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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Maschinenstartsystem, das, während eines Antriebs eines Hybridfahrzeugs, eine Maschine durch Verwenden des Moments eines elektrischen Motors startet.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Ein Hybridfahrzeug kann in einem EV-Antriebsmodus in Betrieb sein, in dem es in dem Zustand fährt, in dem seine Maschine gestoppt ist. Ein Maschinenstartsystem ist per se bekannt (siehe Patentdokument #1), in dem, wenn eine Anfrage zum Starten der Maschine während des EV-Antriebsmodus ausgegeben wird, die Maschine durch Übertragen des Moments des elektrischen Motors zu der Maschine über eine Kupplung gestartet wird, und temporär wird in diesem Startprozess die Kupplung ausgerückt oder deren Eingriffskraft wird verringert; und dann, wenn das Starten der Maschine abgeschlossen ist und nachdem der Unterschied zwischen der Eingangsdrehzahl und der Ausgangsdrehzahl der Kupplung verschwunden ist, wird die Kupplung eingerückt, so dass der Antriebsmodus gewechselt wird. Darüber hinaus sind die nachstehend genannten Patentdokumente #2 bis #4 für die vorliegende Erfindung relevant.
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ZITIERUNGSLISTE
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PATENTLITERATUR
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- Patentdokument #1: JP 2005-162142 A
- Patentdokument #2: JP 2005-162081 A
- Patentdokument #3: JP 2011-16390 A
- Patentdokument #4: JP 2007-261395 A
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES PROBLEM
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Der Kupplungsausrückbetrieb in Patentdokument #1 wird unter der Bedingung gestartet, dass die Drehzahl, bei der die Maschine angekurbelt wird, eine vorbestimmte Drehzahl erreicht hat, bei der ein Starten möglich ist. Da jedoch die Kupplung ausgerückt wird, wenn die Drehzahl der Maschine diese Drehzahl erreicht hat, bei der ein Starten möglich ist, ändert sich demzufolge das Intervall nicht, das von da an, wenn die Drehzahl der Maschine diese Drehzahl, bei der ein Starten möglich ist, erreicht, bis dahin erfordert ist, bis ein Starten der Maschine abgeschlossen ist. Mit anderen Worten gesagt, falls die Bedingung zum Starten des Kupplungsausrückbetriebs nicht variabel ist, ist es nicht möglich, die Zeitspanne von da an, wenn die Anfrage zum Starten der Maschine ausgegeben ist, bis zum Wechseln des Antriebsmodus zu ändern. Aufgrund dessen gibt es eine Gefahr, dass die Ansprechempfindlichkeit der Antriebskraft verschlechtert wird, da in einem Zustand, in dem die erforderte Antriebskraft groß ist, ein Wechseln des Antriebsmodus relativ langsam wird.
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Somit ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Maschinenstartsystem vorzusehen, das eine Antriebskraftansprechempfindlichkeit vorsieht, die der Forderung nach einer Antriebskraft entspricht.
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LÖSUNG DES TECHNISCHEN PROBLEMS
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Das Maschinenstartsystem der vorliegenden Erfindung ist ein Maschinenstartsystem, das auf ein Hybridfahrzeug angewendet ist, in dem eine Maschine über eine Kupplung mit einem Leistungsübertragungsweg verbunden ist, der eine Antriebskraft zum Antreiben ausgibt, und in dem auch ein elektrischer Motor mit dem Leistungsübertragungsweg verbunden ist, der eine elektronische Steuerungseinheit aufweist, die gestaltet ist, um die Maschine durch Verwenden des Moments des elektrischen Motors zu starten, wenn eine Startanfrage für die Maschine während eines Antriebsmodus ausgegeben wird, in dem die Maschine gestoppt ist, um die Kupplung einzurücken, so dass ein Moment nach einem Starten der Maschine zu dem Leistungsübertragungsweg übertragen wird, um einen Halbeinrückbetrieb des Einrückens der Kupplung, während sie schlupft, um die Maschine anzukurbeln, und einen Ausrückbetrieb des Ausrückens der Kupplung, nachdem ein Ankurbeln der Maschine begonnen hat, durchzuführen, und um die Startzeitabstimmung des Ausrückbetriebs gemäß einer erforderten Antriebskraft zu ändern.
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Da gemäß diesem Maschinenstartsystem die Startzeitabstimmung des Kupplungsausrückbetriebs gemäß der erforderten Antriebskraft geändert wird, wird demzufolge die Zeitspanne, die bis zum Wechseln des Antriebsmodus erfordert ist, so, um zu der erforderten Antriebskraft zu korrespondieren. Aufgrund dessen ist es möglich, eine Antriebskraftansprechempfindlichkeit zu erhalten, die zu der erforderten Antriebskraft korrespondiert.
