(57)【要約】  電気機械（２）を介した純粋な電気走行運転時における負荷切換の間に内燃エンジンが始動される、並列タイプのハイブリッド自動車における内燃エンジンの始動方法を提供する。
2010536628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械（２）を介した純粋な電気走行運転時における負荷切換の間に、内燃エンジン（１）が始動される
ことを特徴とする並列タイプのハイブリッド自動車における内燃エンジンの始動方法。
【請求項２】
内燃エンジン（１）は、変速機（３）に連結された電気機械（２）に、クラッチ（Ｋ１）を介して連結可能であり、
当該クラッチ（Ｋ１）は、前記負荷切換の間に締結される
ことを特徴とする請求項１に記載の並列タイプのハイブリッド自動車における内燃エンジンの始動方法。
【請求項３】
前記負荷切換の際、新しいギヤ段への同期のために必要な電気機械（２）の回転数適合は、回転数調整モードにおける電気機械（２）の回転数適合によって実施されると共に、当該電気機械（２）の回転数適合の間に、内燃エンジン（１）が、前記クラッチ（Ｋ１）の締結によって始動される
ことを特徴とする請求項２に記載の並列タイプのハイブリッド自動車における内燃エンジンの始動方法。
【請求項４】
電気機械（２）の回転数（ｎ＿ＥＭ）が小さい勾配で目標回転数（ｎ＿Ｇａｎｇ＿ｎｅｕ）に到達する、というように回転数推移が形成される
ことを特徴とする請求項３に記載の負荷切換を実施するための方法。
【請求項５】
クラッチ（Ｋ１）のトルクが、パイロット制御トルクとして、電気機械（２）の回転数調整器に伝達され、
クラッチ（Ｋ１）の係合の後で、内燃エンジン（１）のトルクが、回転数調整器のためのパイロット制御トルクとして使用され、
回転数調整のための次のパイロット制御トルクとして、電気機械（２）に作用するトルクが、切換に関連するクラッチ（Ｋ＿ａｌｔ）および（Ｋ＿ｎｅｕ）に作用する
ことを特徴とする請求項３または４に記載の負荷切換を実施するための方法。
【請求項６】
電気機械（２）の回転数（ｎ＿ＥＭ）が、活動するギヤ段の目標回転数ないし同期回転数（ｎ＿Ｇａｎｇ＿ｎｅｕ）に到達する時、電気機械（２）は、トルク調整モードに移行されて、活動する切換要素（Ｋ＿ｎｅｕ）が完全に締結される
ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の負荷切換を実施するための方法。
【請求項７】
アップシフトの際、電気機械（２）の慣性トルクが、内燃エンジン（１）のための始動トルクとして利用される
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の負荷切換を実施するための方法。
【請求項８】
牽引−アップシフトの場合において、
活動する切換要素（Ｋ＿ｎｅｕ）の伝達能力が負荷受容のために高められ、同時に、遮断する切換要素（Ｋ＿ａｌｔ）の伝達能力が低減され、
活動する切換要素（Ｋ＿ｎｅｕ）による負荷受容が行われた後で、電気機械（２）が、回転数調整モードに移行され、
切り換えるべきギヤ段の同期回転数に到達するように、電気機械（２）の回転数適合が実施され、これにより、電気機械（２）の回転数が目標回転数に調整され、ないし、新しいギヤ段の同期回転数が導かれ、同時に、遮断する切換要素（Ｋ＿ａｌｔ）が完全に開放される
ことを特徴とする請求項３乃至７のいずれかに記載の負荷切換を実施するための方法。
【請求項９】
牽引−ダウンシフトの場合において、
遮断する切換要素（Ｋ＿ａｌｔ）の伝達能力が低減され、
当該遮断する切換要素（Ｋ＿ａｌｔ）における滑りが認識されるとすぐに、電気機械（２）が、トルク案内のモードから回転数調整モードへと移行され、
続いて、電気機械（２）の回転数が、活動する切換要素（Ｋ＿ｎｅｕ）における同期回転数を上回る回転数まで高められ、
次のステップにおいて、活動する切換要素（Ｋ＿ｎｅｕ）の伝達能力が高められ、遮断する切換要素（Ｋ＿ａｌｔ）の伝達能力が更に低減され、これにより、連続的な負荷受容が、活動する切換要素（Ｋ＿ｎｅｕ）によって実現され、
