DE112013006935T5

DE112013006935T5 - Vorrichtung zum Steuern eines Hybridfahrzeugs

Info

Publication number: DE112013006935T5
Application number: DE112013006935.0T
Authority: DE
Inventors: Toshio Inoue
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2016-01-21
Also published as: WO2014167681A1; JP6052398B2; CN105121239A; US20160046284A1; JPWO2014167681A1; US9834201B2; CN105121239B

Abstract

Es ist eine Vorrichtung zum Steuern eines Hybridfahrzeugs vorgesehen, die ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewicht sogar während der Fahrt des Fahrzeugs erfassen kann. Da der eingerückte Zustand einer die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung (K0) auf Grundlage der angeforderten Antriebsleistung des Fahrzeugs während des Erfassens des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts variiert wird, kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewicht während der Fahrt erfasst werden, während das Übertragen einer von Antriebsrädern eingebrachten Störung oder einer Störung von der Resonanzschwingung einer Leistungsübertragungsvorrichtung auf eine Kraftmaschine (14) unterdrückt wird. Da der eingerückte Zustand der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung (K0) auf Grundlage der angeforderten Antriebsleistung geändert wird, ist die Fahrleistung des Fahrzeugs sichergestellt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs, und sie bezieht sich insbesondere auf das Erfassen einer Anomalität einer Kraftmaschine.
Hintergrundtechnologie
Eine Anzahl von Technologien wurde bezüglich einer sogenannten bordeigenen Diagnose (im weiteren Verlauf als OBD bezeichnet) vorgeschlagen, die eine Luft-Kraftstoff-Verhältnisvariation (ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewicht) zwischen Zylindern einer Kraftmaschine, eine Katalysatorverschlechterung in einer Abgasreinigungseinrichtung usw. erfasst. Zum Beispiel wird gemäß einer in einem Hybridfahrzeug von Patentdruckschrift 1 offenbarten Technik dann, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewicht zwischen Zylindern einer Kraftmaschine erfasst wird, eine OBD durchgeführt, nachdem eine Kraftmaschinenleistung in einen stetigen Zustand gebracht wurde.
DRUCKSCHRIFTLICHER STAND DER TECHNIK
Patentdruckschrift

Patentdruckschrift 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2012-6416

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Das Hybridfahrzeug aus Patentdruckschrift 1 hat eine Kraftmaschine und Antriebsräder, die über eine Vielzahl von Zahnrädern usw. mechanisch gekoppelt sind. Daher werden während der Fahrt Störungen von den Antriebsrädern und Störungen infolge einer Resonanz eines Antriebssystems auf die Kraftmaschine übertragen. Falls in einem solchen Zustand ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewicht erfasst wird, tritt ein Problem auf, da durch die Störungen ebenso eine Drehzahlschwankung der Kraftmaschine erzeugt wird, und es daher schwierig gemacht wird, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewicht zu erfassen, das auf Grundlage der Drehzahlschwankung der Kraftmaschine erfasst wird. Obwohl diesbezüglich während des Stopps eines Fahrzeugs von den Antriebsrädern keine Störung eingebracht wird, kann eine Anomalität während der Fahrt nicht erfasst werden. Obwohl eine Drehzahl derart gesteuert werden kann, dass die Resonanz des Antriebssystems verringert wird, damit der Einfluss der Resonanzschwingung beseitigt wird, kann der Einfluss der Resonanzschwingung nicht vollständig beseitigt werden, solange die Kraftmaschine und das Antriebssystem nicht vollständig getrennt sind.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf diese Situationen erdacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs bereitzustellen, das in der Lage ist, ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewicht sogar während der Fahrt zu erfassen.
Mittel zum Lösen des Problems
Um die Aufgabe zu lösen ist gemäß dem Prinzip der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs bereitgestellt, das (a) eine Kraftmaschine, einen mit einem Leistungsübertragungsweg zwischen der Kraftmaschine und den Antriebsrädern gekoppelten Elektromotor und eine Kupplung aufweist, die einen Leistungsübertragungsweg zwischen der Kraftmaschine und sowohl dem Elektromotor als auch den Antriebsrädern verbindet/trennt, wobei die Steuervorrichtung das Erfassen einer Luft-Kraftstoff-Verhältnisvariation zwischen Zylindern der Kraftmaschine durchführt, wobei (b) die Steuervorrichtung einen Betriebszustand der Kupplung auf Grundlage einer angeforderten Antriebskraft des Fahrzeugs ändert, wenn das Erfassen der Luft-Kraftstoff-Verhältnisvariation während der Fahrt des Fahrzeugs durchgeführt wird.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Da der Betriebszustand der Kupplung auf Grundlage der angeforderten Antriebskraft des Fahrzeugs geändert wird, kann folglich die Luft-Kraftstoff-Verhältnisvariation während der Fahrt erfasst werden, während das Übertragen der von den Antriebsrädern eingebrachten Störung und der Störung infolge einer Resonanzschwingung eines Antriebssystems auf die Kraftmaschine unterdrückt wird. Da der Betriebszustand der Kupplung auf Grundlage der angeforderten Antriebskraft geändert wird, wird die Fahrzeugfahrleistung sichergestellt.
Wenn gemäß einer ersten bevorzugten Art der Erfindung die angeforderte Antriebskraft des Fahrzeugs größer ist, wird ein Rutschbetrag der Kupplung verglichen mit dann, wenn die angeforderte Antriebskraft kleiner ist, kleiner gemacht. Falls die angeforderte Antriebskraft des Fahrzeugs kleiner wird, müssen das Kraftmaschinendrehmoment der Kraftmaschine und das Elektromotordrehmoment des Elektromotors gleichzeitig für das Fahren verwendet werden, und daher wird ein Rutschbetrag der Kupplung kleiner gemacht, das heißt, eine Drehmomentkapazität der Kupplung wird größer gemacht. Als ein Ergebnis kann die angeforderte Antriebskraft des Fahrzeugs sichergestellt werden, um die Fahrzeugfahrleistung zu verbessern. Falls die angeforderte Antriebskraft des Fahrzeugs klein ist, kann die angeforderte Antriebskraft beispielsweise durch das Elektromotordrehmoment abgedeckt werden, und daher kann die Kupplung ausgerückt werden oder der Rutschbetrag kann größer gemacht werden, um das Übertragen der Störung auf die Kraftmaschine zu unterdrücken, um die Fassungsgenauigkeit der Luft-Kraftstoff-Verhältnisvariation während der Fahrt zu verbessern. Auf diese Weise kann die Erfassung der Luft-Kraftstoff-Verhältnisvariation verbessert werden, während die Fahrleistung des Fahrzeugs sichergestellt wird.
Wenn gemäß einer zweiten bevorzugten Form der Erfindung die angeforderte Antriebskraft des Fahrzeugs sogar lediglich durch den Elektromotor abgedeckt wird, wird die Kupplung in einen offenen Zustand gebracht. Da das Erfassen der Luft-Kraftstoff-Verhältnisvariation durchgeführt wird, während die Übertragung der Störung auf die Kraftmaschine unterbrochen ist, wird als ein Ergebnis die Erfassungsgenauigkeit der Luft-Kraftstoff-Verhältnisvariation verbessert. Da die angeforderte Antriebskraft des Fahrzeugs von dem Elektromotor ausgegeben wird, wird die Fahrzeugfahrleistung sichergestellt.