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Als ein Aspekt des Maschinenstartsystems der vorliegenden Erfindung kann, wenn die erforderte Antriebskraft niedriger ist als ein vorbestimmter Referenzwert, die elektronische Steuerungseinheit die Startzeitabstimmung des Ausrückbetriebs so festlegen, dass der Ausrückbetrieb zu einer Zeitabstimmung startet, zu der eine Startmöglichkeitsbedingung, damit ein Starten der Maschine durch den Halbeinrückbetrieb möglich wird, gültig wird. Da gemäß diesem Aspekt der Kupplungsausrückbetrieb durchgeführt wird, wenn die Startmöglichkeitsbedingung aufgrund des Halbeinrückbetriebs gültig wird, ist es demzufolge möglich, das Auftreten einer Schwingung aufgrund dessen, dass die maschinenseitige Drehzahl der Kupplung höher wird als deren leistungsübertragungswegseitige Drehzahl, zuverlässig zu verhindern.
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In diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die elektronische Steuerungseinheit die Startzeitabstimmung des Ausrückbetriebs durch Heranziehen, als den Zeitpunkt, zu dem die Startmöglichkeitsbedingung gültig wird, des Zeitpunkts, zu dem die Energie, die die Maschine während des Halbeinrückbetriebs besitzt, eine Selbststartenergie erreicht, mit der, selbst, falls der Ausrückbetrieb durchgeführt wird, die Drehzahl der Maschine bis zu der Zeitabstimmung einer anfänglichen Zündung aufrechterhalten werden kann, ohne unter ein vorbestimmtes Grenzniveau abzusinken, bei dem ein Starten möglich ist. In diesem Fall wird aufgrund des Ausrückbetriebs, der zu der Zeitabstimmung durchgeführt wird, zu der die Energie, die die Maschine besitzt, die Selbststartenergie erreicht, die Drehzahl der Maschine bis zu der Zeitabstimmung einer anfänglichen Zündung der Maschine aufrechterhalten, ohne unter das Grenzniveau abzusinken, bei dem ein Starten möglich ist. Aufgrund dessen ist es möglich, die Startzeitabstimmung des Ausrückbetriebs innerhalb der Grenze früher zu machen, wo es möglich ist, ein zuverlässiges Maschinenstarten zu realisieren. Demzufolge ist es möglich, die Energie zu verringern, die aufgrund des Halbeinrückbetriebs verlorengeht.
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Als ein Aspekt des Maschinenstartsystems der vorliegenden Erfindung kann die elektronische Steuerungseinheit, wenn die erforderte Antriebskraft größer ist als ein vorbestimmter Referenzwert, die Startzeitabstimmung des Ausrückbetriebs auf der Basis der maschinenseitigen Drehzahl und der leistungsübertragungswegseitigen Drehzahl der Kupplung festlegen. Gemäß diesem Aspekt ist es möglich, dass die Startzeitabstimmung der Ausrückbetätigung in Anbetracht des Geschwindigkeitsunterschieds zwischen der maschinenseitigen Drehzahl und der leistungsübertragungswegseitigen Drehzahl festgelegt wird.
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In diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die elektronische Steuerungseinheit die Startzeitabstimmung des Ausrückbetriebs so festlegen, dass die Startzeitabstimmung des Ausrückbetriebs unter der Bedingung verzögert wird, dass die maschinenseitige Drehzahl nicht größer ist als die leistungsübertragungswegseitige Drehzahl. In diesem Fall ist es möglich, die Startzeitabstimmung bis zu der Grenze zu verzögern, bei der es möglich ist, das Auftreten von einer Schwingung, die aufgrund dessen erzeugt wird, dass die maschinenseitige Drehzahl der Kupplung höher ist als deren leistungsübertragungswegseitige Drehzahl, zu verhindern. Da es aufgrund dessen möglich ist, die Maschine zu starten, während die Drehzahl der Maschine erhöht wird bis direkt bevor eine Schwingung auftritt, ist es demzufolge möglich, das Wechseln des Antriebsmodus in einem frühen Stadium abzuschließen. Demzufolge ist es möglich, die Ansprechempfindlichkeit der Antriebskraft in einer Situation zu verbessern, in der die erforderte Antriebskraft groß ist und eine hohe Ansprechempfindlichkeit der Antriebskraft gefordert ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Figur, die eine Skizze eines Fahrzeugs zeigt, auf das ein Startsystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet ist;
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2 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerungsroutine zur Startsteuerung zeigt;
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3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerungsroutine für einen ersten Ausrückbetrieb zeigt, der durch die Routine von 2 definiert ist;
