JP2020513362A - ハイブリッド自動車両用の半自動式ギアボックスを制御する方法および装置 - Google Patents

Abstract

これは、電気牽引電動機（８）および内燃機関（４）を備えるハイブリッド自動車両用の半自動式ギアボックス（２）を制御する装置（４６）であり、前記ギアボックス（２）が、純粋電気推進用の２つの別個の純粋電気推進用のギア比（ＥＶ１、ＥＶ２）を可能にする、装置（４６）であって、車両の速度（ＶＶＥＨ）を測定する手段（４８）と、測定された車両速度（ＶＶＥＨ）および車両のディファレンシャルに供給される動力（ε）の関数としてのギア比の値を格納するマップ（５２）とを備える。装置（４６）は、第１の純粋電気ギア比（ＥＶ１、ＥＶ２）から第２の純粋電気推進ギア比（ＥＶ２、ＥＶ１）へシフトする状況にギアボックス（２）を構成するシステム（５４）をさらに備え、前記構成システム（５４）が、内燃機関（４）の回転を指令することができる第１の制御モジュール（５６）と、内燃機関（４）が前記ディファレンシャルに機械的に連結されるトランジションギア比（ＴＨ２）を係合することができる第２の制御モジュール（５８）と、電気牽引機（８）への電力供給を変更することができる第３の制御モジュール（６０）とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、電気牽引機および内燃機関を備えるハイブリッド自動車両用の半自動ギアボックスの制御の分野に関する。

燃料の節減および汚染物質排出の制限に対して急増する要求を満たすために、現今、ハイブリッド自動車両が益々普及している。これら車両のかなりの部分に、電気牽引機および内燃機関を備えるパワートレインが用いられている。

複数の回転エネルギー源を有することは、新たな束縛を生じさせ、特に、単一の回転エネルギー源を備える旧来の車両の従来の伝動装置と比較して、パワートレイン内の回転エネルギーの伝動装置の複雑さが増加する。特に複数のプライマリシャフトの存在によってもたらされるギアボックスの複雑さが、非ハイブリッド車両用の旧来のギアボックスよりも大幅に多数のギア比の存在を可能にする。詳細には、そのようなギアボックスは、電気牽引機のみが駆動輪を駆動する純粋に電気的なギア比のシフト、内燃機関のみが駆動輪を駆動する純粋に熱的な推進ギア比のシフト、ならびに電気牽引機および内燃機関の両方が駆動輪を駆動するハイブリッドギア比のシフトを可能にする。

この複雑さに対応するために、ハイブリッドモータ車両には、各回転エネルギー源に関係するプライマリシャフトを備える半自動式ドッグギアボックスが通常設けられ、プライマリシャフトは、パワートレインのディファレンシャルに連結されたセカンダリシャフトと協働する。ギアボックスは、様々な半自動式ギア比のシフトを管理することが機能である制御装置を備える。

制御装置は、一般に、車両の移動速度、パワートレインのディファレンシャルに供給される動力など、車両に関する様々な情報の関数としてのギア比の値を格納するマップを備える。したがって、制御装置は、マップ用のインプットとして供給されるべき情報を収集し、この情報をマップへ供給し、マップによって送出されるギア比値を収集する。このようにして、制御装置は、絶え間なく、どのギア比を取るべきかを決定し、その結果、ギア比のシフトを行う必要があるか否かを決定する。ギア比のシフトを行う必要がある場合、制御装置は、対応するギア比にシフトするように半自動式ギアボックスを制御する。

パワートレイン内でのエネルギーの伝達品質をさらに向上させるために、ハイブリッド車両用の一部の半自動式ギアボックスでは、２つの別個の純粋電気ギア比が可能である。本記述を通して、純粋電気ギア比とは、パワートレインの電気牽引機のみが、車両のディファレンシャルおよび駆動輪に機械的に連結され、それらを駆動する比であると理解されたい。

しかし、そのようなギアボックスは、充分な満足をもたらさない。実際には、２つの純粋電気ギア比間のシフトにおいて、ドッグの使用は、ディファレンシャルに供給されるトルクがゼロになる中立位置を通ってシフトする必要がある。その結果は、運転者が加速を要求しているとき、かつ運転者がアクセルペダルに足を載せているときにブレーキ操作なしの下での減速でもたらされる、運転者にとって不快な感覚である。

