技術 トランスミッションの能動同期化及びシフトのための装置及び方法

0001

本発明は、ハイブリッド車の動力伝達経路におけるトルク振動を最小化するための方法及び装置に関する。

0002

乗員の快適さ及び燃料の効率性は、自動車車両の設計に関して増大する要求を述べてきた。ほとんどの車両設計の主要な目標は、乗員の快適さ及び満足感を犠牲にする必要無しに、より効率的な車両を提供することである。

0003

その上、代替の車両推進システムが装備されたので、乗員の快適さ及び燃料効率は互いに相反することがある。これは、ハイブリッド車の設計において特に真実である。

0004

ハイブリッド車は、少なくとも２つのエネルギー源を有する車両である。ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）は、一つのエネルギー源が電気であり、他方のエネルギー源がディーゼル、ガソリン又は他の任意の化学エネルギー源を燃焼する熱エンジンから引き出すことができる。

0005

一般に、ハイブリッド車は、１以上のエネルギー貯蔵型式を利用する。ＨＥＶは、電気エネルギー及び化学エネルギーの両方の貯蔵場を組み込み、それは車両及び駆動の車両システムを推進させるため機械的パワーに転換される。これらのシステムを結合させる多数の方法を用いることができ、典型的には、１つ又はそれ以上の熱エンジン、又は、１つ又はそれ以上の車輪に１つ又はそれ以上のトランスミッション装置を連結させる１つ又はそれ以上の駆動装置の形態を取り得る。これは、これらの装置の性能、応答性及び滑らかさが典型的に全く異なるので、かなりの複雑さを誘起する。それにより、効率ゲインがシステムから得られる一方で、ドライバーにより予期される滑らかな応答を提供するためそれを制御する複雑さは、遥かに困難になる。

0006

ハイブリッド車の効率に高い優先度を与えた場合、トルク源を車両に連結させるタスクは、自動化手動トランスミッションに十分に適しており、これは、電気的に制御することができ、任意のトランスミッション装置の最高効率の一つを有する。

0007

トランスミッションは、熱エンジンと被駆動車輪との間の動力伝達経路（ドライブトレーン）に配置されている。このトランスミッションは、入力シャフト、出力シャフト及び複数の嵌合ギアを含むケースを備えている。入力シャフトと出力シャフトとの間の嵌合ギアのうち選択されたギアを接続し、それらシャフト間の所望の減速ギア比を提供するための手段が設けられる。トランスミッションケース内に含まれる嵌合ギアは、そのようなギア比を複数提供するように様々なサイズを有する。これらの様々なギア比の間で適切にシフトすることによって、車両の加速及び減速を滑らかで効率的な態様で達成することができる。

0008

しかしながら、ハイブリッド車の運転し易さは、内燃エンジン及び該エンジンに連結されたトランスミッションの作動中、突然のトルク変化に遭遇したとき発生するトルク振動に起因して不利な方に影響される。そのような振動は、シフト及び運転開始の間に遭遇される。

0009

例えば、自動車は、加速のため低速度でより高いトルク要求を必要とし、巡回速度が達成されたとき要求を減少する。従って、及び自動車の加速のトルク要求に合致させるため、多重ギア比を有するトランスミッションは、内燃エンジンに連結されていなければならない。

0010

ほとんど減衰せず、車輪に適用されるべき１つ以上のトルク源を有する動力伝達経路結合の高い効率は、問題及び機会の両方を生成する。これは、車両のシフト及び初期の始動の間に特に明らかとなる。自動遊星ギア型式のトランスミッションとは異なり、手動トランスミッションは、シフトの間、車輪にトルクを適用することができず、それにより、それ単独で、該手動トランスミッションは性能及びドライバーの快適さにおいて有意な減少を被る。並列ハイブリッド車における解決は、トランスミッションを通して連結されないが、同車軸、又は、異なる対の車輪と一緒のいずれかのトランスミッションの後段にある第２のトルク源を用いることである。従って、注意深い構成要素の設計及び選択によって、ハイブリッドシステムは、効率、並びに、性能及び滑らかさに対して最適化することができる。