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4 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerungsroutine für einen zweiten Ausrückbetrieb zeigt, der durch die Routine von 2 definiert ist;
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5A ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel des Ergebnisses einer Steuerung zeigt, wenn die erforderte Antriebskraft größer ist als ein Referenzwert;
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5B ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel des Ergebnisses einer Steuerung zeigt, wenn die erforderte Antriebskraft geringer als oder gleich wie der Referenzwert ist; und
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6 ist eine Figur, die ein Beispiel eines anderen Fahrzeugs zeigt, auf das ein Startsystem gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Fahrzeug 1 als sogenanntes Hybridfahrzeug aufgebaut, das, als Leistungsquellen für einen Antrieb, mit einer Brennkraftmaschine 2 und einem Motorgenerator 3 versehen ist, der als ein elektrischer Motor funktioniert. Die Brennkraftmaschine 2 (nachstehend als die „Maschine” bezeichnet) ist als eine Brennkraftmaschine der Funkenzündungsbauart aufgebaut. Eine Ausgangswelle 2a der Maschine 2 ist mit einem automatisierten manuellen Getriebe (AMT) 8 über eine elektromagnetische Kupplung 7 verbunden. Ein Einrückbetrieb und ein Ausrückbetrieb werden durch die elektromagnetische Kupplung 7, angepasst an einen Geschwindigkeitsänderungsbetrieb des AMT 8 durchgeführt. Darüber hinaus ist es möglich, das Leistungsübertragungsübertragungsverhältnis der elektromagnetischen Kupplung 7 in einer nahezu stufenlosen Weise durch Ändern der Intensität des elektrischen Stroms, der zu dieser zugeführt wird, zu ändern. Demzufolge ist es durch Steuern der Intensität des Stroms, der zu der elektromagnetischen Kupplung 7 zugeführt wird, möglich, einen Halbeinrückbetrieb durchzuführen, in dem gestattet ist, dass die elektromagnetische Kupplung 7 etwas schlupft, während sie eingerückt ist.
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Das AMT 8 kann eine Geschwindigkeitsänderungsstufe von einer Vielzahl von vier Vorwärtsgeschwindigkeitsänderungsstufen auswählen. Eine Auswahl einer Geschwindigkeitsänderungsstufe durch das AMT 8 wird automatisch auf der Basis der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 und des Beschleunigeröffnungsbetrags durchgeführt. Darüber hinaus kann der Fahrer, wenn das AMT 8 zu einem manuellen Modus umgeschaltet ist, eine gewünschte Geschwindigkeitsänderungsstufe durch Betätigen eines Schaltknaufs auswählen, der in der Figur nicht gezeigt ist.
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Das AMT 8 weist eine Eingangswelle 10 und eine Ausgangswelle 11 auf, die sich parallel zu dieser erstreckt, und erste bis vierte Radpaare G1 bis G4 sind zwischen dieser Eingangswelle 10 und dieser Ausgangswelle 11 vorgesehen. Das erste bis vierte Radpaar G1 bis G4 entspricht dem ersten bis vierten Gang. Es sei angemerkt, dass ein Rückwärtsantreiben des Fahrzeugs 1 durch Betreiben des Motorgenerators 8 in der Rückwärtsrichtung in dem Zustand realisiert wird, in dem der erste Gang ausgewählt ist. Das erste Radpaar G1 umfasst ein erstes Antriebsrad 13 und ein erstes Abtriebsrad 14, die miteinander kämmen. Das zweite Radpaar G2 umfasst ein zweites Antriebsrad 15 und ein zweites Abtriebsrad 16, die miteinander kämmen. In gleicher Weise umfasst das dritte Radpaar G3 ein drittes Antriebsrad 17 und ein drittes Abtriebsrad 18, die miteinander kämmen. Das vierte Radpaar G4 umfasst ein viertes Antriebsrad 19 und ein viertes Abtriebsrad 20, die miteinander kämmen. Die Übersetzungsverhältnisse der Radpaare G1 bis G4 sind festgelegt, um in der folgenden Reihenfolge kleiner zu werden: das erste Radpaar G1, das zweite Radpaar G2, das dritte Radpaar G3 und das vierte Radpaar G4.
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Das erste Antriebsrad 13 und das zweite Antriebsrad 15 sind beide auf der Eingangswelle 10 vorgesehen, um zusammen mit der Eingangswelle 10 einstückig zu drehen. Andererseits sind das dritte Antriebsrad 17 und das vierte Antriebsrad 19 beide auf der Eingangswelle 10 vorgesehen, um relativ zu der Eingangswelle 10 drehen zu können. Das erste Abtriebsrad 14 und das zweite Abtriebsrad 16 sind beide auf der Ausgangswelle 11 vorgesehen, um relativ zu der Ausgangswelle 11 drehen zu können. Andererseits sind das dritte Abtriebsrad 18 und das vierte Abtriebsrad 20 beide auf der Ausgangswelle 11 vorgesehen, um einstückig zusammen mit der Ausgangswelle 11 zu drehen.