Wenn gemäß einer dritten bevorzugten Form der Erfindung die angeforderte Antriebskraft des Fahrzeugs unter gleichzeitiger Verwendung der Kraftmaschine und des Elektromotors ausgegeben wird, wird die Kupplung in einen eingerückten Zustand oder in einen Rutschzustand gebracht. Auf diese Weise kann der Betriebszustand der Kupplung auf Grundlage der angeforderten Antriebskraft gesteuert werden, sodass die angeforderte Antriebskraft sichergestellt wird und die Fahrzeugfahrleistung verbessert wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Schaubild zum Erläutern einer allgemeinen Konfiguration eines Leistungsübertragungswegs von einer Kraftmaschine und einem Elektromotor zum Antreiben von Rädern, die ein Hybridfahrzeug ausmachen, auf das die vorliegende Erfindung vorzugsweise angewandt wird.
2 ist ein funktionales Blockschaubild zum Erläutern eines Hauptabschnitts der Steuerungsfunktion einer elektronischen Steuervorrichtung aus 1.
3 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Hauptabschnitts des Steuerbetriebs der elektronischen Steuervorrichtung aus 1, das heißt des Steuerbetriebs, bei dem das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts während der Fahrt präzise durchgeführt werden kann.
ART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Nun wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Beispiel der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. In dem folgenden Beispiel sind die Figuren nach Bedarf vereinfacht oder verzerrt dargestellt und Abschnitte sind hinsichtlich des Abmessungsverhältnisses, der Form, usw. nicht notwendigerweise präzise dargestellt.
Beispiel
1 ist ein Schaubild zum Erläutern einer allgemeinen Konfiguration eines Leistungsübertragungswegs von einer Kraftmaschine 14 und einem Elektromotor MG auf Antriebsräder 34, die ein Hybridfahrzeug 10 ausmachen (im Weiteren als das Fahrzeug 10 bezeichnet), auf das die vorliegende Erfindung vorzugsweise angewandt wird, und sie ist ein Schaubild zum Erläutern eines Hauptabschnitts eines in dem Fahrzeug 10 angeordneten Steuerungssystems für eine Ausgabesteuerung der Kraftmaschine 14, die als eine Antriebskraftquelle dient, für eine Schaltsteuerung eines Automatikgetriebes 18, für eine Antriebssteuerung des Elektromotors MG, usw.
In 1 hat eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung 12 (die im Weiteren als die Leistungsübertragungsvorrichtung 12 bezeichnet ist) eine die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0, den Elektromotor MG, einen Drehmomentenwandler 16, eine Ölpumpe 22, das Automatikgetriebe 18 usw. in der Reihenfolge von der Seite der Kraftmaschine 14 in einem Getriebegehäuse 20 (das im weiteren Verlauf als das Gehäuse 20 bezeichnet ist), das als ein sich nicht drehendes Element wirkt, das mittels einer Schraube usw. an einem Fahrzeugkörper angebracht ist. Die Leistungsübertragungsvorrichtung 12 hat zudem eine Antriebswelle 26, die an eine Ausgabewelle 24 gekoppelt ist, die ein Ausgaberotationselement des Automatikgetriebes 18 ist, eine Differentialgetriebevorrichtung (Differentialgetriebe) 28, die an die Antriebswelle 26 gekoppelt ist, ein Paar Achsen 30, die an die Differentialgetriebevorrichtung 28 gekoppelt sind, usw. Die Leistungsübertragungsvorrichtung 12, die wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, wird beispielsweise vorzugsweise in dem Fahrzeug 10 der FR-Bauart (vorne liegende Kraftmaschine mit Hinterradantrieb) verwendet. Wenn in der Leistungsübertragungsvorrichtung 12 die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 eingerückt ist, wird die Leistung der Kraftmaschine 14 von einer Kraftmaschinenkopplungswelle 32, die die Kraftmaschine 14 und die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 koppelt, der Reihe nach durch die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0, den Drehmomentwandler 16, das Automatikgetriebe 18, die Antriebswelle 26, die Differentialgetriebevorrichtung 28, ein Paar Achsen 30, usw. auf ein Paar Antriebsräder 34 übertragen.
Der Drehmomentwandler 16 ist eine Fluidleistungsübertragungsvorrichtung, die eine in einen Pumpenimpeller 16a eingegebene Antriebskraft über ein Fluid auf das Automatikgetriebe 18 überträgt. Der Pumpenimpeller 16a ist der Reihe nach durch die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 und die Kraftmaschinenkoppelwelle 32 an die Kraftmaschine 14 gekoppelt und ist ein eingabeseitiges Rotationselement, das eine Eingabe der Antriebskraft von der Kraftmaschine 14 empfängt und um eine Achsmitte drehbar ist. Ein Turbinenimpeller 16b des Drehmomentwandlers 16 ist ein ausgabeseitiges Rotationselement des Drehmomentwandlers 16 und ist durch eine Keilverzahnung usw. nicht relativ verdrehbar an eine Getriebeeingangswelle 36 gekoppelt, die ein Eingaberotationselement des Automatikgetriebes 18 ist. Der Drehmomentwandler 16 hat eine Überbrückungskupplung 38. Die Überbrückungskupplung 38 ist eine zwischen dem Pumpenimpeller 16a und dem Turbinenimpeller 16b angeordnete, direkte Kupplung und wird durch eine Hydrauliksteuerung in einen eingerückten Zustand, einen Rutschzustand oder einen offenen Zustand gebracht.
Der Elektromotor MG ist an einen Leistungsübertragungsweg zwischen der Kraftmaschine 14 und den Antriebsrädern 34 gekoppelt und ist ein sogenannter Motorgenerator, der eine Funktion eines Motors, der eine mechanische Antriebskraft aus elektrischer Energie erzeugt, und eine Funktion eines elektrischen Generators hat, der elektrische Energie aus mechanischer Energie erzeugt. Mit anderen Worten kann der Elektromotor MG anstelle der Kraftmaschine 14, die eine Leistungsquelle ist, oder zusammen mit der Kraftmaschine 14 als eine Fahrantriebskraftquelle wirken, die eine Fahrantriebskraft erzeugt. Der Elektromotor MG führt zudem Betriebe wie das Erzeugen elektrischer Energie durch Regeneration von einer durch die Kraftmaschine 14 erzeugten Antriebskraft oder einer von den Antriebsrädern 34 eingegebenen Antriebskraft (mechanische Energie) durch, um die elektrische Energie über einen Inverter 40, einen (nicht dargestellten) Aufwärtswandler usw. in einer Batterie 46 zu speichern, die eine Elektrizitätsspeichervorrichtung ist. Der Elektromotor MG ist mit dem Pumpenimpeller 16a wirkverbunden und Leistung wird gegenseitig zwischen dem Elektromotor MG und dem Pumpenimpeller 16a übertragen. Daher ist der Elektromotor MG in einer Leistung übertragenden Art an die Getriebeeingangswelle 36 gekoppelt, wie es bei der Kraftmaschine 14 der Fall ist. Der Elektromotor MG ist zum Abgeben/Aufnehmen elektrischer Leistung über den Inverter 40, den Aufwärtswandler (nicht dargestellt) usw. zu/von der Batterie 46 angeschlossen. In dem Fall des Fahrens unter Verwendung des Elektromotors MG als die Antriebskraftquelle wird die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 geöffnet und die Leistung des Elektromotors MG wird der Reihe nach durch den Drehmomentwandler 16, das Automatikgetriebe 18, die Antriebswelle 26, das Differentialgetriebe 28, ein Paar Achsen 30 usw. auf ein Paar Antriebsräder 34 übertragen.
