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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug mit einer Maschine und einem Motor, der ein Anlassdrehmoment erzeugen kann.
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STAND DER TECHNIK
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JP 2004-92623 A (PTD 1) offenbart, dass ein erneutes Starten einer Maschine erlaubt wird, wenn eine Drosselposition kleiner als ein vorbestimmter Wert in einem Zustand ist, in dem die Maschine gestoppt ist, während eines Fahrens bzw. Laufens des Fahrzeugs, und ein erneutes Starten der Maschine erlaubt wird, nachdem die Drosselposition zwangsweise auf den vorbestimmten Wert verringert wurde. Dies verhindert ein Auftreten einer plötzlichen Beschleunigung aufgrund eines abrupten Erhöhens einer Antriebskraft zu der Zeit eines erneuten Startens der Maschine, während ein erneutes Starten der Maschine während eines Fahrens des Fahrzeugs erlaubt wird.
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DE 10 2011 005 469 A1 offenbart ein Verfahren zum Überführen einer Kolbenbrennkraftmaschine eines Fahrzeugantriebsstranges aus einem abgeschalteten Betriebszustand in einen zugeschalteten Betriebszustand. Eine elektrische Maschine ist über ein mit stufenlos variierbarer Übertragungsfähigkeit ausgeführtes Schaltelement mit der Kolbenbrennkraftmaschine in Wirkverbindung bringbar. Bei abgeschalteter Kolbenbrennkraftmaschine wird ein von der elektrischen Maschine zur Verfügung zu stellendes Startdrehmoment zum Starten der Kolbenbrennkraftmaschine in Abhängigkeit eines aktuellen Betriebszustandes der Kolbenbrennkraftmaschine und ein zum Startdrehmoment äquivalenter Startwert der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes ermittelt, auf den die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes zum Führen des Startdrehmomentes von der elektrischen Maschine in Richtung der Kolbenbrennkraftmaschine mindestens einzustellen ist. Die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes wird während einer ersten Phase des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine auf einen Zwischenwert, der um einen Offsetwert kleiner als der Startwert ist, und während einer zweiten Phase des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine auf den Startwert geführt, wobei der Gradient der Änderung der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes während der ersten Phase größer ist als der Gradient während der zweiten Phase.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES PROBLEM
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Allerdings kann die Maschine nicht geeignet erneut gestartet werden, falls die Maschine in einem Zustand erneut gestartet wird, in dem während eines Schubbetriebs der Maschine (während die Maschine sich durch die Trägheit dreht) die Drosselposition klein ist (die Menge an Einlassluft klein ist) wie in PTD 1. Zum Beispiel, selbst wenn ein erneutes Starten der Maschine durch ein Einspritzen von Kraftstoff von einem Injektor während einer Drehung der Maschine bei einer hohen Drehzahl in dem Zustand versucht wird, in dem die Menge an Einlassluft klein ist, wie in PTD 1, wird die Menge des Kraftstoffs hinsichtlich der Menge an Einlassluft übermäßig groß, was Fehlzündungen verursachen kann.
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Als eine Maßnahme dafür kann die Menge an Kraftstoff, die von dem Injektor eingespritzt wird, verringert werden. Jedoch, selbst wenn die Menge von eingespritztem Kraftstoff auf einen minimalen Wert verringert wird, kann ein Auftreten von Fehlzündungen nicht vermieden werden, falls die Menge des Kraftstoffs hinsichtlich der Menge an Einlassluft immer noch übermäßig groß ist. Als eine andere mögliche Maßnahme kann die Menge an Einlassluft erhöht werden. Mit dieser Maßnahme kann jedoch ein abrupter Anstieg in einer Antriebskraft zu dem Zeitpunkt eines erneuten Startens der Maschine (das in PTD 1 gelöste Problem) nicht vermieden werden.
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Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das vorangehend beschriebene Problem zu lösen, und eine Aufgabe der Erfindung ist es, die Maschinendrehzahl innerhalb eines Drehzahlbereichs beizubehalten, in dem Fehlzündungen ohne einen Anstieg der Menge an Einlassluft zu dem Zeitpunkt eines Startens der Maschine während eines Schubbetriebs vermieden werden können.
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LÖSUNG DES PROBLEMS
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Ein Fahrzeug gemäß dieser Erfindung weist eine Maschine, einen Motor, der ein Anlassdrehmoment erzeugen kann, das auf eine Drehwelle der Maschine aufgebracht wird, und eine Steuervorrichtung auf, die den Motor derart steuert, dass das Anlassdrehmoment ein Solldrehmoment wird, wenn eine Startanforderung der Maschine ausgestellt ist. Die Steuervorrichtung ändert das Solldrehmoment in Übereinstimmung mit einer Drehzahl der Maschine, wenn die Startanforderung während eines Schubbetriebs der Maschine ausgestellt wird.
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Vorzugsweise stellt die Steuervorrichtung das Solldrehmoment, wenn die Drehzahl höher als eine Schwellendrehzahl ist, ein, um ein Wert niedriger als das Solldrehmoment zu sein, wenn die Drehzahl niedriger als die Schwellendrehzahl ist. Die Schwellengeschwindigkeit bzw. -drehzahl ist ein Wert entsprechend einem unteren Grenzwert eines Rotations- bzw. Drehbereichs, in dem Fehlzündungen der Maschine in einem Zustand auftreten, in dem eine Menge an Einlassluft zu der Maschine kleiner als eine vorbestimmte Menge ist.
