(57)【要約】      （修正有）【課題】ドライブトレインの出力側の反作用及びシフト要素の高い負荷の回避のために、電気機械と車両の出力部の間のシフト要素を全始動過程中にスリップ操作することができる運転方法を提供する。【解決手段】電気機械３が出力部５と内燃機関２の間の動力伝達経路に配置され、出力部に掛かる目標出力トルクが電気機械と出力部の間に配置された第１のシフト要素８の動力伝達率に従って調整される車両のパラレル型ハイブリッドドライブトレイン１の運転方法において、第１のシフト要素の動力伝達率が、要求される目標出力トルクに従って開ループ制御により、第１のシフト要素が出力部に目標出力トルクを働かせるのに必要な動力伝達率を有するように調整され、第１のシフト要素のスリップ操作を少くとも内燃機関の始動過程の間保持し、出力部に目標出力トルクを働かせるために、内燃機関の始動過程の間電気機械の駆動回転数が閉ループ制御により調整される。【選択図】図１
2007320550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（２）、電気機械（３）及び出力部（５）を有し、電気機械（３）が出力部（５）と内燃機関（２）の間の動力伝達経路に配置され、内燃機関（２）と電気機械（３）の間にも電気機械（３）と出力部（５）の間にもそれぞれ摩擦結合形シフト要素（７、８）が設けられ、出力部（５）に掛かる目標出力トルク（ｍ＿ｆａｈｒ＿ｓｏｌｌ）が電気機械（３）と出力部（５）の間に配置された第１のシフト要素（８）の動力伝達率に従って調整される、車両のパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン（１）の運転方法において、
第１のシフト要素（８）の動力伝達率が、要求される目標出力トルク（ｍ＿ｆａｈｒ＿ｓｏｌｌ）に従って開ループ制御により、第１のシフト要素（８）が出力部（５）に目標出力トルク（ｍ＿ｆａｈｒ＿ｓｏｌｌ）を働かせるのに必要な動力伝達率を有するように調整され、第１のシフト要素（８）のスリップ操作を少なくとも内燃機関（２）の始動過程のあいだ保持し、出力部（５）に目標出力トルク（ｍ＿ｆａｈｒ＿ｓｏｌｌ）を働かせるために、内燃機関（２）の始動過程のあいだ電気機械（３）の駆動回転数（ｎ＿３）が閉ループ制御により調整されることを特徴とする方法。
【請求項２】
電気機械（３）と内燃機関（２）の間に配置された第２のシフト要素（７）が第２のシフト要素（７）によってトルクがおおむね伝達されないような動力伝達率を有し、内燃機関（２）が遮断されており、かつ内燃機関（２）の接続要求があるときは、第１のシフト要素（８）がその動力伝達率の変更及び／又は電気機械（３）の駆動回転数（ｎ＿３）の変更によってスリップ操作に移され、その際出力部（５）に目標出力トルク（ｍ＿ｆａｈｒ＿ｓｏｌｌ）が掛かることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１のシフト要素（８）のスリップ操作がさらにパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン（１）の別の運転状態パラメータ（ｍ＿７、ｍ＿２）に従って開ループ制御により調整され、これらのパラメータが電気機械（３）の駆動回転数（ｎ＿３）の制御の外乱であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
内燃機関（２）の接続要求があるときは、第２のシフト要素（７）の動力伝達率が内燃機関（２）の接続に必要な値に高められ、遮断された内燃機関（２）が第２のシフト要素（７）の動力伝達率の増加とともに次第に電気機械（３）によって駆動され、その結果生じる、電気機械（３）の駆動トルク（ｍ＿３）に対抗する抵抗モーメント（ｍ＿７）が電気機械（３）の駆動回転数（ｎ＿３）の制御の外乱であることを特徴とする請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
内燃機関（２）の接続の後に第２のシフト要素（７）の動力伝達率が、内燃機関（２）の接続の前の電気機械（３）の負荷に関して電気機械（３）の負荷を減少する値に調整されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
第２のシフト要素（７）の動力伝達率が既定の期間の経過後に、内燃機関の接続に必要な値から、内燃機関の接続の前の電気機械の負荷に関して電気機械の負荷を減少する値に調整されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
第２のシフト要素（７）の動力伝達率が、第２のシフト要素（７）が全動力伝達率を有する値に連続的に調整されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
始動過程で内燃機関（２）が目標駆動トルクの経過又は目標駆動回転数の経過により開ループ制御に基づいて運転され、内燃機関（２）が接続されると、第２のシフト要素（７）が同期状態に移されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
