DE112011105946B4

DE112011105946B4 - Stoppsteuerungsgerät für Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE112011105946B4
Application number: DE112011105946.9T
Authority: DE
Inventors: c/o TOYOTA JIDOSHA K. K. Tsukada Yuta
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2022-11-24
Anticipated expiration: 2031-12-15
Also published as: DE112011105946T5; JP5846217B2; US20140330476A1; CN103958859A; US9421970B2; CN103958859B; JPWO2013088526A1; WO2013088526A1; IN2014DN04597A

Abstract

Stoppsteuerungsgerät (100) für eine Brennkraftmaschine (200), das gestaltet ist, einen Betrieb einer Brennkraftmaschine (200) mit drei oder weniger Zylindern (201) zu steuern, wenn die Brennkraftmaschine (200) stoppt, wobei das Stoppsteuerungsgerät (100) Folgendes aufweist:einen Motor (MG1, MG2), der gestaltet ist, ein Drehmoment zu einer Kurbelwelle (205) der Brennkraftmaschine (200) auszugeben;eine Drehzahlerfassungsvorrichtung (110), die gestaltet ist, die Drehzahl der Brennkraftmaschine (200) zu erfassen;eine Kurbelwinkelerfassungsvorrichtung (120), die gestaltet ist, einen Kurbelwinkel (205) der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine (200) zu erfassen;eine Motorsteuerungsvorrichtung (150), die gestaltet ist, den Motor (MG1, MG2) zum Ausgeben eines Einstelldrehmoments zu steuern, das den Kurbelwinkel, wenn die Brennkraftmaschine (200) stoppt, auf einen gewünschten Wert einstellt, wenn die Brennkraftmaschine (200) stoppt;eine Drosselklappensteuerungsvorrichtung (160), die gestaltet ist, einen Öffnungsgrad einer Drosselklappe (208) auf einen vorbestimmten Öffnungsgrad in einem Einlasshub zu steuern, unmittelbar bevor die Brennkraftmaschine (200) stoppt; undeine Einstelldrehmomentbestimmungsvorrichtung (140), die gestaltet ist, das Einstelldrehmoment auf der Grundlage des Kurbelwinkels zu bestimmen, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine (200) einen vorbestimmten Wert hat.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Stoppsteuerungsgerät für eine Brennkraftmaschine, das gestaltet ist, einen Stoppbetrieb der Brennkraftmaschine zu steuern, die in einem Fahrzeug wie z.B. in einem Automobil eingebaut ist.
Stand der Technik
Diese Art von Brennkraftmaschine ist erforderlich, um eine derartige Steuerung auszuführen, dass ein Kurbelwinkel, wenn die Brennkraftmaschine stoppt, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, um z.B. Schwingungen zu verhindern, wenn die Brennkraftmaschine startet. Für die Steuerung des Kurbelwinkels wird z.B. ein Verfahren zum Erhöhen eines Drosselöffnungsgrads unmittelbar vor dem Stoppen der Brennkraftmaschine verwendet. Zum Beispiel ist es in JP 2004 - 232 539 A vorgeschlagen, dass die Schwankung des Kurbelwinkels, wenn die Brennkraftmaschine stoppt durch Erhöhen des Drosselöffnungsgrads in einem Einlasshub unmittelbar vor dem Stoppen der Brennkraftmaschine und durch Erhöhen eines Verdichtungsdrucks in einem Verdichtungshub reduziert wird. Zum Beispiel ist es JP 2010 - 116 833 A vorgeschlagen, dass der Drosselöffnungsgrad bei einer Stoppsteuerung in Übereinstimmung mit dem Kurbelwinkel bestimmt wird, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine ein vorbestimmter Wert ist. Es ist ferner in JP 2007 - 327 364 A vorgeschlagen, dass der Drosselöffnungsgrad bei einer Stoppsteuerung in Übereinstimmung mit einer Einlassluftdichte der Brennkraftmaschine bestimmt wird.
Wie in JP 2004 - 232 539 A , JP 2010 - 116 833 A und JP 2007 - 327 364 A beschrieben ist, wird bei dem Verfahren zum Erhöhen des Drosselöffnungsgrads ein Kolben in dem Einlasshub aufgrund eines Einlassunterdrucks abgebremst. In dem Fall einer Brennkraftmaschine mit vier oder mehr Zylindern ist, da einer der Zylinder immer in dem Einlasshub ist, eine Bremswirkung aufgrund des Einlassunterdrucks konstant und wird der Kurbelwinkel einfach gesteuert. In dem Fall einer Brennkraftmaschine mit drei oder weniger Zylindern ist jedoch, da es eine Zeit geben kann, in der keiner der Zylinder in dem Einlasshub ist, die Bremswirkung aufgrund des Einlassunterdrucks nicht konstant und wird der Kurbelwinkel kaum gesteuert. In anderen Worten gibt es in den Technologien, die in JP 2004 - 232 539 A , JP 2010 - 116 833 A und JP 2007 - 327 364 A beschrieben sind, ein derartiges technisches Problem, dass es wahrscheinlich bzw. äußerst schwierig ist, den Kurbelwinkel aufgrund der Erzeugung des Einlassunterdrucks zu steuern.
Des Weiteren zeigt JP 2009 - 234 364 A ein Stoppsteuerungsgerät für eine Brennkraftmaschine, das gestaltet ist, einen Betrieb einer Brennkraftmaschine zu steuern, wenn die Brennkraftmaschine stoppt, wobei das Stoppsteuerungsgerät einen Motor, der gestaltet ist, ein Drehmoment zu einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine auszugeben; eine Drehzahlerfassungsvorrichtung, die gestaltet ist, die Drehzahl der Brennkraftmaschine zu erfassen; eine Kurbelwinkelerfassungsvorrichtung, die gestaltet ist, einen Kurbelwinkel der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zu erfassen; eine Motorsteuerungsvorrichtung, die gestaltet ist, den Motor zum Ausgeben eines Einstelldrehmoments zu steuern, das den Kurbelwinkel, wenn die Brennkraftmaschine stoppt, auf einen gewünschten Wert einstellt, wenn die Brennkraftmaschine stoppt; eine Drosselklappensteuerungsvorrichtung; und eine Einstelldrehmomentbestimmungsvorrichtung, die gestaltet ist, das Einstelldrehmoment auf der Grundlage des Kurbelwinkels zu bestimmen, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine einen vorbestimmten Wert hat.
Ferner zeigt US 2011 / 0 208 411 A1 ein Stoppsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine mit sechs Zylindern oder mit vier Zylindern in einem herkömmlichen Fahrzeug mit Verbrennungsmotor. Dieses System steuert eine Stoppposition eines spezifischen Kolbens der Brennkraftmaschine. Ein Ventilöffnungsbetrag eines Einlassluftströmungsratensteuerungsventils wird auf der Grundlage einer erfassten Brennkraftmaschinendrehzahl und eines erfassten Kurbelwinkels bestimmt, nachdem der Zündschalter ausgeschaltet worden ist, und das Einlassluftströmungsratensteuerungsventil wird so gesteuert, dass der Ventilöffnungsbetrag des Einlassluftströmungsratensteuerungsventils mit einem vorbestimmten Ventilöffnungsbetrag übereinstimmt.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Stoppsteuerungsgerät für eine Brennkraftmaschine mit drei oder weniger Zylindern bereitzustellen, das gestaltet ist, den Kurbelwinkel zu steuern, wenn die Brennkraftmaschine mit drei oder weniger Zylindern stoppt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Stoppsteuerungsgerät für eine Brennkraftmaschine mit drei oder weniger Zylindern gelöst, das die Merkmale von Anspruch 1 aufweist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Das Stoppsteuerungsgerät für die Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung steuert den Betrieb der Brennkraftmaschine mit drei oder weniger Zylindern, wenn die Brennkraftmaschine stoppt. Die Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung ist z.B. als ein Leistungselement gestaltet, das eine Leistung zu einer Antriebswelle eines Fahrzeugs zuführen kann, und kann verschiedene Gesichtspunkte ungeachtet von z.B. einer Kraftstoffart, einem Kraftstoffzufuhrgesichtspunkt, einem Kraftstoffsverdichtungsgesichtspunkt, einer Gestaltung eines Einlass-/Auslasssystems, einer Zylinderanordnung und dergleichen anwenden.
