DE112006000843T5 - Antriebssystem und Stueerungsverfahren desselben - Google Patents

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internal combustion
fuel
exhaust
drive system
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DE112006000843T
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English (en)
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Toshio Toyota Inoue
Makoto Toyota Yamazaki
Osamu Toyota Harada
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

Antriebssystem, das eine Verbrennungskraftmaschine umfasst, die mit einem Abgaskatalysator in einem Abgassystem ausgestattet ist,
wobei das Antriebssystem umfasst:
eine Kraftstoffabgasadsorptionseinheit, die in dem Abgassystem angeordnet ist, um eine Komponente eines Kraftstoffabgases zu absorbieren,
einen Ankurbelaufbau, der die Verbrennungskraftmaschine ankurbelt, und
ein Startsteuerungsmodul, das in Reaktion auf eine Startanweisung der Verbrennungskraftmaschine den Ankurbelaufbau steuert, um die Verbrennungskraftmaschine anzukurbeln, und die Verbrennungskraftmaschine steuert, um eine Kraftstoffeinspritzung von einem Kraftstoffeinspritzventil zu starten und um schließlich die Verbrennungskraftmaschine zu starten, nachdem ein Ankurbeln der Verbrennungskraftmaschine zu einem spezifischen Ausmaß fortgeschritten ist, das für eine wesentliche Beseitigung eines Kraftstoffdampfes, der in einem Lufteinlasssystem und in einer Verbrennungskammer angesammelt ist, erforderlich ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebssystem und ein Steuerungsverfahren des Antriebssystems. Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein Antriebssystem, das eine Verbrennungskraftmaschine umfasst, die mit einem Abgaskatalysator in einem Abgassystem ausgestattet ist, sowie ein Steuerungsverfahren eines derartigen Antriebssystems.
  • Hintergrund
  • Ein vorgeschlagenes Antriebssystem weist ein Adsorptionsmittel auf, das in einem Abzweigrohr angeordnet ist, um unverbranntes Kohlenwasserstoffgas (HC-Gas) zu absorbieren (siehe beispielsweise japanische Patentoffenlegungsschrift Nummer H10-153112 ). Das Abzweigrohr zweigt von einem Abgasrohr einer Kraftmaschine ab und wird mit dem Abgasrohr wieder verbunden. Dieses Antriebssystem gemäß dem Stand der Technik verwendet einen Unterdruck in einem Lufteinlasssystem, um ein Ventil, das in dem Abzweigrohr angeordnet ist, bei einem Start der Kraftmaschine zu öffnen. Bei der offenen Position des Ventils wird das Abgas der Kraftmaschine zu dem Abzweigrohr geleitet und geht durch das Adsorptionsmittel, das das unverbrannte HC-Gas, das in dem Abgas beinhaltet ist, absorbiert. Das HC-Gas, das bei dem Adsorptionsmittel absorbiert wird, wird bei einem Anstieg der Temperatur des Adsorptionsmittels freigegeben und zu dem Einlassluftsystem über ein EGR-Rohr geleitet, um verbrannt zu werden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Dieses Antriebssystem gemäß dem Stand der Technik kann jedoch einen instabilen Betrieb der Kraftmaschine und eine schlechte Emission bei einem Start der Kraftmaschine verursachen. Bei einem Stoppzustand der Kraftmaschine kann Kraftstoffdampf in dem Lufteinlasssystem aufgrund einer öldichten Undichtigkeit eines Kraftstoffeinspritzventils im Laufe der Zeit angesammelt werden. Die Menge des Kraftstoffdampfes, der in dem Lufteinlasssystem angesammelt wird, ist nicht festgelegt, sondern variiert in Abhängigkeit der Zeit, die seit einem Stopp der Kraftmaschine vergangen ist. Dies verursacht in unerwünschter Art und Weise eine Variation in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei oder unmittelbar nach einem Neustart der Kraftmaschine mit einem Kraftstoffankurbeln und einer Kraftstoffeinspritzung unter derartigen Bedingungen. Die Variation des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses kann zu einem instabilen Betrieb der Kraftmaschine führen und einige Schwierigkeiten verursachen, beispielsweise eine Fehlzündung. Eine mögliche Maßnahme gegen diese Schwierigkeit vergrößert den Betrag einer Kraftstoffeinspritzung bei dem Start der Kraftmaschine durch Berücksichtigen der potentiellen Variation der Menge des Kraftstoffdampfes, der in dem Lufteinlasssystem angesammelt ist. Dies verschlechtert jedoch in unerwünschter Weise die Emission. Wie es vorstehend beschrieben ist, verwendet das vorgeschlagene Antriebssystem den Unterdruck in dem Lufteinlasssystem, um das Ventil zu öffnen und das Abgas der Kraftmaschine zu dem Abzweigrohr für ein Absorbieren des unverbrannten HC-Gases in dem Abgas bei dem Adsorptionsmittel zu führen. Bei einem Start der Kraftmaschine mit einem Kraftmaschinenankurbeln kann die Ventilöffnungszeitsteuerung zu spät sein, um das Abgas zu dem Abzweigrohr zu führen. In diesem Fall geht der Kraftstoffdampf, der in dem Lufteinlasssystem angesammelt ist, nicht durch das Abzweigrohr mit dem Adsorptionsmittel, sondern wird direkt zu der Außenluft ausgestoßen.
  • Das Antriebssystem und das Antriebssystemsteuerungsverfahren gemäß der Erfindung haben somit zum Ziel, eine Variation in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei oder unmittelbar nach einem Start der Verbrennungskraftmaschine zu verhindern. Das Antriebssystem und das Antriebssystemsteuerungsverfahren gemäß der Erfindung haben ebenso zum Ziel, eine Emission bei einem Start der Verbrennungskraftmaschine zu verbessern. Das Antriebssystem und das Antriebssystemsteuerungsverfahren gemäß der Erfindung haben weiter zum Ziel sicherzustellen, dass eine Leistungsanforderung auch während einer Startsteuerung der Verbrennungskraftmaschine erfüllt wird.
  • Um zumindest einen Teil der vorstehend genannten und weiterer, hierauf bezogener Aufgaben zu erreichen, weisen das Antriebssystem und das Antriebssystemsteuerungsverfahren gemäß der Erfindung die nachstehend beschriebenen Konfigurationen auf.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf ein erstes Antriebssystem gerichtet, das eine Verbrennungskraftmaschine umfasst, die mit einem Abgaskatalysator in einem Abgassystem ausgestattet ist. Das erste Antriebssystem umfasst: eine Kraftstoffabgasadsorptionseinheit, die in dem Abgassystem angeordnet ist, um eine Komponente eines Kraftstoffabgases zu absorbieren, einen Ankurbelaufbau, der die Verbrennungskraftmaschine ankurbelt, und ein Startsteuerungsmodul, das in Reaktion auf eine Startanweisung der Verbrennungskraftmaschine den Ankurbelaufbau steuert, um die Verbrennungskraftmaschine anzukurbeln, und die Verbrennungskraftmaschine steuert, eine Kraftstoffeinspritzung aus einem Kraftstoffeinspritzventil zu starten und schließlich die Verbrennungskraftmaschine zu starten, nachdem das Ankurbeln der Verbrennungskraftmaschine zu einem spezifischen Ausmaß fortgeschritten ist, das für eine wesentliche Beseitigung eines Kraftstoffdampfes, der in einem Lufteinlasssystem und in einer Verbrennungskammer angesammelt ist, erforderlich ist.
  • In Reaktion auf eine Startanweisung der Verbrennungskraftmaschine, die mit dem Abgaskatalysator und der Kraftstoffabgasadsorptionseinheit in dem Abgassystem ausgestattet ist, steuert das erste Antriebssystem gemäß der Erfindung den Ankurbelaufbau, um die Verbrennungskraftmaschine anzukurbeln, und steuert die Verbrennungskraftmaschine, um eine Kraftstoffeinspritzung aus dem Kraftstoffeinspritzventil zu starten und um schließlich die Verbrennungskraftmaschine zu starten, nachdem das Ankurbeln der Verbrennungskraftmaschine zu einem spezifischen Ausmaß fortgeschritten ist, das für eine wesentliche Beseitigung des Kraftstoffdampfes, der in dem Lufteinlasssystem und in der Verbrennungskammer angesammelt ist, erforderlich ist. Die Kraftstoffeinspritzung wird ausgeführt, um die Verbrennungskraftmaschine nach der wesentlichen Beseitigung des Kraftstoffdampfes, der in dem Lufteinlasssystem und in der Verbrennungskammer angesammelt ist, zu starten. Diese Anordnung verhindert in effektiver Art und Weise eine Variation des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei oder unmittelbar nach einem Start der Verbrennungskraftmaschine. Die Kraftstoffabgasadsorptionseinheit absorbiert die Komponente des Kraftstoffabgases, das in das Abgassystem im Verlauf des Ankurbelns der Verbrennungskraftmaschine geströmt ist. Diese Anordnung verbessert eine Emission bei einem Start der Verbrennungskraftmaschine. Das erste Antriebssystem gemäß der Erfindung kann bei einem Motorfahrzeug als zugehöriges Antriebssystem angebracht werden. Eine typische Anwendung der Erfindung ist somit ein Motorfahrzeug, das mit diesem ersten Antriebssystem ausgestattet ist.
  • Die vorliegende Erfindung ist ebenso auf ein zweites Antriebssystem gerichtet, das eine Verbrennungskraftmaschine umfasst, die mit einem Abgaskatalysator in einem Abgassystem ausgestattet ist. Das zweite Antriebssystem umfasst: eine Kraftstoffabgasadsorptionseinheit, die in dem Abgassystem angeordnet ist, um eine Komponente eines Kraftstoffabgases zu absorbieren, einen Umschaltmechanismus, der durch eine Betätigungseinrichtung angetrieben wird, um einen Strömungsweg des Kraftstoffabgases zwischen einem ersten Gasweg, der veranlasst, dass ein Hauptanteil des Kraftstoffabgases, das in das Abgassystem eingebracht wird, ohne einen Durchgang durch die Kraftstoffabgasadsorptionseinheit ausgestoßen wird, und einem zweiten Gasweg, der veranlasst, dass das gesamte Kraftstoffabgas, das in das Abgassystem eingebracht wird, nach einem Durchgang durch die Kraftstoffabgasadsorptionseinheit ausgestoßen wird, zu schalten, einen Ankurbelaufbau, der die Verbrennungskraftmaschine ankurbelt, und ein Startsteuerungsmodul, das in Reaktion auf eine Startanweisung der Verbrennungskraftmaschine die Betätigungseinrichtung ansteuert und den Umschaltmechanismus steuert, den Strömungsweg des Kraftstoffabgases zu dem zweiten Gasweg zu schalten, und die Verbrennungskraftmaschine steuert, um ein Ankurbeln der Verbrennungskraftmaschine zu starten und um schließlich die Verbrennungskraftmaschine nach dem Umschalten des Strömungsweges des Kraftstoffabgases zu dem zweiten Gasweg durch den Umschaltmechanismus zu starten.
