DE102021100527B4 - Antriebsstrangsystem - Google Patents

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Abstract

Antriebsstrangsystem (10; 60; 80; 90), mit:einem Verbrennungsmotor (12), der eine Kurbelwelle (12a) beinhaltet;einem Motorgenerator (14; 62), der eine rotierende Welle (14a; 62a) beinhaltet, die über einen Torsionsdämpfer (50) mit der Kurbelwelle (12a) verbunden ist; undeiner Steuervorrichtung (20; 68; 92), die zum Steuern des Verbrennungsmotors (12) und des Motorgenerators (14; 62) konfiguriert ist, wobeidas Antriebsstrangsystem (10; 60; 80; 90) so konfiguriert ist, dass die Kurbelwelle (12a) und die rotierende Welle (14a; 62a) zumindest zu einem Zeitpunkt des Verbrennungsmotorstarts nicht mit einer Antriebswelle (32; 86) eines mit dem Antriebsstrangsystem (10; 60; 80; 90) ausgestatteten Fahrzeugs verbunden sind, und,wenn eine Richtung eines Motorgenerator-Drehmoments (Tmg), das ein von dem Motorgenerator (14; 62) ausgegebenes Drehmoment ist, wenn die Kurbelwelle (12a) in einer Vorwärtsrotationsrichtung gedreht wird, als positiv definiert ist, die Steuervorrichtung (20; 68; 92) konfiguriert ist, um eine Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung auszuführen, die den Motorgenerator (14; 62) so steuert, dass das von dem Motorgenerator (14; 62) zum Anlassen des Verbrennungsmotors (12) ausgegebene Motorgenerator-Drehmoment (Tmg) in einer Resonanzperiode (T) des Torsionsdämpfers (50) variiert, während ein Variationszentrum des Motorgenerator-Drehmoments (Tmg) größer als null gemacht wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebsstrangsystem und insbesondere ein Antriebsstrangsystem, das so konfiguriert ist, dass eine Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors über einen Torsionsdämpfer mit einer rotierenden Welle eines Motorgenerators verbunden ist und die Kurbelwelle und die rotierende Welle des Motorgenerators zumindest zum Zeitpunkt des Verbrennungsmotorstarts nicht mit einer Antriebswelle eines Fahrzeugs verbunden sind.
  • Stand der Technik
  • JP 2000 - 064 873 A offenbart ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor als Antriebsquellen. Dieses Hybridfahrzeug beinhaltet einen Generator, der so konfiguriert ist, dass er elektrische Energie zum Antrieb des Elektromotors und zum Starten des Verbrennungsmotors erzeugt, sowie einen Startermotor, der so konfiguriert ist, dass er den Verbrennungsmotor startet, wenn es schwierig ist, den Verbrennungsmotor durch diesen Generator zu starten.
  • Darüber hinaus offenbart JP 2011 - 230 707 A ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor sowie einem Elektromotor als Antriebsquellen und enthält auch einen Torsionsdämpfer, der zwischen einer Kurbelwelle und der Eingangswelle eines Transaxle (Transaxlegetriebes) angeordnet ist, um die in der Kurbelwelle auftretenden Torsionsschwingungen zu reduzieren.
  • Darüber hinaus offenbart JP 2009 -244 251 A eine Versagensbestimmungsvorrichtung in einem Hybridfahrzeug mit einer Eingangswelle, die über einen Torsionsdämpfer mit einer Kurbelwelle verbunden ist. Diese Versagensbestimmungsvorrichtung überwacht den Torsionswinkel des Torsionsdämpfers und bestimmt auf der Grundlage des Torsionswinkels, ob der Torsionsdämpfer versagt hat oder nicht.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist bekannt, dass ein Fahrzeug, bei dem die Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors über einen Torsionsdämpfer mit der rotierenden Welle eines Motorgenerators (MG) verbunden ist, einen Anlassvorgang mit Hilfe des MG durchführt. Andererseits ist das Downsizing des MG unter dem Gesichtspunkt der Fahrzeugmontage und der Kosten vorteilhaft. Wenn jedoch das von dem MG erzeugte Drehmoment (MG-Drehmoment) durch das Downsizing reduziert ist, besteht die Sorge, dass das von dem MG durch das Anlassen zum Zeitpunkt des Verbrennungsmotorstarts auf die Kurbelwelle ausgeübte Drehmoment klein werden könnte. Um die Größe des MG zu verringern und gleichzeitig eine Abnahme der Anlassleistung zu reduzieren, ist es daher vorteilhaft, dass das bei dem Anlassen auf die Kurbelwelle ausgeübte Drehmoment wirksam erhöht werden kann, ohne das MG-Drehmoment selbst zu erhöhen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das oben beschriebene Problem gemacht und Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die wirksame Erhöhung des auf eine Kurbelwelle bei dem Anlassen ausgeübten Drehmoments, ohne das MG-Drehmoment selbst zu erhöhen, in einem Antriebsstrangsystem, in dem die Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors über einen Torsionsdämpfer mit einer rotierenden Welle eines Motorgenerators (MG) verbunden ist.
  • Ein Antriebsstrangsystem nach der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Verbrennungsmotor, einen Motorgenerator und eine Steuervorrichtung. Der Verbrennungsmotor beinhaltet eine Kurbelwelle. Der Motorgenerator beinhaltet eine rotierende Welle, die über einen Torsionsdämpfer mit der Kurbelwelle verbunden ist. Die Steuervorrichtung ist so konfiguriert, dass sie den Verbrennungsmotor und den Motorgenerator steuert. Das Antriebsstrangsystem ist so konfiguriert, dass die Kurbelwelle und die rotierende Welle zumindest zu dem Zeitpunkt des Verbrennungsmotorstarts nicht mit einer Antriebswelle eines mit dem Antriebsstrangsystem ausgerüsteten Fahrzeugs verbunden sind. Die Richtung eines MG-Drehmoments, das ein von dem Motorgenerator abgegebenes Drehmoment ist, wird hier, wenn die Kurbelwelle in einer Vorwärtsrotationsrichtung gedreht wird, als positiv bezeichnet. Die Steuervorrichtung ist so konfiguriert, dass sie eine Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung ausführt, die den Motorgenerator so steuert, dass das von dem Motorgenerator zum Starten des Verbrennungsmotors ausgegebene MG-Drehmoment in einer Resonanzperiode des Torsionsdämpfers variiert bzw. schwingt, während ein Variationszentrum (Nulllinie der Erregerschwingung) des MG-Drehmoments höher als null gemacht wird.
  • Bei der Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung kann die Steuervorrichtung das MG-Drehmoment unter Verwendung eines Drehmomentbereichs auf einer positiven Seite und eines Drehmomentbereichs auf einer negativen Seite variieren.
  • Bei der Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung kann die Steuervorrichtung das MG-Drehmoment in einer Sinuswellenform variieren.
  • Bei der Anlassdrehmomentverstärkungsteuerung kann das Steuergerät das MG-Drehmoment in einer Rechteckwellenform variieren.
  • Die Steuervorrichtung kann so konfiguriert sein, dass es die Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung ausführt, wenn die Außenlufttemperatur niedriger als ein erster Schwellenwert ist.
  • Die Steuervorrichtung kann so konfiguriert sein, dass es die Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung ausführt, wenn die Temperatur des Verbrennungsmotors unter einem zweiten Schwellenwert liegt.
  • Die Steuervorrichtung kann so konfiguriert sein, dass es die Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung ausführt, wenn die Spannung einer Batterie, die den Motorgenerator mit elektrischer Energie versorgt, niedriger als ein dritter Schwellenwert ist.
  • Die Steuervorrichtung kann so konfiguriert sein, dass sie die Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung ausführt, wenn der Ladezustand einer Batterie, die den Motorgenerator mit elektrischer Energie versorgt, niedriger als ein vierter Schwellenwert ist.
  • Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein serielles Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug mit Range Extender (Reichweitenerweiterungsvorrichtung) handeln, bei dem der Verbrennungsmotor zur Stromerzeugung dient und der Motorgenerator mit Hilfe einer Antriebskraft des Verbrennungsmotors elektrische Energie erzeugt.
  • Entsprechend der erfindungsgemäßen Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung des Antriebsstrangsystems kann die Torsionsresonanz des Torsionsdämpfers zur Verstärkung des Kurbelwelleneingangsdrehmoments gegenüber dem MG-Drehmoment genutzt werden. Dadurch kann das Anlassen (Verbrennungsmotorstart) mit einem kleinen MG-Drehmoment durchgeführt werden, im Vergleich zu einem Beispiel, in dem das MG-Drehmoment zum Anlassen mit einem einheitlichen Drehmomentwert ohne die Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung angewendet wird. Das heißt, nach dem Antriebsstrangsystem der vorliegenden Erfindung kann das Drehmoment (Kurbelwelleneingangsmoment), das zum Zeitpunkt des Anlassens auf die Kurbelwelle wirkt, effektiv erhöht werden, ohne das MG-Drehmoment selbst zu erhöhen. Außerdem ist das erfindungsgemäße Antriebsstrangsystem so ausgelegt, dass die Kurbelwelle und die rotierende Welle des Motorgenerators zumindest zum Zeitpunkt des Verbrennungsmotorstarts nicht mit der Antriebswelle des Fahrzeugs verbunden sind. Daher ist es möglich, die Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung durchzuführen und gleichzeitig die Übertragung der durch das Auftreten der Torsionsresonanz verursachten Schwingungen auf die Karosserieseite des Fahrzeugs zu erschweren.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration eines Antriebsstrangsystems nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 2 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer spezifischen Konfiguration eines Torsionsdämpfers gemäß 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 3 ist ein Zeitdiagramm, das eine Übersicht einer Anlassdrehmomentverstärkungsteuerung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 4A ist ein Diagramm, das zur Beschreibung eines spezifischen Beispiels 1 einer Abbruchbestimmungsverarbeitung verwendet wird;
    • 4B ist ein Diagramm, das zur Beschreibung der spezifischen Beispiele 2 und 3 der Abbruchbestimmungsverarbeitung verwendet wird;
    • 5 ist ein Flussdiagramm, das eine Hauptverarbeitungsroutine in Bezug auf die Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Unterprogramm der Verarbeitung von Schritt S104 in 5 zeigt;
    • 7 ist ein Flussdiagramm, das ein Hauptverarbeitungsprogramm in Bezug auf eine Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 8 ist ein Zeitdiagramm, das eine Übersicht einer Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 9 ist ein Flussdiagramm, das ein Unterprogramm der Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 10 ist ein Zeitdiagramm, das eine Übersicht einer Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 11 ist ein Flussdiagramm, das ein Unterprogramm der in der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung zeigt;
    • 12 ist ein Zeitdiagramm, das eine Übersicht einer Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 13 ist ein Flussdiagramm, das ein Unterprogramm der in der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung zeigt;
    • 14 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration eines weiteren Antriebsstrangsystems zeigt, auf welches die vorliegende Erfindung angewendet wird;
    • 15 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration eines weiteren Antriebsstrangsystems zeigt, auf das die vorliegende Erfindung angewandt wird;
    • 16 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration eines weiteren Antriebsstrangsystems zeigt, auf das die vorliegende Erfindung angewandt wird; und
    • 17 ist ein Zeitdiagramm, das zur Beschreibung eines Beispiels einer MG-Drehmomentwellenform gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • Detaillierte Beschreibung
  • In den folgenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden die gleichen Komponenten in den Zeichnungen mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet und redundante Beschreibungen derselben weggelassen oder vereinfacht. Darüber hinaus ist davon auszugehen, dass selbst dann, wenn in der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen die Anzahl, die Menge, der Betrag, der Bereich oder ein anderes numerisches Attribut eines Elements erwähnt wird, die vorliegende Erfindung nicht auf das erwähnte numerische Attribut beschränkt ist, sofern nicht ausdrücklich anders beschrieben oder die vorliegende Erfindung durch das numerische Attribut theoretisch ausdrücklich spezifiziert ist. Darüber hinaus sind Strukturen oder Schritte oder dergleichen, die in Verbindung mit den folgenden Ausführungsformen beschrieben werden, nicht notwendigerweise wesentlich für die vorliegende Erfindung, es sei denn, es wird ausdrücklich etwas Anderes gezeigt oder die vorliegende Erfindung ist durch die Strukturen, Schritte oder dergleichen theoretisch explizit spezifiziert.
