(57)【要約】  本発明は、自動車の駆動系統のハイブリッドモジュールにおける分離クラッチの安全性に関してクリティカルな動作を回避する方法に関し、ハイブリッドモジュールは、内燃機関と変速機との間で作動するようになっていて、かつ電気的な駆動装置と、分離クラッチと、ワンウェイクラッチとを備え、分離クラッチは、電気的な駆動装置または駆動系統との摩擦力接続式の結合によって電気的な駆動装置または駆動系統から送られるトルクを伝達することにより内燃機関を始動するために、または、純粋な電気的な走行のために駆動系統から内燃機関を分離するために用いられる。安全性に関してクリティカルな走行状況が確実に阻止される、ハイブリッドモジュールにおける分離クラッチの安全性に関してクリティカルな動作を回避する方法では、分離クラッチのクリティカルな妨害モーメントを、開いた分離クラッチの保持すべきセーフティ間隔を調整するために、自動車の周囲条件および／または車両境界条件に応じて調整する。
2016540666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の駆動系統のハイブリッドモジュールにおける分離クラッチの安全性に関してクリティカルな動作を回避する方法であって、
前記ハイブリッドモジュール（４）は、内燃機関（１）と変速機（９）との間で作動するようになっていて、かつ電気的な駆動装置（８，９）と、分離クラッチ（６）と、ワンウェイクラッチ（５）とを備え、前記分離クラッチ（６）は、前記電気的な駆動装置（８，９）または前記駆動系統との摩擦力接続式の結合によって、該電気的な駆動装置（８，９）または前記駆動系統から送られるトルクを伝達することにより、前記内燃機関（１）を始動するために、または、純粋な電気走行のために前記駆動系統から前記内燃機関（１）を分離するために用いられる、方法において、
前記分離クラッチ（６）のクリティカルな妨害モーメント（Ｍkrit）を、開いた前記分離クラッチ（６）の保持すべきセーフティ間隔を調整するために、自動車の周囲条件および／または車両境界条件に応じて調整することを特徴とする、自動車の駆動系統のハイブリッドモジュールにおける分離クラッチの安全性に関してクリティカルな動作を回避する方法。
【請求項２】
前記クリティカルな前記妨害モーメント（Ｍkrit）を、車輪の摩擦値（μ）に応じて決定する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
自動車の外気温度の所定の範囲に関する前記摩擦値（μ）を定数として構成する、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記クリティカルな妨害モーメント（Ｍkrit）を自動車の横加速度に応じて決定する、請求項１、２または３記載の方法。
【請求項５】
所定のトルクが前記クリティカルな前記妨害モーメント（Ｍkrit）を上回ると、前記クリティカルな妨害モーメント（Ｍkrit）を低下させるための車両力学による措置を講じて、車両安全性を保証する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記周囲条件および／または前記車両境界条件に関する情報を、自動車の通信ライン（１５）を介して提供する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
開いた前記分離クラッチ（６）のセーフティ間隔を、前記周囲条件および／または前記車両境界条件に関する情報を考慮してクラッチ特性曲線を認識して調整する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の駆動系統のハイブリッドモジュールにおける分離クラッチの安全性に関してクリティカルな動作を回避する方法であって、ハイブリッドモジュールは、内燃機関と変速機との間で作動するようになっていて、かつ電気的な駆動装置と、分離クラッチと、ワンウェイクラッチとを備え、分離クラッチは、電気的な駆動装置または駆動系統との摩擦力接続式の結合によって電気的な駆動装置または駆動系統から送られるトルクを伝達することにより内燃機関を始動するために、または、純粋な電気の走行のために駆動系統から内燃機関を分離するために用いられる、方法に関する。
【０００２】
独国特許出願公開第１０２０１２２０６６８０号明細書において、車両の駆動系統用のハイブリッドモジュールが公知である。ハイブリッドモジュールは、内燃機関と変速機との間に配置されていて、電気的な駆動装置と、分離クラッチと、ワンウェイクラッチとを備える。この場合、分離クラッチおよびワンウェイクラッチは、互いに並列で、それぞれ内燃機関から変速機へ向けてトルクを伝達するために設けられている。ワンウェイクラッチは、内燃機関から送られるトルクを変速機へ向けて伝達し、トルクが逆方向に向けられると開くので、車両は、選択的に、内燃機関もしくは電気的な駆動装置によって、または同時に両方による組み合わせた形で駆動可能である。この場合、分離クラッチは、内燃機関と電気的な駆動装置もしくは駆動系統との摩擦力接続式の結合により、電気的な駆動装置または駆動系統から送られたトルクを伝達することによって、内燃機関を始動する、または自動車を純粋に電気的に運転するために内燃機関を駆動系統から分離する、またはハイブリッド走行運転時に内燃機関減速および加速モーメントを伝達するという役割を有する。