0011

自動化手動トランスミッションのトルク振動とは対照的に、電気モータ又は動力伝達経路（ドライブトレーン）は、始動時でより高いトルクを生成し、これは速度の増大が到達されるにつれて減少する。

0012

従って、電気モータのトルク出力が車両の要求に類似しているので、高効率の内燃エンジンで使用されるトランスミッション又は動力伝達経路（ドライブトレーン）に対する要求は存在しない。従って、ハイブリッド車の駆動ユニット間の相違を調整するためには、２つのモータ又は動力伝達経路（ドライブトレーン）の駆動力間の同期が必要となる。

0013

その上、自動化手動トランスミッションのトルク振動の減衰は、運転し易さ及び該トランスミッションの性能を更に強化する。従って、及び燃料効率内燃エンジンを利用する高効率のハイブリッド車を提供するために、直接結合された動力伝達経路（ドライブトレーン）により引き起こされたトルク振動は最小化されなければならない。

0014

加えて、ハイブリッド車は、再生ブレーキングとして知られる概念も利用する。一般に、再生ブレーキングは、車両の運動エネルギーを電気パワー源に転換する作用である。車両の運動エネルギーは、車両を低速にしたり停止させたりするためのユーザーの要求に応答して、スピンする車輪から転換される。発電機は、巧みに操作され、従って、停止要求に応答して、車両の車軸及び／又は動力伝達経路（ドライブトレーン）に停止力を適用するとき電気エネルギーを生成する。

0015

これによって、及び再生成ブレーキングに従って、車両が低速になり始めるとき運動エネルギーは電気エネルギーに転換される。

0016

今日の車両、特にハイブリッド車の動力伝達経路の重要性に関して、手動トランスミッションが、この効率を最適化するための最良の解答である。残念ながら、標準的な構成の手動トランスミッションは、多数の欠点を有する。これらの欠点は、主要には、それがゆっくりとシフトされること、シフトの間に車輪へのトルクを持たないこと、シフトの後のクラッチを何時再係合するかに関してしばしば大雑把であること、シフトの間のエンジン慣性に蓄えられた運動エネルギーの部分を浪費すること、及び、自動化がシフトを滑らかに実行するための試みに複雑なクラッチ制御を必要とすることである。

0017

本システムがハイブリッド車に組み込まれ、第２の駆動システムがそれに接続された状態となるとき、多数の改善をなすことができる。手動トランスミッションを自動化すること、並びに、能動速度同期化及び全トルク制御を利用することは、多数の負の特徴を改善することを可能にする。クラッチを開放することなく、シフトを迅速に実行することができ、各々のギアの滑らかな係合及び解放が可能となり、エネルギーがシフトアップの間に取り戻され、トランスミッション内部の同期化ハードウェアは、コスト及び重量を節約するため除去することができる。その上、第１の動力伝達経路（ドライブトレーン）上の自動化された手動シフトの間に、加速度の変化がドライバーに何の影響も与えないように第２のシステムを用いてトルクが生成されるべく、トルクを車輪に適用する第２の手段を使用することができるようハイブリッド車を構成することができる。最終的な結果として、非常に効率化され、最良の自動トランスミッションと同じ位滑らかな動力伝達経路（ドライブトレーン）が実現される。

0018

上述のコンセプトは、システムの速度が減じられ、シフトの間に車輪にトルクを伝達させる能力が失われるが、例えばＩＣＥ又は単一の電子装置などの単一のトルク源に接続された標準的な自動化手動トランスミッションにも当てはまる。しかし、単一のトルク源は、同期化及びそれ自体によるクラッチ閉シフトを実行するため使用することができる。

0019

以下、添付図面を参照して実施形態のみを用いて本発明を説明する。ここで、図１を参照すると、本発明で使用するため考えられたハイブリッド車両システムの構成が示されている。

0020

ハイブリッド車１０は、後部推進システム１２及び前部推進システム１４を持つよう構成される。後部推進システム１２は、自動化手動トランスミッション１８に駆動力を提供する内燃エンジン１６を有し、このトランスミッションは内燃エンジン１６の駆動力をハイブリッド車１０の後輪を駆動するため必要とされたトルクに転換する。

