KR20180117133A - 하이브리드 차량용 구동 시스템 및 상기 시스템을 작동시키기 위한 방법 - Google Patents

하이브리드 차량용 구동 시스템 및 상기 시스템을 작동시키기 위한 방법 Download PDF

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KR20180117133A
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shaft
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베른하르트 호에스
토마스 융
세바스티앙 코블러
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바이에리셰 모토렌 베르케 악티엔게젤샤프트
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    • F16F15/1407—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers the rotation being limited with respect to the driving means
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    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
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Abstract

본 발명은, 하이브리드 차량용 구동 시스템으로서, 하이브리드 차량의 구동 가능한 휠 방향으로 구동력을 송달하도록 구성된 연소 기관 샤프트(14)를 구비하는 연소 기관(12); 구동 측에 트랜스미션-입력 샤프트(18)를 그리고 동력 취출 측에 트랜스미션-출력 샤프트(20)를 구비한 차량 트랜스미션(16); 트랜스미션-입력 샤프트(18)에 또는 이로부터 트랜스미션-출력 샤프트(20)를 결합하거나 결합 해제하기 위한 트랜스미션 클러치(22); 및 구동력의 전달과 관련하여 연소 기관 샤프트(14)와 트랜스미션-입력 샤프트(18) 사이에 배열되어 있는 플라이 휠-구동 유닛(24); 및 중간 샤프트(26), 및 중간 샤프트(26)에 또는 이로부터 연소 기관 샤프트(14)를 결합하거나 결합 해제하기 위한 제1 클러치(28), 트랜스미션-입력 샤프트(18)에 또는 이로부터 중간 샤프트(26)를 결합하거나 결합 해제하기 위한 제2 클러치(30); 및 트랜스미션-입력 샤프트(18)에 토크 전달 방식으로 연결되어 있고, 이를 통해 트랜스미션-입력 샤프트(18)가 모터 모드로 구동할 수 있는 전기 기계(32);를 포함하며, 상기 플라이 휠-구동 유닛이 구동 측 DU-입력 샤프트(56) 및 출력 측 DU-출력 샤프트(58)를 갖는 비틀림 진동 감소 장치를 구비하고, 상기 비틀림 진동 감소 장치(54)가 중간 샤프트(26)의 비틀림 진동을 감소하도록 구성된, 하이브리드 차량용 구동 시스템에 관한 것이다. 비틀림 진동 감소 장치(54)는 구동력의 전달과 관련하여 완전히 제1 클러치(28)와 제2 클러치(30) 사이에 배열된다.

Description

하이브리드 차량용 구동 시스템 및 상기 시스템을 작동시키기 위한 방법
본 발명은 하이브리드 차량용 구동 시스템 및 상기 시스템을 작동시키기 위한 방법에 관한 것이다.
하이브리드 차량을 에너지 효율적으로 작동시키기 위하여, 종래 기술에는 이미, 가속 페달이 작동되지 않은 경우에, 더 상세하게 말하자면 하이브리드 차량의 운전자에 의해 능동적인 차량 가속이 요구되지 않는 경우에, 소위 "공회전 글라이딩"의 작동 상태에 도달하기 위하여, 연소 기관(구동 모터)이 점화된 경우에 파워 트레인 내에서 강제 결합(구동 모터와 구동 가능한 휠들 간의 토크를 안내하는 연결)을 제거하는 구동 시스템이 알려져 있다. 또한, 운전자에 의해 하이브리드 차량에 대한 가속 바램을 사전 설정할 수 있는 가속 페달이 작동되지 않은 경우에, 연소 기관 및 파워 트레인 내에서의 기존의 강제 결합을 스위칭 오프 함으로써, 선택적인 제동 회복에 의해 연소 기관의 기계적 글라이딩 동작이 설정되는 것도 이미 알려져 있다.
DE 29 43 554 A1호는, 제1 구동원으로서의 연소 기관, 또 다른 구동원으로서의 전기 기계, 상이한 변속단(기어)을 제공하기 위한 차량 트랜스미션, 및 2개의 분리 클러치를 갖는 차량용 하이브리드 구동 장치를 개시하며, 이 경우 연소 기관은 주행 동안 적합한 작동 단계에서 분리 클러치의 개방 및 폐쇄를 통해 주기적으로 결합 해제되고 재차 결합되며, 추가로 정지할 수 있으며, 이 경우 연소 기관은 플라이 휠 없이 형성되어 있다. 필요한 플라이 휠은 전기 기계에 할당되어 있고, 이 플라이 휠은 특히, 적어도 부분적으로, 전기 기계의 회전하는 부분 내에 통합되어 있다. 연소 기관의 플라이 휠 없는 형성에 의해서는, 연소 기관과 전기 기계 간의 분리 클러치가 결합 해제되고, 다음에 자신의 적은 질량으로 인해 회전하는 전기 기계에 재차 재결합함으로써 실질적으로 요동 없이 작동되는 경우에는, 상기 연소 기관이 거의 지체 없이 정지하게 된다. 공지된 종래 기술로부터 출발하여, 연소 기관이 정지된 하이브리드 차량의 운전 동작에 대해서는, 연소 기관의 스타트를 요구하는 운전자의 가속 바램이 있는 경우에는, 연소 기관이 스타트 되어 차량이 실제로 가속될 때까지 차량의 운전 동작이 지속된다는 것이 밝혀졌다. 상기 구동 시스템의 특성은, 운전 안락감에 단점적으로 작용할 수 있고, 그렇기 때문에 운전자에게는 장애로서 느껴질 수 있다.
또한, 여러 가지 검사들은, 출력 장치와 연결된, 즉 하이브리드 차량의 구동 가능한 휠들과 연결된 전기 기계에 연소 기관이 재결합하는 경우에는, 연소 기관이 가속될 때 연소 기관의 압축 임팩트가 나머지 파워 트레인으로 전달될 수 있고, 이에 따라 파워 트레인 진동이 야기될 수 있으며, 이와 같은 상황도 마찬가지로 운전자에게는 장애로서 느껴질 수 있는 것으로 나타났다.
본 발명의 과제는, 먼저 연소 기관이 정지된 경우에도 운전자의 가속 바램에 따라 특히 신속한 차량 반응을 가능하게 하는, 하이브리드 차량용 구동 시스템 및 상기 구동 시스템을 작동시키기 위한 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는, 본 발명에 따라 청구항 1항에 따른 구동 시스템에 의해서 그리고 상기 구동 시스템을 작동시키기 위한 청구항 10항에 따른 방법에 의해서 해결된다.
구동 시스템은 하이브리드 차량용으로 제공되며, 바람직하게는 연소 기관 샤프트를 구비하고 구동시킬 수 있는 연소 기관, 및 구동 측에 바람직하게 연소 기관 샤프트에 대해 동축으로 배열된 트랜스미션-입력 샤프트 및 동력 취출 측에 바람직하게 연소 기관 샤프트에 대해 동축으로 배열된 트랜스미션-출력 샤프트를 구비하는 스위칭 가능한 차량 트랜스미션을 구비한다. 더욱 바람직하게, 구동 시스템은 트랜스미션-입력 샤프트 및 트랜스미션-출력 샤프트를 서로 결합 또는 결합 해제하기 위한 트랜스미션 클러치를 구비한다.
바람직하게, 상기 트랜스미션 클러치는 슬립 가능한 그리고 슬립 제어 가능한 클러치로서 형성되어 있다. 슬립 가능한 클러치란, 특히 적어도 선택된 작동 단계에서 상기 클러치와 결합될 요소들 간에 슬립 작용을 가능하게 하고, 바람직하게는 상기 슬립 동작을 제어할 수 있는 클러치로 이해될 수 있다. 이 경우, 본 발명의 의미에서 결합 또는 결합 해제란, 클러치에 의한 토크 전달 방식의 연결을 형성하거나 제거하는 것으로서 이해될 수 있다. 종래 기술에는, 상기 클러치의 다양한 구조적 형상들이 알려져 있는데, 특히 마찰 결합 방식의 클러치, 유체 역학적인 클러치 또는 마찰-/형상 결합 방식의 클러치가 알려져 있다. 이러한 의미에서, 마찰-/형상 결합 방식의 클러치란, 클러치가 폐쇄된 경우에 먼저 마찰 결합 방식의 연결이 이루어지고, 클러치가 완전히 폐쇄된 경우에 토크를 전달하기 위한 형상 결합 방식의 연결이 이루어지는 클러치로 이해될 수 있으며, 이러한 원리는 예를 들어 자동차 제조 분야에 코운 동기화로서 알려져 있다.
특히, 연소 기관의 스타트를 위해, 구동 시스템은 플라이 휠-구동 유닛을 구비하며, 이 플라이 휠-구동 유닛은 축 방향으로 연소 기관과 차량 트랜스미션 사이에 배열되어 있고, 더욱 바람직하게 상기 플라이 휠-구동 유닛은 연소 기관 샤프트에 대해 바람직하게 동축으로 배열된 중간 샤프트를 구비한다.
플라이 휠-구동 유닛은, 구동 측 DU-입력 샤프트 및 출력 측 DU-출력 샤프트를 갖는 비틀림 진동 감소-장치를 구비하며, 이 경우 비틀림 진동 감소-장치는 특히 중간 샤프트의 비틀림 진동을 감소시키도록 설계되어 있다. 비틀림 진동 감소-장치는, 연소 기관으로부터 구동 가능한 휠들로 구동력을 전달하는 것과 관련하여, 바람직하게는 완전히 제1 클러치와 제2 클러치 사이에 배열되어 있다.
이로써, 비틀림 진동 감소-장치는, 플라이 휠-구동 유닛의 그리고 이로써 전체 구동 시스템의 유효한 플라이 휠로서 이용될 수 있다. 종래 기술에 공지된 플라이 휠-구동 유닛은, 자체 작용 원리에서 기인하는 높은 관성 질량 모멘트를 갖는 경우가 많다. 전술한 여러 가지 이유에서, 비틀림 진동 감소-장치가 완전히 제1 클러치와 제2 클러치 사이에 배열되는 것이 바람직한데, 그 이유는 또 다른 추가의 플라이 휠이 바람직하게 거의 없거나, 바람직하게는 완전히 없거나, 특히 바람직하게는 다만 소수의 추가 플라이 휠만 소위 플라이 휠-구동 유닛의 유효한 플라이 휠로서 설치되어 있기 때문이다. 특히, 파워 트레인 내에 있는 또 다른 추가 플라이 휠은 상기 파워 트레인의 다이내믹 악영향을 미칠 수 있는데, 그 이유는 이 추가 플라이 휠이 특히 하이브리드 차량의 가속 단계에서는 함께 가속될 수밖에 없고, 또한 상기 추가 플라이 휠은 특히 구동 시스템의 더 적은 효율을 야기할 수도 있기 때문이다. 특히, 제안된 바와 같이 비틀림 진동 감소-장치가 완전히 제1 클러치와 제2 클러치 사이에 배열되어 있음으로써, 개선된 다이내믹한 특성을 갖는 구동 시스템에 도달할 수 있다.
바람직하게, 비틀림 진동 감소-장치는 연소 기관 쪽을 향하는 1차 측 및 트랜스미션 쪽을 향하는 2차 측을 구비한다.
바람직한 일 실시예에서, 비틀림 진동 감소-장치는 회전수 적응 (회전-)진동 흡수 장치로서 형성되어 있고, 회전수 적응 흡수 장치는 특성(회전수 적응)을 제공하기 위해 바람직하게 원심 진자를 구비하거나 바람직하게는 상기 원심 진자로 이루어진다.
또 다른 바람직한 일 실시예에서, 비틀림 진동 감소-장치는 반-능동적인 또는 능동적인 흡수 장치/진동 흡수 장치로서 형성되어 있다. 특히, 상기 장치는, 비틀림 진동 감소-장치의 전달 특성에 영향을 미칠 수 있거나 전달 특성을 제어할 수 있는 능동적인 또는 반-능동적인 요소를 구비하는 비틀림 진동 감소-장치로서 이해될 수 있으며, 이 경우 상기 능동적인 또는 반-능동적인 요소는 바람직하게 외부 제어 명령에 의해서 제어 가능하다. 상기 반-능동적인 또는 능동적인 흡수 장치는 종래 기술에 공지되어 있다. 바람직하게, 반-능동적인 또는 능동적인 흡수 장치는 전기식의, 바람직하게는 공압식의 그리고 특히 바람직하게는 유압식의 장치를 구비하며, 이 장치에 의해서 상기 비틀림 진동 감소-장치의 전달 특성이 능동적인 또는 반-능동적인 영향을 받을 수 있다.