内燃機関（２）が接続され、第２のシフト要素（７）が同期操作状態のとき、第２のシフト要素（７）の動力伝達率が、第２のシフト要素（７）に掛かるトルクが少なくともスリップなしで伝達されるような値に調整されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
第２のシフト要素（７）が同期状態のとき、第１のシフト要素（８）の動力伝達率が、出力部（５）に掛かる目標出力トルク（ｍ＿ｆａｈｒ＿ｓｏｌｌ）に相当する値から既定の値の方向へ高められ、問合せ段階で、既定の期間中に第１のシフト要素（８）のスリップが既定の目標スリップ値以下であるか否かが検査されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
問合せの結果が肯定であれば、第１のシフト要素（８）の動力伝達率が既定の値から全動力伝達率に高められることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
問合せの結果が否定であれば、第１のシフト要素（８）の動力伝達率が既定の値に置かれたままであり、監視期間の経過の後に全動力伝達率に高められることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
第２のシフト要素（７）が同期し、かつ締結され、内燃機関（２）が接続されたときは、電気機械（３）から内燃機関（２）へ負荷伝達が行われることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１４】
内燃機関（２）の始動過程で内燃機関（２）が遮断されているとき、電気機械（３）の駆動回転数（ｎ＿３）が、出力部に掛かる目標出力トルク（ｍ＿ｆａｈｒ＿ｓｏｌｌ）、第２のシフト要素（７）の動力伝達率の制御された設定値（ｍ＿７）及び第１のシフト要素（８）のスリップの目標設定値（ｄ＿ｏｍｇ＿ｓｏｌｌ）と第１のシフト要素（８）の実際スリップ（ｏｍｇ＿ｉｓｔ）の間の制御偏差に従って調整されることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１５】
内燃機関（２）の始動過程で内燃機関（２）が接続されているとき、電気機械（３）の駆動回転数（ｎ＿３）が、出力部に掛かる目標出力トルク（ｍ＿ｆａｈｒ＿ｓｏｌｌ）、内燃機関（２）の駆動トルク（ｍ＿２）の制御された設定値（ｍ＿７）及び第１のシフト要素（８）のスリップの目標設定値（ｄ＿ｏｍｇ＿ｓｏｌｌ）と第１のシフト要素（８）の実際スリップ（ｏｍｇ＿ｉｓｔ）の間の制御偏差に従って調整されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
電気機械（３）の駆動トルク（ｍ＿３）の目標設定値の開ループ制御分が補正制御ブロック（Ｋ２、Ｋ３）によりパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン（１）の現在の運転状態に適応させられることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
第１のシフト要素（８）のスリップの目標設定値（ｄ＿ｏｍｇ＿ｓｏｌｌ）と第１のシフト要素（８）の実際スリップ（ｏｍｇ＿ｉｓｔ）の間の制御偏差が、とりわけＰＩ［比例積分］制御器又はＰＩＤ［比例積分微分］制御器として構成された制御装置（２２）に送られ、その出力値が電気機械（３）の駆動トルク（ｍ＿３）の目標設定値の閉ループ制御分であり、これが電気機械（３）の駆動トルク（ｍ＿３）の目標設定値の開ループ制御分に加えられることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両のパラレル型ハイブリッド・ドライブトレインの運転のための、請求項１の上位概念で詳しく定義した種類の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車のドライブトレインの制御方法並びにハイブリッド車のドライブトレインがドイツ国特許公開公報ＤＥ１０２００４００２０６１Ａ１により公知である。ここでは、内燃機関と、電気機械と、ドライブトレインの動力伝達経路の電気機械と出力部の間に配置され、連続的に変更可能な動力伝達率を備えたシフト要素と、電気機械と内燃機関の間に配置され、電気機械と内燃機関を伝動結合することができクラッチ装置とを有するハイブリッド車のドライブトレインの上記発明に基づく制御方法によって、電気機械によるハイブリッド車の駆動から電気機械及び内燃機関によるハイブリッド車のパラレル駆動へ、又はハイブリッド車の純内燃機関側駆動への移行、並びにハイブリッド車の運転者にとって目立ったドライブトレイン側反動モーメントのない、電気機械による内燃機関の始動操作が行われるように、ハイブリッド車のドライブトレインが運転される。
【０００３】
また内燃機関の始動過程でドライブトレインの運転時にシフト要素の動力伝達率は、内燃機関の始動過程に無関係なトルクがドライブトレインの出力部に掛かるように調整される。その場合内燃機関の始動によって起こる出力部のトルク変動は、とりわけシフト要素のスリップ操作によって回避される。
【０００４】
この方法では内燃機関の始動段階で電気機械の回転数が、電気機械とドライブトレインの出力部との間のシフト要素のスリップ操作が内燃機関の全始動過程の間保持されることを保証するような回転数値に高められる。この回転数値はエンジン制御部及び／又はトランスミッション制御部及び／又は上位のトルクマネージャで実現されたアルゴリズムによって計算される。
