DE112013006951T5 - Fahrzeugsteuervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Maschinenstartverhalten zu der Zeit des Startens einer Maschine durch einen Zündungsstart verbessert. Wenn sich ein Zylinder in dem Expansionstakt, der auf einen Zündungsstart folgt, in einem Zustand befindet, der die Erzeugung eines hohen Explosionsmoments ermöglicht, kann ein Zündungsstart für den Zylinder in dem Expansionstakt durchgeführt werden. Genauer genommen wird in dem Zylinder in dem Expansionstakt zuerst verbrannt, wenn der Zustand derart ist, dass ein hohes Explosionsmoment erzeugt werden kann, selbst wenn in dem Zylinder in dem Expansionstakt zuerst verbrannt wird. Andererseits wird in einem Zustand, bei dem der Sauerstoffgehalt in dem Zylinder in dem Expansionstakt verringert ist, nicht zuerst in dem Zylinder in dem Expansionstakt verbrannt. Stattdessen wird zuerst in einem anderen Zylinder als dem Zylinder in dem Expansionstakt verbrannt. Auf diese Weise wird in dem Zylinder in dem Expansionstakt verbrannt nachdem der Zustand erreicht ist, bei dem ein hohes Explosionsmoment in dem Zylinder in dem Expansionstakt erzeugt werden kann.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug, das eine Kupplung umfasst, die auf einer Leistungsübertragungsstrecke zwischen einer Maschine und einem Elektromotor angeordnet ist.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Es ist ein Fahrzeug bekannt, das eine Maschine, einen Elektromotor und eine Kupplung, die auf einer Leistungsübertragungsstrecke zwischen der Maschine und dem Elektromotor angeordnet ist und die Maschine von den Antriebsrädern trennen kann, umfasst. In einem solchen Fahrzeug wird die Maschine gestoppt während die Kupplung getrennt ist. Es werden verschiedene Techniken vorgeschlagen, um die Maschine aus einem solchen Zustand zu starten. Beispielsweise wird in dem Patentdokument 1 eine Technik vorgeschlagen, bei der ein Schlupf der Kupplung gesteuert wird, um die Maschine durch ein Ausgangsmoment (gleichbedeutend mit Leistung und Kraft, falls nicht ausdrücklich unterschieden) eines Elektromotors anzukurbeln, so dass die Maschine gestartet wird, wenn ein Start der Maschine in einem Fahrzeug, das obenstehend beschrieben ist, angefordert wird. Bei einer Technik, die in dem Patentdokument 1 vorgeschlagen wird, wird bei dem Maschinenstart einer Direkteinspritzungsmaschine Kraftstoff eingespritzt und in einem Zylinder der Maschine, der in einem Expansionstakt gestoppt ist, gezündet, um eine Maschinendrehzahl durch ein Explosionsmoment zu erhöhen, so dass ein sogenannter Zündungsstart durchgeführt wird.
  • STAND DER TECHNIK DOKUMENT
  • Patentdokumente
    • Patentdokument 1: ungeprüfte Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung (Übersetzung der PCT-Anmeldung) Nr. JP 2009-527411
    • Patentdokument 2: offengelegte Veröffentlichung des japanischen Patents Nr. JP 2004-28046
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Zündungsstart in einem Zylinder, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, kann in Abhängigkeit von einer Sauerstoffkonzentration in dem Zylinder gegebenenfalls kein ausreichendes Explosionsmoment zur Überwindung eines Reibungsmoments der Maschine erreichen, um die Maschinendrehzahl zu erhöhen. Beispielsweise verringert ein Öffnen eines Auslassventils des Zylinders in dem Expansionstakt die Sauerstoffkonzentration in dem Zylinder aufgrund eines Rückflusses von Abgas und kann zu einer Fehlzündung ohne eine Verbrennung führen, oder lediglich eine Erzeugung eines kleinen Explosionsmoments in einem atmosphärischen Druckzustand ermöglichen. Daher kann die Maschinenstartfähigkeit des Zündungsstarts abnehmen. Das oben beschriebene Problem ist unbekannt und hierzu sind keine Vorschläge gemacht worden, wie ein hohes Explosionsmoment zu der Zeit einer ersten Explosion eines Zylinders in dem Expansionstakt in geeigneter Weise erreicht werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht dieser Situationen gemacht und es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche die Maschinenstartfähigkeit bei dem Maschinenstart durch den Zündungsstart verbessern kann.
  • Mittel zur Lösung der Aufgabe
  • Zur Lösung der Aufgabe schlägt der erste Aspekt der Erfindung eine Steuervorrichtung eines Fahrzeugs vor, das umfasst: (a) eine Maschine, einen Elektromotor und eine Kupplung, die an einer Leistungsübertragungsstrecke zwischen der Maschine und dem Elektromotor angeordnet sind, wobei die Steuervorrichtung des Fahrzeugs einen Zündungsstart durchführt, der eine Verbrennung in einem Zylinder der Maschine verursacht, um die Maschine bei einem Start der Maschine zu drehen, wobei die Steuervorrichtung des Fahrzeugs (b) beim Durchführen des Zündungsstarts bei dem Start der Maschine einen Zylinder, in dem eine Verbrennung in der Maschine zuerst verursacht wird, basierend auf einer Betätigung eines Auslassventils während einem Dreh-Stopp-Vorgang der Maschine in einem Zylinder, der in einem Expansionstakt gestoppt ist, umschaltet.
  • Wirkung der Erfindung
  • Wenn ein Zylinder in dem Expansionstakt in einem Zustand ist, in dem ein hohes Explosionsmoment durch den Zündungsstart erzeugt wird, kann demzufolge der Zündungsstart in dem Zylinder in dem Expansionstakt durchgeführt werden. Falls mit anderen Worten ein Zylinder in dem Expansionstakt in einem Zustand ist, in dem ein hohes Explosionsmoment erzeugt wird, wird selbst wenn die Verbrennung zuerst in dem Zylinder verursacht wird, die Verbrennung zuerst in dem Zylinder in dem Expansionstakt verursacht. Falls andererseits in einem Zylinder in dem Expansionstakt eine Sauerstoffkonzentration reduziert ist, wird die Verbrennung nicht zuerst in dem Zylinder in dem Expansionstakt verursacht, und die Verbrennung wird zuerst in einem anderen Zylinder als dem Zylinder in dem Expansionstakt verursacht, um den Zylinder in dem Expansionstakt in einen Zustand zu versetzen, in dem ein hohes Explosionsmoment erzeugt wird, bevor die Verbrennung in dem Zylinder in dem Expansionstakt verursacht wird. Daher kann die Maschinenstartfähigkeit beim Maschinenstart durch den Zündungsstart verbessert werden.
  • Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Steuervorrichtung des Fahrzeugs, die in dem ersten Aspekt der Erfindung genannt wurde, bereitgestellt, wobei, wenn das Auslassventil des Zylinders, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, zeitweise geöffnet ist, da eine Drehposition der Maschine während des Dreh-Stopp-Vorgangs der Maschine über einen Dreh-Stopp-Zustand voranschreitet, die Steuervorrichtung des Fahrzeugs einen umgekehrten Start durchführt, der eine Verbrennung zuerst in einem Zylinder, der in einem Kompressionstakt gestoppt ist, verursacht, um die Maschine negativ zu drehen bevor eine Verbrennung in dem Zylinder in dem Expansionstakt verursacht wird, um die Maschine positiv zu drehen, und wobei, wenn das Auslassventil des Zylinders, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, nicht zeitweise geöffnet ist, die Steuervorrichtung des Fahrzeugs eine Verbrennung zuerst in dem Zylinder, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, verursacht, um die Maschine positiv zu drehen. Infolge dessen wird der Zylinder in dem Expansionstakt durch die negative Drehung der Maschine aufgrund der Verbrennung, die zuerst in dem Zylinder verursacht wird, der in dem Kompressionstakt gestoppt ist, komprimiert, und daher kann ein hohes Explosionsmoment zu der Zeit der ersten Explosion in dem Zylinder erlangt werden, selbst wenn ein Zylinder in dem Expansionstakt eine Sauerstoffkonzentration in dem Zylinder aufweist, die verringert ist, da das Auslassventil zeitweise geöffnet ist. Der umgekehrte Start verursacht die Verbrennung in dem Zylinder, der eine große Menge von Abgas enthält, nach der ersten Explosion in dem Zylinder in dem Expansionstakt, und daher wird das Explosionsmoment zu der Zeit der Verbrennung in dem Zylinder klein gehalten. Da das Explosionsmoment auf diese Weise unterdrückt wird und der Anstieg der Maschinendrehzahl verlangsamt wird, wird das Auftreten eines Überschwingens der Maschinendrehzahl, so dass sie eine Elektromotordrehzahl überschreitet, unterdrückt und die Kupplung greift unmittelbar vollständig ein. Andererseits kann das ausreichende Explosionsmoment zu der ersten Explosion erlangt werden, selbst wenn die Verbrennung zuerst in dem Zylinder in dem Expansionstakt verursacht wird, ohne dass das Auslassventil zeitweise geöffnet ist. Daher kann die Maschinenstartfähigkeit bei dem Maschinenstart durch den Zündungsstart verbessert werden.
  • Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird die Steuervorrichtung des Fahrzeugs, die in dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung genannt wurde, bereitgestellt, wobei Kraftstoff in den Zylinder in dem Expansionstakt eingespritzt wird wenn sich die Maschine während dem umgekehrten Start negativ dreht. Infolge dessen wird Kraftstoff eingespritzt während aufgrund der negativen Drehung eine Luftströmung in den Zylinder auftritt, wodurch die Homogenisierung der Luft-Kraftstoff-Mischung in dem Zylinder in dem Expansionstakt erleichtert wird. Da die erste Explosion selbst in dem Zylinder in dem Expansionstakt leicht auftritt und ein hohes Explosionsmoment bei der ersten Explosion leichter erlangt werden kann, kann somit die Maschinenstartfähigkeit verbessert werden.
  • Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung wird die Steuervorrichtung des Fahrzeugs, die in einem von dem ersten bis dritten Aspekt der Erfindung genannt ist, bereitgestellt, wobei während des umgekehrten Starts der Zylinder in dem Expansionstakt gezündet wird bevor der Zylinder in dem Expansionstakt einen oberen Totpunkt erreicht, und wenn während des umgekehrten Starts eine Geschwindigkeit der Maschinendrehzahl in einer negativen Richtung verringert ist. Infolge dessen wird die Verbrennung in einem vorangeschrittenen Zustand einer Luftkomprimierung in dem Zylinder in dem Expansionstakt verursacht. Die erste Explosion in dem Zylinder in dem Expansionstakt wird erzeugt während das Reaktionsmoment im Zusammenhang mit der negativen Drehung der Maschine klein ist. Da die erste Explosion selbst leicht in dem Zylinder in dem Expansionstakt auftritt und ein hohes Explosionsmoment bei der ersten Explosion leicht erlangt wird, wird der umgekehrte Start ordentlich durchgeführt und die Maschinenstartfähigkeit kann verbessert werden.
  • Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung wird die Steuervorrichtung eines Fahrzeugs, die in einem von dem ersten bis vierten Aspekt der Erfindung genannt ist, bereitgestellt, wobei die Kupplung zu einem Eingriff gesteuert wird, um die Maschinendrehzahl zu erhöhen nachdem sich die Maschine positiv dreht. Infolge dessen wird der Zündungsstart zuerst durchgeführt, um ein Ausgangsmoment des Elektromotors zu unterdrücken, wenn die Kupplung zu einem Eingriff gesteuert wird. Während einer Motorfahrt wird daher das Ausgangsmoment des Elektromotors, das für den Maschinenstart sichergestellt wird, unterdrückt und ein Motorfahrbereich wird erweitert. Da das Auftreten des Überschwingens während des umgekehrten Starts unterdrückt wird, greift die Kupplung unmittelbar vollständig ein. Somit kann die Maschinenstartfähigkeit bei dem Maschinenstart durch den Zündungsstart verbessert werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Diagramm zur Erklärung eines allgemeinen Aufbaus einer Leistungsübertragungsvorrichtung, die in einem Fahrzeug umfasst ist, in dem die vorliegende Erfindung angewendet wird, und sie ist ein Diagramm zur Erklärung eines Hauptabschnitts eines Steuersystems in dem Fahrzeug.
  • 2 ist ein Diagramm zur Erklärung eines allgemeinen Aufbaus einer Maschine aus 1 und sie ist ein Diagramm zur Erklärung eines Hauptabschnitts eines Steuersystems in der Maschine aus dem Steuersystem in dem Fahrzeug.
  • 3 ist ein Diagramm zur Erklärung einer Ventilöffnungszeit eines Einlassventils und einer Ventilöffnungszeit eines Auslassventils.
  • 4 ist ein funktionales Blockdiagramm zur Erklärung eines Hauptabschnitts der Steuerfunktion einer elektronischen Steuervorrichtung.
  • 5 ist ein Diagramm zur Erklärung eines Beispiels eines Verhaltens bei einem Dreh-Stopp-Vorgang der Maschine, das beispielgebend für eine Vier-Zylinder-Maschine dargestellt ist.
  • 6 ist ein Diagramm zur Erklärung des Zündungsstarts unter Verwendung des umgekehrten Starts, der beim Stopp der Maschine begleitet durch das Überschwingen durchgeführt wird.
  • 7 ist ein Flussdiagramm zur Erklärung eines Hauptabschnitts des Steuerbetriebs der elektronischen Steuervorrichtung, d. h. des Steuerbetriebs zur Verbesserung der Maschinenstartfähigkeit beim Maschinenstart durch den Zündungsstart.
  • ART UND WEISE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Bei der vorliegenden Erfindung ist die Maschine vorzugsweise eine Verbrennungsmaschine, wie eine Benzinmaschine, die Leistung zum Beispiel aus einer Verbrennung von Kraftstoff erzeugt. Insbesondere ist die Maschine eine Vier-Zylinder-Maschine, die eine Direkteinspritzungs-Vier-Zylinder-Maschine ist, bei welcher Kraftstoff direkt in den Zylinder eingespritzt wird. Obwohl eine Vier-Zylinder-Maschine dazu tendiert, ein Phänomen zu verursachen, bei dem ein Auslassventil eines Zylinders, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, zeitweise geöffnet ist, was aufgrund der Drehposition der Maschine, die bei einem Dreh-Stopp-Vorgang über einen Dreh-Stopp-Zustand voranschreitet, zu einer Verringerung des Sauerstoffgehalts in dem Zylinder führt, kann infolge dessen jeder von dem ersten bis fünften Aspekt der Erfindung an dieser Vier-Zylinder-Maschine angewendet werden, um die Maschinenstartfähigkeit bei dem Maschinenstart durch den Zündungsstart zu verbessern.
  • Vorzugsweise umfasst das Fahrzeug ein Getriebe, das einen Abschnitt einer Leistungsübertragungsstrecke zwischen dem Elektromotor und Antriebsrädern bildet. Das Getriebe kann ein Schaltgetriebe, wie ein bekanntes synchronisiertes Getriebe vom Eingrifftyp mit zwei parallelen Wellen sein, das eine Mehrzahl von Paaren von stets eingreifenden Änderungszahnrädern zwischen zwei Wellen umfasst, oder eines von verschiedenen Automatikgetrieben (wie ein Automatikgetriebe vom Planetengetriebetyp, ein synchronisiertes Automatikgetriebe vom Eingrifftyp mit zwei parallelen Wellen, ein DCT und ein CVT) sein. Dieses Automatikgetriebe besteht aus einem einzelnen Automatikgetriebe, einem Automatikgetriebe mit einer Flüssigkeits-Leistungsübertragungsvorrichtung, oder ein Automatikgetriebe mit einem Hilfsgetriebe. Die Kupplung ist eine nasse oder trockene Eingriffvorrichtung, welche die Maschine von den Antriebsrädern trennen kann.
  • Nachstehend wird ein Beispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erklärt.
  • Beispiel
  • 1 ist ein Diagramm zur Erklärung eines allgemeinen Aufbaus einer Leistungsübertragungsvorrichtung 12, die in einem Fahrzeug 10 umfasst ist, an dem die vorliegende Erfindung angewendet wird, und sie ist ein Diagramm zur Erklärung eines Hauptabschnitts eines Steuersystems für verschiedene Typen der Steuerung in dem Fahrzeug 10. 2 ist ein Diagramm zur Erklärung eines allgemeinen Ausbaus einer Maschine 14 aus 1 und sie ist ein Diagramm zur Erklärung eines Hauptabschnitts eines Steuersystems zur Ausgangssteuerung, usw. in der Maschine 14 aus dem Steuersystem in dem Fahrzeug 10.
