DE112012006913B4 - Verfahren zum Steuern einer Fahrzeugantriebsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Steuervorrichtung (58) einer Fahrzeugantriebsvorrichtung (10), die einen Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor (12), einen Elektromotor (MG) und eine Kupplung (K0) aufweist, die den Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor selektiv mit einem Kraftübertragungsweg vom Elektromotor zu Antriebsrädern (24) verkuppelt,wobei die Steuervorrichtung die Kupplung schlupfen lässt und den Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor durch einen Zündungsstart startet, bei dem Kraftstoff ab dem Start der Drehung des Direkteinspritzer-Verbrennungsmotors in einen Zylinder (80) des Direkteinspritzer-Verbrennungsmotors eingespritzt und entzündet wird, falls der Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor während eines Fahrmodus gestartet wird, in dem nur der Elektromotor als Antriebsquelle verwendet wird,wobei die Steuervorrichtung eine Einrückkraft der Kupplung im Vergleich zu vor dem Erreichen des oberen Totpunkts des Kompressionshubs durch die Kolbenposition schwächt, bevor in einem Zylinder (K3), welcher von einer Mehrzahl von im Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor enthaltenen Zylindern (80) der erste ist, in dem ein Ansaugventil (88) nach Initiierung des Starts des Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor aus einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand geschaltet wird, eine Kolbenposition ausgehend von einem oberen Kompressionstotpunkt eine Arbeitshubabschlussposition erreicht.

Description

  • GEBIET DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung einer Steuerung beim Starten eines Verbrennungsmotors in einem Hybridfahrzeug.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung einer Fahrzeugantriebsvorrichtung, die einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor und eine Verbrennungsmotorkupplung aufweist, die den Verbrennungsmotor selektiv mit einem Kraftübertragungsweg vom Elektromotor zu Antriebsrädern verkuppelt, ist bekannt. Dies entspricht beispielsweise einer Steuer- bzw. Regelvorrichtung einer Fahrzeugantriebsvorrichtung, die in der JP 2011 - 16 390 A beschrieben wird. Die Steuer- bzw. Regelvorrichtung einer Fahrzeugantriebsvorrichtung der JP 2011 - 16 390 A schafft eine Verbrennungsmotorstartsteuerung, bei der die Verbrennungsmotorkupplung vor dem vollständigen Einrücken vorübergehend ausgerückt wird, nachdem die Verbrennungsmotorkupplung schlupfen gelassen wurde, wenn der Verbrennungsmotor während eines Fahrens mit Elektromotor gestartet wird, bei dem nur die Leistung des Elektromotors zum Fahren genutzt wird. Genauer wird bei der Verbrennungsmotorstartsteuerung zuerst die Verbrennungsmotorkupplung schlupfen gelassen, um die Verbrennungsmotordrehzahl zu erhöhen, und wenn die Verbrennungsmotordrehzahl eine vorgegebene Drehzahl erreicht, die so bestimmt wird, dass sie die Drehung des Verbrennungsmotors aus eigener Kraft ermöglicht, wird die Verbrennungsmotorkupplung ausgerückt. Die Steuer- bzw. Regelvorrichtung einer Fahrzeugantriebsvorrichtung erhöht ferner die Verbrennungsmotordrehzahl, wenn die Verbrennungsmotorkupplung ausgerückt ist, startet eine Einrückoperation der Verbrennungsmotorkupplung, nachdem die Verbrennungsmotordrehzahl höher wird als die Drehzahl des Elektromotors, und rückt die Verbrennungsmotorkupplung vollständig ein, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl mit der Drehzahl des Elektromotors synchron ist. Eine weitere Hybridantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug, in deren Antriebsstrang eine Verbrennungskraftmaschine mit Kraftstoffdirekteinspritzung integriert ist, sowie eine Trennkupplung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und mindestens einem elektrischen Antrieb angeordnet ist, ist Gegenstand der JP 2009- 527 411 A bzw. der zugehörigen DE 10 2006 008 640 A1 . Aus der DE 10 2008 051 295 A1 ist schließlich ein Verfahren zur Steuerung eines Hybridantriebsstranges, der einen Elektromotor, einen Verbrennungsmotor und mindestens eine zwischen Elektromotor und Verbrennungsmotor angeordnete Kupplung umfasst, bekannt, wobei der Verbrennungsmotor während einer elektromotorischen Fahrt gestartet wird.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Problem, das der Erfindung zugrunde liegt
  • Ein Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor, bei dem Kraftstoff direkt in einen Zylinder eingespritzt wird, ist neben einem herkömmlichen Verbrennungsmotor, bei dem es sich um einen Verbrennungsmotor handelt, bei dem Kraftstoff in ein Ansaugrohr gespritzt wird, allgemein als Verbrennungsmotor für ein Fahrzeug bekannt. Obwohl der Verbrennungsmotor der JP 2011 - 16 390 A als herkömmlicher Verbrennungsmotor betrachtet wird, ist es denkbar, den Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor anstelle des herkömmlichen Verbrennungsmotors zu verwenden. Um einen frühen Abschluss des Verbrennungsmotorstarts zu erreichen, ist es in einem solchen Fall wirksam, die Verbrennungsmotorkupplung schlupfen zu lassen und den Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor durch einen Zündungsstart zu starten, bei dem Kraftstoff ab dem Start der Drehung des Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor in einen Zylinder des Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor eingespritzt und entzündet wird, falls der Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor während eines Fahrmodus gestartet wird, in dem ein Fahren mit Elektromotor durchgeführt wird.
  • Allerdings führt der Zündungsstart zu einem scharfen Anstieg und einer großen Änderung einer Verbrennungsmotordrehzahl Ne, und daher wird die vorgegebene Drehzahl, die als eine bestimmt wird, bei der die Drehung des Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor aus eigener Kraft ermöglicht ist, im Vergleich zum herkömmlichen Verbrennungsmotor höher eingestellt, um die Startfähigkeit des Verbrennungsmotors zu gewährleisten. Auch wenn bei der Verbrennungsmotorstartsteuerung auf Basis dessen, dass die Verbrennungsmotordrehzahl Ne die vorgegebene Drehzahl erreicht, befohlen wird, die Verbrennungsmotorkupplung auszurücken, ist der Zeitpunkt für den Abschluss der Ausrückung der Verbrennungsmotorkupplung in Bezug auf den Zeitpunkt, zu dem die Verbrennungsmotordrehzahl Ne eine Elektromotordrehzahl Nmg übertrifft, verzögert, und die Verbrennungsmotorkupplung kann daher eine Weile nach dem Zeitpunkt, zu dem die Verbrennungsmotordrehzahl Ne die Elektromotordrehzahl Nmg übertrifft, eine Drehmomentkapazität aufweisen. Um einen Stoß auf das Fahrzeug zu unterdrücken, ist in einem solchen Fall ein Drehmomentausgleich vom Elektromotor für ein Kupplungsübertragungsdrehmoment nötig, das durch die Verbrennungsmotorkupplung vom Verbrennungsmotor auf den Elektromotor (Antriebsräder) übertragen wird. Genauer muss ein Elektromotor-Ausgleichsdrehmoment zum Aufheben des Kupplungsübertragungsdrehmoments zwischen vor und nach einem Zeitpunkt (einem Umkehrzeitpunkt), zu dem die Verbrennungsmotordrehzahl Ne die Elektromotordrehzahl Nmg übertrifft, umgekehrt werden; wenn jedoch die Zeit, zu der das Elektromotor-Ausgleichsdrehmoment umgekehrt wird, vom Umkehrzeitpunkt abweicht, kommt es zu einem Stoß auf das Fahrzeug und einer Verschlechterung des Fahrverhaltens. Wie oben beschrieben, ist bei der Verbrennungsmotorstartsteuerung des Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor die Bestimmung der Zeit zum Ausrücken der Verbrennungsmotorkupplung auf Basis der Verbrennungsmotordrehzahl Ne insofern problematisch, als sehr wahrscheinlich ein Stoß auf das Fahrzeug ausgeübt wird, wodurch das Fahrverhalten verschlechtert wird. Das oben beschriebene Problem ist noch unbekannt. Das Elektromotor-Ausgleichsdrehmoment ist Teil eines Ausgangsdrehmoments des Elektromotors und macht zusammen mit einem Laufdrehmoment das Ausgangsdrehmoment des Elektromotors aus (das einfach als Elektromotordrehmoment bezeichnet wird).
  • Die vorliegende Erfindung hat dies zum Hintergrund, und somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung für eine Fahrzeugantriebsvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, einen auf einen Verbrennungsmotorstarts zurückgehenden Stoß in einem Fahrzeug mit Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor und Elektromotor zu unterdrücken, wenn der Verbrennungsmotor während eines Fahrmodus gestartet wird, in dem nur der Elektromotor als Antriebsquelle genutzt wird. Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der Steuervorrichtung nach Anspruch 1.
  • Mittel zur Lösung des Problems
  • Um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, schafft ein erster Aspekt der Erfindung eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung einer Fahrzeugantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, die aufweist: einen Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor, einen Elektromotor und eine Kupplung, die den Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor selektiv mit einem Kraftübertragungsweg vom Elektromotor zu Antriebsrädern verkuppelt, (b) wobei die Steuer- bzw. Regelvorrichtung die Kupplung schlupfen lässt und den Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor durch einen Zündungsstart startet, bei dem Kraftstoff ab einem Start der Drehung des Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor in einen Zylinder des Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor eingespritzt und entzündet wird, falls der Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor während eines Fahrmodus, in dem nur der Elektromotor als Antriebsquelle verwendet wird, gestartet wird, (c) wobei die Steuer- bzw. Regelvorrichtung eine Einrückkraft der Kupplung vor Erreichen einer Arbeitshubabschlussposition durch eine Kolbenposition ausgehend von einem oberen Kompressionstotpunkt nach einem Kompressionshub in einem Zylinder, der von einer Mehrzahl von im Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor enthaltenen Zylindern der erste ist, in dem nach Initiierung des Starts des Direkteinspritzer-Verbrennungsmotors ein Ansaugventil aus einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand geschaltet wird, im Vergleich zu vor dem Erreichen des oberen Kompressionstotpunkts durch die Kolbenposition schwächt.
  • Infolgedessen kann die Steuer- bzw. Regelvorrichtung mit der Schwächung der Einrückkraft der Kupplung beginnen, nachdem der Zylinder, welcher der erste ist, in dem das Ansaugventil aus dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand geschaltet wird, zuverlässig in den Arbeitshub übergeht, und kann daher den zuverlässigeren Motorstart gewährleisten.
  • Vorzugsweise wird beim Zündungsstart des Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor zuerst in den Zylinder von der Mehrzahl von im Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor enthaltenen Zylindern, in dem die Kolbenposition im Arbeitshub ist, Kraftstoff eingespritzt und der Kraftstoff entzündet.