Das Stoppsteuerungsgerät für die Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung ist mit dem Motor vorgesehen, der gestaltet ist, das Drehmoment der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine auszugeben. Der Motor ist als ein Motorgenerator wie z.B. ein Motorgenerator gestaltet, der in einem Hybridfahrzeug montiert ist. Das Stoppsteuerungsgerät für die Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung ist ferner mit der Drehzahlerfassungsvorrichtung vorgesehen, die gestaltet ist, die Drehzahl der Brennkraftmaschine zu erfassen, und ist mit der Kurbelwinkelerfassungsvorrichtung vorgesehen, die gestaltet ist, den Kurbelwinkel der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zu erfassen.
Gemäß dem Stoppsteuerungsgerät für die Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung wird die Stoppsteuerung der Brennkraftmaschine gestartet, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine, die durch die Drehzahlerfassungsvorrichtung erfasst wird, kleiner ist als oder gleich ist wie ein vorbestimmter Grenzwert. In der Stoppsteuerung der Brennkraftmaschine wird z.B. ein Reduzierdrehmoment zum Reduzieren der Drehzahl der Brennkraftmaschine von dem Motor ausgegeben. Dies reduziert allmählich die Drehzahl der Brennkraftmaschine und stoppt schließlich die Brennkraftmaschine.
Insbesondere wird gemäß der vorliegenden Erfindung in der Stoppsteuerung der Brennkraftmaschine der Motor durch die Motorsteuerungsvorrichtung gesteuert, um das Einstelldrehmoment auszugeben, um den Kurbelwinkel, wenn die Brennkraftmaschine stoppt, auf den gewünschten Wert festzulegen. Wenn der Motor das vorstehend erwähnte Reduzierdrehmoment ausgibt, wird die Summe des Reduzierdrehmoments und des Einstelldrehmoments von dem Motor ausgegeben.
Des Weiteren wird gemäß der vorliegenden Erfindung zusätzlich zu der Ausgabe des Einstelldrehmoments, das vorstehend beschrieben ist, der Öffnungsgrad der Drosselklappe durch die Drosselklappensteuerungsvorrichtung auf einen vorbestimmten Öffnungsgrad in dem Einlasshub gesteuert, unmittelbar bevor die Brennkraftmaschine stoppt. Dies reduziert den Einlassunterdruck eines Einlassverteilers in dem Einlasshub. In anderen Worten wird der „vorbestimmte Öffnungsgrad“ hierbei erhalten und im Voraus, theoretisch, experimentell, oder empirisch als ein Wert festgelegt, der den Einlassunterdruck reduzieren kann.
Die Reduktion des Einlassunterdrucks, wie vorstehend beschrieben ist, reduziert die Bremswirkung des Kolbens aufgrund des Unterdrucks in dem Einlasshub und erhöht die andere Bremswirkung in dem Verdichtungsdruck. Dies erleichtert es, den Kurbelwinkel in einem Zustand des Verdichtungshubs zu stoppen (bevorzugt unmittelbar vor einem oberen Totpunkt, in dem eine Schwingung bei dem Start der Brennkraftmaschine wirksam verhindert werden kann).
Des Weiteren wird gemäß der vorliegenden Erfindung das vorstehend erwähnte Einstelldrehmoment auf der Grundlage des vorbestimmten Öffnungsgrads der Drosselklappe und des Kurbelwinkels bestimmt, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine den vorbestimmten Wert hat. Durch Bestimmen des Einstelldrehmoments auf diese Weise kann die Genauigkeit des Kurbelwinkels, wenn die Brennkraftmaschine stoppt, weiter erhöht werden.
In dem Fall der Brennkraftmaschine mit vier oder mehr Zylindern ist immer einer der Zylinder in dem Einlasshub. Somit ist, selbst wenn das Einstelldrehmoment nicht ausgegeben wird, die Bremswirkung aufgrund des Einlassunterdrucks konstant und wird der Kurbelwinkel einfach gesteuert. In dem Fall der Brennkraftmaschine mit drei oder weniger Zylindern, wie gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, kann es jedoch einen Zeitraum geben, in dem keiner der Zylinder in dem Einlasshub ist. Somit ist die Bremswirkung aufgrund des Einlassunterdrucks nicht konstant und wird der Kurbelwinkel kaum gesteuert. Daher ist die vorliegende Erfindung, in der der Öffnungsgrad der Drosselklappe gesteuert wird, während das Einstelldrehmoment ausgegeben wird, in der Praxis äußerst nützlich.
Wie vorstehend erläutert ist, ist es gemäß dem Stoppsteuerungsgerät für die Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung möglich, den Kurbelwinkel bevorzugt zu steuern, wenn die Brennkraftmaschine stoppt, selbst in dem Fall der Brennkraftmaschine mit drei oder weniger Zylindern.
In einem Gesichtspunkt des Stoppsteuerungsgeräts für die Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung ist der vorbestimmte Öffnungsgrad als ein Wert festgelegt, der es ermöglicht, dass ein Einlassunterdruck auf null in dem Einlasshub reduziert wird, unmittelbar bevor die Brennkraftmaschine stoppt.
Gemäß diesem Gesichtspunkt wird, wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe auf den vorbestimmten Öffnungsgrad festgelegt wird/ist, der Einlassunterdruck des Einlassverteilers auf null reduziert. Im Übrigen bedeutet hier „null“ nicht nur, dass der Einlassunterdruck vollständig null ist, sondern umfasst auch weiterhin, dass er klein genug ist, die nachteilige Wirkung durch den Einlassunterdruck, wie vorstehend beschrieben ist, zu beseitigen.
Das Festlegen des vorbestimmten Öffnungsgrads der Drosselklappe, wie vorstehend beschrieben ist, kann die nachteilige Wirkung des Einlassunterdrucks in der Stoppsteuerung der Brennkraftmaschine sicher reduzieren. Daher ist es möglich, den Kurbelwinkel bevorzugt zu steuern, wenn die Brennkraftmaschine stoppt.
In einem Gesichtspunkt des Stoppsteuerungsgeräts für die Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung ist der vorbestimmte Öffnungsgrad vollständig offen.
Gemäß diesem Gesichtspunkt wird der Öffnungsgrad der Drosselklappe in dem Einlasshub, unmittelbar bevor die Brennkraftmaschine stoppt, auf vollständig offen gesteuert. Die Studie des Erfinders hat gezeigt, dass die vollständig offene Drosselklappe es ermöglicht, dass die Brennkraftmaschine sicher mit dem Kurbelwinkel gestoppt werden kann, der den gewünschten Wert hat ungeachtet von z.B. den Spezifikationen der Brennkraftmaschine oder dergleichen. Bei diesem Gesichtspunkt ist es somit möglich, den Kurbelwinkel bevorzugt zu steuern, wenn die Brennkraftmaschine stoppt.
In einem Gesichtspunkt des Stoppsteuerungsgeräts für die Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung weist eine Motordrehzahlerfassungsvorrichtung auf, die gestaltet ist, die Drehzahl des Motors zu erfassen, und erhöht die Einstelldrehmomentbestimmungsvorrichtung das Einstelldrehmoment bei einer Erhöhung der Drehzahl des Motors bei einem Start einer Stoppsteuerung der Brennkraftmaschine und reduziert das Einstelldrehmoment bei einer Reduzierung der Drehzahl des Motors.
Gemäß diesem Gesichtspunkt wird die Drehzahl des Motors durch die Motordrehzahlerfassungsvorrichtung erfasst. Durch die Einstelldrehmomentbestimmungsvorrichtung wird das Einstelldrehmoment bei einer Erhöhung der Drehzahl des Motors bei dem Start der Stoppsteuerung der Brennkraftmaschine erhöht und wird das Einstelldrehmoment bei einem Reduzieren der Drehzahl des Motors reduziert.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird, wenn das Einstelldrehmoment gemäß der Drehzahl des Motors bestimmt wird, die Abweichung der gesamten Energiemenge aufgrund einer Differenz der Drehzahl berücksichtigt. Es ist somit möglich, den Kurbelwinkel mit einer höheren Genauigkeit zu steuern, wenn die Brennkraftmaschine stoppt.
