JP2016525982A - パラレルハイブリッド車両のためのストール発進方法およびストール発進装置 - Google Patents

Abstract

本願は、ハイブリッド車両をストール発進させる方法に関し、ハイブリッド車両は、内燃エンジン（１２）、電気マシン（１４）、トランスミッション（１６）、および２つのクラッチ（２０，２２）を有する。第１のストール段階において、内燃エンジン（１２）から出力されたトルクが増大し、発電機として動作する電気マシン（１４）により補償される。この方法は、第２の段階において、電気マシン（１４）を発電機として動作させることなく、モータとして動作するように構成するステップを有する。別の独立クレームは、ストール発進制御装置に関する。これは、クラッチ（２０，２２）の過熱およびバッテリの消耗を防止するとともに、大きな加速度を提供するものである。

Description

本発明は、ハイブリッド車両のためのストール発進方法およびストール発進装置に関する。本発明に係る態様は、方法、装置、および車両に関する。

ストール発進方法を利用して、車両を発進させるための高いレベルのトルクを提供することができる。これは、所定のエンジン構成において、可能性として０から６０マイル／時または０から１００ｋｍ／時に達するまでの時間をできるだけ短くする上で有用である。内燃エンジンを備えた従来式の車両では、ストール発進方法は、車両にブレーキをかけながら、アクセルペダルを踏み込んで車両エンジンを所定速度まで回転させて、ストール状態（停車状態）でエンジントルクを増大させることにより実施することができる。エンジンが高出力トルクを発生しているとき、ブレーキを解放すると、始動時、標準的な始動状態から発進させる場合のトルクより大きなトルクで車両は発進する。

ストール段階（停車段階）にあるとき、車両車輪は静止したままで、エンジン出力が回転する。しばしばトルクコンバータを用いて、エンジンと車輪との間のスリップまたはスリップ状態を実現することができる。トルクコンバータは、さまざまな他の要素の中でも、エンジン出力速度および出力トルクに依存した長さの時間経過後、スリップ状態に達する熱容量を有する。したがって熱容量に達するまでの間のみ、停車状態が維持される。トルクコンバータは、ストール段階にあるとき、エンジンが出力するトルクを蓄積する。スタート段階（発進段階）において、トルクコンバータは、これに蓄積されたパワーとともに、回転するエンジン出力を車輪に伝達するため、トルクを増幅させることができる。

ハイブリッド車両は、一般に、内燃エンジンと車両車輪との間に配置された電気マシンで特徴付けられる。通常、電気マシンと車輪の間にクラッチが配置され、上述のトルクコンバータにとって代わるものである。クラッチは、トルクコンバータに比して、熱容量およびトルク容量がより小さく、ときおりハイブリッド車両で利用されるものであるが、内燃エンジンとともに電気マシンを備えたハイブリッド車両の搭載容量に制約があるため、クラッチの方が好ましい。

トルクコンバータの熱容量およびトルク容量に比して、クラッチの熱容量およびトルク容量が小さいということは、クラッチを用いたハイブリッド車両は、クラッチがオーバヒートするので、トルクコンバータを用いた従来式の車両ほど長い時間、ストール段階を維持することができないということを意味する。これはひいては、ストール段階であまり大きなエンジントルクを蓄積することができず、スタート段階で車輪に伝達することができないということを意味する。さらにクラッチは、トルクコンバータと同様にトルクを蓄積せず、スタート段階でトルクを増幅することはない。

本発明は、１つまたはそれ以上の上記問題を少なくとも低減することを目的とする。

本発明に係る第１の態様によれば、ハイブリッド車両をストール発進させるための方法が提供され、ハイブリッド車両は、駆動負荷に接続された第１のクラッチに接続された電気マシンに接続された内燃エンジンを有し、内燃エンジンは第１の出力回転方向を有する。この方法は、第１のストール段階および第２のスタート段階を有し、第１のストール段階において、第１のクラッチを非係合状態で動作させるように構成するステップと、第１の回転方向とは反対の第２の回転方向のトルクを与えるように電気マシンを発電機として動作させるように構成するステップと、第２のスタート段階において、駆動負荷を駆動するように第１のクラッチを係合状態で動作させるように構成するステップと、電気マシンを発電機として動作させることを中止するように構成するステップとを有する。

１つの実施形態によれば、この方法は、第２のスタート段階において、第１の回転方向トルクを与えるように電気マシンをモータとして動作させるように構成するステップを有する。これは、エンジントルクに追加的なトルクを電気モータから供給することができるという利点を有する。