  • Vorzugsweise weist die Fahrzeugantriebsvorrichtung eine Strömungsgetriebevorrichtung auf, die ein eingangsseitiges Drehelement, in das Leistung vom Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor und vom Elektromotor eingegeben wird, und ein ausgangsseitiges Drehelement aufweist, das die Leistung an die Antriebsräder ausgibt.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Wenn beim Starten des Verbrennungsmotors der Zylinder, der zu Beginn der Drehung des Direkteinspritzer-Verbrennungsmotors in einem Ansaughub und unmittelbar vor einem Kompressionshub ist, in den Kompressionshub übergeht und der Zylinder im Kompressionshub ist, kommt es mit großer Wahrscheinlichkeit zu einem Abwürgen des Verbrennungsmotors. Anders ausgedrückt wird, wenn der Zylinder im Kompressionshub ist, ein erstes größtes Kompressionsdrehmoment (der erste negative Drehmomentextremwert) erzeugt. Wenn der Zylinder den Kompressionshub durchläuft und in den folgenden Arbeitshub übergeht, erzeugt der Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor im Arbeitshub ein Drehmoment in der positiven Richtung, und daher kann der nächste Zylinder, der im Anschluss an diesen Zylinder in den Kompressionshub übergeht, Ansaugluft leichter verdichten und die Verbrennungsmotordrehzahl mühelos erhöhen. Wenn der Verbrennungsmotor während des Fahrmodus gestartet wird, in dem nur der Elektromotor als Antriebsquelle verwendet wird, kann daher die Steuer- bzw. Regelvorrichtung, wie im ersten Aspekt der Erfindung beschrieben, die Einrückkraft der Kupplung gemäß der Drehmomentänderung aufgrund des Mechanismus des Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor früher schwächen als bei der Bestimmung, die auf der Verbrennungsmotordrehzahl basiert, und gleichzeitig die Zuverlässigkeit des Verbrennungsmotorstarts gewährleisten. Infolgedessen kann beim Verbrennungsmotorstart die Drehmomentkapazität der Kupplung vor dem Zeitpunkt, zu dem die Verbrennungsmotordrehzahl die Drehzahl des Elektromotors übertrifft, ausreichend gesenkt werden, und daher kann der Stoß, der auf den Verbrennungsmotorstart zurückgeht, unterdrückt werden. Das Wellendrehmoment des Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor entspricht einem Drehmoment, das einfach als Verbrennungsmotordrehmoment bezeichnet wird, oder genauer einem Drehmoment, das von einer Abtriebswelle (Kurbelwelle) des Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor ausgegeben wird. Die Schwächung der Einrückkraft der Kupplung entspricht anders ausgedrückt der Senkung der Einrückkraft der Kupplung.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Konzeptskizze einer Gestaltung eines Antriebssystems gemäß einem Hybridfahrzeug, bei dem es sich um ein Beispiel für die vorliegende Erfindung handelt.
    • 2 ist eine Querschnittsskizze, die eine Brennkammer eines Direkteinspritzer-Verbrennungsmotors und deren Umgebung darstellt, die in dem in 1 dargestellten Hybridfahrzeug enthalten sind.
    • 3 ist ein Zylinderphasendiagramm einer gegenseitigen Phasenbeziehung von vier Zylindern, die während einer einzigen Umdrehung einer Kurbelwelle in dem in 2 dargestellten Verbrennungsmotor, bei dem es sich um einen Achtzylinder-V-Motor handelt, an Explosionen beteiligt sind.
    • 4 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem Verbrennungsdrehmoment, das durch Verbrennen von Kraftstoff erzeugt wird, der in einem allgemeinen Verbrennungsmotor verwendet wird, und einer Reibung des Verbrennungsmotors auf Basis einer Verbrennungsmotordrehzahl in Form eines Parameters darstellt.
    • 5 ist ein Zeitschema eines Beispiels dafür, wie eine Startbestimmung für den Verbrennungsmotor auf Basis der Verbrennungsmotordrehzahl beim Starten des Verbrennungsmotors getroffen wird.
    • 6 ist ein Zeitschema während des Starts des Verbrennungsmotors, das erläutert, wie es zu einem Startstoß des Verbrennungsmotors kommt.
    • 7 ist ein Zeitschema, das eine Steuerung bzw. Regelung erläutert, die von einer elektronischen Steuer- bzw. Regelvorrichtung geleistet wird, die in 1 dargestellt ist und die den Verbrennungsmotor während des Fahrens mit Elektromotor startet, während eine Einrück-/Ausrückkupplung des Verbrennungsmotors schlupfen gelassen wird.
    • 8 ist ein Funktionsblockschema, das einen Hauptabschnitt der Steuer- bzw. Regelfunktion erläutert, die in der in 1 dargestellten elektronischen Steuer- bzw. Regelvorrichtung enthalten ist.
    • 9 ist ein Zeitschema dafür, wann sich der Verbrennungsmotor ausgehend von einem Startpunkt zu drehen beginnt, bei dem es sich um den Zeitpunkt der Initiierung des Starts des Verbrennungsmotors in dem in 1 dargestellten Hybridfahrzeug handelt, der dem Zündungsstart unterzogen wird.
    • 10 ist ein Zeitschema in einem Beispiel für das Starten des in 2 dargestellten Verbrennungsmotors während eines Fahrens mit Elektromotor, das die Zeit erläutert, zu der eine in 8 dargestellte Verbrennungsmotorstarteinrichtung in einem realen Testfahrzeug einen Befehl zum Ausrücken der Einrück-/Ausrückkupplung des Verbrennungsmotors gibt.
    • 11 ist ein Ablaufschema, das einen Hauptabschnitt der Steueroperation der in 1 dargestellten elektronischen Steuer- bzw. Regelvorrichtung erläutert, d.h. eine Steueroperation, mit der die Einrück-/Ausrückkupplung des Verbrennungsmotors ausgerückt wird, nachdem sie erst einmal schlupfen gelassen wurde, wenn der Zündungsstart des Verbrennungsmotors während eines Fahrens mit Elektromotor durchgeführt wird.
  • MODUS ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Nun wird ein Beispiel für die vorliegende Erfindung ausführlich mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Beispiel
  • 1 ist eine Konzeptskizze einer Gestaltung eines Antriebssystems gemäß einem Hybridfahrzeug 8 (im Folgenden auch einfach als „Fahrzeug 8“ bezeichnet), bei dem es sich um ein Beispiel für die vorliegende Erfindung handelt. Das in 1 dargestellte Hybridfahrzeug 8 weist eine Fahrzeugantriebsvorrichtung 10 (im Folgenden als „Antriebsvorrichtung 10“ bezeichnet), eine Differentialgetriebevorrichtung 21, ein Paar aus linken und rechten Achsen 22, ein Paar aus linken und rechten Antriebsrädern 24, eine hydraulische Steuerschaltung 34, einen Wechselrichter 56 und eine elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 auf. Die Antriebsvorrichtung 10 weist auf: einen Verbrennungsmotor 12, der als Antriebsquelle zum Fahren dienen kann, eine Verbrennungsmotorleistungssteuer- bzw. -regelvorrichtung 14, die den Verbrennungsmotor 12 startet oder stoppt und eine Regelung der Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors, beispielsweise eine Drosselsteuerung, leistet, einen Elektromotor MG, bei des sich um einen Elektromotor zum Fahren handelt, der als Antriebsquelle zum Fahren dienen kann, eine Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors, die einer Kupplung der vorliegenden Erfindung entspricht, einen Drehmomentwandler 16 und ein automatisches Getriebe 18. Wie in 1 dargestellt ist, ist das Fahrzeug 8 so gestaltet, dass die Leistung, die vom Verbrennungsmotor 12 oder vom Elektromotor MG oder von beiden erzeugt wird, jeweils vom Drehmomentwandler 16, vom automatischen Getriebe 18, von der Differentialgetriebevorrichtung 21 und von dem Paar aus linken und rechten Achsen 22 auf das Paar aus linken und rechten Antriebsrädern 24 übertragen wird. Daher kann das Fahrzeug 8 einen Elektromotorfahrmodus, bei dem nur der Elektromotor MG als Antriebsquelle verwendet wird, und einen Verbrennungsmotorfahrmodus, in dem der Verbrennungsmotor 12 als Antriebsquelle verwendet wird, auf alternative Weise wählen. In diesem Beispiel wird das Fahren des Fahrzeugs im Elektromotorfahrmodus als Fahren mit Elektromotor bezeichnet, und das Fahren des Fahrzeugs im Verbrennungsmotorfahrmodus wird als Fahren mit Verbrennungsmotor bezeichnet. Daher ist das Fahren mit Elektromotor das Fahren des Fahrzeugs unter Verwendung von nur dem Elektromotor MG zum Fahren, und das Fahren mit Verbrennungsmotor ist das Fahren des Fahrzeugs unter Verwendung der Leistung des Verbrennungsmotors 12 zum Fahren. Beim Fahren mit Verbrennungsmotor kann der Elektromotor MG abhängig von einem Fahrzustand ein Hilfsdrehmoment erzeugen. Der Elektromotorfahrmodus entspricht einem „Fahrmodus, in dem nur ein Elektromotor als Antriebsquelle verwendet wird“ in der vorliegenden Erfindung.
  • Der Elektromotor MG ist mit den Antriebsrädern 24 verkuppelt, ist beispielsweise ein synchroner Dreiphasen-Elektromotor und ist ein Motorgenerator mit einer Funktion eines Motors (Mover), der Leistung erzeugt, und einer Funktion eines Generators (Stromgenerator), der eine Reaktionskraft erzeugt. Zum Beispiel führt der Elektromotor MG einen regenerativen Betrieb durch, um eine Fahrzeugbremskraft zu erzeugen. Der Elektromotor MG ist über den Wechselrichter 56 elektrisch mit einer elektrischen Speichervorrichtung 57 verbunden, und der Elektromotor MG und die elektrische Speichervorrichtung 57 sind so gestaltet, dass elektrische Leistung gegenseitig ausgegeben und empfangen werden kann. Die elektrische Speichervorrichtung 57 ist beispielsweise eine Batterie (Sekundärbatterie), wie ein Bleiakku oder ein Kondensator.