  • In 1 ist das Fahrzeug 10 ein Hybridfahrzeug, das die Maschine 14 und einen Elektromotor MG umfasst, die als Antriebskraftquellen zum Fahren dienen. Die Leistungsübertragungsvorrichtung 12 umfasst ein Getriebegehäuse 20, das als ein nicht drehendes Element dient, eine Maschinenverbindungs-/Unterbrechungskupplung K0 (nachstehend als Kupplung K0 bezeichnet), einen Drehmomentwandler 16 und ein Automatikgetriebe 18, in Reihenfolge von dem Getriebe 14 ausgehend. Die Leistungsübertragungsvorrichtung 12 umfasst ebenso eine Kardanwelle 26, die mit einer Getriebeausgangswelle 24 gekoppelt ist, die ein Ausgangsdrehelement des Automatikgetriebes 18 ist. Ein Differentialgetriebe 28, das mit der Kardanwelle 26 gekoppelt ist, ein Paar von Achsen 30, die mit dem Differentialgetriebe 28 gekoppelt sind, usw. Ein Pumpenlaufrad 16a des Drehmomentwandlers 16 ist über die Kupplung K0 an eine Maschinenkoppelungswelle 32 gekoppelt und ist direkt mit dem Elektromotor MG gekoppelt. Ein Turbinenlaufrad 16b des Drehmomentwandlers 16 ist direkt mit einer Getriebeeingangswelle 34 gekoppelt, die ein Eingangsdrehelement des Automatikgetriebes 18 ist. Das Pumpenlaufrad 16a ist mit einer mechanischen Ölpumpe 22 gekoppelt, welche durch die Maschine 14 (und/oder den Elektromotor MG) zum Erzeugen eines hydraulischen Öldrucks drehend angetrieben wird, um eine Schaltsteuerung des Automatikgetriebes 18 und eine Eingriff-/Trenn-Steuerung der Kupplung K0 bereitzustellen. Die Leistungsübertragungsvorrichtung 12, die wie obenstehend beschrieben ausgestaltet ist, wird vorzugsweise in dem Fahrzeug 10 vom FR-Typ als Beispiel verwendet. In der Leistungsübertragungsvorrichtung 12 wird die Leistung (gleichbedeutend mit einem Moment und einer Kraft, falls nicht ausdrücklich unterschieden wird) der Maschine 14 von der Maschinenkoppelungswelle 32, die eine Kurbelwelle 36 (siehe 2) der Maschine 14 und die Kupplung K0 koppelt, aufeinanderfolgend durch die Kupplung K0, den Drehmomentwandler 16, das Automatikgetriebe 18, die Kardanwelle 26, das Differentialgetriebe 28, das Paar der Achsen 30, usw., auf ein Paar von Antriebsrädern 38 übertragen, falls die Kupplung K0 eingreift. Wie obenstehend beschrieben ist, bildet die Leistungsübertragungsvorrichtung 12 eine Leistungsübertragungsstrecke von der Maschine 14 zu den Antriebsrädern 38.
  • Das Automatikgetriebe 18 ist ein Getriebe, das einen Abschnitt der Leistungsübertragungsstrecke von der Maschine 14 und dem Elektromotor MG zu den Antriebsrädern 38 bildet, um die Leistung von der Antriebskraftquelle zum Fahren (die Maschine 14 und der Elektromotor MG) zu den Antriebsrädern 38 zu übertragen. Das Automatikgetriebe 18 ist beispielsweise ein bekanntes mehrstufiges Getriebe vom Planetengetriebetyp mit einer Mehrzahl von Schaltstufen von verschiedenen Übersetzungsverhältnissen γ (= Getriebeeingangsdrehzahl Nin/Getriebeausgangsdrehzahl Nout), die wahlweise eingerichtet werden, oder ein bekanntes stufenloses Getriebe bzw. kontinuierlich variables Getriebe mit einem Übersetzungsverhältnis γ, das in stufenloser Weise kontinuierlich variiert wird.
  • Der Elektromotor MG ist ein sogenannter Motorgenerator mit einer Funktion eines Motors, der elektrische Leistung aus elektrischer Energie erzeugt, und einer Funktion eines elektrischen Generators, der elektrische Energie aus mechanischer Energie erzeugt. Der Elektromotor MG erzeugt anstelle der Maschine 14 oder zusätzlich zu der Maschine 14 Leistung zum Fahren aus elektrischer Energie, die über einen Inverter 42 von einer elektrischen Speichervorrichtung 44 zugeführt wird. Der Elektromotor MG wandelt die Leistung der Maschine 14 oder eine Antriebskraft, die seitens der Antriebsräder 38 eingeleitet wird, durch Regeneration in elektrische Energie um, um die elektrische Energie über den Inverter 42 in der elektrischen Speichervorrichtung 44 zu speichern. Der Elektromotor MG ist mit der Leistungsübertragungsstrecke zwischen der Kupplung K0 und dem Drehmomentwandler 16 gekoppelt und die Leistung wird gemeinsam zwischen dem Elektromotor MG und dem Pumpenlaufrad 16a übertragen. Daher ist der Elektromotor MG mit der Getriebeeingangswelle 34 des Automatikgetriebes 18 in einer leistungsübertragenden Weise verbunden ohne durch die Kupplung K0 zu gehen.
  • Die Kupplung K0 ist beispielsweise eine hydraulische Reibungseingriffvorrichtung vom nassen Mehrscheibentyp und unterliegt einer Eingriff-/Trenn-Steuerung durch eine hydraulische Steuerschaltung 40 unter Verwendung eines Öldrucks, der als ursprünglicher Druck von der Ölpumpe 22 erzeugt wird. In der Eingriff-/Trenn-Steuerung wird eine Drehmomentkapazität der Kupplung K0 (nachstehend als ein K0-Moment bezeichnet) beispielsweise durch eine Druckanpassung eines linearen Solenoidventils, usw. in der hydraulischen Steuerschaltung 40 variiert. In einem Eingriffzustand der Kupplung K0 werden das Pumpenlaufrad 16a und die Maschine 14 über die Maschinenkoppelungswelle 32 einheitlich gedreht. Andererseits ist in einem getrennten Zustand der Kupplung K0 eine Leistungsübertragung zwischen der Maschine 14 und dem Pumpenlaufrad 16a unterbrochen. Insbesondere wird die Kupplung K0 getrennt, um die Maschine 14 von den Antriebsrädern 38 zu trennen. Da der Elektromotor MG mit dem Pumpenlaufrad 16a gekoppelt ist, dient die Kupplung K0 ebenso als eine Kupplung, die auf der Leistungsübertragungsstrecke zwischen der Maschine 14 und dem Elektromotor MG angeordnet ist, um die Leistungsübertragungsstrecke zu verbinden/zu unterbrechen.
  • In 2 ist die Maschine 14 eine bekannte Direkteinspritzungs-Vier-Takt-Benzinmaschine, die Kraftstoff beispielsweise direkt in jeden Zylinder 50 einspritzt. Die Maschine 14 umfasst eine Verbrennungskammer 52, die zwischen einem Zylinderkopf und einem Kolben angeordnet ist, eine Einlassleitung 54, die mit einem Einlasskanal der Verbrennungskammer 52 verbunden ist, eine Auslassleitung 56, die mit einem Auslasskanal der Verbrennungskammer 52 verbunden ist, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 58, die in dem Zylinderkopf bereitgestellt ist und Kraftstoff F direkt in die Verbrennungskammer 52 einspritzt, eine Zündvorrichtung 60, die ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Verbrennungskammer 52 zündet, ein Einlassventil 62, das den Einlasskanal der Verbrennungskammer 52 öffnet oder schließt, ein Auslassventil 64, das den Auslasskanal der Verbrennungskammer 52 öffnet oder schließt, eine Einlassventilantriebsvorrichtung 66, die das Einlassventil 62 in Synchronisation mit einer Drehung der Kurbelwelle 36 für eine Öffnungs-/Schließbetätigung des Einlassventils 62 auf und ab zu bewegen, und eine Auslassventilantriebsvorrichtung 68, die das Auslassventil 64 in Synchronisation mit einer Drehung der Kurbelwelle 36 für eine Öffnungs-/Schließbetätigung des Auslassventils 64 auf und ab bewegt.
  • Ein elektronisches Drosselventil 70 ist in der Einlassleitung 54 der Maschine 14 bereitgestellt und das elektronische Drosselventil 70 wird durch ein Drosselstellglied 72 zum Öffnen/Schließen betätigt. In der Maschine 14 wird der Kraftstoff F eingespritzt und von der Kraftstoffeinspritzung 58 in der Einlassluft zugeführt, die von der Einlassleitung 54 in die Verbrennungskammer 52 gesaugt wird, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch zu bilden, und das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird gezündet, und durch die Zündvorrichtung 60 verbrannt. Infolge dessen wird die Maschine 14 angetrieben und das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird nach der Verbrennung als Abgas in die Auslassleitung 56 herausgeschickt.
  • 3 ist ein Diagramm zur Klärung einer Ventilöffnungszeit VTin des Einlassventils 62 und einer Ventilöffnungszeit VTex des Auslassventils 64. In 3 zeigt ein Pfeil A die Ventilöffnungszeit VTin des Einlassventils 62 an, d. h. in einem Bereich eines Kurbelwinkels Acr, in dem das Einlassventil 62 geöffnet ist. Ein Pfeil B zeigt die Ventilöffnungszeit VTex des Auslassventils 64 an, d. h. einen Bereich des Kurbelwinkels Acr, in dem das Auslassventil 64 geöffnet ist. Die Ventilöffnungszeit VT ist in diesem Beispiel eine Dauer während einer Öffnung eines Ventils (eine Ventilöffnungsdauer) ab einem Zeitpunkt, zu dem das Ventil öffnet (ein Ventilöffnungszeitpunkt), bis zu einem Zeitpunkt, zu dem das Ventil schließt (ein Ventilschließzeitpunkt), und ist nicht für den Ventilöffnungszeitpunkt bezeichnend.
