CN105492230A - 车辆的控制装置 - Google Patents

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Abstract

具备内燃机(14)，该内燃机进行如下的着火启动：对在膨胀行程停止的汽缸执行燃料喷射和点火，利用与该燃料喷射相伴的燃烧的压力驱动曲轴(14a)旋转而使内燃机(14)启动。具备能够驱动曲轴(14a)旋转的电动发电机(MG)(16)。基于在着火启动时由缸内压传感器(56)检测的缸内压的最大值Cyl_prss，来决定着火启动时MG(16)的必要辅助转矩Ast_trq。基于所决定的必要辅助转矩Ast_trq来控制着火启动时的MG(16)。

Description

车辆的控制装置
技术领域
本发明涉及车辆的控制装置，尤其涉及适于作为对搭载有如下内燃机的车辆进行控制的装置的车辆的控制装置，所述内燃机是利用缸内压传感器的检测值进行各种发动机控制的内燃机。
背景技术
以往，例如专利文献1中公开了具备内燃机和电动机作为动力源、且进行利用膨胀行程喷射的燃烧启动(着火启动)的混合动力车辆用的驱动控制装置。在该以往的驱动控制装置中，在着火启动时配合来自驱动轮侧的转矩(辅助转矩)施加于内燃机的定时，使内燃机的点火和燃烧开始。另外，为了避免由于在内燃机启动时转矩被从驱动轮侧夺到内燃机侧所引起的转矩冲击的产生，使电动机的转矩增加。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-201413号公报
专利文献2：日本特开2005-110461号公报
专利文献3：日本特开2013-119273号公报
发明内容
发明要解决的问题
在实现着火启动时若电动机对曲轴施加的辅助转矩不合适，则有可能无法切实地实现着火启动。该辅助转矩的合适值会因内燃机的滑动部的摩擦受到内燃机的机器差异、环境条件(内燃机的冷却水温度、润滑油温度等)的变动和内燃机的历时变化等的影响而有可能发生变化。若为了排除这样的因素的影响并能够可靠地实现着火启动而带有余裕地施加较大的辅助转矩，则由于电动机的消耗电力的增加，而难以谋求利用电动机的驱动力的车辆行驶区域的扩大所带来的内燃机的燃料经济性的提高。因而，为了谋求燃料经济性的提高，希望辅助转矩在有助于实现稳定的着火启动的同时尽可能减小。
本发明是为了解决上述那样的问题而做出的发明，其第1目的在于，提供一种车辆的控制装置，该控制装置能够应对内燃机的历时变化等的影响，且能够合适地抑制电动机对曲轴的旋转的辅助转矩，且能够实现稳定的着火启动。
另外，在具备进行着火启动的内燃机和能够驱动该内燃机的曲轴旋转的电动机的车辆中配备有对曲轴与电动机的旋转轴的接合和该接合的解除进行切换的离合器的情况下，在着火启动时通过电动机对曲轴的旋转进行辅助的情况下，有时该离合器的动作波动会给着火启动的实现带来影响。
本发明是为了解决上述那样的问题而做出的发明，其第2目的在于，提供一种车辆的控制装置，该控制装置能够排除对内燃机的曲轴与电动机的旋转轴的接合和该接合的解除进行切换的离合器的动作波动的影响，而能够实现稳定的着火启动。
用于解决问题的手段
第1发明是一种车辆的控制装置，该车辆具备如下的内燃机，该内燃机具备：燃料喷射阀，其用于向缸内直接喷射燃料；火花塞，其用于对混合气进行点火；曲轴角传感器，其用于检测曲轴角度；以及缸内压传感器，其用于检测缸内压，该内燃机进行如下的着火启动：对在膨胀行程停止的汽缸执行燃料喷射和点火，利用与该燃料喷射相伴的燃烧的压力驱动曲轴旋转而使内燃机启动，
所述控制装置的特征在于，具备：
电动机，其能够驱动所述曲轴旋转；
辅助转矩决定单元，其基于在着火启动时由所述缸内压传感器检测的缸内压的极大值，来决定在着火启动时通过所述电动机对所述曲轴的旋转进行辅助的辅助转矩；以及
控制单元，其基于所决定的辅助转矩来控制着火启动时的所述电动机。
另外，第2发明是在第1发明的基础上，其特征在于，
所述辅助转矩决定单元，基于在着火启动时最初进行燃烧的汽缸中由所述缸内压传感器检测的缸内压的最大值，来决定在着火启动时使用的辅助转矩。
另外，第3发明是在第1或第2发明的基础上，其特征在于，
所述控制单元控制所述电动机，以使得在发挥由所述辅助转矩决定单元决定的辅助转矩之前，发挥比该辅助转矩低的预辅助转矩。