Die Ölpumpe 22 ist eine mechanische Ölpumpe, die an den Pumpenimpeller 16a gekoppelt ist und die durch die Kraftmaschine 14 (oder den Elektromotor MG) drehbar angetrieben ist, um einen Hydrauliköldruck zum Bereitstellen der Schaltsteuerung des Automatikgetriebes 18 zu erzeugen, wobei sie eine Drehmomentkapazität der Überbrückungskupplung 38 steuert, das Einrücken/Öffnen der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 steuert, und Schmieröl zu den Abschnitten des Leistungsübertragungswegs der Kraftmaschine 10 zuführt. Die Leistungsübertragungsvorrichtung 12 hat eine durch einen (nicht dargestellten) Elektromotor angetriebene elektrische Ölpumpe 52 und betätigt zudem die elektrische Ölpumpe 52, um Öldruck dann zu erzeugen, wenn die Ölpumpe 22 nicht betrieben wird, beispielsweise während des Stopps des Fahrzeugs.
Die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 ist eine hydraulische Reibeingriffsvorrichtung der nassen Bauart mit mehreren Platten, bei der eine Vielzahl von Reibungsplatten, die einander überlagern, beispielsweise durch ein Hydraulikstellglied gedrückt werden, und sie wird einer Einrück-/Öffnungssteuerung durch einen in der Leistungsübertragungsvorrichtung 12 angeordneten Hydrauliksteuerkreis unterworfen, indem als ein Ursprungsdruck ein Öldruck verwendet wird, der durch die Ölpumpe 22 und die elektrische Ölpumpe 52 erzeugt wird. Bei der Einrück-/Öffnungssteuerung wird eine Leistungsübertragungsfähige Drehmomentkapazität der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0, das heißt eine Einrückkraft der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0, beispielsweise kontinuierlich durch eine Druckeinstellung eines Linearsolenoidventils usw. in dem Hydrauliksteuerkreis 50 variiert. Die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 hat ein Paar Kupplungsrotationselemente (eine Kupplungsnabe und eine Kupplungstrommel), die in ihrem offenen Zustand relativ zueinander drehbar sind, und eines von den Kupplungsrotationselementen (die Kupplungsnabe) ist relativdrehfest an die Kraftmaschinenkopplungswelle 32 gekoppelt, während das andere Kupplungsrotationselement (die Kupplungstrommel) relativdrehfest an den Pumpenimpeller 16a des Drehmomentwandlers 16 gekoppelt ist. Wegen einer solchen Konfiguration dreht die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 den Pumpenimpeller 16a in dem eingerückten Zustand einstückig mit der Kraftmaschine 14 über die Kraftmaschinenkopplung 32. Daher wird die Antriebskraft von der Kraftmaschine 14 in dem eingerückten Zustand der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 in den Pumpenimpeller 16a eingegeben. Andererseits wird die Leistungsübertragung zwischen dem Pumpenimpeller 16a und der Kraftmaschine 14 in dem offenen Zustand der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 unterbrochen. Da, wie zuvor beschrieben ist, der Elektromotor MG mit dem Pumpenimpeller 16a wirkverbunden ist, wirkt die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 als eine Kupplung, die den Leistungsübertragungsweg zwischen der Kraftmaschine 14 und dem Elektromotor MG verbindet/trennt. Für die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 von diesem Beispiel wird eine sogenannte Kupplung der normalerweise offenen Bauart verwendet, die eine Drehmomentkapazität (Einrückkraft) hat, die proportional zu einem Öldruck zunimmt, und die in einen offenen Zustand gebracht wird, wenn kein Öldruck zugeführt wird.
Das Automatikgetriebe 18 ist, ohne über die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 zu gehen, in einer Leistung übertragenden Art, in der die Leistung von dem Motor MG auf das Getriebe 18 übertragbar ist, ohne über die Kupplung K0 zu gehen, an den Elektromotor MG gekoppelt. Das Automatikgetriebe 18 bildet einen Abschnitt des Leistungsübertragungswegs von der Kraftmaschine 14 und dem Elektromotor MG auf die Antriebsräder 34, um die Leistung von der Fahrantriebskraftquelle (der Kraftmaschine 14 und dem Elektromotor MG) auf die Antriebsräder 34 zu übertragen. Beispielsweise ist das Automatikgetriebe 18 ein mehrstufiges Getriebe der Planetengetriebebauart, das als ein abgestuftes Automatikgetriebe wirkt, in welchem ein Schaltvorgang durchgeführt wird, um wahlweise eine Vielzahl von Schaltstufen (Getriebestufen) einzurichten, indem eine von einer Vielzahl von Eingriffsvorrichtungen, die in Eingriff zu bringen sind, beispielsweise hydraulische Reibeingriffsvorrichtungen, etwa eine Kupplung C und eine Bremse B (das heißt durch Einrücken und Öffnen der hydraulischen Reibeingriffsvorrichtungen), geschaltet wird. Daher ist das Automatikgetriebe 18 ein gestuftes Getriebe, das ein sogenanntes Kupplung-zu-Kupplung-Schalten durchführt, welches in bekannten Fahrzeugen häufig verwendet wird und die Geschwindigkeit der Rotationseingabe in die Getriebeeingangswelle 36 ändert, um die Rotation von der Ausgangswelle 24 auszugeben. Die Getriebeeingangswelle 36 ist zudem eine Turbinenwelle, die durch den Turbinenimpeller 16b des Drehmomentwandlers 16 drehend angetrieben ist. Das Automatikgetriebe 18 hat eine vorbestimmte Getriebestufe (Schaltstufe), die in Abhängigkeit einer Beschleunigungseinrichtungsbetätigung durch einen Fahrer, eine Fahrzeuggeschwindigkeit V, usw. durch die Einrück-/Öffnungssteuerung einer jeden Kupplung C und Bremse B eingerichtet wird. Wenn sowohl die Kupplung C als auch die Bremse B in dem Automatikgetriebe 18 geöffnet werden, dann wird ein neutraler Zustand erreicht und der Leistungsübertragungsweg zwischen den Antriebsrädern 34 und sowohl der Kraftmaschine 14 als auch dem Elektromotor MG wird unterbrochen.