  • In dem zweiten Antriebssystem gemäß der Erfindung wird der Umschaltmechanismus durch die Betätigungseinrichtung angetrieben, um den Strömungsweg des Kraftstoffabgases zwischen dem ersten Gasweg, der veranlasst, dass ein Hauptanteil des Kraftstoffabgases, das in das Abgassystem eingebracht wird, ohne einen Durchgang durch die Kraftstoffabgasadsorptionseinheit ausgestoßen wird, und dem zweiten Gasweg, der veranlasst, dass das gesamte Kraftstoffabgas, das in das Abgassystem eingebracht wird, nach einem Durchgang durch die Kraftstoffabgasadsorptionseinheit ausgestoßen wird, zu schalten. In Reaktion auf eine Startanweisung der Verbrennungskraftmaschine, die mit dem Abgaskatalysator und der Kraftstoffabgasadsorptionseinheit in dem Abgassystem ausgestattet ist, steuert das zweite Antriebssystem gemäß der Erfindung die Betätigungseinrichtung an und steuert den Umschaltmechanismus, um den Strömungsweg des Kraftstoffabgases zu dem zweiten Gasweg zu schalten, und steuert die Verbrennungskraftmaschine, um ein Ankurbeln der Verbrennungskraftmaschine zu starten und um schließlich die Verbrennungskraftmaschine nach dem Umschalten des Strömungsweges des Kraftstoffabgases zu dem zweiten Gasweg durch den Umschaltmechanismus zu starten. Diese Anordnung verhindert in wünschenswerter Weise ein direktes Ausstoßen des Kraftstoffdampfes, der in dem Lufteinlasssystem angesammelt ist und in das Abgassystem im Verlauf eines Ankurbelns der Verbrennungskraftmaschine strömt, ohne einen Durchgang durch die Kraftstoffabgasadsorptionseinheit und verbessert somit die Emission bei einem Start der Verbrennungskraftmaschine. Das zweite Antriebssystem gemäß der Erfindung kann bei einem Motorfahrzeug als zugehöriges Antriebssystem angebracht werden. Eine typische Anwendung der Erfindung ist somit ein Motorfahrzeug, das mit diesem zweiten Antriebssystem ausgestattet ist.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst das zweite Antriebssystem ferner eine Umschalterfassungseinheit, die das Umschalten des Strömungsweges des Kraftstoffabgases zu dem zweiten Gasweg durch den Umschaltmechanismus erfasst. Das Startsteuerungsmodul steuert den Ankurbelaufbau, um ein Ankurbeln der Verbrennungskraftmaschine zu starten, in Reaktion auf eine Erfassung des Umschaltens des Strömungsweges des Kraftstoffabgases zu dem zweiten Gasweg durch die Umschalterfassungseinheit. Diese Anordnung verhindert in effektiverer Art und Weise ein direktes Ausstoßen des Kraftstoffdampfes, der in dem Lufteinlasssystem angesammelt ist und in das Abgassystem im Verlauf eines Ankurbelns der Verbrennungskraftmaschine strömt, ohne einen Durchgang durch die Kraftstoffabgasadsorptionseinheit.
  • In einem bevorzugten Aufbau des zweiten Antriebssystems gemäß der Erfindung steuert das Startsteuerungsmodul die Verbrennungskraftmaschine, um ein Kraftstoffeinspritzen aus einem Kraftstoffeinspritzventil zu starten und um schließlich die Verbrennungskraftmaschine zu starten, nachdem das Ankurbeln der Verbrennungskraftmaschine zu einem spezifischen Ausmaß fortgeschritten ist, das für eine wesentliche Beseitigung eines Kraftstoffdampfes, der in einem Lufteinlasssystem und in einer Verbrennungskraftmaschine angesammelt ist, erforderlich ist. Die Kraftstoffeinspritzung wird ausgeführt, um die Verbrennungskraftmaschine nach einer wesentlichen Beseitigung des Kraftstoffdampfes, der in dem Lufteinlasssystem und in der Verbrennungskammer angesammelt ist, zu starten. Diese Anordnung verhindert in effektiver Art und Weise eine Variation des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei oder unmittelbar nach einem Start der Verbrennungskraftmaschine.
  • In dem ersten und zweiten Antriebssystem gemäß der Erfindung, das die Verbrennungskraftmaschine steuert, um eine Kraftstoffeinspritzung aus einem Kraftstoffeinspritzventil zu starten und um schließlich die Verbrennungskraftmaschine zu starten, nachdem ein Ankurbeln der Verbrennungskraftmaschine zu einem spezifischen Ausmaß fortgeschritten ist, kann das Startsteuerungsmodul die Verbrennungskraftmaschine steuern, um die Kraftstoffeinspritzung aus dem Kraftstoffeinspritzventil zu starten und die Verbrennungskraftmaschine zu starten, nachdem das Ankurbeln der Verbrennungskraftmaschine für eine vorbestimmte Zeitdauer fortgesetzt wird, bei der das Fortschreiten des Ankurbelns zu dem spezifischen Ausmaß angenommen wird.
  • In dem ersten und zweiten Antriebssystem gemäß der Erfindung kann das Startsteuerungsmodul in Reaktion auf eine erste Startanweisung der Verbrennungskraftmaschine nach einer Systemaktivierung arbeiten.
  • In einem bevorzugten Aufbau eines des ersten Antriebssystems und des zweiten Antriebssystems gemäß der Erfindung ist der Abgaskatalysator bei einer Stromabwärtsseite der Kraftstoffabgasadsorptionseinheit angeordnet, um die Komponente des Kraftstoffabgases, das durch die Kraftstoffabgasadsorptionseinheit absorbiert wird und später von der Kraftstoffabgasadsorptionseinheit freigegeben wird, umzuwandeln. Die Komponente des Kraftstoffabgases, die von der Kraftstoffabgasadsorptionseinheit freigegeben wird, wird durch den aktiven Abgaskatalysator umgewandelt.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiels eines des ersten Antriebssystems und des zweiten Antriebssystems der Erfindung ist das Antriebssystem ausgelegt, eine Ausgabeleistung der Verbrennungskraftmaschine direkt oder indirekt zu verwenden und eine Ausgabe einer Leistung zu einer Antriebswelle zu ermöglichen, wobei es ferner umfasst: einen Antriebswellenmotor, der eine Leistung zu der Antriebswelle ausgibt, eine Speichereinheit bzw. Akkumulatoreinheit, die eine elektrische Leistung von dem Antriebswellenmotor empfängt und zu dem Antriebswellenmotor überträgt, und ein Leistungsanforderungseinstellmodul, das eine Leistungsanforderung in Reaktion auf eine Betätigung einer Bedienungsperson einstellt. Das Startsteuerungsmodul steuert den Antriebswellenmotor, um eine Leistung, die äquivalent zu der eingestellten Leistungsanforderung ist, an die Antriebswelle auszugeben. Diese Anordnung stellt sicher, dass die Leistungsanforderung erfüllt wird, obwohl eine relativ lange Zeit für einen Start der Verbrennungskraftmaschine erforderlich ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann das Startsteuerungsmodul den Antriebswellenmotor steuern, um die Leistung, die äquivalent zu der eingestellten Leistungsanforderung ist, an die Antriebswelle innerhalb einer Ausgabegrenze der Speichereinheit auszugeben. Diese Anordnung verhindert in effektiver Art und Weise eine übermäßige Entladung der Speichereinheit. In einer bevorzugten Anwendung umfasst das Antriebssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel ferner einen Elektrische-Leistung-Mechanische-Leistung-Eingabe-Ausgabe-Mechanismus, der mit einer Ausgabewelle der Verbrennungskraftmaschine und mit der Antriebswelle verbunden ist, um als der Ankurbelaufbau mit einer Eingabe und Ausgabe einer elektrischen Leistung und einer mechanischen Leistung zu fungieren und um zumindest einen Teil der Ausgabeleistung der Verbrennungskraftmaschine zu der Antriebswelle nach einem Start der Verbrennungskraftmaschine auszugeben. Ein typisches Beispiel des Elektrische-Leistung-Mechanische-Leistung- Eingabe-Ausgabe-Mechanismus umfasst: ein Drei-Wellen-Typ-Leistungs-Eingabe-Ausgabe-Modul, das mit drei Wellen, der Ausgabewelle der Verbrennungskraftmaschine, der Antriebswelle und einer dritten Drehwelle, verbunden ist und automatisch Leistung auf der Grundlage von Leistungen, die von und zu beliebigen zwei Wellen unter den drei Wellen eingegeben und ausgegeben wird, von und zu einer übrigen Wellen eingibt und ausgibt, sowie einen Drehwellenmotor, der in der Lage ist, Leistung von und zu der dritten Drehwelle einzugeben und auszugeben. Ein weiteres typisches Beispiel des Elektrische-Leistung-Mechanische-Leistung-Eingabe-Ausgabe-Mechanismus ist ein Paar-Rotor-Motor, der einen ersten Rotor, der mit der Ausgabewelle der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist, und einen zweiten Rotor, der mit der Antriebswelle verbunden ist, aufweist und angetrieben wird, um den ersten Rotor in Bezug auf den zweiten Rotor durch elektromagnetische Operationen des ersten Rotors und des zweiten Rotors zu drehen.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf ein erstes Steuerungsverfahren eines Antriebssystems gerichtet, das umfasst: eine Verbrennungskraftmaschine, die mit einem Abgaskatalysator in einem Abgassystem ausgestattet ist, eine Kraftstoffabgasadsorptionseinheit, die in dem Abgassystem angeordnet ist, um eine Komponente eines Kraftstoffabgases zu absorbieren, und einen Ankurbelaufbau, der die Verbrennungskraftmaschine ankurbelt. In Reaktion auf eine Startanweisung der Verbrennungskraftmaschine steuert das erste Steuerungsverfahren des Antriebssystems (a) den Ankurbelaufbau, um die Verbrennungskraftmaschine anzukurbeln, und steuert (b) die Verbrennungskraftmaschine, um eine Kraftstoffeinspritzung aus einem Kraftstoffeinspritzventil zu starten und um schließlich die Verbrennungskraftmaschine zu starten, nachdem das Ankurbeln der Verbrennungskraftmaschine zu einem spezifischen Ausmaß fortgeschritten ist, das für eine wesentliche Beseitigung eines Kraftstoffdampfes, der in einem Lufteinlasssystem und in einer Verbrennungskraftmaschine angesammelt ist, erforderlich ist.
