(57)【要約】  本発明は、内燃機関と電気機械との間に配置された第１のクラッチに加えて、内燃機関と電気機械とギアボックスとを備えた、自動車用のハイブリッド駆動伝達系に関する。本発明の目的は、簡単な構造を有し、かつ経済的な生産が可能であり、かつ多くの異なる動作モードで操作され得る、駆動伝達系を提供することである。本発明によれば、駆動伝達系は、第１のクラッチ（ＮＡＫ）と係合せずに第２のクラッチ（ＫＥ）を用いて内燃機関（１１）にかつ第１のクラッチ（ＮＡＫ）と係合せずに第３のクラッチ（ＫＥ）を用いてギアボックス（１５）に接続され得る、電気機械（２８）を備える。前記駆動伝達系は、自動車内で使用され得る。
2009504490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１１）と、トランスミッション（１５、１１５）と、前記内燃機関（１１）と前記トランスミッション（１５、１１５）との間に配置された第１のクラッチ（ＮＡＫ）と、電気機械（２８）と、を有する自動車のハイブリッド駆動伝達系であって、
前記電気機械（２８）が、前記第１のクラッチ（ＮＡＫ）を介在させずに、第２のクラッチ（ＫＭ）を用いて前記内燃機関（１１）に接続され得、また、前記第１のクラッチ（ＮＡＫ）を介在させずに、第３のクラッチ（ＫＥ）を用いて前記トランスミッション（１５、１１５）に接続され得ることを特徴とするハイブリッド駆動伝達系。
【請求項２】
前記第１のクラッチ（ＮＡＫ）が、スターティングクラッチとして供されることを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達系。
【請求項３】
前記トランスミッション（１５、１１５）が、入力側ピックオフギヤ機構（１４、ＴＥ）を備えたオートマチックトランスミッションとして供されることを特徴とする請求項１或いは２に記載の駆動伝達系。
【請求項４】
前記第１のクラッチ（ＮＡＫ）を補助するため、又は、運転モードにおいて前記第１のクラッチ（ＮＡＫ）で障害が検出された場合、
前記電気機械（２８）が、前記第２のクラッチ（ＫＭ）を用いて前記内燃機関（１１）に、かつ前記第３のクラッチ（ＫＥ）を用いて前記トランスミッション（１５、１１５）に接続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駆動伝達系を操作する方法。
【請求項５】
前記第１のクラッチ（ＮＡＫ）で障害が検出された場合、前記自動車を始動するためのトルクが、前記電気機械（２８）によって付与され、その電気機械が、このため、前記第３のクラッチ（ＫＥ）を用いて前記トランスミッション（１５、１１５）に接続され、前記第２のクラッチ（ＫＭ）を用いて前記内燃機関（１１）から分離されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段の特徴を有する自動車のハイブリッド駆動伝達系、及び請求項４に記載のハイブリッド駆動伝達系を操作する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、湿式スターティングクラッチの形態の第１のクラッチが内燃機関とオートマチックトランスミッションの形態のトランスミッションとの間に配置された、自動車のハイブリッド駆動伝達系が記述されている。駆動伝達系は、内燃機関の出力シャフトに、駆動固定の形で直接接続された第１の電気機械を備える。駆動伝達系はまた、第２の電気機械も備える。第２の電気機械は、クラッチを用いてオートマチックトランスミッションの入力遊星ギアセットのリングギアに接続され得る。また、内燃機関がスターティングクラッチを用いてこれに接続され得る。さらに、第２の電気機械は、さらなるクラッチを用いて入力遊星ギアセットのサンギヤに接続され得る。これにより、第１の電気機械は、内燃機関に固定接続され、第２の電気機械は、スターティングクラッチを介在させずにトランスミッションに接続され得る。複数の異なる運転モードが、前記駆動伝達系を使用して実施され得る。