  • Ein Kraftübertragungsweg zwischen dem Verbrennungsmotor 12 und dem Elektromotor MG ist mit der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors, die aus einer allgemein bekannten hydraulischen Nasslamellen-Reibschlussvorrichtung besteht, angeordnet, und die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors wird von einem Öldruck betätigt, der von der hydraulischen Steuerschaltung 34 geliefert wird, und dient als Leistungsverbindungs-/-unterbrechungsvorrichtung dient, die den Verbrennungsmotor 12 selektiv mit dem Kraftübertragungsweg vom Elektromotor zu den Antriebsrädern 24 verkuppelt. Genauer ist eine Abtriebswelle 26 des Verbrennungsmotors (z.B. eine Kurbelwelle), die als ein Abtriebselement des Verbrennungsmotors 12 dient, drehfest mit einem und in Bezug auf einen Rotor 30 des Elektromotors MG verkuppelt, wenn die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors eingerückt ist, und ist vom Rotor 30 des Elektromotors MG getrennt, wenn die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors ausgerückt ist. Kurz gesagt wird die Abtriebswelle 26 des Verbrennungsmotors über die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors selektiv mit dem Rotor 30 des Elektromotors MG verkuppelt. Daher wird die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors im Verbrennungsmotorfahrmodus vollständig eingerückt und im Elektromotorfahrmodus ausgerückt. Der Rotor 30 des Elektromotors MG ist drehfest in Bezug auf ein Pumpenlaufrad 16p angekuppelt, bei dem es sich um ein Eingangs- bzw. Antriebselement des Drehmomentwandlers 16 handelt.
  • Das automatische Getriebe 18 bildet einen Teil des Kraftübertragungswegs zwischen dem Drehmomentwandler 16 und den Antriebsrädern 24 und überträgt die Leistung des Verbrennungsmotors 12 oder des Elektromotors MG auf die Antriebsräder 24. Das automatische Getriebe 18 ist ein automatisches Stufengetriebe, das ein Schalten von Kupplung zu Kupplung durch Wechseln von eingerückten Eingriffselementen gemäß einer voreingestellten Beziehung (einem Schaltschema), beispielsweise auf Basis einer Fahrzeuggeschwindigkeit V und einem Beschleunigeröffnungsgrad Acc, durchführt. Anders ausgedrückt ist das automatische Getriebe 18 ein automatischer Getriebemechanismus, der beliebige von mehreren vordefinierten Schaltstufen (Übersetzungen) aufweist, die auf alternative Weise eingerichtet werden, und weist eine Mehrzahl von Planetengetriebevorrichtungen und eine Mehrzahl von Kupplungen oder Bremsen auf, die durch den Öldruck von der hydraulischen Steuerschaltung 34 betätigt werden, um das Schalten durchzuführen. Die Übersetzung des automatischen Getriebes 18 wird aus der Gleichung „Übersetzung = Getriebeeingangsdrehzahl Natin / Getriebeausgangsdrehzahl Natout“ berechnet.
  • Der Drehmomentwandler 16 ist eine Strömungsgetriebevorrichtung, die zwischen dem Elektromotor MG und dem automatischen Getriebe 18 angeordnet ist. Der Drehmomentwandler 16 weist das Pumpenlaufrad 16p, das als eingangsseitiges Drehelement wirkt, in das die Leistung des Verbrennungsmotors 12 und des Elektromotors MG eingegeben wird, ein Turbinenlaufrad 16t, das als ausgangsseitiges Drehelement wirkt, das die Leistung an das automatische Getriebe 18 ausgibt, und ein Statorlaufrad 16s auf. Der Drehmomentwandler 16 überträgt die Leistung, die in das Pumpenlaufrad 16p eingegeben wird, über ein Fluid (ein Arbeitsöl) auf das Turbinenlaufrad 16t. Das Statorlaufrad 16s ist über eine Freilaufkupplung mit einem Getriebegehäuse 36 verkuppelt, bei dem es sich um ein drehfestes Element handelt. Der Drehmomentwandler 16 weist eine Überbrückungskupplung LU zwischen dem Pumpenlaufrad 16p und dem Turbinenlaufrad 16t auf, die das Pumpenlaufrad 16p und das Turbinenlaufrad 16t selektiv und direkt miteinander verkuppelt. Die Überbrückungskupplung LU wird vom Öldruck aus der hydraulischen Steuerschaltung 34 gesteuert.
  • Der Verbrennungsmotor 12 ist in diesem Beispiel ein Viertakt-Achtzylinder-V-Ottomotor mit Direkteinspritzung, und wie in 2 konkret dargestellt ist, wird unter hohem Druck stehendes Benzin im zerstäubten Zustand durch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 84 direkt in eine Brennkammer 82 eingespritzt, die in einem Zylinder 80 ausgebildet ist. Der Verbrennungsmotor 12 lässt zu, dass Luft aus einer Ansaugleitung 86 über ein Ansaugventil 88 in die Brennkammer 82 strömt und Abgas, das aus dem Inneren der Brennkammer 82 ausgetragen werden soll, über ein Auslassventil 90 in eine Abgasleitung 92 ausgelassen wird, und wenn durch eine Zündvorrichtung 94 zu einer vorgegebenen Zeit eine Zündung bewirkt wird, wird eine Luft-Kraftstoff-Mischung in der Brennkammer 82 zur Explosion gebracht und verbrannt, um einen Kolben 96 zur unteren Seite hin zu treiben. Das Ansaugventil 88 wird durch eine Ansaugventilantriebsvorrichtung 89, die aus einem Nockenmechanismus besteht, der im Verbrennungsmotor 12 enthalten ist, synchron mit der Drehung der Kurbelwelle 26 auf und ab bewegt und dadurch dazu gebracht, eine Öffnungs-/Schließungsoperation durchzuführen. Das Auslassventil 90 wird durch eine Auslassventilantriebsvorrichtung 91, die aus dem Nockenmechanismus besteht, der im Verbrennungsmotor 12 enthalten ist, synchron mit der Drehung der Kurbelwelle 26 auf und ab bewegt und dadurch dazu gebracht, eine Öffnungs-/Schließungsoperation durchzuführen. Die Ansaugleitung 86 ist über einen Ausgleichsbehälter 98 mit einer elektronischen Drossel 100 verbunden, die als Ansaugluftmengenregulierungsventil wirkt, um eine Ansaugluftmenge, die aus der Ansaugleitung 86 in die Brennkammer 82 strömt, d.h. eine Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors, gemäß einem Öffnungsgrad θth der elektronischen Drossel 100 (einem Drosselöffnungsgrad θth) zu regeln. Wie in 2 dargestellt ist, weist der Kolben 96 einen Kolbenbodenabschnitt 96a auf, der als ein Endabschnitt zur Brennkammer 82 hin definiert ist und der einen Teil der Brennkammer 82 bildet, und der Kolbenbodenabschnitt 96a weist einen konkaven Abschnitt 96b auf, d.h. eine Kavität, die zur Brennkammer 82 hin offen ist. Der Kolben 96 ist axial verschiebbar in den Zylinder 80 gepasst und ist über ein Pleuel 102 drehbar in Bezug auf einen Kurbelzapfen 104 der Verbrennungsmotorabtriebswelle (der Kurbelwelle) 26 des angekuppelt, und die Kurbelwelle 26 wird, wie von einem Pfeil R angegeben, gemäß einer linearen Auf- und Abbewegung des Kolbens 96 drehend angetrieben. Die Kurbelwelle 26 wird von einem Lager in einem Lagerzapfenabschnitt 108 drehend gelagert und weist einen integrierten Kurbelarm 106 auf, der den Lagerzapfenabschnitt 108 und den Kurbelzapfen 104 miteinander verbindet. Eine Form, beispielsweise eine Tiefe des konkaven Abschnitts 96b, der im Kolben 96 angeordnet ist, ist so definiert, dass der Kraftstoff, der von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 84 während eines normalen Antriebs des Verbrennungsmotors 12 eingespritzt wird, im konkaven Abschnitt 96b zurückgeworfen wird und eine leicht entzündliche, fette Luft-Kraftstoff-Mischung bildet, wobei der Kraftstoff einigermaßen um die Zündvorrichtung 94 herum verteilt wird, um eine gute Explosion zu erreichen. Während eines normalen Antriebs des Verbrennungsmotors 12 wird der Kraftstoff in einem Kompressionshub der jeweiligen Zylinder 80 eingespritzt.
  • Der oben beschriebene Verbrennungsmotor 12 führt in einem Zylinder pro zwei Umdrehungen (720 Grad) der Kurbelwelle 26 vier Hübe aus, d.h. einen Ansaughub, einen Kompressionshub, einen Arbeitshub (Explosionshub) und einen Auslasshub, durch, und dies wird wiederholt, damit die Kurbelwelle 26 weiter rotieren kann. Die Kolben 96 der acht Zylinder 80 sind so gestaltet, dass ihre jeweiligen Kurbelwinkel jeweils um 90 Grad voneinander verschoben sind, und anders ausgedrückt sind die Positionen der Kurbelzapfen 104 der Kurbelwellen 26 in Richtungen, die um 90 Grad zueinander verschoben sind, projiziert, und jedes Mal, wenn sich die Kurbelwelle 27 um 90 Grad dreht, werden die acht Zylinder 80 in einer voreingestellten Zündfolge zur Explosion und Verbrennung gebracht, wodurch auf kontinuierliche Weise ein Rotationsdrehmoment erzeugt wird. Da der Verbrennungsmotor 12 ein Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor ist, kann der Verbrennungsmotor durch einen Zündungsstart gestartet werden, bei dem Kraftstoff ab dem Start der Drehung des Verbrennungsmotors 12 in den Zylinder 80 eingespritzt und entzündet wird. Genauer ist der Zündungsstart ein Verbrennungsmotorstartverfahren bei dem, wenn sich die Kurbelwelle 26 nach einem Kompressionshub über einen vorgegebenen Winkel von einem oberen Kompressionstotpunkt (Kompressions-OT) aus dreht und der Kolben 96 in einem Arbeitshub, in dem sowohl das Ansaugventil 88 als auch das Auslassventil 90 geschlossen sind, in einem vorgegebenen Winkelbereich θst gestoppt wird, Benzin von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 84 zuerst im Arbeitshub in den Zylinder 80 (in die Brennkammer 82) eingespritzt und von der Zündvorrichtung 94 verbrannt wird, wodurch die Luft-Kraftstoff-Mischung im Zylinder 80 zur Explosion gebracht und verbrannt wird, um die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors zu erhöhen. Obwohl dieser Zündungsstart den Verbrennungsmotorstart ohne Ankurbelung durch den Elektromotor MG usw. ermöglicht, wird der Zündungsstart in diesem Beispiel auch durchgeführt, wenn der Verbrennungsmotor 12 während des Fahrens mit Elektromotor gestartet wird, und in diesem Beispiel wird ein Schlupfeingriff (im Folgenden einfach als Schlupfen bezeichnet) erreicht, um die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors schlupfen zu lassen, um die Startfähigkeit des Verbrennungsmotors 12 zu verbessern, wodurch die Erhöhung der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors mit dem Elektromotordrehmoment Tmg unterstützt wird. Wenn der Winkelbereich θst in Bezug auf einen Kurbelwinkel beispielsweise in einem Bereich von etwa 30 bis 60 Grad hinter dem oberen Totpunkt des Kompressionshubs liegt, wird eine relativ große Drehenergie ab dem Zündungsstart gewonnen; allerdings kann der Zündungsstart auch bei etwa 90 Grad des Winkelbereichs θst durchgeführt werden.