  • Zurückkehrend zu den 1 und 2, umfasst das Fahrzeug 1 eine elektronische Steuervorrichtung 90, die eine Steuervorrichtung des Fahrzeugs 10 umfasst, welche beispielsweise die Eingriff-/Trenn-Steuerung der Kupplung K0 und eine Startsteuerung der Maschine 14 betrifft. Die elektronische Steuervorrichtung 90 umfasst beispielsweise einen sogenannten Mikrocomputer, der eine CPU, einen RAM und einen ROM und eine I/O-Schnittstelle, und die CPU führt Signalverarbeitungen in Übereinstimmung mit einem Programm aus, das vorab in dem ROM gespeichert ist, während eine temporäre Speicherfunktion des RAM verwendet wird, um verschiedene Typen der Steuerung des Fahrzeugs 10 bereitzustellen. Beispielsweise stellt die elektronische Steuervorrichtung 90 die Ausgangsleistungssteuerung der Maschine 14, eine Antriebssteuerung des Elektromotors MG, die eine regenerative Steuerung des Elektromotors MG umfasst, die Schaltsteuerung des Automatikgetriebes 18, eine Drehmomentkapazitätssteuerung der Kupplung K0, usw. bereit, und ist nach Bedarf separat von der Maschinensteuerung, der Elektromotorsteuerung, der hydraulischen Steuerung, usw. ausgestaltet. Wie in den 1 und 2 abgebildet ist, wird die elektronische Steuereinheit 90 mit jedem von verschiedenen Signalen versorgt (zum Beispiel eine Maschinendrehzahl Ne, die eine Drehzahl der Maschine 14 ist, und dem Kurbelwinkel Acr, einer Turbinendrehzahl Nt, d. h. die Getriebeeingangsdrehzahl Nin, die eine Drehzahl der Getriebeeingangswelle 36 ist, die Getriebeausgangsdrehzahl Nout, die eine Drehzahl der Getriebeausgangswelle 24 ist, die einer Fahrzeuggeschwindigkeit V entspricht, eine Elektromotordrehzahl Nm, die eine Drehzahl des Elektromotors MG ist, ein Gaspedalöffnungswinkel θacc, der einem Fahreranforderungsbetrag des Fahrzeugs 10 von einem Fahrer entspricht, ein Drosselventilöffnungsgrad θth, der für einen Öffnungswinkel des elektronischen Drosselventils 70 bezeichnend ist, eine Einlassluftmenge Qair der Maschine 14, und ein Ladezustand (Ladekapazität) SOC der elektronischen Speichervorrichtung 44) basierend auf Erfassungswerten von verschiedenen Sensoren (zum Beispiel einem Maschinendrehzahlsensor 74, einem Turbinendrehzahlsensor 76, einem Ausgangswellendrehzahlsensor 78, einem Elektromotordrehzahlsensor 80, einem Gaspedalöffnungswinkelsensor 82, einem Drosselsensor 84, einem Luftstrommesser 86, einem Batteriesensor 88). Wie in den 1 und 2 dargestellt ist, gibt die elektronische Steuervorrichtung 90 beispielsweise ein Maschinenausgangsleistungssteuerbefehlssignal Se für die Ausgangsleistungssteuerung der Maschine 14, ein Elektromotorsteuerbefehlssignal Sm zur Steuerung des Betriebs des Elektromotors MG und ein Öldruckbefehlssignal Sp zur Betätigung eines elektromagnetischen Ventils (Solenoidventil), usw., das in dem hydraulischen Steuerkreislauf 40 zum Steuern von hydraulischen Stellgliedern der Kupplung K0 und dem Automatikgetriebe 18 umfasst ist, jeweils an Maschinensteuervorrichtungen wie die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 58, die Zündvorrichtung 60 und das Drosselstellglied 72, den Inverter 42 und den hydraulischen Steuerkreislauf 40 aus.
  • 4 ist ein funktionales Blockdiagramm zur Erklärung eines Hauptabschnitts der Steuerfunktion der elektronischen Steuervorrichtung 90. In 4 weist ein Hybridsteuermittel, d. h. ein Hybridsteuerabschnitt 92 eine Funktion als Maschinenantriebssteuerabschnitt zum Steuern des Antriebs der Maschine 14 und eine Funktion als Elektromotorbetriebssteuerabschnitt zum Steuern des Betriebs des Elektromotors MG als Antriebskraftquelle oder als elektrischer Generator durch den Inverter 42 auf, und stellt durch diese Steuerfunktionen eine Steuerung für den Hybridantrieb durch die Maschine 14 und den Elektromotor MG bereit. Beispielsweise berechnet der Hybridsteuerabschnitt 92 eine angeforderte Antriebskraft Fdtgt als ein Antriebsanforderungsbetrag an das Fahrzeug 10 von einem Fahrer basierend auf dem Gaspedalöffnungswinkel θacc und der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Der Hybridsteuerabschnitt 92 gibt die Steuersignale (das Maschinenausgangsleistungssteuerbefehlssignal Se und das Elektromotorsteuerbefehlssignal Sm), welche die Antriebskraftquelle zum Fahren steuern, derart aus, dass die Ausgangsleistung der Antriebskraftquellen zum Fahren (die Maschine 14 und der Elektromotor MG) so erlangt werden, dass die angeforderte Antriebskraft Fdtgt unter Berücksichtigung eines Übertragungsverlustes, einer Zubehörlast, dem Übersetzungsverhältnis γ des Automatikgetriebes 18, der Ladekapazität SOC der elektrischen Speichervorrichtung 44, usw. erreicht wird. Der Antriebsanforderungsbetrag kann unter Verwendung von nicht nur der angeforderten Antriebskraft Fdtgt [N] an den Antriebsrädern 38 umgesetzt werden, sondern ebenso von einem angeforderten Antriebsmoment [Nm] an den Antriebsrädern 38, einer angeforderten Antriebsleistung [W] an den Antriebsrädern 38, einem angeforderten Getriebeausgangsmoment an der Getriebeausgangswelle 24, usw. Der Antriebsanforderungsbetrag kann unter Verwendung des Gaspedalöffnungswinkels θacc [%], der Einlassluftmenge Qair [g/sec], usw. einfach umgesetzt werden.
  • Falls insbesondere beispielsweise die Anforderungsantriebskraft Fdtgt innerhalb eines Bereichs liegt, der lediglich durch die Ausgangsleistung des Elektromotors MG abgedeckt werden kann, führt der Hybridsteuerabschnitt 92 einen Motorfahrmodus (EV-Fahrmodus) durch, der unter Verwendung von lediglich dem Elektromotor MG als die Antriebskraftquelle zum Fahren durchgeführt wird, während die Kupplung K0 getrennt ist. Falls andererseits beispielsweise die Anforderungsantriebskraft Fdtgt innerhalb eines Bereichs liegt, der nicht abgedeckt werden kann, ohne dass zumindest die Ausgangsleistung der Maschine 14 verwendet wird, führt der Hybridsteuerabschnitt 92 einen Maschinenfahrmodus durch, d. h. einen Hybridfahrmodus (EHV-Fahrmodus), der unter Verwendung von wenigstens der Maschine 14 als die Antriebskraftquelle zum Fahren durchgeführt wird, wobei die Kupplung K0 in Eingriff steht. Falls der EV-Fahrmodus nicht durchgeführt werden kann, da eine Ladung der elektrischen Speichervorrichtung 44 basierend auf zum Beispiel der Ladekapazität SOC oder einer entladbaren elektrischen Leistung, die aus einer Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung berechnet wird, begrenzt ist, bewirkt der Hybridsteuerabschnitt 92, dass die Maschine 14 betrieben wird, falls ein Laden der elektrischen Speichervorrichtung 44 angefordert wird, oder falls die Maschine 14 oder eine Ausstattung, die in Bezug zu der Maschine 14 steht, aufgewärmt werden muss.
