(57)【要約】  自動車（１，１８）に用いられるハイブリッド駆動システム（２，１９）は、電気機械（３）と内燃機関（６）とを有している。この電気機械（３）と内燃機関（６）とは、所定の固定の回転数比（７，１０，１１）で少なくとも一時的に互いに連結されている。ハイブリッド駆動システム（２，１９）の回転数は回転数検出装置（１２）によって検出される。こうして得られたデータは、電気機械（３）と内燃機関（６）とを少なくとも部分的に制御するために使用される。
2012500154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車（１，１８）に用いられるハイブリッド駆動システム（２，１９）であって、少なくとも１つの制御システム（１３）と、少なくとも１つの回転数検出装置（１２）と、少なくとも１つの電気機械（３）と、少なくとも１つの内燃機関（６）とが設けられており、少なくとも１つの電気機械（３）と少なくとも１つの内燃機関（６）とが、所定の固定の回転数比（７，１０，１１）で少なくとも一時的に互いに連結されている形式のものにおいて、少なくとも１つの電気機械（３）と少なくとも１つの内燃機関（６）とを少なくとも部分的に制御するために、制御システム（１３）が、第１の回転数検出装置（１２）のデータを少なくとも一時的に使用するようになっていることを特徴とする、自動車に用いられるハイブリッド駆動システム。
【請求項２】
少なくとも１つの電気機械（３）と少なくとも１つの内燃機関（６）とが、所定の固定の回転数比（７，１０，１１）で少なくともほぼ永続的に互いに連結されている、請求項１記載のハイブリッド駆動システム。
【請求項３】
少なくとも１つの第１の回転数検出装置（１２）が、少なくとも１つの電気機械（３）に相俟って、有利には少なくとも１つの電気機械（３）と共にまとめられて形成されている、請求項１または２記載のハイブリッド駆動システム。
【請求項４】
少なくともハイブリッド駆動システム（２，１９）の１つの制御システム（１３）の一部が、少なくとも１つの電気機械（３）に相俟って、特に少なくとも１つの電気機械（３）の制御機器と一緒に形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のハイブリッド駆動システム。
【請求項５】
少なくとも１つの第１の回転数検出装置（１２）および／または少なくとも制御装置（１３）の一部が、高周波データ検出装置として形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のハイブリッド駆動システム。
【請求項６】
少なくとも制御システム（１３）の一部が、回転数変動検出装置および／または燃焼異常検出装置として形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のハイブリッド駆動システム。
【請求項７】
有利には少なくとも１つの内燃機関（６）に相俟って、少なくとも１つの付加的な回転数検出装置が設けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載のハイブリッド駆動システム。
【請求項８】
互いに所定の固定の回転数比（７，１０，１１）で少なくとも一時的に運転されるように形成かつ調整された少なくとも１つの電気機械（３）と少なくとも１つの内燃機関（６）とを運転するための方法において、少なくとも互いに固定の回転数比（７，１０，１１）での運転の間、少なくとも１つの内燃機関（６）と少なくとも１つの電気機械（３）とを少なくとも部分的に制御するために少なくとも一時的に使用されるデータを少なくとも１つの第１の回転数検出装置（１２）によって検出することを特徴とする、少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つの内燃機関とを運転するための方法。
【請求項９】
少なくとも１つの電気機械（３）と少なくとも１つの内燃機関（６）とが、ハイブリッド駆動システム（２，１９）の一部、特に自動車（１）に用いられるハイブリッド駆動システム（２，１９）の一部として少なくとも一時的に調整されているように形成かつ調整されている、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの電気機械（３）と少なくとも１つの内燃機関（６）とが、互いに所定の固定の回転数比（７，１０，１１）で少なくともほぼ永続的に運転されるように形成かつ調整されている、請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
回転数検出装置（１２）の前記データを高いサンプリングレートで検出する、請求項８から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
回転数検出装置（１２）の前記データを、回転数変動を認識しかつ／または異常な点火動作を認識するために使用する、請求項８から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの電気機械（３）および／または少なくとも１つの内燃機関（６）を制御するために、少なくとも１つの付加的な回転数検出装置（１２）のデータを使用する、請求項８から１２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】