  • Die Ansaugventilantriebsvorrichtung 89 hat auch die Funktion des bedarfsgemäßen Änderns von Öffnungs-/Schließungssteuerzeiten des Ansaugventils 88 usw. und wirkt beispielsweise als Vorrichtung zum Ändern der Öffnungs-/Schließungssteuerzeiten des Ansaugventils, wodurch beispielsweise der Öffnungs-/Schließungssteuerzeitpunkt des Ansaugventils 88 geändert wird. Falls der Verbrennungsmotor durch den Zündungsstart gestartet wird, wird die Ansaugventilantriebsvorrichtung 89 beispielsweise so gesteuert, dass der Schließungssteuerzeitpunkt des Ansaugventils 88 innerhalb eines Anpassungsbereichs so weit wie möglich nach hinten verschoben wird, um einen Drehwiderstand zu Beginn der Drehung des Verbrennungsmotors 12 zu verringern. Obwohl allgemein verschiedene Funktionsprinzipien der Ansaugventilantriebsvorrichtung 89 bekannt sind, kann die Ansaugventilantriebsvorrichtung 89 beispielsweise ein Nockenmechanismus sein, der in Verbindung mit der Drehung der Kurbelwelle 26 betätigt wird, so dass beliebige von mehreren Nocken mit Formen, die sich voneinander unterscheiden, durch eine hydraulische Steuerung oder eine elektrische Steuerung selektiv für die Öffnungs-/Schließungsbetätigung des Ansaugventils 88 verwendet werden, oder sie kann den Nockenmechanismus, der in Verbindung mit der Drehung der Kurbelwelle 26 betätigt wird, zusammen mit einem Mechanismus verwenden, der den Betrieb der Nocken des Nockenmechanismus durch eine hydraulische Steuerung oder eine elektrische Steuerung für die Öffnungs-/Schließungsbetätigung des Ansaugventils 88 korrigiert.
  • 3 ist ein Zylinderphasendiagramm einer gegenseitigen Phasenbeziehung von vier Zylindern, die während einer einzigen Umdrehung einer Kurbelwelle in dem in 12 dargestellten Verbrennungsmotor, bei dem es sich um einen Achtzylinder-V-Motor handelt, an Explosionen beteiligt sind. Die Nummern (K1 bis K4) der ersten bis vierten Zylinder K1 bis K4 stellen die Reihenfolge von Phasen (die Reihenfolge von Kolbenpositionen) in den vier Hüben, beispielsweise dem Kompressionshub, dar und nicht die Positionen der mechanischen Anordnung der Zylinder 80 des Verbrennungsmotors 12. Wie in 3 dargestellt, drehen sich die ersten bis vierten Zylinder K1 bis K4 im Uhrzeigersinn unter Aufrechterhaltung einer gegenseitigen 90 Grad-Phasenbeziehung, um nacheinander den Kompressionshub, in dem Ansaugluft verdichtet wird, ab dem Schließen des Ansaugventils 88 bis zum Kompressions-OT, und den Arbeitshub, in dem der Kolben durch die Ausdehnung von explodiertem Gas abwärts gedrängt wird, vom Kompressions-OT bis zum Öffnen des Auslassventils 90, durchzuführen. Die Phase des ersten Zylinders K1 von 3 ist im Arbeitshub; die Phase des zweiten Zylinders K2 ist in der zweiten Hälfte des Kompressionshubs; die Phase des dritten Zylinders K3 ist unmittelbar vor dem Kompressionshub; und die Phase des vierten Zylinders K4, der im Anschluss an den dritten Zylinder K3 in den Kompressionshub übergeht, ist ebenfalls vor dem Start des Kompressionshubs. In 3 zeigt eine durchbrochene Linie Lcpst eine Phase an, bei welcher der Kompressionshub gestartet wird, d.h. eine Phase, bei welcher das Ansaugventil 88 vom offenen Zustand in den geschlossenen Zustand geschaltet wird.
  • Wenn beispielsweise der Elektromotorfahrmodus im Hybridfahrzeug 8 in den Verbrennungsmotorfahrmodus geändert wird, wird die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors mit dem Schlupfen der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors erhöht, um den Verbrennungsmotor 12 zu starten.
  • Während einer Verlangsamung des Fahrzeugs, wenn eine Fußbremse niedergedrückt wird, oder während eines trägheitsbedingten Fahrens, wenn eine Bremsbetätigung und eine Beschleunigungsbetätigung des Fahrzeugs durch einen Fahrer aufgehoben worden sind, führt die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 eine Elektromotorregenerationssteuerung durch, in welcher der elektrischen Speichervorrichtung 57 die regenerative Energie zugeführt wird, die während des Bremsens des fahrenden Fahrzeugs 8 im regenerativen Betrieb des Elektromotors MG gewonnen wird. Genauer wird bei der Elektromotorregenerationssteuerung die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors ausgerückt, um die Kraftübertragung zwischen dem Verbrennungsmotor 12 und den Antriebsrädern 24 zu unterbrechen, während der Verbrennungsmotor 12 angehalten ist, und der Elektromotor MG wird durch Trägheitsenergie des Fahrzeugs 8 regenerativ betrieben. Die Trägheitsenergie wird als elektrische Leistung regeneriert und wird vom Elektromotor MG in der elektrischen Speichervorrichtung 57 gespeichert. Während die Elektromotorregenerationssteuerung geleistet wird, ist die Überbrückungskupplung LU eingerückt.
  • Das Fahrzeug 8 weist ein Steuersystem auf wie in 1 anhand eines Beispiels dargestellt. Die in 1 dargestellte elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 5 beinhaltet eine Funktion als Steuervorrichtung zum Steuern der Antriebsvorrichtung 10 und weist einen sogenannten Mikrocomputer auf. Wie in 1 dargestellt ist, werden verschiedene Eingangssignale, die von Sensoren erfasst werden, die im Hybridfahrzeug 8 angeordnet sind, zur elektronischen Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 geschickt. Zum Beispiel empfängt die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 eine Eingabe eines Signals, das den Beschleunigeröffnungsgrad Acc angibt, bei dem es sich um ein Maß handelt, in dem ein Gaspedal 71 niedergedrückt wird, und der von einem Beschleunigeröffnungsgradsensor 60 erfasst wird, ein Signal, das die Drehzahl Nmg des Elektromotors MG (die Elektromotordrehzahl Nmg) angibt, die von einem Elektromotordrehzahlsensor 62 erfasst wird, ein Signal, das die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 12 (die Verbrennungsmotordrehzahl Ne) angibt, die von einem Verbrennungsmotordrehzahlsensor 64 erfasst wird, ein Signal, das eine Drehzahl Nt des Turbinenlaufrads 16t des Drehmomentwandlers 16 (eine Turbinendrehzahl Nt) angibt, die von einem Turbinendrehzahlsensor 66 erfasst wird, ein Signal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit V angibt, die von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 70 erfasst wird, ein Signal, das eine Drehstellung der Abtriebswelle (Kurbelwelle) 26 des Verbrennungsmotors angibt, die von einem Kurbelwinkelsensor 72 erfasst wird, ein Signal, das eine Ladungsrestmenge (einen Ladungszustand) SOC der elektrischen Speichervorrichtung 57 angibt, die von der elektrischen Speichervorrichtung 57 ermittelt wird, usw. Die vom Elektromotordrehzahlsensor 62 erfasst Elektromotordrehzahl Nmg ist eine Eingangsdrehzahl des Drehmomentwandlers 16 und entspricht einer Drehzahl (Pumpendrehzahl) Np des Pumpenlaufrads 16p im Drehmomentwandler 16. Die vom Turbinendrehzahlsensor 66 erfasste Turbinendrehzahl Nt ist eine Ausgangsdrehzahl des Drehmomentwandlers 16 und entspricht einer Drehzahl Natin, d.h. der Getriebeeingangsdrehzahl Natin der Getriebeeingangswelle 19 im automatischen Getriebe 18. Eine Drehzahl Natout, d.h. die Getriebeausgangsdrehzahl Natout, einer Abtriebswelle 20 des automatischen Getriebes 18 (im Folgenden als Getriebeausgangswelle 20 bezeichnet) entspricht der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Eine positive Richtung für sowohl ein Verbrennungsmotordrehmoment Te als auch das Elektromotordrehmoment Tmg ist auf dieselbe Richtung eingestellt wie die Drehrichtung während des Antriebs des Verbrennungsmotors 12.
  • Die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 schickt verschiedene Ausgangssignale an die am Hybridfahrzeug 8 angeordneten Vorrichtungen.
  • Wenn der Verbrennungsmotor 12 während des Fahrens mit Elektromotor gestartet wird, wird eine Startunterstützung geleistet, um das Andrehen des Verbrennungsmotors durch den Elektromotor MG zu unterstützen, wobei die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors schlupfen gelassen wird, und zwar unabhängig davon, ob der Verbrennungsmotorstart der Zündungsstart ist. Wenn diese Startunterstützung nicht fortgesetzt wird, bis ein Verbrennungsdrehmoment (eine durchgezogene Linie L01), das durch Verbrennen von Kraftstoff im Verbrennungsmotor 12 erzeugt wird, eine Reibung (eine durchbrochene Linie L02) übertrifft, die einen Drehwiderstand des Verbrennungsmotors 12 selbst und einen Drehwiderstand einer mechanischen Ölpumpe, die vom Verbrennungsmotor 12 drehend angetrieben wird, beinhaltet, wie in 4 dargestellt, kann der Verbrennungsmotor 12 nicht gestartet werden. Daher wird im Allgemeinen eine Startbestimmung getroffen, um zu bestimmen, dass der Verbrennungsmotor 12 in die Lage versetzt worden ist, eine Drehung aus eigener Kraft durchzuführen, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl Ne eine vorgegebene Drehzahl erreicht, wie in 5 dargestellt. Daher wird die Zeit für die Startunterstützung auf Basis der Verbrennungsmotordrehzahl Ne bestimmt. Die Startbestimmung ist insbesondere bei einem Kaltstart notwendig, und wenn der Start des Verbrennungsmotors intermittierend während eines Fahrens mit Elektromotor durchgeführt wird, nachdem ein Aufwärmen des Verbrennungsmotors 12 abgeschlossen wurde, kann andererseits die Zeit für die Beendigung der Startunterstützung beispielsweise von einem Zeitnehmer bestimmt werden und die Startbestimmung muss nicht unbedingt auf Basis der Verbrennungsmotordrehzahl Ne getroffen werden, da eine Wassertemperatur des Verbrennungsmotors bereits hoch ist und der Drehwiderstand des Verbrennungsmotors 12 selbst erheblich herabgesetzt ist. Ein Wellendrehmoment Te des Verbrennungsmotors 12, d.h. das von der Verbrennungsmotorabtriebswelle (Kurbelwelle) 26 ausgegeben wird, und ist ein Drehmoment, das durch Subtrahieren des Drehwiderstands des Verbrennungsmotors 12 selbst vom Verbrennungsdrehmoment des Verbrennungsmotors 12 ermittelt wird.