ハイブリッド車両は、トランスミッション、および電気マシンとトランスミッションの間に配置された第１のクラッチを有してもよい。

したがって本発明に係る実施形態は、第１のクラッチがスリップする際に処理可能なトルクより大きくエンジン出力トルクを増大させることができるという利点を有する。

１つの実施形態によれば、ハイブリッド車両は、内燃エンジンと電気マシンとの間に配置された第２のクラッチを有し、この方法は、第１のストール段階において、内燃エンジンから電気マシンへトルクを伝達させるように第２のクラッチを係合状態で（任意的には実質的にスリップさせることなく）動作させるように構成するステップを有する。この方法は、第２のスタート段階において、第２のクラッチを第１の期間、非係合状態で動作させるように構成するステップを有し、第１の期間は、実質的に第２のスタート段階の開始時点から開始される。これは、内燃エンジンと電気マシンとの間でトルクがスリップすることを許容するという利点を有する。第２のクラッチは、第２の期間、係合状態で動作するように構成されてもよく、第２の期間は第１の期間の後に続くものである。

第２のスタート段階において、第２のクラッチは、第１の期間、非係合状態で動作するように構成され、第２の期間、係合状態で動作するように構成され、第２の期間は第１の期間の後に続き、第１の期間は、実質的に第２のスタート段階の開始時点である。

本発明に係る別の態様によれば、ハイブリッド車両のためのストール発進制御装置が提供され、ハイブリッド車両は、駆動負荷に接続された第１のクラッチに接続された電気マシンに接続された内燃エンジンを有し、内燃エンジンは第１の出力回転方向を有する。このストール発進制御装置は、第１のストール段階および第２のスタート段階で動作可能なコントローラを備え、コントローラは、第１のストール段階において、第１の回転方向とは反対の第２の回転方向のトルクを与えるように電気マシンを発電機として動作させるように構成し、第１のクラッチを非係合状態で動作させるように制御し、第２のスタート段階において、電気マシンを発電機として動作させることを中止するように構成し、駆動負荷を駆動するように第１のクラッチを係合状態で動作させるように構成する。

コントローラは、第２のスタート段階において、ハイブリッド車両の電気マシンをモータとして動作するように構成してもよい。

別の実施形態では、ハイブリッド車両はトランスミッションを有し、第１のクラッチは、電気マシンとトランスミッションの間に配置される。

ハイブリッド車両は、ハイブリッド車両は、内燃エンジンと電気マシンとの間に配置された第２のクラッチを有し、コントローラは、第２のクラッチを制御するように構成し、第１のストール段階において、第２のクラッチを係合状態で動作させるように構成する。任意的には、コントローラは、第２のスタート段階において、第１の期間、内燃エンジンと電気マシンの間でトルクスリップを許容するように構成し、第１の期間は、実質的に第２のスタート段階への移行時から開始される。第２のクラッチは、第２の期間、係合状態で動作するように構成され、第２の期間は第１の期間の後に続く。

本発明に係る１つの実施形態によれば、ストール発進制御装置は、そのコントローラを動作させるために構成されたヒューマン・マシン・インターフェイスを有する。ヒューマン・マシン・インターフェイスは、コントローラを第１のストール段階で動作させるように構成された開始手段を有してもよい。開始手段は、コントローラを第２のスタート段階で動作させるように、第１のストール段階で構成されてもよい。開始手段はボタンであってもよい。

本発明に係る１つの実施形態によれば、ストール発進制御装置は、情報手段および状態モニタを有し、状態モニタは、第１のストール段階における第１のクラッチの状態をモニタするように構成され、第１のクラッチの状態に基づいて情報手段を制御するように構成される。

本発明に係る１つの実施形態によれば、ストール発進制御装置は、第１のストール段階において、所定時間後、第１のストール段階を終了させるようにコントローラを動作させるように構成された調整可能なカウントダウンタイマを有する。

本発明に係る別の実施形態によれば、本発明の第２の態様に関連して上記説明したストール発進制御装置の特徴を有するストール発進制御装置を備えたハイブリッド車両が提供される。

本願の範疇において、上記段落、クレーム、および／または以下の明細書および図面に記載された、さまざまな態様、実施形態、実施例、および択一例、特に個々の特徴物は、独立してまたは組み合わせて採用することができる。たとえば１つの実施形態に関連して説明された特徴物は、その特徴物が矛盾するものでなければ、すべての実施形態に適用することができる。

添付図面を参照しながら、本発明に係る実施形態について単なる具体例として以下説明する。
先行技術に係るハイブリッド車両を示す。 本発明の実施形態に係るハイブリッド車両を示す。 本発明の実施形態に係るストール発進方法を示すブローチャートである。 本発明の実施形態に係るストール発進方法を実施したときのトルク曲線を示す。 本発明の実施形態に係るストール発進方法を実施したときのトルク曲線を示す。 本発明の実施形態に係るストール発進方法を実施したときのトルク曲線を示す。 本発明の実施形態に係るストール発進方法を実施したときのトルク曲線を示す。 本発明の実施形態に係るストール発進方法を実施したときのトルク曲線を示す。 本発明の実施形態に係るヒューマン・マシン・インターフェイス（ＨＭＩ）を示す。