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０３１９８８０Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、これに対して、簡単な、したがって費用対効果の高いものであるにもかかわらず、複数の異なる運転モードで操作され得る、駆動伝達系を提案することである。本発明の目的は、請求項１の特徴を有するハイブリッド駆動伝達系により達成される。本発明の目的はまた、請求項１の特徴を有するハイブリッド駆動伝達系を操作する方法を提案することであり、これにより、駆動伝達系の信頼性のある運転が可能となる。上記目的は、また、本発明に従い、請求項４の特徴を有する方法により達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、駆動伝達系は、第１のクラッチを介在させずに第２のクラッチを用いて内燃機関に接続され得かつ第１のクラッチを介在させずに第３のクラッチを用いてトランスミッションに接続され得る電気機械を有する。本発明においては、電気機械は、ジェネレータとして操作され、自動車のバッテリを充電し得る。電気機械は、同様に電動機としても操作され、エンジン又はトランスミッションにトルクを付与し得る。この場合、電気機械には、自動車のバッテリからエネルギが供給される。電気機械とは、単に、駆動伝達系内で自動車を駆動するためにトルクを送り得る電気機械である。
【０００６】
電気機械を内燃機関及び／又はトランスミッションに選択的に結合することにより、１つの電気機械のみを使用して、多様な運転モードを実施することができる。即ち、第２のクラッチが閉じられ、第１及び第３のクラッチが開放された場合には、駆動伝達系の他の部品へのフィードバックなしで、電気機械を用いた内燃機関の始動が可能となる。さらに、クラッチが前記位置にある場合、内燃機関は、駆動伝達系の他の部品へのフィードバックなしで電気機械を駆動し得る。これにより、電気機械は、ジェネレータとして操作され、自動車の消費者に十分なエネルギを生成し得る。
一方、第３のクラッチが閉じられ、第１の及び第２のクラッチが開放された場合には、電気機械のみによる自動車の駆動が可能となり、内燃機関を働かせる必要がない。さらに、いわゆる回復モードにおいて、電気機械は車輪及びトランスミッションを用いて駆動され、これにより、ジェネレータとして操作され得るので、内燃機関を働かせる必要がない。これにより、最適なレベルの回復効率が可能となる。
【０００７】
本発明に従い内燃機関及び／又はトランスミッションに電気機械を結合することができない場合には、前記運転モードを実施するために、少なくとも２つの電気機械が必要となろう。したがって、この駆動伝達系は、本発明による駆動伝達系より高価なものとなる。
【０００８】
上述のクラッチ位置に加えて、第２の及び第３のクラッチを同時に閉じることもできる。これにより、内燃機関によって出力されたトルクの一部が、第２のクラッチ、電気機械、及び第３のクラッチを介して、トランスミッションに作用し得る。これにより第１のクラッチが補助され、したがって、内燃機関は、第１のクラッチのみにより伝達され得るトルクより多くのトルクを出力し得る。このため、第１のクラッチが過負荷とならず、したがって磨耗又は損傷が増加しない。さらに、自動車を加速するために、第１のクラッチのみを用いて伝達され得るトルクより高いトルクが、トランスミッションに、したがって駆動輪に伝達され得る。
【０００９】
さらに、運転モードにおいて第１のクラッチで障害が検出された場合、たとえば、第１のクラッチがもはや閉じられ得ず、したがってトルクが第１のクラッチを用いてもはや伝達され得ない場合には、第２の及び第３のクラッチも同様に閉じられ得る。この場合、内燃機関のトルクは、第２のクラッチ、電気機械、及び第３のクラッチを介して、トランスミッションに伝達され得る。したがって、自動車は、第１のクラッチの故障の場合にも、少なくとも一部分運転可能となる。この場合、駆動モードとは、車両の速度が十分に高く、したがって第２の及び第３のクラッチが閉じられた場合にも、内燃機関の回転速度が最小回転速度、たとえばアイドル回転速度より大きいという意味であると理解されたい。
【００１０】
第１のクラッチで障害が検出された場合に車両を始動するために、つまり前記駆動モードを獲得するために、このために必要とされるトルクが、電気機械によって付与され、第３のクラッチを介してトランスミッションに伝達され得る。このため、電気機械は、第２のクラッチを用いて内燃機関から分離される。これにより、第１のクラッチの故障の場合にも、自動車を始動することが可能となる。