능동적/수동적이라는 분류와 관련해서는, 다음과 같은 적어도 세 가지 이상의 진동 흡수 장치가 종래 기술에 공지되어 있고, 제안된 구동 시스템용 비틀림 진동 감소-장치로서 원칙적으로 사용될 수 있다:
- (통상적인) 수동적 흡수 장치, 특히 2-질량-플라이 휠,
- 능동적으로 제어되는 흡수 장치, 특히 진동 감쇠를 위해서 필요한 에너지가 외부로부터 공급되는 유압식 시스템,
- 필요시에 필요한 에너지가 특히 탄력적인 요소 내에 저장되어 있는 반-능동적 흡수 장치(특정 임계값 위에서 비로소 차단 및 작동 개시함).
구동 시스템은, 특히 연소 기관 샤프트 및 중간 샤프트를 결합 또는 결합 해제하기 위한 제1 클러치, 중간 샤프트 및 트랜스미션-입력 샤프트를 결합 또는 결합 해제하기 위한 제2 클러치, 및 바람직하게 트랜스미션-입력 샤프트 상에 안착하거나, 특히 파워 전달의 목적으로 상기 트랜스미션-입력 샤프트와 바람직하게 비틀리지 않게 단단히 결합되어 있거나 상기 트랜스미션-입력 샤프트와 선택적으로 결합 가능한 전기 기계를 구비한다. 특히, 이와 같은 배열 상태에서는, 트랜스미션-입력 샤프트가 전기 기계에 의해 전기 기계의 엔진 작동 중에 직접적으로 그리고 이로써 특히 에너지 효율적으로 구동 가능하다. 제1 클러치의 입력 측(상기 클러치의 구동 측 부분)은 연소 기관 샤프트와 바람직하게 직접적으로, 바람직하게는 일체로 회전하도록 또는 비틀리지 않게 단단히 연결되어 있다.
특히, 상기 구동 시스템의 구성은, 연소 기관이 정지된 경우에도 운전자에 의해 차량 가속의 바램이 있는 경우에 매우 신속한 차량 반응이 가능해지며, 이와 같은 차량 가속을 위해 연소 기관은 점화되지 않은 작동으로부터 점화된 작동으로 전환되고, 하이브리드 차량의 구동을 위해 이용된다. 차량의 능동적 가속을 위해 가속 페달이 작동되는 경우에도, 전기 기계는 즉시 엔진 작동으로 전환될 수 있고, 오토매틱 트랜스미션과 결합되며, 이에 따라 특히 연소 기관 없이도 전기 기계의 성능의 틀 안에서 차량을 가속시키는 것이 가능해진다(제로-방출 작동). 그와 동시에, 플라이 휠-구동 유닛을 통해서, 스위치 오프 된 연소 기관의 기계적인 스타트(펄스 스타트)가 구현될 수 있다. 본 발명의 의미에서, 연소 기관의 펄스 스타트란, 연소 기관 샤프트가 파워 전달을 위해 플라이 휠-구동 유닛과 특히 비틀리지 않게 단단히 또는 바람직하게는 일체로 회전하도록 고정 연결되고, 이에 따라 회전하는 플라이 휠-구동 유닛으로부터 파워(회전수, 토크)가 연소 기관 샤프트로 전달됨으로써, 연소 기관 샤프트가 스타트 회전수로 가속되고, 이 스타트 회전수 때부터 연소 기관이 점화된 작동으로 변위될 수 있는 것으로 이해될 수 있다(연소 기관-스타트 회전수).
바람직하게는, 제1 클러치가 플라이 휠-구동 유닛을 이용해서 연소 기관을 스타트하도록 형성되어 있거나, 상기 플라이 휠-구동 유닛이 연소 기관의 스타트를 위해 폐쇄된다. 바람직하게, 제1 클러치는, 상기 제1 클러치가 바람직하게 온/오프 상태 사이에서만 전환되도록 형성되어 있다. 바람직하게, 제1 클러치는 마찰 결합 방식의 클러치로서, 바람직하게는 형상 결합 방식의 클러치로서, 그리고 특히 바람직하게는 마찰-/형상 결합 방식의 클러치로서 형성되어 있다. 더욱 바람직하게, 제1 클러치는 소위 "정상 열림" 클러치로서(클러치가 작동되지 않은 상태에서는 토크가 전달될 수 없음) 형성되어 있고, 바람직하게는 소위 "정상 닫힘" 클러치로서(클러치가 작동되지 않은 상태에서 상기 클러치로부터 토크가 전달될 수 있음) 형성되어 있다. 특히, "정상 닫힘" 클러치에 의해서는, 특별히 효율적인 구동 시스템이 구현될 수 있는데, 그 이유는 상기 클러치 내에서 토크 전달 방식의 연결을 유지하기 위한 손실이 전혀 발생하지 않기 때문이다.
바람직하게, 제2 클러치는 플라이 휠-구동 유닛으로부터 트랜스미션-입력 샤프트로 구동력을 전달하도록 형성되어 있다. 바람직하게, 제2 클러치는, 특히 더 우수한 운전 안락감을 가능하게 하기 위하여, 특히 슬립 조절 가능한 클러치로서 형성되어 있다. 특히, 슬립 제어 가능한 클러치는, 클러치가 맞물리 때에(개방된 상태로부터 폐쇄된 상태로의 전환) 슬립의 조절을 가능하게 한다. 바람직하게, 제2 클러치는, 바람직하게 단일 판 클러치 또는 다판 마찰 클러치로서 형성되어 있거나 바람직하게 브리지 클러치를 구비하거나 구비하지 않는 유체 역학적 토크 변환기로서 형성된 시동 클러치로서 형성되어 있다. 바람직하게, 제2 클러치는 마찰 결합 방식의 클러치로서, 바람직하게는 마찰-/형상 결합 방식의 클러치로서 형성되어 있다. 더욱 바람직하게, 제2 클러치는 소위 "정상 열림" 클러치로서 형성되어 있고, 바람직하게는 소위 "정상 닫힘" 클러치로서 형성되어 있다. 특히, "정상 닫힘" 클러치에 의해서는, 특별히 효율적인 구동 시스템이 구현될 수 있는데, 그 이유는 상기 클러치 내에서 토크 전달 방식의 연결을 유지하기 위한 손실이 전혀 발생하지 않기 때문이다.
연소 기관이 스타트 되어 하이브리드 차량의 가속을 위해 이용될 수 있는 시간격이, 전기 기계의 구동 시스템을 제어하기 위한 제안된 방법에 따라 연결됨으로써, 이와 같은 단계에서는 전기식 차량 가속이 존재하게 된다. 따라서, 구동 시스템은 덜 관성적으로 반응하게 되며 - 그 이유는 연소 기관의 스타트 후에는 차량 가속이 실행되지 않기 때문임 - 운전자에게는 편안하게 느껴지는 신속한 차량 반응이 전달된다.
바람직한 일 실시예에서, 플라이 휠-구동 유닛은, 구동 측 DU-입력 샤프트 및 출력 측 DU-출력 샤프트를 갖는 비틀림 진동 감소-장치를 구비한다. 본 발명의 목적을 위해, 비틀림 진동 감소-장치란, 특히 연소 기관으로부터 연소 기관 샤프트로 그리고 이로써 구동 시스템 그 자체로 공급될 수 있는 비틀림 진동을 감소시키기 위한 장치로 이해될 수 있다. 바람직하게, 비틀림 진동 감소-장치는 비틀림 진동 댐퍼로서 또는 비틀림 진동 흡수 장치로서 또는 이 두 개 장치의 조합으로서 형성되어 있다. 상기 비틀림 진동 감소-장치는 상이한 구조적 형상으로 종래 기술에 공지되어 있다. 바람직하게, 비틀림 진동 감소-장치는 다음과 같은 장치들을 포함하는 일 그룹의 장치로부터 선택된다:
- 1-, 2- 또는 다중-질량-플라이 휠,
- 비틀림 진동 흡수 장치, 바람직하게는 회전수 적응 흡수 장치, 더욱 바람직하게는 원심 진자를 갖는 비틀림 진동 흡수 장치,
- 바람직하게 비틀림 진동을 감소시키기 위한 제어 가능한 유압 요소 또는 전자 요소를 갖는 능동적 비틀림 진동 흡수 장치/댐퍼,
- 반-능동적인 틀림 진동 흡수 장치/댐퍼
- 또는 전술된 장치들 중 적어도 2개의 조합.
특히, 비틀림 진동 감소-장치는, 상기 장치에 의해 중간 샤프트의 비틀림 진동이 감소될 수 있도록 배열되어 있다. 바람직하게, 적어도 DU-입력 샤프트 또는 DU-출력 샤프트는 중간 샤프트와 일체로 회전하도록 고정식으로, 바람직하게 비틀리지 않게 단단히 연결되어 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 샤프트(DU-입력 샤프트/DU-출력 샤프트) 중 적어도 하나가 중간 샤프트로서 형성되어 있다. 바람직하게 비틀림 진동 감소-장치는, 하이브리드 차량의 연소 기관으로부터 구동 가능한 휠들로의 구동력 전달과 관련하여 완전히 제1 클러치와 제2 클러치 사이에 배열되어 있다. 특히, 이와 같은 배열에 의해서는, 비틀림 진동 감소-장치의 전체 회전 질량이 중간 샤프트에 집중됨으로써 연소 기관의 특별히 우수한 스타트가 가능해지는데, 그 이유는 연소 기관의 관성 질량이 종래의 시스템들에 비해 감소했고, 플라이 휠-구동 유닛의 관성 질량이 증가했기 때문이다.
종래 기술에 공지된 시스템에서는, 적어도 하나의 부분 또는 전체 비틀림 진동 감소-장치, 예를 들어 2-질량-플라이 휠의 1차 측이 연소 기관 샤프트와 영구적으로 결합된 경우가 많다. 다시 말하면, 이와 같은 종래의 배열 상태는, 연소 기관이 정지 상태로부터 스타트할 때 상기 비틀림 진동 감소-장치의 회전 질량 부분(2-질량-플라이 휠의 1차 측)이 가속될 수밖에 없고, 이에 따라 시동 과정이 연장되는 상황을 야기한다(더 높은 관성 질량). 또한, 공지된 시스템에서는, 연소 기관의 스타트를 위해서 이용되는 최초에 존재하는 플라이 휠(예를 들어 2-질량-플라이 휠의 2차 측) 내에 저장될 수 있는 운동 에너지도 상대적으로 적은데, 그 이유는 연소 기관과 결합된 부분(2-질량-플라이 휠의 1차 측)이 상기 플라이 휠과 함께 회전하지 않기 때문이다. 종래의 시스템에서 연소 기관의 스타트를 위해서 이용되고 연소 기관 스타트를 위해 충분한 플라이 휠의 회전 질량에 도달하기 위하여, 플라이 휠은 추가 중량에 의해서 확대되고, 플라이 휠의 확대는 전체적으로 관성적인 구동 시스템을 유도한다.
구동 시스템의 바람직한 일 실시예에서, 비틀림 진동 감소-장치는, DU-입력 샤프트가 비틀림 진동을 감소시키기 위해 DU-동력 취출 측에 대하여 회전할 수 있도록 형성되어 있다. 더욱 바람직하게, DU-입력 샤프트 및 DU-출력 샤프트는 서로에 대해 동심으로 배열되어 있다. 바람직하게는, 상기 샤프트(DU-입력 샤프트/DU-출력 샤프트) 중 적어도 하나가 연소 기관 샤프트에 대해 동심으로 배열되어 있거나, 바람직하게는 2개 샤프트 모두 연소 기관 샤프트에 대해 동심으로 배열되어 있다. 특히, 이와 같은 형성에 의해서는, 구동 시스템의 특히 간단한 구조가 가능해진다.
바람직한 일 실시예에서, 제1클러치의 출력 측은 중간 샤프트와 또는 바람직하게 DU-입력 샤프트와 영구적으로 일체로 회전하도록 고정 연결되어 있다. 더욱 바람직하게는, 제2 클러치의 입력 측이 중간 샤프트와 또는 바람직하게 DU-출력 샤프트와 영구적으로 일체로 회전하도록 고정 연결되어 있다. 바람직하게, 플라이 휠-구동 유닛은 제1 클러치의 출력 측, 비틀림 진동 감소-장치, 중간 샤프트, 제2 클러치의 입력 측, 및 플라이 휠을 구비하며, 바람직하게 플라이 휠-구동 유닛은 이들 요소로 이루어진다. 바람직하게, 플라이 휠-구동 유닛은 제1 클러치의 출력 측, 비틀림 진동 감소-장치, 중간 샤프트, 및 제2 클러치의 입력 측으로 이루어진다. 특히, 이와 같은 배열 상태에 의해서는, 공간 감소적인 구조가 구현될 수 있다. 특히, 비틀림 진동 감소-장치가 플라이 휠-구동 유닛 내에 완전히 통합되어 있음으로써, 플라이 휠-구동 유닛을 이용해서 연소 기관을 스타트하기 위해 필요한 에너지의 주요 부분이 이미 비틀림 진동 감소-장치의 회전 질량에 의해서 구현될 수 있고, 그렇기 때문에 추가 플라이 휠의 제공이 전혀 필요치 않거나 다만 소수의 추가 플라이 휠만 제공되면 된다.