本発明の特別な実施形態に係るストール発進方法、ストール発進装置、およびハイブリッド車両について、以下詳細に説明する。理解されるように、開示された実施形態は、本発明に係る特定の態様が実施される単なる具体例であって、本発明を具現化するすべての手法を網羅的に列挙するものではない。実際のところ、理解されるように、本願で開示されるストール発進方法、ストール発進装置、およびハイブリッド車両は、さまざまな択一的な形態で具現化することができる。図面は、必ずしも実寸大に即したものではないし、特定の構成部品を詳細に示すため、いくつかの特徴物については誇張され、または最小限度に描かれている。本願の開示内容が曖昧になることを回避するために、広く知られた構成部品、材料、または方法は必ずしも十分詳細に記載されていない。本願で開示される任意の特定の構造的および機能的な詳細事項は、限定するものと解釈されるべきでなく、クレームおよび本発明をさまざまな形態で採用することを当業者に教示する代表例として解釈されるべきである。

図１は、先行技術に係るハイブリッド車両１０を示す。ハイブリッド車両は、内燃エンジン１２および電気マシン１４を備え、これらはともにハイブリッド車両のトランスミッション１６にトルクを与え、トランスミッションは車輪にトルクを与えることができる。第１のクラッチまたはＢクラッチ２０は、電気マシン１４とトランスミッション１６との間に配置され、電気マシン１４および／または内燃エンジン１２で出力されたトルクを伝達させ、スリップさせることができる。第２のクラッチまたはＫ０クラッチ２２は、内燃エンジン１２と電気マシン１４との間に配置され、内燃エンジン１２から出力されたトルクを電気マシン１４に伝達させ、スリップさせ、さらに電気マシン１４から出力されたトルクを内燃エンジン１２に伝達させ、スリップさせることができる。各クラッチは、係合形態（係合状態）および非係合形態（非係合状態）に構成することができ、係合形態ではトルクはクラッチにより伝達され、非係合形態では伝達されるトルクは低減する。非係合形態は、分離形態とスリップ形態を有し、分離形態ではトルクはほとんどまったく伝達されず、スリップ形態では、所定の割合のトルクが伝達される。したがって非係合形態とは、クラッチは完全に係合されないが、部分的に係合されるか、または任意の他の状態では、完全に係合されないと理解すべきである。第１のクラッチ２０は、択一的には、トルクコンバータであってもよいが、通常、ハイブリッド車両の搭載容量の制約により、第１のクラッチ２０はクラッチと決定される。

図２は、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両１０’を示す。図示のように、ハイブリッド車両１０’は、図１を参照して上記説明したハイブリッド車両１０の特徴を備える。本発明の実施形態に係るハイブリッド車両１０’は、ストール発進コントローラ３２を含むストール発進制御装置３０をさらに有する。ストール発進コントローラは、電気接続３４を介して電気マシンを制御するコンピュータを有してもよい。このコンピュータは、パワーエレクトロニクスを含み、３相モータ制御を用いて電気マシン１４を制御してもよい。任意的には、ストール発進コントローラは、電気接続３６を介して第１のクラッチ２０を制御し、電気接続３８を介して第２のクラッチ２２を制御する。理解されるように、電気接続３４，３６，３８は、物理的な配線に限定されるものではなく、無線または他の手段を介したものであってもよいし、電気接続が本発明を限定することはない。理解されるように、コントローラは単一の手段に限定されるものではない。むしろコントローラは、本発明の目的を実現するストール発進コントローラとして機能するように接続された複数の手段を有してもよい。本発明の実施形態に係るハイブリッド車両をストール発進させる方法で用いられることを参照する上で、コントローラを採用すると最もうまく記述することができる。

図３は、ハイブリッド車両をストール発進させる方法５０を示し、図２を参照して、この方法を説明する。ステップ５２で起動されると、この方法は、第１のストール段階（停車段階）６０およびスタート段階（発進段階）７０の２つの段階を有する。この方法は、ハイブリッド車両のドライバがストール発進の要求を検知することにより起動してもよい。たとえばドライバがハイブリッド車両のブレーキを掛けながらアクセルペダルを踏み込んだことを検出することにより起動してもよい。ドライバによるストール発進の要求を検知した後、第１のストール段階が始まる。理解されるように、他の起動方法も本発明の範疇に含まれる。たとえばストール発進方法は、ストール発進を実行するようにストール発進コントローラに指示するためのユーザコントローラのボタンまたはトリガを介して起動してもよい。これらの具体例は、さらに後述する。

ストール段階６０において、この方法は、電気マシンを発電機６２として動作させるように構成するステップ６２を有する。すると、エンジンアクセル／スロットルが加えられたとき、内燃エンジンが出力するトルクに対して、電気マシンが他のトルクを負荷する効果が得られる。スタート段階において、この方法は、第１のクラッチ２０（図２参照）が非係合のスリップ状態に構成するステップ６６を有する。この具体例では、下流側すなわち車輪側のクラッチ部分がブレーキにより制動され、上流側すなわちエンジン側のクラッチ部分が内燃エンジンおよび／または電気マシンにより回転するように、クラッチを係合／ロック形態から部分的に非係合させることにより、スリップ状態が実現される。すると、ハイブリッド車両の車輪１８（図２参照）を静止させたまま、内燃エンジンの回転出力を増大させる効果が得られる。スリップ状態は、エンジン速度に抵抗力を与え、エンジン速度が大きくなるほど、より大きなトルクを出力することができる。したがってストール段階において、アクセルペダルを踏み込んでいるとき、エンジンの回転速度が大きくなるほど、内燃エンジンの出力トルクは大きくなる。後述するように、アクセルの付加はドライバおよび／またはストール発進コントローラにより行ってもよい。