背景技術
本発明は、自動車に用いられるハイブリッド駆動システムであって、少なくとも１つの制御システムと、少なくとも１つの回転数検出装置と、少なくとも１つの電気機械と、少なくとも１つの内燃機関とが設けられており、少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つの内燃機関とが、所定の固定の回転数比で少なくとも一時的に互いに連結されている形式のものに関する。
【０００２】
さらに、本発明は、互いに所定の固定の回転数比で少なくとも一時的に運転されるように形成かつ調整された少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つの内燃機関とを運転するための方法に関する。
【０００３】
上昇する原油価格の背景や地球の気候の著しい変化を前にして、可能な限り低消費で燃料効率のよい自動車に向けられる要求がますます高まっている。
【０００４】
このような低消費で燃料効率のよい自動車に対する今後期待できそうな傾向は、ハイブリッド駆動システムの使用にある。このハイブリッド駆動システムでは、通常の内燃機関に対して付加的に別の動力源が使用される。この別の動力源は、自動車を駆動するために、種々異なるエネルギ形態を使用する。実際、このためには、電動モータが普及に至った。
【０００５】
付加的な動力源の使用によって、１つには、内燃機関を特にエネルギ効率のよい運転モードでほぼ永続的に運転することが可能となる。規定の時点で自動車の駆動のために使用されない、内燃機関によって供給される駆動エネルギは、エネルギアキュムレータ、たとえば蓄電池に一時的に蓄えることができる。のちの時点において、このように一時的に蓄えられたエネルギを自動車の駆動のために使用することができる。さらに、自動車の減速時に自動車の運動エネルギを電気エネルギに変換して、蓄電池に一時的に蓄えることも可能である。これによって、制動エネルギが失われないようになっている。
【０００６】
これらの効果（および更なる効果）に基づき、特に自動車がストップ・アンド・ゴー走行で運転されるかまたは市街地走行で運転される場合には、ハイブリッド駆動システムを備えた自動車において燃料効率が特に高くなる。
【０００７】
まだ比較的新しい技術に基づき、未だに解決されていない数多くの問題が相変わらず存在しており、これらの問題が、ハイブリッド駆動システムの急速な普及を未だに妨げている。
【０００８】
１つの大きな問題を成しているのは、相変わらず、ハイブリッド駆動システムにかかるコストである。内燃機関に対して付加的に電動モータが設けられなければならないので、これに相応してコストが上昇する。付加的なコストは、内燃機関だけでなく、電動モータにも、付加的なセンサや付加的な制御装置が設けられなければならないことによって発生する。この付加的なセンサや制御装置は、その上、十分な精度を有していなければならない。
【０００９】
従来技術において公知のハイブリッド駆動システムは相応の欠点を有している。
【００１０】
発明の開示
本発明に係るハイブリッド駆動システムによれば、少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つの内燃機関とを少なくとも部分的に制御するために、制御システムが、第１の回転数検出装置のデータを少なくとも一時的に使用するようになっている。
【００１１】
本発明に係るハイブリッド駆動システムの有利な態様によれば、少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つの内燃機関とが、所定の固定の回転数比で少なくともほぼ永続的に互いに連結されている。
【００１２】
本発明に係るハイブリッド駆動システムの有利な態様によれば、少なくとも１つの第１の回転数検出装置が、少なくとも１つの電気機械に相俟って、有利には少なくとも１つの電気機械と共にまとめられて形成されている。
【００１３】
本発明に係るハイブリッド駆動システムの有利な態様によれば、少なくともハイブリッド駆動システムの１つの制御システムの一部が、少なくとも１つの電気機械に相俟って、特に少なくとも１つの電気機械の制御機器と一緒に形成されている。
【００１４】
本発明に係るハイブリッド駆動システムの有利な態様によれば、少なくとも１つの第１の回転数検出装置および／または少なくとも制御装置の一部が、高周波データ検出装置として形成されている。
【００１５】
本発明に係るハイブリッド駆動システムの有利な態様によれば、少なくとも制御システムの一部が、回転数変動検出装置および／または燃焼異常検出装置として形成されている。
【００１６】
本発明に係るハイブリッド駆動システムの有利な態様によれば、有利には少なくとも１つの内燃機関に相俟って、少なくとも１つの付加的な回転数検出装置が設けられている。
【００１７】
本発明に係る方法によれば、少なくとも互いに固定の回転数比での運転の間、少なくとも１つの内燃機関と少なくとも１つの電気機械とを少なくとも部分的に制御するために少なくとも一時的に使用されるデータを少なくとも１つの第１の回転数検出装置によって検出する。
