(57)【要約】  本発明は、内燃機関として形成される第１の駆動ユニットと、第２の駆動ユニット、有利には電動モータとにより駆動され、前記第１の駆動ユニット及び前記第２の駆動ユニットが単独で又は協働して車両の駆動に寄与する、ハイブリッドドライブを備える車両を運転する方法に関する。運転者に対して、異なる駆動ユニットの作動についての情報提供がなされる、ハイブリッドドライブを備える車両を運転する方法において、これまで使用されていなかった駆動ユニットを、運転状態にある駆動ユニットに加えて作動させる際に、運転者への感覚的なフィードバックを行うようにした。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関として形成される第１の駆動ユニットと、第２の駆動ユニット、有利には電動モータとにより駆動され、前記第１の駆動ユニット及び前記第２の駆動ユニットが単独で又は協働して車両の駆動に寄与する、ハイブリッドドライブを備える車両を運転する方法において、これまで使用されていなかった駆動ユニット（２０，２６）を、運転状態にある駆動ユニット（２０，２６）に加えて作動させる際に、運転者への感覚的なフィードバックを行うことを特徴とする、ハイブリッドドライブを備える車両を運転する方法。
【請求項２】
前記感覚的なフィードバックを、運転者希望トルクを入力する走行ペダル（３１）を介して行う、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記感覚的なフィードバックを、前記走行ペダル（３１）のペダルストローク（ｓＰｅｄａｌ）におけるプレッシャポイント（４，１０，１１）を介して行う、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記プレッシャポイント（４，１０，１１）を前記ペダルストローク（ｓＰｅｄａｌ）における抵抗により形成する、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記プレッシャポイント（４，１０，１１）をハイブリッド車両の運転データに基づいて算出する、請求項３又は４記載の方法。
【請求項６】
前記プレッシャポイント（４，１０，１１）を前記運転者希望トルクに基づいて算出する、請求項３から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記ペダルストローク（ｓＰｅｄａｌ）を少なくとも１つのプレッシャポイント（４）により、前記走行ペダル（３１）の抵抗により識別される２つの領域（１４′，１４′′）に分割する、請求項３記載の方法。
【請求項８】
前記第１の駆動ユニット（２０）の運転時に、運転戦略に基づいた第２の駆動ユニット（２６）の作動が不可能となると、前記プレッシャポイント（４）を解除する、請求項３記載の方法。
【請求項９】
前記駆動ユニット（２０，２６）の作動を視覚的かつ／又は聴覚的に表示する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
内燃機関として形成される第１の駆動ユニットと、第２の駆動ユニット、有利には電動モータとにより駆動され、前記第１の駆動ユニット及び前記第２の駆動ユニットが単独で又は協働して車両の駆動に寄与する、ハイブリッドドライブを備える車両を運転する装置において、これまで使用されていなかった駆動ユニット（２０，２６）を、運転状態にある駆動ユニット（２０，２６）に加えて作動させる際に、感覚的なフィードバックを運転者に出力する手段（３１）を備えることを特徴とする、ハイブリッドドライブを備える車両を運転する装置。
【請求項１１】