活動する切換要素（Ｋ＿ｎｅｕ）による負荷受容が行われた後で、遮断する切換要素（Ｋ＿ａｌｔ）が完全に開放され、
電気機械（２）の回転数が、活動する切換要素（Ｋ＿ｎｅｕ）の同期回転数に案内される
ことを特徴とする請求項３乃至７のいずれかに記載の負荷切換を実施するための方法。
【請求項１０】
惰行−ダウンシフトの場合において、
活動する切換要素（Ｋ＿ｎｅｕ）の伝達能力が高められ、同時に、遮断する切換要素（Ｋ＿ａｌｔ）の伝達能力が低減され、
活動する切換要素（Ｋ＿ｎｅｕ）による負荷受容が行われた後で、電気機械（２）が、トルク案内のモードから、回転数調整モードに移行され、
遮断する切換要素（Ｋ＿ａｌｔ）が完全に開放され、
続いて、電気機械（２）の回転数が同期回転数に調整され、同時に、遮断する切換要素（Ｋ＿ａｌｔ）が完全に開放される
ことを特徴とする請求項３乃至７のいずれかに記載の負荷切換を実施するための方法。
【請求項１１】
惰行−アップシフトの場合において、
まず、遮断する切換要素（Ｋ＿ａｌｔ）の伝達能力が連続的に低減され、
当該遮断する切換要素（Ｋ＿ａｌｔ）において滑りが認識されるとすぐに、電気機械（２）が、トルク案内のモードから回転数調整モードへと移行され、
当該回転数調整モードにおいて、電気機械の回転数が、活動する切換要素（Ｋ＿ｎｅｕ）における同期回転数を下回る回転数まで低減され、
続いて、活動する切換要素（Ｋ＿ｎｅｕ）の伝達能力が高められ、遮断する切換要素（Ｋ＿ａｌｔ）の伝達能力が低減され、これにより、連続的な負荷受容が、活動する切換要素（Ｋ＿ｎｅｕ）によって実現され、
活動する切換要素（Ｋ＿ｎｅｕ）による負荷受容が行われた後で、遮断する切換要素（Ｋ＿ａｌｔ）が完全に開放され、
電気機械（２）の回転数が、回転数調整モードにおいて、活動する切換要素（Ｋ＿ｎｅｕ）の同期回転数に案内される
ことを特徴とする請求項３乃至７のいずれかに記載の負荷切換を実施するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念に従う、並列タイプのハイブリッド自動車において負荷切換の間に内燃エンジンを始動する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術から、ハイブリッド変速機を有するハイブリッド自動車が知られている。それは、内燃エンジンに加えて、少なくとも一つの電気モータないし電気機械を有している。直列タイプのバイブリッド自動車においては、発電機（ジェネレータ）が内燃エンジンによって駆動され、当該発電機が車輪を駆動する電気モータに電気エネルギ+を供給する。さらに、並列タイプのバイブリッド自動車も知られている。その場合には、内燃エンジンのトルクと当該内燃エンジンに接続可能な少なくとも一つの電気機械のトルクとの合算が行われる。この場合、電気機械は、内燃エンジンのベルト駆動部やクランクシャフトに接続可能である。内燃エンジン及び／または少なくとも一つの電気機械によって生じるトルクは、後置された変速機を介して、駆動される車軸へと伝達される。
【０００３】
例えば、ＤＥ１０２００６０１９６７９Ａ１において、電気的に制御可能なハイブリッド変速機と、電気油圧式の制御システムと、幾つかの電気的なパワーユニットと、幾つかのトルク伝達機構と、を備えたパワートレインが知られている。この場合、当該トルク伝達機構は、電気油圧式の制御システムによって、選択的に係合される。これにより、４つの前進段と、一つの中立状態と、一つの電気的な低回転数及び高回転数の運転モードと、一つの電気的に制御可能な低回転数及び高回転数の運転モードと、山腹停止運転モードと、が提供される。
【０００４】