【００１８】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つの内燃機関とが、ハイブリッド駆動システムの一部、特に自動車に用いられるハイブリッド駆動システムの一部として少なくとも一時的に調整されているように形成かつ調整されている。
【００１９】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つの内燃機関とが、互いに所定の固定の回転数比で少なくともほぼ永続的に運転されるように形成かつ調整されている。
【００２０】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、回転数検出装置の前記データを高いサンプリングレートで検出する。
【００２１】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、回転数検出装置の前記データを、回転数変動を認識しかつ／または異常な点火動作を認識するために使用する。
【００２２】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、少なくとも１つの電気機械および／または少なくとも１つの内燃機関を制御するために、少なくとも１つの付加的な回転数検出装置のデータを使用する。
【００２３】
発明の利点
本発明によれば、自動車に用いられるハイブリッド駆動システムであって、少なくとも１つの制御システムと、少なくとも１つの回転数検出装置と、少なくとも１つの電気機械と、少なくとも１つの内燃機関とが設けられており、少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つの内燃機関とが、所定の固定の回転数比で少なくとも一時的に互いに連結されている形式のものにおいて、少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つの内燃機関とを少なくとも部分的に制御するために、制御システムが、第１の回転数検出装置のデータを少なくとも一時的に使用するようになっている。少なくとも１つの電気機械の回転数と少なくとも１つの内燃機関の回転数との検出を第１の回転数検出装置によって少なくとも一時的に同時に行い、これらの回転数を少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つの内燃機関との少なくとも部分的な制御のために使用することは、特に少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つの内燃機関とが所定の固定の回転数比で互いに連結されているような時点（もしくは期間）において行われる。電気機械と内燃機関とが互いに連結されている時点では、しばしば、第１の（共通の）回転数検出装置の使用、場合により、提供でも全く十分であり、場合により、付加的な回転数検出装置を完全に不要にすることができるかもしくは付加的な回転数検出装置によって得られるデータの使用を完全に不要にすることができる。その際、特に車両がアクティブな走行運転、たとえば加速動作、走行動作または回生運転にある場合には、電気機械および／または内燃機関の回転数に関する（一層正確な）認知が必要となることに注意しなければならない。しかし、自動車のこのような運転状態では、しばしば、いずれにせよ電気機械と内燃機関との連結が提供される。場合により、互いに固定の回転数比で電気機械と内燃機関との間の連結が提供されないその他の運転状態では、確かに、単独の（共通の）回転数検出装置によって、両機械（すなわち、電気機械および内燃機関）に対する（各）回転数を検出することができないが、しかし、これらの回転数は、必要である限り、たとえば別のパラメータ（たとえば電気機械の電気的な出力または内燃機関に用いられる噴射ポンプの電気的な出力）を介して粗評価することができるかまたは独立した付加的な回転数検出装置がハイブリッド駆動システムの別の領域に設けられてよい。それにもかかわらず、独立した付加的な回転数検出装置は、全般的に共通の回転数検出装置よりも簡単に形成することができ、これによって、アッセンブリ全体をより廉価にすることができる。独立した付加的な回転数検出装置によって得られたデータは、場合により、内燃機関と電動モータとが「互いに独立して」運転される（すなわち、互いに所定の固定の回転数比で運転されない）場合にのみ、ハイブリッド駆動システムの制御（もしくはハイブリッド駆動システムの一部、たとえば特に内燃機関の制御）のために使用することができる。しかし、付加的な回転数検出装置によって得られたデータが基本的に規定の制御情報を満たすために使用されることも可能である。（内燃機関と電動モータとが互いに所定の固定の回転数比で運転される限り）第１の回転数検出装置によって得られるデータの使用下では、たとえば一層正確なデータが必要となる異なる性質の制御機能しか実現されない。なお、内燃機関と電気機械とが既知の所定の固定の回転数比で（たとえば遊星歯車伝動装置を介して）互いに連結されていれば全く十分である。たとえば電気機械の回転数から、相応の係数との簡単な乗法によって、内燃機関の回転数を推測することができる。