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Kopplungsvorrichtungen C1 bis C4 sind zum Einlegen von einer der vorstehend beschriebenen Vielzahl von Geschwindigkeitsänderungsstufen des AMT 8 vorgesehen. Jede der Kopplungsvorrichtungen C1 bis C4 ist als eine Kupplung der Eingriffsbauart eines per se bekannten Typs aufgebaut und wird durch einen Betätigungsmechanismus betätigt, der in den Figuren nicht gezeigt ist. Die erste Kopplungsvorrichtung C1 kann zwischen einem eingerückten Zustand, in dem sie das erste Abtriebsrad 14 mit der Ausgangswelle 11 koppelt und somit ein einstückiges Drehen des ersten Abtriebsrads 14 und der Ausgangswelle 11 bewirkt, und einem ausgerückten Zustand betrieben werden, in dem sie diese Kopplung löst. In gleicher Weise kann die zweite Kopplungsvorrichtung C2 zwischen einem eingerückten Zustand, in dem sie das zweite Abtriebsrad 16 mit der Ausgangswelle 11 koppelt und somit ein einstückiges Drehen des zweiten Abtriebsrads 16 und der Ausgangswelle 11 miteinander bewirkt, und einem ausgerückten Zustand betrieben werden, in dem sie diese Kopplung löst. Darüber hinaus kann die dritte Kopplungsvorrichtung C3 zwischen einem eingerückten Zustand, in dem sie das dritte Antriebsrad 17 mit der Eingangswelle 10 koppelt und somit ein einstückiges Drehen des dritten Antriebsrads 17 und der Eingangswelle 10 miteinander bewirkt, und einem ausgerückten Zustand betrieben werden, in dem sie diese Kopplung löst. In gleicher Weise kann die vierte Kopplungsvorrichtung C4 zwischen einem eingerückten Zustand, in dem sie das vierte Antriebsrad 19 mit der Eingangswelle 10 koppelt und somit ein einstückiges Drehen des vierten Antriebsrads 19 und der Eingangswelle 10 miteinander bewirkt, und einem ausgerückten Zustand betrieben werden, in dem sie diese Kopplung löst. Das AMT 8 kann eine der vorstehend beschriebenen Vielzahl von Geschwindigkeitsänderungsstufen durch Versetzen von einer dieser Kopplungsvorrichtungen C1 bis C4 in den eingerückten Zustand einlegen.
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Ein erstes Ausgangsrad 21 ist auf der Ausgangswelle 11 vorgesehen, um einstückig mit dieser zu drehen. Dieses erste Ausgangsrad 21 kämmt mit einem Hohlrad 26, das an einem Gehäuse des Differenzialmechanismus 25 vorgesehen ist, der mit Antriebsrädern verbunden ist, die in den Figuren nicht gezeigt sind. Das Moment, das von dem AMT 8 abgegeben wird, wird zu einem linken und rechten Antriebsrad über das Hohlrad 26 und den Differenzialmechanismus 25 übertragen. Der Leistungsübertragungsweg von dem AMT 8 zu den Antriebsrädern entspricht dem „Leistungsübertragungsweg” in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung, da er ein Weg zum Ausgeben einer Antriebskraft zum Antreiben ist. Das Moment des Motorgenerators 3 wird zu der Ausgangswelle 11 über einen Getriebezug 28 übertragen. Der Getriebezug 28 umfasst ein zweites Ausgangsrad 29, das einstückig mit der Ausgangswelle 11 dreht, und ein Motorantriebsrad 30, das einstückig zusammen mit einer Welle 3a des Motors dreht, während es in dem Zustand des Kämmens mit dem zweiten Ausgangsrad 29 ist.
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Eine Steuerung der Maschine 2, des Motorgenerators 3, der elektromagnetischen Kupplung 7 und des AMT 8 wird durch eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 40 durchgeführt, die als eine Computereinheit aufgebaut ist. Steuerungsprogramme verschiedener Typen zum Vorsehen eines adäquaten Betriebszustands des Fahrzeugs 1 sind in der ECU 40 gespeichert. Die ECU 40 führt eine Steuerung von Steuerungsobjekten, wie der Maschine 2, die vorstehend beschrieben ist, usw., durch Ausführen dieser Programme durch. Die ECU 40 ist mit verschiedenen Sensoren verbunden, die Informationen bezüglich des Betriebszustands des Fahrzeugs 1 ausgeben. Beispielsweise sind ein eingangsseitiger Resolver 41, der ein Signal entsprechend der Drehzahl der Eingangswelle 10 ausgibt, ein ausgangsseitiger Resolver 42, der ein Signal entsprechend der Drehzahl der Ausgangswelle 11 ausgibt, ein Kurbelwinkelsensor 43, der ein Signal entsprechend des Kurbelwinkels der Maschine 2 ausgibt, und ein Beschleunigeröffnungsbetragsensor 44, der ein Signal entsprechend dem Beschleunigeröffnungsbetrag ausgibt, alle elektrisch mit der ECU 40 verbunden.