0021

好ましい実施形態では、前部推進システム１４が連続的なトルク出力を備えた電気牽引駆動手段である。その代わりに、前部推進システム１４が、油圧式即ちフライホイールシステム若しくはトランスミッションを備えていないＩＣＥであってもよい。

0022

好ましい実施形態では、内燃エンジン１６は、高効率ディーゼルエンジンである。しかし、本発明によれば、エンジン１６は、制御された量のトルクを生成する任意形態の熱エンジンとすることができる。その上、代替例として、ＩＣＥ及び主要推進システムは、車両内の任意箇所、例えば、後部車軸に沿って又は車両内に中央に配置された前輪の基部に近いところに配置されてもよい。

0023

ここで、図１及び図２を参照すると、後部推進システム１２の構成部品が示されている。ユーザー即ちドライバーによる加速機構（図示せず）の操作に応答して、内燃エンジン１６はフライホイール２２に連結されたドライブシャフト２０に回転力を提供する。フライホイール２２からの回転力を自動化手動トランスミッション１８に転移するため、クラッチ２４がフライホイール２２と係合し、及び、解放するため位置付けられている。

0024

クラッチ２４を制御可能なクラッチを用いる機構とすることができる。クラッチ２４は、自動化手動トランスミッション１８の入力シャフト２６に結合される。入力シャフト２６は、複数の入力ギア２８に連結されている。入力ギア２８の各々は、異なるトルク値を提供する、異なる直径及び／又はギア歯比を有し、ギアシフトコマンドに応答して、自動化手動トランスミッション１８の出力シャフト３２に固定された複数の出力ギア３０の対応する一つと接触する。同様に、出力ギア３０は、異なる直径及び／又はギア歯比を各々有する。

0025

出力シャフト３２は、結果として生成された駆動力を後部差動歯車３４及び各々の車軸３６に提供する。車軸３６はハイブリッド車１０の後輪に回転力を提供する。

0026

電気モータ／発電機システム４０は、入力シャフト２６にも連結される。モータ／発電機システム４０は、クラッチ２４から離れて配置された入力シャフト２６に連結される。従って、回転力が入力シャフト２６に適用されたとき、モータ／発電機システム４０を、ハイブリッド車１０で使用するための電力源、並びに、シャフト２６への回転駆動力を提供するため回転することができる。

0027

代替例として、モータ／発電機システムは、トランスミッションに直接連結される代わりにフライホイールに組み付けたり或いはそれに連結することができる。

0028

更に、代替の実施形態として、第２の電気モータを、駆動力を差動歯車に、或いは、複数のホイールモータを利用することができる車輪に直接提供するため配置することができる。

0029

更に、モータ／発電機がトランスミッションの入力シャフトに連結されているので、該モータ／発電機をトランスミッションのシフトの間に役立たせるように利用してもよい。このプロセスは、以下の通りである。４つの主要な制御が、トランスミッションのシフトを実行するため備えられる。

0030

第１の制御は、入力シャフトのトルク制御である。ＩＣＥ及びＭＧＳの両方が入力シャフトに連結されるので、それらは所望の総和入力シャフトトルクを得るため各々個別に制御される。ＩＣＥは応答がゆっくりとしており、トルク変化の間、より高次の省略を生成するので、それは所望の入力シャフトのトルクをＭＧＳの能力一杯まで得るため、ＭＧＳによって主要に増補することができる。この形態の制御は、トランスミッションのギアが係合されるときはいつでも提供される。

0031

第２の制御は、入力シャフトの速度制御である。これは、ＭＧＳ及びＩＣＥへのトルクコマンドの結合で発生する。典型的には、いずれのシステムもより応答的であり、主要な速度コントローラとして使用される。この例では速度コントローラはＭＧＳであった。この制御方法は、トランスミッションがギア内にない任意の時刻に使用され、シフトの間の能動的な同期のために利用される。その上、これは、異なるゲイン及び速度制御の減衰を含む多数のモードが備えられている。これは、最適な速度制御を各々の瞬間に使用することを可能とする。

0032

第３の制御は、シフトアクチュエータの制御であり、これは必要とされる状況に依存して速度制御及び力制御の両方からなる。各々は異なるフェーズのギアシフトの間に使用される。