当然ながら、固定の回転数比がハイブリッド駆動システムの種々異なる運転状態では異なっているものの、本来の運転状態の間にはコンスタントであることも可能である。すなわち、言い換えると、電気機械と内燃機関との回転数比が「切り換えられる」ことも可能となる。「電気機械」という概念は、特に電動モータと、電気的なジェネレータ（発電機）と、一時的に電動モータとして運転され、一時的にジェネレータとして運転される電気機械とを意味している。回転数検出装置として、基本的には、従来技術において公知のあらゆる回転数検出装置、たとえば発信器ホイールによって電気的な方法、電磁的な方法、磁気的な方法または光学的な方法で相応の装置の回転数に関する発信を可能にする回転数検出装置を使用することができる。相応に形成された回転数検出装置では、回転数のほぼ連続的な（たとえば、すでに１回転後に数度だけのもしくは数分の一度の）測定も可能となる。また、該当する構成部材の角度位置検出も、適切な回転数検出装置の使用時には、全般的に問題なく可能となる。
【００２４】
特に少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つの内燃機関とが、所定の固定の回転数比で少なくともほぼ永続的に互いに連結されていると有利であると判った。この態様では、場合により、独立した付加的な回転数検出装置を完全に不要にすることが可能となるかもしくは場合により必要となる独立した付加的な回転数検出装置をさらに一層簡単に形成することが可能となる。これによって、ハイブリッド駆動システムの特に簡単なかつ廉価な構造を促進させることができる。特に場合により固定の回転数比での内燃機関と電気機械との連結が提供されない期間が極めて短い場合には、全般的に独立した付加的な回転数検出装置の提供を完全に不要にすることができる。なぜならば、この短い期間内では、内燃機関および／または電気機械が、たとえば、いずれにせよ「質量慣性」に基づきランオン（続走）しているからである。
【００２５】
さらに、少なくとも１つの第１の回転数検出装置が、少なくとも１つの電気機械に相俟って、有利には少なくとも１つの電気機械と共にまとめられて形成されていることが可能である。なぜならば、しばしば１つの電気機械の運転に対して、その回転数に関する比較的正確な認知が必要となるからである。したがって、いずれにせよ、市販の電気機械には、相応の回転数検出装置がしばしば設けられており、この回転数検出装置は一般的にすでに比較的正確な測定値を供給する。また、部分的には、電気機械の電気的な入力信号もしくは出力信号をベースとして、その回転数に関するしばしば極めて正確な情報を得ることができることも可能である。このことは、たいてい、付加的な回転数検出装置を設ける必要がなくても可能となる。これによって、たいてい、ハイブリッド駆動システムに対するコストをさらに低下させることが可能となる。
【００２６】
さらに、少なくともハイブリッド駆動システムの１つの制御システムの一部が、少なくとも１つの電気機械に相俟って、特に少なくとも１つの電気機械の制御機器と一緒に形成されていると有利であると判った。電気機械を制御するために、一般的には、いずれにせよ電気的なもしくは電子的な制御機器（たとえばシングルボードコンピュータ）を設けることが必要となる。電気機械のこのような形式の電気的なもしくは電子的な制御機器は、市販の電気機械でも、一般的には、電気機械を制御するために電気機械の回転数を一緒に算入したシステムおよび／またはアルゴリズムを有している。このシステムおよび／またはアルゴリズムは、一般的には、少なくとも一時的にかつ／または少なくとも部分的に少なくとも１つの内燃機関の制御も（一緒に）引き受けるように容易に適合させることができる。この限りにおいて、この態様では、ハイブリッド駆動システムの制御システムがいずれにせよ既存のシステムを使用することができるので、これによって、特に巧みに付加的なコストを節約することができる。特に相応のシステムの「二重設計」をたいてい省略することができる。
【００２７】
少なくとも１つの第１の回転数検出装置および／または少なくともハイブリッド駆動システムの制御装置の一部が、高周波データ検出装置として形成されていると特に有利であると判った。このような迅速なかつ頻繁なデータ検出によって、回転数信号の質を著しく高めることができる。特に高周波データ検出装置とは、特に高いデータサンプリングレートを有するデータ検出装置を意味している。これによって、特に検出された回転数信号を考慮して、付加的なパラメータを算出することを可能にすることができる。提案された高いデータレートもしくはデータ精度によって、特に有利な信号対雑音比（ＳＮ比）を備えた相応のパラメータを検出することができることを可能にすることができる。１回のサンプリングは、たとえば１００μｍ時間周期で行うことができる。したがって、検出された回転数測定信号が、有利には、相応の装置の完全な１回転後に初めて伝送されるのではなく、有利にはより頻繁に、たとえば相応の装置の１回転の数分の一回転後に初めて伝送される。すでに述べたように、いずれにせよ、回転数検出装置の分解能および／または電気機械の制御装置の分解能はしばしばこの範囲内にあるかまたは少なくとも、たとえば上述した範囲に近い範囲内にある。
【００２８】