  • 1. Erste Ausführungsform
  • Eine erste Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 bis 6 beschrieben.
  • 1-1. Konfigurationsbeispiel eines Antriebsstrangsystems
  • 1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel für den Aufbau eines Antriebsstrangsystems 10 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Ein Fahrzeug, das mit dem in 1 gezeigten Antriebsstrangsystem 10 ausgestattet ist, ist ein sogenanntes serielles Hybridfahrzeug. Das Antriebsstrangsystem 10 beinhaltet einen Verbrennungsmotor 12, einen ersten Motorgenerator (erster MG) 14, einen zweiten Motorgenerator (zweiter MG) 16, eine Batterie (Gleichstromversorgung) 18, die die dem ersten MG 14 und dem zweiten MG 16 zugeführte elektrische Energie speichert, und eine Steuervorrichtung 20.
  • Der Verbrennungsmotor 12 ist beispielsweise ein Ottomotor. Eine Kurbelwelle 12a des Verbrennungsmotors 12 ist über einen nachfolgend beschriebenen Torsionsdämpfer 50 mit einer rotierenden Welle 14a des ersten MG 14 verbunden. Der erste MG 14 und der zweite MG 16 sind beispielsweise ein Dreiphasendrehstrommotorgenerator. Es ist zu beachten, dass beispielsweise das Untersetzungsverhältnis zwischen der Kurbelwelle 12a und der rotierenden Welle 14a des ersten MG 14 1 beträgt, das Untersetzungsverhältnis kann jedoch durch einen beliebigen Wert festgelegt werden.
  • Die Steuervorrichtung 20 ist so konfiguriert, dass sie den Verbrennungsmotor 12, den ersten MG 14 und den zweiten MG 16 steuert. Die Steuervorrichtung 20 beinhaltet eine elektronische Steuereinheit (ECU) 22 und eine Leistungssteuereinheit (PCU) 24. Die PCU 24 ist ein Leistungswandler, der Wechselrichter zur Ansteuerung des ersten MG 14 und des zweiten MG 16 beinhaltet, und steuert den ersten MG 14 und den zweiten MG 16 auf der Grundlage von Befehlen der ECU 22.
  • Der erste MG 14 fungiert hauptsächlich als Generator. Im Einzelnen führt der erste MG 14 die Stromerzeugung mit der Antriebskraft des Verbrennungsmotors 12 durch. Die PCU 24 wandelt die von dem ersten MG 14 erzeugte elektrische Leistung von Wechselstrom in Gleichstrom um und speichert die umgewandelte elektrische Leistung in der Batterie 18. Als Ergebnis wird die Batterie 18 geladen. Der erste MG 14 fungiert bei dem Starten des Motors auch als Elektromotor. Genauer gesagt wandelt, wenn der Verbrennungsmotor 12 gestartet wird, die PCU 24 die in der Batterie 18 gespeicherte elektrische Leistung von Gleichstrom in Wechselstrom um und liefert die umgewandelte elektrische Leistung an den ersten MG 14 und der erste MG 14 erzeugt ein MG-Drehmoment Tmg zum Anlassen des Verbrennungsmotors 12.
  • Der zweite MG 16 ist zusammen mit Getrieben (nicht gezeigt), wie beispielsweise Differentialgetrieben, in einer elektrischen Antriebseinheit 30 untergebracht. Der zweite MG 16 fungiert hauptsächlich als Elektromotor um das Fahrzeug anzutreiben. Genauer gesagt wandelt die PCU 24 die in der Batterie 18 gespeicherte elektrische Leistung von Gleichstrom in Wechselstrom um und liefert die umgewandelte elektrische Leistung an den zweiten MG 16 und der zweite MG 16 erzeugt ein Drehmoment um die Antriebswellen 32 und die damit verbundenen Fahrzeugräder 34 anzutreiben. Als Ergebnis wird das Fahrzeug (die Fahrzeugräder 34) angetrieben.
  • Der Verbrennungsmotor 12 ist wie oben beschrieben mit dem ersten MG 14 verbunden, jedoch nicht mit den Antriebswellen 32. Das heißt, der Verbrennungsmotor 12 ist für die Stromerzeugung vorgesehen und der Verbrennungsmotor 12 und der erste MG 14 sind immer von der Antriebswelle 32 getrennt, nicht nur bei dem Start des Verbrennungsmotors 12. Es ist zu beachten, dass der erste MG 14 einem Beispiel des „Motorgenerators“ nach der vorliegenden Erfindung entspricht.
  • Die ECU 22 beinhaltet einen Prozessor 22a und einen Speicher 22b. Der Speicher 22b speichert verschiedene Daten einschließlich Kennfelder und verschiedene Steuerprogramme. Die verschiedenen Daten und Steuerprogramme werden für die Steuerung des Verbrennungsmotors 12, des ersten MG 14 und des zweiten MG 16 verwendet. Der Prozessor 22a liest ein Steuerprogramm aus dem Speicher 22b und führt es aus, wodurch verschiedene Arten der Verarbeitung und Steuerung durch die Steuervorrichtung 20 erreicht werden. Es ist zu beachten, dass die Steuervorrichtung 20 mit einer Mehrzahl von ECUs aufgebaut werden kann. Im Detail kann die Steuervorrichtung 20 einzeln beispielsweise eine ECU beinhalten, die insgesamt das Antriebsstrangsystem 10 steuert, eine ECU, die den Verbrennungsmotor 12 steuert, eine ECU, die den ersten MG 14 steuert, und eine ECU, die den zweiten MG 16 steuert.
  • Die Steuervorrichtung 20 (ECU 22) empfängt außerdem Sensorsignale von Sensoren 40 zur Steuerung des Betriebs des Antriebsstrangsystems 10. Die Sensoren 40 beinhalten einen Kurbelwinkelsensor, der so aufgebaut ist, dass er einen Drehwinkel (Kurbelwinkel) der Kurbelwelle 12a detektiert, einen Resolver (Drehwinkelsensor), der so aufgebaut ist, dass er einen Drehwinkel der rotierenden Welle 14a des ersten MG 14 detektiert, einen Außenlufttemperatursensor, der so aufgebaut ist, dass er eine Außenlufttemperatur detektiert, einen Motorwassertemperatursensor (Kühlwassertemperatursensor), der so aufgebaut ist, dass er eine Motorkühlwassertemperatur detektiert, einen Batteriespannungssensor, der so aufgebaut ist, dass er eine Spannung der Batterie 18 detektiert, und einen Batteriestromsensor, der so aufgebaut ist, dass er einen durch die Batterie 18 fließenden elektrischen Strom detektiert. Die ECU 22 kann eine Motordrehzahl Ne basierend auf den Signalen des Kurbelwinkelsensors berechnen. Darüber hinaus wird der Batteriestromsensor verwendet, um eine Laderate (das heißt den Ladezustand (SOC)) der Batterie 18 zu berechnen.
  • Das Fahrzeug, auf dem das Antriebsstrangsystem 10 montiert ist, ist, wie bereits beschrieben, ein serielles Hybridfahrzeug. Darüber hinaus kann das Fahrzeug, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird, ein serielles Plug-in-Hybridfahrzeug sein, bei welchem dem Antriebsstrangsystem 10 eine externe Ladefunktion hinzugefügt ist. Darüber hinaus kann das Fahrzeug, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird, ein sogenanntes Range Extended Electric Vehicle (Elektrofahrzeug mit Reichweitenverlängerer bzw. Range Extender (REEV)) sein. Diese Art von Elektrofahrzeug mit Range Extender kann beispielsweise durch Hinzufügen einer externen Ladefunktion unter Verwendung der in 1 gezeigten Grundkonfiguration des Antriebsstrangsystems 10 und Erhöhung der Kapazität der Batterie 18 aufgebaut werden.
  • 2 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel für eine spezifische Konfiguration des in 1 gezeigten Torsionsdämpfers 50 zeigt und eine Ansicht des Torsionsdämpfers 50 aus der Richtung der rotierenden Welle 14a des ersten MG 14 ist. Wie in 2 gezeigt, beinhaltet der Torsionsdämpfer 50 hauptsächlich eine Tellerplatte 52, eine Nabenplatte 54 und eine Mehrzahl von (beispielhaft drei) Schraubenfedern 56.