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Vorzugsweise stellt die Steuervorrichtung das Solldrehmoment ein, wenn die Drehzahl höher als die Schwellendrehzahl ist, um ein Wert zu sein, der sich verringert, wenn sich die Drehzahl erhöht.
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Vorzugsweise wird das Solldrehmoment auf einen Wert eingestellt, bei dem die Drehzahl auf einen Drehbereich verringert werden kann, in dem eine Fehlzündung der Maschine in einem Zustand vermieden werden kann, in dem die Menge an Einlassluft zu der Maschine kleiner als die vorbestimmte Menge ist.
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Vorzugsweise wird das Solldrehmoment auf einen Wert eingestellt, bei dem die Drehzahl auf den Drehbereich bzw. Drehzahlbereich verringert wird, in dem eine Fehlzündung der Maschine vermieden werden kann, und bei dem die Drehzahl in einem Rotationsbereich beibehalten werden kann, in dem eine Resonanz des Fahrzeugs vermieden werden kann.
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Vorzugsweise ändert die Steuervorrichtung das Solldrehmoment in Übereinstimmung mit der Drehzahl, wenn die Startanforderung während eines Schubbetriebs der Maschine in dem Zustand ausgestellt wird, in dem die Menge an Einlassluft zu der Maschine kleiner als die vorbestimmte Menge ist.
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Vorzugsweise ändert die Steuervorrichtung das Anlassdrehmoment basierend auf der Drehzahl, wenn die Startanforderung während einer Verarbeitung zum Stoppen der Maschine ausgestellt wird, während das Fahrzeug fährt bzw. läuft.
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Vorzugsweise ändert die Steuervorrichtung das Anlassdrehmoment basierend auf der Drehzahl, wenn die Startanforderung während eines Schubbetriebs der Maschine in einem Zustand ausgestellt wird, in dem ein Betätigungsbetrag eines Beschleunigerpedals durch eine Bedienperson kleiner als ein vorbestimmter Betrag ist.
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Vorzugsweise stellt die Steuervorrichtung das Solldrehmoment auf einen Wert ein, der in Übereinstimmung mit der Drehzahl nicht variiert, wenn die Startanforderung ausgestellt wird, während sich die Maschine nicht dreht.
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VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann die Drehzahl der Maschine in einem Drehzahlbereich, in dem eine Fehlzündung vermieden werden kann, ohne die Menge an Einlassluft zu erhöhen, zu der Zeit eines Startens der Maschine während eines Schubbetriebs beibehalten werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Gesamtblockdiagramm eines Fahrzeugs.
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2 ist ein nomographisches Diagramm, das einen Fall zeigt, in dem die Maschine angelassen wird, während das Fahrzeug in einer Vorwärtsrichtung fährt.
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3 ist ein nomographisches Diagramm, das einen Fall zeigt, in dem die Maschine während einer Maschinenstoppverarbeitung angelassen wird.
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4 ist ein (erstes) Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur zeigt, die durch eine ECU ausgeführt wird.
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5 ist ein Diagramm, das eine Korrelation zwischen einem Anlasssolldrehmoment TCtag und einer Maschinendrehzahl Ne zeigt.
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6 ist ein Zeitdiagramm einer Maschinendrehzahl Ne und eines Anlassdrehmoments TC.
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7 ist ein (zweites) Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur zeigt, die durch die ECU ausgeführt wird.
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8 ist ein (drittes) Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur zeigt, die durch die ECU ausgeführt wird.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden hiernach mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden. In der folgenden Beschreibung sind die gleichen Komponenten durch die gleichen Symbole bezeichnet. Die Namen und Funktionen von diesen sind ebenfalls die gleichen. Eine detaillierte Beschreibung von diesen wird daher nicht wiederholt werden.
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1 ist ein Gesamtblockdiagramm eines Fahrzeugs 1 gemäß dieser Ausführungsform. Fahrzeug 1 weist eine Antriebsvorrichtung, die eine Fahrzeugantriebskraft erzeugt, und eine ECU (elektronische Steuereinheit) 1000 auf, die eine Vielzahl von Vorrichtungen des Fahrzeugs 1 einschließlich der Antriebsvorrichtung steuert.
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Die Antriebsvorrichtung des Fahrzeugs 1 weist eine Maschine 100, einen ersten MG (MG: Motorgenerator) 200, eine Leistungsaufteilungsvorrichtung 300, einen zweiten MG 400, eine Antriebswelle (Ausgabewelle) 560, eine PCU (Leistungssteuereinheit) 600, eine Batterie 700 und ein SMR (Systemhauptrelais) 710 auf.
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Das Fahrzeug 1 ist ein Hybridfahrzeug, das mit einer Antriebskraft fährt, die von zumindest einer von einer Maschine 100 und einem zweiten MG 400 ausgegeben wird. Das Fahrzeug, auf das die vorliegende Erfindung angewendet ist, ist nicht auf ein Hybridfahrzeug beschränkt und kann außerdem zum Beispiel ein Fahrzeug sein, das lediglich die Maschine als eine Antriebskraftquelle verwendet.
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Die Maschine 100 ist eine Brennkraftmaschine, die eine Bewegungskraft durch Verbrennung von Kraftstoff ausgibt. Die Bewegungsleistung bzw. Bewegungskraft der Maschine 100 wird auf die Leistungsaufteilungsvorrichtung 300 über einen Dämpfungsmechanismus 101 übertragen. Der Dämpfungsmechanismus 101 absorbiert und verringert Variationen bzw. Schwankungen in einer Drehung, die an die Leistungsaufteilungsvorrichtung 300 von der Maschine 100 übertragen wird.