另外，第4发明是在第1～第3发明的任一项的基础上，其特征在于，
所述控制单元控制所述电动机，以使得在着火启动时所述曲轴开始运动了时，发挥由所述辅助转矩决定单元决定的辅助转矩。
另外，第5发明是在第1～第4发明的任一项的基础上，其特征在于，
所述电动机作为所述车辆的第2动力源而配备，
所述控制装置还具备：
离合器，其对所述曲轴与所述电动机的旋转轴的接合和该接合的解除进行切换；和
点火正时控制单元，其控制点火正时，以使得在着火启动时在通过所述离合器完成了所述曲轴与所述电动机的旋转轴的接合的时刻以后，开始通过所述火花塞进行点火。
另外，第6发明是一种车辆的控制装置，该车辆具备如下的内燃机，该内燃机具备：燃料喷射阀，其用于向缸内直接喷射燃料；火花塞，其用于对混合气进行点火；以及曲轴角传感器，其用于检测曲轴角度，该内燃机进行如下的着火启动：对在膨胀行程停止的汽缸执行燃料喷射和点火，利用与该燃料喷射相伴的燃烧的压力驱动曲轴旋转而使内燃机启动，
所述控制装置的特征在于，具备：
电动机，其作为所述车辆的第2动力源而配备，且能够驱动所述曲轴旋转；
离合器，其对所述曲轴与所述电动机的旋转轴的接合和该接合的解除进行切换；以及
点火正时控制单元，其控制点火正时，以使得在着火启动时在通过所述离合器完成了所述曲轴与所述电动机的旋转轴的接合的时刻以后，开始通过所述火花塞进行点火。
发明的效果
内燃机的滑动部的摩擦的变化的影响表现为着火启动时的缸内压的极大值的波动。根据第1发明，能够获得与在着火启动时由缸内压传感器检测的缸内压的极大值的波动相应的辅助转矩。结果，能够应对内燃机的摩擦的历时变化等影响，能够利用始终被合适地抑制的辅助转矩来实现稳定的着火启动。
根据第2发明，通过将在着火启动时最初进行燃烧的汽缸的缸内压的最大值(即，曲轴开始运动时的缸内压值)用于决定辅助转矩，能够更准确地决定辅助转矩。
根据第3发明，能够避免在开始施加上述辅助转矩之前曲轴开始运动，并且能够降低来自电动机的辅助开始定时的波动给着火启动带来的影响。
根据第4发明，能够高效地通过电动机对着火启动进行辅助。
根据第5发明，能够排除离合器动作波动的影响，实现稳定的着火启动。
根据第6发明，能够排除离合器动作波动的影响，实现稳定的着火启动。
附图说明
图1是示出应用本发明的实施方式1的控制装置的混合动力车辆的结构的图。
图2是用于对伴随有马达辅助的着火启动时的问题进行说明的时间图。
图3是用于对本发明的实施方式1中具有特征的控制进行说明的时间图。
图4是表示着火启动的开始汽缸中的缸内压的最大值Cyl_prss与内燃机的摩擦转矩TfrcCPS0的关系的图。
图5是表示在算出必要辅助转矩Ast_trq时所使用的温度修正转矩值Tfrc_corr的设定例的图。
图6是在本发明的实施方式1中执行的例程的流程图。
具体实施方式
实施方式1.
[实施方式1的系统结构]
图1是示出应用本发明的实施方式1的控制装置的混合动力车辆10的结构的图。图1所示的混合动力车辆10，具备内燃机14和电动发电机(以下，简称作“MG”)16作为用于驱动驱动轮12的动力源。
内燃机14构成为火花点火式的内燃机，具备作为致动器的节气门18、燃料喷射阀20以及火花塞22等。节气门18用于调整内燃机14的吸入空气量。燃料喷射阀20用于向内燃机14的各汽缸内直接喷射燃料。火花塞22用于对缸内的混合气进行点火。
另外，MG16兼具作为发电机的功能和作为电动机的功能，经由变换器而与电池(均省略图示)之间交换电力。
内燃机14的输出轴(曲轴)14a经由K0离合器24而连结于MG16的输出轴16a。K0离合器24通过K0致动器26进行设置于内燃机14的输出轴14a侧的离合器盘24a与设置于MG16的输出轴16a侧的离合器盘24b的接合和该接合的解除。由此，将内燃机14与MG16之间的动力传递路径连结或切断。K0致动器26作为一例是液压式(更具体而言，通过省略图示的液压缸使离合器盘24a与离合器盘24b摩擦接合的方式)的致动器。更详细而言，当K0离合器24接合时，能够仅将内燃机14的驱动力、或者内燃机14的驱动力与MG16的驱动力的合力传递给驱动轮12。另外，当K0离合器24切离时，能够仅将MG16的驱动力传递给驱动轮12。此外，K0致动器26内置有用于检测K0离合器24的行程的传感器。