구동 시스템의 일 실시예에 따라, 전기 기계는 60 V 미만의 작동 전압, 특히 공칭 작동 전압을 갖는 로우 볼트-전기 기계이며, 바람직하게 전기 기계는 단기간에 더 높은 전압 위치에서 작동될 수 있는데, 소위 피크 파워/피크 전압에서 작동될 수 있다. 로우 볼트-전기 기계로서의 형성에 의해서는, 특히 부분적으로 수백 볼트의 전압 위치를 갖는 하이 볼트-구동 장치에 비해 기술적으로 더 간단히 제어될 수 있는 로우 볼트-구동 시스템이 구현될 수 있다. 그 이유는 특히, 시스템 내에서의 더 낮은 전기 전압으로 인해 위험에 빠질 가능성이 더 적고, 이로써 전기식 보드 회로망의 안전 조치가 더욱 간단하고도 비용 효율적으로 제공될 수 있기 때문이다.
바람직하게, 사용된 전기 기계는 48-V-전기 기계인데, 그 이유는 상기 전기 기계가 종래의 12-V-전기 기계에 비해 회복시의 제너레이터 작동에서뿐만 아니라 엔진 작동에서도 더 높은 파워를 제공할 수 있기 때문이다. 특히, 전기 기계를 하이브리드 차량의 가속을 위해 사용하는 경우에는, 더 높은 파워(12 볼트 전기 기계에 대하여 48 볼트 전기 기계를 통해서 구현될 수 있음)가 양으로 감지될 수 있는데, 그 이유는 이로써 도달 가능한 더욱 신속한 차량 반응을 운전자가 감지할 수 있기 때문이다.
바람직하게 전기 기계는, 바람직하게 오토매틱 트랜스미션으로서, 바람직하게는 수동으로 전환 가능한 차량 트랜스미션 또는 특히 바람직하게는 자동화된 상태에서 전환 가능한 차량 트랜스미션으로서 구현된 차량 내에 바람직하게 적어도 부분적으로 또는 바람직하게는 완전히 통합되어 있다. 바람직하게, 전기 기계는 고정자 및 상기 고정자에 대하여 회전 가능한 회전자를 구비한다. 바람직하게, 고정자는 차량 트랜스미션의 트랜스미션 하우징과 일체로 회전하도록 고정 연결되어 있다.
바람직하게, 차량 트랜스미션은 구동 측에 클러치 벨을 구비하며, 이 경우에는 전기 기계가, 그러나 적어도 전기 기계의 고정자가 클러치 벨 내에 수용되어 있다. 바람직하게, 이 경우에는 전기 기계가 통상적으로 오토매틱 트랜스미션의 경우에 클러치 벨 내에 유성 트랜스미션 구조 방식으로 제공된 토크 변환기를 대체하거나 보완함으로써, 콤팩트하게 구현된 전기 기계는 추가의 설치 공간 수요 없이 차량 트랜스미션 내에 통합된다. 이와 같은 상황은 구동 시스템의 특히 콤팩트한 구성을 유도한다.
구동 시스템의 또 다른 일 실시예에서는, 전기식 보드 회로망이 제공되어 있으며, 이 경우 전기 기계는 또한 제너레이터로서도 작동될 수 있고, 바람직하게 전기 기계는 바람직하게 적어도 제너레이터 방식으로 그리고 엔진식으로 작동 가능한 전기 기계식 에너지 변환기로서 형성되어 있으며, 특히 바람직하게 상기 전기 기계는 소위 다중-상한 작동으로 그리고 아주 특히 바람직하게는 4-상한 작동으로 작동 가능하다. 특히, 제너레이터 작동에서는, 전기 기계의 전기 파워가 전기식 보드 회로망 내에 저장될 수 있다. 이와 같은 방식에 의해, 전기 기계는, 하이브리드 차량의 운동 에너지가 바람직하게 전기 기계식 에너지 저장기 내에, 바람직하게는 축전지 내에 저장될 수 있는 전기 에너지로 변환되는 회복을 위해서 이용된다.
서문에 언급된 과제는, 또한 특허 청구항 제12항에 따른 방법에 의해서도 해결된다. 상기 방법은, 전술된 구동 시스템의 작동을 위해서 제공되어 있고, 컴퓨터 실행 가능한 명령의 형태로 제어 장치 내에 저장될 수 있으며, 바람직하게 자동차용 제어 장치가 제공되어 있고, 이 제어 장치상에 상기 방법이 컴퓨터 실행 가능한 명령의 형태로 저장되어 있다. 또한, 상기 방법은 다음과 같은 단계들을 구비한다:
a) 구동 시스템의 일 작동 상태에서는, 제1 클러치가 개방되거나 개방된 상태에서 유지되고, 연소 기관이 스위치 오프되거나 이미 스위치 오프된 상태에 있다;
c) 폐쇄된 제2 클러치를 통해서는, 플라이 휠-구동 유닛이 전기 기계에 의해 적어도 플라이 휠-스타트 회전수로 가속되거나 상기 플라이 휠-스타트 회전수 또는 그 이상으로 유지되며,
d) 전기식 제어 유닛이 능동적인 차량 가속을 위한 신호를 전송하고, 이로 인해 연소 기관의 스타트가 필요하게 되며;
e) 그 다음에 제2 클러치가 전기식 제어 유닛에 의해 개방되며;
f) 이어서 또는 제2 클러치와 동시에 겹쳐서 제1 클러치가 폐쇄됨으로써, 플라이 휠-구동 유닛과 연소 기관의 연소 기관 샤프트 간의 회전 펄스 보상을 통해서 연소 기관-스타트 회전수로 가속되며;
g) 연소 기관이 연소 기관-스타트 회전수로부터 출발하여, 점화된 작동에서 작동되고, 연소 기관-목표 회전수로 고속 가속된다.
특히 연소 기관-목표 회전수에 도달한 후에는, 연소 기관이 차량 가속을 위해 이용될 수 있다. 바람직하게, 또 다른 바람직한 일 방법 단계에서는, 연소 기관-스타트 회전수에 도달한 후에, 특히 연소 기관-목표 회전수에 도달할 후에, 제2 클러치가 폐쇄된다. 더욱 바람직하게는, 트랜스미션 클러치도 적어도 부분적으로 또는 바람직하게는 완전히 폐쇄되어 있거나 폐쇄됨으로써, 연소 기관과 하이브리드 차량의 구동 가능한 휠들 간에 강제 결합이 만들어지고, 이로써 파워(회전수/토크)가 연소 기관으로부터 구동 가능한 휠들로 또는 그 반대로 전달될 수 있다.
본 발명의 의미에서, 연소 기관-목표 회전수란, 하이브리드 차량의 운전 조건들로부터 나타나는, 특히 하이브리드 차량의 운전 속도 및 차량 트랜스미션 내에 맞물린 기어(변속비)로부터 나타나는 회전수로부터 나타나는 연소 기관 샤프트의 회전수로 이해될 수 있다. 특히, 연소 기관-목표 회전수는 제어 장치에 의해 사전 설정된 연소 기관 샤프트의 회전수이다.
특히 바람직하게, 추가로 일 방법 단계 b)가 실시되는데, 바람직하게 상기 방법 단계 b)는 곧바로 이어지는 상기 2개의 단계들 사이에서 실시되고, 바람직하게 방법 단계 b)는 방법 단계 a)와 c) 사이에서 실시된다. 방법 단계 b)에서, 전기 기계는 트랜스미션 클러치가 폐쇄된 상태에서, 바람직하게는 트랜스미션 클러치가 완전히 폐쇄된 상태에서 또는 바람직하게 트랜스미션 클러치가 부분적으로 폐쇄된 상태에서 작동되며, 이 경우 트랜스미션 클러치는 부분적으로 폐쇄된 상태에서는 슬립 작동된다. 이때, 트랜스미션 클러치는, 트랜스미션-입력 샤프트로부터 또 다른 파워 트레인 요소를 경유하여 하이브리드 차량의 구동 가능한 휠들로 파워를 전달하기 위해 강제 결합 상태에 있다. 특히, 상기와 같이 구동 가능한 휠들과 강제 결합된 상태에서 트랜스미션 클러치를 제어함으로써는, 하이브리드 차량의 구동 가능한 휠들에 양의 토크 또는 음의 토크를 인가하는 것이 가능해진다. 특히, 상기 구동 시스템의 제어에 의해서는, 하이브리드 차량이 순전히 전기식으로만 주행하게 되는데, 더 상세하게 말하자면 특히 연소 기관이 결합 해제된 상태에서 구동된다. 특히, 하이브리드 차량의 가속 중에 발생할 수 있는 것과 같은 그리고 더 이상 전기 기계에 의해서 단독으로 커버될 수 없는 더 높은 부하가 요구되는 경우에는, 연소 기관이 방법 단계 c) 및 후속하는 (ff), 바람직하게는 c) 내지 e)를 통해서, 특히 신속하게 그리고 또한 안락하게 스타트되고, 구동 시스템 내에 결합된다. 이에 따라, 제안된 방법에 의해서는, 운전자가 특히 연소 기관의 스타트를 느낄 수 없는 것이 가능해진다.
바람직하게, 연소 기관이 스위치 오프된 상태에서는 그리고 차량 정지 상태 또는 크리프 속도에서는, 더 상세하게 말해서 하이브리드 차량이 낮은 속도에서, 특히 50 km/h 미만의, 바람직하게는 25 km/h 미만의 그리고 바람직하게는 10 km/h 미만의 그리고 특히 바람직하게는 5 km/h 미만의 속도에서 작동되는 경우에는, 트랜스미션 클러치가 단계 b) 전에 슬립 작동(트랜스미션 클러치가 부분적으로 폐쇄됨)으로 변환됨으로써, 전기 기계는, 바람직하게 양의 모멘트 또는 음의 모멘트를 하이브리드 차량의 구동 가능한 휠들에 인가하기 위하여, 하이브리드 차량의 구동 가능한 휠들과 강제 결합된 상태(토크 전달 상태)에 있게 된다. 바람직하게는, 동시에 제2 클러치가 폐쇄되어 있거나 바람직하게 폐쇄됨으로써, 전기 기계 및 플라이 휠-구동 유닛은 일체로 회전하도록 서로 고정 연결된다. 이와 같은 경우에 전기 기계는 바람직하게 플라이 휠-스타트 회전수 또는 그 이상으로 작동되며, 특히 이와 같은 경우에 플라이 휠-스타트 회전수는, 트랜스미션 클러치가 완전히 폐쇄된 경우에 현재의 차량 속도로부터 구동 가능한 휠들의 휠 회전수를 통해서 나타나는 전기 기계의 회전수보다 높다.
전술한 과정/시퀀스는 특히 연소 기관식 구동 장치를 갖춘 차량의 종래 기술에 공지된 종래의 파워 트레인이 저속 범위 내에서 작동하는 것과 유사하며, 이와 같은 저속 범위에서는 연소 기관의 공회전 회전수와 같거나 그 이상이어야만 하는 연소 기관 샤프트의 회전수가 여전히 차량의 운전 속도와 상관관계를 갖는, 구동 가능한 휠들의 휠 회전수로부터 나타나는 트랜스미션-입력 샤프트의 회전수보다 높다.
특히 기술된 방법에 의해서는, 플라이 휠-구동 유닛이 상기와 같은 저속 범위(크리프 속도) 내에서도 회전수에 따라 조절될 수 있음으로써, 연소 기관의 스타트 과정이 방법 단계 c) 내지 e)에 따라 실시될 수 있고, 연소 기관이 점화되지 않은 작동으로부터 점화된 작동으로 전환되기에 충분한 회전수, 소위 연소 기관-스타트 회전수를 갖는 경우에는, 연소 기관이 플라이 휠-구동 유닛에 의해 바람직하게 스타트 된다는 장점이 나타난다. 연소 기관-스타트 회전수는, 특히 연소 기관의 구성 방식에 의존하고 사전에 설정 가능한 변수이다.
바람직하게, 플라이 휠-스타트 회전수는 500 회전/분(U/min)보다 큰, 바람직하게는 750 U/분보다 큰, 바람직하게는 1000 U/분보다 크거나 같은 범위 내에 있으며, 또한 상기 범위는 2000 U/분보다 작고, 바람직하게는 1600 U/분보다 작으며, 바람직하게 상기 범위는 1400 U/분보다 작거나 같다.
바람직하게, 플라이 휠-스타트 회전수는 차량의 초기화 후에 이미, 특히 기존 스타트 과정의 검출 후에 이미 차량 정지 상태에서 전기 기계를 통해 설정된다.
바람직하게, 하이브리드 차량이 차량 정지 상태로부터 시동되는 경우, 특히 에너지 관점에서는, 하이브리드 차량을 구동시키기 위한 전기 기계에 양의 구동 토크를 제공하는 것과 동시에, 바람직하게는 하이브리드 차량의 구동 가능한 휠들로 전기 기계의 양의 구동 토크를 처음으로 제공할 때에, 플라이 휠-스타트 회전수를 설정하는 것이 바람직할 수 있다.