さらに任意的には、スタート段階において、この方法は、第２のクラッチを係合形態で動作させて、内燃エンジンの回転出力からのトルクを電気マシンの入出力部に実質的に伝達するように構成するステップを有する。すると、第２のクラッチ２２がスリップしなくなるため、熱容量を超えて過熱（ヒートアップ）しないという効果が得られる。これは、一般に、小型クラッチは、より大きなクラッチより小さい熱容量を有するが、搭載容量に制約があるため、第２のクラッチ２２は小型クラッチにできる点で有利である。しかしながら、第１および第２のクラッチの間の熱負荷を均一にするために、第２のクラッチに多少のスリップを許容することは、本発明の範疇に含まれる。

ストール段階の終点を検知すると、スタート段階（発進段階）が始まる。ストール段階の終点は、いくつかの手段を用いて検知することができる。たとえばドライバは、アクセルペダルを踏み込み続けているときに、ブレーキペダルを解放してもよい。これは、ハイブリッド車両を加速させて、方法５０のスタート段階７０に移行するというドライバの要求を示すものである。択一的には、たとえば第１および／または第２のクラッチが過熱状態にある、過熱状態に近づいていることを、コントローラ３２（図２参照）が検知してもよい。このアプローチ（手法）では、ストール段階が終了し、この方法５０は、スタート段階７０を迂回して、終了ステップ８０に直接的に移行する（ステップ６０）。これについては後述する。ドライバがブレーキペダルを踏みながら、アクセルペダルを解放したとき、すなわちドライバがストール発進の実行をもはや希望しなくなったことを示したとき、ストール段階を終了させてもよい。ストール段階を終了させる他の方法を後述する。

スタート段階に移行した後、この方法は、電気マシンを発電機７２として動作をさせることを中止するステップを含む。すると、ストール段階のステップ６２で発電機により負荷されていた負のトルクを直ちに低減するという効果が得られる。この方法５０の実施形態によれば、スタート段階において、この方法はステップ７４で電気マシンをモータとして動作させるように構成するステップを有する。この状態において、モータは、内燃エンジンが出力するトルクの回転方向の同一方向のトルクを出力する。この方法は、スタート段階のステップ７６において、第１のクラッチを係合形態で動作させるように構成するステップ、および／またはステップ７８において、第２のクラッチを非係合スリップ状態で動作させて、ステップ７８でスリップを許容するように構成するステップを有する。これによる有利な効果は、さらに後述する。スタート段階後、ステップ８０でストール発進方法が終了し、ハイブリッド車両はドライバが決定したように走行することができる。第１および／または第２のクラッチが係合したとき、スタート段階を終了させてもよい。択一的には、モータとして動作する電気マシンに電力供給している電源が実質的に消耗（枯渇）したとき、スタート段階を終了させてもよい。別の具体例では、所定時間が経過した時、または車両が所定速度に達したとき、スタート段階を終了させてもよい。

図４は、本発明の実施形態に係るストール発進方法を実行しているときのトルク曲線１００を概略的に示す。トルク曲線は、時間ｔに対するエンジントルク１１０および電気マシントルク１１２のトルクＴｑを示す。説明の目的のみのため、破線１１４は、本発明の実施形態に係る方法を採用しない場合のエンジントルクを示す。

図４に概略的に示すように、本発明の実施形態に係る方法によれば、エンジントルク１１０がストール段階の開始時点１１６で増大する。同時に、発電機として動作する電気マシンにより負のトルク１１８が負荷され、負のピークトルク値ＥＭ−ｖｅに達する。電気マシンの負のトルクにより、エンジントルク１１０は最大許容値Ｅｍａｘに到達することを可能にする。これは、第１のクラッチ２０（図２参照）が非係合スリップ状態で作動するように構成されたとき、正のエンジントルクと負の電気マシントルクの組み合わせ（合計）が、第１のクラッチが許容できる全体トルク値Ｂｍａｘより小さくすることができるためである。これは、第１のクラッチの損傷を回避するために、エンジントルクが値Ｂｍａｘまでに制限されるときの破線１１４で示すトルクとは対照的である。したがって、本発明によれば、第１のクラッチのトルク容量を超えるトルクの積み増し（増幅）を可能にするものである。トルク値Ｂｍａｘは、第１のクラッチのスリップ容量により決定される。トルク値Ｂｍａｘは、いくつかの要因に依存し、ストール段階が維持される期間においてクラッチの損傷を防止するように選択される。当然ながら、より長期間のストール段階を維持するためには、クラッチが過熱しないようにトルク値Ｂｍａｘが低減される。本発明に係る実施形態では、トルク値Ｂｍａｘは５５０Ｎｍと選択され、約３秒間維持することができる。トルク値ＥＭ−ｖｅは、エンジンが出力するトルクとは反対方向の１００Ｎｍのトルクである。したがって、第１のクラッチ２０（図２参照）に損傷を与えることなく、エンジンが６５０Ｎｍのトルクを出力することができる。トルク値Ｅｍａｘに達するまでの時間をｔ_１で示し、好適には、ストール状態を維持できる期間より短くすることにより、エンジンはストール段階中にトルク値Ｅｍａｘに達することができる。