上記を鑑みて、本発明の目的は、上述の欠点を緩和する、ハイブリッド自動車両用の半自動式ギアボックスの制御装置を提案することである。

より詳細には、本発明の目的は、自動車両による燃料消費量および汚染物質排出の最適化を続け、車両のパワートレイン内の容積を最低限に抑えながら、２つの純粋ギア比間のシフト時に生じる不快感の発生を防止することである。

このために、電気牽引機および内燃機関を備えるハイブリッド自動車両用の半自動式ギアボックスを制御する装置が提案され、前記ギアボックスは、２つの別個の純粋電気ギア比を可能にし、車両の速度を測定する手段と、測定された車両の速度および車両のディファレンシャルに供給される動力の関数としてのギア比の値を格納するマップとを備える。

この制御システムは、全般的特徴の１つによれば、第１の純粋電気ギア比から第２の純粋電気ギア比へシフトする状況にギアボックスを構成するシステムをさらに備え、前記構成システムは、内燃機関のシャフトの回転を制御することができる第１の制御モジュールと、内燃機関のシャフトが前記ディファレンシャルと機械的に連結されるトランジションギア比を係合することができる第２の制御モジュールと、電気牽引機への電力供給を変更することができる第３の制御モジュールとを備える。

そのような制御装置を装備された半自動式ギアボックスは、特に、トランジションギア比の係合、ならびに電気牽引機の電力供給および内燃機関のシャフトの回転の適切な制御が寄与して、２つの純粋電気ギア比間のシフト時に運転者が感じる不快感を大いに緩和し、さらには除去することを可能にする。

一実施形態によれば、第１の制御モジュールは、内燃機関のシャフトの回転を制御するために、車両のオルタネータ−スタータに電力供給をすることができ、前記オルタネータ−スタータは、内燃機関のシャフトに機械的に連結されている。

内燃機関の回転を制御するためにオルタネータ−スタータを使用することによって、車両のパワートレイン内に追加の容積が生じるのを避けながら、自動車両による燃料消費量および汚染物質の排出が極めて著しく最適化される。

別の実施形態によれば、構成システムは、トランジションギア比と同時に第１の純粋電気ギア比が係合されるとき、および／またはトランジションギア比と同時に第２の純粋電気ギア比が係合されるとき、電気牽引機と内燃機関のシャフトとの間のトルクの切替えを制御するように構成された第４の制御モジュールをさらに備える。

そのようなトルクの切替えの実施が寄与して、運転者が感じる不快感を緩和し、さらには消滅させることが、著しく簡単かつ確実な形で可能になる。トルクの切替えは、たとえば、内燃機関が動いているときには、電気牽引機から内燃機関へ、さらには、内燃機関が噴射遮断モードのときには、別の構成要素、たとえばオルタネータ−スタータへ実施することができる。

有利には、第４の制御モジュールは、トランジションギア比と同時に第１の純粋電気ギア比が係合されるとき、電気牽引機から内燃機関のシャフトへのトルクの切替えを制御し、トランジションギア比と同時に第２の純粋電気ギア比が係合されるとき、内燃機関のシャフトから電気牽引機へのトルクの切替えを制御するように構成されている。

別の実施形態では、第１の制御モジュールは、内燃機関に関して、車両の測定速度に対応する第１の同期速度を計算し、内燃機関の回転速度を、第１の同期速度に実質的に等しくなるように調節することが可能である。

別の実施形態では、第３の制御モジュールは、電気牽引機に関して、車両の測定速度に対応する第２の同期速度を計算し、電気牽引機の回転速度を、第２の同期速度に実質的に等しくなるように調節することが可能である。

有利には、前記第１の制御モジュールは、前記内燃機関を噴射遮断モードに保った状態で、内燃機関のシャフトの回転を制御する手段を備える。

有利には、第１の制御モジュールは、前記内燃機関の噴射遮断を維持すると同時に内燃機関のシャフトの回転を制御するとき、スロットルバルブの開度および／またはカムシャフトシフタの作動を制御するようにさらに構成されている。

そのような構成は、内燃機関が噴射遮断モードにあるときに回転駆動される内燃機関のポンピングによるエネルギー損失の発生を防止することを可能にする。これが、運転者が感じるより良い感覚、ならびに車両による燃料消費量および汚染物質の排出の最適化を生じさせる。

好ましくは、第１の制御モジュールが、内燃機関によって発生する振動を推定し、推定された振動の関数として補正項を計算することが可能な推定装置をさらに備える。

有利には、第１の制御モジュールが、内燃機関のシャフトの回転速度および／またはトルクを閉ループ調節システムによってサーボ制御するハードウェアおよびソフトウェア手段を備える。