  • In einem Verfahren zum Starten der Maschine 14 durch den Hybridsteuerabschnitt 92 wird die Maschine 14 beispielsweise durch eine anfängliche Kraftstoffzufuhr, eine Maschinenzündung, usw. gestartet, während die getrennte Kupplung K0 zu einem Eingriff gesteuert wird, um die Maschine 14 durch den Elektromotor MG anzukurbeln. Bei diesem Startverfahren wird die Kupplung K0 dazu gesteuert, das K0-Moment zur Übertragung des Maschinenstartdrehmoments zu erreichen, das ein Moment ist, das für den Maschinenstart zu der Maschine 14 erforderlich ist. Da das Maschinenstartdrehmoment einem MG-Moment Tm entspricht, das die Kupplung K0 zu der Maschine 14 durchläuft, wird ein MG-Moment Tm, das zu den Antriebsrädern 38 läuft, entsprechend verringert. Um einen Abfall des Antriebsmoments in diesem Startverfahren zu unterdrücken, wird daher das MG-Moment, zusätzlich zu dem MG-Moment Tm, das zur Erfüllung des Anforderungsantriebsdrehmoments erforderlich ist, noch um einen Betrag erhöht, der dem K0-Moment zur Übertragung des Maschinenstartdrehmoments zu der Maschine 14 entspricht (nachstehend wird dieser erhöhte Betrag als ein K0-Ausgleichsmoment (oder ein MG-Ausgleichsmoment) bezeichnet).
  • In dem EV-Fahrmodus dieses Beispiels wird ein EV-Fahrbereich durch einen Betrag des MG-Ausgleichsmoments verringert, das in Vorbereitung des Maschinenstarts von dem maximalen MG-Moment Tm sichergestellt wird, das durch den Elektromotor MG abgegeben werden kann. Aus einer anderen Sichtweise kann der EV-Fahrbereich ausgedehnt werden, falls das MG-Ausgleichsmoment unterdrückt werden kann. Daher führt der Hybridsteuerabschnitt 92 zusätzlich zu dem Startverfahren, bei dem die Kupplung K0 zu einem Eingriff gesteuert wird, den Zündungsstart durch, der eine Zündung in einem Zylinder der Maschine 14 verursacht, um die Maschine 14 bei dem Maschinenstart zu drehen. Der Hybridsteuerabschnitt 92 verteilt einen Teil des Maschinenstartdrehmoments durch ein Durchführen des Zündungsstarts. In dem Maschinenstartverfahren unter Verwendung des Zündungsstarts wird beispielsweise Kraftstoff in einem Zylinder der Maschine 14, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, eingespritzt und gezündet (verbrannt), um eine Verbrennung in dem Zylinder zu verursachen, und ein Kolben wird durch das erzeugte Explosionsmoment abwärts geschoben, um die Kurbelwelle 36 zu drehen, wodurch die Maschine 14 gestartet wird.
  • Falls ein Teil des Maschinenstartdrehmoments durch den Zündungsstart abgedeckt wird, wird der Zündungsstart vorzugsweise zur Bewegung eines gestoppten Kolbens durchgeführt. Mit anderen Worten wird bevorzugt, das Explosionsmoment im Zusammenhang mit dem Zündungsstart dazu zu verwenden, das Reibungsmoment der Maschine 14 am Anfang des Maschinenstarts zur Unterdrückung des MG-Ausgleichsmoments zu überwinden (überschreiten). Falls ein Neustart der Maschine 14 während des EV-Fahrmodus angefordert wird, führt der Hybridsteuerabschnitt 92 daher erst den Zündungsstart durch, um die Maschine 14 zu drehen. Der Hybridsteuerabschnitt 92 steuert danach die Kupplung K0 zu einem Eingriff, um die Maschinendrehzahl Ne durch den Elektromotor MG zu erhöhen. Nachdem sich die Maschinendrehzahl Ne mit der Elektromotordrehzahl Nmg synchronisiert, bringt der Hybridsteuerabschnitt 92 die Kupplung K0 vollständig in Eingriff und schaltet zu dem EHV-Fahrmodus. Das Reibungsmoment der Maschine 14 bei dem Maschinenstart ist ein Gesamtmoment eines Kompressionsmoments, das einem Pumpverlust, einem mechanischen Reibungsmoment, das einem Gleitwiderstand entspricht, und einem mechanischen Reibungsmoment der Einlassventilantriebsvorrichtung 66 und der Auslassventilantriebsvorrichtung 68 entspricht. Allerdings entspricht das Reibungsmoment der Maschine 14 zu Anfang des Maschinenstarts, wenn der gestoppte Kolben bewegt wird, lediglich dem Gleitwiderstand und dem mechanischen Reibungsmoment der Einlassventilantriebsvorrichtung 66 usw., da die Maschinendrehzahl Ne extrem niedrig ist.
  • Beim Start der Maschine 14 ist es selbst dann, wenn zuerst eine Verbrennung durch den Zündungsstart in dem Zylinder, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, ausgeführt wird, möglich, dass das Explosionsmoment, das zur Überwindung des Reibungsmoments der Maschine 14 ausreichend ist, nicht erzeugt wird. 5 ist ein Diagramm zur Erklärung eines Beispiels eines Verhaltens der Maschine 14 in einem Dreh-Stopp-Vorgang desselben, das beispielgebend eine Vier-Zylinder-Maschine darstellt. In 5 wird, wie in 5(a) dargestellt ist, die Drehung der Maschine 14 in einem Vorgang des Stoppens einer Drehung beim Stopp der Maschine in der positiven Richtung (positive Drehung) zu einem Dreh-Stopp fortgeführt, während ein Zylinder A in dem Kompressionstakt zunehmen komprimiert wird. Wie in 5(b) dargestellt ist, kann ein Überschwingen bzw. Vorschnellen auftreten, was dazu führt, dass die Drehung der Maschine 14 über einen Dreh-Stopp-Zustand der Maschine 14 voranschreitet. Falls ein solches Überschwingen ermöglicht, dass sich die Maschine dreht bis sie eine Position erreicht, die der Ventilöffnungszeit VTex des Auslassventils 64 entspricht, wird das Auslassventil 64 in einem Zylinder B in dem Expansionstakt geöffnet, wodurch dem Abgas ermöglicht wird, in den Zylinder zurück zu strömen. Wie anschließend in 5(c) dargestellt ist, dreht sich die Maschine 14 in der negativen Richtung (negatives Drehen), so dass die positive Drehung und die negative Drehung bis zu dem Dreh-Stopp-Zustand wiederholt werden. Wie schließlich in 5(d) dargestellt ist, wird die Drehung der Maschine 14 gestoppt. In dem Drehungs-Stopp-Zustand der Maschine 14 weist der Zylinder B, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, wie in 5(d) gezeigt ist, einen Druck in dem Zylinder auf, der auf den Atmosphärendruck verringert wird, wenn eine bestimmte Zeit unmittelbar nach dem Stopp abgelaufen wird. Der Zylinder B, der in dem Expansionstakt gestoppt wird, weist eine Sauerstoffkonzentration in dem Zylinder auf, die durch das Zurückströmen des Abgases aufgrund des Überschwingens in dem Dreh-Stopp-Vorgang verringert ist. Daher wird der Zündungsstart in dem Zylinder B, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, durch eine Kraftstoffeinspritzung und eine Zündung bei der niedrigen Sauerstoffkonzentration in dem Atmosphärendruckzustand durchgeführt, und daher kann er zu einer Fehlzündung ohne Verbrennung führen oder es ist möglich, dass er kein ausreichendes Explosionsmoment erzeugt, selbst wenn eine Zündung erreicht wird. Unter der Annahme, dass beispielsweise die positive Drehung die Drehung ist, wenn die Maschine 14 während der Fahrzeugfahrt drehend angetrieben wird, ist die negative Drehung der Maschine 14 die Drehung in der entgegengesetzten Richtung zu der positiven Richtung. Daher bedeutet die negative Drehung der Maschine 14, dass die Maschine 14 in der rückwärtsgerichteten Richtung gedreht wird. Das Verhalten, das obenstehend beschrieben ist, kann bei dem Dreh-Stopp-Vorgang der Maschine 14 auftreten, insbesondere in dem Fall des Dreh-Stopp-Vorgangs in einer Vier-Zylinder-Maschine.
  • Falls das Auslassventil 64 eines Zylinders, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, nicht aufgrund des Überschwingens in dem Dreh-Stopp-Vorgang der Maschine 14 zeitweise geöffnet ist, führt der Hybridsteuerabschnitt 92 den Zündungsstart durch, wodurch zuerst eine Verbrennung in dem Zylinder, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, verursacht wird, so dass die Maschine 14 positiv gedreht wird. Falls andererseits das Auslassventil 64 eines Zylinders, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, aufgrund des Überschwingens in dem Dreh-Stopp-Vorgang der Maschine 14 zeitweise geöffnet ist, führt der Hybridsteuerabschnitt 92 den Zündungsstart unter Verwendung eines umgekehrten Starts durch, der zuerst in einem Zylinder, der in dem Kompressionstakt gestoppt ist, eine Verbrennung verursacht, um die Maschine 14 negativ zu drehen, bevor in dem Zylinder in dem Expansionstakt eine Verbrennung verursacht wird, um die Maschine 14 positiv zu drehen. Wie obenstehend beschrieben ist, schaltet der Hybridsteuerabschnitt 92 den Zylinder in dem eine Verbrennung zuerst in der Maschine 14 verursacht wird, basierend auf der Betätigung des Auslassventils 64 in dem Dreh-Stopp-Vorgang der Maschine 14 in dem Zylinder, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, um, wenn der Zündungsstart bei dem Start der Maschine 14 durchgeführt wird. Sobald sich die Maschine 14 positiv bei dem Zündungsstart dreht, steuert der Hybridsteuerabschnitt 92 die Kupplung K0 zu einem Eingriff, um die Maschinendrehzahl Ne zu erhöhen.