특히 이 방법에 의해서는, 원하는 능동적인 차량 가속의 경우에, 다시 말해 연소 기관이 점화되지 않았고 결합 해제된 경우에, 상기 가속 바램에 대한 파워 트레인의 신속한 반응이 가능해진다. 한 편으로, 가속 바램은 직접 전기 기계에 의해서 조작되고(양의 구동 모멘트가 제공됨), 그와 동시에 연소 기관이 (플라이 휠-구동 유닛에 의해서) 스타트 됨으로써, 짧은 시간 후에는 연소 기관이 추가로 하이브리드 차량의 가속을 위해서도 이용될 수 있다.
특히 구동 시스템을 위한 적어도 5개의 작동 모드가 명시되며, 이들 작동 모드는 전술된 작동 방법에 대해 바람직하게 추가로 또는 바람직하게 대안적으로 실시될 수 있으며, 특히 이들 작동 모드는 전술된 작동 방법과 조합된 상태로 실시될 수 있다. 상기 5개의 작동 모드는:
모드l: 연소 기관의 초기 스타트
모드2: 저속 범위에서 전기식 크리프 작동에서의 작동
모드3: 연소 기관의 배치
모드4: 차량 정지 상태에서의 또는 주행 동안의 연소 기관의 스타트 또는 재스타트(연소 기관이 제거된 상태)
모드5: 연소 기관이 제거된 상태에서의 운전 작동, 다시 말해 전기 기계에 의해 토크가 제공되는 엔진-오프-글라이딩, 엔진-오프-회복, 엔진-오프-E-운전
이하에서는, 상기 작동 모드들이 더욱 상세하게 설명된다.
모드 l, 초기 스타트
본 작동 상태는, 특히 연소 기관이 멈춰 있으며(점화되지 않은 작동, 연소 기관 샤프트가 정지됨), 플라이 휠-구동 유닛 내에는 먼저 중간 샤프트를 정지시키는 운동 에너지가 저장되어 있지 않은 것을 특징으로 한다.
모드 l에서는, 구동 시스템이 다음과 같은 단계들을 구비하는 방법에 의해서 제어될 수 있다:
- 트랜스미션 클러치가 개방되거나 개방된 상태로 유지되는 단계,
- 제2 클러치가 폐쇄되거나 폐쇄된 상태로 유지되는 단계,
- 제1 클러치가 개방되거나 개방된 상태로 유지되는 단계,
- 전기 기계에 의해서, 비틀림 진동 감소-장치가 연소 기관의 스타트를 위해 필요한 회전수로 가속되는 단계(플라이 휠-스타트 회전수),
- 플라이 휠-스타트 회전수에 도달한 후에 제1 클러치가 폐쇄되는 단계,
- 연소 기관이 점화된 작동으로 변위되는 단계.
연소 기관은 본 스타트 과정에서, 특히 회전하는 플라이 휠-구동 유닛 및 바람직하게 전기 기계의 토크로부터 유래하는 총합 스타트 모멘트에 의해서 스타트 된다. 상기 소위 연소 기관의 초기 스타트는 바람직하게 스타트 스위치 또는 바람직하게 점화 로크에 의해서 개시된다.
상기 모드 1에 따른 스타트 방법에 의해서는, 추가의 스타트 장치(예를 들어 피니언 스타터) 없이 높은 파괴 모멘트를 갖는 연소 기관의 바람직한 저온 스타트도 구현될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 플라이 휠-구동 유닛 및 이로써 비틀림 진동 감소-장치의 고속 회전은 완전히 또는 부분적으로 플라이 휠-스타트 회전수에 이르기까지 스타트 장치, 특히 소위 점화 로크 또는 스타트 스위치를 작동시킨다. 특히, 이와 같이 연소 기관의 원래의 스타트 과정에 대하여 플라이 휠-구동 유닛의 고속 회전을 발생 순서적으로 앞에 배치(스타트 과정의 예측)함으로써는, 연소 기관의 초기 스타트가 특히 신속하게 진행될 수 있다. 바람직하게, 플라이 휠-구동 유닛의 고속 회전은 접근 식별, 소위 무선 키 또는 바람직하게 차량 도어 개방의 식별을 통해서 또는 특히 바람직하게는 시트 점유 식별을 통해서 개시된다. 명확하게 말해서, 차량 운전자가 하이브리드 차량 내의 운전자 시트에 착석하자마자 또는 하이브리드 차량의 도어, 특히 운전자 도어가 개방되면, 차량이 스타트 준비 상태로 변위된다(전기 기계에 의한 플라이 휠-구동 유닛의 고속 회전).
모드 2, 저속 범위에서의 작동(전기식 크리프 작동)
본 작동 모드는, 특히 연소 기관이 정지해 있고, 하이브리드 차량이 저속 범위로부터 유래하는 속도로 구동력을 제공하면서 전기 기계에 의해 작동되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 목적을 위해 저속 범위란, 속도가 75 km/h보다 작은, 바람직하게는 50 km/h보다 작은 그리고 특히 바람직하게는 15 km/h보다 작은 속도 범위로 이해될 수 있다.
모드 2에서는, 구동 시스템이 다음과 같은 단계들을 구비하는 방법에 의해서 제어될 수 있다:
- 제1 클러치가 개방되거나 개방된 상태로 유지되는 단계,
- 제2 클러치가 폐쇄되거나 폐쇄된 상태로 유지됨으로써, 플라이 휠-구동 유닛 및 전기 기계가 일체로 회전하도록 서로 고정 연결되는 단계,
- 전기 기계가 하이브리드 차량의 정지 상태로부터의 시동을 위해, 구동력을 폐쇄된 제2 클러치를 통해서 트랜스미션-입력 샤프트에 제공하는 단계.
모드 2의 바람직한 일 실시예에서, 이 방법은 다음과 같은 단계들을 구비한다:
- 트랜스미션 클러치가 부분적으로 개방됨으로써, 트랜스미션-입력 샤프트와 트랜스미션 출력 샤프트 간에 슬립 동작이 가능해지는 단계,
- 천이 단계 동안, 전기 기계의 회전수 및 이로써 플라이 휠-구동 유닛의 회전수를 플라이 휠-스타트 회전수로 증가시키는 단계로서, 이 경우 이와 같은 의미에서 천이 단계란 5초보다 짧은, 바람직하게는 2초보다 짧은 시간격으로 이해될 수 있으며, 바람직하게 천이 단계는 최대 1초 미만이다.
특히 트랜스미션 클러치 내에서의 슬립 동작에 의해서는, 트랜스미션-입력-샤프트와 트랜스미션-출력 샤프트 간의 변속비(현재 맞물린 차량 트랜스미션의 기어)를 고려해서, 트랜스미션-입력 샤프트의 회전수와 트랜스미션 출력 샤프트의 회전수 간의 차이 회전수를 트랜스미션 클러치 내에서 감소시키는 것이 가능해진다. 이와 같은 소위 회전수 차이의 감소는, 트랜스미션-출력 샤프트가 고정된 변속비를 통해 하이브리드 차량의 적어도 하나의 구동 가능한 휠과 결합되어 있고, 상기 트랜스미션-출력 샤프트가 일반적으로 차량 속도에 비례하는 회전수를 맞물린 기어의 변속비로써 트랜스미션-입력 샤프트로 전달됨으로써 나타난다. 슬립 제어 가능한 트랜스미션 클러치에 의해서는, 트랜스미션-입력 샤프트 및 이로써 플라이 휠-구동 유닛을 트랜스미션-출력 샤프트과 거의 무관하게 작동시키는 것이 가능하다.
천이 단계 내부에서 특히 가속 요구/가속 페달 위치에 의해 연소 기관의 스타트를 위한 스타트 요구가 발생하면, 플라이 휠-구동 유닛 및 전기 기계로 이루어진 소위 콤비 스타트를 실행하는 것이 가능해지며, 상기 콤비 스타트에서는 상기 2개(전기 기계, 플라이 휠-구동 유닛)로부터 연소 기관 샤프트를 가속하기 위한 파워가 연소 기관-스타트 회전수로 상기 연소 기관 샤프트에 제공된다. 상기 콤비 스타트를 위해, 바람직하게는 트랜스미션 클러치가 부분적으로 또는 완전히 개방된다.
모드 3, 연소 기관의 제거
본 작동 모드는, 특히 연소 기관이 점화된 동작으로부터 정지 상태로 변위되는 것, 다시 말해 정지되는 것을 특징으로 한다.
모드 3에서는, 구동 시스템이 다음과 같은 단계들을 구비하는 방법에 의해서 제어될 수 있다:
- 제1 클러치가 개방되거나 개방된 상태로 유지되고, 바람직하게는 특히 연소 기관의 연소실 내로의 연료 분사를 중단함으로써 연소 기관이 동시에 정지되는 단계,
- 특히 비틀림 진동 감소-장치가 완전히 제1 클러치와 제2 클러치 사이에 배열되어 제1 클러치의 개방 후에는 더 이상 연소 기관 샤프트와 결합되지 않음으로써, 관성 모멘트(회전 질량)가 종래 기술에 공지된 연소 기관에 대하여 감소되고, 연소 기관 샤프트가 연소 기관의 정지 후 단시간 후에 이미 정지하게 되며, 이로 인해 하이브리드 차량의 안락감이 증가하는 단계.
모드 4, (정지 또는 전기식 운전으로부터의) 연소 기관의 스타트
본 작동 모드(모드 4)는, 특히 연소 기관이 정지 상태에 있고, 하이브리드 차량이 전기 기계에 의해서 구동되거나, 차량이 처음에는 정지 상태에 있는 것을 특징으로 한다.
모드 4에서는, 구동 시스템이 다음과 같은 단계들을 구비하는 방법에 의해서 제어될 수 있다:
- 제1 클러치가 개방되거나 개방된 상태로 유지되는 단계,
- 특히 차량 속도가 낮은 경우, 다시 말해 특히 저속 범위로부터 유래하는 속도인 경우에는, 트랜스미션 클러치가 폐쇄되거나 폐쇄된 상태로 유지되고, 트랜스미션 클러치가 부분적으로 폐쇄된 상태에서 슬립 동작에 의해 작동됨으로써, 전기 기계에 의해 하이브리드 차량을 구동시키기 위한 토크가 제공될 수 있고, 그와 동시에 플라이 휠-구동 유닛이 구동될 수 있는 단계,
- 특히 연소 기관이 제너레이터 방식의 작동 중에 차량 보드 회로망에 전력을 공급하기 위해 전기 기계를 구동시키기 때문에, 또는 요구되는 가속이 전기 기계에 의해서 단독으로 달성될 수 없기 때문에, 연소 기관에 대한 스타트 요구가 있는 경우에는, 먼저 플라이 휠-구동 유닛이 제2 클러치의 개방에 의해 트랜스미션-입력 샤프트로부터 결합 해제되고, 이로써 전기 기계가 자신의 전체 파워를 구동을 위해 트랜스미션-입력 샤프트로 송달할 수 있는 단계,
- 선행하는 단계에 대해 바람직하게는 동시에 또는 바람직하게는 지연된 상태에서 제1 클러치가 폐쇄됨으로써, 연소 기관 샤프트가 플라이 휠-구동 유닛에 의해 연소 기관-스타트 회전수로 가속되고, 연소 기관이 점화된 작동으로 변환되는 단계.
바람직하게, 연소 기관은 제1 클러치가 개방된 상태에서, 연소 기관 샤프트의 회전수가 플라이 휠-구동 유닛의 회전수에 상응하게 될 때까지 가속된다. 특히 이 방법에 의해서는, 연소 기관에 대한 가속의 경우에 안락한 전환이 가능해진다.
더욱 바람직하게, 연소 기관 샤프트와 플라이 휠-구동 유닛 및 이로써 트랜스미션-입력 샤프트 간에 동일한 회전수에 도달한 후에는, 제2 클러치가 폐쇄되며, 이와 같은 동작은 특히 연소 기관에서 회전수 조절이 활성인 동안에 이루어진다.
바람직하게, 연소 기관에 의해 제2 클러치가 폐쇄된 후에는 구동 토크가 연소 기관 샤프트로부터 트랜스미션-입력 샤프트로 송달될 수 있고, 이로써 하이브리드 차량은 연소 기관에 의해서 더욱 가속될 수 있다.
모드 5, 엔진-오프-회복/글라이딩/-E-운전
본 작동 모드(모드 5)는, 특히 연소 기관이 정지해 있고, 하이브리드 차량이 이동하며, 전기 기계가 제너레이터 작동에서 작동되며(회복), 전력이 공급되지 않은 상태에서 함께 회전(-글라이딩)되거나 하이브리드 차량의 구동을 위해 이용된다(-E-운전).