【００１１】
第１のクラッチは、特にスターティングクラッチ、たとえば湿式運転多板クラッチとして供される。これは、たとえば流体力学的トルクコンバータなどのさらなる始動要素を設ける必要がないという利点を有する。始動要素を設けた場合、さらなる設置空間をとり、駆動伝達系はより高価なものとなる。
【００１２】
本発明の一実施形態においては、トランスミッションは、入力側ピックオフギヤリングを備えたオートマチックトランスミッションとして供される。ピックオフギヤ機構は、特に、遊星ギアセットとして供される。これにより、電気機械は、これも第１のクラッチを用いて内燃機関に接続され得るピックオフギヤ機構の要素に、又は他のいくつかの要素に接続され得る。電気機械が、内燃機関以外のいくつかの要素に接続されている場合、内燃機関の回転速度と電気機械の回転速度とがピックオフギヤ機構内で重なり、駆動伝達系の連続可変運転が可能となる。連続可変駆動モードの実施については、独国特許出願公開第１０３１９８８０Ａ１号明細書を参照されたい。この連続可変モードの実施に関する内容は、本明細書に含まれている。
【００１３】
電気機械をトランスミッションに結合するために、クラッチが設けられ得る。これを用いて、電気機械は、入力側ピックオフギヤ機構の要素に接続され得る。同様に、代替形態として、入力側ピックオフギヤリングのそれぞれ１つの要素に電気機械を接続するよう２つのクラッチを設けることも可能である。
【００１４】
以下の記述及び図面より、本発明のさらなる利点が見出される。本発明の例示的実施形態が図面に簡単な形で例示されており、以下、これについてより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１では、自動車のハイブリッド駆動伝達系１０が、エンジンシャフトＭ、湿式スターティングクラッチＮＡＫ（第１のクラッチ）の形態の始動要素、及びトランスミッション入力シャフトＥを用いて、トランスミッション１５の入力側遊星ギアセット１４の形態の入力側ピックオフギヤ機構のリングギア１３に接続された、内燃機関１１を備えている。トランスミッション１５は、入力側遊星ギアセット１４に加えて、ラビニオ式遊星ギアセット１６の形態の出力側遊星ギアセットを備える。ラビニオ式遊星ギアセット１６は、小さいサンギヤ１７と、大きいサンギヤ１８と、広い遊星ギア１９と、連結された遊星ギアキャリア２１、２２を有する狭い遊星ギア２０と、リングギア２３とを備え、広い遊星ギア１９は、大きいサンギヤ１８及びリングギア２３と噛み合っており、狭い遊星ギア２０は、小さいサンギヤ１７及び広い遊星ギア１９と噛み合っている。遊星ギアキャリア２１及び２２は、互いに結合されている。リングギア２３は、ディファレンシャルギアリング（図示せず）を用いて車輪（図示せず）に接続された出力シャフトＡに接続されている。
【００１６】
入力側遊星ギアセット１４のリングギア１３は、第１のトランスミッションクラッチＫＳを用いてラビニオ式遊星ギアセット１６の遊星ギアキャリア２１、２２に接続され得る。入力側遊星ギアセット１４の遊星ギアキャリア２４は、第２のトランスミッションクラッチＫＢを用いてラビニオ式遊星ギアセット１６の小さいサンギヤ１７に、かつ第３のトランスミッションクラッチＫＣを用いてラビニオ式遊星ギアセット１６の大きいサンギヤ１８に接続され得る。ラビニオ式遊星ギアセット１６の大きいサンギヤ１８は、第２のブレーキＢＣを用いてハウジング２５に固定され、遊星ギアキャリア２１、２２は、第３のブレーキＢＳを用いて前記ハウジング２５に固定され得る。
【００１７】
入力側遊星ギアセット１４のサンギヤ２６が、ハウジング２５に固定される。入力側遊星ギアセット１４はまた、遊星ギアキャリア２４に取り付けられ、かつサンギヤ２６及びリングギア１３と噛み合っている、遊星ギア２７を備える。
【００１８】
駆動伝達系１０は、ハウジングに固定され、かつ駆動トルクを生成するために及び／又は電気エネルギを回復するためにロータ３０と相互作用する、ステータ２９を備えた電気機械２８を備える。ロータ３０は、第２のクラッチＫＭを用いてエンジンシャフトＭに、かつ第２のクラッチＫＥを用いてトランスミッション１５のトランスミッション入力シャフトＥに接続され得る。