  • In Reaktion auf eine Startanweisung der Verbrennungskraftmaschine, die mit dem Abgaskatalysator und der Kraftstoffabgasadsorptionseinheit in dem Abgassystem ausgestattet ist, steuert das erste Steuerungsverfahren des Antriebssystems gemäß der Erfindung den Ankurbelaufbau, um die Verbrennungskraftmaschine anzukurbeln, und steuert die Verbrennungskraftmaschine, um eine Kraftstoffeinspritzung aus dem Kraftstoffeinspritzventil zu starten und um schließlich die Verbrennungskraftmaschine zu starten, nachdem ein Ankurbeln der Verbrennungskraftmaschine zu einem spezifischen Ausmaß fortgeschritten ist, das für eine wesentliche Beseitigung des Kraftstoffdampfes, der in dem Lufteinlasssystem und in der Verbrennungskraftmaschine angesammelt ist, erforderlich ist. Die Kraftstoffeinspritzung wird ausgeführt, um die Verbrennungskraftmaschine nach einer wesentlichen Beseitigung des Kraftstoffdampfes, der in dem Lufteinlasssystem und in der Verbrennungskammer angesammelt ist, zu starten. Diese Anordnung verhindert in effektiver Art und Weiße eine Variation des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei oder unmittelbar nach einem Start der Verbrennungskraftmaschine. Die Kraftstoffabgasadsorptionseinheit absorbiert die Komponente des Kraftstoffabgases, das in das Abgassystem im Verlauf des Ankurbelns der Verbrennungskraftmaschine strömt. Diese Anordnung verbessert eine Emission bei einem Start der Verbrennungskraftmaschine.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf ein zweites Steuerungsverfahren eines Antriebssystems gerichtet, das umfasst: eine Verbrennungskraftmaschine, die mit einem Abgaskatalysator in einem Abgassystem ausgestattet ist, eine Kraftstoffabgasadsorptionseinheit, die in dem Abgassystem angeordnet ist, um eine Komponente eines Kraftstoffabgases zu absorbieren, einen Umschaltmechanismus, der durch eine Betätigungseinrichtung angetrieben wird, um einen Strömungsweg des Kraftstoffabgases zwischen einem ersten Gasweg, der veranlasst, dass ein Hauptanteil des Kraftstoffabgases, das in das Abgassystem eingebracht wird, ohne einen Durchgang durch die Kraftstoffabgasadsorptionseinheit ausgestoßen wird, und einem zweiten Gasweg, der veranlasst, dass das gesamte Kraftstoffabgas, das in das Abgassystem eingebracht wird, nach einem Durchgang durch die Kraftstoffabgasadsorptionseinheit ausgestoßen wird, zu schalten, und einen Ankurbelaufbau, der die Verbrennungskraftmaschine ankurbelt. In Reaktion auf eine Startanweisung der Verbrennungskraftmaschine steuert das zweite Steuerungsverfahren des Antriebssystems (a) die Betätigungseinrichtung an und steuert den Umschaltmechanismus, um den Strömungsweg des Kraftstoffabgases zu dem zweiten Gasweg zu schalten, und steuert (b) die Verbrennungskraftmaschine, um ein Ankurbeln der Verbrennungskraftmaschine zu starten und um schließlich die Verbrennungskraftmaschine nach dem Umschalten des Strömungsweges des Kraftstoffabgases zu dem zweiten Gasweg durch den Umschaltmechanismus zu starten.
  • In dem zweiten Steuerungsverfahren des Antriebssystems der Erfindung wird der Umschaltmechanismus durch die Betätigungseinrichtung angetrieben, um den Strömungsweg des Kraftstoffabgases zwischen dem ersten Gasweg, der veranlasst, dass der Hauptanteil des Kraftstoffabgases, das in das Abgassystem eingebracht wird, ohne einen Durchgang durch die Kraftstoffabgasadsorptionseinheit ausgestoßen wird, und dem zweiten Gasweg, der veranlasst, dass das gesamte Kraftstoffabgas, das in das Abgassystem eingebracht wird, nach einem Durchgang durch die Kraftstoffabgasadsorptionseinheit ausgestoßen wird, zu schalten. In Reaktion auf eine Startanweisung der Verbrennungskraftmaschine, die mit dem Abgaskatalysator und der Kraftstoffabgasadsorptionseinheit in dem Abgassystem ausgestattet ist, steuert das zweite Steuerungsverfahren des Antriebssystems gemäß der Erfindung die Betätigungseinrichtung an und steuert den Umschaltmechanismus, um den Strömungsweg des Kraftstoffabgases zu dem zweiten Gasweg zu schalten, und steuert die Verbrennungskraftmaschine, um ein Ankurbeln der Verbrennungskraftmaschine zu starten und um schließlich die Verbrennungskraftmaschine nach dem Umschalten des Strömungsweges des Kraftstoffabgases zu dem zweiten Gasweg durch den Umschaltmechanismus zu starten. Diese Anordnung verhindert in wünschenswerter Weise ein direktes Ausstoßen des Kraftstoffdampfes, der in dem Lufteinlasssystem angesammelt ist und in das Abgassystem im Verlauf des Ankurbelns der Verbrennungskraftmaschine strömt, ohne einen Durchgang durch die Kraftstoffabgasadsorptionseinheit und verbessert somit die Emission bei einem Start der Verbrennungskraftmaschine.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt schematisch die Konfiguration eines Hybridfahrzeugs, das mit einem Antriebssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgestattet ist,
  • 2 zeigt schematisch den Aufbau einer Kraftmaschine, die bei dem Hybridfahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel angebracht ist,
  • 3 zeigt schematisch den Aufbau einer zweiten Katalysatorumwandlungseinheit, die in dem Hybridfahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel beinhaltet ist,
  • 4 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Startsteuerungsroutine zeigt, die durch eine elektronische Hybrid-Steuerungseinheit ausgeführt wird, die in dem Hybridfahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel beinhaltet ist,
  • 5 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Antriebssteuerungsroutine zeigt, die durch die elektronische Hybrid-Steuerungseinheit ausgeführt wird, die in dem Hybridfahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel beinhaltet ist,
  • 6 zeigt eine Änderung in einer Ausgabegrenze Wout einer Batterie gegenüber einer Batterietemperatur Tb,
  • 7 zeigt eine Änderung in einem Ausgabegrenzekorrekturfaktor für die Ausgabegrenze Wout gegenüber einem Ladezustand SOC der Batterie,
  • 8 zeigt ein Beispiel eines Drehmomentsanforderungseinstellungskennfelds,
  • 9 zeigt ein Nomogramm, das eine Drehmoment-Drehgeschwindigkeits-Dynamik von jeweiligen Drehelementen zeigt, die in einem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus in dem Hybridfahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel beinhaltet sind, und
  • 10 zeigt schematisch die Konfiguration eines weiteren Hybridfahrzeugs als ein modifiziertes Beispiel.
  • Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist nachstehend als ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. In 1 ist schematisch die Konfiguration eines Hybridfahrzeugs 20 gezeigt, das mit einem Antriebssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgestattet ist. In 2 ist schematisch der Aufbau einer Kraftmaschine 22 gezeigt, die bei dem Hybridfahrzeug 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel angebracht ist. Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst das Hybridfahrzeug 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Kraftmaschine 22, einen Drei-Wellen-Typ-Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30, der mit einer Kurbelwelle 26 oder einer Ausgabewelle der Kraftmaschine 22 über eine Dämpfungseinrichtung 28 verbunden ist, einen Motor MG1, der mit dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 verbunden ist und eine Leistungserzeugungsfähigkeit aufweist, ein Untersetzungsgetriebe 35, das bei einer Hohlradwelle 32a oder einer Antriebswelle, die mit dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 verbunden ist, angebracht ist, einen Motor MG2, der mit dem Untersetzungsgetriebe 35 verbunden ist, und eine elektronische Hybrid-Steuerungseinheit 70, die die Betriebe bzw. Operationen des gesamten Antriebssystems des Hybridfahrzeugs 20 steuert.
  • Die Kraftmaschine 22 ist eine Verbrennungskraftmaschine, die einen Kohlenwasserstoff-Kraftstoff, wie beispielsweise Benzin oder Leichtöl, verbraucht, um eine Leistung auszugeben. Wie es in 2 gezeigt ist, wird die Luft, die durch eine Luftreinigungseinrichtung 122 gereinigt wird und über ein Drosselventil 124 eingelassen wird, mit dem zerstäubten Benzin, das durch eine Einspritzeinrichtung 126 eingespritzt wird, zu dem Luft-Kraftstoff-Gemisch vermischt. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird in eine Verbrennungskammer über ein Einlassventil 128 eingebracht. Das eingebrachte Luft-Kraftstoff-Gemisch wird mit einem Funken, der durch eine Zündkerze 130 erzeugt wird, gezündet, um explosiv verbrannt zu werden. Die Hin- und Herbewegungen eines Kolbens 123 durch die Verbrennungsenergie werden in Drehbewegungen einer Kurbelwelle 126 umgewandelt. Das Abgas aus der Kraftmaschine 22 geht aufeinander folgend durch eine erste Katalysatorumwandlungseinheit 134 (die mit einem Drei-Wege-Katalysator gefüllt ist) und eine zweite Katalysatorumwandlungseinheit 140, um giftige Komponenten, die in dem Abgas beinhaltet sind, d.h. Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (HC) und Stickoxide (NOx), in harmlose Komponenten umzuwandeln, wobei es zu der Außenluft ausgestoßen wird. In 3 ist schematisch der Aufbau der zweiten Katalysatorumwandlungseinheit 140 gezeigt.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, umfasst die zweite Katalysatorumwandlungseinheit 140 ein zylindrisches Innengehäuse 142, das mit einem Drei-Wege-Katalysator 141 gefüllt ist, ein zylindrisches Außengehäuse 144, das einen größeren Durchmesser als den Durchmesser des Innengehäuses 142 aufweist, ein zylindrisches Unterteilungselement 145, das eine Öffnung 145a aufweist und einen Bypassweg bzw. Umgehungsweg 145b bildet, ein HC-Adsorptionsmittel 146, das in einen ringförmigen Raum gepackt ist, der in dem Bypassweg 145b durch eine Außenwand des Unterteilungselements 145 und eine Innenwand des Außengehäuses 144 gebildet wird, ein Abgasströmungsumschaltventil 147, das bei der Öffnung 145a des Unterteilungselements 145 angebracht ist, und eine Betätigungseinrichtung 148, die angetrieben wird, um das Abgasströmungsumschaltventil 147 zu öffnen und zu schließen. Die Betätigungseinrichtung 148 ist beispielsweise eine elektrische Betätigungseinrichtung. Eine Außenwand des Innengehäuses mit kleinerem Durchmesser 142 und eine Innenwand des Außengehäuses mit größerem Durchmesser 144 definieren einen ringförmigen Raum. Das Innengehäuse 142 und das Außengehäuse 144 sind derart angeordnet, dass ein Einlass 142a des Innengehäuses 142 zu einem Einlass 144a des Außengehäuses 144 über etwas Raum ausgerichtet ist. Die Öffnung 145a des Unterteilungselements 145 verbindet den Einlass 142a des Innengehäuses 142 mit dem Einlass 144a des Außengehäuses 144. Das Unterteilungselement 145 ist ausgelegt, einen Durchmesser aufzuweisen, der größer ist als der Durchmesser des Innengehäuses 142, aber kleiner ist als der Durchmesser des Außengehäuses 144. Das Unterteilungselement 145 teilt den ringförmigen Raum, der durch die Außenwand des Innengehäuses 142 und die Innenwand des Außengehäuses 144 definiert wird, um den Bypassweg 145b zu bilden. Der Bypassweg 145b führt eine Gasströmung, die durch den Einlass 144a des Außengehäuses 144 eingebracht wird, nicht direkt zu dem Einlass 142a des Innengehäuses 142, sondern leitet die Gasströmung ab. In einer geschlossenen Position des Abgasströmungsumschaltventils 147 wird eine Gasströmung, die über den Einlass 144a des Außengehäuses 144 in die zweite Katalysatorumwandlungseinheit 140 eingebracht wird, durch den Bypasskanal 145b, der das HC-Adsorptionsmittel 146 umfasst, zu dem Einlass 142a des Innengehäuses 142 geleitet. Die Gasströmung geht dann durch den Drei-Wege-Katalysator 141 und strömt aus der zweiten Katalysatorumwandlungseinheit 140 über einen Auslass 142b des Innengehäuses 142 heraus. In einer offenen Position des Abgasströmungsumschaltventils 147 wird demgegenüber ein Hauptanteil der Gasströmung, die über den Einlass 144a des Außengehäuses 144 in die zweite Katalysatorumwandlungseinheit 140 eingebracht wird, direkt zu dem Einlass 142a des Innengehäuses 142 über das offene Abgasströmungsumschaltventil 147 geleitet, während ein Restanteil der Gasströmung durch den Bypassweg 145b zu dem Einlass 142a des Innengehäuses 142 geht. Die Gasströmung geht dann durch den Drei-Wege-Katalysator 141 und strömt dann aus der zweiten Katalysatorumwandlungseinheit 140 über den Auslass 142b des Innengehäuses 142 heraus. Der Drei-Wege-Katalysator 141 umfasst hauptsächlich einen Oxidationskatalysator, wie beispielsweise Platin (Pt) oder Palladium (Pd), einen Reduktionskatalysator, wie beispielsweise Rhodium (Rh), und einen Unterstützungskatalysator, wie beispielsweise Zerdioxid (CeO2). Der Drei-Wege-Katalysator 141 ist bei hohen Temperaturen aktiv. Die Funktionen des Oxidationskatalysators wandeln CO und HC, die in dem Abgas beinhaltet sind, in Wasser (H2O) und Kohledioxid (CO2) um. Die Funktionen des Reduktionskatalysators wandeln NOx, das in dem Abgas beinhaltet ist, in Stickstoff (N2) und Sauerstoff (O2) um. Das HC-Adsorptionsmittel 146, das hauptsächlich aus Zeolith aufgebaut ist, absorbiert HC bei niedrigen Temperaturen und gibt den absorbierten HC bei hohen Temperaturen frei. In einen Niedrigtemperaturbereich, bei dem der Drei-Wege-Katalysator 141 inaktiv ist, ermöglicht eine Einstellung des Abgasströmungsumschaltventils 147 zu der geschlossenen Position, dass HC durch das HC-Adsorptionsmittel 146 zeitweise absorbiert wird. Mit einem Temperaturanstieg wird der Drei-Wege-Katalysator 141 aktiviert, um den HC, der durch das HC-Adsorptionsmittel 146 absorbiert wird, umzuwandeln.