  • Die Tellerplatte 52 ist im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet und dreht sich einteilig mit einem Schwungrad 12b (siehe 1), das an dem Ende der Kurbelwelle 12a auf der Seite des ersten MG 14 befestigt ist. Die Nabenplatte 54 ist im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet und dreht sich einstückig mit der rotierenden Welle 14a des ersten MG 14. Die Tellerplatte 52 ist mit drei Öffnungen 52a für die Aufnahme und für das Halten der drei Schraubenfedern 56 gebildet. Die drei Öffnungen 52a sind in gleichen Abständen entlang der Umfangsrichtung der Tellerplatte 52 angeordnet und jede der Öffnungen 52a ist so gebildet, dass sie sich in Umfangsrichtung erstreckt. An der Nabenplatte 54 sind drei Vorsprünge 54a gebildet. Jeder der drei Vorsprünge 54a ragt von einer äußeren Umfangsfläche 54b der Nabenplatte 54, die sich in Bezug auf die Schraubenfeder 56 radial nach innen befindet, zu einem radial äußeren Bereich hin vor, der zwischen zwei benachbarten Schraubenfedern 56 besteht. Folglich stehen die einzelnen Vorsprünge 54a an ihren jeweiligen Stirnflächen 54a1 und 54a2 in Umfangsrichtung mit den benachbarten Schraubenfedern 56 in Kontakt.
  • Gemäß der Konfiguration des wie oben beschriebenen Torsionsdämpfers 50 wird bei einer Relativdrehung (Torsion) zwischen der Tellerplatte 52 (der Kurbelwelle 12a) und der Nabenplatte 54 (der rotierenden Welle 14a des ersten MG 14) die zwischen der Stirnfläche 54a1 oder 54a2 und einer Wandfläche der Öffnung 52a sandwichartig angeordnete Schraubenfeder 56 zusammengedrückt und erzeugt eine elastische Kraft gegen die Torsion. Daher können nach dem Torsionsdämpfer 50 die durch die Torsion verursachten Schwingungen in einem Bereich, in dem die Schraubenfeder 56 komprimiert werden kann, reduziert oder gedämpft werden.
  • 1-2. Verbrennungsmotorstartsteuerung
  • Die ECU 22 führt eine Verbrennungsmotorstartsteuerung aus, um den Verbrennungsmotor 12 zu starten, wenn eine bestimmte Verbrennungsmotorstartbedingung erfüllt ist. Diese Verbrennungsmotorstartsteuerung beinhaltet das Anlassen des Verbrennungsmotors 12. Das Anlassen wird in der vorliegenden Ausführungsform durch eine nachstehend beschriebene „Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung“ (auch einfach als „Drehmomentverstärkungssteuerung“ bezeichnet) durchgeführt.
  • 1-2-1. Überblick über die Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung
  • 3 ist ein Zeitdiagramm, das den Überblick über die Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 3 zeigt eine Wellenform des „MG-Drehmoments Tmg“, welches das von dem ersten MG 14 für das Anlassen abgegebene Drehmoment ist, eine Wellenform eines „Kurbelwelleneingangsdrehmoments Tein“, welches das von dem ersten MG 14 über den Torsionsdämpfer 50 an die Kurbelwelle 12a abgegebene Drehmoment ist, und eine Wellenform der Motordrehzahl Ne. Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Spezifikation die Richtungen des MG-Drehmoments Tmg und des Kurbelwelleneingangsdrehmoments Tein positiv sind, wenn das MG-Drehmoment Tmg und das Kurbelwelleneingangsdrehmoment Tein so wirken, dass sie die Kurbelwelle 12a in der Vorwärtsrotationsrichtung (normale Drehrichtung) antreiben (das heißt zum Zeitpunkt des Anlassens).
  • Ein Zeitpunkt t0 in 3 entspricht dem Startzeitpunkt des Anlassens (das heißt der Drehmomentverstärkungssteuerung). Während des allgemeinen Anlassens wird ein konstantes MG-Drehmoment Tmg kontinuierlich über eine bestimmte Zeitspanne angelegt. Im Gegensatz dazu wird bei der Drehmomentverstärkungssteuerung nach der vorliegenden Ausführungsform, wie in 3 dargestellt, das erste MG 14 so gesteuert, dass das MG-Drehmoment Tmg nach Beginn des Anlassens in einer Resonanzperiode T des Torsionsdämpfers 50 variiert. Die Resonanzperiode T des Torsionsdämpfers 50 (Antriebsstrangsystem 10) beträgt beispielsweise 0,1 Sekunden.
  • Konkret wird ab dem Startzeitpunkt t0 des Anlassens das Aufbringen eines Drehmomentwerts TMg1 mit einer bestimmten Größe gestartet. Der Drehmomentwert Tmg1 ist beispielsweise das Nenndrehmoment des ersten MG 14. Das Aufbringen des Drehmomentwertes Tmg1 wird von dem Zeitpunkt t0 bis zu einem Zeitpunkt t1 fortgesetzt, an welchem die Hälfte der Resonanzperiode T verstrichen ist. Dann, nach Ablauf des Zeitpunkts t1, wird das MG-Drehmoment Tmg von dem Zeitpunkt t1 bis zu einem Zeitpunkt t2, an dem die verbleibende Hälfte der Resonanzperiode T verstreicht, auf null gesetzt. Außerdem wird in jeder Resonanzperiode T, die nach Ablauf der ersten Resonanzperiode T eintrifft, das MG-Drehmoment Tmg mit einer Wellenform aufgebracht, die der Wellenform vom Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t2 ähnlich ist. Mit anderen Worten wird das MG-Drehmoment Tmg in jeder Hälfte der Resonanzperiode T abwechselnd zwischen dem Drehmomentwert Tmg1 und null geändert.
  • Wenn das MG-Drehmoment Tmg kontinuierlich mit der Resonanzperiode T wie oben beschrieben verändert wird, wird die Torsionsresonanz des Torsionsdämpfers 50 angeregt. Durch den Effekt dieser Torsionsresonanz wird das Kurbelwelleneingangsdrehmoment Tein, wie in 3 gezeigt, unter Variation verstärkt. Dann wird, wie in 3 gezeigt, die Variation des MG-Drehmoments Tmg durchgeführt, während das Variationszentrum größer null festgelegt wird. Infolgedessen wird das Kurbelwelleneingangsdrehmoment Tein verstärkt, während es sich im Vergleich zur negativen Seite stark zur positiven Seite hin verändert.
  • Zu einem Zeitpunkt t3 in 3 überwindet das Kurbelwelleneingangsdrehmoment Tein infolge der Verstärkung des Kurbelwelleneingangsdrehmoments Tein die innere Reibungskraft (Haftreibungskraft) und den Verdichtungsdruck des Verbrennungsmotors 12 und die Kurbelwelle 12a beginnt sich zu drehen. Obwohl in 3 nicht dargestellt, wird die Verstärkung des Kurbelwelleneingangsdrehmoments Tein auch dadurch fortgesetzt, dass die Variation des MG-Drehmoments Tmg auch zu dem sowie nach dem Zeitpunkt t3 fortgesetzt wird. Infolgedessen erhöht sich die Motordrehzahl Ne.
  • Die Drehmomentverstärkungssteuerung wird so lange durchgeführt, bis beispielsweise die Motordrehzahl Ne einen bestimmten Schwellenwert THne erreicht. Ein Beispiel für den Schwellenwert THne ist die erste Zünddrehzahl (ca. 500 U/min), bei der die erste Zündung des Verbrennungsmotors 12 eintritt. Nach der vorliegenden Ausführungsform endet mit dem Ende der Drehmomentverstärkungssteuerung das Anlassen selbst. Anstelle eines solchen Beispiels kann das Anlassen für eine beliebige Zeitspanne mit einem konstanten MG-Drehmoment Tmg (beispielsweise dem Drehmomentwert Tmg1) fortgesetzt werden, um die Motorrotation zu unterstützen, nachdem die Motordrehzahl Ne den Schwellenwert THne erreicht hat und die Drehmomentverstärkungssteuerung endet. Diese festgelegte Zeitspanne kann beispielsweise als Zeitspanne von dem Zeitpunkt t3 bis zu dem Erreichen einer festgelegten Zünddrehzahl der Motordrehzahl Ne (das heißt, bis festgestellt werden kann, dass der Verbrennungsmotor 12 zuverlässig unabhängig betrieben werden kann) festgelegt werden.
  • In einem Vergleichsbeispiel, in welchem der Drehmomentwert Tmg1 ohne die Drehmomentverstärkungssteuerung nach der vorliegenden Ausführungsform kontinuierlich aufgebracht wird, kann nur das Kurbelwelleneingangsdrehmoment Tein mit dem in 3 dargestellten Drehmomentwert Tein1 kontinuierlich erzeugt werden. Ein Drehmomentwert Tein2 in 3 ist ein Beispiel für einen Drehmomentwert, der erforderlich ist, um die Kurbelwelle 12a bei einer niedrigen Temperatur, bei der die Reibung des Verbrennungsmotors 12 zunimmt, in Rotation zu versetzen, und welcher größer als der Drehmomentwert Tein1 ist. Daher kann in dem oben beschriebenen Vergleichsbeispiel die Kurbelwelle 12a nicht in Rotation versetzt werden. Damit die Kurbelwelle 12a in diesem Vergleichsbeispiel rotieren kann, ist es daher notwendig, den ersten MG 14 zu vergrößern oder separat einen Anlasser einzubauen, so dass das Kurbelwelleneingangsdrehmoment Tein mit einem Drehmomentwert Tein2 oder mehr aufgebracht werden kann. Dies ist unter dem Gesichtspunkt der Montierbarkeit in dem Fahrzeug und der Kosten des Antriebsstrangsystems ungünstig.
  • Demgegenüber wird es nach der Drehmomentverstärkungssteuerung möglich, durch Nutzung der Torsionsresonanz des Torsionsdämpfers 50 das Kurbelwelleneingangsdrehmoment Tein mit einem kleinen Drehmomentwert Tmg1 (beispielsweise 20 Nm) auf einen Wert größer als der Drehmomentwert Tein2 (beispielsweise 150 Nm) zu verstärken und ein Anlassen durchzuführen.
  • Darüber hinaus ist der oben beschriebene Schwellenwert THne nicht auf die Anfangsexplosionsdrehzahl des Verbrennungsmotors 12 beschränkt und kann ein höherer Wert als die Anfangsexplosionsdrehzahl sein (beispielsweise die Gesamtexplosionsdrehzahl). Alternativ kann der Schwellenwert THne ein Wert sein, der niedriger ist als die Anfangsexplosionsdrehzahl. Wenn die Kurbelwelle 12a zu rotieren beginnt, wechselt außerdem jeder Gleitabschnitt des Verbrennungsmotors 12 von dem Zustand der Haftreibung in den Zustand der Gleitreibung und das für die Rotation der Kurbelwelle 12a erforderliche Drehmoment wird klein. Daher kann die Drehmomentverstärkungssteuerung beispielsweise dann beendet werden, wenn die Drehmomentverstärkungssteuerung erkennt, dass die Kurbelwelle 12a begonnen hat zu rotieren und ein konstantes MG-Drehmoment Tmg (beispielsweise der Drehmomentwert Tmg1) kann an die Kurbelwelle 12a zum Anlassen über einen nachfolgenden festgelegten Zeitraum angelegt werden.