0033

第４の制御は、低速から車両を起動させるため使用されるクラッチ制御であり、この場合、クラッチが係止されたとき、現在のギア比は、エンジンに対する入力シャフト速度の過度の低さを必要とする。

0034

標準的なシフトは以下の工程を経る。ギアシフトが指令されたとき、目標となるトルクプロフィールは、現在値からゼロ以下にトルクを減少させる入力シャフト総和トルクに対して決定される。ＩＣＥ及びＭＧＳの結合された制御は、このプロフィールを得るために使用される。トルクが較正された値以下に減少されるとき、トランスミッションシフト制御は、予め設定された力をシフト分岐（shift fork）に供給し始める。ギア係合機構の設計に起因して、力の比例量が、ギアに亘って伝達されるトルクに応じてギアを解放するように要求される。

0035

従って、最小の解放力は、ギアトレーンを通して伝達されるトルクが存在しないとき見出される。シフト分岐上の較正力は、トランスミッション上のトルクがゼロに到達したとき分岐点を移動させるのに十分である。このようにして、過度の正又は負のトルクが車輪に伝達されることなく、ギアの解放が滑らかに生じることが保証される。このときの間にも、要求されたドライバートルクと、トランスミッションを介して達成されたトルクとの間の相違が、第２の動力伝達経路（ドライブトレーン）により補償される。このようにして、ドライバーは、シフトの間の車両性能に何らの変化も感じない。

0036

ニュートラル状態で一度、シフト分岐の制御は、力の制御から、次のギアのためのシンクロナイザーに接触する上で及ばない目標位置に切り替える。可能な限り迅速にこの位置に達するためこの時間の間に最大力が可能とされる。同じ時刻では、ＩＣＥ及びＭＧＳは入力シャフト速度を新しいギアのための目標速度に変化させるため一緒に機能する。この期間の間、高いゲインが可能な限り速く目標速度に達するため使用される。また、小さい較正されたオフセットが、ギアの係合で役立たせるため使用される。車両が加速している場合、このオフセットは真の目標速度以下であり、車両が減速している場合、このオフセットは真の目標速度を超える。

0037

ＭＧＳ及びエンジンは目標速度に達し安定化されたとき、総和トルクのフィルター処理された値が測定される。この値は、トルク誤差と、当該速度で入力シャフトをスピンさせるため要求されるトルク量との結合である。この値は、トルクマップを修正するため使用することができるが、主要には、ギアと係合するとき、オフセット値及び開始トルクに対して使用される。このようにして、ギアが係合されたとき、真のゼロトルクを、入力シャフト上で維持することができ、ギアが係合された後、新しいトルクプロフィールが真のゼロから始まり、入力シャフトのトルクを立ち上げるため使用することができる。これは、シフトの滑らかさを顕著に増加させる。

0038

シフト分岐がその位置目標に達し、入力シャフトの速度が安定化された両方の場合、シフトの係合を開始することができる。シフト分岐は、完全な整合の下で、ギアと係合するため必要とされる力の量と等価なある一定の力値に制御され、該力は、係合が達成されるまで特定の率で増加される。これと同時に、ＩＣＥ及びＭＧＳに対する速度制御は、柔らかい係合を保証するためより低いゲインモードに変えられ、目標オフセットは、ゼロを通してある勾配で変化させられる。このようにして、シンクロナイザー即ち係合歯は、最初、意図的に僅かに不整合にされ、シフト分岐が係合するとき一致することを可能とされる。

0039

加えて、加速時にオフセットを偏倚させることによって、当該歯は滑らかに一致する傾向にあり、ドライバーに顕著な乱雑さをもたらすラッシュ領域でバウンスする代わりに、一度だけギアラッシュ領域と交差する。首尾良い係合を保証するため、これらの制限は、シフト分岐が適用する力の量及びそれが係合を試みる時間の長さの両方に関して設定される。これらのうちいずれかが過剰の場合、シフト分岐の制御は、当該係合を引き戻し、再び開始する。このことは、「歯から歯への完全な係合（tooth to tooth）」への条件が生じる場合、当該制御が引き離し、再び開始することを確実にする。