  • Die Kraftmaschine 22 steht unter der Steuerung einer elektronischen Kraftmaschinensteuerungseinheit 24 (nachstehend als Kraftmaschinen-ECU 24 bezeichnet). Die Kraftmaschinen-ECU 24 empfängt über einen (nicht gezeigten) zugehörigen Eingangsanschluss Signale von verschiedenen Sensoren, die die Bedingungen bzw. Zustände der Kraftmaschine 22 messen und erfassen. Die Signale, die in die Kraftmaschinen-ECU 24 eingegeben werden, umfassen eine Kurbelwellenposition von einem Kurbelwellenpositionssensor 150, die als die Drehposition der Kurbelwelle 26 gemessen wird, eine Kühlwassertemperatur von einem Wassertemperatursensor 152, die als die Temperatur eines Kühlwassers für die Kraftmaschine 22 gemessen wird, eine Nockenwellenposition von einem Nockenwellenpositionssensors 154, die als die Drehposition einer Nockenwelle gemessen wird, die angetrieben wird, um das Einlassventil 128 sowie ein Auslassventil für einen Gaseinlass und einen Auslass in die und aus der Verbrennungskammer zu öffnen und zu schließen, eine Drosselventilposition von einem Drosselventilpositionssensor 156, die als die Öffnung des Drosselventils 124 erfasst wird, einen Einlassunterdruck oder eine Menge einer Einlassluft von einem Vakuumsensor 158, der/die als die Last der Kraftmaschine 22 gemessen wird, und ein Ventilschließschaltsignal von einem Ventilschließschalter 149, der die Einstellung des Abgasströmungsumschaltventils 147 in die geschlossene Position erfasst. Die Kraftmaschinen-ECU 24 gibt über einen (nicht gezeigten) zugehörigen Ausgangsanschluss mehrere Steuerungssignale und Antriebssignale zum Antreiben und Steuern der Kraftmaschine 22 aus, beispielsweise Antriebssignale bzw. Ansteuerungssignale an das Kraftstoffeinspritzventil 126, Antriebsignale an einen Drosselmotor 136 zum Regeln der Positionen des Drosselventils 124, Steuerungssignale an eine Zündspule 138, die in einer Zündeinrichtung integriert ist, Steuerungssignale an einen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 160, um die Öffnungs- und Schließzeitsteuerungen des Einlassventils 128 zu variieren, und Antriebssignale an die Betätigungseinrichtung 148 zum Öffnen und Schließen des Abgasströmungsumschaltventils 147. Die Kraftmaschinen-ECU 24 kommuniziert mit der elektronischen Hybrid-Steuerungseinheit 70. Die Kraftmaschinen-ECU 24 empfängt Steuerungssignale von der elektronischen Hybrid-Steuerungseinheit 70, um die Kraftmaschine anzutreiben und zu steuern, während sie Daten bezüglich der Antriebszustände der Kraftmaschine 22 an die elektronische Hybrid-Steuerungseinheit 70 entsprechend den Erfordernissen ausgibt.
  • Der Leistungsverteilungs- und -Integrationsmechanismus 30 weist ein Sonnenzahnrad 31, das ein Außenzahnrad ist, ein Ringzahnrad bzw. Hohlrad 32, das ein Innenzahnrad ist und konzentrisch zu dem Sonnenzahnrad 31 angeordnet ist, mehrere Ritzelzahnräder bzw. kleine Zahnräder 33, die mit dem Sonnenzahnrad 31 und mit dem Hohlrad 32 in Eingriff sind, und einen Träger 34 auf, der die mehreren kleinen Zahnräder 33 in einer derartigen Art und Weise hält, die eine freie Umdrehung hiervon und eine freie Umdrehung hiervon auf den jeweiligen Achsen ermöglicht. Der Leistungsverteilungs- und -Integrationsmechanismus 30 ist nämlich als ein Planetengetriebemechanismus aufgebaut, der unterschiedliche Bewegungen des Sonnenzahnrads 31, des Hohlrads 32 und des Trägers 34 als Drehelemente erlaubt. Der Träger 34, das Sonnenzahnrad 31 und das Hohlrad 32 in dem Leistungsverteilungs- und -Integrationsmechanismus 30 sind jeweils mit der Kurbelwelle 26 der Kraftmaschine 22, dem Motor MG1 und dem Untersetzungsgetriebe 35 über eine Hohlradwelle 32a gekoppelt. Während der Motor MG1 als ein Generator fungiert, wird die Leistung, die von der Kraftmaschine 22 ausgegeben wird und über den Träger 34 eingegeben wird, zu dem Sonnenzahnrad 31 und dem Hohlrad 32 entsprechend dem Zahnradverhältnis bzw. Übersetzungsverhältnis verteilt. Während der Motor MG1 als ein Motor fungiert, wird demgegenüber die Leistung, die von der Kraftmaschine 22 ausgegeben wird und über den Träger 34 eingegeben wird, mit der Leistung, die von dem. Motor MG1 ausgegeben wird und über das Sonnenzahnrad 31 eingegeben wird, kombiniert, wobei die zusammengefasste Leistung an das Hohlrad 32 ausgegeben wird. Die Leistung, die zum dem Hohlrad 32 ausgegeben wird, wird somit schließlich zu den Antriebsrädern 63a und 63b über den Getriebemechanismus 60 und das Differenzialgetriebe 62 von der Hohlradwelle 32a übertragen.
  • Beide Motoren MG1 und MG2 sind bekannte synchrone Motorgeneratoren, die als ein Generator und als ein Motor betrieben werden. Die Motoren MG1 und MG2 übertragen eine elektrische Leistung zu und von einer Batterie 50 über Inverter bzw. Umrichter 41 und 42. Energieleitungen 54, die die Umrichter 41 und 42 mit der Batterie 50 verbinden, sind als eine positive Elektrodenbusleitung und eine negative Elektrodenbusleitung aufgebaut, die von den Umrichtern 41 und 42 gemeinsam benutzt werden. Diese Anordnung ermöglicht es, dass die elektrische Leistung, die durch einen der Motoren MG1 und MG2 erzeugt wird, durch den anderen Motor verbraucht wird. Die Batterie 50 wird mit einem Überschuss der elektrischen Leistung, die durch den Motor MG1 oder MG2 erzeugt wird, aufgeladen und wird entladen, um einen Mangel der elektrischen Leistung zu ergänzen. Wenn das Leistungsgleichgewicht zwischen den Motoren MG1 und MG2 erreicht ist, wird die Batterie 50 weder geladen noch entladen. Betriebe beider Motoren MG1 und MG2 werden durch eine elektronische Motorsteuerungseinheit (nachstehend als Motor-ECU bezeichnet) 40 gesteuert. Die Motor-ECU 40 empfängt diverse Signale, die zur Steuerung der Betriebe der Motoren MG1 und MG2 erforderlich sind, beispielsweise Signale von Drehpositionserfassungssensoren 43 und 44, die die Drehpositionen von Rotoren der Motoren MG1 und MG2 erfassen, und Phasenströme, die den Motoren MG1 und MG2 zugeführt werden und durch (nicht gezeigte) Stromsensoren gemessen werden. Die Motor-ECU 40 gibt Schaltsteuerungssignale zu den Umrichtern 41 und 42 aus. Die Motor-ECU 40 kommuniziert mit der elektronischen Hybrid-Steuerungseinheit 70, um Betriebe der Motoren MG1 und MG2 in Reaktion auf Steuerungssignale, die von der elektronischen Hybrid-Steuerungseinheit 70 übertragen werden, zu steuern, während sie Daten, die die Betriebsbedingungen der Motoren MG1 und MG2 betreffen, zu der elektronischen Hybrid-Steuerungseinheit 70 entsprechend den Erfordernissen ausgibt.