  • 1-2-2. Abbruchbestimmungsverarbeitung in Verbindung mit der Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung
  • Die ECU 22 kann während der Ausführung der Drehmomentverstärkungssteuerung die folgende Abbruchbestimmungsverarbeitung parallel ausführen. Wenn die ECU 22 die Drehmomentverstärkungssteuerung als Reaktion auf das Ergebnis dieser Art von Abbruchbestimmungsverarbeitung abbricht, führt die ECU 22 dann die folgende Verarbeitung aus. Das heißt, dass die ECU 22 beispielsweise ein Fahrzeuginformationsanzeigefeld in dem Fahrzeuginnenraum verwendet, um den Benutzer des Fahrzeugs darüber zu informieren, dass der Motor aus Gründen wie niedriger Außenlufttemperatur nicht gestartet werden kann. Alternativ, wenn es sich bei dem mit dem Antriebsstrangsystem 10 ausgestatteten Fahrzeug um ein Plug-in-Hybridfahrzeug handelt, welches extern aufgeladen werden kann, fordert die ECU 22 den Benutzer auf, ein externes Aufladen durchzuführen, indem sie beispielsweise das Fahrzeuginformationsanzeigefeld verwendet.
  • Ein Torsionswinkel ω [rad] im Torsionsdämpfer 50 ergibt sich als Differenz des Drehwinkels der rotierenden Welle 14a des ersten MG 14 in Bezug auf den Drehwinkel (Kurbelwinkel) der Kurbelwelle 12a. Aus diesem Grund kann der Torsionswinkel ω während der Ausführung der Abbruchbestimmungsverarbeitung anhand der Signale des Kurbelwinkels und des Drehwinkels der rotierenden Welle 14a, die jeweils mit dem Kurbelwinkelsensor und dem oben beschriebenen Resolver detektiert werden, berechnet werden.
  • (Spezifisches Beispiel 1)
  • 4A und 4B sind Diagramme, die zur Beschreibung spezifischer Beispiele 1-3 der Abbruchbestimmungsverarbeitung verwendet werden. Zunächst zeigt 4A das spezifische Beispiel 1 der Abbruchbestimmungsverarbeitung, das auf den Torsionsdämpfer 50 mit der in 2 gezeigten Konfiguration angewendet wird. Bei dem Torsionsdämpfer 50 handelt es sich um einen anschlagsfreien Torsionsdämpfer, der nicht über die unten beschriebene Drehmomentbegrenzungsvorrichtung verfügt. Wie in 4A dargestellt, ist der Torsionswinkel ω proportional zu dem MG-Drehmoment Tmg. Auch bei dem Torsionsdämpfer 50 kann die Torsion innerhalb eines Torsionswinkelbereichs zugelassen sein, der der Länge der Schraubenfeder 56 entspricht (Maximaler Torsionswinkel -ωmax auf der negativen Seite < Torsionswinkelbereich ω < Maximaler Torsionswinkel wmax auf der positiven Seite). Erreicht dagegen der Torsionswinkel ω den maximalen Torsionswinkel wmax auf der positiven Seite oder den maximalen Torsionswinkel -ωmax auf der negativen Seite, besteht die Sorge, dass durch die Kollision zwischen der Tellerplatte 52 und der Nabenplatte 54 über die Schraubenfeder 56 Schall erzeugt oder ein übermäßiges Drehmoment von der Nabenplatte 54 auf die Tellerplatte 52 übertragen werden könnte.
  • Daher bestimmt die ECU 22 gemäß dem spezifischen Beispiel 1 der Abbruchbestimmungsverarbeitung, basierend auf den Signalen von dem Kurbelwinkelsensor und dem oben beschriebenen Resolver, wiederholt, ob der Torsionswinkel ω innerhalb eines festgelegten Torsionswinkelbereichs R1 liegt oder nicht. Dieser Torsionswinkelbereich R1 ist ein Bereich von einem Torsionswinkel ω1, der um einen bestimmten Betrag kleiner ist als der maximale Torsionswinkel wmax auf der positiven Seite, bis zu einem Torsionswinkel -ω1, der im Absolutwert um einen bestimmten Betrag kleiner ist als der maximale Torsionswinkel -ωmax auf der negativen Seite. Die ECU 22 setzt die Drehmomentverstärkungssteuerung fort, wenn der Torsionswinkel ω innerhalb des Torsionswinkelbereichs R1 liegt. Andererseits bricht die ECU 22 die Drehmomentverstärkungssteuerung ab, wenn der Torsionswinkel ω von dem Torsionswinkelbereich R1 abweicht. Dadurch kann die Drehmomentverstärkungssteuerung ausgeführt werden, während das Auftreten der oben beschriebenen Kollisionsgeräusche und des übermäßigen Drehmoments vermieden wird.
  • (Spezifische Beispiele 2 und 3)
  • Folgend werden die spezifischen Beispiele 2 und 3 der Abbruchbestimmungsverarbeitung unter Bezugnahme auf 4B beschrieben. Es ist ein Torsionsdämpfer bekannt, bei dem eine Drehmomentbegrenzungsvorrichtung (nicht gezeigt) zu dem Torsionsdämpfer 50, wie in 2 dargestellt, hinzugefügt ist. Das spezifische Beispiel 2 wird auf diese Art von Torsionsdämpfer angewandt. Weiterhin ist ein Torsionsdämpfer bekannt, bei dem beispielsweise ein Gummipufferelement (nicht dargestellt) an der Innenseite der Schraubenfeder 56 des Torsionsdämpfers 50 angebracht ist. Auf diese Art von Torsionsdämpfer wird das spezifische Beispiel 3 angewandt. Dann zeigt 4B die Eigenschaften des Torsionsdämpfers, bei dem sowohl die Drehmomentbegrenzungsvorrichtung als auch das Pufferelement zu dem Torsionsdämpfer 50 hinzugefügt sind.
  • Die oben beschriebene Drehmomentbegrenzungsvorrichtung hat die Aufgabe zu verhindern, dass das MG-Drehmoment Tmg gleich oder höher als ein bestimmtes Grenzdrehmoment (siehe 4B) auf die Seite der Kurbelwelle 12a übertragen wird. Genauer gesagt beinhaltet die Drehmomentbegrenzungsvorrichtung ein Reibmaterial, das auf der Seite des Schwungrads 12b vorgesehen ist und ein Reibmaterial, das auf der Seite der Scheibenplatte 52 vorgesehen ist, und ist so aufgebaut, dass sie eine Drehmomentübertragung durch Verursachen von Schlupf zwischen diesen Reibmaterialien verhindert, wenn ein MG-Drehmoment Tmg gleich oder größer als das Grenzdrehmoment eingegeben wird. Die Torsionswinkel ω2 und -ω2 in 4B sind die Werte der Torsionswinkel ω, die erhalten werden, wenn das MG-Drehmoment Tmg das Grenzdrehmoment erreicht. Gemäß dem spezifischen Beispiel 2 der Abbruchbestimmungsverarbeitung bestimmt die ECU 22, basierend auf den Signalen des Kurbelwinkelsensors und des oben beschriebenen Resolvers, wiederholt, ob der Torsionswinkel ω innerhalb eines festgelegten Torsionswinkelbereichs R2 liegt oder nicht. Dieser Torsionswinkelbereich R2 ist ein Bereich des Torsionswinkels ω von dem Torsionswinkel ω2 bis zu dem Torsionswinkel -ω2. Die ECU 22 setzt die Drehmomentverstärkungssteuerung fort, wenn der Torsionswinkel ω innerhalb des Torsionswinkelbereichs R2 liegt. Andererseits bricht die ECU 22 die Drehmomentverstärkungssteuerung ab, wenn der Torsionswinkel ω von dem Torsionswinkelbereich R2 abweicht. Infolgedessen kann die Drehmomentverstärkungssteuerung bei gleichzeitiger Reduzierung des Verbrauchs der Reibmaterialien aufgrund des Auftretens von Schlupf der Drehmomentbegrenzungsvorrichtung ausgeführt werden.
  • Darüber hinaus hat das oben beschriebene Pufferelement die Funktion eines Stoppers, der ein Überdrücken der Schraubenfeder 56 verhindert. Gemäß dem spezifischen Beispiel 3 der Abbruchbestimmungsverarbeitung bestimmt die ECU 22 anhand der Signale des Kurbelwinkelsensors und des oben beschriebenen Resolvers wiederholt, ob der Torsionswinkel ω innerhalb eines festgelegten Torsionswinkelbereichs R3 liegt oder nicht. Dieser Torsionswinkelbereich R3 ist ein Bereich des Torsionswinkels ω von dem Torsionswinkel ω2, der um einen bestimmten Betrag kleiner ist als ein Torsionswinkel, bei dem die Nabenplatte 54 mit dem Dämpfungselement auf der positiven Seite in Kontakt kommt, bis zu dem Torsionswinkel -ω2, der im absoluten Wert um einen bestimmten Betrag kleiner ist als ein Torsionswinkel, bei dem die Nabenplatte 54 mit dem Pufferelement auf der negativen Seite in Kontakt kommt. Die ECU 22 setzt die Drehmomentverstärkungssteuerung fort, wenn der Torsionswinkel ω innerhalb des Torsionswinkelbereichs R3 liegt. Auf der anderen Seite bricht die ECU 22 die Drehmomentverstärkungssteuerung ab, wenn der Torsionswinkel ω von dem Torsionswinkelbereich R3 abweicht. Folglich kann die Drehmomentverstärkungssteuerung ausgeführt werden, während gleichzeitig das Auftreten von Geräuschen aufgrund der Kollision zwischen der Nabenplatte 54 und dem Pufferelement vermieden wird.
  • 1-2-3. Verarbeitung durch Steuervorrichtung (ECU)
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das eine Hauptverarbeitungsroutine in Bezug auf die Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Die Verarbeitung des gegenwärtigen Hauptprogramms wird wiederholt ausgeführt, während das Fahrzeugsystem angetrieben wird. Es ist zu beachten, dass die oben beschriebene Abbruchbestimmungsverarbeitung (beispielsweise das spezifische Beispiel 1) wiederholt parallel zur Ausführung der Drehmomentverstärkungssteuerung gemäß des in 5 gezeigten Hauptprogramms ausgeführt wird.