0040

シフト分岐が完全な係合に達したとき、ＩＣＥ及びＭＧＳの制御は速度制御をトルク制御に切り替え、上述したように、目標となる入力シャフトトルクプロフィールが決定され、以前に決定されたトルクオフセットから開始し、ドライバーに要求されたトルクまで戻って立ち上がる。このようにして、迅速にして繰り返し可能で滑らかなシフトを、３つのシステム、即ちＩＣＥ、ＭＧＳ及び自動化手動トランスミッション全ての能力を利用することによって実行することができる。

0041

このシフトの一つのバリエーションが用いられる。目標となる入力シャフト速度がエンジンアイドル速度以下である場合、クラッチを解放しなければならない。この場合には、ＩＣＥは、単にアイドルするだけであり、ＭＧＳは、それが係合の間エンジンの慣性の欠如のため速度制御上のより低いゲインさえ使用するということを除いてノーマルとして実行する。これは、滑らかな係合を維持することが必要となる。一旦、ギアが係合された場合、クラッチの制御はプレイ状態に至り、立ち上げが起こる。

0042

シフト工程のこのシステムは、以下の特性を得る。滑らかさは係合及び解放の間のトルク変化を注意深く制御することによって、並びに、ゼロトルク状態が解放及び係合の瞬間に存在することを確実にすることによって最適化される。シフト速度は、各々の新しいギアに能動的に同期化するようにＩＣＥトルク及びＭＧＳトルクの両方を結合することによって最適化される。動力伝達経路の性能は、車輪にトルクを伝達するためのＭＧＳ及びＩＣＥの両方を一緒に利用する能力によって強化される。クラッチを解放することなくシフトする能力は、それを開閉するため必要とされる時間を取り除くことによって速度及び滑らかさを改善するのみならず、ＭＧＳが全ての慣性をゆっくりと低下させるためバッテリーへの発電機として使用されるので、シフトアップを実行する間にエンジン及びフライホイールの慣性に蓄えられたエネルギーを取り戻す。

0043

クラッチを使用した立ち上げ制御は、入力シャフト速度がエンジンアイドル速度又は目標となるエンジン立ち上げ速度以下であるように現在のギア比及び車輪の速度がなる任意の時間に利用される。これらの場合には、クラッチは、エンジン速度が一定のままであるように、意図されたエンジントルクをバランスするため使用される。また、ＭＧＳは、クラッチトルクのばらつきをオフセットし、ドライバーの要求に基づく目標トルクプロフィールを提供することを可能にする。このことは、エンジンが、目標トルクを生成しようとし、クラッチがエンジン速度を制御し、かくしてエンジンにより生成される実際のトルクをバランスし、ＭＧＳが実際の入力シャフトが目標トルクプロフィールに等しくなることを確実にするため必要とされる任意の修正をなすことを意味する。このようにすることは、滑らかさ、効率及びパワーの最適な結合のために選択することができる所望のＲＰＭにエンジンを維持する一方で、入力シャフトのトルクの滑らかな遷移を結果として生じさせる。

0044

ここで、図４を参照すると、フローチャート４８は、本発明の一例としての実施形態に係るシフトシーケンスの部分を示している。第１の決定ノード即ちステップ５０は、ギアシフトコマンドが受信されたか否かを決定する。受信された場合、ステップ５２は、入力シャフトの「目標速度」を決定する。更に、ステップ５２は、自動車の車輪速度の形態で入力を受け取る。この入力は、目標速度の決定に使用される。一旦、目標速度が決定された場合、ステップ５４は、車両の現在の状態即ち、加速、減速及び／又は慣性運動に基づいて「オフセット」を計算する。

0045

更に、ステップ５６により表されたコントローラは、要求された閾値を低下させるため入力シャフトのトルクを減少させる。ステップ５８により表された別のコントローラは、較正を通して予め決定された弱い力をシフトアクチュエータに適用し、ステップ６０は、シフトアクチュエータの運動を示す入力を受け取る。

0046

ステップ６２は、ステップ５２及び５４から仕上げられた計算値を受け取り、シフターが解放されたとき通知される。コマンドステップ６４は、シフターが次のギアに近い位置まで動くように構成する。ステップ６６は、「目標速度」プラス計算された「オフセット」を得るためシャフト速度を修正するため制御入力を提供する。ギア係合の第１の部分は、シンクロナイザーブロッカーリングが既知の方向に予め負荷がかけれられることを確実にするため速度オフセットを要求する。