たとえば、少なくとも制御システムの一部が、特に少なくとも１つの内燃機関に対する回転数変動検出装置および／または燃焼異常検出装置として形成されていることが可能である。第１の（共通の）回転数検出装置によって一般的に高い質で付与される回転数信号によって、特に有利には、検出された回転数をベースとして検出することができる広範囲のパラメータを規定することが可能となる。次いで、このように検出された広範囲のパラメータ、たとえば内燃機関の回転数変動に関する情報もしくは内燃機関の燃焼異常に関する情報を相応の制御システムに供給して、内燃機関および／または電気機械を後調整することができる。特に回転数測定値が正確であり、また、頻繁に更新される場合には、相応のパラメータを一般的に高い質でかつ極めて良好なＳＮ比で検出することができる。ここで、燃焼異常測定値とは、特に失火の付与、質（特性）もしくは頻度に関する発信および／または内燃機関の燃焼の完全性に関する発信を可能にする信号を意味している。これによって、ハイブリッド車両での失火認識が特に簡単に可能となる。この失火認識は、特に１回の回転数変動の検出をベースとして、内燃機関の欠落したトルク寄与に基づき行うことができる。
【００２９】
別の有利な態様は、ハイブリッドシステムにおいて、有利には少なくとも１つの内燃機関に相俟って形成された少なくとも１つの付加的な回転数検出装置が設けられている場合に得ることができる。この付加的な回転数検出装置は、特に電気機械と内燃機関とが互いに所定の固定の回転数比で運転されない場合でも、ハイブリッド駆動システムの一部（特に内燃機関）の運転状態に関するデータを得るために使用することができる。このような形式の付加的な回転数検出装置に対する別の使用可能性は、この付加的な回転数検出装置が、第１の（共通の）回転数検出装置によって測定することができないかもしくは比較的大きな誤差を随伴してしか測定することができないデータを供給することができることにある。この目的のためには、少なくとも１つの付加的な回転数検出装置を規定のデータの検出に対して意図的に最適化させることが可能となる。
【００３０】
さらに、本発明によれば、互いに所定の固定の回転数比で少なくとも一時的に運転されるように形成かつ調整された少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つの内燃機関とを運転するための方法において、少なくとも互いに固定の回転数比での運転の間、少なくとも１つの内燃機関と少なくとも１つの電気機械とを少なくとも部分的に制御するために少なくとも一時的に使用されるデータを少なくとも１つの第１の回転数検出装置によって検出することが提案される。このような方法は、すでに提案されたハイブリッド駆動システムに関連して説明した特性および利点を類似して有している。特に本発明に係る方法を、本発明に係るハイブリッド駆動システムに関連して成された提案の意味で類似して改良することが可能となる。このように改良された方法も同じく、すでに記載した特性および利点を類似して有している。
【００３１】
特に少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つの内燃機関とが、ハイブリッド駆動システムの一部、特に自動車に用いられるハイブリッド駆動システムの一部として少なくとも部分的に調整されているように形成かつ調整されていることが可能となる。自動車は、任意の形式では、航空機、船舶および（レール結合された／レール結合されていない）陸上車両であってよい。予め提案した方法は、ここで提案した目的のために特に適している。
【００３２】
さらに、少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つの内燃機関とが、互いに所定の固定の回転数比で少なくともほぼ永続的に運転されるように形成かつ調整されているように本発明に係る方法を実施することが可能である。この使用態様でも、前もって提案した方法が特に有利である。
【００３３】
回転数検出が高いサンプリングレートで行われると特に有利であり得る。特に回転数検出は、相応の装置の１回転あたりただ１回よりも頻繁に行われることが望ましい。むしろ、回転数検出が、その都度比較的小さな回転角、たとえば、それぞれ１゜、２゜、３゜、４°または５゜（または１°の数分の一度）の通過後に行われることが有利である。択一的または付加的には、回転数検出が、たとえば３００μｓ、２５０μｓ、２００μｓ、１５０μｓ、１００μｓ、７５μｓ、５０μｓもしくは２５μｓの時間率で行われることが可能となる。これによって、装置の回転数に関する特に正確な情報を得ることができる。特にこのように得られた回転数情報を広範囲の目的、たとえば別のパラメータの算出のためにも使用することが可能である。
【００３４】
こうして、回転数検出を、特に内燃機関の回転数変動を認識しかつ／または異常な点火動作を認識するために使用することが可能となる。
【００３５】
また、少なくとも１つの電気機械および／または少なくとも１つの内燃機関を制御するために、少なくとも１つの付加的な回転数検出装置のデータが使用されても有利であると判った。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１の実施の形態に係るハイブリッド自動車の概略図である。