  • Entsprechend des in 5 dargestellten Hauptprogramms wird zunächst in Schritt S100 durch die Steuervorrichtung 20 (ECU 22) festgelegt, ob eine Verbrennungsmotorstartanforderung vorliegt oder nicht. Ob eine Verbrennungsmotorstartanforderung vorliegt oder nicht, wird auf der Grundlage festgelegt, ob eine bestimmte Verbrennungsmotorstartbedingung, wie beispielsweise die Tatsache, dass eine Anforderung zum Laden der Batterie 18 (SOC ≤ bestimmter unterer Schwellenwert) vorliegt, erfüllt ist oder nicht. Wenn also keine Verbrennungsmotorstartanforderung vorliegt, beendet die ECU 22 die Verarbeitung des gegenwärtigen Hauptprogramms.
  • Wird hingegen eine Verbrennungsmotorstartanforderung ausgegeben, geht die ECU 22 in den Schritt S102 über und erwirbt eine Resonanzperiode T des Torsionsdämpfers 50. Die Resonanzperiode T nimmt einen Wert an, der von dem Massenträgheitsmoment des Verbrennungsmotors 12 und des ersten MG 14 sowie von der Drehsteifigkeit des Torsionsdämpfers 50 abhängt. Die ECU 22 speichert die im Voraus berechnete Resonanzperiode T und erfasst den in diesem Schritt gespeicherten Wert S102. Danach fährt die ECU 22 mit Schritt S104 fort.
  • In Schritt S104 führt die ECU 22 die Drehmomentverstärkungssteuerung aus, indem sie die Verarbeitung eines in 6 gezeigten Unterprogramms ausführt. Dann führt die ECU 22 die Festlegung des nächsten Schritts S106 durch, nachdem die Drehmomentverstärkungssteuerung durch die Verarbeitung von Schritt S104 gestartet wurde.
  • In Schritt S106 bestimmt die ECU 22, ob die von dem Kurbelwinkelsensor erkannte Motordrehzahl Ne den oben beschriebenen Schwellenwert THne erreicht hat oder nicht. Als Ergebnis führt die ECU 22, während die Motordrehzahl Ne noch nicht den Schwellenwert THne erreicht hat, wiederholt die Verarbeitung von Schritt S104 aus. Das heißt, die Drehmomentverstärkungssteuerung wird fortgesetzt. Hat die Motordrehzahl Ne dagegen den Schwellenwert THne erreicht, fährt die ECU 22 mit Schritt S108 fort und beendet die Drehmomentverstärkungssteuerung durch Anhalten der Verarbeitung des in 6 gezeigten Unterprogramms.
  • 6 ist ein Flussdiagramm, das das Unterprogramm der Verarbeitung von Schritt S104 in 5 zeigt. Gemäß diesem Unterprogramm steuert die ECU 22 zunächst in dem Schritt S200 die PCU 24 so, dass das MG-Drehmoment Tmg mit dem Drehmomentwert Tmg1 erzeugt wird (siehe 3). Danach fährt die ECU 22 mit Schritt S202 fort.
  • In Schritt S202 bestimmt die ECU 22, ob die Hälfte der in Schritt S102 erfassten Resonanzperiode T seit dem spätesten Startzeitpunkt der Verarbeitung von Schritt S200 verstrichen ist oder nicht. Wenn als Ergebnis die Hälfte der Resonanzperiode T noch nicht verstrichen ist, führt die ECU 22 kontinuierlich die Verarbeitung von Schritt S200 aus. Ist dagegen die Hälfte der Resonanzperiode T verstrichen, fährt die ECU 22 mit Schritt S204 fort.
  • In Schritt S204 steuert die ECU 22 die PCU 24 so, dass das MG-Drehmoment Tmg gleich null wird. Danach fährt die ECU 22 mit Schritt S206 fort.
  • In Schritt S206 bestimmt die ECU 22, ob die Hälfte der in Schritt S102 erfassten Resonanzperiode T seit dem spätesten Startzeitpunkt der Verarbeitung von Schritt S204 verstrichen ist oder nicht. Wenn also die Hälfte der Resonanzperiode T noch nicht verstrichen ist, führt die ECU 22 kontinuierlich die Verarbeitung von Schritt S204 durch.
  • Ist dagegen in Schritt S206 die Hälfte der Resonanzperiode T verstrichen, führt die ECU 22 die Verarbeitung von Schritt S200 und die nachfolgenden Schritte erneut aus, vorausgesetzt, dass das oben beschriebene Bestimmungsergebnis von Schritt S106 negativ ist. Zusätzlich beendet die ECU 22 außerdem die Verarbeitung des Unterprogramms, wenn das Bestimmungsergebnis von S106 während der Ausführung der Verarbeitung des in 6 gezeigten Unterprogramms positiv wird.
  • 1-3. Wirkung
  • Wie bisher beschrieben, kann nach der Drehmomentverstärkungssteuerung der vorliegenden Ausführungsform die Torsionsresonanz des Torsionsdämpfers 50 zur Verstärkung des Kurbelwelleneingangsdrehmoments Tein gegenüber dem MG-Drehmoment Tmg genutzt werden. Als Ergebnis kann das Anlassen (Verbrennungsmotorstart) mit einem kleinen MG-Drehmoment Tmg im Vergleich zu einem Beispiel durchgeführt werden, in dem das MG-Drehmoment Tmg mit einem einheitlichen Drehmomentwert zum Anlassen ohne die Drehmomentverstärkungssteuerung verwendet wird. Durch Ausführen der Drehmomentverstärkungssteuerung kann also das Drehmoment (Kurbelwelleneingangsdrehmoment Tein), das zu dem Zeitpunkt des Anlassens an die Kurbelwelle 12a angelegt wird, effektiv erhöht werden, ohne das MG-Drehmoment Tmg selbst zu erhöhen. Infolgedessen kann die Größe des ersten MG 14 reduziert werden. Die Verkleinerung des ersten MG 14 ist unter dem Gesichtspunkt der Montierbarkeit in dem Fahrzeug und der Kosten günstig.
  • Darüber hinaus ist das Antriebsstrangsystem 10 ein serielles System, bei dem die Kurbelwelle 12a und die rotierende Welle 14a des ersten MG 14 stets von den Antriebswellen 32 getrennt sind. Durch die Ausführung der Drehmomentverstärkungssteuerung in dieser Art von seriellem Hybridfahrzeug (die Gleiche für das Elektrofahrzeug mit Range Extender) wird es möglich, die Drehmomentverstärkungssteuerung auszuführen und gleichzeitig die Übertragung der durch das Auftreten der Torsionsresonanz verursachten Schwingungen auf die Seite der Fahrzeugkarosserie zu erschweren.
  • Darüber hinaus ist es mit Hilfe der Drehmomentverstärkungssteuerung möglich, auf einfache Weise ein Antriebsstrangsystem zu konstruieren, das eine gute Startleistung gewährleistet, ohne dass ein Anlasser separat vorgesehen werden muss.
  • 2. Zweite Ausführungsform
  • Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
  • 2-1. Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung
  • Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich in den folgenden Punkten von der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. Das heißt, in der ersten Ausführungsform wird die Steuerung der Drehmomentverstärkungssteuerung immer ohne besondere Ausführungsbedingungen ausgeführt, wenn eine Verbrennungsmotorstartanforderung vorliegt. Dahingegen wird eine Drehmomentverstärkungssteuerung nach der vorliegenden Ausführungsform nur dann ausgeführt, wenn die folgende Verstärkungssteuerungsausführungsbedingung erfüllt ist.
  • Die in der vorliegenden Ausführungsform verwendete Verstärkungssteuerungsausführungsbedingung wird anhand der Außenlufttemperatur, der Kühlwassertemperatur sowie der Spannung und des SOC (das heißt der Laderate) der Batterie 18 festgelegt. Genauer gesagt ist die Verstärkungssteuerungsausführungsbedingung erfüllt, wenn mindestens eine der folgenden ersten bis vierten Bedingungen erfüllt ist. Die erste Bedingung ist, dass die Außenlufttemperatur niedriger als ein erster Schwellenwert TH1 ist. Die zweite Bedingung ist, dass die Kühlwassertemperatur niedriger ist als ein zweiter Schwellenwert TH2. Die dritte Bedingung ist, dass die Batteriespannung niedriger als ein dritter Schwellenwert TH3 ist. Die vierte Bedingung ist, dass der SOC niedriger als ein vierter Schwellenwert TH4 ist. Es ist zu beachten, dass die Kühlwassertemperatur ein Beispiel für die Temperatur des Verbrennungsmotors 12 ist. Die Temperatur des Verbrennungsmotors 12 zur Festlegung der zweiten Bedingung ist nicht auf die Kühlwassertemperatur beschränkt, solange die Motortemperatur ausgewertet werden kann, und kann beispielsweise die Motorschmieröltemperatur sein.
  • 7 ist ein Flussdiagramm, das eine Hauptverarbeitungsroutine in Bezug auf die Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Die Verarbeitung der Schritte S100-S108 in 7 ist wie oben in der ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Entsprechend des in 7 dargestellten Hauptprogramms geht die Steuervorrichtung 20 (ECU 22) bei der Ausgabe der Verbrennungsmotorstartanforderung (Schritt S100; JA) zu dem Schritt S300 über. In Schritt S300 wird festgelegt, ob die oben beschriebene Verstärkungssteuerungsausführungsbedingung (mindestens eine der ersten bis vierten Bedingung) erfüllt ist oder nicht. Die Außenlufttemperatur, die Motorwassertemperatur, die Batteriespannung und der SOC können mit den oben beschriebenen Sensoren 40 detektiert oder berechnet werden. Beispielsweise können voreingestellte Werte als erste bis vierte Schwellenwerte verwendet werden.
  • Genauer gesagt, wie unter Bezugnahme auf 3 beschrieben, erhöht sich die Reibung des Verbrennungsmotors 12, wenn die Temperatur des Verbrennungsmotors 12 aufgrund von niedriger Außenlufttemperatur niedrig ist. Infolgedessen steigt das Kurbelwelleneingangsdrehmoment Tein, das erforderlich ist, um die Kurbelwelle 12a in Rotation zu versetzen. Aus diesem Grund wird der erste Schwellenwert der Außenlufttemperatur im Voraus als ein Wert festgelegt, der bestimmen kann, ob ein Zustand niedriger Außenlufttemperatur, in dem das zum Anlassen erforderliche Kurbelwelleneingangsdrehmoment Tein nicht ausreicht, erreicht ist oder nicht. Im Detail kann der erste Schwellenwert im Voraus festgelegt werden, beispielsweise als ein Wert, der das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Eintritts der niedrigen Außenlufttemperaturbedingung bestimmen kann, bei der das kontinuierliche Erzeugung des Nenndrehmoments (Drehmomentwert Tmg1) des ersten MG 14 als Kurbelwelleneingangsdrehmoment Tein zum Anlassen nicht ausreicht
  • Ähnlich wie der erste Schwellenwert wird der zweite Schwellenwert der Kühlwassertemperatur (die Temperatur des Verbrennungsmotors 12) im Voraus als ein Wert festgelegt, der das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines niedrigen Motorwassertemperaturzustands bestimmen kann, bei dem das zum Anlassen erforderliche Kurbelwelleneingangsdrehmoment Tein nicht ausreicht.