Mit erneuter Bezugnahme auf 1 hat das Fahrzeug 10 eine elektronische Steuervorrichtung 100, die beispielsweise eine Steuervorrichtung aufweist, die sich auf eine Hybridantriebssteuerung bezieht. Die elektronische Steuervorrichtung 100 hat einen sogenannten Mikrocomputer, der beispielsweise eine CPU, einen RAM, einen ROM und eine I/O-Schnittstelle aufweist, und die CPU führt Signalverarbeitungen in Übereinstimmung mit einem im Vorfeld in dem ROM gespeicherten Programm durch, während sie eine temporäre Speicherfunktion des RAM verwendet, um verschiedene Steuerungen des Fahrzeugs 10 bereitzustellen. Beispielsweise stellt die elektronische Steuervorrichtung 100 die Ausgabesteuerung der Kraftmaschine 14, die Antriebssteuerung des Elektromotors MG einschließlich einer regenerativen Steuerung des Elektromotors MG, die Schaltsteuerung des Automatikgetriebes 18, die Drehmomentkapazitätssteuerung der Überbrückungskupplung 38, die Drehmomentkapazitätssteuerung der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 usw. bereit, und ist getrennt für die Kraftmaschinensteuerung, die Elektromotorsteuerung, die Hydrauliksteuerung (Schaltsteuerung) usw. nach Bedarf konfiguriert.
Die elektronische Steuervorrichtung 100 wird beispielsweise mit folgenden Signalen versorgt: einem Signal, das eine Kraftmaschinendrehzahl Ne angibt, die die durch einen Kraftmaschinendrehzahlsensor 56 erfasste Drehzahl der Kraftmaschine 14 ist, einem Signal, das eine Turbinendrehzahl Nt des Drehmomentwandlers 16 als eine Eingangsdrehzahl des Automatikgetriebes 18 angibt, die durch einen Turbinendrehzahlsensor 58 erfasst wird, das heißt, eine Getriebeeingangsdrehzahl Nin, die die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 36 ist; einem Signal, das eine Getriebeausgangsdrehzahl Nout an gibt, die die Drehzahl der Ausgangswelle 24 ist, die der Fahrzeuggeschwindigkeit V oder einer Drehzahl der Antriebswelle 26 als ein Fahrzeuggeschwindigkeitsbezugswert entspricht, der durch einen Ausgabewellendrehzahlsensor 60 erfasst wird; einem Signal, das eine Elektromotordrehzahl Nmg angibt, das die durch einen Elektromotordrehzahlsensor 62 erfasste Drehzahl des Elektromotors MG ist; einem Signal, das einen Drosselventilöffnungsgrad θth angibt, der ein durch einen Drosselsensor 64 erfasster Öffnungsgrad eines (nicht gezeigten) elektronischen Drosselventils ist; einem Signal, das eine durch einen Einlassluftmengensensor 66 erfasste Einlassluftmenge Qair der Kraftmaschine 14 angibt; ein Signal, das eine durch einen Beschleunigungssensor 68 erfasste Längsbeschleunigung G (oder Längsverzögerung G) des Fahrzeugs 10 angibt; einem Signal, das eine von einem Kühlwassertemperatursensor 70 erfasste Kraftmaschinenwassertemperatur THw der Kraftmaschine 14 angibt; ein Signal, das eine von einem Öltemperatursensor 72 erfasste Hydrauliköltemperatur THoil des Hydrauliköls in dem Hydrauliksteuerkreis 50 angibt; einem Signal, das einen Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgrad Acc angibt, der ein Betätigungsbetrag eines Beschleunigungseinrichtungspedals 76 als ein Antriebskraftanforderungsbetrag (vom Fahrer angeforderte Ausgabe) für das Fahrzeug 10 von einem Fahrer ist und der von einem Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgradsensor 74 erfasst wird; einem Signal, das einen Bremsbetätigungsbetrag Brk angibt, der ein Betätigungsbetrag eines Bremspedals 80 als ein Bremskraftanforderungsbetrag (vom Fahrer angeforderte Verzögerung) für das Fahrzeug 10 von einem Fahrer ist und der durch einen Fußbremssensor 78 erfasst wird; einem Signal, das eine Hebelposition (eine Schaltbetätigungsposition, eine Schaltposition, eine Betätigungsposition) Psh eines Schalthebels 84, auch als „P”-, „N”-, „D”-, „R”- und „S”-Positionen bekannt, angibt, die durch einen Schaltpositionssensor 82 erfasst werden; einem Signal, das einen Ladebetrag (Ladekapazität, Laderestmenge) SOC des Batterieabschnitts 46 angibt, der durch einen Batteriesensor 86 erfasst wird; und einem Signal, das eine von einem Außenlufttemperatursensor 87 erfasste Außenlufttemperatur Tair angibt. Die elektronische Steuervorrichtung 100 wird von einer Zubehörbatterie 88 mit elektrischer Leistung versorgt, welche mit elektrischer Leistung geladen wird, die durch einen DC-DC-Wandler (nicht gezeigt) herabtransformiert wird.
Die elektronische Steuervorrichtung 100 gibt beispielsweise ein Kraftmaschinenausgabesteuerungsbefehlssignal Se für die Ausgabesteuerung der Kraftmaschine 14; ein Elektromotorsteuerungsbefehlssignal Sm zum Steuern des Betriebs des Elektromotors MG und ein Öldruckbefehlssignal Sp zum Betätigen elektromagnetischer Ventile (Solenoidventile) aus, die in dem Hydrauliksteuerkreis 50, der elektrischen Ölpumpe 52, usw. zum Steuern der hydraulischen Stellglieder der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 und der Kupplung C und der Bremse B des Automatikgetriebes 18 enthalten sind.
2 ist ein funktionales Blockschaubild zum Erläutern eines Hauptabschnitts der Steuerungsfunktion der elektronischen Steuervorrichtung 100. In 2 wirkt ein Stufenschaltsteuerabschnitt 102 (ein Stufenschaltsteuermittel) als ein Schaltsteuerabschnitt, der einen Schaltvorgang des Automatikgetriebes 18 durchführt. Der Stufenschaltsteuerabschnitt 102 bestimmt, ob ein Schaltvorgang des Automatikgetriebes 18 durchgeführt werden sollte, und zwar beispielsweise auf Grundlage eines Fahrzeugfahrzustands, der durch die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit V und einen Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgrad Acc aus einer bekannten Beziehung (Schaltdiagramm, Schaltkennfeld) angegeben wird, die eine Heraufschaltlinie und eine Herunterschaltlinie hat, die im Vorfeld unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgrads Acc (oder des Getriebeausgangsdrehmoments Tout usw.) als Variablen gespeichert sind, das heißt, er bestimmt eine durch das Automatikgetriebe 18 zu erreichende Gangstufe auf Grundlage des Fahrzeugfahrzustands, und stellt die Automatikschaltsteuerung des Automatikgetriebes 18 derart bereit, dass die bestimmte Gangstufe erhalten wird. Falls beispielsweise der Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgrad Acc (Fahrzeuganforderungsdrehmoment) die Herunterschaltlinie überschreitet, sodass er ein höherer Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgrad (höheres Fahrzeuganforderungsdrehmoment) in Zusammenhang mit einer Vergrößerung des Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgrads Acc infolge einer zusätzlichen Niederdrückbetätigung des Beschleunigungseinrichtungspedals 76 wird, bestimmt das Stufenschaltsteuermittel 102, dass eine Herunterschaltanforderung für das Automatikgetriebe 18 durchgeführt wird, und stellt die Herunterschaltsteuerung des Automatikgetriebes 18 bereit, die der Herunterschaltlinie entspricht. In diesem Fall gibt das Stufenschaltsteuermittel 102 zu dem Hydrauliksteuerkreis 50 einen Befehl (Schaltausgabebefehl, Öldruckbefehl) Sp aus, um die in dem Schaltvorgang des Automatikgetriebes 18 involvierte Eingriffsvorrichtung einzurücken und/oder zu öffnen, sodass die Gangstufe in Übereinstimmung mit einer beispielsweise im Vorfeld gespeicherten vorbestimmten Eingriffsbetätigungstabelle erreicht wird. Der Hydrauliksteuerkreis 50 betätigt die Linearsolenoidventile in dem Hydrauliksteuerkreis 50, um die Hydraulikstellglieder der in dem Schaltvorgang involvierten Eingriffsvorrichtungen zu betätigen, sodass der Schaltvorgang des Automatikgetriebes 18 beispielsweise durch Öffnen einer öffnungsseitigen Kupplung und durch Einrücken einer einrückseitigen Kupplung in Übereinstimmung mit dem Befehl Sp durchgeführt wird.