모드 5에서는, 구동 시스템이 다음과 같은 단계들을 구비하는 방법에 의해서 제어될 수 있다:
- 트랜스미션 클러치가 적어도 부분적으로 또는 바람직하게는 완전히 폐쇄되거나 폐쇄된 상태로 유지되는 단계,
- 제1 클러치가 개방되거나 개방된 상태로 유지되는 단계,
- 제2 클러치가 폐쇄되거나 폐쇄된 상태로 유지되는 단계,
- 플라이 휠-구동 유닛이 상기 결합(제2 클러치 폐쇄됨)으로 인해 트랜스미션-입력 샤프트의 회전수로 회전하는 단계,
- 능동적으로 가속되지도 않고 제동되지도 않는 하이브리드 차량의 일 운전 상태에서(차량 브레이크도 작동되지 않고, 운전 페달, 구어로서는 가속 페달 또는 속도 조절 장치도 작동되지 않음), 전기 기계가 트랜스미션-입력 샤프트의 현재 회전 방향과 반대 방향으로 작용하는 토크(음의 토크)를 트랜스미션-입력 샤프트에 가하도록 제어됨으로써, 전기 기계에 의해, 차량 보드 회로망 내로 송달될 수 있는 전기 파워(전압, 전류)가 송달될 수 있는 단계.
특히 하이브리드 차량이 작동 모드인 모드 5에서 작동됨으로써, 특히 간단한 방식으로 에너지 회수가 가능해진다.
이하에는, 구동 시스템 제어의 개별적인 관계 및 구동 시스템의 기능 방식에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
연소 기관의 기계적인 펄스 스타트를 실행하기 위하여, 플라이 휠-구동 유닛이 구동 시스템의 일 작동 상태에서 전기 기계로부터 결합 해제되고(제2 클러치가 개방됨) 연소 기관과 결합된다(제1 클러치가 폐쇄됨). 이와 같은 작동 상태에서 연소 기관이 스타트 되는 동안에는, 전기 기계가 이미 차량 트랜스미션과, 특히 차량 트랜스미션의 트랜스미션-출력 샤프트와 결합되어 있고(트랜스미션 클러치가 적어도 부분적으로 또는 완전히 폐쇄됨), 이에 따라 하이브리드 차량을 가속할 수 있다. 따라서, 운전자의 가속 바램은 바람직한 방식으로 연소 기관의 스타트 전에 그리고 특히 제1, 제2 클러치, 트랜스미션 클러치 및 트랜스미션-입력 샤프트를 통한 트랜스미션-출력 샤프트와 연소 기관 샤프트의 결합 전에 이미 전기 기계를 통해서 실현될 수 있다.
바람직하게, 연소 기관은 앞에서 설명된 단계 d) ff에서 제1 클러치가 폐쇄된 후에 플라이 휠-구동 유닛에 의해서 스타트 된다. 플라이 휠-구동 유닛은 에너지 저장기를 형성하고, 특히 연소 기관이 플라이 휠-구동 유닛의 회전하는 플라이 휠을 통해 스타트 될 수 있도록 구현되어 있다. 하이브리드 차량의 운전 동작에서는, 플라이 휠-구동 유닛의 플라이 휠이 바람직하게 항상, 연소 기관의 스타트를 위해 반드시 필요한 최소 회전수 위에서, 특히 플라이 휠-스타트 회전수 위에서 유지되고, 더욱 바람직하게는 적어도 일시적으로 플라이 휠-구동 유닛의 회전수가 상기 최소 회전수 위로 상승하는 것이 가능해지며, 이와 같은 상승은 바람직하게 전기 기계와 플라이 휠-구동 유닛의 구동에 의해서 성취될 수 있다.
바람직하게, 상기 본 발명의 목적을 위한 최소 회전수는 연소 기관의 점화를 위해서 반드시 필요한 에너지량을 기준으로 결정되었다. 특히, 상기 에너지량은, 연소 기관을 정지 상태로부터 자신의 스타트 회전수(연소 기관-스타트 회전수)까지 가속시키기 위해서 반드시 필요한 에너지에 상응한다. 바람직하게, 플라이 휠-구동 유닛의 회전수는 상기 최소 회전수 위로 적어도 일시적으로 뚜렷하게 상승한다. 이와 같은 의미에서 뚜렷한 상승이란, 바람직하게 플라이 휠-구동 유닛의 회전수가 최소 회전수의 1.5-배 이상까지, 바람직하게는 2-배 이상까지, 그리고 특히 바람직하게는 5-배 이상까지 상승되는 것으로 이해될 수 있다. 특히 플라이 휠 구동 유닛의 회전수 상승에 의해서는, 한 편으로는 연소 기관의 확실한 스타트가 가능해지고, 다른 한 편으로는 플라이 휠-구동 유닛으로부터 유래하는 에너지가 하이브리드 차량의 가속을 위해 사용될 수 있다.
바람직하게, 트랜스미션-출력 샤프트는 특히 단계 d) 또는 바람직하게 d) ff에서 트랜스미션 클러치의 폐쇄 후에, 바람직하게는 적어도 부분적인 또는 바람직하게는 완전한 폐쇄 후에 전기 기계에 의해서 구동될 수 있고, 바람직하게 트랜스미션-출력 샤프트는 단계 d) 또는 바람직하게 d) ff에서 적어도 일시적으로 전기 기계에 의해서 구동된다. 이와 같은 방식에 의해서는, 특히 운전자의 가속 바램이 검출된 후에, 적은 복잡성으로 상응하는 차량 반응, 즉 연소 기관에 의한 차량 가속이 발생할 수 있으며, 이 경우 상기 차량 가속은 운전자의 가속 바램에 대한 반응으로서 특히 동시에 이루어진다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 일 실시예에 따라, 연소 기관의 스타트 후에는 제2 클러치가 후속하는 방법 단계에서 재차 폐쇄된다. 특히 제2 클러치의 폐쇄에 의해서는, 이 시점에 스타트 된 연소 기관이 차량 트랜스미션과, 특히 차량 트랜스미션의 트랜스미션-입력 샤프트와 일체로 회전하도록 고정 연결되고, 하이브리드 차량을 원하는 방식으로 가속시킬 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 일 실시예에 따라, 트랜스미션 클러치는 단계 b) 전에 폐쇄되고, 전기 기계는 제너레이터 작동으로 전환된다. 특히 이로 인해서는, 차량이 특히 에너지 절감 방식의 작동 상태를 취하게 되며, 이와 같은 작동 상태는 "회복을 갖는 엔진-오프-글라이딩"(모드 5)으로 지칭된다. 본 작동 상태에서는, 연소 기관이 제거된 경우에(점화된 작동이 아님, 엔진 샤프트가 정지 상태에 있음) 주행하는 하이브리드 차량은 다만 불가피한 마찰 효과에 의해서만 그리고 제너레이터 작동에서 발생하고 조절이 가능한 전기 기계의 저항에 의해서만 제동된다.
본 발명의 또 다른 특징들 및 장점들은, 도면들을 참조해서 이루어지는 바람직한 일 실시예에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 나타난다. 도면부에서:
- 도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 구동 시스템의 개략도를 도시하며,
- 도 2는 차량 속도, 그리고 연소 기관 및 플라이 휠-구동 유닛의 회전수가 시간에 대하여 플롯한 다이어그램을 도시하고,
- 도 3은 차량 속도, 그리고 연소 기관 및 플라이 휠-구동 유닛의 회전수가 시간에 대하여 플롯한 또 다른 다이어그램을 도시하며,
- 도 4는 차량 속도, 그리고 연소 기관 및 플라이 휠-구동 유닛의 회전수가 시간에 대하여 플롯한 또 다른 다이어그램을 도시하고,
- 도 5는 차량 속도, 그리고 연소 기관 및 플라이 휠-구동 유닛의 회전수가 시간에 대하여 플롯한 또 다른 다이어그램을 도시하며,
- 도 6은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 구동 시스템의 또 다른 개략도를 도시한다.
도 1은, 연소 기관 샤프트(14)를 구비하고 구동시킬 수 있는 연소 기관(12), 구동 측에 연소 기관 샤프트(14)에 대해 동축으로 배열된 트랜스미션-입력 샤프트(18) 및 동력 취출 측에 연소 기관 샤프트(14)에 대해 동축으로 배열된 트랜스미션-출력 샤프트(20)를 구비하는 오토매틱 트랜스미션(16), 및 트랜스미션-입력 샤프트(18)에 또는 이로부터 트랜스미션-출력 샤프트(20)를 결합하거나 결합 해제하기 위한 트랜스미션 클러치(22)를 갖는, 하이브리드 차량용 구동 시스템(10)을 나타낸다. 또한, 구동 시스템(10)은, 축 방향으로 연소 기관(12)과 오토매틱 트랜스미션(16) 사이에 배열되어 있고, 연소 기관 샤프트(14)에 대해 동축으로 배열된 중간 샤프트(26) 상에 안착하는 플라이 휠-구동 유닛(24), 연소 기관 샤프트(14)와 중간 샤프트(26)를 결합 또는 결합 해제하기 위한 제1 클러치(28), 중간 샤프트(26)와 트랜스미션-입력 샤프트(18)를 결합 또는 결합 해제하기 위한 제2 클러치(30), 및 트랜스미션-입력 샤프트(18) 상에 안착하여 이 트랜스미션-입력 샤프트(18)를 전기 기계(32)의 엔진 작동에서 구동시킬 수 있는 전기 기계(32)를 포함한다.
플라이 휠-구동 유닛(24)은 도 1에 따라 예를 들어 2-질량-플라이 휠로서 구현되어 있으며, 이 경우 플라이 휠은 에너지 저장기를 형성한다. 플라이 휠-구동 유닛(24)의 구체적인 구조와 무관하게, 상기 플라이 휠-구동 유닛(24)의 플라이 휠은 제1 클러치(28)와 함께, 차량이 정지해 있거나 주행하는 상태에서, 제거된 연소 기관(12)의 기계적인 펄스 스타트를 가능하게 한다. 그 결과, 연소 기관(12)용 전기식 스타트 장치가 생략될 수 있다.
도 1에 따라, 또한 전기식 보드 회로망(34)이 제공되어 있으며, 이 경우 전기 기계(32)는 제너레이터로서도 형성되어 있고, 제너레이터 작동에서는 전기 에너지를 전기식 보드 회로망(34) 내에 공급한다.
본 실시예에서는, 오로지 60 V 미만의 작동 전압을 갖는 로우 볼트-보드 회로망(34)만 제공되어 있다. 그에 상응하게, 전기 기계(32)도 로우 볼트-전기 기계, 특히 48-V-전기 기계이다. 로우 볼트-전기 기계(32)를 갖는 로우 볼트-보드 회로망(34)으로 형성함으로써, 구동 시스템(10)의 비용이 줄어들 수 있는데, 그 이유는 시스템 내에서의 더 낮은 전기 전압으로 인해 위험 가능성이 더 적어지고, 이로써 보드 회로망(34)의 안전 조치는 더욱 간단하게 그리고 더욱 비용 효율적으로 제공될 수 있다.
48-V-전기 기계(32)의 사용은, 종래의 12-V-전기 기계에 대하여 증가된 성능이라는 장점을 제공해준다. 이와 같은 장점은, 특히 전기 기계(32)가 자신의 엔진 작동 중에 하이브리드 차량의 가속을 위해 사용되지만, 또한 회복시에도 전기 기계(32)가 자신의 제너레이터 작동 중에 전기 에너지를 발생하여 전기식 보드 회로망(34)에 공급하는 경우에 분명하게 드러난다.
전기 기계(32)는 도 1에 따라 구동 시스템(10)의 오토매틱 트랜스미션(16) 내에 통합되어 있다. 특히, 오토매틱 트랜스미션(16)이 구동 측에 클러치 벨(36)을 구비한다는 것이 명시되어 있으며, 이 경우에는 전기 기계(32)가 클러치 벨(36) 내에 수용되어 있고, 그곳에서 통상적으로 제공된 토크 변환기를 대체한다.
도 1에 따라, 또한 연소 기관(12), 전기 기계(32) 및 오토매틱 트랜스미션(16)으로서 형성된 하이브리드 차량 트랜스미션을 제어하기 위한 전기식 제어 유닛(38)이 제공되어 있다. 전기식 제어 유닛(38)은, 또한 제1 클러치(28)를 작동시키기 위한 액추에이터(40), 제2 클러치(30)를 작동시키기 위한 액추에이터(42) 및 트랜스미션 클러치(22)를 작동시키기 위한 액추에이터(44)와 연결되어 있다. 또한, 도 1에는 가속 페달(46)이 명시되어 있으며, 이 가속 페달의 작동에 의해서 하이브리드 차량의 운전자가 능동적인 가속 바램을 나타내며, 이 경우에는 전기식 제어 유닛(38)이 가속 페달(46)의 작동을 수집할 수 있다.
전기식 제어 유닛(38)은 전기 기계(32)와 연결되어 있을 뿐만 아니라 전기식 보드 회로망(34)과도 연결되어 있으며, 전기 기계(32)는 예컨대 엔진 작동으로부터 제너레이터 작동으로 또는 그 역으로 전환될 수 있다.