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Die Leistungs- bzw. Kraftaufteilungsvorrichtung 300 teilt die Bewegungsleistung bzw. -kraft, die von der Maschine 100 eingegeben ist, in eine Bewegungsleistung bzw. -kraft auf die Antriebswelle 560 und eine Bewegungsleistung bzw. -kraft auf den ersten MG 200 auf.
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Die Leistungsaufteilungsvorrichtung 300 ist ein Planetengetriebemechanismus mit einem Sonnenrad (S) 310, einem Hohlrad (R) 320, Ritzel bzw. Ritzelzahnräder (P) 340, die mit dem Sonnenrad (S) 310 und dem Hohlrad (R) 320 verzahnt sind, und einem Träger (C) 330, der die Ritzelzahnräder (P) 340 derart drehbar hält, dass die Ritzelzahnräder ebenfalls um das Sonnenrad herum drehbar sind. Der Träger (C) 330 ist mit einer Kurbelwelle der Maschine 100 verbunden. Das Sonnenrad (S) 310 ist mit einem Rotor des ersten MG bzw. des ersten Motorgenerators 200 verbunden. Das Hohlrad (R) 320 ist mit der Ausgabewelle 560 verbunden.
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Mit dem Aufbau der Leistungsaufteilungsvorrichtung 300, wie er vorangehend beschrieben ist, haben eine Drehzahl des Sonnenrads (S) 310 (= erste MG-Drehzahl Nm1), eine Drehzahl des Trägers (C) 330 (= Maschinendrehzahl Ne) und eine Drehzahl des Hohlrads (R) 320 (= zweite MG-Drehzahl Nm2, d. h. eine Fahrzeuggeschwindigkeit V) eine derartige Beziehung, dass sie durch gerade Linien auf dem nomographischen Diagramm der Leistungsaufteilungsvorrichtung 300 (siehe 2 und 3, die nachfolgend beschrieben sind) verbunden sind, d. h. eine derartige Beziehung, dass dann, falls beliebige zwei der Drehzahlen bestimmt sind, die verbleibende Drehzahl ebenfalls bestimmt ist.
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Jeder von dem ersten MG 200 und dem zweiten MG 400 ist eine sich drehende elektrische AC-Maschine und dient gleichermaßen als ein Motor wie auch als ein Generator. Ein Rotor des zweiten MG 400 ist mit der Ausgabewelle 560 verbunden. Wie nachfolgend beschrieben werden wird, erzeugt der erste MG 200 zu dem Zeitpunkt eines Startens der Maschine 100 ein Drehmoment (hiernach als ein „Anlassdrehmoment TC” bezeichnet), das auf eine Drehwelle (Kurbelwelle) der Maschine 100 aufgebracht wird, um die Maschine 100 anzulassen.
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Die Ausgabewelle 560 wird durch zumindest eine von der Bewegungsleistung der Maschine 100, die über die Leistungsübertragungsvorrichtung 300 übertragen wird, und die Bewegungsleistung des zweiten MG 400 gedreht. Die Drehkraft der Ausgabewelle 560 wird an ein linkes und ein rechtes Antriebsrad 82 über ein Reduktions- bzw. Untersetzungsgetriebe 81 übertragen. Dies veranlasst das Fahrzeug 1 zu fahren.
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Die PCU 600 konvertiert Hochspannungs-DC-Strom, der von einer Batterie 700 zugeführt wird zu einem AC-Strom zur Ausgabe an den ersten MG bzw. Motorgenerator 200 und/oder den zweiten MG bzw. Motorgenerator 400. Dies veranlasst den ersten MG 200 und/oder den zweiten MG 400, angetrieben zu werden. Die PCU 600 konvertiert ebenfalls AC-Strom, der durch den ersten MG 200 und/oder den zweiten MG 400 erzeugt wird, in DC-Strom zur Ausgabe an die Batterie 700. Dies veranlasst die Batterie 700, geladen zu werden.
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Die Batterie 700 ist eine Sekundärbatterie, die Hochspannungs-(ungefähr 200 V, zum Beispiel)DC-Strom zum Antreiben des ersten MG 200 und/oder des zweiten MG 400 speichert. Die Batterie 700 umfasst typischerweise eine Nickelmetallhydridbatterie oder eine Lithiumionenbatterie. Das Fahrzeug 1 kann außerdem an sich ein System montiert haben, das es der Batterie 700 ermöglicht, mit elektrischer Leistung bzw. Strom von einer Leistungszufuhr außerhalb des Fahrzeugs 1 geladen zu werden.
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Das SMR bzw. Systemhauptrelais 710 ist ein Relais zum Umschalten eines Verbindungszustands zwischen der Batterie 700 und dem elektrischen System einschließlich PCU 600.