Ein Hybridsteuerabschnitt 104 (ein Hybridsteuermittel) hat eine Funktion als ein Kraftmaschinenantriebssteuerabschnitt, der den Antrieb der Kraftmaschine 14 steuert, und hat eine Funktion als ein Elektromotorbetätigungssteuerabschnitt, der die Betätigung des Elektromotors MG als eine Antriebskraftquelle oder als einen elektrischen Generator durch den Inverter 40 steuert, und stellt eine Steuerung des Hybridantriebs durch die Kraftmaschine 14 und den Elektromotor MG usw. durch diese Steuerfunktionen bereit. Beispielsweise berechnet das Hybridsteuermittel 104 ein angefordertes Antriebsdrehmoment Tr des Fahrzeugs aus dem Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgrad Acc und der Fahrzeuggeschwindigkeit V und steuert die Fahrantriebskraftquelle (die Kraftmaschine 14 und den Elektromotor MG) so, dass das angeforderte Antriebsdrehmoment Tr unter Berücksichtigung eines Übertragungsverlusts, einer Zubehörlast, einer Gangstufe des Automatikgetriebes 18, dem Ladebetrag SOC der Batterie 46, usw. erreicht wird.
Genauer gesagt legt das Hybridsteuermittel 104 beispielsweise dann, wenn das vom Fahrzeug angeforderte Drehmoment Tr in einem Bereich liegt, der lediglich durch das Ausgabedrehmoment (Elektromotordrehmoment) Tmg des Elektromotors MG abgedeckt werden kann, einen Fahrmodus auf einen Motorfahrmodus (im Weiteren als EV-Fahrmodus bezeichnet) fest und führt die Motorfahrt (EV-Fahrt) unter Verwendung lediglich des Elektromotors MG als die Fahrantriebskraftquelle durch. Falls andererseits beispielsweise das Fahrzeuganforderungsdrehmoment Tr in einem Bereich liegt, der nicht abgedeckt werden kann, solange nicht zumindest das Ausgabedrehmoment (Kraftmaschinendrehmoment) Te der Kraftmaschine 14 verwendet wird, legt das Hybridsteuermittel 104 den Fahrmodus auf einen Kraftmaschinenfahrmodus (Hybridfahrmodus) fest und führt die Kraftmaschinenfahrt unter Verwendung zumindest der Kraftmaschine 14 als die Fahrantriebskraftquelle durch.
Falls die EV-Fahrt durchgeführt wird, öffnet der Hybridsteuerabschnitt 104 die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0, um den Leistungsübertragungsweg zwischen der Kraftmaschine 14 und dem Drehmomentwandler 16 zu unterbrechen, und bringt den Elektromotor MG dazu, das für die Motorfahrt erforderliche Elektromotordrehmoment Tmg auszugeben. Falls andererseits die Kraftmaschinenfahrt (Hybridfahrt) durchgeführt wird, rückt das Hybridsteuermittel 104 die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 ein, um die Antriebskraft von der Kraftmaschine 14 auf den Pumpenimpeller 16a zu übertragen, und bringt den Elektromotor MG dazu, ein Unterstützungsdrehmoment nach Bedarf auszugeben. Wenn die Ölpumpe 22 beispielsweise während des Stopps des Fahrzeugs nicht angetrieben ist, betätigt das Hybridsteuermittel 104 die elektrische Ölpumpe 52 zusätzlich, um einen Mangel des Hydrauliköls zu verhindern.
Falls das vom Fahrzeug angeforderte Drehmoment Tr (Anforderungsantriebsdrehmoment) beispielsweise infolge einer zusätzlichen Niederdrückbetätigung des Beschleunigungseinrichtungspedals 76 während der EV-Fahrt erhöht wird und das Elektromotordrehmoment Tmg, das für die EV-Fahrt entsprechend der Fahrzeuganforderungsantriebskraft Tr nachgefragt wird, einen vorbestimmten EV-Fahrtdrehmomentbereich überschreitet, in dem die EV-Fahrt durchgeführt werden kann, schaltet das Hybridsteuermittel 104 den Fahrmodus von dem EV-Fahrmodus auf den Kraftmaschinenfahrmodus um und startet die Kraftmaschine 14, um die Kraftmaschinenfahrt durchzuführen. Während bei diesem Start der Kraftmaschine 14 die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 in Richtung des vollständigen Eingriffs eingerückt wird, erhöht das Hybridsteuermittel 104 die Drehung der Kraftmaschine 14 durch Übertragen eines Kraftmaschinenstartdrehmoments Tmgs für den Kraftmaschinenstart von dem Elektromotor MG über die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 und startet die Kraftmaschine 14 durch Erhöhen der Kraftmaschinendrehzahl Ne auf eine Drehzahl, die einen selbsterhaltenden Betrieb ermöglicht, und durch Steuern der Kraftmaschinenzündung, der Kraftstoffzufuhr, usw. Nachdem die Kraftmaschine 14 gestartet wurde, erreicht das Hybridsteuermittel 14 den vollständigen Eingriff der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 schnell.
Das Hybridsteuermittel 104 hat eine Funktion als ein regeneratives Steuerungsmittel, das es dem Elektromotor MG erlaubt, durch die kinetische Energie des Fahrzeugs 10 drehend angetrieben zu werden, das heißt durch eine Umkehrantriebskraft, die von den Antriebsrädern 34 zu der Kraftmaschine 14 übertragen wird und die die Batterie 46 über den Inverter 40 mit elektrischer Energie lädt, um den Kraftstoffverbrauch während des Schubbetriebs (während der Trägheitsfahrt) mit ausgeschalteter Beschleunigung, während des Bremsvorgangs durch Niederdrücken des Bremspedals 80 usw. zu verbessern. Diese regenerative Steuerung wird so gesteuert, dass ein regenerativer Betrag erreicht wird, der auf Grundlage des Ladebetrags SOC der Batterie 46, der Bremskraftverteilung einer Bremskraft von einer Hydraulikbremse zum Erzielen einer dem Bremspedalbetätigungsbetrag entsprechenden Bremskraft usw. bestimmt ist. Das Hybridsteuermittel 104 rückt die Überbrückungskupplung 38 während der regenerativen Steuerung ein.