積み増し（増幅）トルクは、スタート段階（発進段階）への移行時に解放される。この時点において、第１のクラッチは、係合してより大きなトルクを伝達することができる。上述のように、破線１１４は、利用されない方法を示すものであるが、エンジントルクを符号１２０で示すように最大トルク値Ｅｍａｘに達するように増大させる必要がある。しかしながら、本発明によれば、トルクは符号１２２で示すように既に最大トルク値Ｅｍａｘに達しているので、第１のクラッチが係合した時に、より大きなトルクを伝達することができる。したがって、符号１２４で示す領域からトルクゲインを得ることができる。スタート段階への移行時、電気マシンは発電機として動作しないように構成される。領域１１２で電気マシンを発電機としての構成から再構成することは、符号１２６で示すように十分に瞬間的なものである。こうして、第１のクラッチが係合するように構成されたとき、利用可能な全体トルクを第１のクラッチに出力することができる。

図５を参照すると、経時変化する、第１のクラッチに加わるトルクが符号１３０で示され、このトルクは、図４を参照して上記説明したように、エンジントルク１１０および電気マシントルク１１２の組み合わせ（合計）として得られる。図５は、車輪トルク１４０をさらに示す。車輪トルクは、車両ブレーキが掛けられているストール段階中はゼロであり、スタート段階中、第１のクラッチ２０（図２参照）を介してトランスミッション１６（図２参照）および車輪にトルク伝達されるときに増大する。ポイント１４２において、クラッチが係合し、利用可能な全体トルク１３０をトランスミッションおよび車両に伝達させる。クラッチが係合するために要する期間ｔ_２は、第１のクラッチのドライブライン上流側から第１のクラッチに出力されるトルク、およびクラッチに対する入力速度に依存する。期間ｔ_２は、たとえば１秒のオーダであってもよい。理解されるように、期間ｔ_２は、期間ｔ_１より短く、ストール発進方法を用いて加速するために利用可能なトルクは、ストール発進方法を用いない標準的な条件で利用できるトルクより大きい。

図６は、本発明に係る別の実施形態を示し、車輪トルク１４０を示す。この実施形態によれば、車両を加速するために利用可能なトルクが符号１４０’でＥｍａｘを超えて増大するように、期間ｔ_２後、電気マシンは、正の（すなわちエンジンと同じ方向の）トルク値ＥＭ＋ｖｅをトランスミッションに出力するモータ１１２’として動作するように構成される。トルク値ＥＭ＋ｖｅは、期間ｔ_２後に出力され、第１のクラッチ２０（図２参照）は、追加的なトルクが出力される前に係合し、さもなければ期間ｔ_２を延長させ得る。さらにトルク値ＥＭ＋ｖｅに追加されるトルク値Ｅｍａｘは、スリップ状態で許容されるトルクを超えて増大してクラッチに伝達される。

図７は、図６に示す実施形態に択一的な本発明に係る実施形態を示す。図７に示す実施形態では、期間ｔ_２’は図６に示す期間ｔ_２より短く、より短い期間ｔ_２’は、スタート段階への移行時に第２のクラッチ２２（図２参照）をスリップさせることにより実現することができる。すると、スタート段階の開始時点で第１のクラッチに出力されるトルクおよびドライブライン速度が低減され、図６に示す具体例に比して、第１のクラッチをより迅速に係合させることができるという効果が得られる。したがって図７に示すように、第２のクラッチがスリップ状態でスリップさせるとき、第１のクラッチに対する符号１３０で示すトルクは、ライン１３０’で概略的に示す経路に沿って低減する。しかしながら、モータとして構成された電気マシンから第１のクラッチにトルクが出力される。電気マシンを発電機１１２としての挙動からモータ１１２’’としての挙動への再構成は、符号１１３で示すようにほぼ瞬間的である。電気モータが大きなトルクを低速で出力し、第１のクラッチが迅速に係合するが、これは、図７の車輪トルク１４０で示すように、大きなトルクレベルが短期間で車輪に伝達されるということを意味するので、この実施形態は特に有利である。