In einem Gesichtspunkt des Stoppsteuerungsgeräts für die Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung reduziert die Einstelldrehmomentbestimmungsvorrichtung das Einstelldrehmoment, wenn eine Gangschaltung eines Getriebes, das mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist, in einem D-Bereich zum Antreiben ist, im Vergleich zu in einem P-Bereich zum Stoppen.
Gemäß diesem Gesichtspunkt wird die Drehzahl des Motors indirekt abhängig davon bestimmt, ob die Gangschaltung des Getriebes in dem D-Bereich (Antriebsbereich) zum Antreiben oder in dem P-Bereich (Parkbereich) zum Stoppen ist. Insbesondere wird es in dem Fall des D-Bereichs bestimmt, dass die Drehzahl des Motors kleiner ist als die in dem Fall des P-Bereichs.
Auf diese Weise kann die Anzahl des Motors einfach geschätzt werden, ohne dass tatsächlich die Drehzahl des Motors erfasst wird. Es ist daher möglich, die Genauigkeit der Kurbelwinkelsteuerung mit einer relativ einfachen Gestaltung zu erhöhen.
Der Betrieb und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus dem Ausführungsbeispiel, das nachstehend erläutert ist, besser ersichtlich.
Figurenliste

1 ist eine schematische Gestaltungsdarstellung, die eine Gestaltung eines Hybridfahrzeugs konzeptionell darstellt.
2 ist eine schematische Gestaltungsdarstellung, die eine Gestaltung eines Hybridantriebsgeräts konzeptionell darstellt.
3 ist eine schematische Gestaltungsdarstellung, die eine Gestaltung einer Brennkraftmaschine konzeptionell darstellt.
4 ist eine Blockdarstellung, die eine Gestaltung einer ECU darstellt.
5 ist ein Ablaufschaubild, das den Betrieb eines Stoppsteuerungsgeräts für eine Brennkraftmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
6 ist ein Diagramm, das Änderungen von verschiedenen Parametern in Betrieb des Stoppsteuerungsgeräts für die Brennkraftmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
7 ist ein Kennfeld zum Berechnen eines Einstelldrehmoments aus einem Kurbelwinkel.
8 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einem Kurbelwinkel bei 500 U/min und einem Kurbelwinkel darstellt, wenn die Brennkraftmaschine stoppt.
9 ist ein Ablaufschaubild, das den Betrieb eines Stoppsteuerungsgeräts für eine Brennkraftmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.
10 ist ein Nomogramm, das die Brennkraftmaschinendrehzahl und die MG1-Drehzahl darstellt.
11 ist ein Diagramm, das eine zeitliche Integration einer Winkelgeschwindigkeit darstellt, wenn ein Fahrzeug stoppt.
12 ist ein Diagramm, das eine zeitliche Integration einer Winkelgeschwindigkeit bei einem Antrieb mit niedriger Geschwindigkeit darstellt.

Formen zum Ausführen der Erfindung.
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
Zunächst ist eine Gesamtgestaltung eines Hybridfahrzeugs, in dem ein Stoppsteuerungsgerät für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel eingebaut ist, in Bezug auf 1 erläutert. 1 ist eine schematische Darstellung, die die Gestaltung des Hybridfahrzeugs konzeptionell darstellt.
In 1 ist ein Hybridfahrzeug 1 in dem Ausführungsbeispiel mit einem Hybridantriebsgerät 10, einer Leistungssteuerungseinheit (PCU) 11, einer Batterie 12, einem Beschleunigeröffnungssensor 13, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14 und einer ECU 100 vorgesehen.
Die ECU 100 ist mit einem Zentralprozessor (CPU), einem Festwertspeicher (ROM), einem Schreib-Lese-Speicher (RAM) und dergleichen vorgesehen. Die ECU 100 ist eine elektronische Steuerungseinheit, die gestaltet ist, den Betrieb jeder Einheit des Hybridfahrzeugs 1 zu steuern. Die ECU 100 ist gestaltet, verschiedene Steuerungen des Hybridfahrzeugs 1 in Übereinstimmung mit einem Steuerungsprogramm auszuführen, das z.B. in dem ROM oder dergleichen gespeichert ist.
Die PCU 11 wandelt Gleichstromleistung (DC-Leistung), die von der Batterie 12 entnommen wird, in Wechselstromleistung (AC-Leistung) um und führt sie zu den Motorgeneratoren MG1 und MG2 zu, die nachstehend beschrieben sind. Die PCU 11 weist einen nicht dargestellten Inverter auf, der in der Lage ist, AC-Leistung, die durch die Motorgeneratoren MG1 und MG2 erzeugt wird, in DC-Leistung umzuwandeln und diese zu der Batterie 12 zuzuführen. In anderen Worten ist die PCU 11 eine Leistungssteuerungseinheit, die gestaltet ist, eine Eingabe/Ausgabe des elektrischen Stroms (elektrische Leistung) zwischen der Batterie 12 und jedem Motorgenerator oder eine Eingabe/Ausgabe eines elektrischen Stroms (elektrische Leistung) zwischen den Motorgeneratoren zu steuern (d. h. in diesem Fall wird die elektrische Leistung zwischen den Motorgeneratoren und nicht über die Batterie 12 übertragen). Die PCU 11 ist elektrisch mit der ECU 100 verbunden und deren Betrieb wird durch die ECU 100 gesteuert.
Die Batterie 12 ist eine aufladbare Speicherbatterie, die als eine elektrische Leistungszufuhrquelle (Stromzufuhrquelle) dient, die für die elektrische Leistung zum Leistungsbetrieb der Motorgeneratoren MG1 und MG2 zuständig ist. Die Menge der gespeicherten Leistung der Batterie 12 kann durch die ECU 100 oder dergleichen erfasst werden.
Der Beschleunigeröffnungssensor 13 ist ein Sensor, der gestaltet ist, einen Beschleunigeröffnungsgrad Ta zu erfassen, der eine manipulierte Variable oder ein Betätigungsausmaß eines nicht dargestellten Beschleunigerpedals des Hybridfahrzeugs 1 ist. Der Beschleunigeröffnungssensor 13 ist elektrisch mit der ECU 100 verbunden, und der erfasste Beschleunigeröffnungsgrad Ta wird durch die ECU 100 in einem regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitraum erfasst.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14 ist ein Sensor, der gestaltet ist, eine Fahrzeuggeschwindigkeit V des Hybridfahrzeugs 1 zu erfassen. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14 ist elektrisch mit der ECU 100 verbunden und die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit V wird durch die ECU 100 in einem regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitraum erfasst.
Das Hybridantriebsgerät 10 ist eine Leistungseinheit, die als ein Antriebssystem des Hybridfahrzeugs 1 dient. Nachstehend ist in Bezug auf 2 eine ausführliche Gestaltung des Hybridantriebsgeräts 10 erläutert. 2 ist eine schematische Gestaltungsdarstellung, die die Gestaltung des Hybridantriebsgeräts konzeptionell darstellt.
In 2 ist das Hybridantriebsgerät 10 im Wesentlichen mit einer Brennkraftmaschine 200, einem Leistungsverteilungsmechanismus 300, dem Motorgenerator MG1 (nachstehend abgekürzt als „MG1“ bezeichnet), dem Motorgenerator MG2 (nachstehend abgekürzt als „MG2“ bezeichnet), einer Eingabewelle 400, einer Antriebswelle 500 und einem Drehzahlreduktionsmechanismus 600 vorgesehen.
Die Brennkraftmaschine 200 ist eine Ottobrennkraftmaschine als ein Beispiel der „Brennkraftmaschine“ der vorliegenden Erfindung. Die Brennkraftmaschine 200 ist gestaltet, als eine Hauptleistungsquelle des Hybridfahrzeugs 10 zu dienen. Nachstehend ist in Bezug auf 3 eine ausführliche Gestaltung der Brennkraftmaschine 200 erläutert. 3 ist eine schematische Darstellung, die eine Schnittdarstellung der Brennkraftmaschine darstellt.