0047

決定ノード６８は、ギアの要求が変化したか否かを決定する。変化した場合、当該プロセスは決定ノード５０に戻る。他方、ギア要求が変化していない場合、コマンドステップ７０は、シフター上の当該力が立ち上がるように指令する。加えて、コマンドステップ７２は、目標速度が「オフセット」無しに合致されることを確実にするため、入力シャフト上の速度を制御する。ギア係合の第２の部分は、ブロッカーリング上の予備負荷を解放するため速度オフセットを除去し、係合している歯を結集することを可能にし、整列された歯を一緒に押すためシフト力が増加される。

0048

決定ノード７４は、シフトプロセスが長くかかり過ぎているか或いは当該力がシフター上で強過ぎるかのいずれかを決定する。このプロセスを促進するため、当該プロセスが非常に長くかかっているか否かを決定するため時定数を使用することができる。加えて、シフター上の力が強過ぎるか否かを決定するため、力の閾値を使用することができる。

0049

経過時間が非常に長過ぎたり、或いは、力が非常に強過ぎる場合、当該プロセスは指令ステップ６４に戻る。もしそうでない場合、決定ノード７６は、次のギアが係合されたか否かを決定する。もしそうでない場合、当該プロセスは指令ステップ７０に戻され、ギア係合を確実にするためシフター上の力が更に上昇される。他方で、次のギアが係合された場合、指令ステップ７８は、入力シャフト上のトルクがドライバーの要求に従って修正されるように指令する。

0050

ここで、図６を参照すると、フローチャート９０は、後部推進制御システム４４の可能となるコマンドシーケンスの部分を示しており、その中でギアシフトコマンドが後部推進制御システム４４によって受け取られ／出力される。ギアシフトコマンドは、ユーザーの要求、自動応答又は加速要求の煽りに応答されてもよい。

0051

ここで、決定ノード９２は、ギアシフトが指令されたか否かを決定する。もし指令された場合、ステップ９４はトルク変化プロフィールを決定する。これらのプロフィールを決定する際、ステップ９４は、車両速度及びドライバーの要求の形態で入力を受け取る。

0052

ステップ９６は図４に概略示されたギアシフトシーケンスを初期化する。指令ステップ９８は、自動化手動トランスミッションを介したトルクが当該プロフィールに基づいて減少されるように指令し、その一方で、別の指令ステップ１００が第１の運転上のトルク分だけ少ないドライバーの要求トルクに基づいて第２のシステム上のトルクを増加させる。

0053

決定ノード１０２は、新しいギアが係合されたか否かを決定する。もし係合された場合、指令ステップ１０４は、自動化手動トランスミッションを介したトルクを当該プロフィールに基づいて増加させ、その一方で別の指令ステップ１０６が第１の運転上のトルク分だけ少ないドライバーの要求トルクに基づいて第２のシステム上のトルクを減少させる。

0054

要約すると、当該プロセスは一般に以下のように略述され得る。シフトシーケンスが開始し、当該システムのコントローラは、入力シャフト速度及び要求される同期化速度を決定する。シャフトは負荷がかけられておらず、新しいギアが係合され、ギアシフト上の力が制御される。当該プロセスを通して、トルクは目標速度を同期化及び制御し、並びに、シフターの力を制御するため、制御される。その上、トルクは、シフトパワーの再試行のために制御される。新しいギアが係合され、シャフトが運転トルク力で再度負荷がかけられる。当該プロセスは、シフトアップ又はシフトダウンのいずれに対しても同じである。

0055

シフトの意図が異なるギアに決定されると直ちに、次のことが生じる。両方の後部車輪の速度が測定され、差動装置（differential）のＲＰＭを決定するため平均化される。差動装置の現在のＲＰＭにより乗じられた、意図されたギア比を決定するため意図されたギアを使用することは、目標入力シャフト速度を与える。この時間の間、ドライバーが要求したトルクは、車両速度及び加速ペダルの位置に基づいて連続的に計算される。