【００１９】
電気機械２８は、バッテリ３４に接続される。バッテリ３４は、電気機械２８に駆動トルクを生成するための電気エネルギを供給し、電気機械が回復モードで、つまりジェネレータとして操作された場合には電気エネルギを蓄積する。
【００２０】
内燃機関１１、スターティングクラッチＮＡＫ、トランスミッション１５、及び電気機械２８は、制御装置３５によって稼動する。理解しやすいように、前記構成要素への信号線は例示されていない。
【００２１】
トランスミッション１５において、トランスミッション入力シャフトＥと出力シャフトＡとの間の、それぞれ２つのトランスミッションクラッチ及び／又はブレーキを閉じることにより、６つの前進ギア及び１つの後退ギアを設定することができる。
【００２２】
図２に例示されている表は、それぞれのギアについて閉じられるトランスミッションクラッチ及びブレーキを示している。即ち、
第１のギア：
第１のギアでは、トランスミッションクラッチＫＢ及びブレーキＢＳは閉じられる。したがって、リングギア１３及び遊星ギアキャリア２４を介して小さいサンギヤ１７への駆動が行われる。遊星ギアキャリア２１及び２２はブレーキＢＳを用いて固定されるので、リングギア２３、したがって出力シャフトＡは、狭い遊星ギア２０及び広い遊星ギア１９を用いて駆動される。
第２のギア：
第２のギアでは、トランスミッションクラッチＫＢ及びブレーキＢＣは閉じられる。したがって、リングギア１３及び遊星ギアキャリア２４を介して小さいサンギヤ１７への駆動が行われる。大きいサンギヤ１８は静止しているので、遊星ギアキャリア２１及び２２が回転し、したがって、リングギア２３への駆動が行われる。
第３のギア：
第３のギアでは、トランスミッションクラッチＫＢ及びＫＣは閉じられる。したがって、リングギア１３及び遊星ギアキャリア２４を介して小さいサンギヤ１７及び大きいサンギヤ１８への駆動が行われる。これにより、ラビニオ式遊星ギアセット１６は、１つのブロックとして回転する。
第４のギア：
第４のギアでは、トランスミッションクラッチＫＳ及びＫＢは閉じられる。したがって、リングギア１３及び遊星ギアキャリア２４の両方を介して小さいサンギヤ１７への、かつ直接、遊星ギアキャリア２１及び２２への駆動が行われる。
第５のギア：
第５のギアでは、トランスミッションクラッチＫＣ及びＫＳは閉じられる。したがって、リングギア１３及び遊星ギアキャリア２４の両方を介して大きいサンギヤ１８への、かつ直接、遊星ギアキャリア２１及び２２への駆動が行われる。
第６のギア：
第６のギアでは、トランスミッションクラッチＫＳ及びブレーキＢＣは閉じられる。したがって、直接、遊星ギアキャリア２１及び２２への駆動が行われる。大きいサンギヤ１８は静止しているので、遊星ギアキャリア２１及び２２が回転し、したがって、リングギア２３への駆動が行われる。
後退ギア：
後退ギアでは、トランスミッションクラッチＫＣ及びブレーキＢＳは閉じられる。したがって、リングギア１３及び遊星ギアキャリア２４を介して大きいサンギヤ１８への駆動が行われる。遊星ギアキャリア２１及び２２は静止しているので、リングギア２３は広い遊星ギア１９によって駆動され、逆方向の回転が行われる。
【００２３】
図３のハイブリッド駆動伝達系１１０は、トランスミッション１１５の構築物であるという点においてのみ、図１の駆動伝達系１０と異なる。このため、以下、トランスミッション１１５の構築物についてのみ論じる。
【００２４】
構成要素遊星ギアセットＴＥの形態の入力側ピックオフギヤ機構が、遊星ギアＰＥを回転可能に取り付けるよう役立つ遊星ギアキャリアＰＴＥを備えている。外部の中心のギアＨＥが、遊星ギアＰＥと噛み合っており、この外部の中心のギアＨＥは、トランスミッション入力シャフトＥに対して回転可能な固定接続を有する。内部の中心のギアＳＥも、遊星ギアＰＥと噛み合っており、この内部の中心のギアＳＥは、係合され解除され得る摩擦係合ブレーキＢ１に、及び係合され解除され得るトランスミッションクラッチＫ１に接続される。出力側構成要素遊星ギアセットＴＡが、遊星ギアＰＡを回転可能に取り付けるよう役立ち、かつトランスミッション入力シャフトＡに対して回転可能な固定接続が設けられた、遊星ギアキャリアＰＴＡを備えている。外部の中心のギアＨＡが、遊星ギアＰＡと噛み合っており、この外部の中心のギアＨＡは、係合され解除され得る摩擦係合トランスミッションクラッチＫ２を用いて、トランスミッション入力シャフトＥに接続される。内部の中心のギアＳＡも、遊星ギアＰＡと噛み合っており、この内部の中心のギアＳＡは、係合され解除され得るブレーキＢ２に接続される。