前記感覚的なフィードバックが、運転者希望トルクを入力する走行ペダル（３１）を介してなされる、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記走行ペダル（３１）が前記感覚的なフィードバックをペダルストローク（ｓＰｅｄａｌ）におけるプレッシャポイント（４，１０，１１）を介して出力する、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記走行ペダルが前記プレッシャポイント（４，１０，１１）を前記ペダルストローク（ｓＰｅｄａｌ）における抵抗により形成する、請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記走行ペダル（３１）の前記ペダルストローク（ｓＰｅｄａｌ）が前記プレッシャポイント（１０，１１）により、前記走行ペダル（３１）の抵抗により識別される２つの領域（１４′，１４′′）に分割されている、請求項１２記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、内燃機関として形成される第１の駆動ユニットと、第２の駆動ユニット、有利には電動モータとにより駆動され、前記第１の駆動ユニット及び前記第２の駆動ユニットが単独で又は協働してハイブリッド車両の駆動に寄与する、ハイブリッドドライブを備える車両を運転する方法に関する。さらに本発明は、前記方法を実施するための装置に関する。
【０００２】
それぞれ異なる駆動部が駆動機能のために使用される、ハイブリッドドライブを備える車両の開発が強化されている。ハイブリッドドライブ内の個々の駆動部は、多様な形態で協働することができる。個々の駆動部は同時に、動かしたい車両に作用するか、又は１つの駆動部のみが、動かしたい車両に作用する。その際、駆動ユニットの調和は、駆動装置制御部を介してなされる。駆動装置制御部は、異なる駆動ユニットの作動及び停止あるいはオン及びオフを、車両の運転条件及び運転者駆動希望に基づいて決定する。
【０００３】
発明の開示
本発明の課題は、運転者に、異なる駆動ユニットの作動及び停止についての情報提供がなされる、ハイブリッドドライブを備える車両を運転する方法を提供することである。
【０００４】
これまで使用されていなかった駆動ユニットを、既に運転状態にある駆動ユニットに加えて作動させる際に、運転者に対してなされる感覚的なフィードバックの利点は、運転者が簡単に、運転者の注意を走行時の事象全般から逸らすことなく、どの駆動ユニットが運転中であるかについて、情報を入手することにある。運転者は、素早く、しかも簡単に、その都度他方の駆動部がトルク発生のためにいつ作動されたかを認識することができる。これにより、運転者には、車両に関する拡張された管理可能性が提供される。
【０００５】
感覚的なフィードバックを、運転者希望トルクを入力する走行ペダルを介して行うと、運転者は、特に迅速な、感覚的なフィードバックを得る。運転者のための付加的な情報源は省略可能である。
【０００６】
これにより、走行ペダルは、２つの役割、すなわち、１つには、運転者の速度希望を駆動装置制御部に伝達すること、もう１つには、情報源として働くことという２つの役割を果たす。運転者は、自らの足で、第２の駆動ユニットが作動されたことを感知する。この情報提供は、例えば走行ペダルの振動によってなされてもよい。
【０００７】
有利には、感覚的なフィードバックを、走行ペダルのペダルストロークにおけるプレッシャポイントを介して行う。走行ペダルを操作する際に、運転者は抵抗を感じる。この抵抗は、走行ペダルの操作時の、通常の、例えば線形の運動経過を妨げる。こうして、運転者は、別の駆動ユニットの作動についての所望の情報を入手する。
【０００８】
プレッシャポイントは、駆動装置制御部によって、ハイブリッド車両の運転データ、例えば電動モータのバッテリの充電状態、トルク要求及び運転者希望トルク等に基づいて算出される。これらのデータに基づいて、プレッシャポイントは可変である。この可変のプレッシャポイントによって、運転者は、いつから内燃機関又は電動モータが作動されるかについての情報を入手する。その際には、内燃機関が強制的に始動される状況、例えば、運転者希望が内燃機関の始動を必要としていなくても、電動モータのバッテリ出力の低下が内燃機関の始動を、一度達成された走行出力を引き続き維持するか、又は走行能力を保証するために必要とする状況も考慮される。
【０００９】
本発明の別の形態では、ペダルストロークを少なくとも１つのプレッシャポイントにより、走行ペダルが運転者に抗して与える抵抗により識別される２つの領域に分割する。こうして、走行ペダルは、車両が例えば電動モータによってのみ駆動される領域では、内燃機関の作動を知らせるプレッシャポイントの到達後よりも軽快である。この第２の領域において、走行ペダルはより鈍重である。このことは、運転者が走行ペダルを踏み込むためにより大きな力を消費しなければならないことを意味する。