【図２】第２の実施の形態に係るハイブリッド自動車の概略図である。
【図３】第３の実施の形態に係るハイブリッド自動車の概略図である。
【図４】第４の実施の形態に係るハイブリッド自動車の概略図である。
【００３７】
発明の実施の形態
本発明を以下に実施の形態を使用して添付の図面につき詳しく説明する。
【００３８】
図１には、自動車１が示してある。この自動車１は、駆動装置としてハイブリッド駆動装置２を有している。自動車１とハイブリッド駆動装置２とは、原理を明示するために、概略的にしか図示していない。
【００３９】
ハイブリッド駆動装置２は、第１の駆動軸４を備えた電気機械３と、第２の駆動軸５を備えた内燃機関６とを有している。第１の駆動軸４が電気機械３に直接連結されているのに対して、第２の駆動軸５は内燃機関６に直接連結されている。両駆動軸４，５は遊星歯車伝動装置７を介して互いに連結されている。内燃機関６と電気機械３との共通の駆動出力（この駆動出力は、たとえば自動車が回生運転にある場合には、当然ながら負であってもよい）は、遊星歯車伝動装置７を介して駆動アクスル８に供給される。この駆動アクスル８には、ホイール９が固定されている。ハイブリッド駆動装置２のこの構造は、いわゆる「トルクカップリング」としても公知である。すなわち、遊星歯車伝動装置７を介して、第１の駆動軸４と第２の駆動軸５とが、遊星歯車伝動装置７の構造により設定される所定の固定の回転数比によって互いに連結されている。
【００４０】
付加的には、ハイブリッド駆動装置２の図示の本実施の形態において、第２の駆動軸５で内燃機関６と遊星歯車伝動装置７との間に変速機１０とクラッチ１１とが設けられている。これによって、内燃機関６を自動車１の異なる走行速度において常に、それぞれ十分に燃料効率のよい回転数範囲もしくはトルク範囲で運転することが可能となる。クラッチ１１を介して、内燃機関６を付加的に切り離すことができ、これによって、たとえば変速機１０がシフトされるかまたは自動車１が、この自動車１を専ら電気機械３によって運動させるかもしくは減速する運転状態で運転される。後者の例では、内燃機関６の機械的な抵抗を上回るために加えられなければならないエネルギを節約することができる。
【００４１】
図１に示したハイブリッド駆動装置２の構成によって、内燃機関６だけでなく、電気機械３に対しても、ただ１つの速度測定装置１２の使用が可能となる。クラッチ１１が接続されている場合には、変速機１０のそれぞれ目下の変速比と、遊星歯車伝動装置７の変速特性と、電気機械３の回転数とを認知して、内燃機関６の回転数を直接的にかつ一義的に推測することができる。なお、内燃機関６の回転数の正確な認知は、内燃機関６が少なくとも部分的に自動車１の駆動のために使用される運転状態でしか必要とならない。ただし、このような例では、クラッチ１１がいずれにせよ接続されている。
【００４２】
これに対して、クラッチ１１が切断されている場合には、速度測定装置１２によって、内燃機関６の回転数に関する（直接的な）情報を得ることができない。ただし、電子的な制御装置１３から電気的な線路１４を介して内燃機関６に供給される、（たとえば内燃機関６の電動式の噴射ポンプに対する）内燃機関６の制御信号をベースとして、回転数の概値を検出することはできる。内燃機関６はクラッチ１１の切断時に内燃機関６の（たとえば試験台測定によって相当正確に検出することができる）内部摩擦を上回りさえすればよいので、こうして得ることができる回転数に対する評価は、通常、実際の目的に対して十分正確である。
【００４３】
なお、電子的な制御装置１３は、内燃機関６だけでなく、クラッチ１１、変速機１０、速度測定装置１２、電気機械３および場合により別の装置にも接続されている。図１に示した電気的な線路１４を介した接続は、任意の一方向に行われてもよいし、両方向に行われてもよい。したがって、電気的な線路１４とは、この電気的な線路１４を介して、測定信号が検出されるかまたは制御信号が送出されるかまたは測定信号が検出されると共に制御信号が送出されるものを意味している。
【００４４】
図１に示したハイブリッド駆動装置２の実施の形態では、速度測定装置１２が発信器ホイール１５と測定センサ１６とを有している。発信器ホイール１５は、第１の駆動軸４に相対回動不能に固定されている。測定センサ１６は、発信器ホイール１５の半径方向外側の領域に隣り合って配置されている。図１に示した実施の形態では、発信器ホイール１５と、測定センサ１６と、電気機械３とがまとめられて、１つの構成ユニット１７が形成されている。速度測定装置１２を介した回転速度の検出は、機械的な方法、光学的な方法、電気的な方法、磁気的な方法および／または電磁的な方法で任意に行われてよい。純粋な例として、シャント抵抗、センスＭＯＳＦＥＴおよび／またはホールセンサが使用されてよい。
【００４５】
なお、図１に示した速度測定装置１２に対して付加的または択一的には、回転数検出を電気機械３の内部の構造体によって行うことができることも可能である。したがって、回転数検出を、電気機械３の１つまたはそれ以上のステータ巻線に流れる電流に関連させることができる。また、回転数検出は、電気機械３の調整巻線に流れる電流に関連させられてもよく、これによって、たとえば、ステータ巻線の誘導によって調整巻線に生じる電圧成分が検出される。また、こうして得られた信号が、場合により存在する速度測定装置１２（または別の種類の速度測定装置）の信号と難なく組み合わされてもよく、これによって、回転速度測定値の精度が高められる。この組合せは、たとえば電子的な制御装置１３で行われてよい。