  • 6 ist ein Diagramm zur Erklärung des Zündungsstarts unter Verwendung des umgekehrten Starts, der beim Stopp der Maschine durchgeführt wird, begleitet durch das Zurückströmen des Abgases aufgrund des Überschwingen, die beispielgebend eine Vier-Zylinder-Maschine darstellt. In 6 stellt 6(a) einen Zustand dar, der zu dem Dreh-Stopp-Zustand der Maschine 14, der in 5(d) dargestellt ist, äquivalent ist, und der Zylinder B, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, weist die niedrige Sauerstoffkonzentration in dem Atmosphärendruckzustand auf. In einem solchen Zustand führt der Hybridsteuerabschnitt 92, wie in 6(b) dargestellt ist, den Zündungsstart durch, um eine Verbrennung in dem Zylinder A, der in dem Kompressionstakt gestoppt ist, zu verursachen, wodurch die Maschine 14 negativ gedreht wird. Infolge dessen wird Luft in dem Zylinder B in dem Expansionstakt komprimiert. Anschließend führt der Hybridsteuerabschnitt 92, wie in 6(c) dargestellt ist, den Zündungsstart durch, um eine Zündung in dem Zylinder B zu verursachen während sich der Zylinder B in dem Expansionstakt in einem komprimierten Zustand befindet, wodurch die Maschine 14 positiv gedreht wird. Dies führt zur Erzeugung des Explosionsmoments, das zur Überwindung des Reibungsmoments der Maschine 14 ausreichend ist. In diesem Fall tritt, unter der Annahme, dass die Explosion in dem Zylinder B eine erste Explosion ist, eine zweite Explosion in dem Zylinder A auf, der eine große Menge des Abgases enthält, da der Zündungsstart bereits durchgeführt ist und daher wird die Zunahme der Maschinendrehzahl Ne verlangsamt, um das Auftreten des Überschwingens der Maschinendrehzahl Ne, so dass sie die Elektromotordrehzahl Nm überschreitet, zu unterdrücken. Daher wird die Zeit des vollständigen Eingriffs der Kupplung K0 vorverlegt und ein Umschalten auf den EHV-Fahrmodus wird unmittelbar erlangt. Daher wird die Startfähigkeit der Maschine 14 verbessert und zudem wird das Beschleunigungsansprechverhalten und die Fahrfähigkeit verbessert.
  • Wenn sich die Maschine 14 aufgrund des Zündungsstarts in dem Zylinder A negativ dreht, strömt Luft in die Verbrennungskammer 52 in den Zylinder B in dem Expansionstakt. Daher spritzt der Hybridsteuerabschnitt 92 in den Zylinder B in dem Expansionstakt Kraftstoff ein, wenn sich die Maschine 14 während des umgekehrten Starts negativ dreht. Dies vereinfacht die Homogenisierung des Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Verbrennungskammer 52 des Zylinders B in dem Expansionstakt und es wird das ausreichende Explosionsmoment erzeugt.
  • Es wird berücksichtigt, dass die Kompression des Zylinders B in dem Expansionstakt aufgrund der negativen Drehung der Maschine 14 maximiert wird, wenn die negative Drehung gestoppt wird. Es wird ebenso berücksichtigt, dass die Reaktionskraft der Kraft, welche die positive Drehung verursacht, Null ist, wenn die negative Drehung gestoppt ist. Daher zündet der Hybridsteuerabschnitt 92 während des umgekehrten Starts den Zylinder B in dem Expansionstakt, bevor der Zylinder B in dem Expansionstakt den oberen Totpunkt (TDC) erreicht, wenn eine Geschwindigkeit der negativen Drehung der Maschine 14 verringert wird (zum Beispiel, wenn die Geschwindigkeit der negativen Drehung nahe Null wird oder wenn die negative Drehung stoppt). Demzufolge wird die Verbrennung in dem Zylinder B in dem Expansionstakt verursacht, wenn die Luft soweit wie möglich komprimiert ist, und das ausreichende Explosionsmoment wird erzeugt. Die Verbrennung wird in dem Zylinder B in dem Expansionstakt verursacht, wenn das Reaktionsmoment soweit wie möglich unterdrückt wird und die Maschine 14 ordnungsgemäß positiv gedreht wird. Mit anderen Worten wird der umgekehrte Start ordnungsgemäß durchgeführt.
  • Genauer genommen bestimmt in Rückkehr auf 4 ein Fahrzustandbestimmungsmittel, d. h. ein Fahrzustandbestimmungsabschnitt 94, ob eine Maschinenstoppanforderung gemacht wird, die einen Stopp der Maschine 14 beruhend beispielsweise auf einem Neustart der Maschine 14 anfordert. Falls beispielsweise die Anforderungsantriebskraft Fdtgt innerhalb eines Bereichs fällt, der lediglich durch die Ausgangsleistung des Elektromotors MG während des EHV-Fahrmodus abgedeckt werden kann, oder falls eine Entladungsbegrenzung der elektrischen Speichervorrichtung 44 vorliegt, wird eine Ladeanforderung an die elektrische Speichervorrichtung 44, oder eine Aufwärmanforderung an die Maschine 14, usw. zurückgenommen und der EV-Fahrmodus wird durchgeführt, wobei der Fahrzustandbestimmungsabschnitt 94 bestimmt, dass die Maschinenstoppanforderung beruhend auf einem Neustart gemacht wird.
  • Der Fahrzustandbestimmungsabschnitt 94 bestimmt, ob eine Maschinenneustartanforderung erfolgt ist, die beispielsweise einen Neustart der zeitweise gestoppten Maschine 14 anfordert. Falls beispielsweise die Anforderungsantriebskraft Fdtgt innerhalb eines Bereichs fällt, der abgedeckt werden kann, ohne dass zumindest die Ausgangsleistung der Maschine 14 verwendet wird, bestimmt der Fahrzustandbestimmungsabschnitt 94 während dem EV-Fahrmodus, dass die Maschinenneustartanforderung erfolgt, falls die Entladungsbegrenzung der elektrischen Speichervorrichtung 44 erfolgt, oder falls die Ladeanforderung der elektrischen Speichervorrichtung 44 erfolgt.
  • Falls beispielsweise der Fahrzustandbestimmungsabschnitt 94 bestimmt, dass die Maschinenstoppanforderung beruhend auf einem Neustart erfolgt, oder falls der Fahrzustandbestimmungsabschnitt 94 bestimmt, dass die Maschinenneustartanforderung erfolgt, bestimmt ein Maschinenzustandbestimmungsmittel, d. h. ein Maschinenzustandbestimmungsabschnitt 96, ob das Auslassventil 64 eines Zylinders, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, aufgrund des Überschwingens in dem Dreh-Stopp-Vorgang der Maschine 14 zeitweise geöffnet ist. Mit anderen Worten bestimmt der Maschinenzustandbestimmungsabschnitt 96, ob der Zylinder, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, in dem Dreh-Stopp-Vorgang der Maschine 14 zu der Ventilöffnungszeit VTex des Auslassventils 64 voranschreitet bevor die Maschine 14 in der umgekehrten Richtung gedreht und gestoppt wird.
  • Der Maschinenzustandbestimmungsabschnitt 96 bestimmt, ob die Maschine 14 zum Beispiel aufgrund einer Einleitung des umgekehrten Starts durch den Hybridsteuerabschnitt 92 tatsächlich beginnt, sich in der umgekehrten Richtung zu drehen. Der Maschinenzustandbestimmungsabschnitt 96 bestimmt ebenso, ob nach einer Kraftstoffeinspritzung in einen Zylinder in dem Expansionstakt, die während des umgekehrten Starts durch den Hybridsteuerabschnitt 92 durchgeführt wird, zum Beispiel eine Bedingung zur Zündung in dem Zylinder in dem Expansionstakt erfüllt ist. Mit anderen Worten bestimmt der Maschinenzustandbestimmungsabschnitt 96, ob die Zündung in dem Zylinder in dem Expansionstakt ermöglicht ist. Die Bedingung zur Zündung besteht darin, dass der Zylinder in dem Expansionstakt zum Beispiel während eine Geschwindigkeit der negativen Drehung der Maschine verringert wird oder während eine umgekehrte Drehung der Maschine 14 gestoppt wird, noch nicht den TDC erreicht.