【００１０】
駆動装置制御部は、内燃機関の運転時に、運転戦略に基づいた第２の駆動ユニットの作動が不可能となると、プレッシャポイントを解除する。このことは、第２の駆動ユニットとして電動モータを使用したときに、例えばバッテリ充電状態が過度に低く、電動モータが総出力を向上させるには使用不可である場合に発生する。温度が低い場合も、電動モータのバッテリの性能は低下する。同じことは、バッテリ状態に基づいて、電動モータによる純粋に電気的な走行が不可能である場合についても言える。
【００１１】
有利には、駆動ユニットの作動を視覚的かつ／又は聴覚的に表示する。視覚的又は聴覚的な信号は、情報容量及び運転者情報の信頼性を高める。
【００１２】
本発明の別の形態では、内燃機関として形成される第１の駆動ユニットと、第２の駆動ユニット、有利には電動モータとにより駆動され、前記第１の駆動ユニット及び前記第２の駆動ユニットが単独で又は協働して車両の駆動に寄与する、ハイブリッドドライブを備える車両を運転する装置において、これまで使用されていなかった駆動ユニットを、運転状態にある駆動ユニットに加えて作動させる際に、感覚的なフィードバックを運転者に出力する手段を備える。この構成により、運転者は、駆動ユニットの作動及び停止についての情報提供を受ける。
【００１３】
情報提供は、感覚的なフィードバックが、運転者希望トルクを入力する走行ペダルを介してなされると特に迅速になされる。
【００１４】
有利には、走行ペダルが感覚的なフィードバックをペダルストロークにおけるプレッシャポイントを介して出力する。プレッシャポイントがペダルストロークにおける抵抗により形成されると、特に簡単にフィードバックがなされる。別の形態では、走行ペダルのペダルストロークがプレッシャポイントにより、走行ペダルの抵抗により識別される２つの領域に分割されている。
【００１５】
本発明に係る、内燃機関として形成される第１の駆動ユニットと、第２の駆動ユニット、有利には電動モータとにより駆動され、前記第１の駆動ユニット及び前記第２の駆動ユニットが単独で又は協働して車両の駆動に寄与する、ハイブリッドドライブを備える車両を運転する方法は、これまで使用されていなかった駆動ユニットを、運転状態にある駆動ユニットに加えて作動させる際に、運転者への感覚的なフィードバックを行うことを特徴とする。好ましくは、前記感覚的なフィードバックを、運転者希望トルクを入力する走行ペダルを介して行う。好ましくは、前記感覚的なフィードバックを、前記走行ペダルのペダルストロークにおけるプレッシャポイントを介して行う。好ましくは、前記プレッシャポイントを前記ペダルストロークにおける抵抗により形成する。好ましくは、前記プレッシャポイントをハイブリッド車両の運転データに基づいて算出する。好ましくは、前記プレッシャポイントを前記運転者希望トルクに基づいて算出する。好ましくは、前記ペダルストロークを少なくとも１つのプレッシャポイントにより、前記走行ペダルの抵抗により識別される２つの領域に分割する。好ましくは、前記第１の駆動ユニットの運転時に、運転戦略に基づいた第２の駆動ユニットの作動が不可能となると、前記プレッシャポイントを解除する。好ましくは、前記駆動ユニットの作動を視覚的かつ／又は聴覚的に表示する。本発明に係る、内燃機関として形成される第１の駆動ユニットと、第２の駆動ユニット、有利には電動モータとにより駆動され、前記第１の駆動ユニット及び前記第２の駆動ユニットが単独で又は協働して車両の駆動に寄与する、ハイブリッドドライブを備える車両を運転する装置は、これまで使用されていなかった駆動ユニットを、運転状態にある駆動ユニットに加えて作動させる際に、感覚的なフィードバックを運転者に出力する手段を備えることを特徴とする。好ましくは、前記感覚的なフィードバックが、運転者希望トルクを入力する走行ペダルを介してなされる。好ましくは、前記走行ペダルが前記感覚的なフィードバックをペダルストロークにおけるプレッシャポイントを介して出力する。好ましくは、前記走行ペダルが前記プレッシャポイントを前記ペダルストロークにおける抵抗により形成する。好ましくは、前記走行ペダルの前記ペダルストロークが前記プレッシャポイントにより、前記走行ペダルの抵抗により識別される２つの領域に分割されている。本発明は、多数の実施の形態を可能にする。可能な実施の形態のうちの１つについて、図面に示した図を参照しながら詳述する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】電動モータにより運転しつつ、内燃機関を作動させた場合の出力‐時間のグラフである。