Im Übrigen umfasst die „Brennkraftmaschine“ der vorliegenden Erfindung konzeptionell eine Brennkraftmaschine, die drei oder weniger Zylinder hat und die gestaltet ist, eine Kraft, die erzeugt wird, wenn ein Luft-Kraftstoff-Gemisch, das verschiedene Kraftstoffe wie z.B. Benzin, Leichtöl oder Alkohol beinhaltet, in einer Brennkammer innerhalb des Zylinders (der Zylinder) verbrannt wird, als eine Antriebskraft durch eine physikalische oder mechanische Übertragungsvorrichtung wie z.B. einen Kolben, eine Verbindungsstange und eine Kurbelwelle wie erforderlich zu entnehmen. Solange das Konzept erfüllt ist, ist die Gestaltung der Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung nicht auf die der Brennkraftmaschine 200 beschränkt, sondern kann verschiedene Gesichtspunkte umfassen.
Im Übrigen soll auch eine Brennkraftmaschine mit vier oder mehr Zylindern bei der Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung umfasst sein, solange sie temporär als die Brennkraftmaschine mit drei oder weniger Zylindern aufgrund einer Zylinderabschaltung oder dergleichen angetrieben werden kann und sie als die Brennkraftmaschine mit drei oder weniger Zylindern während einer Stoppsteuerung, die nachstehend beschrieben ist, angetrieben wird.
Des Weiteren ist die Brennkraftmaschine 200 eine Brennkraftmaschine, in der eine Vielzahl von Zylindern 201 in einer Richtung senkrecht zu dem Blatt ausgerichtet ist; jedoch ist nur ein Zylinder 201 in 3 erläutert, da die individuellen Zylinder 201 dieselbe Gestaltung haben.
In 3 ist die Brennkraftmaschine 200 gestaltet, um zu ermöglichen, dass das Luft-Kraftstoff-Gemisch durch einen Zündbetrieb des Zündgeräts 202 zu verbrennen, in dem eine Zündkerze (deren Bezugszeichen weggelassen ist) teilweise in einer Brennkammer in dem Zylinder 201 freiliegt. Die Brennkraftmaschine 200 ist ferner gestaltet, eine Hin- und Herbewegung eines Kolbens 203, die durch eine Explosionskraft aufgrund der Verbrennung verursacht wird, in eine Drehbewegung einer Kurbelwelle 205 durch eine Verbindungsstange 204 umzuwandeln.
In der Umgebung der Kurbelwelle 205 ist ein Kurbelpositionssensor 206 angeordnet, der gestaltet ist, eine Drehposition der Kurbelwelle 205 (d.h. einen Kurbelwinkel) zu umfassen. Der Kurbelpositionssensor 206 ist elektrisch mit der ECU 100 (nicht dargestellt) verbunden und die ECU 100 ist gestaltet, die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne der Brennkraftmaschine 200 auf der Grundlage eines Kurbelwinkelsignals zu berechnen, das von dem Kurbelpositionssensor 206 ausgegeben wird.
In der Brennkraftmaschine 200 wird die Luft, die von der Außenseite (oder Einlassluft) angesaugt wird, durch einen Einlasskanal 207 und einen Einlassanschluss 210 zu der Innenseite des Zylinders 201 während einer Öffnung eines Einlassventils 211 zugeführt. Andererseits liegt ein Kraftstoffeinspritzventil eines Injektors 212 in dem Einlassanschluss 210 frei und ist das Kraftstoffeinspritzventil gestaltet, Kraftstoff in den Einlassanschluss 210 einzuspritzen. Der Kraftstoff, der von dem Injektor 212 eingespritzt wird, wird vor und nach der Öffnungszeiteinstellung des Einlassventils 211 mit der Einlassluft gemischt, um dadurch das vorstehend erwähnte Luft-Kraftstoff-Gemisch bereitzustellen.
Der Kraftstoff ist in einem nicht dargestellten Kraftstofftank gespeichert und wird zu dem Injektor 212 durch ein nicht dargestelltes Förderrohr durch den Betrieb einer nicht dargestellten Förderpumpe zugeführt. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das in dem Zylinder 201 verbrannt wird, wird ein Abgas und wird zu einem Auslasskanal 212 durch einen Auslassanschluss 214 während einer Öffnung eines Auslassventils 213 zugeführt, das in Verbindung mit dem Öffnen oder Schließen des Einlassventils 211 öffnet oder schließt.
Andererseits ist an der stromaufwärtigen Seite des Einlassanschlusses 210 in dem Einlasskanal 207 eine Drosselklappe (Drosselventil) 208 angeordnet, die gestaltet ist, eine Einlassluftmenge einzustellen, die zu der Einlassluft zugehörig ist, die durch einen nicht dargestellten Filter zugeführt wird. Die Drosselklappe 208 ist ein Beispiel der „Drosselklappe (Drosselventil)“ der vorliegenden Erfindung und ist derart gestaltet, dass deren Antriebszustand durch einen Drosselklappenmotor 209 gesteuert wird, der elektrisch mit der ECU 100 verbunden ist. Im Übrigen steuert die ECU 100 den Drosselklappenmotor 209 vor allem, um einen Drosselöffnungsgrad gemäß dem Öffnungsgrad des Beschleunigerpedals zu erhalten, das nicht dargestellt ist (d.h. den vorstehend erwähnten Beschleunigeröffnungsgrad Ta); jedoch kann die ECU 100 auch den Drosselöffnungsgrad ohne eine Fahrerabsicht durch die Betriebssteuerung des Drosselklappenmotors 209 einstellen. In anderen Worten ist die Drosselklappe 208 als eine Art elektronisch gesteuerte Drosselklappe gestaltet.
In dem Auslasskanal 215 ist ein Dreiwegekatalysator 216 angeordnet. Der Dreiwegekatalysator 216 ist ein Katalysatorgerät, das gestaltet ist, NOx (Stickstoffoxid) in dem Abgas, das von der Brennkraftmaschine 200 ausgestoßen wird, zu reduzieren, und CO (Kohlenstoffmonoxid) und HC (Kohlenwasserstoff) in dem Abgas zu oxidieren. Insbesondere ist eine Form, durch die das Katalysatorgerät angewandt werden kann, nicht auf den Dreiwegekatalysator, wie er vorstehend beschrieben ist, beschränkt. Anstelle des oder zusätzlich zu dem Dreiwegekatalysator können verschiedene Katalysatoren wie z.B. ein NSR-Katalysator (oder ein NOx-Speicherreduktionskatalysator) oder ein Oxidationskatalysator angeordnet werden/sein.
Des Weiteren ist in dem Auslasskanal 215 ein Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 217 angeordnet, der gestaltet ist, ein Abgasluft-Kraftstoff-Verhältnis der Brennkraftmaschine 200 zu erfassen. Des Weiteren ist in einem Wasserkühlmantel, der in einem Zylinderblock angeordnet ist, in dem der Zylinder 201 aufgenommen ist, ein Wassertemperatursensor 218 zum Erfassen einer Kühlmitteltemperatur angeordnet, die zu einem Kühlmittel (LLC) zugehörig ist, das zum Kühlen der Brennkraftmaschine 200 zirkuliert und zugeführt wird. Jeder von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 217 und dem Temperatursensor 218 ist elektrisch mit der ECU 100 verbunden, und jedes/jede von dem erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und der erfassten Kühlmitteltemperatur wird durch die ECU 100 in einem regelmäßigen oder unregelmäßigen Erfassungszeitraum erkannt.
Zurück zu 2 ist der Motorgenerator MG1 ein Beispiel des „Motors“ der vorliegenden Erfindung und ist ein Elektromotorgenerator mit einer Leistungsbetriebsfunktion zum Umwandeln einer elektrischen Energie in eine kinetische Energie und einer Regenerationsfunktion zum Umwandeln einer kinetischen Energie in eine elektrische Energie. Der Motorgenerator MG2 ist wie der Motorgenerator MG1 ein Elektromotorgenerator mit der Leistungsbetriebsfunktion zum Umwandeln einer elektrischen Energie in eine kinetische Energie und der Regenerationsfunktion zum Umwandeln einer kinetischen Energie in eine elektrische Energie. Im Übrigen können die Motorgeneratoren MG1 und MG2 z.B. als Synchronmotorgeneratoren ausgestaltet sein. Zum Beispiel ist jeder der Motorgeneratoren MG1 und MG2 mit einem Rotor, der eine Vielzahl von Permanentmagneten an einer Außenumfangsfläche hat, und einem Stator vorgesehen, in dem eine Dreiphasenwicklung zum Erzeugen eines Drehmagnetfelds gewickelt ist; jedoch kann jeder der Motorgeneratoren eine andere Gestaltung haben.