  • Die Batterie 50 ist unter der Steuerung einer elektronischen Batterie-Steuerungseinheit (nachstehend als Batterie-ECU bezeichnet) 52. Die Batterie-ECU 52 empfängt diverse Signale, die für eine Steuerung der Batterie 50 erforderlich sind, beispielsweise eine Zwischenanschlussspannung, die durch einen (nicht gezeigten) Spannungssensor gemessen wird, der zwischen Anschlüssen der Batterie 50 angeordnet ist, einen Lade-Entlade-Strom, der durch einen (nicht gezeigten) Stromsensor gemessen wird, der bei der Leistungsleitung 57 angebracht ist, die mit dem Ausgangsanschluss der Batterie 50 verbunden ist, und eine Batterietemperatur Tb, die durch einen Temperatursensor 51 gemessen wird, der bei der Batterie 50 angebracht ist. Die Batterie-ECU 52 gibt Daten, die den Zustand der Batterie 50 betreffen, an die elektronische Hybrid-Steuerungseinheit 70 über eine Kommunikation entsprechend den Erfordernissen aus. Die Batterie-ECU 52 berechnet einen Ladezustand (SOC) der Batterie 50 auf der Grundlage des gespeicherten Lade-Entlade-Stroms, der durch den Stromsensor gemessen wird, für eine Steuerung der Batterie 50.
  • Die elektronische Hybrid-Steuerungseinheit 70 ist als ein Mikroprozessor aufgebaut, der eine CPU 72, ein ROM 74, das Verarbeitungsprogramme speichert, ein RAM 76, das zeitweise Daten speichert, und einen nicht gezeigten Eingabe-Ausgabe-Anschluss sowie einen nicht gezeigten Kommunikationsanschluss umfasst, aufgebaut. Die elektronische Hybrid-Steuerungseinheit 70 empfängt verschiedene Eingaben über den Eingangsanschluss: ein Zündsignal von einem Zündschalter 80, eine Gangschaltungsposition SP von einem Gangschaltungspositionssensors 82, der die derzeitige Position eines Schalthebels 81 erfasst, eine Beschleunigungseinrichtungsöffnung Acc von einem Beschleunigungspedalpositionssensors 84, der einen Betätigungsbetrag eines Beschleunigungspedals 83 misst, eine Bremspedalposition BP von einem Bremspedalpositionssensors 86, der einen Betätigungsbetrag eines Bremspedals 85 misst, und eine Fahrzeuggeschwindigkeit V von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 88. Die elektronische Hybrid-Steuerungseinheit 70 kommuniziert mit der Kraftmaschinen-ECU 24, der Motor-ECU 40 und der Batterie-ECU 52 über den Kommunikationsanschluss und übertragt diverse Steuerungssignale sowie Daten zu und von der Kraftmaschinen-ECU 24, der Motor-ECU 40 und der Batterie-ECU 52, wie es vorstehend beschrieben ist.
  • Das Hybridfahrzeug 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel, das so aufgebaut ist, berechnet eine Drehmomentanforderung, die an die als die Antriebswelle fungierende Hohlradwelle 32a auszugeben ist, auf der Grundlage von beobachteten Werten einer Fahrzeuggeschwindigkeit V und einer Beschleunigungseinrichtungsöffnung Acc, die einem Betätigungsbetrag eines Beschleunigungspedals 83 durch einen Fahrer entspricht. Die Kraftmaschine 22 und die Motoren MG1 und MG2 sind einer Betriebssteuerung unterworfen, um einen erforderlichen Leistungspegel, der der berechneten Drehmomentanforderung entspricht, an die Hohlradwelle 32a auszugeben. Die Betriebssteuerung der Kraftmaschine 22 und der Motoren MG1 und MG2 bewirkt selektiv eine von einer Drehmomentumwandlungsansteuerungsbetriebsart, einer Lade-Entlade-Ansteuerungsbetriebsart und einer Motoransteuerungsbetriebsart. Die Drehmomentumwandlungsansteuerungsbetriebsart steuert die Betriebe der Kraftmaschine 22, um einen Leistungsbetrag auszugeben, der äquivalent zu dem erforderlichen Leistungspegel ist, während die Motoren MG1 und MG2 angetrieben und gesteuert werden, um zu veranlassen, dass die gesamte Leistungsausgabe von der Kraftmaschine 22 einer Drehmomentumwandlung mittels des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 und der Motoren MG1 und MG2 unterzogen wird und zu der Hohlradwelle 32a ausgegeben wird. Die Lade-Entlade-Ansteuerungsbetriebsart steuert die Betriebe der Kraftmaschine 22, um einen Leistungsbetrag auszugeben, der äquivalent zu der Summe des erforderlichen Leistungspegels und eines Betrags einer elektrischen Leistung ist, der durch ein Aufladen der Batterie 50 verbraucht wird oder durch ein Entladen der Batterie 50 zugeführt wird, während die Motoren MG1 und MG2 angetrieben und gesteuert werden, um zu veranlassen, dass die gesamte Leistungsausgabe oder ein Teil der Leistungsausgabe von der Kraftmaschine 22, die äquivalent zu dem erforderlichen Leistungspegel ist, einer Drehmomentumwandlung mittels des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 und der Motoren MG1 und MG2 unterzogen wird und zu der Hohlradwelle 32a ausgegeben wird, gleichzeitig mit einem Laden oder Entladen der Batterie 50. Die Motoransteuerungsbetriebsart stoppt die Betriebe der Kraftmaschine 22 und treibt den Motor MG2 an und steuert ihn, um einen Leistungsbetrag, der äquivalent zu dem erforderlichen Leistungspegel ist, zu der Hohlradwelle 32a auszugeben. Die Drehmomentumwandlungsansteuerungsbetriebsart ist äquivalent zu der Lade-Entlade-Ansteuerungsbetriebsart unter der Bedingung, dass die Lade-Entlade-Leistung der Batterie 50 gleich 0 ist. Die Drehmomentumwandlungsansteuerungsbetriebsart wird nämlich als ein Typ der Lade-Entlade-Ansteuerungsbetriebsart betrachtet. Das Hybridfahrzeug 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel wird dementsprechend mit einem Umschalten der Ansteuerungsbetriebsart zwischen der Motoransteuerungsbetriebsart und der Lade-Entlade-Ansteuerungsbetriebsart angetrieben.
  • Die Beschreibung bezieht sich auf die Betriebe des Hybridfahrzeugs 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration, insbesondere einer Reihe von Startsteuerungen für einen ersten Start der Kraftmaschine 22 nach einer Systemaktivierung. In 4 ist ein Flussdiagramm gezeigt, das eine Startsteuerungsroutine zeigt, die durch die elektronische Hybrid-Steuerungseinheit 70 ausgeführt wird. Diese Startsteuerungsroutine wird durch eine erste Startanweisung der Kraftmaschine 22 nach einer Systemaktivierung ausgelöst.
  • In der Startsteuerungsroutine gemäß 4 gibt die CPU 72 der elektronischen Hybrid-Steuerungseinheit 70 zuerst eine Ventilschließanweisung an die Kraftmaschinen-ECU 24 aus, um das Abgasströmungsumschaltventil 147 zu schließen (Schritt S100). Die Kraftmaschinen-ECU 24 empfängt die Ventilschließanweisung und betätigt und steuert die Betätigungseinrichtung 148, um das Abgasströmungsumschaltventil 147 zu schließen. Die CPU 72 gibt ein Ventilschließschaltsignal ein (Schritt S110) und bestätigt die Einstellung des Abgasströmungsumschaltventils 147 in die geschlossene Position (Schritt S120). Das Ventilschließschaltsignal, das von dem Ventilschließschalter 149 ausgegeben wird, wird von der Kraftmaschinen-ECU 24 über eine Kommunikation empfangen. Nach einer Bestätigung der geschlossenen Position des Abgasströmungsumschaltventils 147 setzt die CPU 72 einen Wert '1' bei einem Kennzeichenelement bzw. Flag F, um ein Ankurbeln der Kraftmaschine 22 entsprechend einer Antriebssteuerungsroutine, die nachstehend beschrieben ist, zu starten (Schritt S130).
  • Die CPU 72 wartet bis zu einem Ablauf einer voreingestellten Zeitdauer ab dem Start des Ankurbelns der Kraftmaschine 22 (Schritt S140) und gibt eine Drehgeschwindigkeit Ne der Kraftmaschine 22 ein (Schritt S150). Wenn die eingegebene Drehgeschwindigkeit Ne der Kraftmaschine 22 eine voreingestellte Referenzdrehgeschwindigkeit Nref erreicht oder überschreitet (Schritt S160), gibt die CPU 72 eine Startanweisung an die Kraftmaschinen-ECU 24 aus, um eine Kraftstoffeinspritzsteuerung und eine Zündsteuerung auszuführen (Schritt S170). Die Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil 126 startet nach dem Ablauf der voreingestellten Zeitdauer für das Ankurbeln der Kraftmaschine 22 aus dem nachstehend beschriebenen Grund. Bei einem Stoppzustand der Kraftmaschine 22 kann der Kraftstoffdampf in einem Einlassluftsystem aufgrund der öldichten Undichtigkeit des Kraftstoffeinspritzventils 126 mit Ablauf der Zeit angesammelt werden. Der angesammelte Kraftstoffdampf verursacht in unerwünschter Weise eine Änderung in einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei oder unmittelbar nach einem Neustart der Kraftmaschine 22, auch wenn die Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil 126 reguliert wird, um ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen. Diese Änderung in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis kann zu einigen Schwierigkeiten führen, beispielsweise zu einer Fehlzündung. Die voreingestellte Zeitdauer ist dementsprechend als eine Kraftmaschinenankurbelzeit spezifiziert, die für eine wesentliche Beseitigung des Kraftstoffdampfes, der in dem Lufteinlasssystem angesammelt ist, erforderlich ist, und wird auf 5 Sekunden gemäß diesem Ausführungsbeispiel eingestellt.
  • Die CPU 72 spezifiziert nachfolgend, ob der Start der Kraftmaschine 22 vollständig oder unvollständig ist (Schritt S180). In dem Fall des vollständigen Starts der Kraftmaschine 22 wartet die CPU 72 bis zu einem vollständigen Aufwärmen der ersten Katalysatorumwandlungseinheit 134 (die mit dem Drei-Wege-Katalysator gefüllt ist) und des Drei-Wege-Katalysators 141, der in der zweiten Katalysatorumwandlungseinheit 140 beinhaltet ist (Schritt S190), und gibt eine Ventilöffnungsanweisung an die Kraftmaschinen-ECU 24 aus, um das Abgasströmungsumschaltventil 147 zu öffnen (Schritt S200). Die Startsteuerungsroutine ist dann beendet. Der HC, der in dem Abgas beinhaltet ist, wird durch die Katalysatorfunktionen des Drei-Wege-Katalysators in der ersten Katalysatorumwandlungseinheit 134 und des Drei-Wege-Katalysators 141 in der zweiten Katalysatorumwandlungseinheit 140 umgewandelt. Der HC, der durch das HC-Adsorptionsmittel 146 absorbiert wird, wird bei hohen Temperaturen freigegeben und in den Drei-Wege-Katalysator 141 für eine Katalysatorumwandlung eingebracht.