  • Falls der Verbrennungsmotor 12 während des Fahrens mit Elektromotor mit schlupfender Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors gestartet wird, wird in der Fahrzeugantriebsvorrichtung 10, die den Verbrennungsmotor 12 aufweist, der in diesem Beispiel ein Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor ist, der Verbrennungsmotor durch den Zündungsstart gestartet, um den Verbrennungsmotor 12 schnell zu starten, und da der Zündungsstart zu einer großen Änderung des Verbrennungsmotordrehmoments Te führt, kann die ansteigende Verbrennungsmotordrehzahl Ne die Elektromotordrehzahl Nmg während des Schlupfens der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors erst einmal übertreffen und sich dann der Drehzahl der Elektromotordrehzahl Nmg angleichen. Zum Beispiel stellt ein Zeitschema von 6 dar, dass die Verbrennungsmotordrehzahl Ne die Elektromotordrehzahl Nmg zum Steuerzeitpunkt tal zunächst einmal übertrifft und dadurch einen Startstoß erzeugt, wie von einem Kreis einer Zweipunkt-Strich-Linie Lshk angegeben. Um eine Maßnahme zur Unterdrückung des Startstoßes zu ergreifen, rückt die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 dieses Beispiels die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors während des Schlupfens zunächst einmal aus, wenn bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor 12 nach Initiierung des Verbrennungsmotorstarts in der Lage ist, sich selbständig zu drehen, und rückt anschließend die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors wieder ein, nachdem das Verbrennungsmotordrehzahl Te ausreichend gesunken ist. Anders ausgedrückt rückt die elektronische Steuereinheit 58 die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors vorübergehend aus und rückt anschließend die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors vollständig ein, wenn bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor 12 in der Lage ist, sich selbständig zu drehen. 7 zeigt ein Zeitschema, das diese Operation erläutert.
  • 7 ist ein Zeitschema, das die Steuerung erläutert, die von der elektronischen Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 dieses Beispiels geleistet wird, um den Verbrennungsmotor 12 während eines Fahrens mit Elektromotor mit schlupfender Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors zu starten. Genauer wird das Starten des Verbrennungsmotors 12 von 7 gemäß der Verbrennungsmotorstartsteuerung durchgeführt, mit der die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors vorübergehend ausgerückt wird, nachdem die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors schlupfen gelassen wurde, bevor sie vollständig eingerückt wird. 7 zeigt ein Kupplungsübertragungsdrehmoment Tk0, das von der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors übertragen wird, das Elektromotordrehmoment Tmg, das Verbrennungsmotordrehmoment Te und die Drehzahlen Ne, Nmg von oben nach unten. Das Kupplungsübertragungsdrehmoment Tk0 wird in 7 als absoluter Wert angegeben.
  • Zum Steuerzeitpunkt tb1 von 7 beginnt die elektronische Steuereinheit 58 mit der Verbrennungsmotorstartsteuerung. Genauer befiehlt die elektronische Steuereinheit 58 zum Steuerzeitpunkt tb1 der hydraulischen Steuerschaltung 34, die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors schlupfen zu lassen, um die Startunterstützung zu leisten, wodurch der Zündungsstart des Verbrennungsmotors 12 initiiert wird. Nach dem Steuerzeitpunkt tb1 und vor dem Steuerzeitpunkt tb3 bewirkt die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 die Erzeugung eines Elektromotorausgleichsdrehmoments Tcmg durch den Elektromotor MG, um das Drehmoment (das Kupplungsübertragungsdrehmoment Tk0), das von der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors an die Antriebsräder 24 angelegt wird, aufzuheben. Das Elektromotorausgleichsdrehmoment Tcmg wird zu einem Laufmoment addiert, um das Ausgangsdrehmoment des Elektromotors MQ, d.h. das Elektromotordrehmoment Tmg (= Laufmoment + Ausgleichsdrehmoment) zu bilden.
  • Zum Steuerzeitpunkt tb2 bestimmt die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58, dass der Verbrennungsmotor 12 inzwischen in der Lage ist, sich aus eigener Kraft zu drehen, und befiehlt der hydraulischen Steuerschaltung 34, die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors auszurücken. Zum Steuerzeitpunkt tb3 erreicht die Verbrennungsmotordrehzahl Ne, die ausgehend von einem Stoppzustand ansteigt, die Elektromotordrehzahl Nmg. Die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 befiehlt der hydraulischen Steuerschaltung 34 zum Steuerzeitpunkt tb3, die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors schlupfen zu lassen, um den Anstieg der Verbrennungsmotordrehzahl Ne zu unterdrücken, während sie bewirkt, dass der Elektromotor MG nach dem Steuerzeitpunkt tb3 und vor dem Steuerzeitpunkt tb4 das Elektromotorausgleichsdrehmoment Tcmg erzeugt. Da die Richtung des Kupplungsübertragungsdrehmoments Tk0 ab dem Steuerzeitpunkt tb3 umgekehrt ist, wie daraus ersichtlich ist, dass das Größenverhältnis zwischen der Verbrennungsmotordrehzahl Ne und der Elektromotordrehzahl Nmg ab dem Steuerzeitpunkt tb3 umgekehrt ist, ist das Elektromotorausgleichsdrehmoment Tcmg in diesem Fall ein Drehmoment in einer Richtung, die dem Elektromotorausgleichsdrehmoment Tcmg vor dem Steuerzeitpunkt tb3 entgegengesetzt ist. Schließlich konvergiert die Verbrennungsmotordrehzahl Ne zum Steuerzeitpunkt tb4 mit der Elektromotordrehzahl Nmg an und wird dieser gleich, und daher befiehlt die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 der hydraulischen Steuerschaltung 34, die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors vollständig einzurücken.
  • Die in 7 dargestellte Verbrennungsmotorstartsteuerung ist ein sehr effektives Verfahren zur Unterdrückung des Startstoßes des Verbrennungsmotors 12. Wenn jedoch bis zum Steuerzeitpunkt t3, zu dem das Größenverhältnis zwischen der Verbrennungsmotordrehzahl Ne und der Elektromotordrehzahl Nmg umgekehrt wird, die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors nicht ausgerückt worden ist und das Kupplungsübertragungsdrehmoment Tk0 nicht ausreichend verringert worden ist, wird die Richtung (positiv/negativ) des Elektromotorausgleichsdrehmoments Tcmg der Richtung entgegengesetzt, in der das Drehmoment, das von der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors an die Antriebsräder 24 angelegt wird, aufgehoben wird, wodurch der Startstoß verstärkt werden kann. Falls zum Steuerzeitpunkt tb2 von 2 beispielsweise aufgrund der Verbrennungsmotordrehzahl Ne wie in 5 dargestellt bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor in die Lage versetzt wird, sich aus eigener Kraft zu drehen, kann der Startstoß aufgrund einer Verzögerung des Bestimmungszeit verstärkt werden. Die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 dieses Beispiels bestimmt daher auf Basis einer anderen Erfassungsgröße oder genauer des Kurbelwinkels, statt der Verbrennungsmotordrehzahl Ne, dass der Verbrennungsmotor 12 in die Lage versetzt wird, sich aus eigener Kraft zu drehen. Ein Hauptabschnitt der Steuerfunktion der elektronischen Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 wird nachstehend mit Bezug auf 8 beschrieben.
  • 8 ist ein Funktionsblockschema, das einen Hauptabschnitt der Steuerfunktion erläutert, die in der elektronischen Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 enthalten ist. Wie in 8 dargestellt ist, beinhaltet die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 funktional eine Verbrennungsmotorstartbestimmungseinrichtung 120 als einen Verbrennungsmotorstartbestimmungsabschnitt, eine Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122 als einen Verbrennungsmotorstartabschnitt und eine Einrichtung 126 zum Bestimmen der Verfügbarkeit einer aus eigener Kraft durchgeführten Drehung als Abschnitt zum Bestimmen der Verfügbarkeit einer aus eigener Kraft durchgeführten Drehung.
  • Die Verbrennungsmotorstartbestimmungseinrichtung 120 bestimmt, ob eine Verbrennungsmotorstartforderung zum Starten des Verbrennungsmotors 12 gestellt wird und ob die Verbrennungsmotorstartforderung während des Fahrens mit Elektromotor fortbesteht. Kurz gesagt bestimmt die Verbrennungsmotorstartbestimmungseinrichtung 120, ob der Verbrennungsmotor nach der Initiierung der Steuerung zum Starten des Verbrennungsmotors 12 im Stoppzustand, bis der Verbrennungsmotor 12 in die Lage versetzt wird, sich aus eigener Kraft zu drehen, in einer Anstiegsperiode ist. Zum Beispiel stellt die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 die Verbrennungsmotorstartforderung, um den Verbrennungsmotor 12 zu starten, um den Fahrmodus vom Fahren mit Elektromotor in das Fahren mit Verbrennungsmotor zu ändern, wenn bestimmt wird, dass eine geforderte Ausgangsleistung vom Elektromotor MG alleine nicht erfüllt werden kann, da der Beschleunigeröffnungsgrad Acc während des Fahrens mit Elektromotor vergrößert worden ist. Wenn andererseits die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors, die von der Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122 in den Schlupfzustand versetzt worden ist, ausgerückt wird, dann löscht die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 die Verbrennungsmotorstartforderung, da der Verbrennungsmotor 12 in der Lage ist, sich aus eigener Kraft zu drehen.