Der Leistungsverteilungsmechanismus 300 ist mit einem Sonnenzahnrad S1, das in dessen zentralen Abschnitt vorgesehen ist, einem Hohlzahnrad R1, das konzentrisch an einem Außenumfang des Sonnenzahnrads S1 vorgesehen ist, einer Vielzahl von Ritzelzahnrädern P1, die zwischen dem Sonnenzahnrad S1 und dem Hohlzahnrad R1 angeordnet sind und von denen jedes an dem Außenumfang des Sonnenzahnrads S1 umläuft, während es sich um seine eigene Achse dreht, und einem Träger C1 vorgesehen, der eine Drehwelle jedes Ritzelzahnrads stützt.
Das Sonnenzahnrad S1 ist mit einem Rotor RT1 des MG1 durch eine Sonnenzahnradwelle 310 gekoppelt und dessen Drehzahl ist äquivalent zu der Drehzahl Nmg1 des MG1 (nachstehend auch als „MG1-Drehzahl Nmg1“ bezeichnet). Das Hohlzahnrad R1 ist mit einem Rotor RT2 des MG2 durch eine Kupplung 710, die Antriebswelle 500 und den Drehzahlreduktionsmechanismus 600 gekoppelt und dessen Drehzahl hat ein eindeutiges Verhältnis zu der Drehzahl Nmg2 des MG2 (nachstehend auch als eine „MG2-Drehzahl Nmg2“ bezeichnet). Des Weiteren ist der Träger C1 mit der Eingabewelle 400 gekoppelt, die mit der vorstehend erwähnten Kurbelwelle 205 der Brennkraftmaschine 200 gekoppelt ist, und ist dessen Drehzahl äquivalent zu der Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 200. In dem Hybridantriebsgerät 10 wird jede von der MG1-Drehzahl Nmg1 und der MG2-Drehzahl Nmg2 in einem regelmäßigen Zeitraum durch einen Drehsensor wie z.B. einem Drehgeber erfasst und wird zu der ECU 100 in einem regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitraum übertragen.
Andererseits ist die Antriebswelle 500 mit den Antriebswellen SFR und SFL, die ein rechtes vorderes Rad FR und ein linkes vorderes Rad FL als Antriebsräder des Hybridfahrzeugs 1 entsprechend antreiben, über den Drehzahlreduktionsmechanismus 600 gekoppelt, der ein Drehzahlreduziergerät ist, das verschiedene Reduktionszahnräder und Differenzialzahnräder aufweist. Daher wird ein Motordrehmoment Tmg2, das von dem Motorgenerator MG2 zu der Antriebswelle 500 zugeführt wird, zu jeder Antriebswelle über den Drehzahlreduktionsmechanismus 600 übertragen und wird eine Antriebskraft von jedem Antriebsrad, das durch jede Antriebswelle übertragen wird, zu dem Motorgenerator MG2 über den Drehzahlreduktionsmechanismus 600 und die Antriebswelle 500 auf die gleiche Weise eingegeben. Daher hat die MG2-Drehzahl Nmg2 ein eindeutiges Verhältnis zu der Fahrzeuggeschwindigkeit V des Hybridfahrzeugs 1.
Der Leistungsverteilungsmechanismus 300 ist gestaltet, ein Brennkraftmaschinendrehmoment Te, das von der Brennkraftmaschine 200 zu der Eingabewelle 400 durch die Kurbelwelle 205 zugeführt wird, zu dem Sonnenzahnrad S1 und dem Hohlzahnrad R1 in einem vorbestimmten Verhältnis (einem Verhältnis gemäß einem Übersetzungsverhältnis zwischen den Zahnrädern) durch den Träger C1 und die Ritzelzahnräder P1 zu verteilen, und ist gestaltet, die Leistung der Brennkraftmaschine 200 in zwei Systeme gemäß der vorstehenden Gestaltung aufzuteilen.
Nachstehend ist eine spezifische Gestaltung der ECU 100, die einen Teil des Stoppsteuerungsgeräts für die Brennkraftmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel bildet, in Bezug auf 4 erläutert. 4 ist eine Blockdarstellung, die die Gestaltung der ECU 100 darstellt.
In 4 ist in der ECU 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel mit einer Brennkraftmaschinendrehzahlerfassungseinheit 110, einer Kurbelwinkelerfassungseinheit 120, einer Brennkraftmaschinenstoppsteuerungsbestimmungseinheit 130, einer MG-Drehmomentberechnungseinheit 140, einer MG-Drehmomentsteuerungseinheit 150 und einer Drosselsteuerungseinheit 160 vorgesehen.
Die Brennkraftmaschinendrehzahlerfassungseinheit 110 ist ein Beispiel der Drehzahlerfassungsvorrichtung“ der vorliegenden Erfindung und erfasst die Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 200 auf der Grundlage einer Information über den Drehwinkel, der z.B. von dem Kurbelpositionssensor 206 (siehe 3) erhalten wird. Die Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 200, die durch die Brennkraftmaschinendrehzahlerfassungseinheit 110 erfasst wird, wird zu der Brennkraftmaschinenstoppsteuerungsbestimmungseinheit 130 ausgegeben.
Die Kurbelwinkelerfassungseinheit 120 ist ein Beispiel der „Kurbelwinkelerfassungsvorrichtung“ der vorliegenden Erfindung und erfasst den Kurbelwinkel der Kurbelwelle 205 auf der Grundlage der Information über den Kurbelwinkel, die von z.B. dem Kurbelpositionssensor 206 erhalten wird. Der Kurbelwinkel, der durch die Kurbelwinkelerfassungseinheit 120 erfasst wird, wird zu der MG-Drehmomentberechnungseinheit 140 ausgegeben.
Die Brennkraftmaschinenstoppsteuerungsbestimmungseinheit 130 führt verschiedene Bestimmungen in der Stoppsteuerung der Brennkraftmaschine 200 auf der Grundlage der Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 200 aus, die durch die Brennkraftmaschinendrehzahlerfassungseinheit 110 erfasst wird. Die Brennkraftmaschinenstoppsteuerungsbestimmungseinheit 130 hat z.B. zumindest einen Grenzwert für die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 200, um die Brennkraftmaschinenstoppsteuerung auszuführen, und bestimmt, ob verschiedene Steuerungen in der Brennkraftmaschinenstoppsteuerung abhängig davon, ob die erfasste Drehzahl NE den Grenzwert überschreitet oder nicht, auszuführen sind oder nicht. Die Brennkraftmaschinenstoppsteuerungsbestimmungseinheit 130 steuert jede der MG-Drehmomentberechnungseinheit 140 und der Drosselsteuerungseinheit 160, wenn bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschinenstoppsteuerung auszuführen ist.
Die MG-Drehmomentberechnungseinheit 140 ist ein Beispiel der „Einstelldrehmomentbestimmungsvorrichtung“ der vorliegenden Erfindung und bestimmt ein Drehmoment, das von dem MG1 auszugeben ist. Die MG-Drehmomentberechnungseinheit 140 berechnet ein Reduzierdrehmoment zum Reduzieren der Drehzahl der Brennkraftmaschine 200 in der Brennkraftmaschinenstoppsteuerung und ein Einstelldrehmoment zum Einstellen der Position des Drehwinkels. Insbesondere wird das vorstehend erwähnte Einstelldrehmoment mittels des Kurbelwinkels berechnet, der von der Kurbelwinkelerfassungseinheit 120 erhalten wird. In der MG-Drehmomentberechnungseinheit 140 ist z.B. ein Kennfeld zum Herleiten des Einstelldrehmoments aus dem Kurbelwinkel gespeichert. Ein Wert, der durch die MG-Drehmomentberechnungseinheit 140 berechnet wird, wird zu der MG-Drehmomentsteuerungseinheit 150 ausgegeben.
Die MG-Drehmomentsteuerungseinheit 150 ist ein Beispiel der „Motorsteuerungsvorrichtung“ der vorliegenden Erfindung. Die MG-Drehmomentsteuerungseinheit 150 steuert den Motorgenerator MG1, um das Drehmoment auszugeben, das durch die MG-Drehmomentberechnungseinheit 140 berechnet wird.