【００２５】
逆の構成要素遊星ギアセットＴＵが、遊星ギアＰＵを回転可能に取り付けるよう役立つ遊星ギアキャリアＰＴＵを備え、この遊星ギアキャリアＰＴＵは、係合され解除され得る摩擦係合ブレーキＢＲに接続され、出力側構成要素トランスミッションＴＡの外部の中心のギアＨＡに対して回転可能な固定駆動接続ＶＡが設けられる。外部の中心のギアＨＵが、遊星ギアＰＵと噛み合っており、この外部の中心のギアＨＵは、入力側構成要素トランスミッションＴＥの遊星ギアキャリアＰＴＥに対して駆動接続ＶＥを有する。内部の中心のギアＳＵも、遊星ギアＰＵと噛み合っている。
【００２６】
２つの内部の中心のギアＳＡとＳＵとの間に、係合され解除され得る摩擦係合トランスミッションクラッチＫ３を介在させて設計された、したがって分離され得る、駆動接続ＶＵＫが設けられる。
【００２７】
補助遊星ギアＮＰＥが、さらに、遊星ギアキャリアＰＴＥに回転可能に取り付けられ、この補助遊星ギアＮＰＥは、遊星ギアＰＥと、かつ係合され解除され得る摩擦係合ブレーキＢ３に接続された外部の補助の中心のギアＮＨＥとの両方と噛み合っている。
【００２８】
図４に例示されている表は、それぞれのギアについて閉じられるトランスミッションクラッチ及びブレーキを示している。即ち、
第１のギア：
ブレーキＢ２及びトランスミッションクラッチＫ３が係合され、この結果、両方の構成要素トランスミッションＴＡ及びＴＵが、確実に制動される反応要素（中心のギアＳＡ及びＳＵ）に対する静止変速比へとシフトし、力の流れにおいて連続して接続される。これはまた、入力側構成要素トランスミッションＴＥにも適用されるが、入力側構成要素トランスミッションＴＥでは、確実に制動される補助の中心のギアＮＨＥに対する静止変速比は、（係合されたブレーキＢ３を用いて）係合され、これは、中心のギアＳＥが確実に制動される場合より高い。
第２のギア：
すべての３つの構成要素トランスミッションＴＥ、ＴＡ、及びＴＵが、確実に制動される反応要素（中心のギアＳＥ、ＳＡ、及びＳＵ）に対するそれらの静止変速比へとシフトし、力の流れに関して連続して接続され、したがって、ここで、第２のギアのためのギア変速比が、前記３つの構成要素変速比の乗法の組合せによって判断される。
第３のギア：
入力側構成要素トランスミッションＴＥは、トランスミッションクラッチＫ１を用いて、その構成要素変速比１：１へとシフトし、力の流れにおいて構成要素トランスミッションＴＡ及びＴＵに連続して接続され、この構成要素トランスミッションＴＡ及びＴＵは、ブレーキＢ２の及びトランスミッションクラッチＫ３の係合された状態により、それぞれ、確実に制動される反応要素（それぞれ、中心のギアＳＡ及びＳＵ）に対するそれらの静止変速比内となり、力の流れにおいて互いに連続して接続される。したがって、ギア変速比は、この場合、２つの構成要素トランスミッションＴＡ及びＴＵの静止変速比の乗法の組合せから判断される。
第４のギア：
トランスミッションクラッチＫ１及びＫ２の及びブレーキＢ２のそれぞれ係合された状態により、構成要素トランスミッションＴＥ及びＴＵは、それらの各変速比１：１へとシフトし、出力側構成要素トランスミッションＴＡは、確実に制動される反応要素に対するその静止変速比へとシフトし、したがって、ギア変速比は、出力側構成要素トランスミッションＴＡの静止変速比のみから判断される。
第５のギア：
３つのトランスミッションクラッチＫ１、Ｋ２、及びＫ３が係合されるので、すべての３つの構成要素トランスミッションＴＥ、ＴＡ、及びＴＵは、１つの共通ブロックとして回転し、したがって、第５のギアは、直接ギアとして設計される。
第６のギア：
ブレーキＢ１及びトランスミッションクラッチＫ２及びＫ３が係合され、この結果、すべての３つの構成要素トランスミッションＴＥ、ＴＡ、及びＴＵは、結合されたトランスミッションを形成するよう互いに接続され、この確実に制動される中心のギアＳＥは、中心のギアＳＡ及びＳＵの駆動をより大きくステップアップさせ、また入力シャフトＥと比較して、出力シャフトＡの駆動を小さくステップアップさせる。