【０００５】
ところがその場合、計算された回転数値は内燃機関の始動過程中に変化するドライブトレインの運転状態で状況によっては低すぎ、シフト要素が内燃機関の全始動過程にわたってスリップ操作される訳でないことが欠点である。しかも計算の時点で存在する運転状態について決定された回転数値はドライブトレインのその後の運転状態に対する電気機械の回転数より原則として高すぎるため、シフト要素の領域のスリップに原因するシフト要素の負荷が不当に高い値をとる可能性がある。
【特許文献１】ドイツ国特許公開公報ＤＥ１０２００４００２０６１Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明の根底にあるのは、ドライブクオリティーを低下するドライブトレインの出力側の反作用及びシフト要素の不当に高い負荷を回避するために、電気機械と車両の出力部の間のシフト要素を全始動過程中にスリップ操作することができる、車両のパラレル型ハイブリッド・ドライブトレインの運転方法を提供する課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に基づきこの課題は請求項１の特徴を有する方法によって解決される。
【０００８】
内燃機関、電気機械及び出力部を有し、電気機械が出力部と内燃機関の間のドライブトレインに配置され、内燃機関と電気機械の間にも電気機械と出力部の間にも各々１個の摩擦結合形シフト要素が設けられ、出力部に掛かる目標出力トルクが電気機械と出力部の間に配置された第１のシフト要素の動力伝達率に従って調整される、車両のパラレル型ハイブリッド・ドライブトレインの本発明に基づく運転方法によって、電気機械とパラレル型ハイブリッド・ドライブトレインの出力部との間のシフト要素が全始動過程中に、従来運転されたハイブリッド車のドライブトレインと比較して小さな負荷でスリップ操作される。
【０００９】
これは次のようにして達成される。即ち出力部に目標出力トルクを働かせるために必要な動力伝達率が生じるように、第１のシフト要素の動力伝達率を要求される目標出力トルクに従って開ループ制御により調整し、少なくとも内燃機関の始動過程時にシフト要素のスリップ操作を保持し、かつ出力部に目標出力トルクを働かせるために、内燃機関の始動過程で電気機械の駆動回転数を閉ループ制御により調整するのである。
【００１０】
内燃機関の始動過程で電気機械の駆動回転数を閉ループ制御により調整するという本発明の手法によって、電気機械と出力部の間のシフト要素が恒常的にスリップ操作され、その際シフト要素のスリップが閉ループ制御によって必要最小限に減少され、スリップ操作の結果生じるシフト要素の負荷が先行技術で周知のハイブリッド車のドライブトレインと比較して減少されるように、内燃機関の始動過程で電気機械の駆動回転数をパラレル型ハイブリッド・ドライブトレインの変化する運転状態に簡単に適応させることができる。
【００１１】
本発明のその他の利点と有利な改良は、特許請求の範囲及び図面を参照して概要を説明した実施例により明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は車両のパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１のブロック構成図の形の概略図を示す。パラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１は内燃機関２、電気機械３、トランスミッション４及び出力部５からなる。内燃機関２と電気機械３の間に回転不規則性抑制装置６及び摩擦結合形シフト要素７が配置されている。
【００１３】
車両のパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１の種々の運転状態、例えば電気機械３の単独駆動、内燃機関２と電気機械３によるパラレル駆動又は内燃機関２による単独駆動を行うために、シフト要素７によって内燃機関２と電気機械３の間に伝動結合を生じることができる。
【００１４】
さらに内燃機関２と電気機械３の間にシフト要素７を配置することによって、内燃機関の始動過程のために必要な電気機械３の回転エネルギーが存在する時に初めて内燃機関２がシフト要素７により電気機械３に連結され、内燃機関２が電気機械３により始動されることが可能になる。
【００１５】
さらに電気機械３と、電気機械３の内燃機関２と反対の側に配置されたトランスミッション４との間に、連続的に可変の動力伝達率を有するシフト要素８が配置され、これによって電気機械３とトランスミッション４及び出力部５を伝動結合することができる。トランスミッション４はこの場合在来のオートマチックトランスミッションとして構成され、これによって種々の変速比が実現される。トランスミッションは実際に周知のあらゆるトランスミッションであることが可能であり、組み込んだ発進用クラッチ又は別個の発進用要素、例えばオートマチックトランスミッションで変速比の実現のために使用されない摩擦結合形クラッチと組み合わせることができる。
【００１６】