  • Die Beschreibung bezieht sich auf eine Antriebssteuerung der Kraftmaschine 22 und der Motoren MG1 und MG2 bei einem Start der Kraftmaschine 22. In 5 ist ein Flussdiagramm gezeigt, das eine Antriebssteuerungsroutine zeigt, die durch die elektronische Hybrid-Steuerungseinheit 70 ausgeführt wird. Diese Antriebssteuerungsroutine wird durch eine Systemaktivierung ausgelöst. Die Antriebssteuerungsroutine gemäß 5 wird somit parallel zu der Startsteuerungsroutine gemäß 4 bei einem ersten Start der Kraftmaschine 22 nach einer Systemaktivierung ausgeführt.
  • In der Antriebssteuerungsroutine gemäß 5 gibt die CPU 72 der elektronischen Hybrid-Steuerungseinheit 70 zuerst erforderliche Daten für eine Steuerung ein, d.h. die Beschleunigungseinrichtungsöffnung Acc von dem Beschleunigungspedalpositionssensor 84, die Fahrzeuggeschwindigkeit V von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 88, Drehgeschwindigkeiten Nm1 und Nm2 der Motoren MG1 und MG2 sowie eine Ausgabegrenze Wout der Batterie 50 (Schritt S201). Die Drehgeschwindigkeiten Nm1 und Nm2 der Motoren MG1 und MG2 werden aus den Drehpositionen der jeweiligen Rotoren der Motoren MG1 und MG2 berechnet, die durch die Drehpositionserfassungssensoren 43 und 44 erfasst werden, und von der Motor-ECU 40 durch eine Kommunikation empfangen. Die Ausgabegrenze Wout der Batterie 50 wird entsprechend der Batterietemperatur Tb der Batterie 50, die durch den Temperatursensor 51 gemessen wird, und dem Ladezustand SOC der Batterie 50 eingestellt und wird von der Batterie-ECU 52 durch eine Kommunikation empfangen. Eine konkrete Prozedur zum Einstellen der Ausgabegrenze Wout der Batterie 50 spezifiziert einen Basiswert der Ausgabegrenze Wout entsprechend der gemessenen Batterietemperatur Tb, spezifiziert einen Ausgabegrenzekorrekturfaktor entsprechend dem Ladezustand SOC der Batterie 50 und multipliziert den spezifizierten Basiswert der Ausgabegrenze Wout mit dem spezifizierten Ausgabegrenzekorrekturfaktor, um die Ausgabegrenze Wout der Batterie 50 zu bestimmen. In 6 ist eine Änderung in der Ausgabegrenze Wout der Batterie 50 gegenüber der Batterietemperatur Tb gezeigt. In 7 ist eine Änderung in dem Ausgabegrenzekorrekturfaktor für die Ausgabegrenze Wout gegenüber dem Ladezustand SOC der Batterie 50 gezeigt.
  • Nach der Dateneingabe stellt die CPU 72 eine Drehmomentanforderung Tr*, die an die Hohlradwelle 32a oder die Antriebswelle, die mit den Antriebsrädern 63a und 63b verbunden ist, als ein erforderliches Drehmoment für das Hybridfahrzeug 20 auszugeben ist, auf der Grundlage der eingegebenen Beschleunigungseinrichtungsöffnung Acc und der eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit V ein (Schritt S220). Eine konkrete Prozedur zum Einstellen der Drehmomentanforderung Tr* gemäß diesem Ausführungsbeispiel speichert im Voraus Änderungen in der Drehmomentanforderung Tr* gegenüber der Beschleunigungseinrichtungsöffnung Acc und der Fahrzeuggeschwindigkeit V als ein Drehmomentanforderungseinstellkennfeld in dem ROM 74 und liest die Drehmomentanforderung Tr*, die der gegebenen Beschleunigungseinrichtungsöffnung Acc und der gegebenen Fahrzeugsgeschwindigkeit V entspricht, aus diesem Drehmomentanforderungseinstellkennfeld aus. Ein Beispiel des Drehmomentanforderungseinstellkennfelds ist in 8 gezeigt.
  • Die CPU 72 ist identifiziert nachfolgend den Wert des Flags F, der einen Start eines Ankurbelns der Kraftmaschine darstellt (Schritt S230). Wenn das Flag F gleich 0 ist, wird ein Wert '0' bei einem Drehmomentbefehl Tm1* als ein Drehmoment, das von dem Motor MF1 auszugeben ist, eingestellt (Schritt S240). Wenn das Flag F gleich 1 ist, wird demgegenüber ein Ankurbeldrehmoment Tcr, das für ein Ankurbeln der Kraftmaschine 22 erforderlich ist, auf den Drehmomentbefehl Tm1* des Motors MG1 eingestellt (Schritt S250). In 9 ist ein Nomogramm gezeigt, das eine Drehmoment-Drehgeschwindigkeit-Dynamik der jeweiligen Drehelemente, die in dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 beinhaltet sind, zeigt. Die linke Achse 'S' stellt eine Drehgeschwindigkeit des Sonnenzahnrades 31 dar, die äquivalent zu der Drehgeschwindigkeit Nm1 des Motors MG1 ist. Die mittlere Achse 'C' stellt eine Drehgeschwindigkeit des Trägers 34 dar, die äquivalent zu der Drehgeschwindigkeit Ne der Kraftmaschine 22 ist. Die rechte Achse 'R' stellt eine Drehgeschwindigkeit Nr des Hohlrades 32 dar, die äquivalent zu einer Teilung der Drehgeschwindigkeit Nm2 des Motors MG2 durch ein Zahnradverhältnis bzw. Übersetzungsverhältnis Gr des Untersetzungsgetriebes 35 ist. Eine Ausgabe eines ansteigenden Drehmoments auf der Achse 'S' von dem Motor MG1 kurbelt die Kraftmaschine 22 an. Zwei dicke Pfeile auf der Achse 'R' stellen ein Drehmoment (–Tm1*/ρ), das an die Hohlradwelle 32a durch eine Ausgabe des Drehmoments Tm1* von dem Motor MG1 angelegt wird, und ein Drehmoment (Tm2*·Gr) dar, das an die Hohlradwelle 32a über das Untersetzungsgetriebe 35 durch eine Ausgabe eines Drehmoments Tm2* von dem Motor MG2 angelegt wird.
  • Nach dem Einstellen des Drehmomentbefehls Tm1* des Motors MG1 berechnet die CPU 72 eine obere Drehmomentbegrenzung Tmax als eine maximal mögliche Drehmomentausgabe von dem Motor MG2 entsprechend einer Gleichung (1), die nachstehend angegeben ist (Schritt S260). Die Berechnung subtrahiert das Produkt des Drehmomentbefehls Tm1* und der derzeitigen Drehgeschwindigkeit Nm1 des Motors MG1, was den Leistungsverbrauch (die Leistungserzeugung) des Motors MG1 darstellt, von der Ausgabegrenze Wout der Batterie 50 und teilt die Differenz durch die derzeitige Drehgeschwindigkeit Nm2 des Motors MG2: Tmax = (Wout – Tm1*·Nm1)/Nm2 (1)
  • Die CPU 72 berechnet dann ein provisorisches Motordrehmoment Tm2tmp als ein Drehmoment, das von dem Motor MG2 auszugeben ist, aus der Drehmomentanforderung Tr*, dem Drehmomentbefehl Tm1* des Motors MG1, einem Übersetzungsverhältnis p des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 und dem Übersetzungsverhältnis Gr des Untersetzungsgetriebes 35 entsprechend einer Gleichung (2), die nachstehend angegeben ist (Schritt S270): Tm2tmp = (Tr* + Tm1*/ρ)/Gr (2)
  • Die CPU 72 vergleicht die berechnete obere Drehmomentbegrenzung Tmax mit dem berechneten provisorischen Motordrehmoment Tm2tmp und setzt das kleinere auf einen Drehmomentbefehl Tm2* des Motors MG2 (Schritt S280). Ein derartiges Einstellen des Drehmomentbefehls Tm2* des Motors MG2 begrenzt die Drehmomentanforderung Tr*, die an die Hohlradwelle 32a oder die Antriebeswelle auszugeben ist, innerhalb des Bereichs der Ausgabegrenze Wout der Batterie 50. Die Gleichung (2) wird leicht von dem Nomogramm gemäß 9 abgeleitet.
  • Nach einem Einstellen der Drehmomentbefehle Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 in der vorstehend beschriebenen Art und Weise sendet die CPU 72 die Drehmomentbefehle Tm1* und Tm2* zu der Motor-ECU 40 (Schritt S290). Die Motor-ECU 40 empfängt die Drehmomentbefehle Tm1* und Tm2* und führt eine Schaltsteuerung der Schaltelemente, die in den jeweiligen Umrichtern 41 und 42 beinhaltet sind, aus, um den Motor MG1 mit dem Drehmomentbefehl Tm1* und dem Motor MG2 mit dem Drehmomentbefehl Tm2* anzutreiben.
  • Die Verarbeitung der Schritte S210 bis S290 wird bis zu einem Abschluss des Starts der Kraftmaschine 22 (Schritt S300) durch eine Ausführung der Startsteuerungsroutine gemäß 4 wiederholt. Nach dem Abschluss des Starts der Kraftmaschine 22 (Schritt S300) schaltet die CPU 72 die Ansteuerungsbetriebsart des Hybridfahrzeugs 20 von der Motoransteuerungsbetriebsart zu der Lade-Entlade-Ansteuerungsbetriebsart um (Schritt S310) und verlässt diese Antriebssteuerungsroutine. Wie es vorstehend beschrieben ist, startet die Startsteuerungsroutine gemäß 4 die Kraftstoffeinspritzsteuerung und die Zündsteuerung nach einem Ablauf der voreingestellten Zeitdauer (beispielsweise 5 Sekunden) für ein Ankurbeln der Kraftmaschine 22. Es ist somit eine relativ lange Zeit für einen vollständigen Start der Kraftmaschine 22 erforderlich. Bei dem vollständigen Start der Kraftmaschine 22 wird die Drehmomentanforderung Tr* zu der Hohlradwelle 32a oder der Antriebswelle ausgegeben.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, startet zu der Zeit eines ersten Starts der Kraftmaschine 22 nach einer Systemaktivierung das Hybridfahrzeug 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil 126, um die Kraftmaschine 22 nach einem Ankurbeln der Kraftmaschine 22 für die voreingestellte Zeitdauer zu starten. Eine derartige Steuerung stellt einen Start der Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil 126 nach einer wesentlichen Beseitigung des Kraftstoffdampfes, der in dem Lufteinlasssystem angesammelt ist, sicher. Dies verhindert in effektiver Weise eine Variation des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und stabilisiert den Antrieb des Hybridfahrzeugs 20 bei oder unmittelbar nach einem Start der Kraftmaschine 22. Der Motor MG2 wird angetrieben und gesteuert, um die Drehmomentanforderung Tr* an die Hohlradwelle 32a oder die Antriebswelle auszugeben. Die Antriebsteuerung gemäß diesem Ausführungsbeispiel erfüllt eine Ausgabe der Drehmomentanforderung Tr* an die Hohlradwelle 32a, obwohl sie eine relativ lange Zeit für einen vollständigen Start der Kraftmaschine 22 benötigt.