第７のギア：
ブレーキＢ３及びトランスミッションクラッチＫ２及びＫ３が係合されるので、すべての３つの構成要素トランスミッションＴＥ、ＴＡ、及びＴＵは、１つの結合されたトランスミッションを形成するよう接続され、確実に制動される補助の中心のギアＮＨＥは、回転可能に固定結合された中心のギアＳＡ及びＳＵの駆動をさらにより大きくステップアップさせ、またそれぞれ入力シャフトＥと比較して、出力シャフトＡの駆動を小さくステップアップさせる。
後退ギアＲ：
ブレーキＢ３及びＢＲ及びトランスミッションクラッチＫ３は係合される。したがって、２つの構成要素トランスミッションＴＡ及びＴＵは、反応要素として確実に制動される遊星キャリアＰＴＵと結合されたトランスミッションを形成するよう互いに接続され、確実に制動される反応要素ＮＨＥに対する静止変速比内にある入力側構成要素トランスミッションＴＥが、力の流れにおいて連続してこの上流に接続される。係合されたブレーキＢＲは、結合された中心のギアＳＡ及びＳＵに反対の回転方向を伝達し、この回転速度は、出力シャフトＡの出力側構成要素トランスミッションＴＡにおいて再びわずかに減少する。
【００２９】
上述した２つの駆動伝達系１０及び１１０も同様に、様々な運転モードで操作され得る。即ち、
ａ）車両が静止している又は駆動せずに横揺れしている場合の、停止状態の内燃機関
内燃機関１１がオフに切り換えられ、電気機械２８が稼動停止された場合には、スターティングクラッチ、第１の及び第２のクラッチ、トランスミッションクラッチ、及びブレーキが開放される。
【００３０】
内燃機関１１を始動するために、内燃機関１１は、この場合動力を出力する、電気機械２８を用いて起動される。このため、電気機械２８は、第２のクラッチＫＭを用いてエンジンシャフトＭに接続される。第３のクラッチＫＥが開放され、これにより、電気機械２８は、トランスミッション入力シャフトＥから分離される。ここで、スターティングクラッチＮＡＫも同様に開放され、これにより、エンジンシャフトＭと駆動出力シャフトＡとの間の駆動接続が中断される。
【００３１】
ｂ）車両が静止している又は駆動せずに横揺れしている場合の、運転中の内燃機関
内燃機関１１が運転中であり、第２のクラッチＫＭが閉じられ、スターティングクラッチＮＡＫが開放され、第３のクラッチＫＥが開放された場合には、内燃機関１１は、エンジンシャフトＭ及び第２のクラッチＫＭを介して電気機械２８を駆動する。ここで、前記電気機械２８は、ジェネレータとして操作され、自動車の消費者に十分な電気エネルギを生成する。
【００３２】
ｃ）内燃機関のみを用いた従来の運転
スターティングクラッチＮＡＫは閉じられ、第２の及び第３のクラッチＫＭ及びＫＥは開放される。したがって、電気機械２８は、エンジンシャフトＭ及びトランスミッション入力シャフトＥの両方から分離される。トランスミッションクラッチ及びブレーキの他の部品の位置は、個々のギアを実現するためにトランスミッションをシフトするための仕様から判断される。これについては、上記を参照されたい。
【００３３】
ｄ）電気機械を用いた内燃機関の二重運転
ギア１〜６、７及び後退ギアＲで始動し操作するために、電気機械２８の回転速度は、トランスミッション入力シャフトＥの回転速度に対応する。さらなるトルクが、電気機械２８を用いてトランスミッション入力シャフトＥに付与され得る。代替形態として、電気機械２８は、エネルギを回復するためにジェネレータモードで操作され得る。前記ギアのすべてについて、スターティングクラッチＮＡＫ及び第３のクラッチＫＥは閉じられ、第２のクラッチＫＭは開放される。トランスミッションクラッチ及びブレーキの他の部品の状態は、個々のギアを実現するためにトランスミッションをシフトするための仕様から判断される。これについては、上記を参照されたい。
【００３４】
ｅ）電気運転
内燃機関１１が稼動停止された場合には、電気機械２８のみを用いた駆動伝達系１０、１１０の運転が行われ得る。
【００３５】
ギア１〜６及び７で及び後退ギアＲで始動し操作することが、電気機械２８に好適な形で電流を供給することにより行われ、電気機械２８は、駆動トルクを伝達する。この運転状態について、スターティングクラッチＮＡＫ及び第２のクラッチＫＭは開放され、第３のクラッチＫＥは閉じられる。トランスミッションクラッチ及びブレーキの他の部品の状態は、個々のギアを実現するためにトランスミッションをシフトするための仕様から判断される。これについては、上記を参照されたい。