  • Wenn der Verbrennungsmotor 12 während des Fahrens mit Elektromotor gestartet wird, oder genauer, wenn die Verbrennungsmotorstartforderung während des Fahrens mit Elektromotor gestellt wird, dann lässt die Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122 die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors schlupfen, um die Startunterstützung zu leisten, und startet den Verbrennungsmotor 12. Anders ausgedrückt startet die Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122 den Verbrennungsmotor 12 bei schlupfender Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors. Für den Verbrennungsmotorstart bestimmt die Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122, ob der Zündungsstart möglich ist, auf Basis der Phase des Zylinders 80 im Arbeitshub im Stoppzustand des Verbrennungsmotors 12 und startet den Verbrennungsmotor 12 durch den Zündungsstart, falls möglich. Wenn dagegen bestimmt wird, dass der Zündungsstart nicht möglich ist, führt die Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122 einen normalen Verbrennungsmotorstart durch, bei dem Kraftstoff zugeführt und entzündet wird, nachdem die Verbrennungsmotordrehzahl Ne auf ein bestimmtes Maß gestiegen ist.
  • Die Zündungsstartbestimmungseinrichtung 124 bestimmt, ob die Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122 den Zündungsstart des Verbrennungsmotors 12 durchführt.
  • Falls die Verbrennungsmotorstartbestimmungseinrichtung 120 bestimmt, dass der Verbrennungsmotor in der Anstiegsperiode ist, und die Zündungsstartbestimmungseinrichtung 124 bestimmt, dass der Zündungsstart des Verbrennungsmotors 12 durchgeführt wird, bestimmt die Einrichtung 126 zum Bestimmen der Verfügbarkeit einer aus eigener Kraft durchgeführten Drehung, ob der Verbrennungsmotor 12 ausgehend vom Stoppzustand in die Lage versetzt wird, sich aus eigener Kraft zu drehen, auf Basis eines Startkurbelwinkels CAst, der aus dem Stoppzustand des Verbrennungsmotors 12 heraus gedreht worden ist. Der Startkurbelwinkel CAst ist genauer ein Kurbelwinkel, der durch Definieren des Stoppzustands des Verbrennungsmotors 12 vor der Initiierung des Verbrennungsmotorstarts als null (als Startpunkt) erhalten wird. Wenn beispielsweise der Startkurbelwinkel CAst einen vorgegebenen Kurbelwinkelbestimmungswert CA1 erreicht, bestimmt die Einrichtung 126 zum Bestimmen der Verfügbarkeit einer aus eigener Kraft durchgeführten Drehung, dass der Verbrennungsmotor 12 in die Lage versetzt wird, sich aus eigener Kraft zu drehen. Ein Verfahren zum Einstellen des Kurbelwinkelbestimmungswerts CA1 wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
  • 9 ist ein Zeitschema dafür, wann sich der Verbrennungsmotor 12 ausgehend von einem Startpunkt, bei dem es sich um einen Zeitpunkt der Initiierung des Starts des dem Zündungsstart unterzogenen Verbrennungsmotors 12 handelt, zu drehen beginnt. Ein in 9 dargestellter Kurbelwinkel ist ein Kurbelwinkel, bei dem eine vorgegebene Drehstellung der Verbrennungsmotorabtriebswelle 26 als null Grad definiert ist und der eine Nullstellung aufweist, die sich von der des Startkurbelwinkels CAst unterscheidet. Genauer stellt 9 das Zeitschema dafür dar, wann die Verbrennungsmotorabtriebswelle 26 sich ausgehend vom Stoppzustand des Verbrennungsmotors 12 zu drehen beginnt, wenn die Phasen der Zylinder 80 sind wie in dem Zylinderphasendiagramm von 3 dargestellt. Kurz gesagt sind zu einem Steuerzeitpunkt tc1, bei dem es sich um den Zeitpunkt der Initiierung des Starts des Verbrennungsmotors 12 handelt, die Phasen der Zylinder 80 des Verbrennungsmotors 12 wie in 3 dargestellt. In einem Zeitschema des Zylinderdrucks, bei dem es sich um den Innendruck der Zylinder 80 handelt, wird der Zylinderdruck des dritten Zylinders K3 (siehe 3) durch eine durchgezogene Linie LK3 dargestellt, und der Zylinderdrucks des vierten Zylinders K4, der auf den dritten Zylinder K3 folgend in den Kompressionshub eintritt, wird von einer durchgezogenen Linie LK4 dargestellt, während der Zylinderdrucks des fünften Zylinders K5, der auf den vierten Zylinder K4 folgend in den Kompressionshub eintritt, von einer durchgezogenen Linie LK5 dargestellt wird.
  • Wie in 9 dargestellt ist, steigt die Verbrennungsmotordrehzahl Ne im Lauf der Zeit ausgehend vom Steuerzeitpunkt tc1 an. Das Verbrennungsmotordrehmoment Te ist für eine Weile nach dem Steuerzeitpunkt tc1 ein positives Drehmoment, aber wenn der dritte Zylinder K3 von 3 in den Kompressionshub eintritt, beginnt das Verbrennungsmotordrehmoment Te aufgrund eines Kompressionswiderstands im dritten Zylinder K3 zu sinken und wird zu einem negativen Drehmoment (siehe einen Pfeil AR01). Das Verbrennungsmotordrehmoment Te geht nach dem Steuerzeitpunkt tc1 durch einen ersten negativen Extremwert PTx, wird zum Steuerzeitpunkt tc2 null und wird ab dem Steuerzeitpunkt tc2 wieder zu einem positiven Wert. Wie daraus ersichtlich ist, dass der Zylinderdruck des dritten Zylinders K3 zum Steuerzeitpunkt tc2 einen lokalen Höchstwert PCmax erreicht, ist der Steuerzeitpunkt tc2 der Zeitpunkt, zu dem der Kompressionshub des dritten Zylinders K3 (dritter Zylinder in Bezug auf die Reihenfolge) endet und der dritte Zylinder K3 in den Arbeitshub eintritt, d.h. der Zeitpunkt, zu dem die Kolbenstellung des dritten Zylinders K3 den oberen Kompressionstotpunkt erreicht. Obwohl das Verbrennungsmotordrehmoment Te nach dem Steuerzeitpunkt tc2 momentan ein negatives Drehmoment sein kann, ist das Verbrennungsmotordrehmoment Te im Durchschnitt zuverlässig ein positives Drehmoment. Daher wird davon ausgegangen, dass der Verbrennungsmotor 12 nach dem Steuerzeitpunkt tc2 in der Lage ist, sich aus eigener Kraft zu drehen, und dass die Startunterstützung nicht notwendig ist. Daher kann aus dem Zeitschema des Verbrennungsmotordrehmoments Te von 9 bestimmt werden, dass der Verbrennungsmotor 12 in die Lage versetzt wird, sich aus eigener Kraft zu drehen, wenn das Verbrennungsmotordrehmoment Te nach der Initiierung des Starts des Verbrennungsmotors 12 durch den ersten negativen Extremwert des Drehmoments geht und ausgehend von einem negativen Drehmoment null wird, wenn der Zündungsstart des Verbrennungsmotors 12 durchgeführt wird. Anders ausgedrückt kann bestimmt werden, dass der Verbrennungsmotor 12 in die Lage versetzt wird, sich aus eigener Kraft zu drehen, wenn im dritten Zylinder K3, welcher der erste von der Mehrzahl von Zylindern 80 ist, in dem das Ansaugventil 88 aus dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand wechselt, die Kolbenstellung den oberen Kompressionstotpunkt erreicht.
  • Nimmt man beispielsweise den Fall, dass der Verbrennungsmotor 12 aus dem Stoppzustand des Verbrennungsmotors 12 heraus mit den in 3 dargestellten Phasen der Zylinder 80 gestartet wird, so berechnet die Einrichtung 126 zum Bestimmen der Verfügbarkeit einer aus eigener Kraft durchgeführten Drehung einen Kurbelwinkel AGK3 zwischen der Kolbenstellung des dritten Zylinders K3 beim Eintreten des Verbrennungsmotors 12 in den Stoppzustand und dem oberen Kompressionstotpunkt, der in 3 dargestellt ist, und stellt den errechneten Kurbelwinkel AGD3 als Kurbelwinkelbestimmungswert Ca1 ein. Der Kurbelwinkelbestimmungswert CA1 wird beispielsweise unmittelbar vor der Initiierung des Verbrennungsmotorstarts durch die Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122 eingestellt.
  • Zurück zu 8 - nach Initiierung der Startunterstützung hält die Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122 die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors kontinuierlich im Schlupfzustand, bis die Einrichtung 126 zum Bestimmen der Verfügbarkeit einer aus eigener Kraft durchgeführten Drehung bestimmt, dass der Verbrennungsmotor 12 in die Lage versetzt wird, sich aus eigener Kraft zu drehen, d.h. bis der Startkurbelwinkel CAst den Kurbelwinkelbestimmungswert CA1 erreicht. Die Startunterstützung wird auch während des Schlupfens der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors fortgesetzt. Wenn dagegen bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor 12 in die Lage versetzt wird, sich aus eigener Kraft zu drehen, d.h. wenn der Startkurbelwinkel CAst den Kurbelwinkelbestimmungswert CA1 erreicht, dann rückt die Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122 die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors aus. Genauer befiehlt die Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122 der hydraulischen Steuerschaltung 34, die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors auszurücken, und beendet gleichzeitig die Startunterstützung. Wie aus dem Verfahren zum Einstellen des Kurbelwinkelbestimmungswerts CA1, das oben unter Bezugnahme auf 9 beschrieben wurde, ersichtlich ist, berücksichtigt (d.h. bestimmt) die Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122, welche die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors auf diese Weise ausrückt, dass das Verbrennungsmotordrehmoment Te nach der Initiierung des Starts des Verbrennungsmotors 12 den ersten negativen Extremwert PTx durchläuft und ausgehend von einem negativen Drehmoment null wird, wenn der Startkurbelwinkel CAst nach Initiierung des Starts des Verbrennungsmotors 12 den Kurbelwinkelbestimmungswert CA1 erreicht. Somit kann man sagen, dass die Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122 die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors im Schlupfzustand ausrückt, wenn das Verbrennungsmotordrehmoment Te nach der Initiierung des Starts des Verbrennungsmotors 12 durch den ersten negativen Extremwert geht und ausgehend von einem negativen Drehmoment null wird.