【００４６】
図３には、図１に示したハイブリッド駆動装置２の変化形態が示してある。この変化形態のハイブリッド駆動装置２３では、内燃機関６の駆動軸５に付加発信器ホイール２５が取り付けられている。この付加発信器ホイール２５によって、クラッチ１１が切断されているかまたは接続されているかに関わりなく、内燃機関６の回転数を付加測定センサ２４が検出する。
【００４７】
この付加測定センサ２４によって得られたデータは電子的な制御装置１３によって、内燃機関６を制御するために使用される。たとえば、付加測定センサ２４によって得られたデータは、変速機１０のシフトストラテジを検出し、内燃機関６への燃料供給を制御するために使用される。付加測定センサ２４と付加発信器ホイール２５とは、これらに対して必要となるデータを高い品質で提供することができるようにするために最適化されている。類似して、測定センサ１６によって検出されたデータは、電気機械３を制御するために使用される。
【００４８】
しかし、測定センサ１６によって得られたデータは電子的な制御装置１３によって、内燃機関６の失火またはその他の燃焼異常を認識し、これによって、場合により相応の補正措置を講じるために付加的に使用される。このためには、測定センサ１６によって得られたデータが特に適している。なぜならば、市販の電気機械３では、通常、高い精度と高い測定値サンプリング周波数とを有する発信器ホイール１５と測定センサ１６とが使用されなければならないからである。高い精度だけでなく、高い測定値サンプリング周波数も、内燃機関６の失火および／またはその他の燃焼異常の認識の精度を改善する。
【００４９】
図２には、自動車１８に対する第２の実施の形態が示してある。この自動車１８はハイブリッド駆動装置１９を備えている。このハイブリッド駆動装置１９は、図１に示したハイブリッド駆動装置２と多くの部分で異なっている。同様の構成要素には、一貫性の理由から、図１と同じ符号が使用してある。
【００５０】
図１に示した自動車１に類似して、第２の実施の形態の自動車１８も内燃機関６と電気機械３とを備えている。この内燃機関６と電気機械３とはその駆動出力を共通の駆動アクスル８に供給する。内燃機関６は駆動軸２１を駆動する。この駆動軸２１はクラッチ１１を介して共通の駆動軸２０に相対回動不能に結合することができるかもしくは共通の駆動軸２０から機械的に分離することができる。この共通の駆動軸２０には、電気機械３が配置されている。共通の駆動軸２０は、連続して延びる軸として形成されてよい。この軸は電気機械３を貫通している。共通の駆動軸２０は、この共通の駆動軸２０と駆動アクスル８との間の回転数比を適切に適合させることができる変速機１０に通じている。この変速機１０から、駆動エネルギはディファレンシャル２２を介して駆動アクスル８ひいては最終的にホイール９に伝わる。
【００５１】
共通の駆動軸２０には、発信器ホイール１５と測定センサ１６とを備えた速度測定装置１２が付加的に配置されている。ここでも、発信器ホイール１５と、測定センサ１６と、電気機械３とを１つの構成ユニット１７として形成することができる。
【００５２】
内燃機関６がクラッチ１１を介してのみ共通の駆動軸２０（ひいては発信器ホイール１５）に機械的に連結されていることによって、測定センサ１６が、内燃機関６の回転数特性に関する特に正確な測定データを検出することができる。特に互いに噛み合う歯車の機械的なバックラッシによる障害は生じ得ない。このような機械的なバックラッシは、変速機１０において全般的に回避することができない。この変速機１０が自動変速機である場合には、従来の構造において、さらに、自動変速機の入力軸と出力軸との間にスリップが生じる。しかし、図２に示したハイブリッド駆動装置１９の構造に基づき、このハイブリッド駆動装置１９は自動変速機にも適している。
【００５３】
図４には、図３に示したハイブリッド駆動装置１９の変化形態が示してある。図４に示したハイブリッド駆動システム２６は、図３に示したハイブリッド駆動システム２３に類似して、内燃機関６の駆動軸２１に設けられた付加発信器ホイール２５と付加測定センサ２４とを有している。
【００５４】
図３に示したハイブリッド駆動装置２３に類似して、ここでも、測定センサ１６によって得られたデータが電子的な制御装置１３によって電気機械３の制御のために使用され、付加的に内燃機関６の失火および／またはその他の燃焼異常の認識のために使用される。しかし、内燃機関６のその他の制御タスクは電子的な制御装置１３によって、付加測定センサ２４によって得られるデータの使用下で引き受けられる。
【符号の説明】
【００５５】
１  自動車
２  ハイブリッド駆動装置
３  電気機械
４  第１の駆動軸
５  第２の駆動軸
６  内燃機関
７  遊星歯車伝動装置
８  駆動アクスル
９  ホイール
１０  変速機
１１  クラッチ
１２  速度測定装置
１３  制御装置
１４  線路
１５  発信器ホイール
１６  測定センサ
１７  構成ユニット
