JP2010538908A - パワートレインを作動するための方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、内燃エンジンと電気モータとを有するハイブリッド駆動部と、当該ハイブリッド駆動部と出力部との間に配置された変速機と、内燃エンジンと電気モータとの間に配置されたクラッチと、を備えた自動車のパワートレインを作動するための方法に関する。電気モータのみが駆動する時、内燃エンジンと電気モータとの間に配置されたクラッチが締結されることによって、内燃エンジンが始動され得る。本発明によれば、電気モータが作動していると共に内燃エンジンが停止していて、電気モータ駆動されている際、牽引力遮断の状況下で、変速機によってシフトのギヤ段切換が実施される場合、当該シフトの当該ギヤ段切換の実施の直後であって、当該シフトの負荷組立の間に、内燃エンジンが、牽引力遮断無く、電気モータによって始動され、その際、内燃エンジンと電気モータとの間に配置されたクラッチが、内燃エンジンを始動するために、部分的な締結によって滑り状態にもたらされて、その後、内燃エンジンと電気モータの間の同期回転数に達する前に、再び完全に開放される、というように開閉制御される。

Description

本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念に従う、少なくとも一つの変速機とハイブリッド駆動部とを備えた自動車のパワートレインを作動するための方法に関する。
自動車のパワートレインの主要な構成要素は、パワーユニットと変速機である。変速機は、回転トルク及び回転数を変換することで、パワーユニットの供給牽引力を変換する。本発明は、少なくとも一つの変速機と、パワーユニットとしてのハイブリッド駆動部と、を備えたパワートレインを作動するための方法に関する。
ＵＳ２００５／０２２１９４７Ａ１から、自動変速機とハイブリッド駆動部とを備えた自動車のパワートレインを作動するためのある方法が知られている。この場合、一方で、ハイブリッド駆動部の内燃エンジンとハイブリッド駆動部の電気モータとの間にクラッチが配置され、他方で、ハイブリッド駆動部の電気モータと自動変速機との間に別のクラッチが配置されている。パワートレインが、ハイブリッド駆動部の電気モータによってのみ駆動される時、当該従来技術では、ハイブリッド駆動部の内燃エンジンが、パワートレインの自動変速機によるアップシフトの実施中にハイブリッド駆動部の内燃エンジンと電気モータとの間に配置されたクラッチが締結されることによって、始動され得る。ＵＳ２００５／０２２１９４７Ａ１によれば、従って、ハイブリッド駆動部の電気モータが、ハイブリッド駆動部の内燃エンジンの始動に役立つ。この場合、内燃エンジンの始動は、ギヤ段切換の実施中に行われ、従って、牽引力遮断の際に行われる。
このような背景の下で、本発明の課題は、変速機とハイブリッド駆動部とを備えたパワートレインを作動するための新しい方法を提供することである。
本課題は、特許請求の範囲の請求項１に記載されたパワートレインを作動するための方法によって解決される。本発明によれば、電気モータが作動していると共に内燃エンジンが停止していて、電気モータ駆動されている際、牽引力遮断の状況下で、変速機によってシフトのギヤ段切換が実施される場合、当該シフトの当該ギヤ段切換の実施の直後であって、当該シフトの負荷増大の間に、内燃エンジンが、牽引力遮断無く、電気モータによって始動される。その際、内燃エンジンと電気モータとの間に配置されたクラッチが、内燃エンジンを始動するために、部分的な締結によって滑り状態にもたらされて、その後、内燃エンジンと電気モータとの間の同期回転数に達する前に、再び完全に開放される、というように開閉制御される。
本発明の概念は、ギヤ段切換の実施の後のシフトの負荷増大の間、従って牽引力遮断の終了後に、電気モータによって内燃エンジンを始動することに基づいている。このため、内燃エンジンの始動により、牽引力遮断が延期されることがない。従って、内燃エンジンの始動により変化するシフトの負荷増大が、運転手にわずらわしさを感じさせることがなく、このことにより、高い快適性を有する内燃エンジンの始動が実現され得る。
とりわけ、内燃エンジンは、比較的高いギヤ比を有するギヤ段から比較的高ギヤ比を有するギヤ段へのアップシフトの負荷増大の間、電気モータによって始動される。
このことは、より低いギヤ比を有するギヤ段に入れられた状態において、内燃エンジンの始動が行われ、このことにより、出力部に作用する慣性モーメントの妨害が、より一層少なくなる、という利点を有する。
本発明の更なる好適な実施の形態は、下位請求項及び以下の説明から明らかである。本発明の各実施の形態は、図面を参照しながら詳細に説明されるが、それらによって本発明が制限される訳ではない。
図１は、本発明方法が適用可能である、自動車のパワートレインの第１の実施の形態の概略図。 図２は、本発明方法が適用可能である、自動車のパワートレインの第２の実施の形態の概略図。 図３は、本発明方法が適用可能である、自動車のパワートレインの第３の実施の形態の概略図。
本発明は、少なくとも一つの変速機とハイブリッド駆動部とを備えた自動車のパワートレインを作動するための方法に関している。ハイブリッド駆動部は、内燃エンジンと電気モータとを有している。図１乃至図３は、本発明方法が適用可能である、自動車のパワートレインの実施の形態の概略図を示している。