【図２】内燃機関により運転しつつ、電動モータを作動させた場合の出力‐時間のグラフである。
【図３】感覚的な走行ペダル特性の複数の実現可能性を示す図である。
【図４】車両のハイブリッドドライブの一実施の形態を示す図である。
【００１７】
以下の実施の形態では、車両の駆動装置としての内燃機関及び電動モータについて考察を加える。
【００１８】
ハイブリッドドライブの特性について図１を参照しながら詳述する。まず、電動モータを用いた走行運転を行う。図１には、トルク要求Ｍあるいは総出力Ｐｇｅｓが時間ｔにわたって示されている。時間軸ｔに対して平行に延びる破線１は、電動モータの最大の出力を示している。実線の曲線２は、車両の運転者がガスペダルあるいはアクセルペダルの操作によって入力する運転者希望トルクを示している。運転者希望トルクを示す実線の曲線２の近傍を延びる破線の曲線３は、電動モータの実際トルクを示している。
【００１９】
図１から看取されるように、運転者希望トルクは、まず電動モータによってのみ形成される。電動モータの実際トルクは、運転者希望トルクと等価に延びる。その際、運転者希望に対する電動モータの反応時間は、極めて速いので、両曲線２及び３は互いに著しく近接して延びている。運転者希望トルクと、電動モータの最大出力を示す破線１との交点に、プレッシャポイント（Ｄｒｕｃｋｐｕｎｋｔ）４が位置する。このプレッシャポイント４は、ガスペダルによって示される運転者希望トルクを検出する駆動装置制御装置によって発生される。この箇所で、電動モータの出力は、運転者希望を満たすにもはや不十分であるので、駆動装置制御装置は、内燃機関を作動させなければならない。このことについて、運転者には、駆動装置制御装置がガスペダルに出力するプレッシャポイント４を介して情報提供がなされる。内燃機関の作動は、図１に実線５によって示されている。
【００２０】
運転者は、プレッシャポイント４の箇所で抵抗を、電動モータの最大出力を超える総出力Ｐｇｅｓを達成するために今まさに内燃機関が作動されるという情報として感知する。しかし、図１に示すように、運転者にとって電動モータの最大出力のレベルにある目下のトルクで十分であれば、又は運転者の要求がプレッシャポイント４の下か、若しくはプレッシャポイント４のレベルにあれば、純粋に電気的な走行が続行される。
【００２１】
しかし、純粋に電気的な走行時、時の経過とともにバッテリ出力は低下する。バッテリ出力の低下は、区分６に示されている電動モータの出力低下を招く。それゆえ、車両の駆動を電動モータのみを介して行う所定の時間後、電動モータの最大出力の低下を補償し、かつ運転者希望トルクを相応に維持することができるように、内燃機関を強制的に始動する（点７）、駆動装置制御装置の運転戦略（Ｂｅｔｒｉｅｂｓｓｔｒａｔｅｇｉｅ）が予定されている。
【００２２】
図２は、やはり、出力‐時間のグラフである。図２では、車両が内燃機関で走行している。図２でも、運転者希望は、実線の曲線２で示されている一方で、内燃機関の実際トルクは、破線の曲線３で示されている。内燃機関の最大出力は、水平の実線８により示されている。
【００２３】
当初、運転者希望トルクを示す曲線２と、内燃機関の実際トルクを示す曲線３とは、ほぼ同じに経過する。この期間中、運転者はガスペダルをゆっくりと踏み込むだけであり、内燃機関は、運転者希望トルク要求に良好に追従することができる。
【００２４】
しかし、運転者がガスペダルをより速く操作すると、内燃機関は実際トルクを、運転者希望トルクに対して所望される分だけ提供することができない。曲線２及び曲線３は、内燃機関の慣性に基づいて離間する。ガスペダルを極めて速く踏み込むと、内燃機関は追従することができない。駆動装置制御装置は、領域９において電動モータを、過渡状態補償（Ｉｎｓｔａｔｉｏｎａｅｒａｕｓｇｌｅｉｃｈ）のために、内燃機関の実際トルクが運転者希望トルクに再び近接するまで作動させる。
【００２５】
プレッシャポイント１０を介して、駆動装置制御装置は運転者に、電動モータの作動を報知する。