이하에서는, 도 2 및 도 3을 참조하여, 전술된 하이브리드 차량용 구동 시스템(10)을 작동시키기 위한 방법 변형예에 대하여 논의한다.
도 2 및 도 3은, 각각 차량 속도(48), 연소 기관(12)의 회전수(50) 및 플라이 휠-구동 유닛(24)의 회전수(52)가 시간(t)에 대하여 기재되어 있는 다이어그램을 나타내며, 이 경우 이들 다이어그램은 각각 시간격(1 내지 7)으로 분할되어 있다.
도 2에 따라, 시간격(1)에는, 하이브리드 차량이 연소 기관(12)에 의해서 구동되고, 그에 상응하게 트랜스미션 클러치(22)뿐만 아니라 제1 클러치(28) 및 제2 클러치(30)까지도 폐쇄되어 있는 구동 시스템(10)의 일 작동 상태가 도시되어 있다. 도시된 변형 실시예에서, 시간격(1)에서는 연소 기관(12)의 구동에 의해 다만 마찰 효과만 보상됨으로써, 차량 속도(48)는 실질적으로 일정하게 유지된다. 그에 상응하여, 연소 기관(12) 및 플라이 휠-구동 유닛(24)의 회전수(50, 52)는 상기 시간격(1)에서 마찬가지로 일정한 파형을 갖고, 폐쇄된 제1 클러치(28)로 인해 특히 동일하다.
전기식 제어 유닛(38)이, 에너지 절감 모드로의 교체를 위한 전제 조건이 제시되어 있다는 사실을 인식하자마자, 제1 방법 단계 a)에서는 제1 클러치(28)가 개방되고, 연소 기관(12)은 스위치 오프된다. "엔진-오프-글라이딩"으로서도 지칭되는 이와 같은 작동 상태를 위해서는, 가속 페달(46)이 작동되지 않아야 한다. 또한, 차량 속도(48)는 바람직하게 사전 설정된 속도 임계값보다 높으며, 이 속도 임계값은, 이로부터 나타나는 플라이 휠-구동 유닛(24)의 회전수 또는 플라이 휠-구동 유닛(24) 내에 저장된 에너지가 연소 기관(12)을 스타트하기에 충분하도록 이상적으로 선택되어 있다.
전술한 전제 조건들과 별개로, 전기식 제어 유닛(38)은 엔진-오프-글라이딩" 작동 상태로의 전환을 방지하는 또 다른 신호를 수신할 수 있다. 상기 신호는 예를 들어 엔진 냉각 순환계 내에서의 지나치게 낮은 냉각재 온도, 낮은 배터리 충전 레벨, 차도의 지나치게 큰 세로 경사 또는 스포츠 모드에서의 운전과 같은 활성화된 특수 설치에 의해서 발생될 수 있다.
하지만, 에너지 절감 작동 모드를 위한 모든 전제 조건이 충족되었다면, 연소 기관(12)이 제거되는데, 다시 말해 스위치 오프되고, 제1 클러치(28)의 개방을 통해서 파워 트레인으로부터 분리된다. 연소 기관(12)의 회전수(50)는 그에 상응하게 시간격(2) 내에서 신속하게 0으로 강하한다.
시간격(3) 내에서는 트랜스미션 클러치(22) 및 제2 클러치(30)가 폐쇄되어 있음으로써, 하이브리드 차량은 계속해서 자유롭게 주행하게 되고, 다만 마찰 손실에 의해서만 제동된다.
플라이 휠-구동 유닛(24)의 회전수(52)가 사전 설정된 최소 회전수 아래로 강하하지 않도록 하기 위하여, 플라이 휠-구동 유닛(24)은 시간격(4) 내에서 전기 기계(32)에 의해 구동될 수 있다. 트랜스미션 클러치(22)는 이 목적을 위해 개방되고, 전기 기계(32)는 엔진 작동으로 전환된다. 이때, 하이브리드 차량은 또한 실질적으로 자유로우며, 이 경우에는 마찰 손실이 이전과 마찬가지로 차량 속도(48)의 강하를 유도한다.
그와 달리, 전기 기계(32)는 플라이 휠-구동 유닛(24)의 플라이 휠을 능동적으로 구동시키고, 적어도 플라이 휠-구동 유닛(24) 내에서 에너지 유지를 보장해준다. 다른 말로 표현하자면, 전기 기계(32)는 플라이 휠-구동 유닛(24)의 플라이 휠을, 제거된 연소 기관(12)의 기계적인 펄스 스타를 위해서 충분한 최소 회전수 위에 유지시킨다.
시간격(4)의 끝에는, 전기식 제어 유닛(38)이 방법 단계 b)에서 능동적인 차량 가속을 위한 신호를 전송하는데, 예를 들면 운전자가 가속 페달(46)을 작동시킴으로써 신호를 전송한다.
그 다음에, 방법 단계 c)에 따라, 제2 클러치(30)가 전기식 제어 유닛(38)에 의해 개방됨으로써, 전기 기계(32)와 플라이 휠-구동 유닛(24)이 결합 해제된다.
그 다음에 이어서, 방법 단계 d)에서는 제1 클러치(28)가 폐쇄된다. 그와 동시에 트랜스미션 클러치(22)도 폐쇄(또는 폐쇄된 상태로 유지)되며, 그 결과 전기 기계(32)는 트랜스미션-출력 샤프트(20)와 일체로 회전하도록 고정 연결된다.
제1 클러치(28)의 폐쇄에 의해, 연소 기관(12)의 회전수(50) 및 플라이 휠-구동 유닛(24)의 회전수(52)가 시간격(5) 내에서 신속하게 조정되며, 이 경우 연소 기관(12)은 플라이 휠-구동 유닛(24)에 의해 기계적인 펄스 스타트에 의해서 스타트 된다.
또한, 트랜스미션-출력 샤프트(20)는 트랜스미션 클러치(22)의 폐쇄 후에 방법 단계 d)에서 전기 기계(32)에 의해 구동된다. 그 결과, 시간격(5) 내에서는, 가속 페달(46)의 작동 직후에 이미 운전자에 의해서 전기 기계(32)에 의해 발생되는 차량 가속이 야기된다. 이와 같은 상황은 이미 도 2의 시간격(5)에서 증가하는 차량 속도(48)를 참조하면 명확해진다.
방법 단계 d)에서 연소 기관(12)이 스타트 된 후에는, 제2 클러치(30)가 후속하는 방법 단계 e)에서 재차 폐쇄되며(시간격 (6)), 이 경우에는 전기 기계(32)가 계속해서 차량 가속을 보장해준다.
스타트되고 점화된 연소 기관(12)은 시간격(7)이 시작될 때에 폐쇄된 제1 클러치(28), 폐쇄된 제2 클러치(30) 및 폐쇄된 트랜스미션 클러치(22)를 통해 트랜스미션-출력 샤프트(20)와 일체로 회전하도록 고정 연결되어 있고, 하이브리드 차량을 원하는 방식으로 가속한다. 이렇게 함으로써, 시간격(7) 내에서는 차량 속도(48)뿐만 아니라 연소 기관(12) 및 플라이 휠-구동 유닛(24)의 회전수(50, 52)까지도 증가한다.
전기 기계(32)의 제한된 파워로 인해, 시간격(5 및 6) 내에서의 차량 가속은 시간격(7)에서 연소 기관(12)에 의해 제공되는 차량 가속보다 적다. 그럼에도, 운전자는 이미 시간격(5 및 6)에서, 더 상세하게 말하자면 가속 페달(46)의 작동 직후에 원하는 차량 피드백을 감지 가능한 차량 가속의 형태로 얻게 된다. 이로써, 구동 시스템(10)은 덜 관성적으로 반응하게 되고, 운전자에게 더 우수한 운전 느낌을 제공해준다.
도 3은, 도 2와 유사하게, 전술된 하이브리드 차량용 구동 시스템(10)을 작동시키기 위한 방법 변형예를 도시한다.
도 3에 도시된 방법 변형예는, 다만 방법 단계 b)에서 능동적인 차량 가속을 위한 신호 전에, 트랜스미션 클러치(22)가 폐쇄(또는 폐쇄된 상태로 유지)되고, 전기 기계(32)가 제너레이터 작동으로 전환된다는 점에서만 도 2에 따른 방법 변형예와 상이하다. 다른 말로 표현하자면, 시간격(3 및 4) 내에서는 회복이 이루어지는데, 다시 말해 제너레이터 작동 중에 있는 전기 기계(32)에 의해서 운동 차량 에너지가 전기 에너지로 변환된다.
제너레이터 작동에서의 전기 기계(32)의 저항에 의해 더 큰 차량 감속이 생성됨으로써, 도 3에 따른 시간격(3 및 4) 내에서의 차량 속도(48)는 도 2에 따른 시간격(3 및 4) 내에서의 차량 속보(48)보다 강하게 감소하게 된다.
전기 기계(32)가 도 3에 따른 시간격(4) 내에서는 제너레이터 작동에 있기 때문에, 전기 기계는 플라이 휠-구동 유닛(24)을 구동시킬 수 없다.
이 경우에는, 오토매틱 트랜스미션(16)의 트랜스미션 스위칭 전략에 의해서 플라이 휠-구동 유닛(24)의 회전수(52)가 사전 설정된 최소 회전수 아래로 강하하는 상황이 방지된다. 플라이 휠-구동 유닛(24)의 최소 회전수에 도달하면, 오토매틱 트랜스미션(16)이 더 낮은 기어로 역으로 전환됨으로써, 트랜스미션-입력 샤프트(18)의 회전수 그리고 중간 샤프트(26)의 회전수 및 이로써 플라이 휠-구동 유닛(24)의 회전수는 폐쇄된 제2 클러치(30)를 통해 급격하게 증가하게 된다(시간격(3 및 4)의 천이 영역에서 도 3을 참조할 것). 이로 인해, 회전수(52) 또는 플라이 휠-구동 유닛(24) 내에 저장된 에너지는 연소 기관(12)의 기계적인 펄스 스타트를 실행하기에 충분하게 된다.
이하에서는, 엔진-오프-글라이딩을 위한 방법(연소 기관은 정지되어 있고, 연소 기관 샤프트(14)는 정지하며, 차량은 이동되고, 차량 제동 장치는 활성화되지 않음)이 도 4를 참조해서 명확하게 기술된다. 직사각형 내에 도시된 숫자 1 내지 6은 개별적인 시간 단계(1 내지 6)를 특징짓는다. 주행 동안(차량 속도(48)는 일정함, 단계 1)에는, 플라이 휠-구동 유닛(52)의 회전수 및 연소 기관 샤프트(50)의 회전수가 동기적인데, 더 상세하게 말하자면 회전이 동일한 회전수로 이루어지는데, 그 이유는 제1 클러치가 폐쇄되어 있기 때문이다.
엔진-오프-글라이딩을 위해, 하이브리드 차량은 글라이딩 상태에 있으며, 이 목적을 위해 특히 발이 가속 페달로부터 떨어지고, 차량의 속도(48)는 사전 설정 가능한 속도 임계치보다 높으며, 바람직하게 이 속도 임계치는 30 km/h 이상, 바람직하게는 50 km/h 이상, 그리고 특히 바람직하게는 80 km/h 이상이다.
단계 2에서는 연소 기관이 제거되는데, 다시 말해 연소 기관이 정지되고, 이 목적을 위해 제1 클러치는 개방되며, 이로써 연소 기관은 비틀림 진동 감소-장치로부터 완전히 분리된다. 연소 기관 샤프트(50)의 회전수는 수 회전 안에 0으로 강하하는데, 그 이유는 연소 기관의 플라이 휠이 적기 때문이다. 이로써, 연소 기관은 파워 트레인으로부터 분리되고, 특히 슬립 작동에서는 견인 손실을 전혀 야기하지 않게 된다.
단계 3에서는, 차량이 자유롭게 주행하는데, 특히 연소 기관의 견인 모멘트가 구동 가능한 휠에 전혀 작용하지 않게 된다. 제1 클러치가 도시된 바와 같이 개방되지만, 제2 클러치가 폐쇄된 상태로 유지됨으로써, 플라이 휠-구동 유닛 및 이로써 비틀림 진동 감소-장치는 트랜스미션-입력 샤프트의 회전수로 함께 회전한다. 본 발명에 따른 제어 방법에 의해서, 플라이 휠-구동 유닛의 회전수는 규정 가능한 최소값 위에서 유지되며, 상기 최소값은 경계 조건에 따라 사전 설정 가능하다. 이 경우, 상기 최소값은 특히 연소 기관의 스타트를 위해서 반드시 필요한 에너지의 방향을 설정하고, 바람직하게 최소값은 시뮬레이션에서 산술적으로 또는 테스트 기술적으로 결정될 수 있으며, 플라이 휠-구동 유닛에 의해 연소 기관을 스타트하기 위한 그리고 그와 동시에 하이브리드 차량을 가속하기 위한 파워가 제공될 수 있도록 선택될 수 있다.