第１のシフト要素８の反対側又はトランスミッションの出力側で、トランスミッション４はアキシャルデファレンシャル９を介してパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１の駆動車軸の車輪１０と伝動結合されている。車輪１０の区域にブレーキ装置１１の一部が示されている。ブレーキ装置１１はいわゆるブレーキブースタ１２を備えている。ブレーキブースタ１２は、パラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１の惰行運転時に、電気機械３に配属された蓄電池１３が電気機械３のジェネレータ操作によって完全に充電され、電気機械３が出力部５に十分なエンジンブレーキトルク働かせなければ、自動的に出力部５に逆スラストトルクを働かせるようにブレーキ装置１１を操作する装置である。蓄電池１３は電気制御装置１４を介して電気機械３、車載回路網１５及び電気式トランスミッション制御装置１６に接続される。上記のトランスミッション制御装置１６はトランスミッション４の制御のために設けられている。内燃機関２の制御のためにエンジン制御装置１７が設けられている。
【００１７】
図１に示したパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１の部品の運転状態パラメータの幾つかの経過が図２ないし図４にそれぞれ示されている。これらの経過は車両の様々に推移する発進過程でそれぞれ現れるものである。発進過程の終りの運転パラメータはおおむね定性的に同じレベルにある。
【００１８】
図１のパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１の内燃機関２の様々な電気機械側始動過程での運転パラメータの経過を図２ないし図４に示したが、これをさらに図５ないし図７に示す。図５ないし図７に示す運転パラメータの経過は図２ないし図４に示した運転パラメータの経過にそれぞれ関係なく現れるから、車両の種々の発進過程を内燃機関の相異なる始動過程と簡単に組み合わせ、後述のように高い運転快適性と僅かな制御費用で実行することができ、特別に調整した別の変法をパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１の制御装置に格納する必要はない。
【００１９】
その場合図１に示したパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１の種々の部品の運転パラメータの、図２ないし図４に示した経過の基礎をなすハイブリッド車の発進過程は、まず電気機械３だけで行われる。時間ｔの増加とともに内燃機関２が後述のように電気機械３によって始動され、続いて必要に応じて車両の駆動のための駆動装置として利用される。その際内燃機関２の種々の始動過程でパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１の種々の部品の運転パラメータの経過が、それぞれ図５ないし図７に示すように現れる。
【００２０】
図２ないし図４に示す時点Ｔ＿０及びＴ＿６の間で車両の発進過程又は発進段階が行われ、その場合車両はもっぱら電気機械３によって駆動される。パラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１の第１のシフト要素の制御圧力ｐ＿８は、この場合原則としてトランスミッション４のある変速比の挿入操作及びそれに続く発進段階の開始時期を特徴づける時点Ｔ＿０から出発して、おおむねゼロであるから、トランスミッション４で差当り変速段又は発進変速比の連結は行われない。第１のシフト要素８は、この場合オートマチックトランスミッションとして構成されたトランスミッション４の少なくとも１つの発進変速比を実現するための、連続的に可変の動力伝達率を有するシフト要素として構成されている。
【００２１】
時点Ｔ＿１で第２のシフト要素８の制御圧力ｐ＿８が急速充填圧力ｐ＿８＿ｓｆに高められ、第２のシフト要素８のいわゆる急速充填段階の終りを表す時点Ｔ＿２に至るまでコンスタントにこの値に保持される。時点Ｔ＿２で制御圧力ｐ＿８は急速充填圧力ｐ＿８＿ｓｆから第１のシフト要素８のいわゆる充填補正段階のいわゆる充填補正圧力ｐ＿８＿ｆａに引き下げられ、時点Ｔ＿２Ｂに至るまでこの値に保持される。時点Ｔ＿２Ｃ以前におおむねゼロの回転数ｎ＿３が、時点Ｔ＿２Ｃで既定の値に高められ、時点Ｔ＿２Ｂに至るまでコンスタントにこの値にセットされる。時点Ｔ＿２Ｂで第１のシフト要素８の制御圧力ｐ＿８は、第１のシフト要素８がおおむねトルクを伝達しない充填補正圧力から第１の中間圧力値ｐ＿ｂ＿ｚｗ１に高められるから、第１のシフト要素８の動力伝達率が上昇する。また第１のシフト要素の動力伝達率の上昇は、第１のシフト要素８の電気機械側クラッチ片側部分の回転数（電気機械３の回転数ｎ＿３に相当する）より小さい第１のシフト要素８の出力側クラッチ片側部分の回転数ｎ＿ａｂ*ｉの上昇をもたらす。なお出力回転数の参照符号ｎ＿ａｂと、トランスミッション４及びアキシャルデファレンシャル９の合計変速比からなる総変速比の参照符号ｉは対応する。
【００２２】
第１のシフト要素８の動力伝達率の増加及び時点Ｔ＿２Ｂと時点Ｔ＿４の間の電気機械３の回転数ｎ＿３の僅かな上昇は、出力部５にクリープトルクを形成する。これが第１のシフト要素８の出力側クラッチ片側部分の回転数ｎ＿ａｂ*ｉの上昇をもたらす。第１のシフト要素８は車両の発進過程のこの段階でスリップ操作される。電気機械３及び第１のシフト要素８の電気機械側クラッチ片側部分の回転数ｎ＿３は、第１のシフト要素８の出力側のクラッチ片側部分の回転数ｎ＿ａｂ*ｉより大きいからである。