Um eine Anomalität der Kraftmaschine 14 zu erfassen, wird eine sogenannte bordeigene Diagnose (im Weiteren OBD bezeichnet) durchgeführt, um eine Vielzahl von Anomalitäten, die sich auf die Kraftmaschine 14 beziehen, zu erfassen (zu diagnostizieren). Beispielsweise ist ein Beispiel der OBD das Erfassen einer Luft-Kraftstoff-Verhältnisvariation (im weiteren Verlauf das Erfassen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts) zwischen Zylindern 15 der Kraftmaschine 14 und das Erfassen einer Fehlzündung der Kraftmaschine 14. Dieses Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewicht wird auf Grundlage beispielsweise einer Kraftmaschinenrotationsschwankung erfasst, und es wird bestimmt, dass eine Anomalität aufgetreten ist, wenn die Kraftmaschinenrotationsschwankung einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Beim Durchführen des Erfassens des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts ist es wünschenswert, dass der Betriebszustand der Kraftmaschine 14 stabil ist. Wenn die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 während des Erfassens des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts verbunden ist, ist jedoch der Leistungsübertragungsweg zwischen der Kraftmaschine 14 und den Antriebsrädern 34 verbunden, und falls eine Störung von den Antriebsrädern 34 eingebracht wird, wird daher deren Einfluss auf die Kraftmaschine 14 übertragen. Wenn das Fahrzeug an einer gewellten Fahrbahn und einer Fahrbahn mit niedriger Reibung fährt, dann wiederholen die Antriebesräder 34 ein Rutschen und ein Greifen, wodurch eine Rotationsschwankung der Antriebsräder 34 hervorgerufen wird. Diese Rotationsschwankung der Antriebsräder 34 wird über die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 auf die Kraftmaschine 14 übertragen. Falls in der Leistungsübertragungsvorrichtung 12 (Antriebssystem) eine Resonanzschwingung auftritt, wird die Resonanzschwingung zudem über die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 auf die Kraftmaschine 14 übertragen. Falls das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts in einem solchen Fall durchgeführt wird, wird die Erfassungsgenauigkeit beim Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts verringert, und daher wird es schwierig, das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts durchzuführen. Somit ändert die elektronische Steuervorrichtung 100 beim Durchführen des Erfassens des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts einen Betriebszustand der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 auf Grundlage der angeforderten Antriebskraft Tr des Fahrzeugs. Im weiteren Verlauf werden der Betrieb und die Wirkung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2 berechnet ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichtserfassungsabschnitt 108 (ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichtserfassungsmittel) als einen Parameter der Kraftmaschinenrotationsschwankung sequentiell beispielsweise einen Änderungsbetrag ΔNe der Kraftmaschinendrehzahl Ne bei jeder 180°-Drehung der Kurbelwelle der Kraftmaschine 14 oder eine Änderung ΔT einer verstrichenen Zeit T bei jeder 30°-Drehung des Kurbelwinkels, und bestimmt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewicht aufgetreten ist, falls der berechnete Änderungsbetrag ΔNe oder die Änderung ΔT der verstrichenen Zeit T einen voreingestellten Schwellenwert α überschreitet. Der Schwellenwert α wird im Vorfeld Grundlage eines Versuchs usw. ermittelt und ist auf einen Wert festgelegt, der dann erfasst wird, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewicht aufgetreten ist.
Ob der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichtserfassungsabschnitt 108 in Anwendung gebracht wird, wird auf Grundlage eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsmöglichkeitsbestimmungsabschnitts 109 (eines Luft-Krafstoff-Erfassungsmöglichkeitsmittels) erfasst. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsmöglichkeitsbestimmungsabschnitt 109 bestimmt, ob sich die Kraftmaschine 14 in einem Betriebszustand befindet, der für das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts geeignet ist. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsmöglichkeitsbestimmungsabschnitt 109 bestimmt beispielsweise, ob sich die Kraftmaschine 14 in einem aufgewärmten Zustand befindet, auf Grundlage einer Kraftmaschinenwassertemperatur usw., ob sich die Kraftmaschinendrehzahl Ne in einem voreingestellten Bereich befindet, der für das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts geeignet ist, usw., und bestimmt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewicht erfasst werden kann, wenn sich die Kraftmaschine 14 in einem voreingestellten Betriebsbereich befindet, der für das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts geeignet ist.
Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsmöglichkeitsbestimmungsabschnitt 109 bestimmt zudem, ob die angeforderte Antriebskraft Tr kleiner als ein voreingestellter, vorbestimmter Wert Ta ist. Dieser vorbestimmte Wert Ta wird aus einer Summe (= Tmg + T) aus dem Elektromotordrehmoment Tmg, das von dem Elektromotor MG ausgegeben werden kann und das aus der Ladekapazität SOC der Batterie 46 usw. bestimmt wird, und einem Übertragungsdrehmoment T erhalten, das von der Kraftmaschine 14 zu den Antriebsrädern 34 übertragen wird, wenn ein Rutschbetrag S der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 einen voreingestellten Wert Slim erreicht.
Falls das auf Grundlage der Ladekapazität SOC der Batterie 46 eingestellte Elektromotordrehmoment Tmg kleiner als die angeforderte Antriebskraft Tr ist, müssen das Elektromotordrehmoment Tmg des Elektromotrs Mg und das Kraftmaschinendrehmoment Te der Kraftmaschine 14 gleichzeitig verwendet werden. In einem solchen Fall ist die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 eingerückt oder rutscht, um das Kraftmaschinendrehmoment Te auf die Antriebsräder 34 zu übertragen, und wenn die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 vollständig eingerückt ist oder rutscht, dann ist der Leistungsübertragungsweg zwischen der Kraftmaschine 14 und den Antriebsrädern 34 verbunden, und daher werden die von den Antriebsrädern 34 eingebrachte Störung und die Störung infolge der Resonanzschwingung auf die Kraftmaschine 14 übertragen. Wenn die angeforderte Antriebskraft Tr größer ist, dann wird das von der Kraftmaschine 14 auf die Antriebsräder 34 zu übertragene Übertragungsdrehmoment T verglichen mit dann größer, wenn die angeforderte Antriebskraft Tr kleiner ist, und daher wird der Rutschbetrag S der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 kleiner, wodurch das Übertragen der Störung auf die Kraftmaschine 14 erleichtert wird. Somit wird der Rutschbetrag Slim, der es der Störung nicht ermöglicht, die Erfassungsgenauigkeit des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts zu beeinträchtigen, im Vorfeld aus einem Versuch usw. ermittelt, um den vorbestimmten Wert Ta auf die Summe (= Tmg + T) aus dem Übertragungsdrehmoment T, das von der Kraftmaschine 14 zu den Antriebsrädern 34 übertragen wird und das auf Grundlage des Rutschbetrags Slim berechnet wird, und dem Elektromotordrehmoment Tmg, das ausgegeben werden kann, festzulegen. Der Rutschbetrag Slim kann beispielsweise in Abhängigkeit des Kraftmaschinendrehmoments Te geändert werden.