ＤＥ１０２００５０５７６０７Ｂ３から、自動車のハイブリッド駆動が知られている。それは、少なくとも、メインエンジン特には燃焼力機械と、発電機と、電気モータと、太陽歯車、内歯歯車、遊星キャリヤ及び遊星歯車を有する遊星ギヤと、を含んでいる。遊星ギヤは、少なくとも一つの出力軸を含んでいる。この場合、自動車の第一走行領域において、トルクを合算するために、メインエンジン及び電気モータの駆動軸が遊星ギヤの太陽歯車に結合され、自動車の第二走行領域においては、重ね合わせ原理（Ueberlagerungsprinzip ）に対応する回転数の機械的な合算のために、メインエンジン及び電気モータのうちの一方が遊星ギヤの内歯歯車に圧着式に（Kraftschluessig）結合可能である。
【０００５】
ハイブリッド駆動を有する自動車においては、自動車が停止した際あるいは自動車が停止する直前にエンジンを遮断することは、従来技術である。これにより、内燃エンジンの燃料消費が低減される。
【０００６】
ＵＳ２００５／０２２１９４７Ａ１から、ハイブリッド自動車用の駆動制御システムが知られている。それは、内燃エンジンと、不連続の（離散的な）ギヤ比を有する変速機と、当該内燃エンジンと当該変速機との間に配置された電気機械と、選択作動可能な第１クラッチおよび第２クラッチと、を含んでいる。これにより、電気機械のロータと、変速機あるいは内燃エンジンとの連結を制御している。さらに、公知の駆動制御システムは、制御装置（Steuereinrichtung）を有している。これにより、内燃エンジンと、電気機械と、クラッチとが制御される。それらは、始動−停止−機能を形成するように構成されている。当該機能において、停止段階の間には、内燃エンジンが電気機械および変速機から切り離されて遮断される。
【０００７】
次の始動段階において、変速機の第１ギヤ比が係合している間に、電気モータとして作動する電気機械と変速機との連結が構築される。このことにより、自動車は、まず、電気機械により駆動される。続いて、第１ギヤ比からより高い第２ギヤ比への変速が実施される。この変速切換の間に、内燃エンジンと電気機械との連結が構築され、これにより、内燃エンジンが始動される。更に、変速機においてより高いギヤ比が係合している間、電気機械と変速機との間の連結が、対応するクラッチの開放によって中断され、この結果として、牽引力中断（Zugkraftunterbrechung）が生じるようになっている。次の段階において、内燃エンジンと変速機との連結が構築され、これにより、始動段階が終了する時に、自動車は、内燃エンジンによって、および選択的に電気機械によって駆動される。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の課題は、並列タイプのハイブリッド自動車における内燃エンジンを始動する方法であって、エンジン始動の実施を快適に行うことができる方法、を提供することである。更に、本発明の方法によれば、始動−停止機能において、パワートレインの中断（Storung）の回数が低減されて快適性が向上される。
【０００９】
本課題は、特許請求の範囲の請求項１に記載された特徴によって解決される。本発明による更なる実施の形態及び利点は、従属請求項より明らかにされる。
【００１０】
それによると、電気機械を介した純粋な電気走行運転時における負荷切換の間に、内燃エンジンを始動することが提案される。このことは、内燃エンジンがクラッチを介して電気機械に連結可能である自動車の場合において、当該クラッチが締結されることによって行われ得る。
【００１１】
本発明によって“負荷切換”の機能と“内燃エンジンの始動”の機能とを統合することにより、快適性が向上される。なぜなら、各々の機能は、パワートレインにおける中断であり本発明により同時に実施されるからである。
【００１２】
従来技術において実施されている負荷切換では、新しいギヤ段への同期のために必要なエンジンの回転数適合は、切換要素の参画とエンジントルクの介入との支援を受けて行われている。
【００１３】
例えば、牽引−アップシフトにおいては、まず、活動する切換要素の伝達能力（伝達性能）が負荷受容のために高められ、同時に、遮断する切換要素の伝達能力が低減される。活動する切換要素による負荷受容が行われた後で、エンジンの回転数適合が、当該切換要素とエンジントルク介入との支援によって行われる。ハイブリッド自動車のハイブリッド運転における負荷切換の際、パワーユニットは、内燃エンジンと電気機械とから構成される。一方、純粋な電気運転における負荷切換の際には、電気機械の回転数適合が実施される。続いて、遮断する切換要素が完全に開放され、活動する切換要素が完全に締結される。