別の態様によれば、電気牽引機および内燃機関を備えるハイブリッド自動車両用の半自動式ギアボックスを制御する方法であり、前記ギアボックスが、２つの別個の純粋電気ギア比を可能にする、方法であって、制御の初期化のために、第１の純粋電気ギア比から第２の電気ギア比へのシフト状況の状態を検出し、内燃機関のシャフトの回転を制御して、トランジションギア比を係合し、その係合で、第１の純粋電気ギア比と第２の純粋電気ギア比との間のシフトに際し、電気機械によって供給されるトルクを中断するために、内燃機関のシャフトを車両のディファレンシャルに機械的に連結する、方法が提案される。

本発明の他の目的、特徴および利点が、単に非限定的例として示され、添付図面を参照して示された以下の説明を読むことにより明らかになるであろう。

本発明による制御装置を装備する半自動式ギアボックスの概略図である。 図１の制御装置のマップの概略図である。 図１の制御装置の概略図である。 図１〜３の制御装置を用いて実行することができる半自動式ギアボックスを制御する方法の図である。

図１を参照すると、ギアボックス２が概略的に示されている。ギアボックス２の機能は、ハイブリッド自動車両（図示せず）のパワートレイン（図示せず）内での機械的エネルギーの伝達の切替えを確実に行うことである。

パワートレインは、中実プライマリエンジンシャフト６が設けられた内燃機関４を備える。パワートレインは、また、中空プライマリエンジンシャフト１０を回転駆動することが可能な電気牽引機８を備える。中実プライマリシャフト６は、中空プライマリシャフト１０の内部に挿入され、それによって、シャフト６および１０の十分で嵩張らない案内が確実になる。ただし、中空プライマリシャフト６の内部に挿入された中実プライマリシャフト１０を考え、さらには、異なる案内手段によって互いに平行に配置された２本のプライマリシャフトを想定しても、本発明の範囲から逸脱しない。

パワートレインは、また、ベルト１４および伝動シャフト１６を介して内燃機関４に連結されたオルタネータ−スタータ１２を備える。図示された例では、動力の機械的伝達がベルトによって行われているが、たとえば中間ギアなど、いかなる他の機械的動力伝達手段を使用することも、本発明の範囲から逸脱することなく、当然可能である。オルタネータ−スタータ１２の第１の機能は、たとえばエンジン４を始動するために、エンジンシャフト６の回転を駆動することである。オルタネータ−スタータ１２の第２の機能は、自動車両の様々な必要性に対して電気エネルギーを生成するために、エンジン４が作動しているときにエンジンシャフト６の回転エネルギーを取り出すことである。

ギアボックス２は、セカンダリシャフト１８を備える。セカンダリシャフト１８の機能は、機械的エネルギーをプライマリシャフト６および１０から車両の駆動輪（図示せず）へ伝達することである。セカンダリシャフト１８は、減速ギア（図示せず）を用いてディファレンシャル（図示せず）のクラウンブリッジ（図示せず）と機械的に連結される。ディファレンシャルは、供給された機械的エネルギーを車両の駆動輪間に分配する。

プライマリシャフト６には２つのアイドルギア２０および２２が設けられている。プライマリシャフト１０としては、２つの固定ギア２４および２６が設けられている。セカンダリシャフト１８は、軸方向にこの順序に配置される、アイドルギア２０と噛合する固定ギア２８、アイドルギア２２と噛合する固定ギア３０、固定ギア２４と噛合するアイドルギア３２、および固定ギア２６と噛合するアイドルギア３４を備える。伝動シャフト１６は、固定ギア２４と噛合するアイドルギア３６、およびアイドルギア２０と噛合するアイドルギア３８を備える。

様々なギア比のシフトを係合するために、ギアボックス２は、伝動シャフト１６に取り付けられた第１の摺動ドッグギア４０を備える。摺動ギア４０は、シャフト１６に対してアイドルギア３６および３８を連動させることが可能である。ギアボックス２は、プライマリシャフト６に取り付けられた第２の摺動ドッグギア４２を備える。摺動ギア４２は、シャフト６にギア２０および２２を咬合連動させることが可能である。ギアボックス２は、セカンダリシャフト１８に取り付けられた第３の摺動ドッグギア４４を備える。摺動ギア４４は、シャフト１８にアイドルギア３２および３４を連動させることが可能である。

ギアボックス２は半自動式になされ、すなわち、ギアボックス２の作動は手動ボックスの作動であるが、ギア比のシフトは自動式である。言い替えれば、摺動ギア４０、４２、および４４が、たとえば自動化作動フォークなどの自動式機械アクチュエータによって動かされる。