【００２６】
運転者希望トルクが内燃機関の最大出力に達すると、運転者には別のプレッシャポイント１１を介して、運転者希望を満たすために、電動モータが付加トルクの発生のために作動させられることが通知される。運転者希望は第２の実線１２により示されている。
【００２７】
運転者希望トルクがプレッシャポイント１１の下にあれば、純粋に内燃機関による走行が継続される。
【００２８】
感覚的あるいは触覚的な走行ペダル特性に関する種々異なる実現可能性を図３に示す。ガスペダルを動かすために必要な力ＦＰｅｄａｌは、ペダルストロークｓＰｅｄａｌにわたって示されている。図ａ）は、従来型の車両におけるガスペダルに関する関係を示している。その際、選択された例では、力ＦＰｅｄａｌと、この力で進むストロークｓＰｅｄａｌとの間には、線形の関係が生じる。線形の関係は、力が一定であるとき、常に同じストロークが進められることを意味する。
【００２９】
図ｂ）では、提供可能な駆動装置トルク又は総出力に基づいてシフト可能あるいは移動可能なプレッシャポイント４が示されている。実線の曲線の第１の区分１３′及び第３の区分１３′′′では、所定のペダルストロークのために一定の力が消費され、この力は、従来型の車両のもの（破線）よりも僅かである。第２の区分１３′′では、短いペダルストロークのために、比較的高い力が消費されねばならない。この点は、運転者にプレッシャポイント４として認識され、運転者に、既述したような形式で駆動ユニット作動の信号を送る。このプレッシャポイント４がペダルストロークのどの箇所に設定されるかは、駆動装置制御装置の運転戦略次第であり、ゆえに可変である。プレッシャポイント４が一度乗り越えられてしまえば、ペダルは、区分１３′′′において再び、より軽く動かされる。
【００３０】
別の可能性は、図ｃ）に示されている。予め決められた第１の区分１４′において、所定のストロークｓＰｅｄａｌのために必要な力ＦＰｅｄａｌは、線形に延びる。第１の区分１４′に続く区分１４′′において、ストロークのために、第１の区分１４′よりも大きな力が消費されねばならない。このことは、ガスペダルの運動性を介して簡単に調節される。ガスペダルは、第１の区分１４′では軽快に動き、第２の区分１４′′ではより鈍重に動く。軽快から鈍重へあるいは易動から難動への移行がなされる点が、プレッシャポイント４である。
【００３１】
図ｄ）は、ペダルの運動性が３つの区分に分割されている別の例を示す。力ＦＰｅｄａｌの上昇に伴い、第１の区分１５′では、所定のストロークｓＰｅｄａｌが進められる。第２の区分１５′′では、より高い力ＦＰｅｄａｌで小さなペダルストローク区間ｓＰｅｄａｌが克服されねばならないのに対して、第３の区分１５′′′では、ストロークｓＰｅｄａｌを克服するための力ＦＰｅｄａｌは、再び小さくなり、第１の区分１５′と同じオーダにある。
【００３２】
図ｅ）の３つの区分では、３つの異なる力ＦＰｅｄａｌが加えられねばならない。最小の力ＦＰｅｄａｌは、第１の区分１６′において、比較的長いペダルストロークｓＰｅｄａｌを克服するために必要とされる。これに対して、最大の力ＦＰｅｄａｌは、比較的短いストロークｓＰｅｄａｌのために区分１６′′において加えられる。最大の力ＦＰｅｄａｌは、プレッシャポイント４を示している。区分１６′に示される力と区分１６′′に示される力との間にある値を有する力ＦＰｅｄａｌは、区分１６′′′において消費される。特にこの形態では、２つのプレッシャポイントを実現することもできる。２つのプレッシャポイントは、例えば、第１のプレッシャポイントで、電動モータの過渡状態補償を示し、第２のプレッシャポイントで、内燃機関に加えた電動モータの作動を示す。この点については、図２との関連で説明した。
【００３３】
図ｆ）の３つの区分では、やはり、異なる大きさの力ＦＰｅｄａｌが、３つのペダルストローク区間ｓＰｅｄａｌを克服するために加えられねばならない。第１の区分１７′では、力消費がストロークｓＰｅｄａｌに関して非線形である。このストローク区間を克服するために、まず若干大きな力ＦＰｅｄａｌが消費され、次に若干小さな力ＦＰｅｄａｌが消費されねばならない。区分１７′′では、短いストロークｓＰｅｄａｌを進めるために、一定の高い力ＦＰｅｄａｌが必要である。区分１７′と同様に、区分１７′′′では、所望のペダルストロークｓＰｅｄａｌを進めるために、異なる大きさの力が必要である。