【００１４】
従来技術では、内燃エンジンおよび／または電気機械は、前述の負荷切換の場合において、当該切換中、走行時の所望トルクの要求の下で、トルクが伝達され続ける。対応するトルク介入は、切換連続制御の側から行われる。
【００１５】
内燃エンジンと変速機に連結された電気機械との間にクラッチが配置されているハイブリッド自動車のための本発明による好適な他の実施の形態によれば、負荷切換の際、新しいギヤ段への同期のために必要な電気機械の回転数適合が、回転数調整モードにおける電気機械の回転数適合によって実施され、電気機械の回転数が目標回転数に調整される、ないし、新しいギヤ段の接続回転数（同期回転数）が導かれる。これにより、活動する（べき）切換要素が同期され、回転数適合の間、内燃エンジンと電気機械との間に配置されたクラッチの締結によって、内燃エンジンが始動する。
【００１６】
本発明によれば、内燃エンジンと電気機械との間のクラッチのトルクが、パイロット制御トルクとして、電気機械の回転数調整器に伝達され、クラッチの係合の後で、内燃エンジンのトルクが、回転数調整器のためのパイロット制御トルクとして使用される。また、回転数調整のための次のパイロット制御トルクとして、電気機械に作用するトルクもまた、切換に関連するクラッチに作用する。
【００１７】
ある有利な形態では、アップシフトの実施の技術とは独立して、アップシフトの際、電気機械の慣性トルクが、内燃エンジンのための始動トルクとして利用され得る。
【００１８】
更に、本発明によれば、電気機械の回転数が小さい勾配で目標回転数に到達する、というように電気機械の回転数推移が形成される。
【００１９】
電気機械の回転数が、活動するギヤ段の目標回転数ないし同期回転数に到達する時、電気機械は、トルク調整モードに再び移行されて、活動する切換要素が完全に締結される。負荷切換の完了の後で、内燃エンジンおよび電気機械は、新しいギヤ段を介して変速機の出力部と結合される。
【００２０】
本発明によるハイブリッド自動車の純粋な電気運転時の負荷切換の間における内燃エンジンの始動は、始動／停止機能における好適な方法により実施される。これは、自動車が、まず純粋な電気運転において動き始めることを意味する。この場合、車速が所定のしきい値を超えるか、あるいは、運転者からより多くのトルクが要求される時、負荷切換が、内燃エンジンの始動と同時に実施される。
【００２１】
内燃エンジンの始動が変速機における切換要素が滑り状態である間に行われるため、好適な態様においては、それは出力部から切り離されて、快適性を得ることができる。なぜなら、その場合、出力トルクが、変速機における切換要素の状態によって、決定されるからである。
【００２２】
電気機械の回転数調整の本発明によるコンセプトによれば、電気機械が正確かつ動的に回転数調整可能であるため、負荷切換の際、切換時間が短縮される。更に、電気機械の回転数が、目標回転数ないし新しいギヤ段の同期回転数にソフトに（sanften）到達する（Einlauf）ことにより、特に高い切換快適性能が保証される。なぜなら、活動する（べき）切換要素が係止状態となる時の内燃エンジンおよび電気機械の動的トルクの変動が、エンジンの慣性モーメントによって引き起こされるものであるが、ほんの僅かな変動で済むからである。本発明による方法の更なる利点は、従来技術によるトルク介入による負荷切換と比較して、負荷切換のプロセス（Ablauf）をより簡単に実現及び調整できることにある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】並列タイプのハイブリッド自動車のパワートレインの一例を、概略的かつ簡単に示す図である。
