および第２差動ギヤ装置３はそれぞれ遊星ギヤ装置からなり、第１差動ギヤ装置１は第１サンギヤ（Ｓ１）、第１キャリア（Ｃ１）、および第１リングギヤ（Ｒ１）からなり、第２差動ギヤ装置３は第２サンギヤ（Ｓ２）、第２キャリア（Ｃ２）、および第２リングギヤ（Ｒ２）からなっている。
もちろん、第１差動ギヤ装置１と第２差動ギヤ装置３は、遊星ギヤ装置だけでなく、ベベルギヤなどのようなギヤを使用し、少なくともいずれか１つのギヤの回転速度が常に異なる２つのギヤの加重平均速度をなすようにする別のギヤ装置でも実現が可能である。

図２に示すように、第１サンギヤ（Ｓ１）は、第２サンギヤ（Ｓ２）に常に連結し、第１キャリア（Ｃ１）は第２クラッチ（ＣＬ２）を介して第２リングギヤ（Ｒ２）に連結し、エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）と直接に連結する。

第１リングギヤ（Ｒ１）は、第１モータジェネレータ（ＭＧ１）に常に連結し、第２サンギヤ（Ｓ２）は第２モータジェネレータ（ＭＧ２）に常に連結し、第２キャリア（Ｃ２）は出力要素（Ｏｕｔｐｕｔ）に連結する。
第２ブレーキ（ＢＫ２）は、第２リングギヤ（Ｒ２）の回転を拘束できるように設置される。

一方、第１クラッチ（ＣＬ１）は、第１キャリア（Ｃ１）と第１リングギヤ（Ｒ１）の間を選択的に連結できるように設置され、第１ブレーキ（ＢＫ１）は、第１リングギヤ（Ｒ１）の回転を拘束できるように設置される。

このようなハイブリッド車両の電気可変トランスミッションが第１モード（ＥＶＴ１）から第２モード（ＥＶＴ２）に変換する場合には、図２に示す第２ブレーキ（ＢＫ２）を解除して第２クラッチ（ＣＬ２）と締結するようになる。

図３は、第１モードと第２モードでハイブリッド車両の各部分の速度を示す図であり、図４は、正常状態での変速の場合、モード変換時の各部分の速度変化を示す図である。
この過程において、第２リングギヤ（Ｒ２）が第２ブレーキ（ＢＫ２）によって停止された後、第２クラッチ（ＣＬ２）が締結しながらエンジン（ＥＮＧＩＮＥ）と連結してエンジン速度と同期化する。

また、第２モータジェネレータ（ＭＧ２）の速度は、図４に示すように、第１モード（ＥＶＴ１）から第２モード（ＥＶＴ２）に変換しながらゆっくりと減少しなければならない。しかし、異物などによって電気可変トランスミッションの油圧に異常がある場合には、図４に示す正常状態において、第１モード（ＥＶＴ１）から第２モード（ＥＶＴ２）に変換する場合とは異なる速度変化を示すようになり、これを比較すれば異常の発生可否を把握できるようになる。

従って、本発明では、第１モード（ＥＶＴ１）から第２モード（ＥＶＴ２）に変換する場合、図１に示すように、第２クラッチ（ＣＬ２）に油圧が発生しないか否か、および油圧が予め設定された値を超過して発生するか否かを判断することによって異常の発生可否を判断する（Ｓ２０）。

異物の流入による油圧異常は、油圧が発生しない場合（Ｓ２１）と油圧が予め設定された値を超過して過度に大きく発生する場合（Ｓ２２）とに分けてもよい。

正常状態である場合には、第１モード（ＥＶＴ１）から第２モード（ＥＶＴ２）に転換する場合、第２ブレーキ（ＢＫ２）の圧力が解除され、第２クラッチ（ＣＬ２）の締結によって第２リングギヤ（Ｒ２）がエンジンの速度と同期化しなければならない。

しかし、油圧が発生しない場合（Ｓ２１）には、第１モード（ＥＶＴ１）から第２モード（ＥＶＴ２）に転換する場合にも、第２クラッチ（ＣＬ２）に油圧が発生せずに締結圧力がないため、図５に示すように遊星ギヤのレバーが全体的に反対に回転するようになり、第２モータジェネレータ（ＭＧ２）の速度は急激に上昇し、第２リングギヤ（Ｒ２）の速度は逆回転によって負（−）の値を有するようになる。

この後、突然に第２クラッチ（ＣＬ２）に油圧が発生することにより、図５に示すように第２モータジェネレータ（ＭＧ２）の速度が減少し、第２リングギヤ（Ｒ２）とエンジンの速度が同期化すれば車両に変速衝撃が発生するようになる。