図１は、自動車のパワートレイン１の概略図である。図１のパワートレイン１は、内燃エンジン２と電気モータ３とによって形成されたハイブリッド駆動部を備えている。内燃エンジン２と電気モータ３との間に、クラッチ４が接続されている。当該クラッチ４は、パワートレイン１が電気モータ３によってのみ作動される時に、開放される。ハイブリッド駆動部の他に、図１のパワートレイン１は、変速機５を備えている。当該変速機５は、ハイブリッド駆動部から提供される供給牽引力を、パワートレインの出力部６、すなわち、駆動すべきホイール、に向けて変換する。
図２のパワートレイン７では、ハイブリッド駆動部の電気モータ３と変速機５との間に、クラッチ８が接続されている。図３は、他の実施の形態の自動車のパワートレイン９の概略図を示している。図３のパワートレインは、図２のパワートレインに対して、ハイブリッド駆動部の電気モータ３と変速機５との間にクラッチが無くコンバータ装置１０が接続されている点で異なっている。
図１乃至図３によるパワートレインは、クラッチ４の開放の際、ハイブリッド駆動部の電気モータ３によってのみ駆動されるが、所定の運転状況下においては、ハイブリッド駆動部の内燃エンジンを始動することが必要となる可能性がある。
本発明の意義において、電気モータ３が作動していると共に内燃エンジン２が停止していて、（駆動部が）完全に電気モータ駆動されている際、変速機によってシフトが実行される場合、当該シフトのギヤ段切換の実施の直後であって、当該シフトの負荷増大の間に、すなわち牽引力遮断が終了した後に、内燃エンジン２が、牽引力遮断無く、電気モータ３によって始動される。その際、内燃エンジン２と電気モータ３との間に配置されたクラッチ４が、開閉制御される。すなわち、内燃エンジンを始動するために、クラッチ４は、部分的な締結によって滑り状態にもたらされて、その後、内燃エンジン２と電気モータ３との間の同期回転数に達する前に、クラッチ４は、再び完全に開放される。
従って、ギヤ段切換の実施の後であってシフトの負荷増大の間、すなわち、電気モータ３がパワートレインの出力部６に結合される場合に、内燃エンジン２の始動が行われる。
本発明の好適な他の実施の形態によれば、内燃エンジン２は、比較的高いギヤ比を有するギヤ段から比較的低いギヤ比を有するギヤ段へのアップシフトの負荷増大の間に、電気モータ３によって始動される。このことは、比較的低いギヤ比を有するギヤ段が予め入れられている時に内燃エンジン２の始動が行われる、という利点を有している。このことにより、妨害トルクが低減され、出力部に作用する内燃エンジンの慣性モーメントの妨害が、より一層少なくなる。また、内燃エンジン２が、比較的低いギヤ比を有するギヤ段から比較的高いギヤ比を有するギヤ段へのダウンシフトの負荷増大の間に、電気モータ３によって始動することも可能である。
実施されたシフトの負荷増大の間に、電気モータ３によって内燃エンジン２を始動するために、当該電気モータは、牽引力遮断無く、パワートレインの出力部６に結合される。その際、内燃エンジン２を始動するために、電気モータ３の回転数は、内燃エンジン２の始動回転数よりも大きい。
内燃エンジン２を始動した後、当該内燃エンジン２は、当該内燃エンジン２と電気モータ３との間に配置されたクラッチ４の締結によって、その時のパワートレインの出力部６に結合される。その際、パワートレインは、作動している電気モータ３と、作動している内燃エンジン２の双方によって駆動される。
シフトの負荷増大の間における内燃エンジン２の始動の際、内燃エンジン２と電気モータ３との間に配置されたクラッチ４の開閉制御は、以下のように行われる。すなわち、クラッチ４は、最初に、あるポイントまで部分的に締結されて滑り状態にもたらされて、その際、当該クラッチ４によって伝達されるトルクは、内燃エンジン２の始動トルクを超える。
その後、クラッチの部分的な締結位置、および当該クラッチにより伝達されるトルクが、同時に、一定に維持され、その後、クラッチが、内燃エンジン２と電気モータ３との間の同期回転数に達する前に、再び完全に開放される。
本発明の第１の有利な実施の形態によれば、前記したようなクラッチの開閉は、時間に応じて制御されながら行われる。第１の所定の時間間隔において、クラッチ４は、あるポイントまで部分的に締結され、その際、当該クラッチ４は、始動トルクを超えるために必要なトルクを伝達し、その後、第２の所定の時間間隔において、クラッチ４の部分的な締結位置が一定に維持される。その後、第３の所定の時間間隔において、クラッチ４が再び完全に開放される。これらの時間間隔は予め設定され、また適応式に習得され得る。
本発明の方法の第２の有利な実施の形態によれば、内燃エンジン２と電気モータ３との間に配置されたクラッチ４の所定の開閉制御は、シフトの負荷増大の間に内燃エンジン２を始動するために、回転数に応じて制御されながら行う。この場合、クラッチ４は、内燃エンジン２の第１の所定の回転数しきい値が到達されるというポイントまで部分的に締結される。その際には、内燃エンジン２の始動トルクが超えられる。第１の所定の回転数しきい値の到達に続いて、クラッチの到達された部分的な締結位置は、内燃エンジン２の第２の所定の回転数しきい値に到達するまで、一定に維持される。第２の所定の回転数しきい値に到達する際、内燃エンジン２は自立的に始動する、ないし、高く作動する。