制御装置４６が、ギアボックス２を確実に制御するために設けられる。より詳細には、制御装置４６は、摺動ギア４０、４２、および４４のアクチュエータの制御を行うことができる。このようにして、制御装置４６は、ギアボックス２のギア比のシフトを制御することができる。

制御装置４６は、常に、車両の走行および運転状態においてギアボックス２が係合する必要のあるギア比を決定することができる。これを行うことを可能にするために、装置４６は、自動車両の移動速度Ｖ_ＶＥＨの検出器４８、およびパワートレインのディファレンシャルに供給される動力εの検出器５０を備える。動力εは、その代わりに、減速ギア（図示せず）の歯が加える必要のある力（ニュートンで）の形態、またはディファレンシャルクラウンに供給されるトルク（ニュートン−メートルで）の形態で表すことができる。検出器４８および５０は、有利には、速度Ｖ_ＶＥＨおよび動力εの情報を収集する車両のエンジン制御装置に結合される。たとえば、エンジン制御装置または検出器５０は、運転者のアクセルペダルへの圧力を考慮することができる。

装置４６は、また、速度Ｖ_ＶＥＨおよび動力εの関数としてのギア比の値を格納するマップ５２を備える。Ｖ_ＶＥＨおよびεの情報が入力として入ると、マップ５２は、入力された値に対応する走行および運転状態に適したギア比の値を送出する。言い替えれば、送出されるギア比の値は、走行および運転状態において車両の最適な作動を確保するために、ギアボックス２が係合する必要のある比に対応する。

図２は、制御装置４６用のマップ５２の例を示すグラフを示す。マップ５２は、速度Ｖ_ＶＥＨの様々な値に対応するｘ軸、および動力εの様々な値に対応するｙ軸を備えるグラフの形で概略的に表されている。

グラフは、特定のギア比にそれぞれ対応する領域を定める複数の曲線を備える。異なる曲線および異なる領域を示すマップを想定することは、当然、本発明の範囲から逸脱しない。

領域ＥＶ１は、アイドルギア３４が連動されるギア比ＥＶ１に対応する。すなわち、プライマリシャフト１０のみが、セカンダリシャフト１８と機械的に連結される。言い替えれば、ギア比ＥＶ１は、純粋電気ギア比である。

領域ＥＶ２は、やはり純粋電気であるギア比ＥＶ２に対応する。比ＥＶ２に従って、アイドルギア３２が連動される。比ＥＶ２は、比ＥＶ１の伝達比より大きい伝達比を有するので、比ＥＶ２は、低い方のギア比である比ＥＶ１に対して高い方のギア比である。

対（ｉ，ｊ）が何であれ、領域ＨＥＶｉｊは、プライマリシャフト１０およびプライマリシャフト６の両方がセカンダリシャフト１８に機械的に連結されるハイブリッドギア比ＨＥＶｉｊに対応する。比ＨＥＶｉｊは、ｉ＝２であればアイドルギア２２が連動され、ｉ＝３であればアイドルギア３８が連動され、ｉ＝４であればアイドルギア２０が連動されるギア比に対応する。さらに、ｊ＝１であればアイドルギア３４が連動され、ｊ＝２であればアイドルギア３２が連動される。

したがって、たとえば、比ＨＥＶ２１は、アイドルギア２２および３４がそれぞれ摺動ギア４２および４４によって連動されるギア比に対応する。

制御装置４６は、構成システム５４を備え、その構成システム５４の機能は、２つの比ＥＶ１とＥＶ２との間でシフトする状況が生じたとき、ギアボックス２を配列することであり、両シフト方向でそれを行う。構成システム５４が、図３に概略的に示されている。

システム５４は、第１の制御モジュール５６、第２の制御モジュール５８、第３の制御モジュール６０、および第４の制御モジュール６２を備える。

モジュール５６は、オルタネータ−スタータ１２の電力供給を制御することができ、それによって、オルタネータ−スタータ１２の出力におけるトルクおよび回転速度を制御する。オルタネータ−スタータ１２とシャフト６との一定の減速比が分かっているので、モジュール５６は、エンジン４が噴射遮断モードのとき、エンジン４のプライマリシャフト６の回転を駆動することができる。さらに、モジュール５６は、プライマリシャフト６のトルクＴ_６および回転速度ω_６を正確に制御することができる。