MG16的输出轴16a经由变矩器28而连结于自动变速装置30。变矩器28是将内燃机14和/或MG16的旋转经由油传递给自动变速装置30的输出轴30a的流体离合器。变矩器28还具备用于使MG16的输出轴16a与自动变速装置30的输出轴30a成为直接连结状态的锁定离合器。变矩器28的锁定离合器由致动器32液压控制。另外，自动变速装置30是基于车速等信息而自动地切换变速比的装置，由致动器34液压控制。
自动变速装置30的输出轴30a连结有传动轴36。传动轴36经由差动装置38而连结于左右的驱动轴40。驱动轴40连结于驱动轮12。
本实施方式的混合动力车辆10的控制装置具备ECU(ElectronicControlUnit电子控制单元)50。ECU50由包括ROM、RAM、非易失性存储器等的存储电路和具备输入输出端口的运算处理装置构成。另外，ECU50的输入侧连接有混合动力车辆10所配备的各种传感器。具体而言，内燃机14安装有用于计测吸入空气量的空气流量计52、用于检测曲轴角度和发动机旋转速度的曲轴角传感器54、用于检测各汽缸的缸内压的缸内压传感器56、用于检测内燃机14的冷却水的温度的水温传感器58、以及用于检测内燃机14的润滑油的温度的油温传感器60。另外，MG16安装有用于检测马达旋转速度的MG旋转速度传感器62。ECU50的输出侧连接有上述节气门18、燃料喷射阀20、火花塞22、K0致动器26以及致动器32、34等各种致动器。ECU50对取入的各传感器的信号进行处理并按照预定的控制程序操作各致动器，由此对混合动力车辆10所具备的内燃机14的驱动、MG16的驱动、K0离合器24的接合动作、变矩器28的锁定离合器的工作以及自动变速装置30的变速比、变速定时等进行控制。此外，连接于ECU50的致动器、传感器除了图中所示的以外还存在很多，但在本说明书中省略对其的说明。
[实施方式1的控制]
(发动机自动停止功能)
具有以上说明的结构的混合动力车辆10以降低油耗和降低废气排放等为目的，具有发动机自动停止功能，即：在车辆行驶期间不存在产生车辆驱动转矩、或者对电池进行充电的要求的情况下，在车辆的行驶期间或暂时停车期间使内燃机14自动地停止，之后在确认到再启动要求的情况下，进行内燃机14的再启动。
(伴随有马达辅助的着火启动)
在混合动力车辆10中，在上述的内燃机14自动停止后再启动内燃机14时，使用通过对在膨胀行程停止的汽缸进行燃料喷射和点火来在该汽缸中产生燃烧，利用该燃烧的压力来驱动曲轴14a旋转，由此启动(再启动)内燃机14这一方式的启动方法(以下，称作“着火启动”)。由此，与使用作为启动器马达发挥作用的电动机的再启动相比，能够抑制消耗电力，所以能够谋求燃料经济性的进一步改善。
进而，本实施方式的混合动力车辆10为了能够切实地实现着火启动，使MG16作为电动机发挥作用来进行着火启动时的曲轴14a的旋转的辅助(以下，称作“马达辅助”)。
图2是用于对伴随有马达辅助的着火启动时的问题进行说明的时间图。更具体而言，图2示出了在开始对在膨胀行程停止的汽缸的燃料喷射和点火的着火启动的开始时刻t0，开始K0离合器24的接合动作并且开始施加MG16的马达辅助转矩(MG转矩)的例子。另外，在着火启动的开始汽缸中，如图2(B)所示，在膨胀行程中为了实现着火而以预定周期反复执行点火动作(点火线圈的通电接通)。图2中的时刻t1表示作为结果混合气的着火成立了的定时。
如图2(C)所示，在K0离合器24成为完全接合的状态的定时，存在波动。如图2(C)中实线所示，在K0离合器24的接合正好在着火时刻t1完成的情况下没有问题，但若由于离合器动作波动而K0离合器24的接合完成比着火早，则在着火之前有可能曲轴14a因MG16的辅助转矩而旋转从而活塞停止位置发生变化。若如此产生活塞停止位置的变化，则对于针对在内燃机14停止时的活塞停止位置的行程容积所决定的燃料喷射量，会产生与行程容积的变化相伴的不足。相反，若着火比K0离合器24的接合晚，则在着火时刻t1无法确保合适的辅助转矩。如以上所述，在产生了离合器动作波动的情况下，担心无法进行着火启动(即，发生不发火)。