  • Falls der Fahrzustandbestimmungsabschnitt 94 bestimmt, dass die Maschinenneustartanforderung erfolgt und der Maschinenzustandbestimmungsabschnitt 96 bestimmt, dass der Zylinder, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, in dem Dreh-Stopp-Vorgang der Maschine 14 zu der Ventilöffnungszeit VTex des Auslassventils 64 voranschreitet bevor die Maschine 14 in der umgekehrten Richtung gedreht und gestoppt wird, führt der Hybridsteuerabschnitt 92 den Zündungsstart unter Verwendung des umgekehrten Starts durch.
  • 7 ist ein Flussdiagramm zur Erklärung eines Hauptabschnitts des Steuerungsvorgangs der elektronischen Steuervorrichtung 90, d. h. der Steuerungsvorgang zum Verbessern der Maschinenstartfähigkeit beim Maschinenstart durch den Zündungsstart, und er wird mit einer extrem kurzen Zykluszeit wiederholt ausgeführt, beispielsweise in der Größenordnung von wenigen Millisekunden bis zu wenigen Zehnteln einer Millisekunde.
  • In 7 wird zuerst in einem Schritt (nachstehend wird Schritt ausgelassen) S10, der dem Fahrzustandbestimmungsabschnitt 94 entspricht, bestimmt, ob eine Maschinenstoppanfrage zum Beispiel beruhend auf einem Neustart erfolgt ist. Falls die Bestimmung aus S10 negativ ist, wird die Routine beendet und falls sie positiv ist, werden beispielsweise sowohl die Kraftstoffeinspritzung als auch die Zündung der Maschine 14 bei S20 gestoppt, was dem Hybridsteuerabschnitt 92 entspricht. Bei S30, der dem Maschinenzustandbestimmungsabschnitt 96 entspricht, wird beispielsweise der Kurbelwinkel Acr der gestoppten Maschine 14 erfasst. Bei S40, der dem Maschinenzustandbestimmungsabschnitt 96 entspricht, wird bestimmt, ob der Zylinder, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, in dem Dreh-Stopp-Vorgang der Maschine 14 zu der Ventilöffnungszeit VTex des Auslassventils 64 voranschreitet bevor die Maschine zum Beispiel in der umgekehrten Richtung gedreht und gestoppt wird. Falls die Bestimmung aus S40 negativ ist, wird bei S50, der dem Fahrzustandbestimmungsabschnitt 94 entspricht, bestimmt, ob zum Beispiel eine Maschinenneustartanforderung erfolgt. Falls die Bestimmung aus S50 negativ ist, wird S50 wiederholt ausgeführt und falls sie positiv ist, wird zum Beispiel der Zündungsstart zuerst in dem Zylinder, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, bei S60 durchgeführt, der dem Hybridsteuerabschnitt 92 entspricht. Falls andererseits die Bestimmung S40 positiv ist, wird bei S70, der dem Fahrzustandbestimmungsabschnitt 94 entspricht, bestimmt, ob beispielsweise eine Maschinenneustartanforderung erfolgt. Falls die Bestimmung aus S70 negativ ist, wird S70 wiederholt ausgeführt und falls sie positiv ist, werden zum Beispiel die Kraftstoffeinspritzung und die Zündung für den Zylinder, der in dem Kompressionstakt gestoppt ist, durchgeführt, um den umgekehrten Start bei S80, der dem Hybridsteuerabschnitt 92 entspricht, einzuleiten. Bei S90, der dem Maschinenzustandbestimmungsabschnitt 96 entspricht, wird bestimmt, ob die Maschine 14 beginnt, sich zum Beispiel in der umgekehrten Richtung zu drehen. Falls die Bestimmung aus S90 negativ ist, wird S90 wiederholt ausgeführt und falls sie positiv ist, wird zum Beispiel die Kraftstoffeinspritzung für einen Zylinder in dem Expansionstakt bei S100, der dem Hybridsteuerabschnitt 92 entspricht, durchgeführt. Bei S110, der dem Maschinenzustandbestimmungsabschnitt 96 entspricht, wird bestimmt, ob zum Beispiel die Bedingung zur Zündung in dem Zylinder in dem Expansionstakt erfüllt ist. Falls die Bestimmung aus S110 negativ ist, wird S110 wiederholt ausgeführt, und falls sie positiv ist, wird zum Beispiel die Zündung für den Zylinder in dem Expansionstakt bei S120, der dem Hybridsteuerabschnitt 92 entspricht, durchgeführt.
  • Wie obenstehend beschrieben ist, kann gemäß diesem Beispiel der Zündungsstart in dem Zylinder in dem Expansionstakt durchgeführt werden, wenn ein Zylinder in dem Expansionstakt in einem Zustand ist, in dem ein hohes Explosionsmoment durch den Zündungsstart erzeugt wird. Falls, mit anderen Worten, ein Zylinder in dem Expansionstakt in einem Zustand ist, in dem ein hohes Explosionsmoment selbst dann erzeugt wird, wenn die Verbrennung zuerst in dem Zylinder verursacht wird, wird die Verbrennung zuerst in dem Zylinder in dem Expansionstakt verursacht. Falls andererseits eine Sauerstoffkonzentration in einem Zylinder in dem Expansionstakt verringert ist, wird die Verbrennung nicht zuerst in dem Zylinder in dem Expansionstakt verursacht, und die Verbrennung wird zuerst in einem anderen Zylinder als dem Zylinder in dem Expansionstakt verursacht, um den Zylinder in dem Expansionstakt in einen Zustand zu versetzen, in dem ein hohes Explosionsmoment verursacht wird bevor die Verbrennung in dem Zylinder in dem Expansionstakt verursacht wird. Daher kann die Maschinenstartfähigkeit beim Maschinenstart durch den Zündungsstart verbessert werden.
  • Gemäß diesem Beispiel wird, falls das Auslassventil 64 des Zylinders, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, aufgrund eines Überschwingens in dem Dreh-Stopp-Vorgang der Maschine 14 zeitweise geöffnet ist, der umgekehrte Start durchgeführt, der die Verbrennung zuerst in einem Zylinder, der in dem Kompressionstakt gestoppt ist, verursacht, um die Maschine 14 negativ zu drehen bevor die Verbrennung in dem Zylinder in dem Expansionstakt verursacht wird, um die Maschine 14 positiv zu drehen. Infolge dessen wird der Zylinder in dem Expansionstakt durch die negative Drehung der Maschine 14 aufgrund der Verbrennung, die zuerst in dem Zylinder, der in dem Kompressionstakt gestoppt ist, verursacht wird, komprimiert und daher kann, selbst wenn ein Zylinder in dem Expansionstakt eine verringerte Sauerstoffkonzentration in dem Zylinder aufweist, da das Auslassventil 64 zeitweise geöffnet ist, ein hohes Explosionsmoment zu der Zeit der ersten Explosion in dem Zylinder erreicht werden. Der umgekehrte Start verursacht die Verbrennung in dem Zylinder, der in dem Expansionstakt eine große Menge des Abgases nach der ersten Explosion in dem Zylinder enthält, und daher wird das Explosionsmoment zu der Zeit der Verbrennung in dem Zylinder verkleinert. Da das Explosionsmoment auf diese Weise unterdrückt wird und die Zunahme der Maschinendrehzahl Ne verlangsamt wird, wird das Auftreten des Überschwingens der Maschinendrehzahl Ne, so dass sie die Elektromotordrehzahl Nm überschreitet, unterdrückt und die Kupplung K0 greift unmittelbar vollständig ein. Falls andererseits das Auslassventil 64 des Zylinders, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, nicht zeitweise geöffnet ist, wird die Verbrennung zuerst in dem Zylinder, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, verursacht, um die Maschine 14 positiv zu drehen. Infolge dessen kann das ausreichende Explosionsmoment bei der ersten Explosion erreicht werden, selbst wenn die Verbrennung zuerst in dem Zylinder in dem Expansionstakt verursacht wird, ohne dass das Auslassventil 64 zeitweise geöffnet ist. Daher kann die Maschinenstartfähigkeit bei dem Maschinenstart durch den Zündungsstart verbessert werden.
  • Da gemäß diesem Beispiel Kraftstoff in den Zylinder in dem Expansionstakt eingespritzt wird, wenn die Maschine 14 während des umgekehrten Starts negativ gedreht wird, wird der Kraftstoff eingespritzt während eine Luftströmung in dem Zylinder aufgrund der negativen Drehung auftritt, wodurch die Homogenisierung des Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Zylinder in dem Expansionstakt vereinfacht wird. Daher kann die Maschinenstartfähigkeit verbessert werden, da die erste Explosion selbst in dem Zylinder in dem Expansionstakt einfach auftritt und ein hohes Explosionsmoment einfacher bei der ersten Explosion erreicht wird.