モジュール５６には、内燃機関４のポンピングによるエネルギーの損失を管理するシステム６４が設けられている。実際に、エンジン４が停止している間にシャフト６を回転駆動すると、そのエンジン４内のポンピングによって著しいエネルギーの損失を生じる。管理システム６４は、ポンピングによるエネルギー損失が生じるにも拘らず、トルクＴ_６および速度ω_６を正確に制御することを可能にする。

管理システム６４は、エンジン４に関するスロットルバルブ（図示せず）の開度を制御することができるように内燃機関４に連結されている。さらに、管理システム６４は、ポンピングによるエネルギー損失を最小限に抑える適切な位置に応じて、エンジン４のカムシャフトシフタ（図示せず）の作動を制御することができる。

さらにいっそう正確な制御を確保するために、システム６４は、トルクＴ_６およびω_６の調節を閉ループモードで実行することができる。これにより、運転者にとって快適感がさらに向上する結果になる。このために、システム６４は、エンジン４が発生する振動の推定装置（図示せず）を備え得る。そのような推定装置は、たとえば、オルタネータ−スタータ１２の回転速度の関数として振動値が格納されたマップを備え得る。推定装置は、また、エンジン４が発生する振動に対する補正項を計算することができる。その補正項は、制御モジュール５６によって収集され、制御モジュール５６は、オルタネータ−スタータ１２の動力供給信号の生成においてその補正項を考慮に入れる。

第２のモジュール５８は、ギア比ＥＶ１からＥＶ２、またはＥＶ２からＥＶ１へシフトするときにトランジションギア比を係合することができる。図示の例では、ＥＶ１からＥＶ２へのシフトおよびＥＶ２からＥＶ１へのシフト時に同じトランジションギア比が係合される。トランジションギア比は、ギアボックス２に関するあらゆる純粋熱ギア比、すなわち、プライマリシャフト６がセカンダリシャフト１８に機械的に連結されるあらゆるギア比であり得る。それは、第２のモジュール５８が、アイドルギア３８、ギア２０、またはアイドルギア２２を連動させる摺動ドッグギア４０および４２の作動を制御することができることを意味する。図示の例では、ギア２２および３０によって確保されるトランジション比ＴＨ２がギア比として選択される。比ＴＨ２の選択は、内燃機関４のポンピングによるエネルギー損失、および動的連鎖で発生するあらゆる振動を抑えるように、シャフト６の回転速度ω_６を最低限に抑えることを可能にする。

モジュール６０は、電気牽引機８の電力供給を制御することができる。そうすることによって、モジュール６０は、エンジンシャフト１０のトルクＴ_１０および回転速度ω_１０を正確に制御することができる。

モジュール６２は、エンジンシャフト６と１０とのトルクの切替えを制御するハードウェアおよびソフトウェア手段を備える。言い替えれば、モジュール６２は、トルクＴ_６を変更するためにモジュール５６によってオルタネータ−スタータ１２に供給される電力供給を変更することと相関させて、トルクＴ_１０を変更するためにモジュール６０によって電気牽引機８に供給される電力供給を変更することができる。より具体的には、モジュール６２は、総トルクＴ_６＋Ｔ_１０を一定に維持しながら、トルクＴ_１０およびトルクＴ_６を同時に変化させることができる。

装置４６によって、ギアボックス２を制御する方法の実行が可能になり、その方法が、以後、図４を参照して詳述される。

図４に示された例は、比ＥＶ１から比ＥＶ２へシフトするとき、または比ＥＶ２から比ＥＶ１へシフトするときのギアボックス２を制御する方法である。言い替えれば、両方のシフト方向に、同じ方法が実行され、詳細には同じトランジションギア比が使用される。ただし、比ＥＶ１とＥＶ２との間のシフトの方向に応じて異なる制御方法を考えても、本発明の範囲から逸脱しない。

方法の開始時点で、電気牽引機８は、プライマリシャフト１０を速度ω_１０およびトルクＴ_１０で回転させるように電気を供給されている。比ＥＶ１またはＥＶ２が係合されている。内燃機関４およびオルタネータ−スタータ１２は停止され、シャフト６および１６は、動かず、セカンダリシャフト１８から切り離されている。