【０００３】
したがって、電気的な走行運転からハイブリッド走行運転への切替えは、内燃機関を始動するために分離クラッチの閉鎖を必要とする。とりわけ、作動している駆動系統の運動エネルギを介する始動または再始動時に、分離クラッチの閉鎖およびこれに伴う停止している内燃機関の加速により、以下に妨害モーメントといわれる相応の制動モーメントが生じてしまう。この妨害モーメントは、特定の周囲影響下で自動車の安全にとってクリティカルな状況をもたらすおそれがある。
【０００４】
したがって、本発明の根底を成す課題は、自動車のハイブリッドモジュールにおける分離クラッチの安全性に関してクリティカルな動作を回避する方法を提供することである。
【０００５】
本発明によれば、この課題は、分離クラッチのクリティカルな妨害モーメントが、開いた分離クラッチの保持すべきセーフティ間隔を調整するために、自動車の周囲条件および／または車両境界条件に応じて調整されることによって解決される。この場合、開いたクラッチのセーフティ間隔とは、開いた分離クラッチにおける分離ストロークを考慮した摩擦ライニングの間隔と解される。不良の周囲条件の場合、セーフティ間隔は、許容される妨害モーメントがより小さなことにより、より大きくなり、これに対して良好な周囲条件の場合、セーフティ間隔は、より大きな許容可能な妨害モーメントに基づいて、より小さく調整される。妨害モーメントとセーフティ間隔との間の非直接的な関連性に基づいて、自動車の走行運転のあらゆる状況で、最大限可能なシステムダイナミクスおよび安全性が保証される。この場合、自動車システムは、通常、考えられるあらゆる場合をカバーする安全性を超える範囲で運転してはならないが、それにもかかわらず、最大限に可能なシステムダイナミクス、システム可用性およびシステム安全性を提供する。
【０００６】
好適には、クリティカルな妨害モーメントは、車輪の摩擦値に応じて決定される。特に雨で湿った走行路または凍結時に摩擦値が変化するので、妨害モーメントは、それぞれ異なる摩擦値に応じて変化させられ、これにより、走行路へのタイヤの細分化された力伝達が生じるので、分離クラッチの安全性に関してクリティカルな動作が阻止される。
【０００７】
ある実施の形態では、自動車の外気温度の所定の範囲に関する摩擦値が定数として構成されている。そうして、タイヤと走行路との間の力伝達を分類化するために、摩擦値は、たとえば３℃を下回る外気温度および３℃を上回る外気温度で規定することができる。
【０００８】
ある変形例では、クリティカルな妨害モーメントが、自動車の横加速度に応じて決定される。この場合、特に一定の車両速度でのカーブ走行時に、道路保持係数、高い段への変速段切替え、走行速度またはこれに関連する横加速度の値に対する許容可能な妨害モーメントの依存性が考慮され、これにより、車両安全性が保証される。
【０００９】
ある改良形態では、所定のトルクがクリティカルな妨害モーメントを上回ると、クリティカルな妨害モーメントを低下させるための車両力学による措置が講じられ、これにより、車両安全性が保証される。そのような車両力学による措置は、たとえばより高い変速段を入れること、または内燃機関の始動前に内燃機関から駆動系統を分離すること、または規定すべき横加速度限界を下回ると内燃機関の始動を回避することであってよい。
【００１０】
ある態様では、周囲条件および／または車両境界条件に関する情報は、自動車の通信ラインを介して提供される。これにより、自動車に存在するセンサから提供されるデータが、分離クラッチの、安全性に関してクリティカルな動作を阻止するためにも利用される。
【００１１】
好適には、開いた分離クラッチのセーフティ間隔は、周囲条件および／または車両境界条件に関する情報を考慮してクラッチ特性曲線を認識して調整される。クラッチ特性曲線を考慮することにより、故障時に生じるクラッチダイナミクスが考慮され、これにより、調整すべきセーフティ間隔の精度が改善される。
【００１２】
本発明では、多くの実施の形態が可能である。そのうちの１つを示された複数の図面に基づいて詳説する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ハイブリッドモジュールを備える自動車の駆動系統の概略図である。
【図２】静止摩擦、変速段および車両速度の関数としてのクリティカルな妨害モーメントの一覧である。
【００１４】