【図２】牽引−アップシフトの場合における、電気モータの回転数の推移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明は、添付の図面に基づいて、例示的に、より詳細に以下に説明される。
【００２５】
図１に示すように、並列タイプのハイブリッド自動車のパワートレインは、内燃エンジン１と、少なくとも一つの電気機械２と、を有している。それらは、当該順序で続けて切り換えられる。内燃エンジン１は、クラッチＫ１を開放することによって、電気機械２から、すなわち、パワートレインから、切り離し可能である。
【００２６】
パワーフロー方向に見て電気機械２の後方には、負荷切換変速機３が配置されている。当該負荷切換変速機３は、本発明の方法の図を兼ねる例示的に図示された簡潔な図面においては、新しく係合されるべきギヤ段のための活動クラッチＫ＿ｎｅｕと、古いギヤ段のための遮断クラッチＫ＿ａｌｔと、を有している。各クラッチないし各ギヤ段には、ギヤ比ｉ＿ｎｅｕないしｉ＿ａｌｔを伴うギヤステップが割り当てられている。図１において、負荷切換変速機３の出力は、参照符号４で示されている。
【００２７】
上述したように、電気機械を介した純粋な電気走行運転時における負荷切換の間に、本発明により、内燃エンジンが始動される。このことは、図１に示されたパワートレインにおいて、クラッチＫ１の締結によって行われる。
【００２８】
この際、新しいギヤ段への同期のために必要な電気機械２の回転数適合が、回転数調整モードにおける電気機械２の回転数適合によって実施されるというように、負荷切換が行われる。このことは、以下において、ｉ＿ａｌｔからｉ＿ｎｅｕへの牽引−アップシフトの場合について説明される。
【００２９】
本発明による切換は、従来の切換のように開始される。まず、活動するクラッチＫ＿ｎｅｕの伝達能力が負荷受容のために高められ、同時に、遮断するクラッチＫ＿ａｌｔの伝達能力が低減される。クラッチＫ＿ｎｅｕによる負荷受容が行われた後で、電気機械２が、トルク案内のモードから回転数調整モードへと移行され、回転数調整モードにおいて、電気機械２の回転数適合が開始される。ここで、電気機械２の回転数が、目標回転数に調整される、ないし、新しいギヤ段の同期回転数が導かれる。同時に、遮断するクラッチＫ＿ａｌｔが完全に開放される。電気機械の回転数調整段階の間、クラッチＫ１が締結され、これにより、内燃エンジンが始動される。
【００３０】
ここで、クラッチＫ１のトルクが、パイロット制御トルクとして電気機械２の回転数調整器に伝達され、クラッチＫ１の係合の後で、内燃エンジン１のトルクが、回転数調整器のためのパイロット制御トルクとして使用され、回転数調整のための次のパイロット制御トルクとして、電気機械２に作用するトルクが、切換に関連するクラッチＫ＿ａｌｔおよびＫ＿ｎｅｕに作用する。更に、電気機械２の慣性トルクが、内燃エンジンのための始動トルクとして利用され得る。
【００３１】
好ましくは、回転数調整モードにおける電気機械２の回転数適合の際の回転数推移が、当該回転数が小さい勾配で目標回転数ないし新しいギヤ段の接続回転数に到達する、というように形成される。時間ｔの関数としての電気機械２の所望回転数ｎ＿ＥＭの例示的な推移が、図２の対象として示されている。ここで、古いギヤ段が投入されている場合（すなわち、クラッチＫ＿ａｌｔが締結されている場合）の電気機械２の回転数が、ｎ＿Ｇａｎｇ＿ａｌｔとして示されており、牽引−アップシフト実施時の新しいギヤ段の同期回転数が、ｎ＿Ｇａｎｇ＿ｎｅｕとして示されている。
【００３２】
引き続いて、回転数が同期回転数ｎ＿Ｇａｎｇ＿ｎｅｕに到達すると、電気機械２は、トルク調整モードに移行されて、クラッチＫ＿ｎｅｕが完全に締結される。これにより、すでに始動された内燃エンジン１と電気機械２とは、新しい変速機ギヤ段を介して変速機の出力部に結合される。
【００３３】