【００３６】
ｆ）回復モード
自動車が制動される場合、自動車の余分な運動エネルギが、電気機械２８により電気エネルギに変換され得る。このため、電気機械２８は、ジェネレータとして操作され、駆動輪、トランスミッション１５、１１５、及び第３のクラッチＫＥを用いて駆動される。このため、第３のクラッチＫＥは閉じられ、スターティングクラッチＮＡＫ及び第２のクラッチＫＭは開放される。トランスミッション１５、１１５のギアは、自動車の速度及び必要な制動トルクに応じて選択される。トランスミッション１５、１１５の係合されたギアが、トランスミッションクラッチ及びブレーキの他の部品の状態を判断する。
【００３７】
ｇ）内燃機関の出力トルクが、スターティングクラッチの最大限伝達可能なトルクを超えた場合
内燃機関１１の設計によっては、内燃機関１１の最大トルクが、スターティングクラッチＮＡＫの最大限伝達可能なトルクより大きい場合がある。それにもかかわらず、内燃機関１１の最大トルクを利用できるようにするために、第２の及び第３のクラッチＫＭ、ＫＥを閉じることにより、スターティングクラッチＮＡＫが補助され得る。これにより、内燃機関１１によって出力されたトルクの一部が、第２のクラッチＫＭ、電気機械２８、及び第３のクラッチＫＥを介して、トランスミッション１５、１１５に作用し、これにより、スターティングクラッチＮＡＫによって伝達されるトルクの割合が、最大限可能なトルク未満となる。
【００３８】
ｈ）スターティングクラッチに障害が検出された場合の運転
スターティングクラッチＮＡＫに障害が検出された場合、たとえば、スターティングクラッチＮＡＫがもはや制御装置３５による稼動に従わない、したがってもはや閉じることができない場合にも、第２の及び第３のクラッチＫＭ、ＫＥ、及び電気機械２８を用いて自動車を運転することがまだ可能である。
【００３９】
自動車は、ｅ）に記述したように、電気機械２８を用いて始動し得る。
【００４０】
自動車の最小速度に達すると、第２のクラッチＫＭが閉じられるので、内燃機関１１のトルクが、第２のクラッチＫＭ、電気機械２８、及び第３のクラッチＫＥを介して、トランスミッション１５、１１５に作用する。これにより、自動車は、スターティングクラッチＮＡＫの故障の場合にも、内燃機関１１によって駆動され得る。
【００４１】
上記に記載した駆動伝達系１０、１１０の異なる運転モードを用いて、自動車の同一の又はこれに匹敵する駆動状態を様々な方法で獲得することができる。所望の駆動状態のための好適な運転モードの選択が、たとえば、効率、パワーバランス、獲得可能な加速度値などを含む特性マップに基づいて行われる。好適な運転モードの選択が、たとえば、事前に定義された動作方法に従って行われ得る。代替形態又は追加形態として、電気機械２８又はクラッチ、トランスミッションクラッチ、及びブレーキの動作温度などの、駆動伝達系の個々の動作変数が、監視され得るので、動作温度の限界値を超えた場合にも、駆動伝達系の動作状態を変更することにより、クラッチが稼動停止され得るので、前記クラッチの負荷が軽減される。
【００４２】
個々の運転モードの選択が、特に制御装置３５内に格納されている駆動方法に従って行われる。ここで、駆動方法には、特に、
バッテリ３４の充電状態、
勾配、総落差、温度などの、少なくとも１つの環境パラメータ、
たとえば、負荷状態、駆動伝達系の又は駆動装置の動作温度又は動作持続時間、始動要素、クラッチ、又はブレーキの動作温度又は動作周波数又は磨耗状態などの、車両パラメータ、
車速又は車両加速度などの、少なくとも１つの移動変数、
ペダル操作（加速要請、ブレーキペダル）、手動操作（異なるトランスミッションプログラムの手動選択）、及び／又は判断された運転者のタイプなどの、運転者に依存する少なくとも１つの変数、
たとえば、効率、パワーバランス、獲得可能な加速度値などを含む特性マップ、
事前に予め定義された動作方法、
及び／又は
エミッション値（内燃機関又は冷式／暖式触媒コンバーター）による運転モードの選択が含まれ、
前述の影響パラメータとは、現在のパラメータ、時系列的に以前のパラメータ、及び／又は平均化されたパラメータであり得る。