【００２３】
時点Ｔ＿４で動力要求要素、例えばアクセルペダルを操作することによって運転者要求設定が行われ、それによって電気機械３の回転数ｎ＿３が、回転数ｎ＿３の経過で示されるように、時点Ｔ＿６に至るまで高められる。同時に第１のシフト要素８の制御圧力ｐ＿８が第２の中間圧力値ｐ＿８＿ｚｗ２へ高められる。この中間圧力値で第１のシフト要素８は、運転者が要求する目標出力トルクｍ＿ｆａｈｒ＿ｓｏｌｌが第１のシフト要素８のスリップ操作でパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１の出力部５に掛かるような動力伝達率を有する。
【００２４】
図３の運転パラメータの経過の基礎をなす発進過程は、図２の運転パラメータの経過の基礎をなす発進過程と次の点が相違する。即ち第１のシフト要素８の制御圧力ｐ＿８が充填補正圧力ｐ＿８＿ｆａから第１の中間圧力値ｐ＿８＿ｚｗ１に高められる時点Ｔ＿２Ｂと、電気機械３の回転数ｎ＿３が上昇し、第１のシフト要素８の制御圧力ｐ＿８が第１の中間圧力値ｐ＿８＿ｚｗ１から第２の中間圧力値ｐ＿８＿ｚｗ２に高められる時点Ｔ＿２Ｃが一致するのである。こうしてすでに時点Ｔ＿２Ｂでパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１の出力部５に出力トルクが掛かる。その場合第１のシフト要素８は電気機械３が働かせる駆動トルクに関して、電気機械３の駆動トルクが第１のシフト要素８からスリップなしで出力部５の方向に伝達されるような動力伝達率を有する。
【００２５】
駆動トルク増加の運転者側の要求設定が出る時点Ｔ＿４で、電気機械３の駆動トルクが上昇する。第１のシフト要素８の動力伝達率はこの時点で変更されず、ここで電気機械３が働かせる駆動トルクをスリップなしで出力部５の方向へ転送するには不十分であるから、第１のシフト要素８はスリップ操作に移行する。従って時点Ｔ＿４以降では電気機械の回転数ｎ＿３の経過と第１のシフト要素８の出力側クラッチ片側部分の回転数ｎ＿ａｂ*ｉの経過の間に差が現れる。
【００２６】
図４に示すパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１の運転パラメータの経過の基礎をなす発進過程で、制御圧力ｐ＿８は急速充填段階の終りに、即ち時点Ｔ＿２で、充填補正圧力ｐ＿８＿ｆａから第３の圧力値ｐ＿８＿ｚｗ３に高められる。この圧力値で第１のシフト要素８は、第１のシフト要素８を完全に締結される時の動力伝達率を有する。
【００２７】
時点Ｔ＿２Ｃで電気機械３の回転数ｎ＿３が高められ、第１のシフト要素８の２つのクラッチ片側部分の回転数は第１のシフト要素８の締結状態に基づき時点Ｔ＿２Ｃ及びＴ＿４の間で等しい。続いて時点Ｔ＿４で運転者側の出力要求が行われる。その結果、第１のシフト要素８の制御圧力ｐ＿８が第３の中間圧力値ｐ＿８＿ｚｗ３から第２の中間圧力値ｐ＿８＿ｚｗ２に引き下げられ、電気機械３の回転数ｎ＿３が高められる。後者の２つの処置の結果、第１のシフト要素８は時点Ｔ＿４からスリップ操作に移行し、第１のシフト要素８は、運転者側で要求され、出力部に掛けられる目標出力トルクｍ＿ｆａｈｒ＿ｓｏｌｌを生じるために必要な動力伝達率を有する。
【００２８】
第２のシフト要素７はＴ＿０ないしＴ＿６の期間のあいだ完全に切断されているから、電気機械３と発進過程で切断される内燃機関との間の伝動結合は遮断されている。即ち第２のシフト要素７の制御圧力ｐ＿７はおおむねゼロである。
【００２９】
時点Ｔ＿６で、即ち運転パラメータの経過の基礎をなす発進過程の終りに、図１のパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１は内燃機関２の電気機械側始動過程の場合とおおむね同様に、運転者側で要求された目標出力トルクｍ＿ｆａｈｒ＿ｓｏｌｌがパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１の出力部５に働くような動力伝達率で第１のシフト要素８がスリップ操作されるように準備される。シフト要素８に関して内燃機関側のパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１の部分の、内燃機関２の接続に原因するトルク変動を、スリップ操作される第１のシフト要素８の区域で抑制し、内燃機関２の始動によって出力部に掛かる出力トルクの変化を引き起こさないために、内燃機関２の始動過程でシフト要素８のスリップ操作を行うように努める。
【００３０】
急速充填段階と充填補正段階からなり、第２のシフト要素７を接続のために準備する第２のシフト要素７の充填段階が、時点Ｔ＿６に時間的に先行する時点Ｔ＿６Ａでスタートし、時点Ｔ＿６で終了する。時点Ｔ＿６で第２のシフト要素７の制御圧力ｐ＿７が図５、図６及び図７に示すように第１の中間圧力値ｐ＿７＿ｚｗ１に高められ、それによって第２のシフト要素７の動力伝達率が上昇し、内燃機関２が電気機械３によって駆動される。こうして内燃機関２の回転数ｎ＿２が時点Ｔ＿７でゼロから始動回転数ｎ＿２＿ｓｔａｒｔに高められ、内燃機関２の回転数ｎ＿２の経過の勾配が変化する時点Ｔ＿８で始動する。
【００３１】