  • Wenn die Spannung der Batterie 18 reduziert ist, sinkt zudem das MG-Drehmoment Tmg selbst, welches von dem ersten MG 14 erzeugt werden kann. Aus diesem Grund kann das Kurbelwelleneingangsdrehmoment Tein für das Anlassen selbst bei ausreichend aufgewärmtem Verbrennungsmotor 12 bei niedriger Batteriespannung unzureichend sein. Der dritte Schwellenwert wird im Voraus als ein Wert festgelegt, der das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines niedrigen Batteriespannungszustands bestimmen kann, in dem eine solche Situation auftreten kann.
  • Wenn der SOC der Batterie 18 niedrig ist, ist es außerdem erforderlich, dass das Anlassen durchgeführt werden kann, während das MG-Drehmoments Tmg niedrig gehalten wird, um den Stromverbrauch des zum Anlassen benötigten ersten MG 14 zu reduzieren. Der vierte Schwellenwert wird im Voraus festgelegt, beispielsweise als ein Wert, der das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Eintretens eines Zustandes mit niedriger Batterieladerate bei dieser Art von Anforderung bestimmen kann.
  • Gemäß des in 7 gezeigten Hauptprogramms fährt die ECU 22 gemäß dem Hauptprogramm mit Schritt S302 fort, wenn die Verstärkungssteuerungsausführungsbedingung in Schritt S300 nicht erfüllt ist. In Schritt S302 steuert die ECU 22 den ersten MG 14 so, dass er kontinuierlich ein konstantes MG-Drehmoment Tmg (beispielsweise den Drehmomentwert Tmg1) für eine bestimmte Anlassausführungszeitspanne erzeugt.
  • Wenn andererseits die Verstärkungssteuerungsausführungsbedingung in Schritt S300 erfüllt ist, fährt die ECU 22 mit Schritt S102 fort und führt die Drehmomentverstärkungssteuerung auf dieselbe Weise aus wie in der ersten Ausführungsform.
  • 2-2. Wirkung
  • Gemäß der zweiten oben beschriebenen Ausführungsform wird die Drehmomentverstärkungssteuerung nur dann ausgeführt, wenn die Verstärkungssteuerungsausführungsbedingung erfüllt ist. Daher kann das System so konstruiert sein, dass die Drehmomentverstärkungssteuerung nur unter den Bedingungen ausgeführt werden kann, die die Drehmomentverstärkungssteuerung erfordern, wie beispielsweise die oben beschriebene Bedingung einer niedrigen Außenlufttemperatur.
  • Zusätzlich werden in der Verstärkungssteuerungsausführungsbedingung gemäß der zweiten Ausführungsform alle oben beschriebenen ersten bis vierten Bedingungen verwendet. Andererseits können in einem anderen Beispiel der Verstärkungssteuerungsausführungsbedingung eine, zwei oder drei der ersten bis vierten Bedingungen verwendet werden.
  • 3. Dritte Ausführungsform
  • Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 8 und 9 beschrieben.
  • 3-1. Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung
  • Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich in den folgenden Punkten von der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. 8 ist ein Zeitdiagramm, das den Überblick über eine Anlassdrehmomentverstärkungsteuerung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
  • Bei der Drehmomentverstärkungssteuerung nach der ersten Ausführungsform wird, wie in 3 gezeigt, das MG-Drehmoment Tmg in jeder Hälfte der Resonanzperiode T abwechselnd zwischen dem Drehmomentwert Tmg1 und null geändert. Das heißt, das MG-Drehmoment Tmg variiert nur über den Drehmomentbereich auf der positiven Seite. Im Gegensatz dazu wird in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 8 gezeigt, die Variation des MG-Drehmoments Tmg über den Drehmomentbereich auf der positiven Seite und den Drehmomentbereich auf der negativen Seite ausgeführt.
  • Genauer gesagt wird in der vorliegenden Ausführungsform das MG-Drehmoment Tmg beispielsweise in jeder Hälfte der Resonanzperiode T abwechselnd zwischen dem positiven Drehmomentwert Tmg1 und einem negativen Drehmomentwert Tmg2 geändert. Dieser negative Drehmomentwert Tmg2 ist so festgelegt, dass sein Absolutwert kleiner als der Drehmomentwert Tmg1 ist. Das heißt, selbst in dem in 8 gezeigten Beispiel wird, um eine Rückwärtsrotation der Kurbelwelle 12a zu verhindern, das Variationszentrum des MG-Drehmoments Tmg während der Ausführung der Drehmomentverstärkungssteuerung höher als null festgelegt (das heißt so, dass es sich im positiven Drehmomentbereich befindet). Darüber hinaus wird in dem in 8 gezeigten Beispiel der negative Drehmomentwert Tmg2 von dem Startzeitpunkt t0 des Anlassens bis zu dem Zeitpunkt t1, bei dem die Hälfte der Resonanzperiode T abläuft, und andererseits der positive Drehmomentwert Tmg1 von dem Ablauf des Zeitpunkts t1 bis zu dem Zeitpunkt t2, bei dem die verbleibende Hälfte der Resonanzperiode T abläuft, angelegt. Anstelle eines solchen Beispiels kann der positive Drehmomentwert Tmg1 vor dem negativen Drehmomentwert Tmg2 nach dem Start des Anlassvorgangs (Drehmomentverstärkungssteuerung) angelegt werden, wie bei der Verarbeitung eines in 9 gezeigten Unterprogramms, das nachfolgend beschrieben wird.
  • 9 ist ein Flussdiagramm, das das Unterprogramm der in der dritten Ausführungsform verwendeten Anlassdrehmomentverstärkungsteuerung zeigt. Als Beispiel für das Hauptprogramm in Bezug auf die Drehmomentverstärkungssteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann grundsätzlich das in 5 gezeigte Hauptprogramm gemäß der ersten Ausführungsform oder das in 7 gezeigte Hauptprogramm gemäß der zweiten Ausführungsform verwendet werden. Dies gilt auch für die vierte und fünfte nachstehend beschriebene Ausführungsform. Nach der vorliegenden Ausführungsform wird anstelle der mit Schritt S104 verbundenen Verarbeitung des in 6 gezeigten Unterprogramms die Verarbeitung des in 9 gezeigten Unterprogramms ausgeführt.
  • Das in 9 gezeigte Unterprogramm ist dasselbe wie das in 6 gezeigte Unterprogramm, außer dass die Verarbeitung von Schritt S204 durch den folgenden Schritt S400 ersetzt wird. In Schritt S400 steuert die ECU 22 die PCU 24 so, dass das MG-Drehmoment Tmg den oben beschriebenen negativen Drehmomentwert Tmg2 hat. Wie bereits beschrieben, ist der absolute Wert des negativen Drehmomentwertes Tmg2 kleiner als der des positiven Drehmomentwertes Tmg1.
  • 3-2. Wirkung
  • Gemäß der Drehmomentverstärkungssteuerung der dritten bisher beschriebenen Ausführungsform variiert das MG-Drehmoment Tmg nicht nur über den Drehmomentbereich auf der positiven Seite, sondern auch über den Drehmomentbereich auf der negativen Seite. Dadurch kann die Drehmomentverstärkungssteuerung unter signifikanter Veränderung des Torsionswinkels ω des Torsionsdämpfers 50 im Vergleich zu der ersten Ausführungsform, in der der Drehmomentbereich auf der negativen Seite nicht genutzt wird, durchgeführt werden. Dadurch kann die Torsionsresonanz schneller angeregt werden und das Kurbelwelleneingangsdrehmoment Tein kann mit einer größeren Änderungsbreite zu einem früheren Zeitpunkt verändert werden. Daher kann im Vergleich zu der ersten Ausführungsform der Zeitpunkt (in 8 ein Zeitpunkt t4), an dem die Kurbelwelle 12a zu rotieren beginnt, beschleunigt werden. Dies führt zu einer Verkürzung der zum Anlassen benötigten Zeit und weiter zu einer Verkürzung der Verbrennungsmotorstartzeit.
  • 4. Vierte Ausführungsform
  • Nachfolgend wird eine vierte Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 10 und 11 beschrieben.
  • 4-1. Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung
  • Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich in den folgenden Punkten von der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. 10 ist ein Zeitdiagramm, das den Überblick einer Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung nach der vierten Ausführungsform zeigt.
  • Bei der Drehmomentverstärkungssteuerung nach der ersten Ausführungsform variiert das MG-Drehmoment Tmg, wie in 3 gezeigt, in einer Rechteckwellenform. Im Gegensatz dazu varriert in der vorliegenden Ausführungsform die ECU 22 das MG-Drehmoment Tmg), wie in 10 gezeigt, in einer Sinuswellenform (genauer gesagt in einer Sinushalbwellenform).
  • Genauer gesagt steuert die ECU 22, in dem in 10 gezeigten Beispiel, in der ersten Hälfte der Resonanzperiode T die PCU 24 so, dass ein MG-Drehmoment Tmg mit der Wellenform einer Sinuswelle A erzeugt wird (das heißt, einer Sinushalbwelle), deren Amplitude der Drehmomentwert Tmg1 und deren Periode die Resonanzperiode T ist. Außerdem erhält man in dieser Wellenform des MG-Drehmoments Tmg den Drehmomentwert Tmg1 zu einem Zeitpunkt t5, an dem die 1/4-Periode der Resonanzperiode T verstrichen ist. Darüber hinaus wird in der verbleibenden halben Periode der Resonanzperiode T, ähnlich wie in der ersten Ausführungsform, das MG-Drehmoment Tmg auf null gesetzt. Darüber hinaus liegt auch in dem in 10 gezeigten Beispiel das Variationszentrum des MG-Drehmoments Tmg während der Ausführung der Drehmomentverstärkungssteuerung in dem positiven Drehmomentbereich.
  • 11 ist ein Flussdiagramm, das ein Unterprogramm der in der vierten Ausführungsform verwendeten Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung zeigt. In der vorliegenden Ausführungsform wird anstelle der Verarbeitung des in 6 gezeigten Unterprogramms, das mit Schritt S104 verbunden ist, die Verarbeitung des in 11 gezeigten Unterprogramms ausgeführt.