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Das Fahrzeug 1 weist ferner einen Maschinendrehzahlsensor 10, einen Luftmengenmesser 11, einen Drosselpositionssensor 12, einen Ausgabewellendrehzahlsensor 15, Resolver bzw. Drehmelder 21, 22 und einen Beschleunigerpositionssensor 31 auf. Der Maschinendrehzahlsensor 10 erfasst die Maschinendrehzahl Ne. Der Luftmengenmesser 11 erfasst eine Menge von Einlassluft Ga (eine Menge von Luft, die in die Maschine 100 gezogen wird). Der Drosselpositionssensor 12 erfasst eine Drosselposition θ (einen Betätigungsbetrag eines Drosselventils). Der Ausgabewellendrehzahlsensor 15 erfasst eine Drehzahl Np der Ausgabewelle 560 als eine Fahrzeuggeschwindigkeit V. Drehmelder bzw. Resolver 21 und 22 erfassen eine erste MG-Drehzahl Nm1 bzw. eine zweite MG-Drehzahl Nm2. Der Beschleunigerpositionssensor 31 erfasst einen Betätigungsbetrag AP eines Beschleunigerpedals durch eine Bedienperson. Jeder dieser Sensoren gibt das Erfassungsergebnis an die ECU 1000 aus.
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Das Fahrzeug 1 weist ebenfalls einen Startschalter 35 auf. Der Startschalter 35 ist ein Schalter für eine Bedienperson, um ein Umschalten eines Steuerzustands des Steuersystems (hiernach einfach als das „Fahrzeugsystem” bezeichnet) des Fahrzeugs 1 einschließlich der Antriebsvorrichtung anzufordern. Wenn der User bzw. die Bedienperson den Startschalter 35 drückt, gibt der Startschalter 35 ein Signal R, das das Drücken des Startschalters 35 anzeigt, an die ECU 1000 aus.
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Die ECU 1000 enthält eine nicht gezeigte CPU (zentrale Verarbeitungseinheit bzw. Central Processing Unit) und einen Speicher und führt eine vorbestimmte Betätigungs- bzw. Betriebsverarbeitung basierend auf Informationen, die in dem Speicher gespeichert sind, und Informationen von den verschiedenen Sensoren aus. Die ECU 1000 steuert das Fahrzeugsystem basierend auf Ergebnissen der Betriebsverarbeitung.
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Die ECU 1000 schaltet den Steuerzustand zu einem beliebigen von einem aktivierten Zustand (hiernach als der „Bereit-AN-Zustand” bezeichnet) und einem gestoppten Zustand (hiernach als der „Bereit-AUS-Zustand” bezeichnet) basierend auf einem Signal R von dem Startschalter 35 um.
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Wenn der User bzw. die Bedienperson den Startschalter 35 in dem Bereit-AN-Zustand bzw. Ready-ON-Zustand (hiernach als der „Bereit-AUS-Anforderungsbetätigung” bezeichnet) gedrückt hat, veranlasst die ECU 1000 die Maschine 100 durch ein Stoppen der Kraftstoffeinspritzung zu der Maschine 100 zu stoppen (hiernach als die „Maschinenstoppverarbeitung” bezeichnet) und schaltet den Steuerzustand des Fahrzeugsystems zu dem Bereit-AUS-Zustand bzw. dem Ready-OFF-Zustand hin um. Die Maschine 100, der erste Motorgenerator bzw. MG 200 und der zweite Motorgenerator bzw. MG 400 werden in dem Bereit-AUS-Zustand gestoppt, so dass, selbst wenn die Bedienperson das Beschleunigerpedal betätigt, keine Antriebskraft von der Antriebsvorrichtung erzeugt wird.
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Wenn die Bedienperson den Startschalter 35 in dem Bereit-AUS-Zustand bzw. Ready-OFF-Zustand (hiernach als die „Bereit-AN-Anforderungsbetätigung” bezeichnet) gedrückt hat, lässt die ECU 1000 die Maschine 100 an, um die Maschine 100 zu starten (hiernach als die „Maschinenstartverarbeitung” bezeichnet), und schaltet den Steuerzustand des Fahrzeugsystems zu dem Bereit-AN-Zustand bzw. dem Ready-ON-Zustand hin um, nachdem die Maschinenstartverarbeitung komplettiert ist. In dem Ready-ON-Zustand ist ein Betrieb der Maschine 100, des ersten MG 200 und des zweiten MG 400 ermöglicht und eine Antriebskraft wird von der Antriebsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Betätigung des Beschleunigerpedals durch die Bedienperson erzeugt.
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2 zeigt ein nomographisches Diagramm des Falls, in dem die Maschine 100 angelassen wird, während das Fahrzeug in einer Vorwärtsrichtung fährt. Wie in 2 gezeigt ist, erzeugt die ECU 1000 ein Drehmoment in einer positiven Richtung von dem ersten MG 200, wodurch ein Anlassdrehmoment TC in der positiven Richtung auf die Kurbelwelle der Maschine 100 aufgebracht wird. In diesem Fall, wenn die erste MG-Drehzahl Nm1 ein positiver Wert ist, steuert die ECU 1000 den ersten MG 200 in einen Leistungsfahrzustand, wodurch ein Drehmoment in einer positiven Richtung von dem ersten MG bzw. Motorgenerator 200 erzeugt wird. Umgekehrt, wenn die erste MG-Drehzahl Nm1 ein negativer Wert ist, steuert die ECU 1000 den ersten MG 200 in einen regenerativen Zustand, wodurch ein Drehmoment in der positiven Richtung von dem ersten MG 200 erzeugt wird.
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Sobald die Maschinendrehzahl Ne in einen vorbestimmten Drehzahlbereich aufgrund des Anlassdrehmoments TC gelangt ist, führt die ECU 1000 eine Steuerung derart durch, dass eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung Kraftstoff zu der Maschine 100 einspritzt und eine Zündvorrichtung den eingespritzten Kraftstoff zündet. Dies versetzt die Verbrennung von Kraftstoff in einen kompletten Zustand (nämlich eine vollständige Explosion wird erlangt), wodurch die Maschinenstartverarbeitung komplettiert bzw. vervollständigt wird.