  • Das Hybridfahrzeug 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel startet ein Ankurbeln der Kraftmaschine 22 nach einem Schließen des Abgasströmungsumschaltventils 147. Eine derartige Steuerung ermöglicht es, dass der Kraftstoffdampf, der in dem Lufteinlasssystem angesammelt ist, durch das HC-Adsorptionsmittel 146 in effektiver Weise absorbiert wird. Dies verbessert die Emission bei dem Start der Kraftmaschine 22. Die geschlossene Position des Abgasströmungsumschaltventils 147 wird durch das Ventilschließschaltsignal bestätigt, das von dem Ventilschließschalter 149 ausgegeben wird. Dies stellt weiter eine effektive Absorption des Kraftstoffdampfes, der in dem Lufteinlasssystem angesammelt ist, bei dem HC-Adsorptionsmittel 146 sicher.
  • Das Hybridfahrzeug 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel startet ein Ankurbeln der Kraftmaschine 22 nach einer Bestätigung der geschlossenen Position des Abgasströmungsumschaltventils 147 auf der Grundlage des Ventilschließschaltsignals, das von dem Ventilschließschalter 149 ausgegeben wird. Dieses Verfahren ist jedoch nicht einschränkend, sondern es kann jedes beliebige andere geeignete Verfahren angewendet werden, um die geschlossene Position des Abgasströmungsumschaltventils 147 zu bestätigen. Ein anwendbares Verfahren misst den elektrischen Strom, der der elektrischen Betätigungseinrichtung 148 zugeführt wird, für eine Bestätigung der geschlossenen Position des Abgasströmungsumschaltventils 147. Ein modifizierter Ablauf der Startsteuerung kann möglicherweise nicht direkt die geschlossene Position des Abgasströmungsumschaltventils 147 bestätigen, aber er kann ein Ankurbeln der Kraftmaschine 22 nach Ablauf einer voreingestellten Zeitdauer ab einer Ausgabe einer Ventilschließanweisung starten. Wenn eine Entfernung zwischen dem Lufteinlasssystem und dem HC-Adsorptionsmittel 146 in einem spezifizierten Bereich liegt, kann die Startsteuerung unmittelbar ein Ankurbeln der Kraftmaschine 22 ohne eine Bestätigung der geschlossenen Position des Abgasströmungsumschaltventils 147 starten.
  • In dem Hybridfahrzeug 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die zweite Katalysatorumwandlungseinheit 140 ausgelegt, den HC, der durch das HC-Adsorptionsmittel 146 absorbiert wird, und später von dem HC-Adsorptionsmittel 146 freigegeben wird, in den Drei-Wege-Katalysator 141 für eine katalytische Umwandlung einzubringen. Der HC, der durch das HC-Adsorptionsmittel 146 absorbiert wird und später von dem HC-Adsorptionsmittel 146 freigegeben wird, kann direkt zu dem Einlassluftsystem über ein EGR-Rohr geführt werden, um verbrannt zu werden.
  • Das Hybridfahrzeug 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel umfasst zwei Katalysatorumwandlungseinheiten, d.h. die erste Katalysatorumwandlungseinheit 143 und die zweite Katalysatorumwandlungseinheit 140. Das Hybridfahrzeug kann jedoch lediglich eine Katalysatorumwandlungseinheit aufweisen, d.h. die zweite Katalysatorumwandlungseinheit 140, oder es kann drei oder mehr Katalysatorumwandlungseinheiten aufweisen.
  • In dem Hybridfahrzeug 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel wird die Leistung der Kraftmaschine 22 über den Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 zu der Hohlradwelle 32a oder der Antriebswelle, die mit den Antriebsrädern 63a und 63b verbunden ist, ausgegeben. Die Technik der Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration begrenzt, sondern sie kann ebenso bei einem Hybridfahrzeug 220 einer modifizierten Konfiguration, die in 10 gezeigt ist, anwendbar sein. Das Hybridfahrzeug 220 gemäß 10 weist einen Paar-Rotor-Motor 230 auf, der einen inneren Rotor 232, der mit der Kurbelwelle 26 der Kraftmaschine 22 verbunden ist, und einen äußeren Rotor 234 umfasst, der mit einer Antriebswelle für eine Ausgabe einer Leistung zu den Antriebsrädern 63a und 63b verbunden ist. Der Paar-Rotor-Motor 230 überträgt einen Teil der ausgegeben Leistung der Kraftmaschine 22 zu der Antriebswelle, während die restliche Kraftmaschinenausgabeleistung in eine elektrische Leistung umgewandelt wird.
  • Die Technik der Erfindung ist bei einem Hybridfahrzeug eines beliebigen anderen Aufbaus anwendbar, der umfasst: eine Kraftmaschine, die mit einem HC-Adsorptionsmittel und einem Abgaskatalysator für eine katalytische Umwandlung in einem Abgassystem ausgestattet ist, und eine Ankurbelvorrichtung zum Ankurbeln der Kraftmaschine. Die Technik der Erfindung ist nicht auf die Hybridfahrzeuge begrenzt, sondern sie ist ebenso bei herkömmlichen Motorfahrzeugen ohne einen Antriebsmotor sowie bei Antriebssystemen, die nicht bei Motorfahrzeugen angebracht sind, anwendbar.
  • Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel ist in jederlei Hinsicht als Veranschaulichung und nicht als Einschränkung zu betrachten. Es können viele Modifikationen, Änderungen und Umbildungen ausgeführt werden, ohne den Umfang der Haupteigenschaften der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Die Technik der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt bei der Fertigungsindustrie von Antriebssystemen und Kraftfahrzeugen anwendbar.
  • Zusammenfassung
  • Bei einem ersten Start einer Kraftmaschine nach einer Systemaktivierung gibt das Startsteuerungsverfahren eine Ventilschließanweisung aus, um ein Abgasströmungsumschaltventil zu schließen, und veranlasst dadurch, dass das gesamte Kraftstoffabgas, das in ein Abgassystem eingebracht wird, nach einem Durchgang durch ein HC-Adsorptionsmittel ausgestoßen wird (Schritt S100). Nach einer Bestätigung der geschlossenen Position des Abgasströmungsumschaltventils (Schritte S110 und S120) startet das Startsteuerungsverfahren ein Ankurbeln der Kraftmaschine (Schritt S130). Eine Kraftstoffeinspritzsteuerung und eine Zündsteuerung werden ausgeführt, um eine Kraftstoffeinspritzung von einem Kraftstoffeinspritzventil nach Ablauf einer voreingestellten Zeitdauer ab dem Start des Kraftmaschinenankurbelns zu starten (Schritt S170). Die Kraftstoffeinspritzung startet dementsprechend nach einer wesentlichen Beseitigung des Kraftstoffdampfes, der in einem Lufteinlasssystem aufgrund einer öldichten Undichtigkeit des Kraftstoffeinspritzventils angesammelt ist. Diese Anordnung verhindert in effektiver Weise eine Variation in einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei oder unmittelbar nach einem Start der Kraftmaschine.

Claims (22)

  1. Antriebssystem, das eine Verbrennungskraftmaschine umfasst, die mit einem Abgaskatalysator in einem Abgassystem ausgestattet ist, wobei das Antriebssystem umfasst: eine Kraftstoffabgasadsorptionseinheit, die in dem Abgassystem angeordnet ist, um eine Komponente eines Kraftstoffabgases zu absorbieren, einen Ankurbelaufbau, der die Verbrennungskraftmaschine ankurbelt, und ein Startsteuerungsmodul, das in Reaktion auf eine Startanweisung der Verbrennungskraftmaschine den Ankurbelaufbau steuert, um die Verbrennungskraftmaschine anzukurbeln, und die Verbrennungskraftmaschine steuert, um eine Kraftstoffeinspritzung von einem Kraftstoffeinspritzventil zu starten und um schließlich die Verbrennungskraftmaschine zu starten, nachdem ein Ankurbeln der Verbrennungskraftmaschine zu einem spezifischen Ausmaß fortgeschritten ist, das für eine wesentliche Beseitigung eines Kraftstoffdampfes, der in einem Lufteinlasssystem und in einer Verbrennungskammer angesammelt ist, erforderlich ist.
  2. Antriebssystem nach Anspruch 1, wobei das Startsteuerungsmodul die Verbrennungskraftmaschine steuert, um die Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil zu starten und um die Verbrennungskraftmaschine zu starten, nachdem ein Ankurbeln der Verbrennungskraftmaschine eine vorbestimmte Zeitdauer andauert, bei der das Fortschreiten des Ankurbelns zu einem spezifischen Ausmaß angenommen wird.
  3. Antriebssystem nach Anspruch 1, wobei das Startsteuerungsmodul in Reaktion auf eine erste Startanweisung der Verbrennungskraftmaschine nach einer Systemaktivierung arbeitet.
  4. Antriebssystem nach Anspruch 1, wobei der Abgaskatalysator bei einer Stromabwärtsseite der Kraftstoffabgasadsorptionseinheit angeordnet ist, um die Komponente des Kraftstoffabgases, das durch die Kraftstoffabgasadsorptionseinheit absorbiert wird und später von der Kraftstoffabgasadsorptionseinheit freigegeben wird, umzuwandeln.
  5. Antriebssystem nach Anspruch 1, wobei das Antriebssystem ausgelegt ist, eine Ausgabeleistung der Verbrennungskraftmaschine direkt oder indirekt zu verwenden und eine Ausgabe der Leistung zu einer Antriebswelle zu ermöglichen, wobei das Antriebssystem umfasst: einen Antriebswellenmotor, der eine Leistung zu der Antriebswelle ausgibt, eine Speichereinheit, die eine elektrische Leistung von und zu dem Antriebswellenmotor empfängt und überträgt, und ein Leistungsanforderungseinstellmodul, das eine Leistungsanforderung in Reaktion auf eine Betätigung einer Bedienungsperson einstellt, wobei das Startsteuerungsmodul den Antriebswellenmotor steuert, um eine Leistung, die äquivalent zu der eingestellten Leistungsanforderung ist, zu der Antriebswelle auszugeben.
  6. Antriebssystem nach Anspruch 5, wobei das Startsteuerungsmodul den Antriebswellenmotor steuert, um die Leistung, die äquivalent zu der eingestellten Leistungsanforderung ist, zu der Antriebswelle innerhalb einer Ausgabegrenze der Speichereinheit auszugeben.
  7. Antriebssystem nach Anspruch 5, wobei das Antriebssystem umfasst: einen Elektrische-Leistung-Mechanische-Leistung-Eingabe-Ausgabe-Mechanismus, der mit einer Ausgabewelle der Verbrennungskraftmaschine und mit der Antriebswelle verbunden ist, um als der Ankurbelaufbau mit einer Eingabe und Ausgabe einer elektrischen Leistung und einer mechanischen Leistung zu fungieren und um zumindest einen Teil der ausgegebenen Leistung der Verbrennungskraftmaschine zu der Antriebswelle nach einem Start der Verbrennungskraftmaschine auszugeben.
