(57)【要約】      （修正有）【課題】ハイブリッドドライブトレインおよびハイブリッドドライブトレインを制御するための方法。【解決手段】内燃機関４と電動機６と高電圧源８と分離クラッチ１０と、自動化されたマニュアルトランスミッション１２と、制御装置１８とを備え、内燃機関４が分離クラッチ１０に連結され、内燃機関４と電動機６が一緒または別々に直接的におよび／または間接的にトランスミッションに作用するように、分離クラッチ１０が自動化されたマニュアルトランスミッション１２に連結され、電動機がトランスミッション入力軸２６に相対回転しないように連結され、自動マニュアルトランスミッション１２が第１トランスミッションクラッチ２８と第２トランスミッションクラッチ３０を有するデュアルクラッチトランスミッションとして形成されている、自動車用ハイブリッドドライブトレイン。【選択図】図１
2013100081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（４）と、電動機（６）と、高電圧源（８）と、分離クラッチ（１０）と、自動化されたマニュアルトランスミッション（１２）と、少なくとも１個の制御装置（１８）とを備え、前記内燃機関（４）が前記分離クラッチ（１０）の第１クラッチ機構（２２）に連結された内燃機関軸（２０）を備え、前記内燃機関（４）と前記電動機（６）が一緒にまたは別々に直接的におよび／または間接的にトランスミッション入力部（２６）に作用するように、前記分離クラッチ（１０）の第２クラッチ機構（２４）が自動化された前記マニュアルトランスミッション（１２）の前記トランスミッション入力部（２６）に連結され、前記電動機の回転子が前記トランスミッション入力部（２６）に相対回転しないように連結されている、自動車用ハイブリッドドライブトレインにおいて、
自動化された前記マニュアルトランスミッション（１２）が第１トランスミッションクラッチ（２８）と第２トランスミッションクラッチ（３０）を有するデュアルクラッチトランスミッションとして形成されていることを特徴とするハイブリッドドライブトレイン。
【請求項２】
前記内燃機関（４）の運転時および回収モード時に、前記制御装置（１８）が前記分離クラッチ（１０）によってシフト過程を開始するための手段を講じることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッドドライブトレイン。
【請求項３】
請求項１または２に記載のハイブリッドドライブトレインを制御するための方法において、
出発状態で、前記ハイブリッドドライブトレイン（２）が回収モードにあるように、前記内燃機関（４）が惰性運転され、前記分離クラッチ（１０）が閉鎖され、そして前記電動機（６）が発電機として運転され、
第１ステップにおいて前記制御装置（１８）内に、手動のまたは自動のシフト命令が存在し、
第２ステップにおいて前記分離クラッチ（１０）が開放され、
第３ステップにおいて前記内燃機関（４）の回転数調整が前記シフト命令に依存して行われ、
前記第３ステップと同時に実施される第４ステップにおいて、前記デュアルクラッチトランスミッション（１２）のオーバーラップ切り換えが行われ、前記内燃機関（４）の前記損失トルクを埋め合わせるために、前記電動機（６）の惰性回転トルクが高められ、
第５ステップにおいて前記内燃機関（４）の回転数調整がオーバーラップ切り換えの後に終了させられ、
第６ステップにおいて前記分離クラッチ（１０）が閉じられることを特徴とする方法。
【請求項４】
前記第２ステップの手前において、使用中のクラッチ（２８、１０）の過剰押し付け（３８、４０）が解除され、
前記第６ステップの後において、過剰押し付け（４２、４４）が行われることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッドドライブトレインを制御するための方法。
【請求項５】
前記第１ステップの後で、シフト命令の検査が前記制御装置（１８）で行われ、場合によっては異なるシフト命令が行われることを特徴とする請求項３または４に記載のハイブリッドドライブトレインを制御するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と、電動機と、高電圧源と、分離クラッチと、自動化されたマニュアルトランスミッションと、少なくとも１個の制御装置とを備え、内燃機関が分離クラッチの第１クラッチ機構に連結された内燃機関軸を備え、内燃機関と電動機が一緒にまたは別々に直接的におよび／または間接的にトランスミッション入力軸に作用するように、分離クラッチの第２クラッチ機構が自動化されたマニュアルトランスミッションのトランスミッション入力軸に連結され、電動機の回転子がトランスミッション入力軸に相対回転しないように連結されている、自動車用ハイブリッドドライブトレインに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッドドライブトレインとハイブリッドドライブトレインを制御するための方法はかなり前から知られている。