１８  自動車
１９  ハイブリッド駆動装置
２０  共通の駆動軸
２１  駆動軸
２２  ディファレンシャル
【図１】
2012500154.tif 000003
【図２】
2012500154.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月18日(2011.4.18)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車（１，１８）に用いられるハイブリッド駆動システム（２，１９）であって、少なくとも１つの制御システム（１３）と、少なくとも１つの回転数検出装置（１２）と、少なくとも１つの電気機械（３）と、少なくとも１つの内燃機関（６）とが設けられており、少なくとも１つの電気機械（３）と少なくとも１つの内燃機関（６）とが、所定の固定の回転数比（７，１０，１１）で少なくとも一時的に互いに連結されている形式のものにおいて、少なくとも１つの電気機械（３）と少なくとも１つの内燃機関（６）とを少なくとも部分的に制御するために、制御システム（１３）が、第１の回転数検出装置（１２）のデータを少なくとも一時的に使用するようになっていることを特徴とする、自動車に用いられるハイブリッド駆動システム。
【請求項２】
少なくとも１つの電気機械（３）と少なくとも１つの内燃機関（６）とが、所定の固定の回転数比（７，１０，１１）で互いに連結されている、請求項１記載のハイブリッド駆動システム。
【請求項３】
少なくとも１つの第１の回転数検出装置（１２）が、少なくとも１つの電気機械（３）と共にまとめられて形成されている、請求項１または２記載のハイブリッド駆動システム。
【請求項４】
少なくともハイブリッド駆動システム（２，１９）の１つの制御システム（１３）の一部が、少なくとも１つの電気機械（３）の制御機器と一緒に形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のハイブリッド駆動システム。
【請求項５】
少なくとも１つの第１の回転数検出装置（１２）および／または少なくとも制御装置（１３）の一部が、高周波データ検出装置として形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のハイブリッド駆動システム。
【請求項６】
少なくとも制御システム（１３）の一部が、回転数変動検出装置および／または燃焼異常検出装置として形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のハイブリッド駆動システム。
【請求項７】
少なくとも１つの内燃機関（６）の回転数を検出する少なくとも１つの付加的な回転数検出装置が設けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載のハイブリッド駆動システム。
【請求項８】
互いに所定の固定の回転数比（７，１０，１１）で少なくとも一時的に運転されるように形成かつ調整された少なくとも１つの電気機械（３）と少なくとも１つの内燃機関（６）とを運転するための方法において、少なくとも互いに固定の回転数比（７，１０，１１）での運転の間、少なくとも１つの内燃機関（６）と少なくとも１つの電気機械（３）とを少なくとも部分的に制御するために少なくとも一時的に使用されるデータを少なくとも１つの第１の回転数検出装置（１２）によって検出することを特徴とする、少なくとも１つの電気機械と少なくとも１つの内燃機関とを運転するための方法。
【請求項９】
少なくとも１つの電気機械（３）と少なくとも１つの内燃機関（６）とが、自動車（１）に用いられるハイブリッド駆動システム（２，１９）の一部として少なくとも一時的に調整されているように形成かつ調整されている、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの電気機械（３）と少なくとも１つの内燃機関（６）とが、互いに所定の固定の回転数比（７，１０，１１）で運転されるように形成かつ調整されている、請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
回転数検出装置（１２）の前記データを高いサンプリングレートで検出する、請求項８から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
回転数検出装置（１２）の前記データを、回転数変動を認識しかつ／または異常な点火動作を認識するために使用する、請求項８から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの電気機械（３）および／または少なくとも１つの内燃機関（６）を制御するために、少なくとも１つの付加的な回転数検出装置（１２）のデータを使用する、請求項８から１２までのいずれか１項記載の方法。
【国際調査報告】
2012500154.tif 000005
2012500154.tif 000006
2012500154.tif 000007
2012500154.tif 000008
2012500154.tif 000009
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