Die Drosselsteuerungseinheit 160 ist ein Beispiel der „Drosselklappensteuerungsvorrichtung“ der vorliegenden Erfindung. Die Drosselsteuerungseinheit 160 treibt den Drosselklappenmotor 209 (siehe 3) an, um dadurch den Öffnungsgrad der Drosselklappe 208 zu steuern. Die Drosselsteuerungseinheit 160 in dem Ausführungsbeispiel legt insbesondere fest, dass die Drosselklappe 208 einen vorbestimmten Öffnungsgrad, der im Voraus festgelegt ist, während einer Brennkraftmaschinenstoppsteuerung hat. Der Betrieb während einer Brennkraftmaschinenstoppsteuerung ist nachstehend erläutert.
Die ECU 100, die die vorstehend erwähnten Teile in einer elektronischen Steuerungseinheit umfasst, die einstückig ausgestaltet ist, und alle ihre Betriebe, die zu den vorstehend erwähnten Teilen zugehörig sind, sind gestaltet, um durch die ECU 100 ausgeführt zu werden. Die physikalischen, mechanischen und elektrischen Gestaltungen der vorstehend erwähnten Teile in der vorliegenden Erfindung sind nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Zum Beispiel kann jedes der Teile als verschiedene Computersysteme gestaltet sein wie z.B. in einer Vielzahl von ECUs, verschiedenen Prozessoreinheiten, verschiedenen Steuerungsgeräten oder Mikrocomputergeräten.
Nachstehend ist der Betrieb des Stoppsteuerungsgeräts für die Brennkraftmaschine in dem Ausführungsbeispiel anhand von zwei Ausführungsbeispielen beispielhaft erläutert.
<Erstes Ausführungsbeispiel>
Zunächst ist der Betrieb des Stoppsteuerungsgeräts für die Brennkraftmaschine in einem ersten Ausführungsbeispiel in Bezug auf 5 bis 8 erläutert. 5 ist ein Ablaufschaubild, das den Betrieb des Stoppsteuerungsgeräts für die Brennkraftmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt. 6 ist ein Diagramm, das Änderungen verschiedener Parameter im Betrieb des Stoppsteuerungsgeräts für die Brennkraftmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
In 5 und 6 wird im Betrieb des Stoppsteuerungsgeräts für die Brennkraftmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zunächst die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 200 durch die Brennkraftmaschinendrehzahlerfassungseinheit 110 erfasst (Schritt S101). Wenn die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 200 erfasst wird, wird es durch die Brennkraftmaschinenstoppsteuerungsbestimmungseinheit 130 bestimmt, ob der erfasste Wert 1200 U/min oder kleiner ist (Schritt S102). Im Übrigen ist der Wert von 1200 U/min hier ein Grenzwert zum Bestimmen, ob die Brennkraftmaschinenstoppsteuerung gestartet wird oder nicht, und ist im Voraus in der Brennkraftmaschinenstoppsteuerungsbestimmungseinheit 130 gespeichert.
Wenn es bestimmt wird, dass der erfasste Wert 1200 U/min oder kleiner ist (in dem Schritt S102: JA), wird das Reduzierdrehmoment, das von dem MG1 auszugeben ist, durch die MG-Drehmomentberechnungseinheit 140 berechnet und wird der MG1 gesteuert, um das berechnete Reduzierdrehmoment durch die MG-Drehmomentsteuerungseinheit 150 auszugeben (Schritt S103).
Wenn das Reduzierdrehmoment nicht ausreichend von dem MG1 z.B. aufgrund einer Win-Grenze oder dergleichen der Batterie 12 ausgegeben werden kann, ist es möglich, den Leistungsmangel (Ausgabemangel) des MG1 durch vorübergehendes Reduzieren des Öffnungsgrads der Drosselklappe 208 vor der Ausgabe des Reduzierdrehmoments und durch Erzeugen der Bremswirkung aufgrund des Einlassunterdrucks zu kompensieren.
Dann wird die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 200 wieder durch die Brennkraftmaschinendrehzahlerfassungseinheit 110 erfasst (Schritt S104). Wenn die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 200 erfasst wird, wird es durch die Brennkraftmaschinenstoppsteuerungsbestimmungseinheit 130 bestimmt, ob der erfasste Wert 1000 U/min oder kleiner ist (Schritt S105). Im Übrigen ist der Wert von 1000 U/min hier ein Grenzwert zum Bestimmen, ob die Ausgabe des Einstelldrehmoments zum Einstellen des Kurbelwinkels gestartet wird oder nicht, und ist im Voraus in der Brennkraftmaschinenstoppsteuerungsbestimmungseinheit 130 gespeichert.
Wenn es bestimmt wird, dass der erfasste Wert 1000 U/min oder kleiner ist (in dem Schritt S105: JA), wird zunächst der Wert des Kurbelwinkels zu diesem Zeitpunkt durch die Kurbelwinkelerfassungseinheit 120 erfasst (Schritt S106). Dann wird das Einstelldrehmoment, das von dem MG1 auszugeben ist, durch die MG-Drehmomentberechnungseinheit 140 auf der Grundlage des erfassten Werts des Kurbelwinkels berechnet (Schritt S107).
Nachstehend ist ein spezifisches Verfahren zum Berechnen des Einstelldrehmoments in Bezug auf 7 erläutert. 7 ist ein Kennfeld zum Berechnen des Einstelldrehmoments aus dem Kurbelwinkel. Im Übrigen stellt das Kennfeld von 7 einen Drehmomentwert zum Steuern des Kurbelwinkels nach dem Brennkraftmaschinenstopp auf ungefähr 120 Grad bis 150 Grad dar, was unmittelbar vor dem oberen Totpunkt liegt.
Durch Verwendung des Kennfelds, wie in 7 dargestellt ist, kann der Wert des Einstelldrehmoments, das auszugeben ist, eindeutig aus dem Wert des Kurbelwinkels bestimmt wird, wenn die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 200 1000 U/min beträgt. Das Kennfeld, wie vorstehend beschrieben ist, kann z.B. durch Wiederholen eines Tests zur Studie bereitgestellt werden, welche Art des Drehmoments auszugeben ist, um den Kurbelwinkel nach dem Brennkraftmaschinenstopp in einer gewünschten Position festzulegen.
Zurück zu 5 und 6 wird, wenn das Einstelldrehmoment berechnet wird, der MG1 gesteuert, um das berechnete Einstelldrehmoment durch die MG-Drehmomentsteuerungseinheit 150 auszugeben (Schritt S108). Das Einstelldrehmoment wird, wie durch einen schraffierten Bereich in 6 dargestellt ist, in einer Form ausgegeben, um zu dem Reduzierdrehmoment hinzugefügt zu werden, das zu dieser Zeit ausgegeben wird.
Dann wird die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 200 wieder durch die Brennkraftmaschinendrehzahlerfassungseinheit 110 erfasst (Schritt S109). Wenn die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 200 erfasst wird, wird es durch die Brennkraftmaschinenstoppsteuerungsbestimmungseinheit 130 bestimmt, ob der erfasste Wert 500 U/min oder kleiner ist (Schritt S110). Im Übrigen ist der Wert von 500 U/min ein Grenzwert zum Bestimmen, ob der Öffnungsgrad der Drosselklappe 208 vollständig offen festzulegen ist oder nicht, und ist im Voraus in der Brennkraftmaschinenstoppsteuerungsbestimmungseinheit 130 gespeichert.
Es ist ferner möglich, ein Antriebsgeräusch, das durch eine Dämpferresonanz verursacht wird, zu verhindern, indem der Grenzwert nahe an ein Resonanzband eines Dämpfers (z.B. 350 U/min) gebracht wird. Insbesondere verschlechtert sich, wenn das Resonanzband des Dämpfers mit dem Verdichtungshub überlappt, das Antriebsgeräusch, das durch die Dämpferresonanz verursacht wird, aufgrund der Verdichtungsreaktionskraft. Im Gegensatz dazu ist es, wenn ein Grenzwert, der es ermöglicht, dass der Öffnungsgrad der Drosselklappe 208 vollständig offen festgelegt wird, nahe dem Resonanzband des Dämpfers festgelegt wird, möglich, das Antriebsgeräusch wirksam zu verhindern, da das Resonanzband des Dämpfers in den Einlasshub verlagert werden kann, unmittelbar bevor die Brennkraftmaschine stoppt.