第２のシフト要素７の動力伝達率は時点Ｔ＿９に至るまで、第１の中間圧力値ｐ＿７＿ｚｗ１へ高められ、続いて時点Ｔ＿１０に至る圧力ランプを経て第２の中間圧力値ｐ＿７＿ｚｗ２まで引き下げられ、内燃機関２の回転数が電気機械３の回転数ｎ＿３に相当する時点Ｔ＿１１までこの値に保持される。続いて今や同期状態にある第２のシフト要素７が制御圧力ｐ＿７の上昇によって完全に締結されるから、内燃機関２が電気機械３と遊転不能に結合される。
【００３２】
第２のシフト要素７の制御圧力ｐ＿７の圧力管理の結果、内燃機関２の回転数ｎ＿２は接続時期Ｔ＿８から時点Ｔ＿１０に至るまで始動回転数ｎ＿２＿ｓｔａｒｔから僅かしか高められず、不規則回転のない運転状態に移される。回転数ｎ＿２はこの運転状態から出発して、はるかに急な回転数勾配で電気機械３の回転数ｎ＿３へと導かれ、それによって第２のシフト要素７が少なくとも近似的にスリップなしの運転状態に移される。こうしてパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１にドライブトレイン側反作用モーメントを生じることなく、時点Ｔ＿１１及びＴ＿１２の間に設定される圧力ランプを経て、第２のシフト要素７を締結することができる。時点Ｔ＿１２の後は、第２のシフト要素７の制御圧力ｐ＿７はコンスタントに第３の中間圧力値ｐ＿７＿ｚｗ３に置かれたままである。この中間圧力値はおおむね半圧に相当し、この圧力で第２のシフト要素７は全動力伝達率を有する。
【００３３】
図８に詳しく示す制御構造により、第１のシフト要素８は時点Ｔ＿１２で依然として運転者側で設定する目標出力トルクｍ＿ｆａｈｒ＿ｓｏｌｌ及び目標スリップ設定値ｄ＿ｏｍｇ＿ｓｏｌｌに従って、高い運転快適性のために必要なスリップ操作で操作される。
【００３４】
図１のパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１の種々の部品の運転パラメータの図５ないし図７に示す経過は、第２のシフト要素７が完全に締結される時点Ｔ＿１２に至るまで、おおむね相違がない。図５ないし図７に示す経過の基礎をなす始動過程は時点Ｔ＿１２の後に初めて、第１のシフト要素８が同期運転状態に移行し、続いて完全に締結されるという具合に、かつ電気機械３から内燃機関２へ負荷伝達が行われる時点で、相違が生じる。
【００３５】
図５に示す経過の基礎をなす始動過程で、第１のシフト要素８のスリップは第２のシフト要素７の付着を認識した後、内燃機関２の回転数ｎ＿２の適当な開ループ制御及び電気機械３の回転数ｎ＿３の開ループ及び閉ループ制御により時点Ｔ＿１３及びＴ＿１５の間で絶えず減少される。なお時点Ｔ＿１３は第２のシフト要素７の付着が認識される時点に相当する。ここで付着の概念は、第２のシフト要素７が既定の期間にわたって第２のシフト要素７のスリップの既定のしきい値より小さい回転数差で操作される第２のシフト要素７の状態を意味する。
【００３６】
時点Ｔ＿１５で第１のシフト要素８の制御圧力ｐ＿８は第２の中間圧力値ｐ＿８＿ｚｗ２から第４の中間圧力値ｐ＿８＿ｚｗ４へ圧力ランプを経て高められ、このため第１のシフト要素８の動力伝達率は時点Ｔ＿１５及びＴ＿１４の間で上昇し、圧力ランプの終りに第１のシフト要素８は少なくとも近似的にスリップなしの運転状態にあり、電気機械３の回転数ｎ＿３、内燃機関２の回転数ｎ＿２及び第１のシフト要素８の出力側クラッチ片側部分の回転数ｎ＿ａｂ*ｉがおおむね等しくなる。時点Ｔ＿１４の後に第１のシフト要素８の制御圧力ｐ＿８は、時点Ｔ＿１６に至るまで第４の中間圧力値ｐ＿８＿ｚｗ４にコンスタントに保持され、その際時点Ｔ＿１６で第１のシフト要素８の付着が認識され、続いて制御圧力ｐ＿８は時点Ｔ＿１８で終わる圧力ランプを経て第５の中間圧力値ｐ＿８＿ｚｗ５に高められる。この中間圧力値で第１のシフト要素８は完全に締結され、全動力伝達率を有する。
【００３７】
同時に時点Ｔ＿１６で電気機械３から内燃機関２への負荷伝達がスタートし、図５の時点Ｔ＿１６及びＴ＿１７の間に示すように電気機械３の駆動トルクｍ＿３が引き下げられ、運転者側で要求する目標出力トルクｍ＿ｆａｈｒ＿ｓｏｌｌを時点Ｔ＿１７で完全に内燃機関２によって出力部５に働かせるために、時点Ｔ＿１７及びＴ＿１６で区切られた期間に内燃機関２の駆動トルクｍ＿２が高められる。
【００３８】
図６に示す経過の基礎をなす始動過程は、図５に示す経過の基礎をなす始動過程と次の点が相違する。即ち第１のシフト要素８の制御圧力ｐ＿８が第２の中間圧力値ｐ＿８＿ｚｗ２から第４の中間圧力値ｐ＿８＿ｚｗ４の方向へ高められる時点Ｔ＿１５が、第２のシフト要素７の付着が認識される時点Ｔ＿１３と時間的に一致し、第１のシフト要素８のスリップが内燃機関２の適当なエンジン制御及び第１のシフト要素８の動力伝達率の上昇によって時点Ｔ＿１３で減少され、このため図５の始動過程より早く第１のシフト要素８の同期状態に到達するのである。この理由から制御圧力ｐ＿８は圧力ランプの終りに、即ち時点Ｔ＿１６で別の付着段階なしで直ちに第５の圧力値ｐ＿８＿ｚｗ５に高められ、それによって第１のシフト要素８は完全に締結され、全動力伝達率になる。なお図６の始動過程でも時点Ｔ＿１６と本発明方法が終了する時点Ｔ＿１７との間で負荷伝達段階が行なわれる。
【００３９】