另外，若在实现着火启动时作为电动机发挥作用的MG16施加于曲轴14a的辅助转矩(图2的情形下，A0)不合适，则有可能无法切实地实现着火启动。该辅助转矩的合适值有可能因内燃机14的滑动部的摩擦受到内燃机14的机器差异、环境条件(内燃机14的冷却水温度、润滑油温度等)的变动以及内燃机14的历时变化等的影响等而发生变化。若为了排除这样的因素的影响并能够切实地实现着火启动而带有余裕地施加较大的辅助转矩，则由于MG16的消耗电力的增加，难以谋求利用MG16的驱动力的车辆行驶区域(EV行驶区域)的扩大所带来的内燃机的燃料经济性的提高。因而，为了谋求燃料经济性的提高，希望辅助转矩在有助于实现稳定的着火启动的同时尽可能地降低。
(利用着火启动时的缸内压信息的必要辅助转矩的决定)
图3是用于对本发明的实施方式1的具有特征的控制进行说明的时间图。更具体而言，图3示出了在着火启动时最初进行燃烧的汽缸的动作。
在本实施方式中，为了能够应对内燃机14的历时变化等影响、合适地抑制马达辅助转矩、并且实现稳定的着火启动，基于在着火启动时由缸内压传感器56检测的缸内压的极大值，来决定着火启动时的马达辅助的必要辅助转矩Ast_trq。更具体而言，在图3所示的例子中，基于如图3(G)所示在着火启动时最初进行燃烧的汽缸中由缸内压传感器56检测的1个循环中的缸内压的最大值Cyl_prss，来决定必要辅助转矩Ast_trq。
图3(F)示出了按每预定曲轴角度对由曲轴角传感器54检测的曲轴角度的变化量进行计数的曲轴计数器的值的推移。曲轴计数器的计数开始时刻t3相当于通过着火启动的开始时的燃烧而产生的转矩与预辅助转矩A0_trq之和超过摩擦转矩从而活塞(曲轴14a)开始运动的定时。如图3(G)所示，着火启动的开始时的缸内压伴随着着火(时刻t2)的成立而开始上升。开始上升后的缸内压因与活塞被压下的情况相伴的行程容积的减少而降低。因而，能够在活塞的开始运动时刻t3附近获得缸内压的最大值Cyl_prss，可以说对该最大值Cyl_prss进行换算而得到的转矩(在像图3所示的例子那样伴随有预辅助转矩A0_trq的情况下，该转矩与预辅助转矩A0_trq之和)与摩擦转矩大致相等。因而，可以说在着火启动的开始汽缸中的缸内压的最大值Cyl_prss与摩擦转矩之间，如接下来说明的图4所示那样存在比例关系。
图4是表示着火启动的开始汽缸中的缸内压的最大值Cyl_prss与内燃机14的摩擦转矩TfrcCPS0的关系的图。即，如图4所示，缸内压的最大值Cyl_prss越高，则基于缸内压的最大值Cyl_prss的摩擦转矩TfrcCPS0越高。通过预先利用实验等取得如图4所示那样的缸内压的最大值Cyl_prss与摩擦转矩TfrcCPS0的关系并作为映射等而存储于ECU50，能够根据缸内压的最大值Cyl_prss的检测值算出摩擦转矩TfrcCPS0。不过，在如图3所示的例子那样利用预辅助转矩A0_trq的情况下，在确定缸内压的最大值Cyl_prss与摩擦转矩TfrcCPS0的关系时，需要考虑预辅助转矩A0_trq的存在。
如以上所说明那样，基于缸内压的最大值Cyl_prss的检测值而算出的摩擦转矩TfrcCPS0可以说是在着火启动时按下活塞所需的转矩值。因而，可以说为了能够进行稳定的着火启动，通过MG16对与该摩擦转矩TfrcCPS0相当的转矩进行辅助即可。因此，在本实施方式中，更详细而言，利用基于缸内压的最大值Cyl_prss的摩擦转矩TfrcCPS0(其中，伴随有以下的温度修正)，如下述(1)式那样决定必要辅助转矩Ast_trq。
Ast_trq＝Tfrc+Tfrc_corr…(1)
其中，在上述(1)式中，Tfrc_corr是后述的温度修正转矩值。
作为上述(1)式中的摩擦转矩Tfrc，基本上使用利用上次着火启动时的缸内压信息而取得的摩擦转矩TfrcCPS。在不存在这样的上次摩擦转矩TfrcCPS的情况下，使用初始值Tfrc0。初始值Tfrc0使用作为基准温度状态(例如，内燃机14的暖机完成后的预定状态(冷却水温度或润滑油温度成为90℃时))下的值而预先设定的任意的值。
图5是表示在算出必要辅助转矩Ast_trq时所使用的温度修正转矩值Tfrc_corr的设定例的图。
内燃机14的摩擦转矩受到内燃机14的冷却水温度、润滑油温度的影响而变化。如图5所示，温度修正转矩值Tfrc_corr以冷却水温度或润滑油温度为上述基准温度状态(90℃)下的值为零(基准)，在冷却水温度等低于90℃的情况下，温度越低则在正侧设定得越大，另一方面，在冷却水温度等高于90℃的情况下，温度越高则在负侧设定得越大。