  • 10 ist ein Zeitschema, das die Zeit erläutert, zu der die in Fig. 122 dargestellte Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122 in einem Beispiel für das Starten des in 2 dargestellten Verbrennungsmotors 12 während eines Fahrens mit Elektromotor in einem realen Fahrzeug einen Befehl zum Ausrücken der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors gibt. In 10 bestimmt die Einrichtung 126 zum Bestimmen der Verfügbarkeit einer aus eigener Kraft durchgeführten Drehung, dass der Startkurbelwinkel CA1 zum Steuerzeitpunkt td1, nachdem einige Zeit seit dem Zeitpunkt vergangen ist, zu dem die Verbrennungsmotordrehzahl Ne aufgrund der Initiierung des Starts des Verbrennungsmotors 12 von null aus erhöht worden ist, den Kurbelwinkelbestimmungswert CA1 erreicht hat. Zum Steuerzeitpunkt td1 gibt die Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122 einen Befehl aus zum Ausrücken der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors. Aus 10 geht hervor, dass von der Einrichtung 126 zum Bestimmen der Verfügbarkeit einer aus eigener Kraft durchgeführten Drehung zum Steuerzeitpunkt td1, bei dem es sich um den Zeitpunkt handelt, der erheblich früher liegt als der Zeitpunkt, zu dem die Verbrennungsmotordrehzahl Ne die Elektromotordrehzahl Nmg übertrifft, bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor 12 fähig ist, sich aus eigener Kraft zu drehen, und dass der Befehl zum Ausrücken der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors ausgegeben wird. Es wird auch klar, dass von der Einrichtung 126 zum Bestimmen der Verfügbarkeit einer aus eigener Kraft durchgeführten Drehung früher als in dem Fall, in dem auf Basis der Verbrennungsmotordrehzahl Ne bestimmt wird, ob der Verbrennungsmotor 12 in die Lage versetzt wird, sich aus eigener Kraft zu drehen, bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor 12 in der Lage ist, sich aus eigener Kraft zu drehen, da die Verbrennungsmotordrehzahl Ne zum Steuerzeitpunkt td1 wesentlich niedriger ist als die Elektromotordrehzahl Nmg. Der in 10 dargestellter Kurbelwinkel ist ein Kurbelwinkel, an dem eine vorgegebene Drehstellung der Verbrennungsmotorabtriebswelle 26 als null Grad definiert ist und der eine Nullstellung aufweist, die sich von der des Startkurbelwinkels CAst unterscheidet.
  • Wie oben beschrieben wird in dem Beispiel von 3 und 9 der Kurbelwinkelbestimmungswert CA1 auf einen Kurbelwinkel AGK3 von der Kolbenstellung des dritten Zylinders K3 im Stoppzustand des Verbrennungsmotors 12 bis zum oberen Kompressionstotpunkt eingestellt; jedoch muss der Kurbelwinkelbestimmungswert CA1 nicht immer identisch sein mit dem Kurbelwinkel AGK3 und kann auf einen Winkel eingestellt werden, der gegenüber dem Kurbelwinkel AGK3 etwas vergrößert oder verkleinert ist. In einem Beispiel dafür, dass der Kurbelwinkelbestimmungswert CA1 etwas größer eingestellt wird als der Kurbelwinkel AGK3, kann der Kurbelwinkelbestimmungswert CA1 auf einen Kurbelwinkel nach dem oberen Kompressionstotpunkt bis zu einer Mitte des Arbeitshubs eingestellt werden statt auf den Kurbelwinkel ab der Kolbenstellung bis zum oberen Kompressionstotpunkt. Genauer ist es vorstellbar, dass der Kurbelwinkelbestimmungswert CA1 auf einen Kurbelwinkel AGK3L eingestellt wird, der erhalten wird, wenn die Verbrennungsmotorabtriebswelle 26 sich ausgehend vom Stoppzustand des Verbrennungsmotors 12 mit den Phasen der Zylinder 80, die in 3 dargestellt sind, zu drehen beginnt und die Kolbenstellung des dritten Zylinders K3 eine vorgegebene Kolbenstellung zwischen dem oberen Kompressionstotpunkt und einer Arbeitshubabschlussposition erreicht. Wenn der Kurbelwinkel AGK3L als der Kurbelwinkelbestimmungswert CA1 eingestellt wird, rückt die Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122 die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors im Schlupfzustand nach der Initiierung des Starts des Verbrennungsmotors 12 aus, bevor in dem Zylinder, welcher unter der Mehrzahl von Zylindern 80 der erste ist, in dem das Ansaugventil 88 aus dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand geschaltet wird (z.B. der dritte Zylinder K3 von 3), die Kolbenstellung ausgehend vom oberen Kompressionstotpunkt nach dem Kompressionshub die Arbeitshubabschlussposition erreicht.
  • Obwohl in der Beschreibung zu 9 beschrieben worden ist, dass der Verbrennungsmotor 12 nach dem Steuerzeitpunkt tc2 in der Lage ist, sich aus eigener Kraft zu drehen, weist der Verbrennungsmotor 12 in der Drehrichtung eine ausreichend große Trägheit auf, und daher kann sich der Verbrennungsmotor 12 aufgrund der Trägheit des Verbrennungsmotors 12 zuverlässig auch vor dem Steuerzeitpunkt tc2 ohne die Startunterstützung über einen bestimmten Bereich weiterdrehen, bis das Verbrennungsmotordrehmoment Te zu einem positiven Drehmoment wird. Daher ist es denkbar, dass nach einer vorläufigen empirischen Ermittlung des Startkurbelwinkels CAst, der zur Erzeugung des Trägheitsmoments des Verbrennungsmotors 12 führt, das nötig ist, damit das Verbrennungsmotordrehmoment Te durch den ersten negativen Drehmomentextremwert PTx geht (siehe 9) und ausgehend von einem negativen Drehmoment null wird, der vorläufig empirisch erhaltene Startkurbelwinkel CAst als Kurbelwinkelbestimmungswert CA1 eingestellt wird. Der Kurbelwinkelbestimmungswert CA1 ist in diesem Fall der Startkurbelwinkel CAst, der einem Zeitpunkt vor dem Steuerzeitpunkt tc2 in 9 entspricht, und ist daher ein Winkel, der kleiner ist als der Kurbelwinkel AGK3 (siehe 3). Wenn der Kurbelwinkelbestimmungswert CA1 auf diese Weise eingestellt wird, rückt die Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122 die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors im Schlupfzustand nach der Initiierung des Starts des Verbrennungsmotors 12 aus, wenn das Trägheitsdrehmoment des Verbrennungsmotors 12 erzeugt wird, das nötig ist, damit das Verbrennungsmotordrehmoment Te durch den ersten negativen Drehmomentextremwert PTx geht und ausgehend von einem negativen Drehmoment null wird.
  • 11 ist ein Ablaufschema, das einen Hauptabschnitt der Steueroperation der elektronischen Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58, d.h. eine Steueroperation des Ausrückens der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors, erläutert, nachdem diese schlupfen gelassen wurde, wenn der Zündungsstart des Verbrennungsmotors 12 während eines Fahrens mit Elektromotor durchgeführt wird. Die in 11 dargestellte Steueroperation wird beispielsweise während des Fahrens mit Elektromotor gestartet. Die in 11 dargestellte Steueroperation wird allein oder gleichzeitig mit einer anderen Steueroperation durchgeführt.
  • Zuerst wird im Schritt S1 („Schritt“ wird im Folgenden weggelassen) von 11 bestimmt, ob der Verbrennungsmotor in einer Anstiegsperiode ist nach der Initiierung der Steuerung zum Starten des Verbrennungsmotors 12 im Stoppzustand bis dahin, wo der Verbrennungsmotor 12 in die Lage versetzt wird, sich aus eigener Kraft zu drehen. Falls die Bestimmung von S1 positiv ist, d.h. falls der Verbrennungsmotor 12 in der Anstiegsperiode ist, geht die Operation zu S2 weiter. Wenn die Bestimmung von S1 dagegen negativ ist, wird dieses Ablaufschema beendet. S1 entspricht der Verbrennungsmotorstartbestimmungseinrichtung 120.
  • Bei S2, welcher der Zündungsstartbestimmungseinrichtung 124 entspricht, wird bestimmt, ob der Zündungsstart des Verbrennungsmotors 12 durchgeführt wird. Wenn beispielsweise der Stoppzustand des Verbrennungsmotors 12 vor dem Start des Verbrennungsmotors ein Zustand ist, in dem der Zündungsstart nicht durchgeführt werden kann, dann ist die Bestimmung von S2 negativ. Falls die Bestimmung von S2 positiv ist, d.h. falls der Zündungsstart des Verbrennungsmotors 12 durchgeführt wird, geht die Operation zu S3 weiter. Wenn die Bestimmung von S2 dagegen negativ ist, wird dieses Ablaufschema beendet.
  • Bei S3, welcher der Einrichtung 126 zum Bestimmen der Verfügbarkeit einer aus eigener Kraft durchgeführten Drehung entspricht, wird bestimmt, ob der Kurbelwinkel des Verbrennungsmotors 12 über einen festgelegten Winkel (= Kurbelwinkelbestimmungswert CA1) oder mehr ausgehend vom Stoppzustand des Verbrennungsmotors 12 vergrößert worden ist. Genauer wird ein Drehwinkel der Verbrennungsmotorabtriebswelle 26 ausgehend von der Stoppstellung des Verbrennungsmotors, d.h. der Startkurbelwinkel CAst, gemessen. Dann wird bestimmt, ob der Startkurbelwinkel CAst den Kurbelwinkelbestimmungswert CA1 erreicht. Wenn die Bestimmung von S3 positiv ist, d.h. wenn der Startkurbelwinkel CAst den Kurbelwinkelbestimmungswert CA1 erreicht, geht die Operation zu S4 weiter. Wenn die Bestimmung von S3 dagegen negativ ist, geht die Operation zu S5 weiter. Im Falle des Zeitdiagramms von 7 ist die Bestimmung von S3 zum Steuerzeitpunkt tb2 von 7 positiv.
  • Bei S4 wird der hydraulischen Steuerschaltung 34 befohlen, die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors auszurücken, und gleichzeitig wird die Startunterstützung beendet.
  • Bei S5 wird der Schlupfzustand der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors fortgesetzt, und die Startunterstützung wird ebenfalls fortgesetzt. S4 und S5 entsprechen der Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122.