Wenn es bestimmt wird, dass der erfasste Wert 500 U/min oder kleiner ist (in dem Schritt S110: JA), wird der Drosselklappenmotor 209 durch die Drosselsteuerungseinheit 160 angetrieben und wird der Öffnungsgrad der Drosselklappe 208 auf vollständig offen festgelegt. Durch Festlegen des Öffnungsgrads der Drosselklappe 208 auf vollständig offen wird der Einlassunterdruck eines Einlassverteilers reduziert und nahe an den Atmosphärendruck gebracht. Dies reduziert die Bremswirkung des Kolbens 203, die durch den Unterdruck in den Einlasshub verursacht wird, und erhöht die andere Bremswirkung in dem Verdichtungsdruck. Dies erleichtert es, den Kurbelwinkel unmittelbar vor dem oberen Totpunkt zu stoppen.
Hier wurde der Fall erläutert, in dem der Öffnungsgrad der Drosselklappe 208 auf vollständig offen festgelegt wurde; jedoch ist es nicht zwangsweise erforderlich, dass der Öffnungsgrad vollständig offen festgelegt ist, solange er einen Wert hat, der einen nachteiligen Effekt des Einlassunterdrucks in dem Einlasshub, wie vorstehend beschrieben ist, beseitigen kann.
Schließlich wird die Wirkung der Brennkraftmaschinenstoppsteuerung durch das Stoppsteuerungsgerät für die Brennkraftmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in Bezug auf 8 nachstehend erläutert. 8 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen dem Kurbelwinkel bei 500 U/min und dem Kurbelwinkel darstellt, wenn die Brennkraftmaschine stoppt. Ein Vergleichsbeispiel in 8 stellt ein Ergebnis in einem Fall dar, in dem nur die Steuerung zum Festlegen der Drosselklappe 208 auf vollständig offen bei der Brennkraftmaschinenstoppsteuerung wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird und das Einstelldrehmoment nicht ausgegeben wird.
Wie in 8 dargestellt ist, weicht in dem Vergleichsbeispiel, in dem das Einstelldrehmoment nicht ausgegeben wird, wenn der Kurbelwinkel bei 500 U/min, was die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 200 ist, nahe einem Bereich von - 30 Grad bis 90 Grad liegt, der Kurbelwinkel, wenn die Brennkraftmaschine 200 stoppt, von einem Sollwert ab (d.h. 120 Grad bis 150 Grad). Andererseits ist in dem Ausführungsbeispiel, in dem das Einstelldrehmoment ungeachtet von dem Kurbelwinkel ausgegeben wird, wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl NE der Brennkraftmaschine 200 500 U/min beträgt, der Kurbelwinkel, wenn die Brennkraftmaschine 200 stoppt, in nahezu allen Fällen in dem Bereich des Sollwerts. Gemäß der Brennkraftmaschinenstoppsteuerung in dem Ausführungsbeispiel, wie vorstehend beschrieben ist, ist es möglich, den Kurbelwinkel mit einer äußerst hohen Genauigkeit zu steuern.
Wenn die Brennkraftmaschine 200 eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine mit vier oder mehr Zylindern ist, ist, da einer der Zylinder immer in dem Einlasshub ist, die Bremswirkung aufgrund des Einlassunterdrucks konstant und wird der Kurbelwinkel einfach gesteuert, selbst wenn das Einstelldrehmoment nicht ausgegeben wird. In der Brennkraftmaschine 200 mit drei oder weniger Zylindern wie in dem Ausführungsbeispiel ist jedoch, da es eine Zeit geben kann, in der keiner der Zylinder in dem Einlasshub ist, die Bremswirkung aufgrund des Einlassunterdrucks nicht konstant und wird der Kurbelwinkel kaum gesteuert. Daher ist die Brennkraftmaschinenstoppsteuerung in dem Ausführungsbeispiel, in dem der Öffnungsgrad der Drosselklappe 208 eingestellt wird, während das Einstelldrehmoment ausgegeben wird, äußerst nützlich.
Wie vorstehend erläutert ist, ist es gemäß dem Stoppsteuerungsgerät für die Brennkraftmaschine in dem ersten Ausführungsbeispiel möglich, den Kurbelwinkel bevorzugt zu steuern, wenn die Brennkraftmaschine stoppt.
<Zweites Ausführungsbeispiel>
Nachstehend ist der Betrieb eines Stoppsteuerungsgeräts für eine Brennkraftmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in Bezug auf 9 bis 12 erläutert. 9 ist ein Ablaufschaubild, das den Betrieb des Stoppsteuerungsgeräts für die Brennkraftmaschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich im Betrieb teilweise von dem vorstehend erwähnten ersten Ausführungsbeispiel, jedoch ist es hinsichtlich des anderen Grundbetriebs im Wesentlichen gleich wie das erste Ausführungsbeispiel. Somit ist in 9 ein Teil des Prozesses, der in 5 dargestellt ist, wie erforderlich weggelassen und ist nur der Prozess, der sich von dem in dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet, dargestellt.
In 9 wird es im Betrieb des Stoppsteuerungsgeräts für die Brennkraftmaschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, wenn die Brennkraftmaschinenstoppsteuerung gestartet wird (Schritt S201: JA), bestimmt, ob eine Gangschaltung des Hybridfahrzeugs 1 in einem P-Bereich ist oder nicht (Schritt S202). In anderen Worten wird es bestimmt, ob die Gangschaltung des Hybridfahrzeugs 1 in dem P-Bereich zum Stoppen des Fahrzeugs oder in einem D-Bereich zum Antreiben ist.
Wenn es bestimmt wird, dass die Gangschaltung des Hybridfahrzeugs 1 in dem P-Bereich ist (in dem Schritt S202: JA), wird das Einstelldrehmoment mittels eines P-Bereichkennfelds berechnet (Schritt S203). Wenn es bestimmt wird, dass die Gangschaltung des Hybridfahrzeugs 1 nicht in dem P-Bereich ist (d.h. sie ist in dem D-Bereich) (in dem Schritt S202: NEIN), wird das Einstelldrehmoment mittels eines D-Bereichkennfelds berechnet (Schritt S204).
Insbesondere ist in dem Fall des D-Bereichs die Drehzahl des MG1 voraussichtlich (mutmaßlich) kleiner als die in dem Fall P-Bereichs. Somit wird, wenn das D-Bereichkennfeld verwendet wird, das Einstelldrehmoment als ein kleinerer Wert berechnet als der in dem Fall, in dem das P-Bereichkennfeld verwendet wird. Dies ist deswegen so, da eine Drehenergie proportional zu dem Quadrat der Drehzahl ist.
Nachstehend ist die Differenz zwischen dem Einstelldrehmoment in dem P-Bereich und dem D-Bereich, wie vorstehend beschrieben sind, insbesondere in Bezug auf 10 bis 12 erläutert. 10 ist ein Nomogramm, das die Brennkraftmaschinendrehzahl und die Drehzahl des MG1 darstellt. 11 ist ein Diagramm, das eine zeitliche Integration (Integration nach der Zeit) einer Winkelgeschwindigkeit darstellt, wenn das Fahrzeug stoppt. 12 ist ein Diagramm, das eine zeitliche Integration (Integration nach der Zeit) einer Winkelgeschwindigkeit in einem Antrieb mit niedriger Geschwindigkeit darstellt.
Wie in 10 dargestellt ist, wurde eine Studie in einem Fall gemacht, in dem die Brennkraftmaschinendrehzahl von 1000 U/min auf 300 U/min in einem Fahrzeug während eines Stoppens in dem P-Bereich und in einem Fahrzeug in einem Kriechzustand reduziert wird (d.h. in dem Antrieb mit niedriger Geschwindigkeit in dem D-Bereich).
In dem Fahrzeug während des Stoppens in dem P-Bereich wird, wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl von 1000 U/min auf 300 U/min reduziert wird, die Drehzahl des MG1 von A1 U/min auf A2 U/min reduziert. Andererseits wird in dem Fahrzeug in dem Kriechzustand, wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl von 1000 U/min auf 300 U/min reduziert wird, die Drehzahl des MG1 von B1 U/min auf B2 U/min reduziert. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist A1>B1>A2>B2 in Bezug auf jeden Wert der Drehzahl erfüllt.