期間ｔ_２’経過後、第１のクラッチは係合形態にあり、第２のクラッチは係合するように制御される結果、利用可能なエンジントルク全体（符号１４０’’で示すＥｍａｘ＋ＥＭ＋ｖｅ）が第１のクラッチに伝達される。第２のクラッチがスリップすることを許容する期間ｔ_２’は、第２のクラッチに損傷を与えるものではない。したがって、この実施形態によれば、スタート段階への移行時に利用可能な最大トルク（Ｅｍａｘ＋ＥＭ＋ｖｅ）がトランスミッションに迅速に伝達され、車両を加速するために利用される。

電気マシン１４がモータとして動作するように構成された上記説明した各実施形態において、モータが出力するトルクは、エンジン１２から出力可能なトルクに増幅トルクを付与するように見えることを理解されたい。

図８は、上記実施形態のうちの任意の実施形態に係るストール段階中のトルク曲線を示す。しかし、ここでは、追加的な負のトルクは、電気マシンにより供給されて、エンジンにより出力されるトルクを補償する。とりわけ、電気マシンが供給する負のトルクは、上述した符号１１２で示す値から符号１１２ａで示す値に増大される。このとき、第１のクラッチに加わるトルクを上述した符号１３０で示す値から符号１３０ａで示す値に低減されるという効果が得られる。これは、クラッチに加わるトルクをトルク値Ｂｍａｘからトルク値Ｂｅｘｔに低減するとも表現することができる。このようにトルクを低減すると、符号１５０で示すようにエンジントルクをトルク値Ｅｍａｘでより長期間にわたって維持することができる。これは、たとえばドライバが長時間にわたって車両をストール状態に維持することを要求し、その反応時間または他の制限要因に起因して、より長時間にわたって車両をストール状態に維持することを要求するので有利である。したがってドライバに最も適した状態を提供するように、コントローラを構成することかできる。

上記説明した実施形態を通して、スタート段階は、ストール発進中に消費されるパワーを生成する上で有用である。ストール段階の期間において、電気マシンが発電機として機能するとき、電力は、図４〜図８の符号１０１，１０１’で示す領域で生成される。この電力は、バッテリに蓄電され、モータとして利用されている電気マシンに電力を供給するために用いられる。これは、電気マシンをモータとして利用して加速する間に使用される十分な電力量が、ストール段階の発電で補うことができるという利点を有する。図４〜図７は、電力がストール段階において発電された領域１０１を示す。これは、電力がストール段階において発電されず、スタート段階においては使用されるシステムでは、車両を加速するために、電気モータをもはや利用できなくなるまで、ドライバはストール発進を１度か２度しか実行することができないのに対し、本発明によれば、車両ドライバが何度も続けてストール発進を繰り返すことができるので有利である。図８の具体例では、負のより大きなトルクが負荷されるので、ストール段階時の発電量が増大する。

図３に関連して説明したように、ストール発進方法は、スタート段階の終了後、またはストール段階の完了時に終結する。上述のように、ストール発進を中止させるドライバの要求に基づいて終結させてもよい。択一的には、クラッチの過熱等の不具合を検知したことにより終結させてもよい。コントローラを用いて、接続手段３４，３６，３８（図２参照）を介して不具合を検知してもよいし、不具合を検知した時に、ストール段階を終了するようにコントローラを構成してもよい。

図９は、本発明に係る実施形態による例示的なヒューマン・マシン・インターフェイス（ＨＭＩ）１６０を示す。インターフェイスは、タッチスクリーンディスプレイ１６２等を含むが、インターフェイスの選択により、本発明の範疇を限定するものではない。ＨＭＩ１６０は、本発明に任意的な複数の特徴を提供し、図９に示すＨＭＩ１６０上に図示されており、独立して、または組みあわせて用いることができる。具体例で示すＨＭＩは、ストール発進方法を実行するためのユーザ制御可能なストール発進ボタンすなわち開始手段１６４を有する。タッチスクリーン・インターフェイス等のディスプレイがアクティブである実施形態によれば、ストール発進方法を実行する前において、ストール発進ボタン１６４は、「ストール発進」と表示され、車両をストール発進させるためのストール発進ボタンであることを車両ドライバに示すものである。ストール発進ボタン１６４を押下すると、ストール発進方法が開始され、ストール発進ボタン１６４は「ストール発進中止」と表示するように更新され、現在では、スストール発進方法を中止するために、ストール発進ボタン１６４が利用可能であることをドライバに表示する。ストール発進ボタンを押下した後、このストール発進方法を初期化してもよい。コントローラは、第１ならびに第２のクラッチ２０，２２および電気マシン１４を制御して、ストール発進方法を実施してもよい。