  • Das in 11 gezeigte Unterprogramm ist dasselbe wie das in 6 gezeigte Unterprogramm, außer dass die Verarbeitung von Schritt S200 durch den folgenden Schritt S500 ersetzt wird. In dem Schritt S500 steuert die ECU 22 die PCU 24 während der Hälfte der Resonanzperiode T so, dass ein MG-Drehmoment Tmg erzeugt wird, das die Wellenform der Sinuswelle A (das heißt die Sinushalbwellenform) hat, dessen Amplitude der Drehmomentwert Tmg1 und dessen Periode die Resonanzperiode T ist.
  • 4-2. Wirkung
  • Gemäß der Drehmomentverstärkungssteuerung der bisher beschriebenen vierten Ausführungsform variiert das MG-Drehmoment Tmg in einer Sinusform (Sinushalbwellenform). Folglich kann im Vergleich zu der ersten Ausführungsform mit der Rechteckwellenform die Energiezufuhr zu dem ersten MG 14 für das Anlassen (das heißt die zum Anlassen erforderliche elektrische Leistung) effektiv reduziert werden, während die Zeit, die die Kurbelwelle 12a benötigt, um anzufangen zu rotieren, im Wesentlichen gleich lang ist.
  • Der Grund, warum der oben beschriebene Effekt erzielt werden kann, ist folgender. Wenn das MG-Drehmoment Tmg unter einer konstanten angelegten Spannung geregelt wird, ist das MG-Drehmoment Tmg proportional zu dem MG-Strom, der durch den ersten MG 14 fließt. Zusätzlich entspricht das Produkt aus Strom, Spannung und Zeit der Arbeit (das heißt der dem System zugeführten Energie). Daher kann man sagen, dass der integrierte Wert der Wellenform des MG-Drehmoments, wie in 3 oder 10 gezeigt (das heißt der Wert, der proportional zum zeitintegrierten Wert des MG-Stroms unter einer konstanten angelegten Spannung ist), proportional zu der Energie ist, die in den ersten MG 14 eingegeben wird.
  • Darüber hinaus wurden nach der von den Erfindern der vorliegenden Anwendung durchgeführten Simulation die folgenden Ergebnisse erzielt. Für das Antriebsstrangsystem 10, bei dem die Resonanzperiode T einen bestimmten Wert hat, haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung für jedes der Beispiele A und B die Zeit berechnet, die erforderlich ist, um die Kurbelwelle 12a in Rotation zu versetzen sowie den integrierten Wert der MG-Drehmomentwellenform proportional zu der Eingangsenergie des ersten MG 14, unter der Bedingung, dass die Amplitude in dem Drehmomentwert Tmg1 gleich ist. In dem Beispiel A wird das MG-Drehmoment Tmg, wie in 3 der ersten Ausführungsform gezeigt, in die Rechteckwellenform geändert. Im Beispiel B wird das MG-Drehmoment Tmg, wie in 10 gezeigt, in die Sinuswellenform geändert. Infolgedessen wurde gemäß der Drehmomentverstärkungssteuerung der gegenwärtigen Ausführungsform unter Verwendung der Sinuswellenform die Zeit, die erforderlich ist, um die Kurbelwelle 12a in Rotation zu versetzen, um etwa 0,1 Sekunden verlängert, aber der integrierte Wert der MG-Drehmomentwellenform (das heißt die Eingangsenergie) wurde im Vergleich zur ersten Ausführungsform um etwa 18% verringert.
  • 5. Fünfte Ausführungsform
  • Nachfolgend wird eine fünfte Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 12 und 13 beschrieben.
  • 5-1. Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung
  • Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich in den folgenden Punkten von der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. 12 ist ein Zeitdiagramm, das den Überblick der Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung gemäß der fünften Ausführungsform zeigt. Die Drehmomentverstärkungssteuerung nach der vorliegenden Ausführungsform entspricht einem Beispiel, das durch Kombination der oben beschriebenen Methoden der dritten und vierten Ausführungsform erhalten wurde.
  • Konkret wird in der vorliegenden Ausführungsform, ähnlich wie in der dritten Ausführungsform, die Variation des MG-Drehmoments Tmg, wie in 12 gezeigt, mit dem Drehmomentbereich auf der positiven Seite und dem Drehmomentbereich auf der negativen Seite ausgeführt. Darüber hinaus wird als Beispiel, ähnlich wie bei der dritten Ausführungsform, das MG-Drehmoment Tmg abwechselnd zwischen dem positiven Drehmomentwert Tmg1 und dem negativen Drehmomentwert Tmg2 jede Hälfte der Resonanzperiode T geändert. Auf dieser Grundlage variiert die ECU 22 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das MG-Drehmoment Tmg in einer Sinuswellenform (genauer gesagt, Sinushalbwellenform) sowohl im positiven als auch im negativen Drehmomentbereich.
  • Genauer gesagt steuert die ECU 22, in dem in 12 gezeigten Beispiel, in der ersten Hälfte der Resonanzperiode T, ähnlich wie bei der vierten Ausführungsform, die PCU 24 so, dass ein MG-Drehmoment Tmg mit der Wellenform der Sinuswelle A (das heißt der Sinushalbwellenform) erzeugt wird, dessen Amplitude der Drehmomentwert Tmg1 und dessen Periode die Resonanzperiode T ist. Andererseits steuert die ECU 22 in der verbleibenden Hälfte der Resonanzperiode T die PCU 24 so, dass ein MG-Drehmoment Tmg erzeugt wird, das die Wellenform einer Sinuswelle B (Sinushalbwellenform) aufweist, deren Amplitude der negative Drehmomentwert Tmg2 und deren Periode die Resonanzperiode T ist. Außerdem erhält man bei dieser Wellenform des MG-Drehmoments Tmg den Drehmomentwert Tmg1 zu einem Zeitpunkt t6, zu dem das (erste) Viertel der Resonanzperiode T verstreicht, und den negativen Drehmomentwert Tmg2 zu einem Zeitpunkt t7, zu dem das dritte Viertel (3/4) der Resonanzperiode T verstreicht. Dann wird auch in dem in 12 gezeigten Beispiel, um eine Rückwärtsrotation der Kurbelwelle 12a zu verhindern, das Variationszentrum des MG-Drehmoments Tmg während der Ausführung der Drehmomentverstärkungssteuerung so festgelegt, dass es sich im positiven Drehmomentbereich befindet.
  • 13 ist ein Flussdiagramm, das ein Unterprogramm der in der fünften Ausführungsform verwendeten Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung zeigt. In der vorliegenden Ausführungsform wird anstelle der Verarbeitung des in 6 gezeigten Unterprogramms, das mit Schritt S104 verbunden ist, die Verarbeitung des in 13 gezeigten Unterprogramms ausgeführt.
  • Das in 13 gezeigte Unterprogramm ist das gleiche wie das in 6 gezeigte Unterprogramm, mit der Ausnahme, dass die Verarbeitung von Schritt S200 durch Schritt S500 (siehe 11) und die Verarbeitung von Schritt S204 durch den folgenden Schritt S600 ersetzt wird. In dem Schritt S600 steuert die ECU 22 die PCU 24 während der zweiten Hälfte der Resonanzperiode T so, dass ein MG-Drehmoment Tmg erzeugt wird, das die Wellenform der Sinuswelle B (das heißt der Sinushalbwellenform) hat, dessen Amplitude der negative Drehmomentwert Tmg2 und dessen Periode die Resonanzperiode T ist.
  • 5-2. Wirkung
  • Gemäß der Drehmomentverstärkungssteuerung der bisher beschriebenen fünften Ausführungsform variiert das MG-Drehmoment Tmg in einer Sinusform (genauer gesagt Sinushalbwellenform) sowohl in dem Drehmomentbereich auf der positiven Seite als auch in dem Drehmomentbereich auf der negativen Seite. Erstens kann, ähnlich wie bei der dritten Ausführungsform, durch eine starke Veränderung des Torsionswinkels ω des Torsionsdämpfers 50 die Torsionsresonanz früher angeregt und das Kurbelwelleneingangsdrehmoment Tein mit einer größeren Änderungsbreite zu einem früheren Zeitpunkt verändert werden. Im Vergleich zu einem Zeitpunkt t8 in der vierten Ausführungsform (siehe 10) kann daher der Zeitpunkt, zu dem die Kurbelwelle 12a zu rotieren beginnt (ein Zeitpunkt t9 in 12), beschleunigt werden. Dies führt zu einer Verkürzung der zum Anlassen benötigten Zeit und zu einer Verkürzung der Verbrennungsmotorstartzeit.
  • Im Vergleich zu der dritten Ausführungsform, die eine Rechteckwellenform verwendet, ist es zudem möglich, die Energiezufuhr zu dem ersten MG 14 zum Anlassen effektiv zu reduzieren, während die Zeit, die die Kurbelwelle 12a benötigt um mit dem Rotieren zu beginnen, im Wesentlichen gleich bleibt. Im Einzelnen wurde nach den Simulationsergebnissen der Erfinder der vorliegenden Anmeldung in dem in 12 der vorliegenden Ausführungsform gezeigten Beispiel im Vergleich zu dem in 8 der dritten Ausführungsform gezeigten Beispiel die Zeit, die erforderlich ist, um die Kurbelwelle 12a in Rotation zu versetzen, um etwa 0,05 Sekunden erhöht, aber der integrierte Wert der MG-Drehmomentwellenform (das heißt die Eingangsenergie) um etwa 20% reduziert.
  • 6. Andere Ausführungsformen
  • 6-1. Weitere Beispiele für Systemkonfiguration
  • Das in 1 dargestellte oben beschriebene Antriebsstrangsystem 10 ist so aufgebaut, dass die Kurbelwelle 12a immer von den Antriebswellen 32 getrennt ist, nicht nur zu dem Zeitpunkt des Verbrennungsmotorstarts. Das Antriebsstrangsystem, auf das die Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann, ist jedoch nicht auf das in 1 dargestellte Beispiel beschränkt, solange das Antriebsstrangsystem so aufgebaut ist, dass die Kurbelwelle und die rotierende Welle des Motorgenerators zumindest zu dem Zeitpunkt des Verbrennungsmotorstarts nicht mit den Antriebswellen des Fahrzeugs verbunden sind.