  • Gemäß diesem oben beschriebenen Beispiel ist der Verbrennungsmotor 12 ein Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor, und wenn der Verbrennungsmotor 12 während des Fahrens mit Elektromotor gestartet wird, lässt die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors schlupfen und startet den Verbrennungsmotor 12 durch den Zündungsstart. Falls das Verbrennungsmotordrehmoment Te nach der Initiierung des Starts des Verbrennungsmotors 12 durch den ersten negativen Extremwert geht und ausgehend von einem negativen Drehmoment null wird, schwächt die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 die Einrückkraft der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors im Vergleich zu vor dem Erreichen von null. Genauer wird die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors ausgerückt. Beim Starten des Verbrennungsmotors, wenn zu Beginn der Drehung des Verbrennungsmotors 12 der Zylinder 80, der in einem Ansaughub und unmittelbar vor einem Kompressionshub ist (z.B. der dritte Zylinder von 3), in den Kompressionshub übergeht und der Zylinder 80 im Kompressionshub ist, kommt es mit großer Wahrscheinlichkeit zu einem Abwürgen des Verbrennungsmotors. Anders ausgedrückt wird, wenn der Zylinder 80 im Kompressionshub ist, ein erstes größtes Kompressionsdrehmoment (der erste negative Drehmomentextremwert PTx) erzeugt. Wenn der Zylinder 80 den Kompressionshub durchläuft und in den folgenden Arbeitshub übergeht, erzeugt der Verbrennungsmotor 12 im Arbeitshub ein Drehmoment in der positiven Richtung, und daher kann der nächste Zylinder 80, der im Anschluss an den Zylinder 80 in den Kompressionshub übergeht, Ansaugluft leichter verdichten und erhöht die Verbrennungsmotordrehzahl Ne mühelos. Wenn der Verbrennungsmotor während des Fahrens mit Elektromotor gestartet wird, kann somit die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 die Einrückkraft der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors früher herabsetzen als bei der Bestimmung, die auf der Verbrennungsmotordrehzahl Ne basiert, während die Zuverlässigkeit des Verbrennungsmotorstarts gewährleistet wird, gemäß der Drehmomentänderung auf Basis des Mechanismus des Verbrennungsmotors 12. Infolgedessen kann beim Verbrennungsmotorstart die Drehmomentkapazität der Kupplung K0 vor dem Zeitpunkt (Zeit tb3 in 7), zu dem die Verbrennungsmotordrehzahl Ne die Elektromotordrehzahl Nmg übertrifft, ausreichend gesenkt werden, und daher kann der Stoß, der auf den Verbrennungsmotorstart zurückgeht, unterdrückt werden. Die Schwächung der Einrückkraft der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors besteht anders ausgedrückt in der Senkung der Einrückkraft der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors.
  • Gemäß diesem Beispiel kann die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58, wenn das Trägheitsdrehmoment des Verbrennungsmotors 12 erzeugt wird, das nötig ist, damit das Verbrennungsmotordrehmoment Te nach der Initiierung des Starts des Verbrennungsmotors 12 durch den ersten negativen Drehmomentextremwert PTx geht und ausgehend von einem negativen Drehmoment null wird, die Einrückkraft der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors im Vergleich zu vor der Erzeugung des nötigen Trägheitsdrehmoments auch dann schwächen, wenn das Verbrennungsmotordrehzahl Te ein negatives Drehmoment ist. Genauer kann die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors ausrücken. In diesem Fall kann die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 die Einrückkraft der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors früher schwächen und gleichzeitig die Zuverlässigkeit des Verbrennungsmotorstarts gewährleisten als in dem Fall, in dem die Einrückkraft der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors herabgesetzt wird, wenn das Verbrennungsmotordrehmoment Te nach der Initiierung des Starts des Verbrennungsmotors 12 durch den ersten negativen Drehmomentextremwert PTx geht und ausgehend von einem negativen Drehmoment null wird. Daher kann der Stoß, der auf den Verbrennungsmotorstarts zurückgeht, zuverlässiger unterdrückt werden.
  • Wenn der Kurbelwinkel, der ausgehend vom Stoppzustand des Verbrennungsmotors 12 (= der Startkurbelwinkel CAst) den vorgegebenen Kurbelwinkelbestimmungswert CA1 nach der Initiierung des Starts des Verbrennungsmotors 12 erreicht, berücksichtigt die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 gemäß diesem Beispiel, dass das Verbrennungsmotordrehmoment Te nach der Initiierung des Starts des Verbrennungsmotors 12 durch den ersten negativen Drehmomentextremwert PTx geht und ausgehend von einem negativen Drehmoment null wird. Daher kann die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 den Zeitpunkt zum Schwächen der Einrückkraft der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors oder genauer den Zeitpunkt zum Ausrücken der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors durch Erfassen des Startkurbelwinkels CAst leicht bestimmen.
  • Gemäß diesem Beispiel kann die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 die Einrückkraft der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors nach der Initiierung des Starts des Verbrennungsmotors 12 schwächen, bevor der Kolben ausgehend vom oberen Kompressionstotpunkt des Zylinders 80 (z.B. des dritten Zylinders K3 von 3) die Arbeitshubabschlussposition erreicht, in der das Ansaugventil 88 in der Mehrzahl von Zylindern 80, die im Verbrennungsmotor 12 enthalten sind, zuerst aus dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand geschaltet wird, im Vergleich zu vor dem Erreichen des oberen Kompressionstotpunkts durch die Kolbenposition. Genauer kann die elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors ausrücken. In diesem Fall kann die Steuer- bzw. Regelvorrichtung 58 mit dem Schwächen der Einrückkraft der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors beginnen, nachdem der Zylinder 80, in dem das Ansaugventil 88 zuerst aus dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand geschaltet worden ist, zuverlässig in den Arbeitshub übergeht, und kann daher den zuverlässigeren Motorstart gewährleisten.
  • Obwohl das Beispiel der vorliegenden Erfindung ausführlich mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben worden ist, ist dies nur eine Ausführungsform, und die vorliegende Erfindung kann auf Basis des fachmännischen Könnens in auf verschiedene Weise modifizierten und verbesserten Formen ausgeführt werden.
  • Zum Beispiel ist das automatische Getriebe 18 in diesem Beispiel zwar ein Stufengetriebe, aber das automatische Getriebe 18 kann auch ein stufenlos variables Getriebe (CVT) sein, das in der Lage ist, eine Übersetzung stufenlos zu variieren. Das automatische Getriebe muss nicht enthalten sein.
  • Obwohl der Verbrennungsmotor 12 in dem Beispiel ein V-Motor ist, kann der Verbrennungsmotor 12 auch ein Verbrennungsmotor eines anderen Typs sein, beispielsweise ein Reihenmotor oder ein Boxermotor. Der Verbrennungsmotor 12 muss nicht auf einen Achtzylindermotor beschränkt sein und kann beispielsweise ein Drei-, Vier-, Sechs- oder Zehnzylindermotor sein.
  • Obwohl der Kraftstoff, der in dem Verbrennungsmotor 12 in dem Beispiel verwendet wird, Benzin ist, kann der Kraftstoff auch Ethanol oder eine Kraftstoffmischung aus Ethanol und Benzin sein, ebenso wie Wasserstoff, LPG usw.
  • Auch wenn die Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122 in dem Beispiel die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors ausrückt, wenn der Startkurbelwinkel CAst nach Initiierung des Starts des Verbrennungsmotors 12 den Kurbelwinkelbestimmungswert CA1 erreicht, muss die Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122 die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors nicht vollständig ausrücken und kann beispielsweise die Einrückkraft der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors im Vergleich zu vor dem Erreichen des Kurbelwinkelbestimmungswerts CA1 durch den Startkurbelwinkel CAst schwächen, um die Einrückkraft der Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors auf einem solchen Niveau zu halten, dass der Startstoß nicht verstärkt wird.
  • Obwohl in dem Beispiel der Verbrennungsmotor 12 und der Elektromotor MG auf der gleichen Mittelachse angeordnet sind, wie in 1 dargestellt, kann der Elektromotor MG auch auf einer Mittelachse angeordnet sein, die von der des Verbrennungsmotors 12 verschieden ist, und kann wirkmäßig über ein Getriebe oder eine Kette zwischen die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors und den Drehmomentwandler 16 geschaltet sein.
  • Obwohl der Drehmomentwandler 16 in dem Beispiel die Überbrückungskupplung LU beinhaltet, muss die Überbrückungskupplung LU nicht enthalten sein. Eine Fahrzeugantriebsvorrichtung ohne den Drehmomentwandler 16 kann auch vorstellbar sein.
  • Obwohl der Drehmomentwandler 16 in dem Beispiel als hydraulische Kraftübertragungsvorrichtung verwendet wird, kann der Drehmomentwandler durch eine Fluidkupplung ersetzt werden, beispielsweise eine Fluidkupplung ohne eine Drehmomentverstärkungswirkung.
  • Auch wenn die Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122 die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors vorübergehend ausrückt (die Einrückkraft herabsetzt), nachdem sie zugelassen hat, dass die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors vor dem vollständigen Eingriff zu schlupfen beginnt, wenn der Verbrennungsmotor 12 während des Fahrens mit Elektromotor (d.h. in diesem Beispiel während das Fahrzeug im Elektromotorfahrmodus fährt) durch den Zündungsstart gestartet wird, kann die Verbrennungsmotorstarteinrichtung 122 die Einrück-/Ausrückkupplung K0 des Verbrennungsmotors wie oben beschrieben vorübergehend ausrücken, wenn der Verbrennungsmotor 12 durch Zündungsstart gestartet wird, während das Fahrzeug 8 im Elektromotorfahrmodus fährt, ohne darauf beschränkt zu sein, dass das Fahrzeug fährt, oder kurz gesagt, wenn der Verbrennungsmotor 12 während des Elektromotorfahrmodus durch den Zündungsstart gestartet wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 10:
    Fahrzeugantriebsvorrichtung
    12:
    Verbrennungsmotor (Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor)
    24:
    Antriebsräder
    58:
    elektronische Steuer- bzw. Regelvorrichtung (Steuer- bzw. Regelvorrichtung)
    80:
    Zylinder
    88:
    Ansaugventil
    96:
    Kolben
    MG:
    Elektromotor
    K0:
    Einrück-/Ausrückkupplung des Verbrennungsmotors (Kupplung)

Claims (1)

  1. Steuervorrichtung (58) einer Fahrzeugantriebsvorrichtung (10), die einen Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor (12), einen Elektromotor (MG) und eine Kupplung (K0) aufweist, die den Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor selektiv mit einem Kraftübertragungsweg vom Elektromotor zu Antriebsrädern (24) verkuppelt, wobei die Steuervorrichtung die Kupplung schlupfen lässt und den Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor durch einen Zündungsstart startet, bei dem Kraftstoff ab dem Start der Drehung des Direkteinspritzer-Verbrennungsmotors in einen Zylinder (80) des Direkteinspritzer-Verbrennungsmotors eingespritzt und entzündet wird, falls der Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor während eines Fahrmodus gestartet wird, in dem nur der Elektromotor als Antriebsquelle verwendet wird, wobei die Steuervorrichtung eine Einrückkraft der Kupplung im Vergleich zu vor dem Erreichen des oberen Totpunkts des Kompressionshubs durch die Kolbenposition schwächt, bevor in einem Zylinder (K3), welcher von einer Mehrzahl von im Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor enthaltenen Zylindern (80) der erste ist, in dem ein Ansaugventil (88) nach Initiierung des Starts des Direkteinspritzer-Verbrennungsmotor aus einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand geschaltet wird, eine Kolbenposition ausgehend von einem oberen Kompressionstotpunkt eine Arbeitshubabschlussposition erreicht.
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