方法は、第１の純粋電気ギア比から第２の電気ギア比へシフトする状況の、制御を開始する状態を検出する検査を行う第１のステップＥ０１を含む。ステップＥ０１において、制御装置４６が比ＥＶ１からＥＶ２へのシフト、または比ＥＶ２からＥＶ１へのシフトを制御する状態にあるか否かに関してより詳細に検出される。したがって、開始状態は、マップ５２によって送出される値が、値ＥＶ１を離れて値ＥＶ２を取り、または値ＥＶ２を離れて値ＥＶ１を取るとき、検出されたと判断される。開始状態が検出されない限り、テストステップＥ０１が繰り返される。開始状態が検出されると直ちに、ステップＥ０２に移行する。

以下の説明では、マップ５２によって送出される値が、値ＥＶ１を離れて値ＥＶ２になることを想定する。引き続くステップＥ０２では、モジュール５６がオルタネータ−スタータ１２を電気的に駆動する。その結果、内燃機関４のエンジンシャフト６の回転が始まる。この間、内燃機関４は停止状態に保たれる。

次いで、方法は、第１の同期速度ω_{１−ＳＹＮＣ}を計算するステップＥ０３を含む。速度ω_{１−ＳＹＮＣ}は、トランジションギア比が係合された場合のシャフト６の回転速度である。前に示したように、トランジションギア比は、アイドルギア２２および固定ギア３０によって確保され、伝動比Ｒ_ＴＨ２に相当する。速度ω_{１−ＳＹＮＣ}は、車両の移動速度Ｖ_ＶＥＨ、またはプライマリシャフト１０の速度ω_１０から計算することができる。後者の場合、速度ω_{１−ＳＹＮＣ}は次の式を適用することによって計算される。

方法は、モジュール５６が、エンジンシャフト６が速度ω_{１−ＳＹＮＣ}に等しい回転速度で駆動されるように、オルタネータ−スタータ１２の電力供給を変更するステップＥ０４を含む。言い替えれば、オルタネータ−スタータ１２は、ω_６＝ω_{１−ＳＹＮＣ}になるように給電される。ステップＥ０４は、値ω_６が、毎分＋／−５０回転の誤差内で速度ω_{１−ＳＹＮＣ}に等しくなると直ちに、停止される。ステップＥ０４の終了時点で、トルクＴ_６は実質的にゼロである。

方法は、トランジションギア比ＴＨ２を係合するステップＥ０５を含む。ステップＥ０５では、モジュール５８が、アイドルギア２２を連動させるように摺動ギア４２の作動を制御する。連動は、同期速度を計算しシャフト６を同期させるステップＥ０３およびＥ０４が寄与して、容易に行われる。ステップＥ０５の終了時点で、比ＥＶ１およびＴＨ２が係合され、または、言い替えれば、プライマリシャフト６およびプライマリシャフト１０の両方が、セカンダリシャフト１８と係合される。

次いで、方法は、プライマリシャフト６と１０との間でトルクを切り替えるステップＥ０６を含む。ステップＥ０６において、制御モジュール６２は、トルクＴ_１０が減少するように電気牽引機８の電力供給の変更を制御する。図示の例では、モジュール６２は、ｔ_１の時点から一定の変化率

に従ってトルクＴ_１０の減少を制御する。時点ｔ_２で、トルクＴ_１０は値ゼロに達する。やはりステップＥ０６で、モジュール６２は、トルクＴ_６を増加させるように、オルタネータ−スタータ１２への電力供給の変更を制御する。より具体的には、モジュール６２は、時点ｔ_１から、トルクＴ_１０の変化率とは正反対の値の一定の変化率

に従って、トルクＴ_６の増加を制御する。すなわち、ステップＥ０６において、電気牽引機８によって加えられるトルクＴ_１０が、オルタネータ−スタータ１２によるエンジンシャフト６に次第に切り替えられる。ステップＥ０６の終了時点で、トルクＴ_１０は実質的にゼロになる。

方法は、比ＥＶ１を係合解除するステップＥ０７を含む。このステップにおいて、制御装置４６は、アイドルギア３４の連動を係合解除するように摺動ギア４４を制御する。ステップＥ０７の終了時点で、比ＥＶ１は、もはや係合されず、エンジンシャフト１０は、セカンダリシャフト１８ともはや係合されていない。

方法は、第２の同期速度ω_{２−ＳＹＮＣ}を計算するステップＥ０８を含む。速度ω_{２−ＳＹＮＣ}は、ギア比ＥＶ２が係合された場合のシャフト１０の回転速度である。ギア比ＥＶ２は、ギア２４および３２によって確保され、伝動比Ｒ_ＥＶ２を確保する。速度ω_{２−ＳＹＮＣ}は、車両の移動速度Ｖ_ＶＥＨ、またはプライマリシャフト６の速度ω_６から計算することができる。後者の場合、速度ω_{２−ＳＹＮＣ}は次の式を適用することによって計算することができる。