0056

このポイントにおいて、前述したギアシフトシーケンスが初期化される。ハイブリッドシステムコントローラは、自動化手動トランスミッションの入力シャフト上の総和トルクを減少させるため必要なコマンドを出し、その結果車輪に生じるトルクを監視することによって、システムコントローラは、ドライバーからの現在の要求に等しい４車輪全てにおけるトルク値を維持するため、第２の推進システムへの必要となるトルク増加を指令する。シフトプロセスは、ニュートラル位置を通して続き、目標とされたギアと係合すると直ちに、入力シャフトトルクは、目標トルク値に戻るように増加され、その一方で、増補のため第２の推進システムが使用し続けられる。その結果、シフトの間、車輪トルク総和の損失が無くなる。

0057

これによって、ハイブリッド車１０が並列ハイブリッド車量システムにおいて運転し易さを犠牲にすることなく、最大燃料効率を達成することが可能となる。ハイブリッドシステムコントローラ４２は、トランスミッション１８の入力シャフト２６に結合されたモータ／発電機システム４０を制御する。ハイブリッドシステムコントローラ４２は、入力シャフト２６を次のギアと係合するため適切な速度に急速に同期させるようにモータ／発電機システム４０を指令する。これは、後部推進システム１２のクラッチ機構を開放させることなく変化を実行する能力を提供し、モータ／発電機システム４０を通してシフトアップする間に、より滑らかなシフト及びバッテリーに送られる再生成エネルギーに関しより高い全体効率を結果として生じさせる。

0058

ここで、図５を参照すると、複数のグラフが、シフトシーケンスの間の、目標速度、入力シャフトトルク、入力シャフト速度、シフト分岐位置及びシフト分岐上の力を示している。

0059

ここで、特に図３及び図７を参照すると、ハイブリッド車１０の要求されたトルク要求と合致する第２の推進システムを提供するため、ＦＰＳ１４及び又はＭＧＳ４０の利用が示されている。特に、前部推進システム１４は、自動化手動トランスミッション１８がギアをシフトさせるときに遭遇されるトルクギャップを満たすため、ハイブリッド車１０の前輪に駆動力を提供する。

0060

更に、前部推進システム１４は、後部推進システム１２が必要な駆動力をまだ提供することができないとき、立ち上げ状態となるよう増補のトルク駆動力を提供する。

0061

ドライバーのトルクコマンドがハイブリッドシステムコントローラ４２に入力され、図７のグラフによって示されたドライバーのトルクコマンドに転換される。ハイブリッドシステムコントローラ４２は、後部推進システム（ＲＰＳ）コントローラ４４に信号を出力し、後部推進システム（ＲＰＳ）トルクコマンドが計算される。その上、後部推進システムトルクコマンドは、次式によって計算される。

0062

ＲＰＳトルクコマント゛＝（ドライバーのトルクコマンド）（後部車軸トルクスプリット）ここで、後部車軸トルクスプリットは、後部推進システムにより生成されることが望まれる全トルクの割合である。通常、この割合は１００％であるが、駆動条件に応じて異なるものとすることができる。例えば、車両立ち上げにおいて、内燃エンジンは駆動していなくてもよく、これはそのトルク出力がゼロとなることを意味している。

0063

ＲＰＳ推定トルクは、内燃エンジン及びトランスミッションからのフィードバッグ情報に基づいて計算される。シフト以前に、内燃エンジントルクはゼロにまで減少しなければならず、それからトランスミッションがシフトされ、次いで内燃エンジントルクが取り戻される。トランスミッションクラッチのトルクが、おそらくはエンジンとは異なる比率で減少され、取り戻される。これは、例えば本出願のものなどのように、トランスミッションクラッチ又は他のトルク減少手段の巧みな操作を通して実現される。従って、両方の効果が考慮されなければならない。

0064

例えば、車両の立ち上げの間、内燃エンジンは駆動さえしておらず、従って、そのトルク出力はゼロである。ＩＣＥが開始され、トランスミッションがシフトされた後、後部推進システムの推定トルク出力は、要求されたレベル即ちドライバーのトルクコマンドまで増加する。