  8. Antriebssystem nach Anspruch 7, wobei der Elektrische-Leistung-Mechanische-Leistung-Eingabe-Ausgabe-Mechanismus umfasst: ein Drei-Wellen-Typ-Leistungseingabe-Ausgabe-Modul, das mit drei Wellen, der Ausgabewelle der Verbrennungskraftmaschine, der Antriebswelle und einer dritten Drehwelle, verbunden ist und auf der Grundlage von Leistungen, die von und zu beliebigen zwei Wellen unter den drei Wellen eingegeben und ausgegeben werden, automatisch Leistung von und zu einer übrigen Welle eingibt und ausgibt, und einen Drehwellenmotor, der in der Lage ist, Leistung von und zu der dritten Drehwelle einzugeben und auszugeben.
  9. Antriebssystem nach Anspruch 7, wobei der Elektrische-Leistung-Mechanische-Leistung-Eingabe-Ausgabe-Mechanismus einen Paar-Rotor-Motor umfasst, der einen ersten Rotor, der mit der Ausgabewelle der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist, und einen zweiten Rotor aufweist, der mit der Antriebswelle verbunden ist, und der angetrieben wird, um den ersten Rotor in Bezug auf den zweiten Rotor durch elektromagnetische Operationen des ersten Rotors und des zweiten Rotors zu drehen.
  10. Antriebssystem, das eine Verbrennungskraftmaschine umfasst, die mit einem Abgaskatalysator in einem Abgassystem ausgestattet ist, wobei das Antriebssystem umfasst: eine Kraftstoffabgasadsorptionseinheit, die in dem Abgassystem angeordnet ist, um eine Komponente eines Kraftstoffabgases zu absorbieren, einen Umschaltmechanismus, der durch eine Betätigungseinrichtung angetrieben wird, um einen Strömungsweg des Kraftstoffabgases zwischen einem ersten Gasweg, der veranlasst, dass ein Hauptanteil des Kraftstoffabgases, das in das Abgassystem eingebracht wird, ohne einen Durchgang durch die Kraftstoffabgasadsorptionseinheit ausgestoßen wird, und einem zweiten Gasweg, der veranlasst, dass das gesamte Kraftstoffabgas, das in das Abgassystem eingebracht wird, nach einem Durchgang durch die Kraftstoffabgasadsorptionseinheit ausgestoßen wird, zu schalten, einen Ankurbelaufbau, der die Verbrennungskraftmaschine ankurbelt, und ein Startsteuerungsmodul, das in Reaktion auf eine Startanweisung der Verbrennungskraftmaschine die Betätigungseinrichtung antreibt und den Umschaltmechanismus steuert, um den Strömungsweg des Kraftstoffabgases zu dem zweiten Gasweg zu schalten, und die Verbrennungskraftmaschine steuert, um ein Ankurbeln der Verbrennungskraftmaschine zu starten und um schließlich die Verbrennungskraftmaschine nach dem Umschalten des Strömungsweges des Kraftstoffabgases zu dem zweiten Gasweg durch den Umschaltmechanismus zu starten.
  11. Antriebssystem nach Anspruch 10, wobei das Antriebssystem umfasst: eine Umschalterfassungseinheit, die das Umschalten des Strömungsweges des Kraftstoffabgases zu dem zweiten Gasweg durch den Umschaltmechanismus erfasst, wobei das Startsteuerungsmodul in Reaktion auf eine Erfassung des Umschaltens des Strömungsweges des Kraftstoffabgases zu dem zweiten Gasweg durch die Umschalterfassungseinheit den Ankurbelaufbau steuert, um ein Ankurbeln der Verbrennungskraftmaschine zu starten.
  12. Antriebssystem nach Anspruch 10, wobei das Startsteuerungsmodul die Verbrennungskraftmaschine steuert, um eine Kraftstoffeinspritzung von einem Kraftstoffeinspritzventil zu starten und um schließlich die Verbrennungskraftmaschine zu starten, nachdem ein Ankurbeln der Verbrennungskraftmaschine zu einem spezifischem Ausmaß fortgeschritten ist, das für eine wesentliche Beseitigung eines Kraftstoffdampfes, der in einem Lufteinlasssystem und einer Verbrennungskammer angesammelt ist, erforderlich ist.
  13. Antriebssystem nach Anspruch 12, wobei das Startsteuerungsmodul die Verbrennungskraftmaschine steuert, um die Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil zu starten und um die Verbrennungskraftmaschine zu starten, nachdem ein Ankurbeln der Verbrennungskraftmaschine für eine vorbestimmte Zeitdauer andauert, bei der das Fortschreiten des Ankurbelns zu dem spezifischen Ausmaß angenommen wird.
  14. Antriebssystem nach Anspruch 10, wobei das Startsteuerungsmodul in Reaktion auf eine erste Startanweisung der Verbrennungskraftmaschine nach einer Systemaktivierung arbeitet.
  15. Antriebssteuerungssystem nach Anspruch 10, wobei der Abgaskatalysator bei einer Stromabwärtsseite der Kraftstoffabgasadsorptionseinheit angeordnet ist, um die Komponente des Kraftstoffabgases, das durch die Kraftstoffabgasadsorptionseinheit absorbiert wird und später von der Kraftstoffabgasadsorptionseinheit freigegeben wird, umzuwandeln.
  16. Antriebssystem nach Anspruch 10, wobei das Antriebssystem ausgelegt ist, eine Ausgabeleistung der Verbrennungskraftmaschine direkt oder indirekt zu verwenden und eine Ausgabe einer Leistung zu einer Antriebswelle zu ermöglichen, wobei das Antriebssystem umfasst: einen Antriebswellenmotor, der eine Leistung zu der Antriebswelle ausgibt, eine Speichereinheit, die eine elektrische Leistung von und zu dem Antriebswellenmotor empfängt und überträgt, und ein Leistungsanforderungseinstellmodul, das eine Leistungsanforderung in Reaktion auf eine Betätigung einer Bedienungsperson einstellt, wobei das Startsteuerungsmodul den Antriebswellenmotor steuert, um eine Leistung, die äquivalent zu der eingestellten Leistungsanforderung ist, zu der Antriebswelle auszugeben.
  17. Antriebssystem nach Anspruch 1, wobei das Startsteuerungsmodul den Antriebswellenmotor steuert, um die Leistung, die äquivalent zu der eingestellten Leistungsanforderung ist, zu der Antriebswelle innerhalb einer Ausgabegrenze der Speichereinheit auszugeben.
  18. Antriebssystem nach Anspruch 16, wobei das Antriebssystem umfasst: einen Elektrische-Leistung-Mechanische-Leistung-Eingabe-Ausgabe-Mechanismus, der mit einer Ausgabewelle der Verbrennungskraftmaschine und mit der Antriebswelle verbunden ist, um als der Ankurbelaufbau mit einer Eingabe und Ausgabe einer elektrischen Leistung und einer mechanischen Leistung zu fungieren und um zumindest einen Teil der ausgegebenen Leistung der Verbrennungskraftmaschine zu der Antriebswelle nach einem Start der Verbrennungskraftmaschine auszugeben.
  19. Antriebssystem nach Anspruch 18, wobei der Elektrische-Leistung-Mechanische-Leistung-Eingabe-Ausgabe-Mechanismus umfasst: ein Drei-Wellen-Typ-Leistungseingabe-Ausgabe-Modul, das mit drei Wellen, der Ausgabewelle der Verbrennungskraftmaschine, der Antriebswelle und einer dritten Drehwelle, verbunden ist und auf der Grundlage von Leistungen, die von und zu beliebigen zwei Wellen unter den drei Wellen eingegeben und ausgegeben werden, automatisch Leistung von und zu einer übrigen Welle eingibt und ausgibt, und einen Drehwellenmotor, der in der Lage ist, Leistung von und zu der dritten Drehwelle einzugeben und auszugeben.
  20. Antriebssystem nach Anspruch 18, wobei der Elektrische-Leistung-Mechanische-Leistung-Eingabe-Ausgabe-Mechanismus einen Paar-Rotor-Motor umfasst, der einen ersten Rotor, der mit der Ausgabewelle der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist, und einen zweiten Rotor aufweist, der mit der Antriebswelle verbunden ist, und der angetrieben wird, um den ersten Rotor in Bezug auf den zweiten Rotor durch elektromagnetische Operationen des ersten Rotors und des zweiten Rotors zu drehen.
  21. Steuerungsverfahren eines Antriebssystems, wobei das Antriebssystem umfasst: eine Verbrennungskraftmaschine, die mit einem Abgaskatalysator in einem Abgassystem ausgestattet ist, eine Kraftstoffabgasadsorptionseinheit, die in dem Abgassystem angeordnet ist, um eine Komponente eines Kraftstoffabgases zu absorbieren, und einen Ankurbelaufbau, der die Verbrennungskraftmaschine ankurbelt, wobei in Reaktion auf eine Startanweisung der Verbrennungskraftmaschine das Steuerungsverfahren des Antriebssystems (a) den Ankurbelaufbau steuert, um die Verbrennungskraftmaschine anzukurbeln, und (b) die Verbrennungskraftmaschine steuert, um eine Kraftstoffeinspritzung von einem Kraftstoffeinspritzventil zu starten und um schließlich die Verbrennungskraftmaschine zu starten, nachdem ein Ankurbeln der Verbrennungskraftmaschine zu einem spezifischem Ausmaß fortschreitet, das für eine wesentliche Beseitigung eines Kraftstoffdampfes, der in einem Lufteinlasssystem und in einer Verbrennungskammer angesammelt ist, erforderlich ist.
  22. Steuerungsverfahren eines Antriebssystems, wobei das Antriebssystem umfasst: eine Verbrennungskraftmaschine, die mit einem Abgaskatalysator in einem Abgassystem ausgestattet ist, eine Kraftstoffabgasadsorptionseinheit, die in dem Abgassystem angeordnet ist, um eine Komponente eines Kraftstoffabgases zu absorbieren, einen Umschaltmechanismus, der durch eine Betätigungseinrichtung angetrieben wird, um einen Strömungsweg des Kraftstoffabgases zwischen einem ersten Gasweg, der veranlasst, dass ein Hauptanteil des Kraftstoffabgases, das in das Abgassystem eingebracht wird, ohne einen Durchgang durch die Kraftstoffabgasadsorptionseinheit ausgestoßen wird, und einem zweiten Gasweg, der veranlasst, dass das gesamte Kraftstoffabgas, das in das Abgassystem eingebracht wird, nach einem Durchgang durch die Kraftstoffabgasadsorptionseinheit ausgestoßen wird, zu schalten, und einen Ankurbelaufbau, der die Verbrennungskraftmaschine ankurbelt, wobei in Reaktion auf eine Startanweisung der Verbrennungskraftmaschine das Steuerungsverfahren des Antriebssystems (a) die Betätigungseinrichtung antreibt und den Umschaltmechanismus steuert, um den Strömungsweg des Kraftstoffabgases zu dem zweiten Gasweg umzuschalten, und (b) die Verbrennungskraftmaschine steuert, um ein Ankurbeln der Verbrennungskraftmaschine zu starten und um schließlich die Verbrennungskraftmaschine nach dem Umschalten des Strömungsweges des Kraftstoffabgases zu dem zweiten Gasweg durch den Umschaltmechanismus zu starten.
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