油圧が発生しない場合（Ｓ２１）を数式で表現すると、下記数式（１）のように表すことができる。
ハイブリッド車両のマルチモード変速機の場合、一般的なガソリン車両とは異なり、第２モータジェネレータ（ＭＧ２）の速度を計測しているため、数式（１）を利用して第２リングギヤ（Ｒ２）の速度が計算される。

数式（１）において、ω_Ｒ２は図２に示す第２リングギヤ（Ｒ２）の速度、ω_ｏｕｔは出力要素（Ｏｕｔｐｕｔ）の速度、ω_ＭＧ２は第２モータジェネレータ（ＭＧ２）の速度であり、Ｚ_Ｒ２は第２リングギヤの半径または歯数、Ｚ_Ｓ２は第２サンギヤの半径または歯数である。

数式（１）によれば、第２リングギヤ（Ｒ２）の速度（ω_Ｒ２）が負の値であり、第２モータジェネレータ（ＭＧ２）の速度（ω_ＭＧ２）の傾きが正の値である場合に、第２クラッチ（ＣＬ２）に油圧が発生しないものと判断できる。

一方、第２クラッチ（ＣＬ２）に油圧が予め設定された値を超過して過度に発生する場合（Ｓ２２）には、第１モード（ＥＶＴ１）から第２モード（ＥＶＴ２）に変換するとき、図３の正常状態の場合よりも第２モータジェネレータ（ＭＧ２）の速度が急激に減少し、第２リングギヤ（Ｒ２）の速度は急激に上昇し、エンジンの速度と同期化して変速衝撃が発生するようになる。

油圧が予め設定された値を超過して過度に発生する場合（Ｓ２２）を数式で表現すれば、数式（２）のように表すことができる。

数式（２）において、ω_Ｒ２は図２に示す第２リングギヤ（Ｒ２）の速度、ω_ＭＧ２は第２モータジェネレータ（ＭＧ２）の速度であり、Ａ_{ｃｒｉｔｅｒｉａ−ｍａｘ}は予め設定された正常基準範囲の最大値、Ｂ_{ｃｒｉｔｅｒｉａ−ｍｉｎ}は予め設定された正常基準範囲の最小値である。
Ａ_{ｃｒｉｔｅｒｉａ−ｍａｘ}値とＢ_{ｃｒｉｔｅｒｉａ−ｍｉｎ}値は、試験によって決定してもよい。

数式（２）によれば、第２リングギヤの速度（ω_Ｒ２）の傾きが正常基準範囲の最大値（Ａ_{ｃｒｉｔｅｒｉａ−ｍａｘ}）よりも大きく、第２モータジェネレータの速度（ω_ＭＧ２）の傾きが正常基準範囲の最小値（Ｂ_{ｃｒｉｔｅｒｉａ−ｍｉｎ}）よりも小さい場合、油圧が予め設定された値を超過して過度に発生する場合として判断する。

このように油圧が発生しない場合（Ｓ２１）または油圧が予め設定された値を超過して過度に発生する場合（Ｓ２２）と判断されれば、車両の制御部で車両異常として判断し（Ｓ３０）、運転手に異常信号を出し、車両停止後に変速レバーをＮ段に誘導し（Ｓ３１）、Ｎ段かどうかを確認する（Ｓ３２）。

車両異常と判断されて車両のＮ段となる場合、異物を除去するために直接制御ソレノイドバルブをデューティ（Ｄｕｔｙ）０〜１００％まで数回に渡って強制駆動する（Ｓ４０）。直接制御ソレノイドバルブの強制駆動の回数と時間間隔は、原理試験によって決定することができる。

車両の制御部は、強制駆動後に車両が走行する場合、車両の異常状態の有無を再判断する（Ｓ５０）。強制駆動後にも異物が完全に除去されていない場合があるため、車両の制御部では運転手に車両の変速レバーをＤ段で走行するように誘導し、整備所工場に案内する（Ｓ５１）。

この案内過程において、車両の制御部は、油圧が発生しないか否かまたは油圧が予め設定された値を超過して過度に発生するか否かを再び判断する（Ｓ５２）。

この再判断でも異常が発生すると判断される場合、車両の制御部でモードを第１モード（ＥＶＴ１）に固定し、運転手に変速レバーをＤ段にして整備工場に移動するように誘導する（Ｓ６０）。

以上、本発明によるハイブリッド車両用変速機の油圧異常診断および制御方法を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施形態から当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者によって容易に変更され、均等であると認められる範囲のすべての変更を含むものである。