【００３４】
図３ｂ〜３ｆにおける水平の矢印は、電動モータのバッテリ出力を概略的に示している。バッテリ出力は、矢印に示すように、走行中何度も変化可能である。これにより、プレッシャポイント４も相応にシフトする。
【００３５】
図４は、冒頭で述べた方法が実施され得る、車両のハイブリッドドライブの可能な形態を示す。このハイブリッドドライブは、第１の駆動装置として内燃機関２０を備える。内燃機関２０は、パワートレーン２１を介して伝動装置２２に結合されている。他方、伝動装置２２は、ディファレンシャル２３へと至る。ディファレンシャル２３は、車両軸２４を介してホイール２５に結合されている。これにより、内燃機関２０により加えられる出力は、ホイール２５に伝達される。
【００３６】
第２の駆動装置として、図示の実施の形態では、電動モータ２６が設けられている。電動モータ２６は、固有のパワートレーン２７を備え、パワートレーン２７を介して伝動装置２２に結合されている。伝動装置２２は、電動モータ２６により提供される出力をディファレンシャル２３及び車軸２４を介してホイール２５に伝達する。
【００３７】
内燃機関２０の開ループ制御及び閉ループ制御は、内燃機関制御装置２８を介してなされ、電動モータ２６の開ループ制御及び閉ループ制御は、電動モータ制御装置２９を介してなされる。内燃機関制御装置２８及び電動モータ制御装置２９は、走行ペダル３１に結合されている走行ペダル電子ユニット３０と交信する。走行ペダル電子ユニット３０は、内燃機関制御装置２８及び電動モータ制御装置２９により出力される信号を、走行ペダル電子ユニット３０内に含まれる電気機械式の変換器３２を介して機械的な状態、例えばプレッシャポイント及び走行ペダル３１の運動性に変換する。
【図１】
2011517634.tif 000003
【図２】
2011517634.tif 000004
【図３ａ）】
2011517634.tif 000005
【図３ｂ）】
2011517634.tif 000006
【図３ｃ）】
2011517634.tif 000007
【図３ｄ）】
2011517634.tif 000008
【図３ｅ）】
2011517634.tif 000009
【図３ｆ）】
2011517634.tif 000010
【図４】
2011517634.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月15日(2010.11.15)
【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】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
内燃機関として形成される第１の駆動ユニットと、第２の駆動ユニットとにより駆動され、前記第１の駆動ユニット及び前記第２の駆動ユニットが単独で又は協働して車両の駆動に寄与する、ハイブリッドドライブを備える車両を運転する方法において、これまで使用されていなかった駆動ユニット（２０，２６）を、運転状態にある駆動ユニット（２０，２６）に加えて作動させる際に、運転者への感覚的なフィードバックを行うことを特徴とする、ハイブリッドドライブを備える車両を運転する方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
内燃機関として形成される第１の駆動ユニットと、第２の駆動ユニットとにより駆動され、前記第１の駆動ユニット及び前記第２の駆動ユニットが単独で又は協働して車両の駆動に寄与する、ハイブリッドドライブを備える車両を運転する装置において、これまで使用されていなかった駆動ユニット（２０，２６）を、運転状態にある駆動ユニット（２０，２６）に加えて作動させる際に、感覚的なフィードバックを運転者に出力する手段（３１）を備えることを特徴とする、ハイブリッドドライブを備える車両を運転する装置。
【国際調査報告】
2011517634.tif 000012
2011517634.tif 000013
2011517634.tif 000014
2011517634.tif 000015
2011517634.tif 000016
2011517634.tif 000017