可设想，在将利用着火启动时的缸内压信息而取得的摩擦转矩TfrcCPS0存储并欲将其用于算出下次以后的着火启动时的必要辅助转矩Ast_trq的情况下，在存储该摩擦转矩TfrcCPS0时和使用该转矩的下次以后的着火启动时，温度状态有时会不同。于是，在ECU50在着火启动时利用缸内压信息算出摩擦转矩并将其存储时，如通过下述(2)式进行温度修正后的摩擦转矩TfrcCPS那样，作为始终同一温度状态(上述基准温度状态)下的值而对摩擦转矩值进行管理。
TfrcCPS＝TfrcCPS0-Tfrc_corr…(2)
即，在ECU50存储摩擦转矩时，存储从利用图4所示的关系而根据缸内压信息取得的摩擦转矩TfrcCPS0减去温度修正转矩值Tfrc_corr后所得到的摩擦转矩Tfrc。由此，能够存储换算为上述基准温度状态下的值的摩擦转矩Tfrc。
而且，在下次以后的着火启动时算出必要辅助转矩Ast_trq时，对于所存储的上述基准温度状态下的摩擦转矩Tfrc，如上述(1)式所示那样加上在当前的着火启动时的冷却水温度或润滑油温度下决定的温度修正转矩值Tfrc_corr。由此，能够不受在摩擦转矩的存储时与该摩擦转矩的使用时之间的温度状态的变化的影响地，算出基于与当前的着火启动时的温度状态相符的修正后的摩擦转矩TfrcCPS的必要辅助转矩Ast_trq。
(预辅助转矩的设定)
另外，在本实施方式中，如图3(D)所示，控制MG16，以使得在发挥必要辅助转矩Ast_trq之前，发挥比必要辅助转矩Ast_trq低的预辅助转矩A0_trq。即，预辅助转矩A0_trq被设为比静止摩擦转矩小的预定值(不会使内燃机14旋转的转矩值)。此外，关于预辅助转矩A0_trq，也可以与必要辅助转矩Ast_trq同样地，决定为与着火启动时的缸内压的极大值(例如，最大值Cyl_prss)相应的值。
另外，预辅助转矩A0_trq在图3(D)所示的例子中，在着火启动的开始时刻t0施加。然而，预辅助转矩A0_trq的施加定时只要是在必要辅助转矩Ast_trq的施加开始之前的定时即可，可以是着火启动的开始时刻t0之后的定时。不过，预辅助转矩A0_trq的施加定时优选赶上着火成立时刻t2。
(必要辅助转矩的施加定时)
另外，在本实施方式中，如图3(D)所示，控制MG16以使得在着火启动时活塞(曲轴14a)开始运动的时刻t3发挥必要辅助转矩Ast_trq。
(与离合器接合动作的关系下的点火正时的设定)
如图3(B)和图3(C)所示，K0离合器接合完成标识X_Ast_OK是在通过K0离合器24完成了曲轴14a与MG16的输出轴16a的接合的时刻t1激活的标识。在本实施方式中，控制点火正时以使得在K0离合器24的接合完成的时刻t1以后(在图3(E)所示的例子中，正好是时刻t1)开始通过火花塞22进行点火。
(实施方式1中的具体的处理)
图6是示出ECU50为了实现本发明的实施方式1中的具有特征的控制所执行的控制例程的流程图。
在图6所示的例程中，ECU50首先判定内燃机14是否处于停止期间(步骤100)。结果，在发动机处于停止期间的情况下，ECU50判定是否存在着火启动要求(步骤102)。具体而言，例如，判定供给用于驱动MG16的电力的电池的蓄电率是否为预定值以下、是否存在来自驾驶员的转矩要求(预定量以上的加速器踏板的踩踏)、或者内燃机14所具备的排气净化催化剂的推定温度是否为预定值以下等要求内燃机14再启动的条件是否成立。
在上述步骤102中判定为存在着火启动要求的情况下，ECU50驱动各致动器以使得开始进行与着火启动有关的预定的动作(步骤104)。具体而言，如前文参照图3所述那样，使用燃料喷射阀20对在膨胀行程停止的汽缸执行燃料喷射，使用K0致动器26使K0离合器24的接合动作开始，并且使用MG16开始施加预辅助转矩A0_trq。具体而言，预辅助转矩A0_trq是如前文参照图3所述那样设定的值。此外，在膨胀行程停止的汽缸可以通过在发动机停止时使用曲轴角传感器54取得曲轴14a(活塞)的停止位置来掌握。