牽引−ダウンシフトの場合には、好ましくは、まず、遮断するクラッチＫ＿ａｌｔの伝達能力が低減され、当該クラッチＫ＿ａｌｔにおける「滑り」が認識（検知）されるとすぐに、電気機械２が、トルク案内のモードから回転数調整モードへと移行される。続いて、電気機械２の回転数が、活動するクラッチＫ＿ｎｅｕにおける同期回転数を上回る回転数まで高められる。なぜなら、当該クラッチＫ＿ｎｅｕにおいては、正の回転数差が必要であるからである。これにより、当該クラッチＫ＿ｎｅｕは、牽引トルクを伝達することが可能となる。
【００３４】
次のステップにおいて、活動するクラッチＫ＿ｎｅｕの伝達能力が高められ、遮断クラッチＫ＿ａｌｔの伝達能力が更に低減される。これにより、連続的な負荷受容が、クラッチＫ＿ｎｅｕによって実現される。活動するクラッチＫ＿ｎｅｕによる負荷受容が行われた後で、遮断クラッチＫ＿ａｌｔが完全に開放され、電気機械の回転数が、活動するクラッチＫ＿ｎｅｕの同期回転数に案内される。上述したように、電気機械の回転数調整段階の間、クラッチＫ１は締結され、これにより、内燃エンジンが始動される。
【００３５】
当該同期回転数に到達したなら、電気機械は再びトルク調整モードに移行され、活動するクラッチＫ＿ｎｅｕが完全に締結される。
【００３６】
惰行−ダウンシフトの場合には、まず、負荷受容のために、活動するクラッチＫ＿ｎｅｕの伝達能力が高められ、同時に、遮断するクラッチＫ＿ａｌｔの伝達能力が低減される。クラッチＫ＿ｎｅｕによる負荷受容が行われた後で、電気機械が、トルク案内のモードから回転数調整モードに移行され、遮断するクラッチＫ＿ａｌｔが完全に開放される。引き続いて、電気機械の回転数が、同期回転数に調整される。ここで、好ましくは、当該回転数は、小さい勾配で目標回転数に到達する。当該同期回転数に到達したなら、電気機械は再びトルク調整モードに移行され、活動するクラッチＫ＿ｎｅｕが完全に締結される。
【００３７】
惰行−アップシフトと牽引−ダウンシフトとは、原理的なプロセスは類似しているが、トルクの符号が逆で回転数推移が逆方向に進む、という点で異なっている。従って、惰行−アップシフトの場合、まず、遮断するクラッチＫ＿ａｌｔの伝達能力が連続的に低減され、当該クラッチＫ＿ａｌｔにおける「滑り」が認識（検知）されるとすぐに、電気機械が、トルク案内のモードから回転数調整モードへと移行される。当該回転数調整モードにおいて、電気機械の回転数が、活動するクラッチＫ＿ｎｅｕにおける同期回転数を下回る回転数まで低減される。なぜなら、負の回転数差が必要であるからである。これにより、当該活動するクラッチはトルクを伝達することが可能となる。引き続いて、活動するクラッチＫ＿ｎｅｕの伝達能力が高められ、遮断するクラッチＫ＿ａｌｔの伝達能力が低減される。これにより、連続的な負荷受容が、クラッチＫ＿ｎｅｕによって実現される。
【００３８】
活動するクラッチＫ＿ｎｅｕによる負荷受容が行われた後で、遮断するクラッチＫ＿ａｌｔが完全に開放され、電気機械の回転数が、回転数調整モードにおいて、活動するクラッチＫ＿ｎｅｕの同期回転数に案内される。当該回転数に到達したなら、電気機械は再びトルク調整モードに移行され、活動するクラッチＫ＿ｎｅｕが完全に締結される。
【符号の説明】
【００３９】
１      内燃エンジン
２      電気機械
３      負荷切換変速機
４      負荷切換変速機の出力
Ｋ１    クラッチ
Ｋ＿ｎｅｕ  クラッチ
Ｋ＿ａｌｔ  クラッチ
ｎ＿ＥＭ    電気機械の回転数
ｎ＿Ｇａｎｇ＿ａｌｔ  古いギヤ段が投入されている場合の電気機械の回転数
ｎ＿Ｇａｎｇ＿ｎｅｕ  新しいギヤ段の同期回転数
ｉ＿ａｌｔ  ギヤ比
ｉ＿ｎｅｕ  ギヤ比
【図１】
2010536628.tif 000003
【図２】
2010536628.tif 000004
【国際調査報告】
2010536628.tif 000005
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2010536628.tif 000007
2010536628.tif 000008
2010536628.tif 000009
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