方法は、シャフト１０の回転速度ω_１０が速度ω_{２−ＳＹＮＣ}に等しくなるように、制御モジュール６０が電気牽引機８の電力供給を変更するステップＥ０９を含む。ステップＥ０９は、値ω_１０が、毎分＋／−５０回転の誤差内で速度ω_{２−ＳＹＮＣ}に等しくなると直ちに停止される。

次いで、第２の純粋電気ギア比、この場合はギア比ＥＶ２を係合するステップＥ１０が続く。これを行うために、装置４６が、アイドルギア３２の連動を達成するように摺動ギア４４の作動を制御する。ステップＥ１０の終了時点で、比ＴＨ２およびＥＶ２が係合され、または、言い替えれば、プライマリシャフト１０およびプライマリシャフト６の両方が、セカンダリシャフト１８と係合される。トルクＴ_１０は実質的にゼロである。

次いで、方法は、トルクを切り替える新たなステップＥ１１を含む。ステップＥ０６とは違って、トルクの切替えは、同じ変化率で反対方向に行われる。言い替えれば、ステップＥ１１において、制御モジュール６２は、変化率−αに従うトルクＴ_１０の増加と変化率αに従うトルクＴ_６の減少とを同時に制御する。トルクＴ_６が実質的にゼロになると直ちにステップＥ１１は停止される。

方法は、トランジションギア比ＴＨ２を係合解除するステップＥ１２を含む。このステップにおいて、モジュール５８は、ギア２２がもはや連動されないように、摺動ギア４２を制御する。ステップＥ１２の終了時点で、比ＥＶ２のみが係合され、シャフト６は、速度ω_{１−ＳＹＮＣ}で回転し続けている。

方法は、エンジンシャフト６の回転を停止するステップＥ１３を含む。ステップＥ１３において、モジュール５６は、回転速度ω_６をゼロ値まで次第に減少させるように、オルタネータ−スタータ１２への電力供給を次第に減少させる。好ましくは、振動が無ければ、速度ω_６は、シャフト６の回転を素早く停止するように、オルタネータ−スタータ１２によって供給されるトルクを制御することによって調節される。

ステップＥ１３の終了時点で、比ＥＶ２のみが係合され、内燃機関４のエンジンシャフト６は動いていない。

今説明してきた方法において、比ＥＶ１とＥＶ２との間のシフト中に中立点比に係合することはなかった。さらに、運転者が感じる加速が常に正のままである。ＥＶ２からＥＶ１へのシフトの場合、トランジションギア比の係合は、中立点比の係合を回避する同じ効果を有することになり、その結果、運転者がアクセルペダルに足を載せているときに、感じる加速度は常に負のままになる。

すなわち、今説明してきた装置および方法が寄与して、運転者に対して不快な感覚を生じさせることなく２つの純粋電気ギア比間のシフトを係合することが可能になる。これは、低い方の比ＥＶ１から高い方の比ＥＶ２へシフトするときに裏付けられ、運転者は、加速を要求しているときに減速感を感じることはない。それは、高い方の比ＥＶ２から低い方の比ＥＶ１へシフトしているときにも完全に当てはまり、運転者は、アクセルに足を載せているとき、制動が効いていない感覚を感じることはない。

さらに、この運転者の感覚の改善が、内燃機関の始動なしで可能になり、それにより、自動車両による燃料消費量および汚染物質排出の良好な最適化を維持することが可能になる。

さらに、本発明は、追加の機械的構成要素を組み込む必要がなく、したがって、車両のパワートレインおよびエンジン室内に追加の容積をもたらすことがない。

Claims (10)