発進段階への移行のドライバ要求を検知するまで、ドライバが入力することなく、コントローラによりストール状態が維持されるように、コントローラは、エンジン速度およびトルクの制御を介してストール発進方法を実行することができる。ストール状態は、維持されるレベルに依存して長短さまざまな期間維持される。エンジン速度を増大させながら、電気的にブレーキを掛けることにより、ストール状態を維持することができる。コントローラは、クラッチの状態を示すクラッチに設けたセンサから情報を受信して、スリップ形態中のクラッチの過熱を防止するように、エンジン速度が制御される。こうしてコントローラは、クラッチに損傷を与えることなく、ストール状態を維持するように、エンジン速度を変更することができる。たとえばストール状態において、スリップ状態の最大トルクが出力されるポイントまたはその付近まで、エンジン速度を増大させることができる。クラッチが過熱するのに十分に長い期間ストール状態が維持された場合、コントローラは、クラッチを保護しながら、エンジン速度を低減してストール状態を維持する。ドライバ
ドライバによるスタート段階への移行の要求は、アクセルペダルまたは同等のものの適用を検知することにより決定することができる。この実施形態において、ストール発進ボタンを押下することにより、ストール発進方法を実行するように車両が構成される。ただし、車両が他の手法で構成されることも本発明の範疇に含まれる。

ストール発進ボタンが押下された後、ＨＭＩ１６０は、ストール発進方法がスタート段階に移行するまでの時間を示すためにカウントダウンタイマ１６６を表示してもよい。この時間は、ユーザによりＨＭＩを用いてあらかじめ設定およびプログラムされてもよい。任意的には、カウントダウンの終点で、車両はスタート段階における加速を自動的に開始する。別の実施形態では、ドライバがアクセルペダルを踏み込むまで、車両はスタート段階に移行しない。したがって、いくつかの実施形態では、カウントダウンタイマは、ドライバがアクセルペダルを踏み込み、スタート段階に移行するまでに残された時間を表すものである。実際のところ、ドライバがアクセルペダルを踏み込んだとき、スタート段階に移行してもよい。したがってＨＭＩを直ちに更新して、ストール発進方法がスタート段階にあることをドライバに通知してもよい。たとえば、カウントダウンタイマ１６６の表示を消すことにより、時間を表す文字を「発進（ＧＯ）」という文字で置き換えてもよい。

ドライバに残された時間は、クラッチの過熱を回避するように事前設定されてもよい。たとえば、車両に搭載されたクラッチがスリップ状態で３秒間の熱容量を有する場合、カウントダウンタイマは、３秒、２秒、１秒とカウントダウンする。別の例示的な実施形態では、クラッチ温度計または他の情報手段１７０がＨＭＩ上に設けられて、クラッチの温度を表示する。クラッチの熱容量は、熱容量インジケータ１７２により表示され、ドライバはＨＭＩ１６０を見て、どの程度強く、またはどの程度長く、アクセルペダルを踏み込んでもよいか判断することができる。たとえばクラッチの温度が熱容量に接近したとき、ドライバは、アクセルペダルから圧力を解放し、クラッチを冷却させて、クラッチへの出力を下げることにより、ストール段階を自動的に終了させることを防止してもよい。したがって温度計１７０等の動的ディスプレイにより、ドライバがストール発進をモニタすることができる。クラッチ温度は、状態モニタにより決定することかでき、情報手段上で表示される他のクラッチ特性を決定することができる。

またＨＭＩは、ストール発進方法のためのオプションメニュにドライバがアクセスできるように構成されたオプションボタン１７４を有する。オプションメニュで利用可能なオプションは、たとえばストール段階のために許容された期間を決定するための調整可能なパラメータを含んでもよい。この具体例は、より長いストール段階のための上記最大パワーの選択肢（オプション）をドライバに与えることができる。上記説明したように、クラッチの熱容量に起因して、最大パワーは短期間しか維持することができない。ただし、より小さいパワーは、比較的に長い期間維持することかできる。これらのオプションの間の選択は、ＨＭＩを用いることなく行うことができる。その具体例では、ストール段階は工場にて設定される。

上記説明したストール発進方法は、ストール段階が初期化される前の静止状態にある車両に限定されるものではない。たとえば車両を減速しているときに、ストール段階を初期化してもよい。これは、ストップライト（赤信号）に接近したときに、ドライバが車両にブレーキを掛けながら、アクセルペダルを踏み込んだ場合に好適である。ＨＭＩを用いてストール発進方法を起動する場合、ドライバは、ストップライトに接近したときにストール発進ボタンを押して、ドライバがブレーキを掛けて車両をストップライトで停止させることができ、このときシステムおよび方法はストール段階にある。ストップライト（赤信号）からゴーライト（青信号）に変わったとき、ドライバは、アクセルペダルを踏み込んで、ストール段階を終了させ、スタート段階（発進段階）を初期化する。これらの実施形態は、信号機が赤信号である期間をドライバが知らず、発進できることを信号機が示すと直ちに加速の準備が整えたいとドライバが所望する場合に好適である。

１０…先行技術に係るハイブリッド車両、１０’…本発明の実施形態に係るハイブリッド車両、１２…内燃エンジン、１４…電気マシン、１６…トランスミッション、１８…車輪、２０…第１のクラッチ（Ｂクラッチ）、２２…第２のクラッチ（Ｋ０クラッチ）、３２…ストール発進コントローラ、３０…発進制御装置、３２…コントローラ、３４，３６，３８…電気接続、５０…ストール発進方法、６０…第１のストール段階（停車段階）、７０…スタート段階（発進段階）、１６０…ヒューマン・マシン・インターフェイス（ＨＭＩ）、１６２…タッチスクリーンディスプレイ、１６４…ストール発進ボタン（開始手段）、１６６…カウントダウンタイマ、１７０…温度計１７０、１７２…熱容量インジケータ、１７４…オプションボタン。