In 11 kann, wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl des Fahrzeugs während des Stoppens in dem P-Bereich von 1000 U/min auf 300 U/min reduziert wird, wenn eine Zeit t1 benötigt wird, um das Reduzierdrehmoment von 15 Nm gleichmäßig auszugeben, die Energie, die von dem MG1 ausgegeben wird, durch Multiplizieren eines zeitlichen Integrationswerts der Winkelgeschwindigkeit (d.h. eine Fläche eines Trapezbereichs in der Zeichnung) mit dem Drehmoment (d.h. 15 Nm) des MG1 berechnet.
In 12 wird, wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl des Fahrzeugs in dem Kriechzustand von 1000 U/min auf 300 U/min auf die gleiche Weise reduziert wird, wenn eine Zeit t2 benötigt wird, um das Reduzierdrehmoment von 15 Nm gleichmäßig auszugeben, die Energie, die von dem MG1 ausgegeben wird, durch Multiplizieren eines zeitlichen Integrationswerts der Winkelgeschwindigkeit (d.h. eine Fläche eines kleineren Trapezbereichs in der Zeichnung) mit dem Drehmoment (d.h. 15 Nm) des MG1 berechnet.
Wie aus 12 ersichtlich ist, ist jedoch, da die Zeit t2 kürzer ist als die Zeit t1, eine Reduktion der Winkelgeschwindigkeit in dem Kriechzustand schneller als die, wenn das Fahrzeug stoppt, woraus sich eine unterschiedliche Korrespondenz zwischen der Drehzahl und dem Kurbelwinkel ergibt. Um den Unterschied in dem Winkelgeschwindigkeitsprofil, wie vorstehend beschrieben ist, zu lösen, kann das Drehmoment des MG1 auf einen kleineren Wert als 15 Nm festgelegt werden und es kann festgelegt werden, dass die Zeit t1 benötigt wird, um die Drehzahl zu reduzieren. In anderen Worten kann in dem D-Bereich mit der kleineren Drehzahl des MG1 die gleiche Steuerung wie in dem P-Bereich angewandt werden, indem das Drehmoment des MG1 auf einen kleineren Wert festgelegt wird als das in dem P-Bereich.
Wie vorstehend erläutert ist, ist es gemäß dem Stoppsteuerungsgerät für die Brennkraftmaschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel möglich, den Kurbelwinkel selbst in den unterschiedlichen Bereichen des Fahrzeugs bevorzugt zu steuern (d.h. bei den unterschiedlichen Drehzahlen des MG1, die eine Differenz der gesamten Energiemenge bewirken).
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehend erwähnte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es können bei Bedarf verschiedene Änderungen gemacht werden, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der sich aus den beigefügten Ansprüchen ergibt.
Bezugszeichenliste

1: Hybridfahrzeug
10: Hybridantriebsgerät
11: PCU
12: Batterie
13: Beschleunigeröffnungssensor
14: Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
100: ECU
110: Brennkraftmaschinendrehzahlerfassungseinheit
120: Kurbelwinkelerfassungseinheit
130: Brennkraftmaschinenstoppsteuerungsbestimmungseinheit
140: MG-Drehmomentberechnungseinheit
150: MG-Drehmomentsteuerungseinheit
160: Drosselsteuerungseinheit
200: Brennkraftmaschine
201: Zylinder
203: Kolben
205: Kurbelwelle
206: Kurbelpositionssensor
208: Drosselklappe (Drosselventil)
209: Drosselklappenmotor
210: Einlassanschluss
212: Injektor
214: Auslassanschluss
300: Leistungsverteilungsmechanismus
500: Antriebswelle
600: Drehzahlreduktionsmechanismus
MG1, MG2: Motorgenerator

Claims

Stoppsteuerungsgerät (100) für eine Brennkraftmaschine (200), das gestaltet ist, einen Betrieb einer Brennkraftmaschine (200) mit drei oder weniger Zylindern (201) zu steuern, wenn die Brennkraftmaschine (200) stoppt, wobei das Stoppsteuerungsgerät (100) Folgendes aufweist: einen Motor (MG1, MG2), der gestaltet ist, ein Drehmoment zu einer Kurbelwelle (205) der Brennkraftmaschine (200) auszugeben; eine Drehzahlerfassungsvorrichtung (110), die gestaltet ist, die Drehzahl der Brennkraftmaschine (200) zu erfassen; eine Kurbelwinkelerfassungsvorrichtung (120), die gestaltet ist, einen Kurbelwinkel (205) der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine (200) zu erfassen; eine Motorsteuerungsvorrichtung (150), die gestaltet ist, den Motor (MG1, MG2) zum Ausgeben eines Einstelldrehmoments zu steuern, das den Kurbelwinkel, wenn die Brennkraftmaschine (200) stoppt, auf einen gewünschten Wert einstellt, wenn die Brennkraftmaschine (200) stoppt; eine Drosselklappensteuerungsvorrichtung (160), die gestaltet ist, einen Öffnungsgrad einer Drosselklappe (208) auf einen vorbestimmten Öffnungsgrad in einem Einlasshub zu steuern, unmittelbar bevor die Brennkraftmaschine (200) stoppt; und eine Einstelldrehmomentbestimmungsvorrichtung (140), die gestaltet ist, das Einstelldrehmoment auf der Grundlage des Kurbelwinkels zu bestimmen, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine (200) einen vorbestimmten Wert hat.
Stoppsteuerungsgerät (100) für die Brennkraftmaschine (200) nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Öffnungsgrad als ein Wert festgelegt ist, der es ermöglicht, dass ein Einlassunterdruck auf null in dem Einlasshub reduziert wird, unmittelbar bevor die Brennkraftmaschine (200) stoppt.
Stoppsteuerungsgerät (100) für die Brennkraftmaschine (200) nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Öffnungsgrad vollständig offen ist.
Stoppsteuerungsgerät (100) für die Brennkraftmaschine (200) nach Anspruch 1, wobei das Stoppsteuerungsgerät (100) Folgendes aufweist: einen Leistungsverteilungsmechanismus (300) mit einem ersten Drehelement, einem zweiten Drehelement und einem dritten Drehelement, die gemeinsam eine Differenzialdrehung ausführen können, wobei das erste Drehelement mit der Brennkraftmaschine (200) verbunden ist, das zweite Drehelement mit dem Motor (MG1, MG2) verbunden ist und das dritte Drehelement mit einer Antriebswelle (500) verbunden ist; und eine Motordrehzahlerfassungsvorrichtung, die gestaltet ist, die Drehzahl des Motors (MG1, MG2) zu erfassen, wobei die Einstelldrehmomentbestimmungsvorrichtung (140) das Einstelldrehmoment bei einer Erhöhung der Drehzahl des Motors (MG1, MG2) bei einem Start einer Stoppsteuerung der Brennkraftmaschine (200) erhöht und das Einstelldrehmoment bei einer Reduzierung der Drehzahl des Motors (MG1, MG2) reduziert, und die Motorsteuerungsvorrichtung (150) das Einstelldrehmoment für eine vorbestimmte Zeit ausgibt.
Stoppsteuerungsgerät (100) für die Brennkraftmaschine (200) nach Anspruch 1, wobei das Stoppsteuerungsgerät (100) einen Leistungsverteilungsmechanismus (300) mit einem ersten Drehelement, einem zweiten Drehelement und einem dritten Drehelement aufweist, die gemeinsam eine Differenzialdrehung ausführen können, wobei das erste Drehelement mit der Brennkraftmaschine (200) verbunden ist, das zweite Drehelement mit dem Motor (MG1, MG2) verbunden ist und das dritte Drehelement mit einer Antriebswelle (500) verbunden ist, die Einstelldrehmomentbestimmungsvorrichtung (140) das Einstelldrehmoment, wenn eine Gangschaltung eines Getriebes, das mit der Kurbelwelle (205) der Brennkraftmaschine (200) verbunden ist, in einem D-Bereich zum Antreiben ist, reduziert im Vergleich zu in einem P-Bereich zum Stoppen, und die Motorsteuerungsvorrichtung (150) das Einstelldrehmoment für eine vorbestimmte Zeit ausgibt.