図７の基礎をなす始動過程では、第２のシフト要素７の付着段階が認識され、第１のシフト要素８がなおスリップ操作中である時点Ｔ＿１３ですでに負荷伝達段階がスタートし、第１のシフト要素８がなおスリップしている時に終結する。即ち時点Ｔ＿１７は第１のシフト要素８がおおむね同期操作される時点Ｔ＿１４及び第１のシフト要素８の制御圧力ｐ＿８が第２の中間圧力値ｐ＿８＿ｚｗ２から圧力ランプを経て第４の中間圧力値ｐ＿８＿ｚｗ４に高められる時点Ｔ＿１５よりも時間的に前にあり、本発明方法は時点Ｔ＿１９で初めて終了する。
【００４０】
本発明に基づく上記の方法は、ブロック構成図の形で示した図８に図示する制御構造によってパラレル型ハイブリッド・ドライブトレインの内燃機関の始動過程で簡単な制御方式により実行される。
【００４１】
その場合内燃機関２を遮断し、第１のシフト要素８を締結するとともに第２のシフト要素７を切断して、運転者側で要求する発進トルクｍ＿ｆａｈｒ＿ｓｏｌｌをまず電気機械３だけで出力部５に働かせることができる。その代案として、電気機械３を既定の回転数値に高め、この回転数レベルに制御し、一方、出力部５に働かせるべき発進トルクを第１のシフト要素８のスリップ操作により出力部５に働かせることももちろん可能である。
【００４２】
蓄電池３の過少の充電状態、電気機械３の回転数条件、車速条件及び／又は運転者要求トルク条件に基づいて内燃機関２の接続要求が出るならば、運転者側で要求する目標出力トルクｍ＿ｆａｈｒ＿ｓｏｌｌを出力部に働かせることによって、第１のシフト要素８は動力伝達率の適当な減少又は運転者要求に相当する電気機械３の駆動トルクの増加によりスリップ操作に移される。その場合目標出力トルクｍ＿ｆａｈｒ＿ｓｏｌｌは現実のプロセス又は図１のパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１のための図８の制御構造の制御量である。第１のシフト要素８により伝達されるトルク値又はそれに相当する第１のシフト要素８の動力伝達率が目標出力トルクｍ＿ｆａｈｒ＿ｓｏｌｌに基づいて決定され、第１のシフト要素８のための制御量として使用される。制御量ｍ＿ｆａｈｒ＿ｓｏｌｌは補正制御ブロックＫ１によって適応させられる。補正制御ブロックＫ１では適応決定された補正率に基づいている。
【００４３】
これと異なり、補正のために運転状態依存性の特製曲線を利用し、これに基づいてやはり運転状態依存性の補正率を決定して、現在の運転状態で実際に第１のシフト要素８が伝達するトルクを正確に決定することも可能である。さらに適当な適応ルーチンにより補正率を決定し、制御設定値の適応又は補正のために利用することも可能である。
【００４４】
内燃機関２の接続要求があった時に内燃機関２を本発明に基づき前述のように電気機械３に連結し、始動するためのもう一つの制御量は、第２のシフト要素７の動力伝達率又は第２のシフト要素７によって伝達されるトルクｍ＿７である。
【００４５】
内燃機関２の始動の後に図８の制御構造でスイッチ２０が切り換えられ、内燃機関２によって発生される駆動トルクｍ＿２が被制御プロセス又はパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１に制御量として送られる。さらに第１のシフト要素８の目標スリップ設定値ｄ＿ｏｍｇ＿ｓｏｌｌが定められ、節点２１で電気機械３の実際回転数ｏｍｇ＿ｉｓｔにより補正され、その際補正値は比例積分制御器として構成された制御装置２２に送られる。その出力値は電気機械３の駆動トルクｍ＿３の目標設定値の制御分をなす。
【００４６】
電気機械３で第１のシフト要素８の回転数差又はスリップを調整することにより、第１のシフト要素８のスリップ状態が確実に保持される。制御装置２２の制御設定値又は制御装置２２が決定した駆動トルクｍ＿３の目標設定値に加えて、図８の制御構造で電気機械３の駆動トルクｍ＿３の目標設定値の制御分が、制御の外乱である負荷トルクに応じて決定される。その場合目標出力トルクｍ＿ｆａｈｒ＿ｓｏｌｌ及び第２のシフト要素７によって伝達されるトルクｍ＿７又は接続された内燃機関２が発生する駆動トルクｍ＿２は、電気機械３の回転数ｎ＿３の制御の外乱である。補正制御ブロックＫ１による目標走行トルクｍ＿ｆａｈｒ＿ｓｏｌｌの適応と同様に、これを別の補正制御ブロックＫ２及びＫ３により運転状態に従ってパラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１の実システムに適応させることができる。
【００４７】
第２のシフト要素７の動力伝達率を増加することによって、内燃機関２は次第に電気機械３と伝動結合される。その場合第２のシフト要素７の動力伝達率の増加とともに、まだ切断されている内燃機関２の回転質量が電気機械３の駆動トルクに対して妨害モーメントとして対抗する。即ち第２のシフト要素７の連結によって起こる妨害モーメントは、エンジンの高い摩擦及び圧縮モーメントに打ち勝つことで差当り高く、内燃機関の始動の後に原則として再び低下するのである。
【００４８】
始動過程で第２のシフト要素７を簡単に短いプロセス時間内に同期状態に変えるために、エンジン制御装置１７により内燃機関２に対して目標値として目標負荷位置の形で始動トルクが、又は目標回転数、例えば電気機械３の実際回転数が設定される。第２のシフト要素７により内燃機関２を連結した後、第２のシフト要素７を締結し、続いて電気機械から内燃機関へ負荷伝達を行うことができる。しかし第２のシフト要素７の締結と負荷伝達を同時に行うこともできる。