본 실시예에서 가정되는 평면에서 동작이 이루어지는 경우에는, 하이브리드 차량의 속도가 계속해서 약간씩 감소하며(롤링 저항 및 공기 저항, 전기 기계의 회복 모멘트 등이 차량의 속도를 감소시킴), 이와 같은 속도 감소는 단계 3에서 강하하는 차량 속도(48)의 파형에 의해서 가시화되어 있다. 엔진-오프-글라이딩 상태로부터의 하차, 다시 말해 연소 기관에 대한 스타트 요구는, 특히 브레이크 페달, 가속 페달의 작동에 의해서, 속도 임계치에 도달/미달된 경우에 또는 하이브리드 차량의 전기식 보드 회로망으로부터 요구가 있는 경우에, 특히 축전지의 최소 충전 상태에 미달된 경우에 달성될 수 있다. 스타트 요건으로 인해, 연소 기관은 모드 4에 따른 방법의 실시에 의해서 스타트된다(단계 4 및 5).
스타트의 경우에는, 먼저 플라이 휠-구동 유닛의 회전수(52)가 강하하는데(단계 4), 그 이유는 플라이 휠-구동 유닛으로부터 폐쇄된 제1 클러치를 통해서, 연소 기관 샤프트를 가속하기 위한 파워가 - 연소 기관 샤프트의 회전수(50)는 증가함 - 연소 기관 샤프트로 전달되기 때문이다. 전기 기계는, 하이브리드 차량을 가속하기 위한 파워를 트랜스미션-입력 샤프트로 송달한다.
연소 기관의 스타트 회전수에 도달한 후에는, 연소 기관이 점화된 작동으로 변위되고, 파워를 플라이 휠-구동 유닛으로 송달하며, 이로 인해 연소 기관 샤프트 및 플라이 휠-구동 유닛의 회전수(50, 52)가 증가하게 된다(단계 5).
연소 기관 샤프트의 회전수(50)가 올바른 레벨에 도달했고, 제1 클러치, 제2 클러치 및 트랜스미션 클러치가 폐쇄되자마자, 하이브리드 차량은 연소 기관의 파워 송달에 의해서 가속된다(단계 6).
추가로, 엔진-오프-글라이딩 작동 상태에서는 또한 에너지 회수도 작동될 수 있다(회복). 앞에서 설명된 바와 같이, 하이브리드 차량은 이 목적을 위해 단계 3에 상응하는 글라이딩 상태에 있다.
연소 기관은, 개방된 제1 클러치를 통해서 파워 트레인(플라이 휠-구동 유닛, 차량 트랜스미션)으로부터 분리된다. 연소 기관은 정지된다. 회복이 없는 전술된 경우와 달리, 차량의 속도는, 전기 기계로부터 트랜스미션-입력 샤프트의 회전 방향과 반대로 이 트랜스미션-입력 샤프트에 제공되는 회복 모멘트에 의해서 이전의 경우보다 강하게 제동되며, 이와 같은 상황은 도 4의 다이어그램에서 차량 속도(48) 및 플라이 휠-구동 유닛의 회전수(52)의 더욱 강한 강하에 의해서 재현된다.
하이브리드 차량 및 플라이 휠-구동 유닛의 운동 에너지는 회복의 경우에 전기 기계 내에서 제너레이터 작동 중에 전기 에너지로 변환되어 차량 보드 회로망 내에 공급된다.
회복으로부터의 하차 요구, 다시 말해 회복을 갖는 작동 모드(모드 5)로부터의 하차 요구는 예를 들어 가속 페달의 작동에 의해서 또는 속도 임계치에 도달한 경우에 이루어진다. 하차 시퀀스는 앞에서 설명된 회복이 없는 방법(모드 5)과 유사하게 도 4의 단계 4 및 5에서 이루어진다.
도 5에는, 하이브리드 차량은 적어도 일시적으로 오로지 전기 기계(E-운전)에 의해서만 구동되는 한편, 연소 기관은 정지해 있는(제로-방출) 운전 상황이 도시되어 있다. 이 경우, 연소 기관은 모드 4에 따른 방법에 의해서 스타트되고, 전기 기계를 통한 하이브리드 차량의 구동을 위해 구동 시스템은 엔진-오프-E-운전 변형예에서 모드 5에 따른 방법에 따라 작동된다.
연소 기관이 정지해 있고, 전기 기계가 에너지 회수를 위해 이용되거나 수동적으로 트랜스미션-입력 샤프트와 함께 회전하는(글라이딩), 앞에서 설명된 작동 상태들 중 하나와 달리, 본 작동 상태에서는 전기 기계가 엔진 작동에서 작동되는데, 더 상세하게 말하자면 구동 토크가 트랜스미션-입력 샤프트의 회전 방향의 방향으로 제공된다. 단계 1에서는, 하이브리드 차량이 일정한 차량 속도(48)로 이동하고, 연소 기관에 의해서 구동된다. 단계 2에서는, 연소 기관이 정지되고, 회전수(50)는 0으로 강하하며, 제1 클러치는 개방되고, 플라이 휠-구동 유닛의 회전수(52)는 일정하게 유지된다.
단계 3에서는, 전기 기계가 차량을 가속하고, 플라이 휠-구동 유닛의 회전수(52) 및 차량 속도(48)가 증가한다.
단계 2 및 3에서 제1 클러치가 개방되고, 제2 클러치가 폐쇄되면, 단계 3에서 정지하는 연소 기관 샤프트가 플라이 휠-구동 유닛으로부터 결합 해제되지만, 플라이 휠-구동 유닛이 트랜스미션-입력 샤프트와 일체로 회전하도록 고정 연결되고, 전기 기계가 하이브리드 차량의 구동을 위해서 필요한 토크를 트랜스미션-입력 샤프트에 공급하는 소위 E-운전이 가능해진다.
이 경우, E-운전은 전기 기계의 파워 능력에 상응하게 가능하다. 검사를 통해 드러난 사실은, 48 V의 공칭 전압을 갖는 제안된 로우 볼트 전기 기계의 틀 안에서는 약 15 내지 20 kW까지의 운전 요구가 나타난다는 것이다; 이와 같은 상황은 약 1.5 t의 차량 중량, 약 60 km/h의 운전 속도, 및 약 1.5 m/s2의 가속도를 갖는 하이브리드 차량에 상응한다.
상기 속도 범위 내에서 가속 요구가 약 60 km/h까지, 특히 운전 페달-운전자 바램에 따라 전기 기계의 가속 능력을 초과하는 한, 연소 기관은 플라이 휠 스타트에 의해서 모든 4에 따른 방법에 의해 매우 신속하게 그리고 안락하게 스타트되고, 상기와 같은 높은 가속 요구들은 연소 기관에 의해서 구현될 수 있으며, 이 경우 연소 기관의 스타트는 단계 4 및 5에 도시되어 있다. 연소 기관이 스타트하는 경우에는, 먼저 플라이 휠-구동 유닛의 회전수(52)가 감소하고 그와 동시에 연소 기관 샤프트의 회전수(50)가 증가한다. 연소 기관은 스타트 회전수에 도달한 후에 점화된 작동으로 변위되고, 그 다음에 플라이 휠-구동 유닛을 가속한다(단계 5). 단계 6에서는, 연소 기관이 규정에 따라 하이브리드 차량의 가속을 위해 이용되고, 제1, 제2 클러치 및 트랜스미션 클러치는 이를 위해 폐쇄되어 있다.
연소 기관이 정지된 E-운전은, 제안된 구동 시스템에 의해 차량 정지 상태로부터도 가능하다. 이 경우에는, 도 5의 단계 1 및 2가 생략된다. 이 경우, 도 5의 단계 3은 변경 가능하게 나타날 수 있는 E-운전 단계에 상응하고, 또 다른 경우에는 차량 정지 상태에 상응한다. 차량 정지 상태로부터의 그리고 이로써 플라이 휠-구동 유닛의 정지 상태로부터의 E-운전에서는, 전기 기계에 의해 먼저 하이브리드 차량의 구동을 위해 파워가 제공되고, 추가로 플라이 휠-구동 유닛이 가속된다. 모드 4에 따른 방법에 의한 연소 기관의 스타트(단계 4 및 5) 동안에는, 파워에 따라 그리고 모멘트에 따라 가능하다면, 전기 기계가 도시된 바와 같이 계속해서 운전자 바램을 제시하고, 단계 6에서는 연소 기관이 차량 가속을 위해 이용된다.
연소 기관의 초기 스타트에서는, 플라이 휠-구동 유닛에 대한 회전수 파형(51)이 나타나고, 플라이 휠-구동 유닛의 회전수(52)는 단계 4 및 5에서 변경 없이 그대로 유지된다. 초기 스타트를 위한 차량 속도(49)는, 하이브리드 차량이 연소 기관의 고속 주행 동안에도 가속된다는 것을 보여준다. 플라이 휠-구동 유닛에 대한 회전수(51)의 파형은 스타트 과정의 예측에 의해서 나타난다. 한 사람이 운전자 시트 상에서 공간을 차지하자마자, 플라이 휠-구동 유닛의 회전수(51)는 증가한다. 단계 4의 처음에는, 스타트 버튼이 작동되고, 플라이 휠-구동 유닛이 제1 클러치를 통해 연소 기관 샤프트와 결합된다. 그러나 하이브리드 차량은 상기 스타트 과정 동안에 이미 가속되는데, 그 이유는 전기 기계 및 플라이 휠-구동 유닛을 통해서 구동력이 제2 클러치 및 트랜스미션 클러치를 경유하여 구동 가능한 휠들로 전달될 수 있기 때문이다.
도 6은, 연소 기관 샤프트(14)를 구비하고 구동시킬 수 있는 연소 기관(12), 구동 측에 연소 기관 샤프트(14)에 대해 동축으로 배열된 트랜스미션-입력 샤프트(18) 및 동력 취출 측에 연소 기관 샤프트(14)에 대해 동축으로 배열된 트랜스미션-출력 샤프트(20)를 구비하는 차량 트랜스미션(16), 및 트랜스미션-입력 샤프트(18)에 또는 이로부터 트랜스미션-출력 샤프트(20)를 결합하거나 결합 해제하기 위한 트랜스미션 클러치(22)를 갖는, 하이브리드 차량용 구동 시스템(10)을 보여준다.
본 도면에서, 차량 트랜스미션은 도 1에서와 마찬가지로 매우 간략히 도시되어 있다. 차량 트랜스미션(16)은 전환 가능한 복수의 기어를 구비하고, 이들 기어에 의해서 트랜스미션-입력-샤프트와 트랜스미션-출력 샤프트 간의 변속비가 변경될 수 있다.
또한, 구동 시스템(10)은, 연소 기관(12)과 차량 트랜스미션(16) 사이에 배열되어 있고 연소 기관 샤프트(14)에 대해 동축으로 배열된 중간 샤프트(26) 상에 안착되는 플라이 휠-구동 유닛(24), 및 연소 기관 샤프트(14)에 또는 이로부터 중간 샤프트(26)를 결합하거나 결합 해제하기 위한 제1 클러치(28)를 포함한다. 제1 클러치(28)는 구동 측 입력 면(60) 및 출력 측 출력 면(60)을 구비한다. 또한, 구동 시스템(10)은, 중간 샤프트(26)에 또는 이로부터 트랜스미션-입력 샤프트(18)를 결합하거나 결합 해제하기 위한 제2 클러치(30)를 포함한다. 제2 클러치(30)는 구동 측 입력 면(64) 및 출력 측 출력 면(66)을 구비한다. 또한, 구동 시스템(10)은, 트랜스미션-입력 샤프트(18) 상에 배열되어 있고 상기 샤프트를 엔진 작동에서 구동시킬 수 있거나 제너레이터 작동에서 제동할 수 있는 전기 기계(32)를 구비한다.
플라이 휠-구동 유닛(24)은, DU-입력 샤프트(56) 및 DU-출력 샤프트(58)를 갖는 2-질량-플라이 휠(54)을 구비한다. 2-질량-플라이 휠(54)은 에너지 저장기를 형성한다. 플라이 휠-구동 유닛(24)의 구체적인 구조와 무관하게, 상기 플라이 휠-구동 유닛(24)의 플라이 휠은 제1 클러치(28)와 함께, 차량이 정지해 있거나 주행하는 상태에서, 제거된 연소 기관(12)의 기계적인 펄스 스타트를 가능하게 한다. 그 결과, 연소 기관(12)용 전기식 스타트 장치가 생략될 수 있다. 2-질량-플라이 휠(54)은 완전히 제1 클러치(28)와 제2 클러치(30) 사이에 배열되어 있고, DU-입력 측은 제1 클러치(28)의 출력 측 출력 면(62)과 일체로 회전하도록 고정 결합되어 있으며, DU-출력 측은 중간 샤프트(26)와 영구적으로 일체로 회전하도록 고정 결합되어 있고, 상기 중간 샤프트는 제2 클러치의 구동 측 입력 면(64)과 영구적으로 일체로 회전하도록 고정 결합되어 있다.