基本的には、直列式ハイブリッドドライブと並列式ハイブリッドドライブがある。さらに、この両ドライブ形式の混合形式がある。直列式ハイブリッドドライブの特徴はエネルギーコンバータの直列接続である。この場合、内燃機関は駆動輪に対して機械的に連結されていない。これに対して、並列式ハイブリッドドライブの場合には、内燃機関と電動機が駆動輪に機械的に連結されている。その結果、並列式ハイブリッドドライブは、スタート−ストップ−運転、ブレーキエネルギーの回収、純電気的運転、駆動時（ブースト時）の電動機による内燃機関の補助および内燃機関の負荷点移動のようないろいろな機能が可能であるという利点がある。純電気的な走行運転は、内燃機関が分離クラッチを介してトランスミッション入力軸から切り離されることによって可能になる。トランスミッションに関しては今日では一般的に、自動化されたマニュアルトランスミッションが使用される。自動化されたこのマニュアルトランスミッションにより、運転者はワンタッチ命令によってシフト命令を個人的に行うことができる。トランスミッションの迅速な応答を運転者に示すために、内燃機関とトランスミッション入力軸との間のドライブトレインを短時間遮断して、内燃機関を所望な回転数に調整する切り換え方式がしばしば用いられる。この切り換え方式の欠点は力の伝達の中断、すなわち車輪トルクが短時間だけゼロになることにある。これにより特に回収モードにおいて、回収エネルギーが失われ、事情によっては例えばショックのような強い走行障害が生じることになる。特に下記特許文献１は、この欠点を回避するハイブリッドドライブトレインを開示している。この場合、自動化された多段式マニュアルトランスミッションのシフト過程においてブレーキング中に少なくとも１個の被駆動輪のブレーキトルクがほぼ一定に保たれる。自動化されたマニュアルトランスミッションの手前にクラッチが接続配置されているかあるいはデュアルクラッチトランスミッションの場合には２個のクラッチが接続配置されている。このやり方によって、シフト命令に対する通常の即時性と応答特性が不利な影響を受けることがわかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許第１０２００５０１５４８５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明の課題は、上述の欠点を回避する自動車用ハイブリッドドライブトレインを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は本発明に従って、自動化されたマニュアルトランスミッションが第１トランスミッションクラッチと第２トランスミッションクラッチを有するデュアルクラッチトランスミッションとして形成されていることによって解決される。これにより、ドライブトレインは全部で３個のクラッチを備えている。この場合、シフト命令に対する通常の即時性を示すことができるようにするために、トランスミッションクラッチの代わりに内燃機関と電動機との間に分離クラッチを挿入することができる。この場合、特に、内燃機関の惰性運転時および回収モード時に、制御装置が分離クラッチによってシフト過程を開始するための手段を講じると有利である。本発明に係る装置により、分離クラッチは内燃機関を接続した回収下においてトランスミッションのシフト過程で用いられる。それによって、付加的なシフト要素である分離クラッチが回収下の即時的な惰性運転時シフトダウンを実現するために使用される。
【０００６】
課題はさらに、ハイブリッドドライブトレインを制御するための方法において、出発状態で、ハイブリッドドライブトレインが回収モードにあるように、内燃機関が惰性運転され、分離クラッチが閉鎖され、そして電動機が発電機として運転され、第１ステップにおいて制御装置内に、手動のまたは自動のシフト命令が存在し、第２ステップにおいて分離クラッチが開放され、第３ステップにおいて内燃機関の回転数調整がシフト命令に依存して行われ、第３ステップと同時に実施される第４ステップにおいてデュアルクラッチトランスミッションのオーバーラップ切り換えが行われ、内燃機関の不足する損失トルクを埋め合わせるために、電動機の回収トルクが高められ、第５ステップにおいて内燃機関の回転数調整が終了させられ、第６ステップにおいて分離クラッチが閉じられることによって解決される。さらに、第１ステップの後で、シフト命令の検査が制御装置で行われ、場合によっては新しいシフト命令が行われる。
【０００７】
本発明の実施形態が図に示してある。次に、この実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る自動車用ハイブリッドドライブトレインの概略図である。