  • 14 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration eines weiteren Antriebsstrangsystems 60 zeigt, auf welches die vorliegende Erfindung angewendet wird. Das in 14 gezeigte Antriebsstrangsystem 60 beinhaltet ein MG 62, eine Kupplung 64, ein Transaxlegetriebe (T/A) 66 und eine Steuervorrichtung 68, zusammen mit dem Verbrennungsmotor 12 und dem Torsionsdämpfer 50. In diesem Beispiel ist eine rotierende Welle 62a des MG 62 über den Torsionsdämpfer 50 mit der Kurbelwelle 12a verbunden. Die Steuervorrichtung 68 beinhaltet eine ECU 70 und eine PCU 72 und hat die gleiche Funktion wie die Steuervorrichtung 20. Die Kupplung 64 kann den Kraftübertragungsweg zwischen dem MG 62 und dem T/A 66 auf der Grundlage eines Befehls von der ECU 70 verbinden/trennen. Das T/A 66 beinhaltet ein Getriebe (nicht dargestellt), wie beispielsweise ein Automatikgetriebe und Differentialgetriebe (nicht gezeigt). Ein mit dem Antriebsstrangsystem 60 ausgestattetes Fahrzeug ist ein frontangetriebenes Fahrzeug, das so aufgebaut ist, dass es die Fahrzeugräder 34 antreibt, bei denen es sich um Vorderräder handelt.
  • In dem Antriebsstrangsystem 60 führt das MG 62 (das einem Beispiel des „Motorgenerators“ nach der vorliegenden Erfindung entspricht) selektiv sowohl den Fahrzeugantrieb als auch die Stromerzeugung unter Verwendung der Motorleistung aus. Dann wird nach dem Antriebsstrangsystem 60 zu dem Zeitpunkt des Verbrennungsmotorstarts mit dem MG 62 der Anlassvorgang durchgeführt, während die Kupplung 64 ausgerückt ist. Somit ist das Antriebsstrangsystem 60 so aufgebaut, dass die Kurbelwelle 12a und die rotierende Welle 62a des MG 62 zu dem Zeitpunkt des Verbrennungsmotorstarts nicht mit den Antriebswellen 32 verbunden sind.
  • 15 ist ein schematisches Diagramm, das den Aufbau eines weiteren Antriebsstrangsystems 80 zeigt, auf welches die vorliegende Erfindung angewendet wird. Das in 15 gezeigte Antriebsstrangsystem 80 beinhaltet ein Getriebe (T/M) 82, wie beispielsweise ein Automatikgetriebe, und Differentialgetriebe 84, zusammen mit dem Verbrennungsmotor 12, dem Torsionsdämpfer 50, dem MG 62, der Kupplung 64 und der Steuervorrichtung 68. Das Antriebsstrangsystem 80 unterscheidet sich von der in 14 gezeigten Konfiguration dadurch, dass die Antriebskraft des Verbrennungsmotors 12 und des MG 62 jeweils über das T/M 82, die Differentialgetriebe 84 und die Antriebswellen 86 auf die Hinterräder 88 übertragen wird. Das heißt, ein mit dem Antriebssystem 80 ausgestattetes Fahrzeug ist ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb. Dann wird auch im Antriebsstrang 80 zu dem Zeitpunkt des Verbrennungsmotorstarts mit dem MG 62 der Anlassvorgang durchgeführt, während die Kupplung 64 ausgekuppelt ist.
  • 16 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau eines weiteren Antriebsstrangsystems 90 zeigt, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird. Das in 16 gezeigte Antriebsstrangsystem 90 beinhaltet eine Steuervorrichtung 92, ein Verteilergetriebe 94, ein MG 96, eine Kardanwelle 98 und Differentialgetriebe 100, zusammen mit dem Verbrennungsmotor 12, dem Torsionsdämpfer 50, dem MG 62, der Kupplung 64, dem Getriebe 82 und den Differentialgetrieben 84. Das MG 96 ist in das Verteilergetriebe 94 eingebaut. Die Steuervorrichtung 92 beinhaltet eine ECU 102 und eine PCU 104 und hat die gleiche Funktion wie die Steuervorrichtung 20. In diesem Antriebsstrangsystem 90 werden die Hinterräder 88 durch den Verbrennungsmotor 12 und das MG 62 angetrieben. Die Vorderräder 34 werden von dem MG 96 zusammen mit dem Verbrennungsmotor 12 und dem MG 62 über die Kardanwelle 98, die Differentialgetriebe 100 und die Antriebswellen 32 angetrieben. Das heißt, ein mit dem Antriebssystem 90 ausgestattetes Fahrzeug ist ein Fahrzeug mit Allradantrieb. Dann wird auch in dem Antriebsstrang 90 zu dem Zeitpunkt des Verbrennungsmotorstarts mit dem MG 62 der Anlassvorgang durchgeführt, während die Kupplung 64 ausgekuppelt ist.
  • 6-2. Weitere Beispiele für die MG-Drehmomentwellenform
  • 17 ist ein Zeitdiagramm, das zur Beschreibung eines Beispiels der MG-Drehmomentwellenform gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. In dem in 17 gezeigten Beispiel variiert die ECU 22 im Gegensatz zu den oben beschriebenen Beispielen das MG-Drehmoment Tmg nur in einem Drehmomentbereich größer als null. Genauer gesagt, wird beispielsweise das MG-Drehmoment Tmg abwechselnd jede halbe Periode der Resonanzperiode T zwischen dem positiven Drehmomentwert Tmg1 und einem positiven Drehmomentwert Tmg3 geändert. Der Drehmomentwert Tmg3 ist größer als null und kleiner als der Drehmomentwert Tmg1. Es ist zu beachten, dass auch in diesem Beispiel das Variationszentrum des MG-Drehmoments Tmg innerhalb des positiven Drehmomentbereichs liegt. Darüber hinaus hat die in 17 gezeigte MG-Drehmomentwellenform eine rechteckige Wellenform, kann aber ähnlich wie die Beispiele der vierten und fünften oben beschriebenen Ausführungsformen eine Sinuswellenform aufweisen.
  • Nach dem oben in 17 gezeigten Beispiel ist die Änderungsbreite des Torsionswinkels ωwährend der Ausführung der Drehmomentverstärkungssteuerung kleiner als die der oben beschriebenen Beispiele, aber der Effekt der Verstärkung des Kurbelwelleneingangsdrehmoments Tein durch Nutzung der Torsionsresonanz des Torsionsdämpfers 50 lässt sich ähnlich wie bei den anderen ersten bis fünften Ausführungsformen erzielen.
  • Die oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationsbeispiele können bei Bedarf auf andere als die oben ausdrücklich beschriebenen Arten kombiniert und auf verschiedene Art und Weise modifiziert werden, ohne von dem Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims (9)

  1. Antriebsstrangsystem (10; 60; 80; 90), mit: einem Verbrennungsmotor (12), der eine Kurbelwelle (12a) beinhaltet; einem Motorgenerator (14; 62), der eine rotierende Welle (14a; 62a) beinhaltet, die über einen Torsionsdämpfer (50) mit der Kurbelwelle (12a) verbunden ist; und einer Steuervorrichtung (20; 68; 92), die zum Steuern des Verbrennungsmotors (12) und des Motorgenerators (14; 62) konfiguriert ist, wobei das Antriebsstrangsystem (10; 60; 80; 90) so konfiguriert ist, dass die Kurbelwelle (12a) und die rotierende Welle (14a; 62a) zumindest zu einem Zeitpunkt des Verbrennungsmotorstarts nicht mit einer Antriebswelle (32; 86) eines mit dem Antriebsstrangsystem (10; 60; 80; 90) ausgestatteten Fahrzeugs verbunden sind, und, wenn eine Richtung eines Motorgenerator-Drehmoments (Tmg), das ein von dem Motorgenerator (14; 62) ausgegebenes Drehmoment ist, wenn die Kurbelwelle (12a) in einer Vorwärtsrotationsrichtung gedreht wird, als positiv definiert ist, die Steuervorrichtung (20; 68; 92) konfiguriert ist, um eine Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung auszuführen, die den Motorgenerator (14; 62) so steuert, dass das von dem Motorgenerator (14; 62) zum Anlassen des Verbrennungsmotors (12) ausgegebene Motorgenerator-Drehmoment (Tmg) in einer Resonanzperiode (T) des Torsionsdämpfers (50) variiert, während ein Variationszentrum des Motorgenerator-Drehmoments (Tmg) größer als null gemacht wird.
  2. Antriebsstrangsystem (10; 60; 80; 90) nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (20; 68; 92) bei der Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung das Motorgenerator-Drehmoment (Tmg) unter Verwendung eines Drehmomentbereichs auf einer positiven Seite und eines Drehmomentbereichs auf einer negativen Seite variiert.
  3. Antriebsstrangsystem (10; 60; 80; 90) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuervorrichtung (20; 68; 92) bei der Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung das Motorgenerator-Drehmoment (Tmg) in einer Sinuswellenform variiert.
  4. Antriebsstrangsystem (10; 60; 80; 90) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuervorrichtung (20; 68; 92) bei der Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung das Motorgenerator-Drehmoment (Tmg) in einer Rechteckwellenform variiert.
  5. Antriebsstrangsystem (10; 60; 80; 90) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuervorrichtung (20; 68; 92) so konfiguriert ist, dass sie die Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung ausführt, wenn eine Außenlufttemperatur niedriger als ein erster Schwellenwert (TH1) ist.
  6. Antriebsstrangsystem (10; 60; 80; 90) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuervorrichtung (20; 68; 92) so konfiguriert ist, dass sie die Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung ausführt, wenn eine Temperatur des Verbrennungsmotors niedriger als ein zweiter Schwellenwert (TH2) ist.
  7. Antriebsstrangsystem (10; 60; 80; 90) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuervorrichtung (20; 68; 92) so konfiguriert ist, dass sie die Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung ausführt, wenn eine Spannung einer Batterie (18), die den Motorgenerator (14; 62) mit elektrischer Energie versorgt, niedriger als ein dritter Schwellenwert (TH3) ist.
  8. Antriebsstrangsystem (10; 60; 80; 90) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Steuervorrichtung (20; 68; 92) so konfiguriert ist, dass sie die Anlassdrehmomentverstärkungssteuerung ausführt, wenn ein Ladezustand (SOC) einer Batterie (18), die den Motorgenerator (14; 62) mit elektrischer Energie versorgt, niedriger als ein vierter Schwellenwert (TH4) ist.
  9. Antriebsstrangsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Fahrzeug ein serielles Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug mit Range Extender ist, bei dem der Verbrennungsmotor (12) zur Erzeugung von elektrischer Energie bestimmt ist und der Motorgenerator (14) elektrische Energie unter Verwendung einer Antriebsleistung des Verbrennungsmotors (12) erzeugt.
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