另外，在上述步骤102中判定为存在着火启动要求的情况下，ECU50还使用水温传感器58或油温传感器60来取得内燃机14的冷却水温度或润滑油温度(步骤106)，并且算出在上述(1)式中所使用的内燃机14的摩擦转矩Tfrc(步骤108)。关于本步骤108，更具体而言，ECU50判定是否存在摩擦转矩TfrcCPS对初始值Tfrc0的更新的历史记录(步骤110)。结果，在不存在更新历史记录的情况下，使用初始值Tfrc0作为摩擦转矩Tfrc(步骤112)。另一方面，在存在更新历史记录的情况下，考虑按照上述(2)式的温度修正并使用存储于ECU50的最新的摩擦转矩TfrcCPS作为摩擦转矩Tfrc(步骤114)。
接着，ECU50将在上述步骤108～114的处理中算出的摩擦转矩Tfrc与温度修正转矩值Tfrc_corr一起使用，根据上述(1)式算出必要辅助转矩Ast_trq(步骤116)。ECU50存储有如图5所示那样预先确定了冷却水温度或润滑油温度与温度修正转矩值Tfrc_corr的关系的映射，在本步骤116中，参照那样的映射，算出在上述步骤106中取得的冷却水温度或润滑油温度下的温度修正转矩值Tfrc_corr。
接着，ECU50判定K0离合器接合完成标识X_Ast_OK是否已激活(步骤118)。结果，在因该标识X_Ast_OK已激活而能够判断为K0离合器24的接合已完成的情况下，ECU50使用火花塞22开始对在膨胀行程停止的汽缸点火的点火动作(步骤120)。
接着，ECU50使用曲轴角传感器54判定是否存在曲轴角信号的输入(曲轴计数器的计数是否开始)(步骤122)。结果，在本步骤122的判定成立的情况下，即，能够判断为成功着火而活塞开始运动的情况下，ECU50为了将必要辅助转矩Ast_trq反映于(作为马达发挥作用的)MG16，对MG16的驱动电压或驱动电流进行控制(步骤124)。
接着，ECU50利用缸内压传感器56取得曲轴信号输入时(着火启动的开始汽缸的)缸内压的最大值Cyl_prss，并且使用水温传感器58或油温传感器60取得内燃机14的冷却水温度或润滑油温度(步骤126)。此外，在本步骤126中取得冷却水温度和润滑油温度中的哪一方相应于上述步骤106的处理。
接着，ECU50根据确定了缸内压的最大值Cyl_prss与摩擦转矩TfrcCPS0的关系的映射等，基于在上述步骤126中取得的缸内压的最大值Cyl_prss来算出摩擦转矩TfrcCPS0(步骤128)。此外，ECU50在内燃机14自动停止期间，也使用缸内压传感器56以一定周期取得缸内压。
接着，ECU50算出根据上述(2)式，使在上述步骤126中取得的冷却水温度或润滑油温度下的温度修正转矩值Tfrc_corr反映于所取得的摩擦转矩TfrcCPS0后的摩擦转矩TfrcCPS并将其存储(步骤130)。
根据以上所说明的图5所示的控制例程，基于在着火启动时由缸内压传感器56检测的缸内压的最大值Cyl_prss，来决定必要辅助转矩Ast_trq。如前文所述那样，内燃机14的滑动部的摩擦受内燃机14的机器差异、环境条件(内燃机14的冷却水温度、润滑油温度等)的变动以及内燃机14的历时变化等的影响而发生变化。另外，着火启动时的缸内压的最大值Cyl_prss与着火启动时的内燃机14的摩擦转矩(即，按下活塞而使曲轴14a运动所需的转矩)具有相关。因而，这些摩擦的变化的影响会作为着火启动时的缸内压的最大值Cyl_prss的波动而表现出来。因此，根据本实施方式的上述方法，能够算出与缸内压的最大值Cyl_prss的波动相应的必要辅助转矩Ast_trq。结果，能够应对内燃机14的摩擦的历时变化等上述影响，并且利用始终被合适地抑制的马达辅助转矩来实现稳定的着火启动。由此，能够降低通过马达辅助进行着火启动时的消耗电力，能够较佳地实现利用MG16的驱动力的车辆行驶区域(EV行驶区域)的扩大所带来的内燃机的燃料经济性的提高。
另外，通过将在着火启动时最初进行燃烧的汽缸的缸内压的最大值Cyl_prss(即，曲轴14a开始运动时的缸内压值)用于决定必要辅助转矩Ast_trq，能够更准确地决定必要辅助转矩Ast_trq。
马达辅助的开始定时存在波动。若明明如此却仍采用与内燃机的点火和燃烧的开始相一致地一次性施加着火启动所需的马达辅助转矩的结构，则着火启动会受到马达辅助的开始定时的波动的影响。更具体而言，若因离合器动作波动而与前文所述同样地，使马达辅助转矩的施加比着火早，则会产生活塞停止位置的偏差，相反，若马达辅助转矩的施加比着火晚，则在着火时完全无法获得马达辅助。相对于此，根据上述例程，在施加必要辅助转矩Ast_trq之前，施加比必要辅助转矩Ast_trq低的预辅助转矩A0_trq(比静止摩擦转矩小的值)。由此，能够避免在开始施加必要辅助转矩Ast_trq之前曲轴14a开始运动，并且能够降低来自MG16的辅助开始定时的波动给着火启动带来的影响。