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In dem Fahrzeug 1 mit dem vorangehend beschriebenen Aufbau gibt es verschiedene Fälle, in denen eine Anforderung zum Starten der Maschine während der Maschinenstoppverarbeitung ausgestellt wird (wenn die Kraftstoffeinspritzung gestoppt ist, jedoch die Maschine 100 immer noch im Schubbetrieb ist). Zum Beispiel, wie vorangehend beschrieben ist, wenn die Ready-OFF-Anforderungsbetätigung gemacht wird, während das Fahrzeug läuft bzw. fährt, wird die Maschinenstoppverarbeitung gestartet. Wenn die Ready-ON-Anforderungsbetätigung während der Maschinenstoppverarbeitung gemacht wird, wird die Anforderung zum Starten der Maschine ausgestellt. Ferner kann die Anforderung zum Starten der Maschine ebenfalls ausgestellt werden, wenn aus irgendeinem Grund die Bedienperson ein Treten des Beschleunigerpedals stoppt und die Maschinenbremse bzw. das Maschinenbremsen anfordert bzw. erfordert, während die Maschinenstoppverarbeitung durchgeführt wird.
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Die ECU 1000 gemäß dieser Ausführungsform bringt ein Anlassdrehmoment TC auf die Maschine 100 nicht nur lediglich dann auf, wenn die Anforderung zum Starten der Maschine ausgegeben ist, während die Maschine gestoppt ist (wenn die Maschine 100 sich nicht dreht), sondern auch dann, wenn die Anforderung zum Starten der Maschine ausgestellt wird, während der Maschinenstoppverarbeitung (wenn die Maschine 100 im Schubbetrieb ist).
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Jedoch, falls die Maschinendrehzahl Ne zu der Zeit eines erneuten Startens der Maschine 100 während der Maschinenstoppverarbeitung hoch ist, gibt es eine Möglichkeit, dass eine Fehlzündung auftreten kann, und die Maschine 100 kann nicht erneut gestartet werden. Das heißt, in einem Bereich, in dem eine Maschinendrehzahl Ne hoch ist, falls die Einlassluftmenge klein ist, wird die Menge an eingespritztem Kraftstoff hinsichtlich der Einlassluftmenge übermäßig groß, was eine Fehlzündung ohne eine Verbrennung des Kraftstoffs verursacht. Daher gibt es eine Möglichkeit, dass die Maschine 100 in einem Bereich, in dem die Maschinendrehzahl Ne hoch ist, nicht erneut gestartet werden kann.
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3 zeigt ein nomographisches Diagramm des Falls, in dem die Maschine 100 während der Maschinenstoppverarbeitung angelassen wird.
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In 3 ist „α” ein Wert, der einer Maschinendrehzahl entspricht, bei der eine Fehlzündung der Maschine 100 beginnt aufzutreten, in einem Zustand, in dem die Menge einer Einlassluft Ga kleiner als die vorbestimmte Menge ist. Dieser Wert „α” wird hiernach als „Schwellendrehzahl α” bezeichnet werden, ein Maschinendrehzahlbereich höher als die Schwellendrehzahl α wird als der „Fehlzündungsbereich” bezeichnet werden und ein Maschinendrehzahlbereich niedriger als die Schwellendrehzahl α wird als der „Fehlzündungsvermeidungsbereich” bezeichnet werden. Die Schwellendrehzahl α ist ein Wert, der einem unteren Grenzwert des Fehlzündungsbereichs entspricht. In dieser Ausführungsform ist eine Schwellendrehzahl α vorab durch Experimente oder dergleichen gefunden, unter Annahme eines Falls, in dem die Menge an Einlassluft Ga ein minimaler Wert ist (ein Fall, in dem das Drosselventil vollständig geschlossen ist).
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In 3 ist „β” (β < α) ein Wert, der einem oberen Grenzwert eines Maschinendrehzahlbereichs entspricht, in dem eine Resonanz des Dämpfungsmechanismus 101 auftreten kann. Dieser Wert „β” wird hiernach als „Schwellendrehzahl β” bezeichnet werden, ein Maschinendrehzahlbereich niedriger wird als der Schwellenwert β als der „Resonanzbereich” bezeichnet werden und ein Maschinendrehzahlbereich höher als die Schwellendrehzahl β wird als der „Resonanzvermeidungsbereich” bezeichnet werden. Ferner wird ein Maschinendrehzahlbereich höher als der Schwellenwert β und niedriger als der Schwellenwert α als der „optimale Bereich” bezeichnet werden.
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Wie in 3 gezeigt ist, wird angenommen, dass die Maschinenstoppverarbeitung in einem Zustand gestartet ist, der durch eine kollineare Linie L1 dargestellt ist (ein Zustand, in dem die Maschinendrehzahl Ne über der Schwellendrehzahl α liegt). In diesem Fall, wenn die Kraftstoffeinspritzung gestoppt ist, verringert sich die Maschinendrehzahl Ne allmählich auf Null. Wenn die Anforderung zum Starten der Maschine während solch eines Schubbetriebs der Maschine ausgestellt wird, wird ein Anlassdrehmoment TC aufgebracht.
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Falls das Anlassdrehmoment TC übermäßig groß ist, erhöht sich die Maschinendrehzahl Ne weiter als vor dem Anlassen und betritt den Fehlzündungsbereich, wie durch eine kollineare Linie L2 dargestellt ist. Daher besteht die Möglichkeit, dass eine vollständige Explosion der Maschine 100 nicht erreicht werden kann.