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Ein Beispiel der Steuerungsfunktionen, die durch die ECU 40 durchgeführt werden, ist eine Antriebsmoduswechselsteuerung, in der ein Wechsel zwischen Antriebsmodi verschiedener Typen, wie ein Hybridantriebsmodus, in dem sowohl die Maschine 2 als auch der Motorgenerator 3 als Leistungsquellen zum Antreiben verwendet werden, ein elektrischer Antriebsmodus, in dem, während die Maschine 2 in dem gestoppten Zustand ist, nur der Motorgenerator 3 als eine Leistungsquelle zum Antreiben verwendet wird, usw. durchgeführt wird. Eine Stoppsteuerung und eine Startsteuerung der Maschine 2 werden zusammen mit dieser Antriebsmoduswechselsteuerung durchgeführt. Darüber hinaus wird, wenn das Fahrzeug 1 verzögert, auch eine Regenerationssteuerung durchgeführt, in der Leistung, die von den Antriebsrädern eingegeben wird, vorteilhaft zur Erzeugung von elektrischer Leistung durch den Motorgenerator 3 herangezogen wird. In dem Folgenden werden von den verschiedenen Arten von Steuerungen, die durch die ECU 40 ausgeführt werden, Steuerungsformen in Bezug auf die vorliegende Erfindung erklärt, während eine Erklärung von anderen Steuerungsformen weggelassen wird oder gekürzt wird.
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In einigen Fällen, in Erwiderung auf eine Anfrage zur Erhöhung der Antriebskraft während des elektrischen Antriebsmodus, startet die ECU 40 die Maschine und wechselt den Antriebsmodus von dem elektrischen Antriebsmodus zu dem Hybridantriebsmodus. Um ein Starten der Maschine 2 in diesem Prozess des Wechselns des Antriebsmodus zu realisieren, führt die ECU 40 die Startsteuerung durch, die in 2 gezeigt ist. Das Programm der Routine von 2, das in der ECU 40 gespeichert ist, wird in einer zeitgerechten Weise ausgelesen und bei vorbestimmten Intervallen in der Größenordnung von Millisekunden wiederholt ausgeführt.
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In einem ersten Schritt S1 entscheidet die ECU 40, ob eine Anfrage zum Starten der Maschine 2 ausgegeben worden ist oder nicht. Falls eine Startanfrage ausgegeben worden ist, dann geht der Steuerungsablauf weiter zu einem Schritt S2, während, falls keine solche Anfrage ausgegeben worden ist, der nachfolgende Prozess übersprungen wird und diese Iteration der Routine endet. Während eines Fahrens in dem elektrischen Antriebsmodus wird eine Startanfrage ausgegeben, wenn eine Startbedingung gültig wird, wie beispielsweise, dass die erforderte Antriebskraft sich erhöht und einen Schwellenwert übersteigt, oder dergleichen.
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In dem Schritt S2 startet die ECU 40 einen Halbeinrückbetrieb, in dem die elektromagnetische Kupplung 7 eingerückt ist, während sie etwas schlupft. Aufgrund dieses Halbeinrückbetriebs wird das Moment des Motorgenerators 3 zu der Maschine 2 über das AMT 8 übertragen, und dadurch wird die Maschine 2 angekurbelt. Und in Verbindung mit einem Starten dieses Halbeinrückbetriebs steuert die ECU 40 den Motorgenerator 3 so, dass der Verlust ausgeglichen wird, der den Halbeinrückbetrieb begleitet. Aufgrund dessen ist es möglich, eine Verzögerung des Fahrzeugs 1 in Verbindung mit dem Halbeinrückbetrieb zu verhindern. Es ist zu verstehen, dass die ECU 40 ein Zünden der Maschine 2 zusammen mit diesem Halbeinrückbetrieb durchführt.
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Dann entscheidet die ECU 40 in einem Schritt S3, ob die Antriebskraft, die derzeit erfordert ist, größer ist als ein vorbestimmter Referenzwert. Falls die erforderte Antriebskraft größer ist als dieser vorbestimmte Referenzwert, dann geht der Steuerungsablauf weiter zu einem Schritt S4, wohingegen, falls die erforderte Antriebskraft geringer ist als oder gleich wie dieser vorbestimmte Referenzwert, der Steuerungsablauf zu einem Schritt S5 weitergeht. Die erforderte Antriebskraft wird auf der Basis des Beschleunigeröffnungsbetrags und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet. Der Beschleunigeröffnungsbetrag wird auf der Basis des Signals des Beschleunigeröffnungsbetragsensors 44 berechnet, während die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Basis des Signals des ausgangsseitigen Resolvers 42 berechnet wird. Der vorbestimmte Referenzwert ist in Anbetracht des Erfordernisses für eine Ansprechempfindlichkeit der Antriebskraft festgelegt. Demzufolge ist die Beziehung zwischen der erforderten Antriebskraft und dem vorbestimmten Referenzwert wie folgt: falls die erforderte Antriebskraft größer ist als der vorbestimmte Referenzwert, dann ist das Niveau des Erfordernisses für eine Ansprechempfindlichkeit hoch; während, wenn die erforderte Antriebskraft geringer als oder gleich wie der vorbestimmte Referenzwert ist, dann ist das Niveau des Erfordernisses für eine Ansprechempfindlichkeit nicht hoch.