另外，根据上述例程，与在着火启动时活塞(曲轴14a)开始运动的检测同时地，施加必要辅助转矩Ast_trq。由此，能够高效地进行着火启动的马达辅助。另外，与从更早的定时施加同等的马达辅助转矩的结构相比，能够降低消耗电力，谋求燃料经济性的提高。
进而，根据上述例程，控制点火正时，以使得在K0离合器24的接合完成之后通过火花塞22开始点火。由此，能够排除前文所述的离合器动作波动的影响，实现稳定的着火启动。
在上述实施方式1中，对在进行着火启动的情况下必定执行马达辅助的例子进行了说明。然而，在以下所示的情形下，在进行着火启动的情况下无需不一定附随地执行马达辅助。即，上述情形例如是在发动机自动停止(间歇停止)的执行之后紧接着发出再启动要求的情形、或者是在内燃机14的高负荷运转的执行之后紧接着将点火开关关闭、随后立即发出再启动要求的情形。在像这样例示的情形下，由于是在润滑油温度较高的状态下进行再启动，所以即使没有马达辅助也能够进行着火启动。
于是，也可以使ECU50执行将上述图6所示的例程的处理的一部分如下进行变形后的处理。以下，示出这样的代替处理的一例。首先，预先设定温度修正转矩值Tfrc_corr，以使得在冷却水温度或润滑油温度高至无需马达辅助的程度的情况下，根据上述(1)式算出的必要辅助转矩Ast_trq为零。另外，变更图6所示的例程的处理的顺序，以使得在要求了着火启动的情况下，在开始施加预辅助转矩A0_trq的处理之前，进行决定必要辅助转矩Ast_trq的处理。而且，在必要辅助转矩Ast_trq被算出为零的情况下，将使得不进行包括预辅助转矩A0_trq的施加在内的马达辅助的处理追加至上述图6所示的例程的处理中。
另外，在上述实施方式1中，如图3(D)所示，对从MG转矩为零的状态(即，MG16的旋转处于停止的状态)起进行伴随有马达辅助的着火启动的例子进行了说明。然而，本发明中的马达辅助也可以在从MG16旋转着的状态起进行着火启动的情况下执行。在此所说的MG16旋转着的状态例如是为了产生EV行驶所需的转矩而使MG16旋转着的状态、或者车辆虽然暂时停止但为了产生利用变矩器28产生蠕变(creep)现象所需的转矩而使MG16旋转着的状态。作为从MG16旋转着的状态起进行着火启动的情况下的马达辅助的一例，可举出如下的方法。即，根据液压式的K0致动器26，通过调整对K0离合器24施加的液压，能够调整使离合器盘24a与离合器盘24b接合的按压力。通过该液压的调整来调整按压力，能够使K0离合器24成为滑移状态(半接合状态)。于是，在着火启动开始时，开始燃料喷射和点火，并且使MG16的转矩增加，对K0离合器24施加用于获得滑移状态的液压。在该滑移状态下，调整上述液压和MG16的转矩，以使得曲轴14a不会旋转的程度的转矩(即，与预辅助转矩A0_trq相当的转矩)从MG16经由K0离合器24传递至曲轴14a。之后，在着火成立而活塞(曲轴14a)开始运动的时刻t3，为了使必要辅助转矩Ast_trq传递至曲轴14a，提高对K0离合器24施加的液压以使得成为完全接合的状态，并且调整MG16的转矩。
另外，在上述实施方式1中，基于在着火启动时最初进行燃烧的汽缸中使用缸内压传感器56检测的1个循环中的缸内压的最大值Cyl_prss来决定必要辅助转矩Ast_trq。然而，本发明中的在决定辅助转矩时所使用的缸内压的极大值也可以代替上述最大值Cyl_prss而使用在着火启动时第2个以后进行燃烧的汽缸中的缸内压的极大值。而且，在像这样利用在着火启动时第2个以后进行燃烧的汽缸中使用缸内压传感器56检测的1个循环中的缸内压的极大值时，在从压缩行程到膨胀行程之间存在多个缸内压的极大值的情况下(例如，在压缩行程中缸内压呈现出第1个极大值之后与随后的膨胀行程中的燃烧相伴地产生第2个极大值(最大值)的情况下)，可以使用这些极大值中的任一个。