Falls die angeforderte Antriebskraft Tr gleich wie oder größer als der vorbestimmte Wert Ta ist, ist als ein Ergebnis die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 gleich wie oder kleiner als der Rutschbetrag Slim, und daher werden die Einflüsse der von den Antriebsrädern 34 eingebrachten Störung und der Störung infolge der Resonanzschwingung groß gemacht. Insbesondere dann, wenn die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 vollständig eingerückt ist, werden die von den Antriebsrädern 34 eingebrachte Störung und die Störung infolge der Resonanzschwingung auf die Kraftmaschine 14 übertragen, ohne dass die Störungen durch die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 verringert werden, und daher wird es schwierig, das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts durchzuführen. In einem solchen Fall verhindert der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsmöglichkeitsbestimmungsabschnitt 109 das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts. Beispielsweise selbst dann, wenn das Fahrzeug mit der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0, die geöffnet ist, fährt, wird die angeforderte Antriebskraft Tr erhöht, wenn das Fahrpedal stark niedergedrückt wird. In einem solchen Fall ist die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 einzurücken, und daher verhindert der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsmöglichkeitsbestimmungsabschnitt 109 das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts.
Falls andererseits die angeforderte Antriebskraft Tr kleiner als der vorbestimmte Wert Ta ist, überschreitet die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 den Rutschbetrag Slim, und daher werden die Einflüsse der von den Antriebsrädern 34 eingebrachten Störung und der Störung infolge der Resonanzschwingung kleiner gemacht. In einem solchen Fall erlaubt der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsmöglichkeitsbestimmungsabschnitt 109 das Ausführen der Erfassung des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts. Insbesondere dann, wenn die angeforderte Antriebskraft Tr lediglich durch das Elektromotordrehmoment Tmg ausgegeben werden kann, wird die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 in den offenen Zustand gebracht, um die EV-Fahrt durch den Elektromotor MG zu ermöglichen. Da weder die von den Antriebsrädern 34 eingebrachte Störung noch die Störung infolge der Resonanzschwingung auf die Kraftmaschine 14 übertragen wird, ist ein solcher Fall für das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts optimal.
Falls der Betriebszustand der Kraftmaschine 14 für das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts geeignet ist und die angeforderte Antriebskraft Tr kleiner als der vorbestimmte Wert Ta ist, bestimmt der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsmöglichkeitsbestimmungsabschnitt 109, dass der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichtserfassungsabschnitt 108 in Anwendung gebracht werden kann.
Falls auf Grundlage des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsmöglichkeitsbestimmungsabschnitts 109 bestimmt wird, dass das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts durchgeführt werden kann, wird ein Verbindende/Trennende-Kupplungs-Steuerungsabschnitt 110 in Anwendung gebracht, bevor das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewicht erfasst wird. Der Verbindende/Trennende-Kupplungs-Steuerungsabschnitt 110 ändert den Betriebszustand der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 auf Grundlage der angeforderten Antriebskraft Tr. Insbesondere dann, wenn die angeforderte Antriebskraft Tr groß ist, macht der Verbindende/Trennende-Kupplungs-Steuerungsabschnitt 110 den Rutschbetrag S der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 verglichen mit dann kleiner, wenn die angeforderte Antriebskraft Tr kleiner ist. Falls das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts durchgeführt wird, ist es wünschenswert, den Rutschbetrag S der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 größer zu machen, um die Einflüsse der von den Antriebsrädern 34 eingebrachten Störung und der Störung infolge der Resonanzschwingung zu verringern. Jedoch muss mit größer werdender, angeforderter Antriebskraft Tr der Rutschbetrag S kleiner gemacht werden, um die Fahrleistung sicherzustellen, das heißt, um das von der Kraftmaschine 14 auf die Antriebsräder 34 übertragene Drehmoment zu erhöhen. Daher stellt der Verbindende/Trennende-Kupplungs-Steuerungsabschnitt 110 zum Unterdrücken der Einflüsse der Störung und der Resonanzschwingung eine solche Steuerung bereit, dass der Rutschbetrag S innerhalb eines Bereichs, in dem die angeforderte Antriebskraft Tr sichergestellt ist, zumindest größer als der Rutschbetrag Slim wird. Als ein Ergebnis wird der Rutschbetrag S der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 dann, wenn die angeforderte Antriebskraft Tr größer ist, kleiner verglichen mit dann, wenn die angeforderte Antriebskraft Tr kleiner ist.
Insbesondere dann, wenn die angeforderte Antriebskraft Tr lediglich durch das Elektromotordrehmoment Tmg des Elektromotors MG ausgegeben werden kann, ist das Kraftmaschinendrehmoment Te nicht erforderlich. Da in einem solchen Fall die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 nicht eingerückt werden muss, bringt der Verbindende/Trennende-Kupplungs-Steuerungsabschnitt 110 die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 in den offenen Zustand. Daher werden die von den Antriebsrädern 34 eingebrachte Störung und die Störung infolge der Resonanzschwingung nicht auf die Kraftmaschine 14 übertragen, und das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts kann präzise durchgeführt werden. Während das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewicht erfasst wird, wird die EV-Fahrt durch den Elektromotor MG durchgeführt, und daher ist die Fahrleistung sichergestellt.
3 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Hauptabschnitts des Steuerungsbetriebs der elektronischen Steuervorrichtung 100, das heißt des Steuerbetriebs, in welchem das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts während der Fahrt präzise durchgeführt werden kann. Dieses Ablaufdiagramm wird mit einer äußerst kurzen Zykluszeit, beispielsweise in der Größenordnung von wenigen Millisekunden bis wenigen zig Millisekunden, wiederholt ausgeführt.
Bei Schritt S1 (im Folgenden wird Schritt ausgelassen), der dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsmöglichkeitsbestimmungsabschnitt 109 entspricht, wird bestimmt, ob sich die Kraftmaschine 14 in einem Betriebszustand befindet, der für das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts geeignet ist. Falls 51 negativ ist, wird bestimmt, dass das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts nicht durchgeführt werden kann, und eine andere Steuerung, die sich von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewicht unterscheidet, wird bei S5 bereitgestellt. Falls S1 positiv ist, wird bei S2, der dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Erfassungsmöglichkeitsbestimmungsabschnitt 109 entspricht, bestimmt, ob die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 geöffnet oder rutschen gelassen werden kann. Insbesondere wird auf Grundlage dessen, ob die angeforderte Antriebskraft Tr kleiner als der voreingestellte, vorbestimmte Wert Ta ist, bestimmt, ob das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts durchgeführt werden kann. Falls S2 negativ ist, wird bestimmt, dass das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts wegen eines erhöhten Einflusses der Störung nicht durchgeführt werden kann, und bei S5 wird eine andere Steuerung (beispielsweise das Einrücken der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0) bereitgestellt. Falls S2 positiv ist, wird die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 auf Grundlage der angeforderten Antriebskraft Tr bei S3, der dem Verbindende/Trennende-Kupplungs-Steuerungsabschnitt 110 entspricht, zwischen offen und rutschen gesteuert. Daraufhin wird bei S4, der dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichtserfassungsabschnitt 108 entspricht, die Kraftmaschinenrotationsschwankung berechnet und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewicht wird auf Grundlage des Werts davon erfasst.