1. 電気牽引機（８）および内燃機関（４）を備えるハイブリッド自動車両用の半自動式ギアボックス（２）を制御する装置（４６）であり、前記ギアボックス（２）が、２つの別個の純粋電気ギア比（ＥＶ１、ＥＶ２）を可能にする、装置（４６）であって、前記車両の速度（Ｖ_ＶＥＨ）を測定する手段（４８）と、前記車両の前記測定された速度（Ｖ_ＶＥＨ）および前記車両のディファレンシャルに供給される動力（ε）の関数としてのギア比の値を格納するマップ（５２）とを備える装置（４６）において、第１の純粋電気ギア比（ＥＶ１、ＥＶ２）から第２の純粋電気ギア比（ＥＶ２、ＥＶ１）へシフトする状況に前記ギアボックス（２）を構成するシステム（５４）をさらに備え、前記構成システム（５４）が、前記内燃機関（４）のシャフト（６）の回転を制御することができる第１の制御モジュール（５６）と、前記内燃機関（４）の前記シャフト（６）が前記ディファレンシャルと機械的に連結されるトランジションギア比（ＴＨ２）を係合することができる第２の制御モジュール（５８）と、前記電気牽引機（８）への電力供給を変更することができる第３の制御モジュール（６０）とを備えることを特徴とする装置（４６）。
2. 前記第１の制御モジュール（５６）が、前記内燃機関（４）の前記シャフト（６）の回転を制御するために、前記車両のオルタネータ−スタータ（１２）に電力供給をすることができ、前記オルタネータ−スタータ（１２）が、前記内燃機関（４）の前記シャフト（６）に機械的に連結されている、請求項１に記載の制御装置（４６）。
3. 前記構成システム（５４）が、前記トランジションギア比（ＴＨ２）と同時に前記第１の純粋電気ギア比（ＥＶ１、ＥＶ２）が係合されるとき、および／または前記トランジションギア比（ＴＨ２）と同時に前記第２の純粋電気ギア比（ＥＶ２、ＥＶ１）が係合されるときに、前記電気牽引機（８）と前記内燃機関（４）の前記シャフト（６）との間のトルクの切替えを制御するように構成された第４の制御モジュール（６２）をさらに備える、請求項１または２に記載の制御装置（４６）。
4. 前記第１の制御モジュール（５６）が、前記内燃機関（４）に関して、前記車両の前記測定速度（Ｖ_ＶＥＨ）に対応する第１の同期速度（ω_{１−ＳＹＮＣ}）を計算し、前記内燃機関（４）の回転速度（ω_６）を、前記第１の同期速度（ω_{１−ＳＹＮＣ}）に実質的に等しくなるように調節することが可能である、請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置（４６）。
5. 前記第３の制御モジュール（６０）が、前記電気牽引機（８）に関して、前記車両の前記測定速度（Ｖ_ＶＥＨ）に対応する第２の同期速度（ω_{２−ＳＹＮＣ}）を計算し、前記電気牽引機（８）の回転速度（ω_１０）を、前記第２の同期速度（ω_{２−ＳＹＮＣ}）に実質的に等しくなるように調節することが可能である、請求項１から４のいずれか一項に記載の制御装置（４６）。
6. 前記第１の制御モジュール（５６）が、前記内燃機関（４）を噴射遮断モードに保った状態で、前記内燃機関（４）の前記シャフト（６）の回転を制御する手段を備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の制御装置（４６）。
7. 前記第１の制御モジュール（５６）が、前記内燃機関（４）の前記噴射遮断を維持すると同時に前記内燃機関（４）の前記シャフト（６）の回転を制御するとき、スロットルバルブの開度および／またはカムシャフトシフタの作動を制御するようにさらに構成されている、請求項６に記載の制御装置（４６）。
8. 前記第１の制御モジュール（５６）が、前記内燃機関（４）によって発生する振動を推定し、前記推定された振動の関数として補正項を計算することが可能な推定装置をさらに備える、請求項６または７に記載の制御装置（４６）。
9. 前記第１の制御モジュール（５６）が、前記内燃機関（４）の前記シャフト（６）の回転速度（ω_６）および／またはトルク（Ｔ_６）を閉ループ調節システムによってサーボ制御するハードウェアおよびソフトウェア手段を備える、請求項８に記載の制御装置（４６）。
10. 電気牽引機（８）および内燃機関（４）を備えるハイブリッド自動車両用の半自動式ギアボックス（２）を制御する方法であり、前記ギアボックス（２）が、２つの別個の純粋電気ギア比（ＥＶ１、ＥＶ２）を可能にする、方法であって、制御の初期化のために、第１の純粋電気ギア比（ＥＶ１、ＥＶ２）から第２の電気ギア比（ＥＶ２、ＥＶ１）へのシフト状況の状態を検出し、前記内燃機関（４）のシャフト（６）の回転を制御して、トランジションギア比（ＴＨ２）を係合し、前記係合で、前記第１の純粋電気ギア比（ＥＶ１、ＥＶ２）と前記第２の純粋電気ギア比（ＥＶ２、ＥＶ１）との間の前記シフトに際し、前記電気機械によって供給されるトルク（Ｔ_１０）を中断するために、前記内燃機関（４）の前記シャフト（６）を前記車両のディファレンシャルに機械的に連結する、方法。

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