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Als nächstes führt die ECU 40 einen in 3 gezeigten Schritt S4 einen ersten Ausrückbetrieb durch, der ist, in dem sie einen Ausrückbetrieb der elektromagnetischen Kupplung 7 zu einer Startzeitabstimmung startet, die für einen Fall geeignet ist, in dem die erforderte Antriebskraft groß ist. Zuerst berechnet die ECU 40 in einem Schritt S41 von 3 einen Schätzwert Nep für die maschinenseitige Drehzahl während eines Ausrückbetriebs. Es ist zu verstehen, dass in dieser Ausführungsform die maschinenseitige Drehzahl und die Maschinendrehzahl die gleichen sind, da die elektromagnetische Kupplung 2 und die Maschine 2 direkt miteinander gekoppelt sind. Die maschinenseitige Drehzahl meint die Drehzahl eines Drehelements der elektromagnetischen Kupplung 7 an deren Seite, die mit der Maschine 2 verbunden ist, während die Drehzahl der Maschine 2 die Drehzahl deren Ausgangswelle 2a meint. Wenn der Ausrückbetrieb der elektromagnetischen Kupplung 7 durchgeführt wird, erhöht sich die maschinenseitige Drehzahl aufgrund der Maschinenzündung. Je schneller dieser Ausrückbetrieb durchgeführt wird, desto leichter kann ein Stoß auftreten. Eine Betriebsgeschwindigkeit zum Begrenzen des Auftretens eines Stoßes existiert für jede maschinenseitige Drehzahl. Somit schätzt die ECU 40 den Schätzwert Nep für die gegenwärtige maschinenseitige Drehzahl, bei der kein Stoß erzeugt wird, durch Heranziehen als eine Bedingung, dass der Ausrückbetrieb der elektromagnetischen Kupplung 7 bei der schnellsten Zeitabstimmung durchgeführt werden sollte.
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Dann entscheidet die ECU 40 in Schritt S42, ob dieser Schätzwert Nep größer ist als der Wert, der durch Subtrahieren einer Sicherheitsspanne α von der Drehzahl Nin der Eingangswelle 10 erhalten wird, oder nicht. Die Drehzahl Nin der Eingangswelle 10 wird auf der Basis des Signals des eingangsseitigen Resolvers 41 berechnet. Die Drehzahl Nin entspricht der „leistungsübertragungswegseitigen Drehzahl” in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung. Die Sicherheitsspanne α ist in Anbetracht der Schätzgenauigkeit der maschinenseitigen Drehzahl bestimmt. Falls das Ergebnis der Entscheidung in diesem Schritt S42 positiv ist, geht der Steuerungsablauf weiter zu einem Schritt S43, wohingegen, wenn das Ergebnis negativ ist, der Steuerungsablauf zu dem Schritt S41 zurückkehrt.
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Schließlich beginnt die ECU 40 in dem Schritt S43 den Betrieb des Ausrückens der elektromagnetischen Kupplung 7. Durch Festlegen der Sicherheitsspanne α des Schritts S42 auf einen geeigneten Wert, der nicht Null ist, ist es möglich, den Ausrückbetrieb unter der Bedingung zu starten, dass die maschinenseitige Drehzahl nicht größer ist als die Drehzahl der Eingangswelle 10. Da je kleiner die Sicherheitsspanne α festgelegt ist, desto unmittelbarer die Startzeitabstimmung des Ausrückbetriebs auftritt bevor die maschinenseitige Drehzahl die Drehzahl der Eingangswelle 10 übersteigt, wird demzufolge die Startzeitabstimmung des Ausrückbetriebs durch nur diesen Betrag verzögert. Je mehr die Startzeitabstimmung des Ausrückbetriebs verzögert ist, desto schneller ist es möglich, die Drehzahl der Maschine 2 zu erhöhen.