  • Da gemäß diesem Beispiel während des umgekehrten Starts der Zylinder in dem Expansionstakt gezündet wird bevor der Zylinder den oberen Totpunkt erreicht, und, wenn während des umgekehrten Starts eine Geschwindigkeit der negativen Drehung der Maschine 14 verringert wird, wird die Verbrennung in einem vorverlegten Zustand der Luftkompression in dem Zylinder in dem Expansionstakt verursacht. Die erste Explosion in dem Zylinder in dem Expansionstakt wird erzeugt während das Reaktionsmoment, das der negativen Drehung der Maschine zugeordnet ist, klein ist. Infolge dessen wird der umgekehrte Start ordnungsgemäß durchgeführt und die Maschinenstartfähigkeit kann verbessert werden, da die erste Explosion selbst in dem Zylinder in dem Expansionstakt leicht auftritt und ein hohes Explosionsmoment bei der ersten Explosion leichter erreicht wird.
  • Da gemäß diesem Beispiel die Kupplung K0 zu einem Eingriff gesteuert wird, um die Maschinendrehzahl Ne zu erhöhen nachdem sich die Maschine 14 positiv dreht, wird der Zündungsstart zuerst durchgeführt, um das MG-Moment Tm zu unterdrücken, wenn die Kupplung K0 zu einem Eingriff gesteuert wird. Daher wird während des EV-Fahrmodus das MG-Moment Tm, das für den Maschinenstart sichergestellt ist, unterdrückt, und der EV-Fahrbereich wird erweitert. Da das Auftreten des Überschwingens der Maschinendrehzahl Ne während des umgekehrten Starts unterdrückt wird, greift die Kupplung K0 unmittelbar vollständig ein. Somit kann die Maschinenstartfähigkeit beim Maschinenstart durch den Zündungsstart verbessert werden.
  • Obwohl das Beispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben worden ist, wird die vorliegende Erfindung in anderen Formen angewendet.
  • Obwohl beispielsweise die Form der Durchführung des umgekehrten Starts für einen Zustand vorgeführt wird, bei dem das Auslassventil 64 eines Zylinders, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, aufgrund des Überschwingens in dem Dreh-Stopp-Vorgang der Maschine 14 in dem Beispiel einen Verlauf des zeitweisen Öffnens aufweist, ist diese Form nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann der umgekehrte Start selbst in einem Zustand durchgeführt werden, in dem das Auslassventil 64 eines Zylinders, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, derzeitig offen ist. Insbesondere umfasst die Betätigung des Auslassventils 64 in dem Zylinder, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, in dem Dreh-Stopp-Vorgang der Maschine 14 nicht nur, ob das Ventil zeitweise geöffnet ist, sondern ebenso, ob das Ventil daraus resultierend in einen geöffneten Zustand versetzt wird.
  • In dem Flussdiagramm aus 7 kann in dem Beispiel auf S30 S50 folgen (S70 ist ebenso möglich) und, falls die Bestimmung aus S50 positiv ist, kann S40 ausgeführt werden. In diesem Fall wird S80 ausgeführt, falls die Bestimmung aus S40 positiv ist, und falls die Bestimmung aus S40 negativ ist, wird S60 ausgeführt. Obwohl davon abgesehen bei S90 des Flussdiagramms aus 7 bestimmt wird, ob die Maschine 14 beginnt, sich in der umgekehrten Richtung zu drehen, ist diese Form keine Beschränkung. Beispielsweise kann bei S90 bestimmt werden, ob sich die Maschine 14 in der umgekehrten Richtung dreht. Wie obenstehend beschrieben ist, kann das Flussdiagramm aus 7 innerhalb eines zulässigen Bereichs in Bezug auf die Details der Ausführung der Schritte oder der Reihenfolge der Ausführung nach Bedarf geändert werden.
  • Obwohl der umgekehrte Start anhand einer Vier-Zylinder-Maschine, die in 5 und 6 als Beispiel gezeigt ist, beschrieben worden ist, kann die vorliegende Erfindung an anderen Maschinen als der Vier-Zylinder-Maschine angewendet werden. Beispielsweise kann die Maschine eine Fünf-Zylinder-Maschine oder eine Sechs-Zylinder-Maschine sein.
  • Obwohl die Kupplung K0 vollständig eingreift nachdem die Maschinendrehzahl Ne beispielsweise mit der Elektromotordrehzahl Nmg synchronisiert ist, ist dies keine Beschränkung. Da beispielsweise die Zunahme der Maschinendrehzahl Ne während des umgekehrten Starts verlangsamt wird, kann die Kupplung K0 vollständig eingreifen während sich die Maschinendrehzahl Ne zu einer Synchronisierung mit der Elektromotordrehzahl Nmg ändert. Obwohl dies in gewissem Maße nachteilig für die Unterdrückung eines Stoßes ist, wird das Ansprechverhalten des Maschinenstarts verbessert.
  • Obwohl der Zündungsstart durchgeführt wird und die Maschine 14 beispielsweise durch den Elektromotor MG gestartet wird, ist dies keine Beschränkung. Beispielsweise kann die Maschine 14 durch einen Anlassermotor gestartet werden, der separat von dem Elektromotor MG angeordnet ist, während dieser durch den Zündungsstart begleitet wird.
  • Wenn anderenfalls zum Beispiel die Maschine lediglich durch den Zündungsstart gestartet werden kann, muss die Maschine 14 nicht durch den Elektromotor MG (oder einen Anlasser) gestartet werden. Insbesondere kann die vorliegende Erfindung angewendet werden, solange die elektronische Steuervorrichtung 90 den Zündungsstart durchführt, wenn die Maschinendrehzahl Ne von Null erhöht wird und der Zündungsstart zuerst durchgeführt wird, wenn die Maschine 14 in dem Dreh-Stopp-Zustand gestartet wird.
  • Obwohl der Drehmomentwandler 16 und das Automatikgetriebe 18 in dem Fahrzeug 10 des Beispiels bereitgestellt sind, müssen der Drehmomentwandler 16 und das Automatikgetriebe 18 nicht notwendigerweise bereitgestellt sein.
  • Die obenstehende Beschreibung ist nur eine Ausführungsform und die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen modifizierten und verbesserten Formen basierend auf dem Wissen des Fachmanns umgesetzt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Fahrzeug
    14
    Maschine
    50
    Zylinder
    64
    Auslassventil
    90
    elektronische Steuervorrichtung (Steuervorrichtung)
    K0
    Maschinenverbindungs-/Unterbrechungskupplung (Kupplung)
    MG
    Elektromotor

Claims (5)

  1. Steuervorrichtung eines Fahrzeugs, das eine Maschine, einen Elektromotor und eine Kupplung, die auf einer Leistungsübertragungsstrecke zwischen der Maschine und dem Elektromotor angeordnet sind, umfasst, wobei die Steuervorrichtung des Fahrzeugs einen Zündungsstart durchführt, der eine Verbrennung in einem Zylinder der Maschine verursacht, um die Maschine bei einem Start der Maschine zu drehen, wobei die Steuervorrichtung beim Durchführen des Zündungsstarts bei dem Start der Maschine einen Zylinder, in dem eine Verbrennung in der Maschine zuerst verursacht wird, basierend auf einer Betätigung eines Auslassventils während einem Dreh-Stopp-Vorgang der Maschine in einem Zylinder, der in einem Expansionstakt gestoppt ist, umschaltet.
  2. Die Steuervorrichtung des Fahrzeugs nach Anspruch 1, wobei wenn das Auslassventil des Zylinders, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, zeitweise geöffnet ist, da eine Drehposition der Maschine während des Dreh-Stopp-Vorgangs der Maschine über einen Dreh-Stopp-Zustand voranschreitet, die Steuervorrichtung des Fahrzeugs einen umgekehrten Start durchführt, der eine Verbrennung zuerst in einem Zylinder, der in einem Kompressionstakt gestoppt ist, verursacht, um die Maschine negativ zu drehen bevor eine Verbrennung in dem Zylinder in dem Expansionstakt verursacht wird, um die Maschine positiv zu drehen, und wobei wenn das Auslassventil des Zylinders, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, nicht zeitweise geöffnet ist, die Steuervorrichtung des Fahrzeugs eine Verbrennung zuerst in dem Zylinder, der in dem Expansionstakt gestoppt ist, verursacht, um die Maschine positiv zu drehen.
  3. Steuervorrichtung des Fahrzeugs nach Anspruch 1 oder 2, wobei Kraftstoff in den Zylinder in dem Expansionstakt eingespritzt wird, wenn sich die Maschine während des umgekehrten Starts negativ gedreht wird.
  4. Steuervorrichtung des Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei während des umgekehrten Starts der Zylinder in dem Expansionstakt gezündet wird bevor der Zylinder in dem Expansionstakt einen oberen Totpunkt erreicht und wenn während des umgekehrten Starts eine Geschwindigkeit der Maschinendrehzahl in einer negativen Richtung verringert ist.
  5. Steuervorrichtung des Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Kupplung zu einem Eingriff gesteuert wird, um die Maschinendrehzahl zu erhöhen nachdem sich die Maschine positiv dreht.
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