另外，在上述实施方式1中，以具备内燃机14和MG16作为动力源的混合动力车辆10为例进行了说明。然而，成为本发明的对象的车辆不限于混合动力车辆10，也可以是带有利用着火启动使在车辆暂时停止期间通过自动停止功能而停止了的内燃机再启动的怠速停止功能的车辆。另外，本发明中的“能够驱动曲轴旋转的电动机”不限于MG16那样能够作为车辆的动力源加以利用的电动机，例如也可以是作为内燃机的启动器马达而配备的部件，或者作为可发挥电动机的功能的交流发电机而配备的部件。而且，成为本发明的对象的车辆不限于具备使内燃机的曲轴与电动机的旋转轴接合、解除该接合的离合器的车辆。
此外，在上述实施方式1中，MG16相当于所述第1和第6发明中的“电动机”。另外，通过ECU50执行上述图6所示的例程的一系列处理，从而分别实现所述第1和第2发明中的“辅助转矩决定单元”、所述第1、第3以及第4发明中的“控制单元”、以及所述第5和第6发明中的“点火正时控制单元”。
附图标记说明
10混合动力车辆
12驱动轮
14内燃机
14a内燃机的输出轴(曲轴)
16电动发电机(MG)
16a电动发电机的输出轴
18节气门
20燃料喷射阀
22火花塞
24K0离合器
24a、24bK0离合器的离合器盘
26K0致动器
28变矩器
30自动变速装置
30a自动变速装置的输出轴
32、34致动器
36传动轴
38差动装置
40驱动轴
50ECU(ElectronicControlUnit)
52空气流量计
54曲轴角传感器
56缸内压传感器
58水温传感器
60油温传感器
62MG旋转速度传感器

Claims (6)

1.一种车辆的控制装置，该车辆具备如下的内燃机，该内燃机具备：燃料喷射阀，其用于向缸内直接喷射燃料；火花塞，其用于对混合气进行点火；曲轴角传感器，其用于检测曲轴角度；以及缸内压传感器，其用于检测缸内压，该内燃机进行如下的着火启动：对在膨胀行程停止的汽缸执行燃料喷射和点火，利用与该燃料喷射相伴的燃烧的压力驱动曲轴旋转而使内燃机启动，
所述控制装置的特征在于，具备：
电动机，其能够驱动所述曲轴旋转；
辅助转矩决定单元，其基于在着火启动时由所述缸内压传感器检测的缸内压的极大值，来决定在着火启动时通过所述电动机对所述曲轴的旋转进行辅助的辅助转矩；以及
控制单元，其基于所决定的辅助转矩来控制着火启动时的所述电动机。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于，
所述辅助转矩决定单元，基于在着火启动时最初进行燃烧的汽缸中由所述缸内压传感器检测的缸内压的最大值，来决定在着火启动时使用的辅助转矩。
3.根据权利要求1或2所述的车辆的控制装置，其特征在于，
所述控制单元控制所述电动机，以使得在发挥由所述辅助转矩决定单元决定的辅助转矩之前，发挥比该辅助转矩低的预辅助转矩。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆的控制装置，其特征在于，
所述控制单元控制所述电动机，以使得在着火启动时所述曲轴开始运动了时，发挥由所述辅助转矩决定单元决定的辅助转矩。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆的控制装置，其特征在于，
所述电动机作为所述车辆的第2动力源而配备，
所述控制装置还具备：
离合器，其对所述曲轴与所述电动机的旋转轴的接合和该接合的解除进行切换；和
点火正时控制单元，其控制点火正时，以使得在着火启动时在通过所述离合器完成了所述曲轴与所述电动机的旋转轴的接合的时刻以后，开始通过所述火花塞进行点火。
6.一种车辆的控制装置，该车辆具备如下的内燃机，该内燃机具备：燃料喷射阀，其用于向缸内直接喷射燃料；火花塞，其用于对混合气进行点火；以及曲轴角传感器，其用于检测曲轴角度，该内燃机进行如下的着火启动：对在膨胀行程停止的汽缸执行燃料喷射和点火，利用与该燃料喷射相伴的燃烧的压力驱动曲轴旋转而使内燃机启动，
所述控制装置的特征在于，具备：
电动机，其作为所述车辆的第2动力源而配备，且能够驱动所述曲轴旋转；
离合器，其对所述曲轴与所述电动机的旋转轴的接合和该接合的解除进行切换；以及
点火正时控制单元，其控制点火正时，以使得在着火启动时在通过所述离合器完成了所述曲轴与所述电动机的旋转轴的接合的时刻以后，开始通过所述火花塞进行点火。
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