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Mit Bezug auf 2 führt die ECU 40 in einem Schritt S5 einen zweiten Ausrückbetrieb durch, der in 4 gezeigt ist, in dem sie einen Ausrückbetrieb der elektromagnetischen Kupplung 7 zu einer Startzeitabstimmung startet, die für einen Fall geeignet ist, in dem die erforderte Antriebskraft geringer ist als oder gleich ist wie der vorbestimmte Referenzwert. Zuerst berechnet die ECU 40 in dem Schritt S51 von 4 die Energie E, die die Maschine 2 während eines Halbeinrückbetriebs besitzt. Diese Energie E ist die Summe aus der kinetischen Energie Ek, der Lageenergie Ep, der zugeführten Energie Ea und der Verlustenergie Es. Die konkrete Berechnung dieser Energien kann durch ein per se bekanntes Verfahren durchgeführt werden. Eine Kurzdarstellung einer solchen Berechnung ist wie folgt. Die kinetische Energie Ek wird von der Drehzahl der Maschine 2 unter Verwendung einer per se bekannten Gleichung berechnet. Die Lageenergie Ep wird auf der Basis des Kurbelwinkels der Maschine 2, des Moments, das von deren Kompressionsverhältnis stammt, und deren Drehzahl berechnet. Die zugeführte Energie Ea wird auf der Basis des Kupplungsmoments und der Drehzahl berechnet. Und die Verlustenergie Es wird auf der Basis der Drehzahl der Maschine 2 und des Reibungsmoments berechnet.
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Dann entscheidet die ECU 40 in einem Schritt S52, ob diese Energie E größer ist als die Selbststartenergie β oder nicht. Die Selbststartenergie β ist die Energie, mit der, selbst obwohl ein Einrückbetrieb der elektromagnetischen Kupplung 7 durchgeführt wird, es möglich ist, die Drehzahl der Maschine 2 bis zu der Zeitabstimmung einer anfänglichen Zündung aufrechtzuerhalten, ohne dass die Drehzahl unter ein vorbestimmtes Grenzniveau absinkt, bei dem ein Starten möglich ist. Dieses Grenzniveau, bei dem ein Starten möglich ist, wird experimentell als ein intrinsischer Wert der Maschine 2 bestimmt. Die Selbststartenergie β ist eine Funktion der Drehzahl und des Kurbelwinkels der Maschine 2. Ein Kennfeld, das experimentell im Voraus geschaffen ist, aber in den Figuren nicht gezeigt ist, ist in der ECU 40 gespeichert und spezifiziert diese Selbststartenergie als eine Variable, die von der Drehzahl und dem Kurbelwinkel der Maschine 2 abhängt. Die ECU 40 nimmt auf dieses Kennfeld Bezug und erhält die Selbststartenergie β entsprechend den Stromwerten der Drehzahl und des Kurbelwinkels der Maschine 2 und vergleicht die Größen dieser Selbststartenergie β und der Energie E miteinander. Falls das Ergebnis der Entscheidung in diesem Schritt S52 positiv ist, geht der Steuerungsablauf weiter zu einem Schritt S53, während, falls er negativ ist, der Steuerungsablauf zu dem Schritt S51 zurückkehrt.
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Schließlich beginnt die ECU 40 in dem Schritt S53 den Betrieb des Ausrückens der elektromagnetischen Kupplung 7. Die geeignete Zeitabstimmung zum Starten dieses Ausrückbetriebs, damit der Ausrückbetrieb in dem Fall einer positiven Bestimmung in dem Schritt S52 durchgeführt wird, ist der Zeitpunkt, zu dem die Energie E die Selbststartenergie β erreicht. Demzufolge wird durch Durchführen des Ausrückbetriebs zu dieser Zeitabstimmung die Drehzahl der Maschine 2 bis zu der Zeitabstimmung der anfänglichen Zündung der Maschine 2 aufrechterhalten, ohne unter das Grenzniveau, bei dem ein Starten möglich ist, abzusinken. Aufgrund dessen ist es möglich, die Startzeitabstimmung des Ausrückbetriebs zu beschleunigen, um so früh wie möglich zu sein, bis zu der frühesten Grenzzeitabstimmung, bei der es möglich ist, ein zuverlässiges Maschinenstarten zu realisieren.
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Mit Bezug auf 2 entscheidet die ECU in einem Schritt S6, ob die Drehzahl Ne der Maschine 2 größer ist als die Drehzahl Nin der Eingangswelle 10 oder nicht. Falls die Drehzahl Ne größer ist als die Drehzahl Nin, dann geht der Steuerungsablauf weiter zu einem Schritt S7. Aber falls die Drehzahl Ne geringer als oder gleich wie die Drehzahl Nin ist, dann stoppt der Prozessablauf.
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In dem Schritt S7 führt die ECU 40 einen Einrückbetrieb durch. Dieser Einrückbetrieb ist eine per se bekannte Art eines Betriebs, in dem die elektromagnetische Kupplung in den vollständig eingerückten Zustand durch allmähliches Erhöhen ihres Momentübertragungsverhältnisses gebracht wird. Durch diesen Einrückbetrieb, der durchgeführt wird, wird das Wechseln zu dem Antriebsmodus, in dem das Moment der Maschine 2 nach einem Starten zu der Eingangswelle 10 übertragen wird, abgeschlossen.