【００４３】
例示されている駆動伝達系１０、１１０により、ハイブリッド運転に加えて、それぞれ６つの及び７つの前進ギヤ、及び１つの後退ギアを用いた、ハイブリッド運転が可能となり、伝達可能な高い駆動出力トルクが確実となる。スターティングクラッチＮＡＫは、部分的な又は完全な始動機能を有する、乾式又は湿式クラッチであり得る。スターティングクラッチＮＡＫが過負荷となった場合にも、前記スターティングクラッチＮＡＫなしで電気機械２８を用いて始動することにより、負荷が軽減され得る。
【００４４】
上述のトランスミッション１５、１１５に加えて、たとえば自動制御式マニュアルトランスミッション又は無段変速機などの、他のトランスミッションの種類を、本発明による駆動伝達系に使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】内燃機関と電気機械とトランスミッションとを備えた、自動車のハイブリッド駆動伝達系を示す図である。
【図２】図１のトランスミッションの個々のギアで作動する、トランスミッションクラッチ及びブレーキを示す表である。
【図３】第２の実施形態における自動車のハイブリッド駆動伝達系を示す図である。
【図４】図３のトランスミッションの個々のギアで作動する、トランスミッションクラッチ及びブレーキを示す表である。
【図１】
2009504490.tif 000003
【図３】
2009504490.tif 000004
【図２】
2009504490.tif 000005
【図４】
2009504490.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月7日(2008.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１１）と、トランスミッション（１５、１１５）と、前記内燃機関（１１）と前記トランスミッション（１５、１１５）との間に配置された第１のクラッチ（ＮＡＫ）と、電気機械（２８）と、を有する自動車のハイブリッド駆動伝達系を操作する方法であって、
前記電気機械（２８）が、前記第１のクラッチ（ＮＡＫ）を介在させずに、第２のクラッチ（ＫＭ）を用いて前記内燃機関（１１）に接続され得、また、前記第１のクラッチ（ＮＡＫ）を介在させずに、第３のクラッチ（ＫＥ）を用いて前記トランスミッション（１５、１１５）に接続され得、
前記第１のクラッチ（ＮＡＫ）を補助するために、前記内燃機関（１１）のトルクの一部が、前記第２のクラッチ（ＫＭ）、前記電気機械（２８）、及び前記第３のクラッチ（ＫＥ）を介して、前記トランスミッション（１５、１１５）に作用することが可能であり、
運転モードにおいて前記第１のクラッチ（ＮＡＫ）で障害が検出された場合には、前記電気機械（２８）が、前記第２のクラッチ（ＫＭ）を用いて前記内燃機関（１１）に、かつ前記第３のクラッチ（ＫＥ）を用いて前記トランスミッション（１５、１１５）に接続されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１のクラッチ（ＮＡＫ）で障害が検出された場合には、前記自動車を始動するためのトルクが、前記電気機械（２８）によって付与され、その電気機械が、このため、前記第３のクラッチ（ＫＥ）を用いて前記トランスミッション（１５、１１５）に接続され、前記第２のクラッチ（ＫＭ）を用いて前記内燃機関（１１）から分離されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段の特徴を有する自動車のハイブリッド駆動伝達系を操作する方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
本発明の目的は、簡単かつ費用対効果の高いものであるにもかかわらず、複数の異なる運転モードで操作され得る、ハイブリッド駆動伝達系を操作する方法を提案することであり、これにより、駆動伝達系の信頼性のある運転が可能となる。
【国際調査報告】
2009504490.tif 000007
2009504490.tif 000008
2009504490.tif 000009
2009504490.tif 000010
2009504490.tif 000011
2009504490.tif 000012