Claims (18)

1. ハイブリッド車両をストール発進させる方法であって、
   ハイブリッド車両は、駆動負荷に接続された第１のクラッチに接続された電気マシンに接続された内燃エンジンを有し、内燃エンジンは第１の出力回転方向を有し、
   この方法は、第１のストール段階および第２のスタート段階を有し、
   第１のストール段階において、
   第１のクラッチを非係合状態で動作させるステップと、
   第１の回転方向とは反対の第２の回転方向のトルクを与えるように電気マシンを発電機として動作させるステップと、
   第２のスタート段階において、
   駆動負荷を駆動するように第１のクラッチを係合状態で動作させるステップと、
   電気マシンを発電機として動作させることを中止するステップとを有することを特徴とする方法。
2. 第２のスタート段階において、第１の回転方向トルクを与えるように電気マシンをモータとして動作させるステップを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ハイブリッド車両は、内燃エンジンと電気マシンとの間に配置された第２のクラッチを有し、
   この方法は、第１のストール段階において、内燃エンジンから電気マシンへトルクを伝達させるように第２のクラッチを係合状態で動作させるステップを有することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. この方法は、第２のスタート段階において、第２のクラッチを第１の期間、非係合状態で動作させるステップを有し、
   第１の期間は、実質的に第２のスタート段階の開始時点から開始されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 第２のクラッチは、第２の期間、係合状態で動作するように構成され、
   第２の期間は第１の期間の後に続くことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. ハイブリッド車両のためのストール発進制御装置であって、
   ハイブリッド車両は、駆動負荷に接続された第１のクラッチに接続された電気マシンに接続された内燃エンジンを有し、内燃エンジンは第１の出力回転方向を有し、
   このストール発進制御装置は、第１のストール段階および第２のスタート段階で動作可能なコントローラを備え、
   コントローラは、
   第１のストール段階において、
   第１の回転方向とは反対の第２の回転方向のトルクを与えるように電気マシンを発電機として動作させるように制御し、
   第１のクラッチを非係合状態で動作させるように制御し、
   第２のスタート段階において、
   電気マシンを発電機として動作させることを中止するように制御し、
   駆動負荷を駆動するように第１のクラッチを係合状態で動作させるように制御することを特徴とするストール発進制御装置。
7. コントローラは、第２のスタート段階において、電気マシンをモータとして動作させるように制御することを特徴とする請求項６に記載のストール発進制御装置。
8. ハイブリッド車両は、内燃エンジンと電気マシンとの間に配置された第２のクラッチを有し、
   コントローラは、第２のクラッチを制御するように構成され、第１のストール段階において、第２のクラッチを係合状態で動作させるように制御することを特徴とする請求項６または７に記載のストール発進制御装置。
9. コントローラは、第２のスタート段階において、第２のクラッチを第１の期間、非係合状態で動作させるように制御し、
   第１の期間は、実質的に第２のスタート段階への移行時から開始されることを特徴とする請求項８に記載のストール発進制御装置。
10. 第２のクラッチは、第２の期間、係合状態で動作するように構成され、
    第２の期間は第１の期間の後に続くことを特徴とする請求項９に記載のストール発進制御装置。
11. ストール発進制御装置のコントローラを動作させるために構成されたヒューマン・マシン・インターフェイスを有することを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１に記載のストール発進制御装置。
12. ヒューマン・マシン・インターフェイスは、コントローラを第１のストール段階で動作させるように構成された開始手段を有することを特徴とする請求項１１に記載のストール発進制御装置。
13. 開始手段は、コントローラを第２のスタート段階で動作させるように、第１のストール段階で構成されることを特徴とする請求項１２に記載のストール発進制御装置。
14. 開始手段はボタンであることを特徴とする請求項１２または１３に記載のストール発進制御装置。
15. 情報手段および状態モニタを有し、
    状態モニタは、第１のストール段階における第１のクラッチの状態をモニタするように構成され、第１のクラッチの状態に基づいて情報手段を制御することを特徴とする請求項６〜１４のいずれか１に記載のストール発進制御装置。
16. 第１のストール段階において、所定時間後、第１のストール段階を終了させるようにコントローラを動作させるように構成された調整可能なカウントダウンタイマを有することを特徴とする請求項６〜１５のいずれか１に記載のストール発進制御装置。
17. 請求項６〜１６のいずれか１に記載のストール発進制御装置の特徴を有するストール発進制御装置を備えたハイブリッド車両。
18. 図２〜図９のいずれか１の図面を参照して実質的に上記説明されたハイブリッド車両のストール発進方法、ストール発進制御装置、または車両。

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