【図２】回収モードにおけるデュアルクラッチトランスミッションのシフト過程を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、自動車用ハイブリッドドライブトレイン２を例示している。このハイブリッドドライブトレイン２は並列式ハイブリッドドライブとして形成されている。ハイブリッドドライブトレインは内燃機関４と、本実施形態では発電機としても運転可能である電動機６と、高電圧源８と、分離クラッチ１０と、差動装置１４を介して後輪１６にトルクを伝達するデュアルクラッチトランスミッション１２とを備えている。さらに、走行パラメータに依存して適当な駆動モードを選択し、特に運転者のシフト命令を実現する制御装置１８が設けられている。
【００１０】
内燃機関４は分離クラッチ１０の第１クラッチ機構２２に相対回転しないように連結された内燃機関軸２０を備えている。分離クラッチ１０の第２クラッチ機構２４はデュアルクラッチトランスミッション１２のトランスミッション入力部２６に相対回転しないように連結されている。さらに、電動機６の図示していない回転子はトランスミッション入力部２６に相対回転しないように連結されている。トランスミッション入力部２６はデュアルクラッチトランスミッション１２に作用する。このデュアルクラッチトランスミッションは公知のごとく第１トランスミッションクラッチ２８と第２トランスミッションクラッチ３０を備え、このトランスミッションクラッチはそれぞれ第１トランスミッション部分３２と第２トランスミッション部分３４に連結されている。各トランスミッション部分のトルクはトランスミッション出力部３６と差動装置１４を経て駆動輪１６に伝達される。
【００１１】
さらに、同時に回収を行う内燃機関４の惰性走行運転時にも、運転者が手動のシフト命令を直ちに実現することができるようにするために、制御装置１８は、分離クラッチ１０をデュアルクラッチトランスミッション１２のシフト過程に含める手段を備えている。これにより、連続的な回収のために必要である、駆動輪１６に対する電動機６の力伝達的な連結を中断することなく、内燃機関４を新たな所望回転数にきわめて速く調整することができる。
【００１２】
図２は回収モードにおけるデュアルクラッチトランスミッション１２のシフト過程を分離クラッチ１０と関連して概略的に示している。ｘ軸は時間ｔを示し、ｙ軸はその都度のトルクと回転数を示している。出発状態では、内燃機関４は回転数Ｖｎで惰性回転している。電動機６は同じ回転数Ｅｎで回転している。分離クラッチ１０とトランスミッションクラッチ２８が力伝達的に連結されているかまたは閉じているので、トルクは損失トルクと回収トルクの合計トルクとして、内燃機関４から第１トランスミッション部分３２を経て回転数Ｎ１で駆動輪１６に伝達される。分離クラッチ１０と第１トランスミッションクラッチ２８は過剰押し付け３８、４０（状態）で運転される。さらに、シフト過程において回収トルクはＲＮによって示してある。第２トランスミッションクラッチ３０は図示した出発位置では開放している、すなわちトルクを伝達しない。時点ｔｓｃｈで、回転数Ｎ２の新たな低いギア段への運転者のシフト命令が行われる。制御装置１８がこのシフト命令を実現するので、時点ｔｔｒｏで分離クラッチ１０が開放される。もし分離クラッチが過剰に押し付けられていれば、その間に、この過剰押し付けがなくなる。分離クラッチ１０の開放後直ちに、内燃機関４が制御装置１８によって所望の目標回転数Ｎ２に調節される。この場合、内燃機関はドライブトレインから切り離されている。さらに、第１トランスミッションクラッチ２８が過剰に押し付けられていれば、この過剰押し付けがなくなるので、時点ｔｕｂ１で、デュアルクラッチトランスミッション１２のオーバーラップ切り換えを開始することができる。この場合、分離クラッチの開放によってもはや存在しない内燃機関４の損失トルクを補うために、電動機６の回収トルクが高められる。オーバーラップ切り換えの間、電動機６の回転数適合が新たに入れられたギア段の目標回転数Ｎ２で行われる。デュアルクラッチトランスミッション１２のオーバーラップ切り換えは時点ｔｕｂ２で終了する。今や、第１トランスミッションクラッチ２８のトルクはゼロであり、第２トランスミッションクラッチ３０は接続されている。第６ステップにおいて時点ｔｔｒｓで、分離クラッチ１０が再び閉じ、内燃機関４の回転数調整が終了する。
【００１３】
他の実施形態では、第１ステップの後で、シフト命令の検査が制御装置１８で行われ、そして場合によっては異なるシフト命令が行われる。
【符号の説明】
【００１４】
４          内燃機関
６          電動機
８          高電圧源
１０        分離クラッチ
１２        マニュアルトランスミッション
１８        制御装置
２０        内燃機関軸
２２        第１クラッチ機構
２４        第２クラッチ機構
２６        トランスミッション入力部
２８        第１トランスミッションクラッチ
３０        第２トランスミッションクラッチ
【図１】
2013100081.tif 000003
【図２】
2013100081.tif 000004