１：第１差動ギヤ装置
３：第２差動ギヤ装置
Ｓ１：サンギヤ
Ｃ１：第１キャリア
Ｒ１：第１リングギヤ
Ｓ２：第２サンギヤ
Ｃ２：第２キャリア
Ｒ２：第２リングギヤ
ＭＧ１：第１モータジェネレータ
ＭＧ２：第２モータジェネレータ
ＢＫ１：第１ブレーキ
ＢＫ２：第２ブレーキ
ＣＬ１：第１クラッチ
ＣＬ２：第２クラッチ
Ｏｕｔｐｕｔ：出力要素

Claims

エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）と、第１モータジェネレータ（ＭＧ１）と、第２モータジェネレータ（ＭＧ２）と、第１差動ギヤ装置（１）と、第２差動ギヤ装置（３）と、出力要素（Ｏｕｔｐｕｔ）と、を有し、
前記第１差動ギヤ装置（１）及び前記第２差動ギヤ装置（３）は、それぞれ遊星ギヤ装置からなり、前記第１差動ギヤ装置（１）は、第１サンギヤ（Ｓ１）、第１キャリア（Ｃ１）、および第１リングギヤ（Ｒ１）からなり、前記第２差動ギヤ装置（３）は、第２サンギヤ（Ｓ２）、第２キャリア（Ｃ２）、および第２リングギヤ（Ｒ２）からなり、
前記第１サンギヤ（Ｓ１）は、前記第２サンギヤ（Ｓ２）に常に連結し、前記第１キャリア（Ｃ１）は第２クラッチ（ＣＬ２）を介して前記第２リングギヤ（Ｒ２）に連結するとともに前記エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）と直接に連結し、
前記第１リングギヤ（Ｒ１）は、前記第１モータジェネレータ（ＭＧ１）に常に連結し、前記第２サンギヤ（Ｓ２）は前記第２モータジェネレータ（ＭＧ２）に常に連結し、前記第２キャリア（Ｃ２）は、前記出力要素（Ｏｕｔｐｕｔ）に常に連結し、
第２ブレーキ（ＢＫ２）が、前記第２リングギヤ（Ｒ２）の回転を拘束できるように設置され、
第１クラッチ（ＣＬ１）が、前記第１キャリア（Ｃ１）と前記第１リングギヤ（Ｒ１）の間を選択的に連結できるように設置され、第１ブレーキ（ＢＫ１）が、前記第１リングギヤ（Ｒ１）の回転を拘束できるように設置されたハイブリッド車両の電気可変トランスミッションにおいて、
前記第２ブレーキ（ＢＫ２）を解除し、前記第２クラッチ（ＣＬ２）を締結して第１モードから第２モードに変換するマルチモード電気可変トランスミッションからなるハイブリッド車両用変速機の油圧異常診断および制御方法であって、
前記第１モードから前記第２モードに変換するか否かを判断する段階と、
前記第２モードに変換する場合、これによって締結したクラッチに油圧が発生するか否かおよび油圧が予め設定された値を超過して発生するか否かを判断する段階と、
前記判断において、前記クラッチに油圧が発生しなかったりまたは油圧が前記予め設定された値を超過して発生したりする場合に車両異常として判断する段階と、
を含んで構成され、
前記第２モードの第２リングギヤの速度（ω_Ｒ２）が負の値を有し、前記第２モードの前記第２モータジェネレータの速度（ω_ＭＧ２）の時間による変化率（傾き）が正の値を有する場合、油圧が発生しないものと判断することを特徴とするハイブリッド車両用変速機の油圧異常診断および制御方法。
前記第２モードの第２リングギヤの速度（ω_Ｒ２）の時間による変化率（傾き）が予め設定された正常基準範囲の最大値（Ａ_{ｃｒｉｔｅｒｉａ−ｍａｘ}）よりも大きく、前記第２モードの第２モータジェネレータの速度（ω_ＭＧ２）の時間による変化率（傾き）が予め設定された正常基準範囲の最小値（Ｂ_{ｃｒｉｔｅｒｉａ−ｍｉｎ}）よりも小さい場合、前記油圧が予め設定された値を超過するものと判断することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両用変速機の油圧異常診断および制御方法。
前記車両異常と判断する場合、直接制御ソレノイドバルブを強制駆動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車両用変速機の油圧異常診断および制御方法。
前記強制駆動後に前記車両が走行する場合、前記車両の異常可否を再判断する段階をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両用変速機の油圧異常診断および制御方法。
前記再判断において、前記車両の異常と判断される場合、前記電気可変トランスミッションのモードを前記第１モードに固定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車両用変速機の油圧異常診断および制御方法。