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Andererseits, falls das Anlassdrehmoment TC übermäßig klein ist, verringert sich die Maschinendrehzahl Ne zu sehr und verbleibt in dem Resonanzbereich, wie durch eine kollineare Linie L3 dargestellt ist, was die Erzeugung einer Vibration oder eines Geräusches verursachen kann.
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Deshalb wird in der ECU 1000 gemäß dieser Ausführungsform, wenn die Anforderung zum Starten der Maschine während der Maschinenstoppverarbeitung (während eines Schubbetriebs der Maschine) ausgestellt wird, ein Sollwert des Anlassdrehmoments TC (hiernach als „Anlasssolldrehmoment TCtag” bezeichnet) auf einen geeigneten Wert in Übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl Ne geändert, so dass die Maschinendrehzahl Ne während des Anlassens auf den optimalen Bereich verringert wird und in diesem verbleibt, wie durch eine kollineare Linie L4 dargestellt ist.
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Als ein anderes Verfahren zum Vermeiden einer Fehlzündung kann die Menge von eingespritztem Kraftstoff verringert werden. Jedoch ist der minimale Wert von eingespritztem Kraftstoff physikalisch durch die Spezifikationen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung bestimmt (die kürzeste Zeit, während der die Kraftstoffinjektordüse geöffnet und geschlossen werden kann), und deshalb kann eine Fehlzündung nicht vermieden werden, wenn die Menge an Kraftstoff immer noch übermäßig groß ist, selbst wenn die Menge von eingespritztem Kraftstoff auf einen Grenzwert, nämlich einen minimalen Wert, verringert ist. Ferner, falls nur die Vermeidung einer Fehlzündung gewünscht wird, kann die Menge einer Einlassluft Ga erhöht werden. Falls eine Menge der Einlassluft Ga erhöht wird, erhöht sich jedoch die Antriebskraft abrupt zu der Zeit eines erneuten Startens der Maschine, was eine plötzliche Beschleunigung des Fahrzeugs verursacht. Dieses Gefühl einer Beschleunigung kann oft von einer Bedienperson bzw. einem User unerwünscht sein, der sich wünscht, das Fahrzeug stabil bzw. gleichmäßig anzutreiben, nachdem die Maschine erneut gestartet ist, oder einer Bedienperson, die sich wünscht, den Betrieb eines Maschinenbremsens zu veranlassen. Daher ist es nicht wünschenswert, die Menge einer Einlassluft Ga zu erhöhen, wenn die Maschine während der Maschinenstoppverarbeitung erneut gestartet wird. In Anbetracht des Vorangehenden ändert die ECU 1000 gemäß dieser Ausführungsform das Anlasssolldrehmoment TCtag auf einen geeigneten Wert in Übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl Ne, so dass die Maschinendrehzahl Ne während eines Anlassens auf bzw. zu dem optimalen Bereich hin verringert ist und dort verbleibt, ohne die Menge an Einlassluft Ga zu erhöhen.
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4 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur zeigt, die durch die ECU 1000 ausgeführt wird. Die Prozedur in diesem Flussdiagramm wird in einem vorbestimmten Zyklus wiederholt ausgeführt.
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In Schritt („Schritt” wird hiernach als „S” abgekürzt) 10 bestimmt die ECU 1000, ob die Anforderung zum Starten der Maschine ausgestellt wurde oder nicht. Wenn die Anforderung zum Starten der Maschine nicht ausgestellt wurde (NEIN in S10), beendet die ECU 1000 die Verarbeitung.
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Wenn die Anforderung zum Starten der Maschine ausgestellt wurde (JA in S10), versetzt die ECU 1000 die Verarbeitung zu S11, wo bestimmt wird, ob die Maschinendrehzahl Ne größer als Null ist oder nicht. Diese Verarbeitung ist zum Bestimmen, ob die Maschine während der Maschinenstoppverarbeitung im Schubbetrieb ist oder nicht.
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Wenn die Maschinendrehzahl Ne Null ist (NEIN in S11), d. h. die Maschine 100 dreht sich nicht, versetzt die ECU 1000 die Verarbeitung zu S13, wo sie das Anlasssolldrehmoment TCtag auf einen vorbestimmten Wert T1 einstellt. Diese Verarbeitung entspricht einem Fall, in dem das Anlasssolldrehmoment TCtag unter Verwendung einer konventionellen Technik eingestellt ist. Diese Ausführungsform beschreibt einen beispielhaften Fall, in dem ein vorbestimmter Wert T1 ein fester Wert ist, der sich in Übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl Ne nicht verändert.
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Andererseits, wenn die Maschinendrehzahl Ne größer als Null ist (JA in S11), d. h. die Maschine ist während der Maschinenstoppverarbeitung im Schubbetrieb, versetzt die ECU 1000 die Verarbeitung zu S12, wo sie das Anlasssolldrehmoment TCtag in Übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl Ne verändert. Mit anderen Worten stellt die ECU 1000 das Anlasssolldrehmoment TCtag auf die Funktion f(Ne) ein, die die Maschinendrehzahl Ne als einen Parameter aufweist.
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5 ist ein Diagramm, das eine Korrelation zwischen dem Anlasssolldrehmoment TCtag und einer Maschinendrehzahl Ne zeigt, die durch die Verarbeitung in 512 eingestellt ist.