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Durch die Steuerung von 2 bis 4, die wie vorstehend beschrieben durchgeführt wird, werden die Steuerungsergebnisse in dem Fall von 5A, in dem die erforderte Antriebskraft größer ist, und in dem Fall von 5B unterschiedlich, in dem die erforderte Antriebskraft kleiner ist. Wie von diesen Figuren klar wird, ist das Intervall T1 von dem Zeitpunkt t0, zu dem die Startanfrage ausgegeben wird, um den Halbeinrückbetrieb der elektromagnetischen Kupplung 7 zu starten, bis zu der Startzeitabstimmung t2 des Ausrückbetriebs, zu der ein Abfallen des Kupplungsmoments Tq beginnt, in dem Fall von 5A länger, in dem die erforderte Antriebskraft größer ist, und ist kürzer in dem Fall von 5B, in dem die erforderte Antriebskraft kleiner ist. Aufgrund dessen steigt, wie in 5A gezeigt ist, wenn die erforderte Antriebskraft groß ist, die Drehzahl der Maschine 2 im Vergleich dazu schnell an, wenn die erforderte Antriebskraft klein ist. Als eine Folge wird, wenn die erforderte Antriebskraft groß ist, das Zeitintervall T2 von dem Zeitpunkt t2, wenn der Ausrückbetrieb beginnt, zu dem Zeitpunkt t3, zu dem das Wechseln des Antriebsmodus abgeschlossen ist, im Vergleich dazu kürzer, wenn die erforderte Antriebskraft klein ist. Aufgrund dessen ist es möglich, die Ansprechempfindlichkeit der Antriebskraft in einer Situation zu verbessern, in der die erforderte Antriebskraft groß ist und eine gute Ansprechempfindlichkeit der Antriebskraft gefordert ist. Wenn andererseits die erforderte Antriebskraft klein ist, wird als ein Ergebnis davon, dass das Zeitintervall T1 von dem Zeitpunkt t0, zu dem die Startanfrage ausgegeben wird, bis zu der Startzeitabstimmung t2 des Ausrückbetriebs kürzer wird, das Zeitintervall T2 von dem Startzeitpunkt t2 des Ausrückbetriebs zu dem Zeitpunkt t3, zu dem der Wechsel des Antriebsmodus abgeschlossen ist, länger. Da es jedoch möglich ist, das Zeitintervall zur Realisierung des Halbeinrückbetriebs soweit wie möglich unter der Bedingung zu verkürzen, dass das Auftreten einer Schwingung der elektromagnetischen Kupplung 7 unterdrückt wird, ist es demzufolge möglich, den Betrag eines Energieverlusts aufgrund solch eines Halbeinrückbetriebs zu verringern.
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Da gemäß dem Startsystem dieser Ausführungsform in dieser Weise die Startzeitabstimmung des Ausrückbetriebs der elektromagnetischen Kupplung 7 gemäß der erforderten Antriebskraft geändert wird, wird demzufolge bewirkt, dass die Zeitspanne, die zum Wechseln des Antriebsmodus erfordert ist, zu der erforderten Antriebskraft korrespondiert. Aufgrund dessen ist es möglich, eine Antriebskraftansprechempfindlichkeit zu erhalten, die zu der erforderten Antriebskraft korrespondiert.
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Die vorliegende Erfindung ist als nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt zu betrachten; sie könnte in verschiedenen unterschiedlichen Arten realisiert werden, vorausgesetzt, dass der Umfang des Kerns der vorliegenden Erfindung gewahrt ist. In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wäre es in einem Fall, in dem die erforderte Antriebskraft geringer als ein vorbestimmter Referenzwert ist, möglich, als die Bedingung, dass ein Starten möglich ist, zu verwenden, dass die Drehzahl der Maschine ein vorbestimmtes Grenzniveau, bei dem ein Starten möglich ist, übersteigt.
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Das Fahrzeug, auf das das Maschinenstartsystem der vorliegenden Erfindung angewendet ist, ist nicht als auf die in 1 gezeigte Art beschränkt gedacht. Wie in 6 gezeigt ist, wäre es beispielsweise auch möglich, die vorliegende Erfindung auf ein Fahrzeug 1' anzuwenden, in dem ein Getriebe 60 montiert ist, das im Inneren einen Motorgenerator 61 aufnimmt, der als ein elektrischer Motor dient. Die Stelle, an der der elektrische Motor montiert ist, ist nicht besonders beschränkt. Demzufolge kann der elektrische Motor auch mehr zu der Ausgangsseite als die Kupplung vorgesehen sein. Beispielsweise könnte der elektrische Motor an einem Differenzialmechanismus vorgesehen sein, mit dem die Antriebsräder verbunden sind, oder zwischen den Antriebsrädern und dem Differenzialmechanismus. Des Weiteren wäre es auch möglich, dass der elektrische Motor im Inneren von einem der Antriebsräder als ein Radmotor vorgesehen ist. Darüber hinaus kann das Getriebe, das an dem Fahrzeug montiert ist, ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT), ein stufenlos einstellbares Getriebe (CVT) oder ein Automatikgetriebe (AT) sein.