Da, wie zuvor beschrieben ist, gemäß diesem Beispiel der Betriebszustand der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 auf Grundlage einer angeforderten Antriebskraft Tr des Fahrzeugs geändert wird, kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewicht während der Fahrt erfasst werden, während das Übertragen der von den Antriebsrädern 34 eingebrachten Störung und der Störung infolge der Resonanzschwingung auf die Kraftmaschine 12 unterdrückt wird. Da der Betriebszustand der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 auf Grundlage der angeforderten Antriebskraft Tr geändert wird, wird die Fahrzeugfahrleistung sichergestellt.
Wenn gemäß diesem Beispiel die angeforderte Antriebskraft Tr des Fahrzeugs größer ist, dann wird der Rutschbetrag S der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 verglichen mit dann kleiner gemacht, wenn die angeforderte Antriebskraft Tr kleiner ist. Falls die angeforderte Antriebskraft Tr des Fahrzeugs größer wird, müssen das Kraftmaschinendrehmoment Te der Kraftmaschine 14 und das Elektromotordrehmoment Tmg des Elektromotors MG für das Fahren gleichzeitig verwendet werden, und daher ist der Rutschbetrag S der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 kleiner gemacht, das heißt, die Drehmomentkapazität der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 ist größer gemacht. Als ein Ergebnis kann die angeforderte Antriebskraft Tr des Fahrzeugs sichergestellt werden, um die Fahrzeugfahrleistung zu verbessern. Falls die angeforderte Antriebskraft Tr des Fahrzeugs klein ist, kann die angeforderte Antriebskraft Tr beispielsweise durch das Elektromotordrehmoment Tmg abgedeckt werden, und daher kann die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 ausgerückt werden oder der Rutschbetrag S kann größer gemacht werden, um das Übertragen der Störung auf die Kraftmaschine 14 zu unterdrücken, um die Genauigkeit der Erfassung des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts während der Fahrt zu verbessern. Auf diese Weise kann das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts sogar während der Fahrt durchgeführt werden, während die Fahrleistung des Fahrzeugs sichergestellt ist.
Falls gemäß diesem Beispiel die angeforderte Antriebskraft Tr des Fahrzeugs sogar lediglich durch den Elektromotor MG ausgegeben werden kann, wird die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 in den offenen Zustand gebracht. Da als ein Ergebnis das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts durchgeführt wird, während die Übertragung der Störung auf die Kraftmaschine 14 unterbrochen ist, ist die Genauigkeit der Erfassung des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts verbessert. Da die angeforderte Antriebskraft Tr des Fahrzeugs von dem Elektromotor MG ausgegeben wird, ist die Fahrzeugfahrleistung sichergestellt.
Falls gemäß diesem Beispiel die angeforderte Antriebskraft Tr des Fahrzeugs ausgegeben wird, indem die Kraftmaschine 14 und der Elektromotor MG gleichzeitig verwendet werden, wird die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 in einen Eingriffszustand oder einen Rutschzustand gebracht. Auf diese Weise kann der Betriebszustand der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 auf Grundlage der angeforderten Antriebskraft Tr gesteuert werden, um die angeforderte Antriebskraft Tr sicherzustellen und die Fahrzeugfahrleistung zu verbessern.
Obwohl das Beispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben wurde, wird die vorliegende Erfindung in anderen Formen angewandt.
Obwohl die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 in dem Beispiel geöffnet oder rutschen gelassen wird, wenn das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts durchgeführt wird, kann das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts nur dann durchgeführt werden, wenn die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 geöffnet ist. Falls die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 rutschen gelassen wird, ist daher das Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts stets verhindert. Wenn die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 rutschen gelassen wird, wird der Einfluss der Störung mehr oder weniger auf die Kraftmaschine 14 übertragen, und daher kann dieser Einfluss vollständig ausgeschlossen werden, um die Erfassung des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts durchzuführen.
Obwohl die Fahrzeugkraftübertragungsvorrichtung 12 des Beispiels den Drehmomentwandler 16 und das Automatikgetriebe 18 hat, die zwischen dem Elektromotor MG und den Antriebsrädern 34 angeordnet sind, sind diese nicht notwendigerweise erforderlich. Obwohl das Automatikgetriebe 18 ein mehrstufiges Getriebe der Planetengetriebebauart ist, bei der ein Umschaltvorgang durch Schalten jeweiliger hydraulischer Reibeingriffsvorrichtungen, die einzurücken sind, durchgeführt wird, ist dies ein Beispiel, und ein Getriebe einer anderen Art, etwa ein kontinuierlich variables Getriebe der Riemenbauart kann angeordnet werden.
Die obige Beschreibung betrifft lediglich ein Ausführungsbeispiel und die vorliegende Erfindung kann in zahlreichen modifizierten und verbesserten Formen auf Grundlage des Fachwissens in Anwendung gebracht werden.
Bezugszeichenliste

10: Hybridfahrzeug
14: Kraftmaschine
15: Zylinder
100: Elektronische Steuervorrichtung (Steuervorrichtung)
MG: Elektromotor
K0: Die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung (Kupplung)

Claims

Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs, das eine Kraftmaschine, einen Elektromotor, der an einen Leistungsübertragungsweg zwischen der Kraftmaschine und Antriebsrädern gekoppelt ist, und eine Kupplung aufweist, die einen Leistungsübertragungsweg zwischen der Kraftmaschine und sowohl dem Elektromotor als auch den Antriebsrädern verbindet/trennt, wobei die Steuervorrichtung das Erfassen einer Luft-Kraftstoff-Verhältnisvariation zwischen Zylindern der Kraftmaschine durchführt, wobei die Steuervorrichtung einen Betriebszustand der Kupplung auf Grundlage einer angeforderten Antriebskraft des Fahrzeugs ändert, wenn das Erfassen der Luft-Kraftstoff-Verhältnisvariation während der Fahrt des Fahrzeugs durchgeführt wird.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei dann, wenn die angeforderte Antriebskraft des Fahrzeugs größer ist, ein Rutschbetrag der Kupplung verglichen mit dann, wenn die angeforderte Antriebskraft kleiner ist, kleiner gemacht wird.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei dann, wenn die angeforderte Antriebskraft des Fahrzeugs sogar lediglich durch den Elektromotor abgedeckt ist, die Kupplung in einen offenen Zustand gebracht wird.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei dann, wenn die angeforderte Antriebskraft des Fahrzeugs unter gleichzeitiger Verwendung der Kraftmaschine und des Elektromotors ausgegeben wird, die Kupplung in einen eingerückten Zustand oder einen Rutschzustand gebracht wird.