その後、クラッチ４は、再び完全に開放される。より詳細には、内燃エンジン２と電気モータ３との間の同期回転数の到達の前に、クラッチ４が完全に開放される。
内燃エンジン２と電気モータ３との間に配置されたクラッチ４の前記した締結の制御とその後の開放の制御の間、シフトの負荷増大の間に内燃エンジン２を始動するために、電気モータ３によって提供されて出力部を永続的に駆動する駆動トルクは、一定に維持される。もっとも、その代わりに、快適性を更に高めるために、電気モータ３によって提供される駆動トルクが、クラッチ４の部分的な締結とその後の開放の間に変更されて、クラッチ４によって内燃エンジン２に伝達されるトルクを補償して、ほぼ一定の駆動トルクを出力部６において補償する、ということが可能である。
１ パワートレイン（駆動トレイン）
２ 内燃エンジン
３ 電気モータ
４ クラッチ
５ 変速機
６ 出力部
７ パワートレイン（駆動トレイン）
８ クラッチ
９ パワートレイン（駆動トレイン）
１０ コンバータ装置

Claims (8)

  1. 内燃エンジンと電気モータとを有するハイブリッド駆動部と、
    当該ハイブリッド駆動部と出力部との間に配置された変速機と、
    前記内燃エンジンと前記電気モータとの間に配置されたクラッチと、
    を備え、
    電気モータのみが駆動する時、内燃エンジンと電気モータとの間に配置されたクラッチが締結されることによって、内燃エンジンが始動され得る
    という自動車のパワートレインを作動するための方法であって、
    電気モータが作動していると共に内燃エンジンが停止していて、電気モータ駆動されている際、牽引力遮断の状況下で、変速機によってシフトのギヤ段切換が実施される場合、当該シフトの当該ギヤ段切換の実施の直後であって、当該シフトの負荷増大の間に、内燃エンジンが、牽引力遮断無く、電気モータによって始動され、
    内燃エンジンと電気モータとの間に配置されたクラッチが、内燃エンジンを始動するために、部分的な締結によって滑り状態にもたらされて、その後、内燃エンジンと電気モータの間の同期回転数に達する前に、再び完全に開放される、というように開閉制御される
    ことを特徴とする方法。
  2. 内燃エンジンは、比較的高いギヤ比を有するギヤ段から比較的低いギヤ比を有するギヤ段へのアップシフトの負荷増大の間に、電気モータによって始動される
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 内燃エンジンは、比較的低いギヤ比を有するギヤ段から比較的高いギヤ比を有するギヤ段へのダウンシフトの負荷増大の間に、電気モータによって始動される
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 内燃エンジンを始動するために、電気モータは、牽引力遮断無く、パワートレインの出力部に結合されており、
    内燃エンジンを始動するために、さらに、電気モータの回転数は、内燃エンジンの始動回転数より大きい
    ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
  5. 内燃エンジンを始動した後に、当該内燃エンジンが、当該内燃エンジンと電気モータとの間に配置されたクラッチの締結によって、出力部に結合され、
    パワートレインは、作動している電気モータと作動している内燃エンジンとにより駆動される
    ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
  6. 内燃エンジンを始動するために、内燃エンジンと電気モータとの間に配置されたクラッチは、最初に、緩く部分的に締結され、当該クラッチによって伝達されるトルクが、内燃エンジンの始動トルクを超え、
    その後、クラッチの部分的な締結位置が、一定に維持され、
    その後、クラッチが、再び完全に開放される
    ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
  7. クラッチの部分的な締結は、時間に応じて制御されながら行われ、
    第１の所定の時間間隔において、クラッチは、あるポイントまで部分的に締結され、その際、当該クラッチは、前記始動トルクを超えるために必要なトルクを伝達し、
    その後、第２の所定の時間間隔において、クラッチの部分的な締結位置が、一定に維持され、
    その後、第３の所定の時間間隔において、クラッチが、再び完全に開放される
    ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. クラッチの部分的な締結は、回転数に応じて制御されながら行われ、
    クラッチは、あるポイントまで部分的に締結され、
    その際、クラッチは、内燃エンジンの第１の所定の回転数しきい値が到達され、
    その後、内燃エンジンの第２の所定の回転数しきい値に到達するまで、クラッチの部分的な締結位置が、一定に維持され、
    その後、クラッチが、再び完全に開放される
    ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
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