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Wie in 5 gezeigt ist, ist das Anlasssolldrehmoment TCtag in dem Fehlzündungsbereich (Maschinendrehzahlbereich höher als die Schwellendrehzahl α) auf einen Wert niedriger als das Anlasssolldrehmoment TCtag in dem Fehlzündungsvermeidungsbereich eingestellt (Maschinendrehzahlbereich niedriger als die Schwellendrehzahl α).
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Das Anlasssolldrehmoment TCtag in dem Fehlzündungsbereich ist auf einen Wert eingestellt, der sich verringert, wenn sich die Maschinendrehzahl Ne erhöht. Andererseits ist das Anlasssolldrehmoment TCtag in dem Fehlzündungsvermeidungsbereich auf einen vorbestimmten Wert T1 eingestellt, welcher der gleiche ist wie der Wert, bei dem Ne = 0 ist, in einem Drehzahlbereich nahe Null. In einem Drehbereich bzw. Drehzahlbereich nahe der Schwellengeschwindigkeit bzw. Schwellendrehzahl α verringert sich das Anlasssolldrehmoment TCtag allmählich unterhalb des vorbestimmten Werts T1, wenn es sich der Schwellendrehzahl α annähert.
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Das Anlasssolldrehmoment TCtag, das in 5 gezeigt ist, ist auf einen Wert eingestellt, bei dem die Maschinendrehzahl Ne zu dem Fehlzündungsvermeidungsbereich hin verringert werden kann (Maschinendrehzahlbereich niedriger als die Schwellendrehzahl α) und in dem Resonanzvermeidungsbereich beibehalten werden kann (Maschinendrehzahlbereich höher als die Schwellendrehzahl β).
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Auf diese Weise kann ein geeignetes Anlassdrehmoment TC mit einer guten Balance zu einer Maschinenreibung in dem optimalen Bereich (Maschinendrehzahlbereich geringer als die Schwellendrehzahl α und höher als die Schwellendrehzahl β) auf die Maschine 100 aufgebracht werden. Zum Beispiel, wenn eine Maschinendrehzahl Ne vor einem Anlassen höher als die Schwellendrehzahl α ist, kann ein Anlassdrehmoment TC in Übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl Ne verringert werden, so dass die Maschinendrehzahl Ne während eines Anlassens zu dem optimalen Bereich hin zu einer frühen Zeit verringert ist und in dem optimalen Bereich verbleibt. Dies ermöglicht es der Maschine 100, geeignet gestartet zu werden, während eine Fehlzündung und eine Resonanz vermieden werden.
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Zurückkehrend zu 4 führt die ECU 1000 eine Verarbeitung durch, um ein Anlassdrehmoment TC in S14 zu erzeugen. Insbesondere steuert die ECU 1000 den ersten Motorgenerator bzw. MG 200 derart, dass das Ist-Anlassdrehmoment TC das Anlasssolldrehmoment TCtag wird, das in S12 oder S13 eingestellt ist.
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In S15 bestimmt die ECU 1000, ob die Maschinendrehzahl Ne in dem optimalen Bereich (Maschinendrehzahlbereich niedriger als die Schwellendrehzahl α und höher als die Schwellendrehzahl β) liegt oder nicht. Wenn die Maschinendrehzahl Ne nicht in dem optimalen Bereich liegt (NEIN in S15), kehrt die ECU 1000 mit der Verarbeitung zu S14 zurück.
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Wenn die Maschinendrehzahl Ne in dem optimalen Bereich liegt JA in S15), versetzt die ECU 1000 die Verarbeitung zu S16, wo sie eine Steuerung derart durchführt, dass Kraftstoff zu der Maschine 100 zur Zündung eingespritzt wird. Dies vollendet bzw. komplettiert die Maschinenstartverarbeitung.
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6 ist ein Zeitdiagramm einer Maschinendrehzahl Ne und eines Anlassdrehmoments TC, wenn die Anforderung zum Starten der Maschine während der Maschinenstoppverarbeitung ausgestellt wird.
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Falls die Maschinenstoppverarbeitung zu einem Zeitpunkt t1 gestartet wird, wenn das Fahrzeug 1 in einem Zustand fährt, in dem die Maschinendrehzahl Ne höher als die Schwellendrehzahl α ist, verringert sich die Maschinendrehzahl Ne allmählich zu Null hin.
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Falls die Anforderung zum Starten der Maschine zu einem Zeitpunkt t2 ausgestellt wird, wenn die Maschine 100 im Schubbetrieb ist, wird das Anlasssolldrehmoment TCtag auf einen optimalen Wert in Übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl Ne eingestellt (siehe 5, die vorangehend beschrieben ist). Das Ist-Anlassdrehmoment bzw. das vorliegende Anlassdrehmoment TC wird dann gesteuert, um das Anlasssolldrehmoment TCtag zu werden. Dies veranlasst die Maschinendrehzahl Ne, sich von dem Fehlzündungsbereich zu dem optimalen Bereich hin zu verringern. Da das Anlassdrehmoment TC und das Maschinenreibungsdrehmoment in dem optimalen Bereich miteinander ausgeglichen sind, verbleibt die Maschinendrehzahl Ne in dem optimalen Bereich, ohne sich zu dem Resonanzbereich hin zu verringern. Dann, bei Zeitpunkt t3, wenn die Maschinendrehzahl Ne in dem optimalen Bereich verbleibt, wird Kraftstoff zu der Maschine 100 eingespritzt und gezündet, was die Maschine 100 veranlasst, geeignet gestartet zu werden (vollständige Explosion), während eine Fehlzündung und eine Resonanz vermieden werden.