0065

本実施形態では、動的モデルがＩＣＥ及びトランスミッショントルクの軌跡を予測するため使用され、それにより後部推進システムの応答上の遅延に適合することができる。

0066

前部推進システム（ＦＰＳ）のトルクコマンドは、前部推進システムの実際のトルクと後部推進システムの実際のトルクとの総和がドライバーのトルクコマンドに等しくなるように、後部推進システム（ＲＰＳ）の推定トルクを使用して計算される。

0067

ＦＰＳトルクコマンドは、ＦＰＳの実際のトルクとＲＰＳの実際のトルクとの総和がドライバーのトルクコマンドに等しくなるように、ＲＰＳの推定トルクを使用して計算される。例えば、
ＦＰＳトルクコマント゛＝ドライバーのトルクコマンド−ＲＰＳ推定トルク
従って、ここで図７を参照すると、チャートは、並列ハイブリッド車で使用するための動的な前部及び後部トルクの一致関係を示している。当該チャートは、ドライバー、ＲＰＳ及びＦＰＳのトルクコマンド、並びに、ＲＰＳ推定トルクを互いに対して表している。その上、チャート１６２は、立ち上げのシナリオ、並びに、トランスミッションシフトを示す。

0068

特に、ＩＣＥが駆動していない立ち上げのシナリオの間のドライバーのトルクコマンドを補償するためＦＰＳトルクコマンドが増加されることが理解できる。ＩＣＥ及びそれが結合されるトランスミッションがドライバートルクコマンドと合致し始めるとき、ＦＰＳトルクコマンドは、それに従って減少される。

0069

トランスミッションのシフトの間、ＲＰＳの推定トルクは低下し、及び従って、ＦＰＳトルクコマンドは、要求されたドライバートルクコマンドと合致するため増加することにも着目されたい。（ＦＰＳトルクコマント゛＝ドライバーのトルクコマンド−ＲＰＳ推定トルク）
決定ノード９４は、ＲＰＳトルクコマンドが１００％より少ないか否かを決定する。ＲＰＳ推定トルクは、次式から計算され、これはＩＣＥ及びトランスミッションの現在の状態に基づいている。

0070

ＲＰＳ推定トルク＝最小値（ＩＣＥ推定トルク、ＡＭＴ推定トルク）
ＩＣＥ及び自動化手動トランスミッションＡＭＴの状態は、ハイブリッドシステムコントローラ４２乃至ＲＰＳコントローラ４４に提供される。

0071

最後に、ＲＰＳ推定トルクに基づいて、ステップ９８及び１００は、必要となるトルク、及び、ハイブリッドシステムコントローラ４２からＦＰＳに置かれるべきＦＰＳトルクコマンドを決定する。

0072

ＩＣＥ及びトランスミッション推定トルクは、動的モデルにより提供され、該動的モデルはＩＣＥ又はトランスミッションの現在の状態、例えばＩＣＥ及び／又はトランスミッションの駆動率などに基づいて必要となる情報を提供する。

0073

本発明は好ましい実施形態を参照して説明されたが、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な変更をなすことができ、その構成要素に対して均等物を置換できることが当業者により理解されよう。更に、本発明の本質的な範囲を逸脱することなく、本発明の教えに従って特定の状況又は材料を採用するように多数の変更をなし得る。従って、本発明の本発明を実行するため考えられたベストモードとして開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲内に含まれる全ての実施形態を含むことが意図されている。

0074

図１図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車構成を示す図である。
図２図２は、本発明の一実施形態に係る後部推進システム構成を示す図である。
図３図３は、本発明の一実施形態に従って意図されたハイブリッド車のシフトシーケンスを表すチャートである。
図４図４は、シフトシーケンスの詳細なフローチャートである。
図５図５はクラッチ閉シフトのためのシフター制御及び速度目標設定を示す。
図６図６は、本発明の一実施形態を用いて考えられた制御プロセスを表すフローチャートである。
図７図７は、本発明のハイブリッド車システムの代替実施形態の始動及びシフトのシーケンスを表すフローチャートである。

0075

１０ハイブリッド車
１２ 後部推進システム
１４ 前部推進システム
１６内燃エンジン
１８ 自動化手動トランスミッション
２０ドライブシャフト
２２フライホイール
２４クラッチ
２６入力シャフト
２８入力ギア
３０出力ギア
３２出力シャフト
３４ 後部差動歯車
３６ 車軸