【００４９】
電気機械３の駆動回転数ｎ＿３の制御の妨害トルクは第２のシフト要素７の動力伝達率の増加によって上昇するが、事情によっては電気機械３の負荷の減少のために時間制御に基づき第２のシフト要素７の動力伝達率の減少によって小さくすることができる。その場合第２のシフト要素７の制御圧力ｐ＿７は前述と異なり時点Ｔ＿９から時点Ｔ＿１２まで連続的に第１の中間圧力値ｐ＿７＿ｚｗ１から第３の中間圧力値ｐ＿７＿ｚｗ３へと高められ、その間に制御圧力ｐ＿７は第２の中間圧力値ｐ＿７＿ｚｗ２に低下しない。
【００５０】
一般に、提案の本発明方法によって停車時又は低い車速でも内燃機関の始動が可能である。パラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン１のこのような運転状態で第１のシフト要素８の目標スリップ設定値ｄ＿ｏｍｇ＿ｓｏｌｌは、内燃機関の最小回転数即ち始動回転数又はアイドリング回転数を下回らないように設定しなければならない。このような始動過程で第１のシフト要素８は内燃機関の始動の後に締結されず、内燃機関２の始動の後も引続き第１のシフト要素８のスリップ操作の制御が行われる。
【００５１】
さらに上記の方法は、電気機械３と第１のシフト要素８の間の区域に流体式結合要素及びこれと並列に配置された摩擦結合形シフト要素を備えた車両のパラレル型ハイブリッド・ドライブトレインの運転にも適している。流体トルクコンバータとして構成することができる流体式結合要素は、これと並列に配置され、流体トルクコンバータでいわゆるロックアップクラッチとして形成される摩擦結合形シフト要素によって、シフト要素の完全な締結でパラレル型ハイブリッド・ドライブトレインの電気機械３と第１のシフト要素８の間に剛性直結駆動が生じるように連結することができる。即ち摩擦結合形シフト要素が完全に締結した時のこのような構造のドライブトレインの運転挙動は、電気機械と第１のシフト要素の間に流体式結合要素なしで構成され、上記の方法を変更せずに本発明に基づき運転されるドライブトレインの運転挙動に相当するのである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】パラレル型ハイブリッド・ドライブトレインの概略図を示す。
【図２】図１のパラレル型ハイブリッド・ドライブトレインを備えた車両の発進過程で現れる、図１に示すパラレル型ハイブリッド・ドライブトレインの種々の部品の運転パラメータの幾つかの相対応する経過を示す。
【図３】図２の経過の基礎をなす発進過程と異なる発進過程で現れる運転パラメータの経過の、図２と同様の図を示す。
【図４】図２及び図３の運転パラメータの経過の基礎をなす発進過程と異なる発進過程で現れる運転パラメータの経過の、図２及び図３と同様の図を示す。
【図５】図２ないし図４の発進過程の１つに続く内燃機関の始動過程で現れる図１のパラレル型ハイブリッド・ドライブトレインの種々の部品の運転パラメータの経過を示す。
【図６】図５の運転パラメータの経過の基礎をなす始動過程と異なる始動過程で現れる運転パラメータの経過の、図５と同様の図を示す。
【図７】図５及び図６の運転パラメータの経過の基礎をなす始動過程と異なる始動過程で現れる運転パラメータの経過の、図５及び図６と同様の図を示す。
【図８】車両の発進過程及び内燃機関の始動過程で図１のパラレル型ハイブリッド・ドライブトレインの電気機械と出力部の間のシフト要素のスリップの開ループ及び閉ループ制御のための制御構造のブロック構成図を示す。
【符号の説明】
【００５３】
１  パラレル型ハイブリッド・ドライブトレイン
２  内燃機関
３  電気機械
４  トランスミッション
５  出力部
６  回転不規則性抑制装置
７  第２のシフト要素
８  第１のシフト要素
９  アキシャルデファレンシャル
１０  車輪
１１  ブレーキ装置
１２  ブレーキブースタ
１３  蓄電池
１４  電気制御装置
１５  車載回路網
１６  電気式トランスミッション制御装置
１７  エンジン制御装置
２０  スイッチ
２１  節点
２２  制御装置
ｄ＿ｏｍｇ＿ｓｏｌｌ  目標スリップ設定値
Ｋ１ないしＫ３  補正制御ブロック
ｉ  変速比
ｍ＿２  内燃機関の駆動トルク
ｍ＿７  第２のシフト要素の動力伝達率
ｍ＿８  第１のシフト要素の動力伝達率
ｍ＿ｆａｈｒ＿ｓｏｌｌ  目標出力トルク
ｏｍｇ＿ｉｓｔ  電気機械の実際回転数
ｎ＿２  内燃機関の駆動回転数
ｎ＿３  電気機械の駆動回転数
ｎ＿ａｂ  出力回転数
ｐ  圧力
ｐ＿７  第２のシフト要素の制御圧力
ｐ＿７＿ｚｗ  第２のシフト要素の制御圧力の中間圧力値
ｐ＿８  第１のシフト要素の制御圧力
ｐ＿８＿ｆａ  充填補正圧力
ｐ＿８＿ｓｆ  急速充填圧力
ｐ＿８＿ｚｗ  第１のシフト要素の制御圧力の中間圧力値
Ｔ０ないしＴ１９  時点
ｔ  時間
【図１】
2007320550.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007320550.tif 000007
【図６】
2007320550.tif 000008
【図７】
2007320550.tif 000009
【図８】
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