図１は、内燃機関１と、内燃機関１のクランクシャフト２に結合された振動減衰装置３と、ワンウェイクラッチ５ならびに分離クラッチ６および電気的な駆動装置のロータ７ならびにステータ８を有するハイブリッドモジュール４と、変速機９と、差動装置１０と、詳細には図示していない車輪とを備える自動車の駆動系統を概略的に示している。内燃機関１と変速機９との間に、並列の２つのトルク伝達系統が設けられている。第１のトルク伝達系統は、分離クラッチ６を備え、第２トルク伝達系統は、ワンウェイクラッチ５を備える。ワンウェイクラッチ５は、内燃機関１から変速機９へのトルク伝達時に伝達を行い、変速機９から内燃機関１へのトルクの流れ方向で開く。変速機９から内燃機関１への方向のトルクは、クラッチの閉鎖時に伝達可能である。これは、とりわけ電気的な走行からの内燃機関１の始動、および完全なバッテリにおける加速モーメントの伝達に当てはまる。駆動系統の内燃機関による運転時に、分離クラッチ６は、閉じて保持されるので、分離クラッチ６は、これに作用するトルク伝達容量に応じて、内燃機関１から伝達可能なモーメントをそれぞれ部分的にワンウェイクラッチとともに伝達する。この場合、分離クラッチ６の機能は、制御機器１１により制御される。制御機器１１は、上位の車両制御機器１２に接続されている。この場合、制御機器１１および車両制御機器１２は、車両通信ライン、好適にはキャンバス１５を介して、相互に、センサ１３にかつドライバアシストシステム１４に接続されている。
【００１５】
図２には、摩擦値、変速段および車両速度の関数としてのクリティカルな妨害モーメントの一覧を示している。図２から看取されるように、雪または凍結した走行路（仮想摩擦値μ＝０．３）の条件下において２速で３０ｋｍ／ｈでカーブを通過する場合、既に５５Ｎｍより大きな妨害モーメントが、駆動軸におけるタイヤと走行路との間の、場合により生じる安全性に関してクリティカルな保持性損失をもたらす。自動車のそのようなクリティカルな状況を阻止するために、制御機器１１は、分離クラッチ６を駆動制御して、開いたクラッチの所定のセーフティ間隔が周囲条件または車両境界条件に応じて決定される。このセーフティ間隔を調整するために、クリティカルな妨害モーメントＭkritが決定され、これは以下のように求められる。
【００１６】
【数１】
2016540666.tif 000003
このとき、
μは摩擦値
ｖ2／ｒは横加速度である。
【００１７】
追加的に検出された情報、たとえば３℃を下回る外気温度の場合かつ／または車両アシストシステム１４により測定された横加速度の場合に生じ得る凍結のおそれに応じて、クリティカルな妨害モーメントＭkritが、周囲条件もしくは車両境界条件に応じて相応に調整される。上位の車両制御機器１２の予め設定される所望トルクが求められたクリティカルな妨害モーメントＭkritを上回ると、より高い変速段への切替え、または内燃機関１からの駆動系統の分離、または規定すべき横加速度限界を下回るまでの内燃機関１の始動の回避などの、車両運転を安定化する措置が講じられる。これにより、安全性に関してクリティカルな車両状況が阻止される。同様に、直線走行時、つまりほぼ横力のない走行時に、内燃機関１の始動を、温度に応じて行うことができ、これにより、安全性に関係する車輪スリップが回避される。この場合、横力の影響なく、クリティカルな妨害モーメントＭkritは、摩擦値または入れられた変速段および車両速度の関数として、および車両速度にはほぼ依存しない水平な線として構成される（図２）。
【００１８】
雨で湿った走行路の場合、摩擦値μは約０．７に高められており、これにより約１５０Ｎｍまでの許容可能な妨害モーメントが許容される。故障時に生じるクラッチダイナミクスを考慮すると、必要とされるフォールトトレランス時間に応じて、開いた分離クラッチ６の、必要な、保持すべきセーフティ間隔を規定することができる。要するに、不良の周囲条件の場合、セーフティ間隔は、より小さい許容可能な妨害モーメントにより、増大させなければならない。この状況から、周囲条件に依存する、様々なセーフティ間隔が生じる。セーフティ間隔は、機能的な安全性の一方で、システムの可能な可用性にも役立つ。クラッチ特性曲線の認識により、３℃を下回る外気温度でかつ／または存在するドライバアシストシステムにより測定される横加速度で検出される別の情報（たとえば生じ得る凍結温度）に応じて、全体システムに依存するフォールトトレランス時間と相俟って、セーフティ間隔を規定することができる。
【符号の説明】
【００１９】
１  内燃機関
２  クランクシャフト
３  振動減衰装置
４  ハイブリッドモジュール
５  ワンウェイクラッチ
６  分離クラッチ
７  ロータ
８  ステータ
９  変速機
１０  差動装置
１１  制御機器
１２  車両制御機器
１３  センサ
１４  ドライバアシストシステム
１５  キャンバス
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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