특히 도 6에 도시되어 있지 않은 제어 장치 및 보드 회로망과 관련해서는 도 1이 참조된다. 구동력은 차량 트랜스미션(16)을 통해, 도면에 도시된 구동 가능한 휠(68)로 전달되며, 이 경우에는 구동 시스템의 기본적인 구조가 차량용 전방 구동 장치, 후방 구동 장치, 및 모든 휠 구동 장치로 전달될 수 있다.
전기 기계(32)는 도 6에 따라 구동 시스템(10)의 트랜스미션(16) 내에 통합되어 있다. 특히, 차량 트랜스미션(16)이 구동 측에 클러치 벨(36)을 구비한다는 내용이 명시되어 있으며, 이 경우 전기 기계(32)는 클러치 벨(36) 내에 수용되어 있고, 그곳에서 통상적으로 제공된 토크 변환기를 대체한다.
도 6에 도시된 구동 시스템(10)을 액추에이터, 제어 장치 및 가속 페달(본 도면에는 도시되지 않음)을 통해서 제어하기 위해, 도 1이 참조된다.
제안된 구동 시스템으로부터 그리고 제안된 방법에 따른 상기 구동 시스템의 제어 장치로부터는, 다른 무엇보다 다음과 같은 장점들이 나타난다:
- 연소 기관이 스타트할 때에의 회전 펄스 유지와 관련하여, 외부 모멘트가 전혀 발생하지 않음으로써 (연소 기관 샤프트의 가속/플라이 휠-구동 유닛의 제동), 상기 존재하지 않는 외부 모멘트는 엔진 지지부에서 지지될 필요가 없고, 엔진 지지부는 방전되며,
- 또한, 특히 연소 기관이 높은 스타트 회전수로 가속됨으로써, 소위 스타트 진동이 감소되며,
- 전체 비틀림 진동 감소-장치의 할당에 의해, 유리한 회전 질량비(연소 기관의 회전 질량은 작음/플라이 휠-구동 유닛의 회전 질량은 큼)가 나타남으로써, 연소 기관의 짧은 스타트 시간이 구현될 수 있다. 여러 검사들은, 연소 기관에 대해 100 ms 미만의 스타트 시간에 도달할 수 있다는 사실을 보여주었으며,
- 연소 기관의 스타트를 위한 에너지가 스타트 시점에 플라이 휠-구동 유닛으로부터 인출된 후에는(순전히 기계식으로), 연소 기관이 스타트할 때에 보드 회로망의 부하가 전혀 나타나지 않고, 그렇기 때문에 연소 기관 스타트 동안에는 전압 강하를 피하기 위한 보드 회로망 안정화 조치가 전혀 필요치 않으며,
- 전체적으로, 구동 시스템은, 상이한 운전 상황에 대해 신속하게 반응하도록 제어될 수 있으며,
- 여러 검사들은, 예를 들어 신호등 정지를 위한 엔진-스타트-정지-작동이 특히 안락하게 디스플레이될 수 있다는 사실을 보여주었으며,
- 개별 작동 모드에 의해서 도시된 바와 같이, 구동 시스템에 의해서는 매우 상이한 운전 상황들이 디스플레이될 수 있고, 이 목적을 위해 하이 볼트-구동 기계가 제공될 필요가 없으며,
- 전기 기계는 운전 동작에 최적화될 수 있는데, 그 이유는 그렇지 않은 경우에는 전기 기계에 대해 제기되는 우세한 저온 시동 요구 조건들이 생략되는 경우가 많기 때문이고, 그 이유는 특히 연소 기관이 저온 시동(연소 기관의 파괴 모멘트)이 플라이 휠-구동 유닛에 의해서 디스플레이되고, 이로써 특히 종래의 구동 시스템에 대하여 특히 피니언 스타터와 같은 추가의 전기 스타트 유닛이 생략된다.
10: 구동 시스템
12: 연소 기관
14: 연소 기관 샤프트
16: 차량 트랜스미션/오토매틱 트랜스미션
18: 트랜스미션-입력 샤프트
20: 트랜스미션-출력 샤프트
22: 트랜스미션 클러치
24: 플라이 휠-구동 유닛
26: 중간 샤프트
28: 제1 클러치
30: 제2 클러치
32: 전기 기계
34: 로우 볼트-보드 회로망
36: 클러치 벨
38: 제어 유닛/제어 장치
40: 제1 클러치를 작동시키기 위한 액추에이터
42: 제2 클러치를 작동시키기 위한 액추에이터
44; 트랜스미션 클러치를 작동시키기 위한 액추에이터
46: 가속 페달
48: 차량 속도
49: 초기 스타트에서의 차량 속도
50: 연소 기관 샤프트의 회전수
51: 초기 스타트에서 플라이 휠-구동 유닛의 회전수
52: 플라이 휠-구동 유닛의 회전수
54: 비틀림 진동 감소-장치
56: DU-입력 샤프트
58: DU-출력 샤프트
60: 제1 클러치의 입력 측
62: 제1 클러치의 출력 측
64: 제2 클러치의 입력 측
66: 제2 클러치의 출력 측
68: 구동 가능한 휠

Claims (18)

  1. 하이브리드 차량용 구동 시스템으로서,
    하이브리드 차량의 구동 가능한 휠 방향으로 구동력을 송달하도록 구성된 연소 기관 샤프트(14)를 구비하는 연소 기관(12);
    구동 측에 트랜스미션-입력 샤프트(18)를 그리고 동력 취출 측에 트랜스미션-출력 샤프트(20)를 구비한 차량 트랜스미션(16);
    트랜스미션-입력 샤프트(18)에 또는 이로부터 트랜스미션-출력 샤프트(20)를 결합하거나 결합 해제하기 위한 트랜스미션 클러치(22); 및 구동력의 전달과 관련하여 연소 기관 샤프트(14)와 트랜스미션-입력 샤프트(18) 사이에 배열되어 있는 플라이 휠-구동 유닛(24); 및
    중간 샤프트(26), 및 중간 샤프트(26)에 또는 이로부터 연소 기관 샤프트(14)를 결합하거나 결합 해제하기 위한 제1 클러치(28),
    트랜스미션-입력 샤프트(18)에 또는 이로부터 중간 샤프트(26)를 결합하거나 결합 해제하기 위한 제2 클러치(30); 및
    트랜스미션-입력 샤프트(18)와 토크 전달 방식으로 연결되어 있고, 이를 통해 트랜스미션-입력 샤프트(18)가 모터 모드로 구동할 수 있는 전기 기계(32);를 포함하며,
    상기 플라이 휠-구동 유닛이 구동 측 DU-입력 샤프트(56) 및 출력 측 DU-출력 샤프트(58)를 갖는 비틀림 진동 감소 장치를 구비하고,
    상기 비틀림 진동 감소 장치(54)가 중간 샤프트(26)의 비틀림 진동을 감소하도록 구성되며,
    상기 비틀림 진동 감소 장치(54)는 구동력의 전달과 관련하여 완전히 제1 클러치(28)와 제2 클러치(30) 사이에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량용 구동 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 비틀림 진동 감소 장치가 연소 기관 쪽을 향하는 1차 측 및 트랜스미션 쪽을 향하는 2차 측을 구비하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량용 구동 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 DU-입력 샤프트가 비틀림 진동을 감소시키기 위해 DU-동력 취출 측에 대하여 회전할 수 있으며, DU-입력 샤프트 및 DU-출력 샤프트는 서로에 대해 그리고 연소 기관 샤프트에 대해 동심으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량용 구동 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 비틀림 진동 감소-장치가 회전수 적응 흡수 장치로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량용 구동 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 회전수 적응 흡수 장치가 회전수 적응을 위해 원심 진자를 구비하거나 원심 진자로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량용 구동 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 비틀림 진동 감소-장치가 반-능동적인 또는 능동적인 흡수 장치로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량용 구동 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 기계(32)가 60 V 미만의 작동 전압을 갖는 로우 볼트-전기 기계인 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량용 구동 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 기계(32)가 차량 트랜스미션(16) 내에 통합되어 있는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량용 구동 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 차량 트랜스미션(16)이 오토매틱 트랜스미션으로서 또는 자동화된 상태로 전환 가능한 차량 트랜스미션으로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량용 구동 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 차량 트랜스미션(16)이 구동 측에 클러치 벨(36)을 구비하며, 전기 기계(32)가 상기 클러치 벨(36) 내에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량용 구동 시스템.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 보드 회로망(34)이 제공되어 있으며, 전기 기계(32)가 또한 제너레이터로서 작동 가능하며, 제너레이터 작동 중에 전기 에너지가 전기 보드 회로망(34) 내에 공급되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 차량용 구동 시스템.
  12. 전기 제어 유닛(38)을 구비하는, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 구동 시스템(10)을 작동시키기 위한 방법으로서, 상기 방법이
    a) 구동 시스템(10)의 일 작동 상태에서는, 제1 클러치(28)가 개방되고, 연소 기관(12)이 스위치 오프되거나 이미 스위치 오프된 상태에 있는 단계;
    c) 폐쇄된 제2 클러치(30)를 통해서, 플라이 휠-구동 유닛(24)이 전기 기계(32)에 의해 적어도 플라이 휠-스타트 회전수로 가속되거나 적어도 상기 플라이 휠-스타트 회전수로 유지되는 단계;
    d) 전기식 제어 유닛(38)이 능동적인 차량 가속을 위한 신호를 전송하고, 이로 인해 연소 기관의 스타트가 필요하게 되는 단계;
    e) 그 다음에 제2 클러치(30)가 전기식 제어 유닛(38)에 의해 개방되는 단계;
    f) 이어서 제1 클러치(28)가 폐쇄됨으로써, 플라이 휠-구동 유닛(24)과 연소 기관의 연소 기관 샤프트(14) 간의 회전 펄스 보상을 통해서 연소 기관-스타트 회전수로 가속되는 단계;
    g) 연소 기관이 연소 기관-스타트 회전수로부터 출발하여, 점화된 작동에서 작동되고, 연소 기관-목표 회전수로 고속 가속되는 단계를 포함하는, 구동 시스템(10)을 작동시키기 위한 방법.
  13. 제12항에 있어서, 연소 기관-스타트 회전수에 도달한 후에, 특히 연소 기관-목표 회전수에 도달할 후에, 제2 클러치(30)가 폐쇄되고, 트랜스미션 클러치(22)가 폐쇄되어 있거나 폐쇄됨으로써, 연소 기관 샤프트(14)와 하이브리드 차량의 구동 가능한 휠들 간에 파워 전달 또는 강제 결합이 이루어지는, 구동 시스템(10)을 작동시키기 위한 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 방법 단계 a) 직후에 그리고 방법 단계 c)직전에 실시되는 방법 단계 b)에서는, 양의 토크 또는 음의 토크를 하이브리드 차량의 구동 가능한 휠에 제공하기 위하여, 전기 기계(32)는 트랜스미션 클러치(22)가 완전히 폐쇄되었거나 부분적으로 폐쇄된 상태에서 하이브리드 차량의 구동 가능한 휠들과 강제 결합되는, 구동 시스템(10)을 작동시키기 위한 방법.
  15. 제14항에 있어서, 연소 기관이 스위치 오프된 경우 그리고 차량 정지 상태 또는 차량의 크리프 속도에서는, 양의 토크 또는 음의 토크를 하이브리드 차량의 구동 가능한 휠에 제공하기 위하여, 트랜스미션 클러치(22)가 단계 b) 전에 슬립 동작으로 전환됨으로써, 전기 기계(32)는 하이브리드 차량의 구동 가능한 휠들과 강제 결합되며, 그와 동시에 제2 클러치(30)가 폐쇄되어 있거나 폐쇄됨으로써, 전기 기계(32)와 플라이 휠-구동 유닛(24)은 서로에 대해 비틀림에 강하게 강제 결합되고, 전기 기계는 플라이 휠-스타트 회전수 또는 그 이상으로 작동되며, 상기 플라이 휠-스타트 회전수는, 트랜스미션 클러치(22)가 완전히 폐쇄된 경우에 현재의 차량 속도로부터 휠 회전수를 통해 나타나는 전기 기계의 회전수보다 큰 것을 특징으로 하는, 방법.
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 플라이 휠-스타트 회전수가 1000 U/분 내지 1400 U/분의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는, 구동 시스템(10)을 작동시키기 위한 방법.
  17. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 플라이 휠-스타트 회전수가 차량의 초기화 후에 이미 차량 정지 상태에서 전기 기계(32)를 통해 조절되는 것을 특징으로 하는, 구동 시스템(10)을 작동시키기 위한 방법.
  18. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 차량 정지 상태로부터 출발하여, 플라이 휠-스타트 회전수가 동시에 하이브리드 차량의 구동 가능한 휠에 전기 기계(32)의 양의 모멘트를 최초로 인가하도록 조절되는 것을 특징으로 하는, 구동 시스템(10)을 작동시키기 위한 방법.
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