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Gewöhnlicherweise wurde nicht in Erwägung gezogen, dass die Maschine in einem Zustand gestartet wird, in dem die Maschine im Schubbetrieb in einem Maschinendrehzahlbereich höher als die Schwellendrehzahl α ist. Daher, wie durch die Strichpunktlinie in 6 zum Beispiel dargestellt ist, gibt es einige Fälle, in denen, selbst obwohl die Maschine im Schubbetrieb ist, der vorbestimmte Wert T1, welcher der gleiche ist wie der Wert, wenn sich die Maschine nicht dreht, als das Anlasssolldrehmoment TCtag eingestellt ist. In diesem Fall wird das Anlassdrehmoment TC übermäßig groß und die Maschinendrehzahl Ne betritt während des Anlassens den Fehlzündungsbereich, welcher eine Fehlzündung verursachen kann. Alternativ, wie durch die doppelt gepunktete Strichpunktlinie in 6 zum Beispiel dargestellt ist, gibt es andere Fälle, in denen das Anlassdrehmoment TC an der ersten Stelle (TCtag = 0) erzeugt wird, wenn die Maschine während eines Schubbetriebs der Maschine gestartet wird. In diesem Fall verringert sich die Maschinendrehzahl Ne zu stark und betritt den Resonanzbereich, der eine Erzeugung einer Vibration oder eines Geräuschs zu dem Zeitpunkt eines Startens der Maschine verursachen kann. In dieser Ausführungsform kann die Maschine geeignet gestartet werden, ohne diese Probleme zu verursachen.
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Wie vorangehend beschrieben ist, wenn die Anforderung zum Starten der Maschine während eines Schubbetriebs der Maschine ausgestellt wird, ändert die ECU 1000 gemäß dieser Ausführungsform das Anlasssolldrehmoment TCtag in Übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl Ne. Daher, selbst wenn die Maschine in einem Zustand gestartet wird, in dem die Maschinendrehzahl Ne hoch ist und eine Menge einer Einlassluft Ga klein ist, kann die Maschinendrehzahl Ne während eines Anlassens vorteilhaft zu dem Drehzahlbereich, in dem eine Fehlzündung vermieden werden kann, verringert werden und dort verbleiben, ohne die Menge an Einlassluft Ga zu erhöhen.
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<Erste Modifikation>
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In dem Flussdiagramm, das in 4 gezeigt ist, welche vorangehend beschrieben ist, in dem die Anforderung zum Starten der Maschine ausgestellt wurde (JA in S10) und die Maschinendrehzahl Ne größer als Null ist (JA in S11), ist das Anlasssolldrehmoment TCtag in Übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl Ne geändert (S12).
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Im Gegensatz dazu kann zumindest eine der folgenden zusätzlichen Bedingungen 1 bis 3 nach Bedarf als eine Bedingung zum Ändern des Anlasssolldrehmoments TCtag in Übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl Ne hinzugefügt werden.
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(Zusätzliche Bedingung 1) Die Maschinenstoppverarbeitung wird ausgeführt, während das Fahrzeug fährt bzw. läuft.
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(Zusätzliche Bedingung 2) Die Menge einer Einlassluft Ga ist kleiner als eine vorbestimmte Menge G0.
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(Zusätzliche Bedingung 3) Ein Betätigungsbetrag AP des Beschleunigerpedals ist kleiner als ein vorbestimmter Betrag A0.
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7 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Verarbeitungsprozedur zeigt, die durch die ECU 1000 gemäß einer ersten Modifikation ausgeführt wird. In dem Flussdiagramm, das in 7 gezeigt ist, wurden die Verarbeitungen in S20, S21 und S22 entsprechend der vorangehend gelisteten zusätzlichen Bedingungen 1 bis 3 entsprechend zu dem Flussdiagramm hinzugefügt, das in 4 gezeigt ist, welche vorangehend beschrieben ist.
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Das heißt, die ECU 1000 ändert das Anlasssolldrehmoment TCtag in Übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl Ne, wenn die Anforderung zum Starten der Maschine ausgestellt ist (JA in S10), die Maschinenstoppverarbeitung wird durchgeführt, während das Fahrzeug fährt (JA in S20), die Maschinendrehzahl Ne ist größer als Null (JA in S11), die Menge einer Einlassluft Ga ist kleiner als eine vorbestimmte Menge G0 (JA in S21) und der Betätigungsbetrag AP des Beschleunigerpedals ist kleiner als ein vorbestimmter Betrag A0 (JA in S22). Falls dem nicht so ist (NEIN in einem beliebigen von S10, S11 und S20 bis S22), versetzt die ECU 1000 die Verarbeitung zu S13, wo sie das Anlasssolldrehmoment TCtag auf einen vorbestimmten Wert T1 einstellt.
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Auf diese Weise kann das Anlasssolldrehmoment TCtag in Übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl Ne lediglich dann geändert werden, wenn die Möglichkeit einer Fehlzündung hoch ist.
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<Zweite Modifikation>
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8 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Verarbeitungsprozedur zeigt, welche durch die ECU 1000 gemäß einer zweiten Modifikation ausgeführt ist. Es sei vermerkt, dass diese Schritte, die in 8 gezeigt sind, welche durch die gleichen Zahlen wie die Zahlen der vorangehend beschriebenen Schritte in 4 bezeichnet sind, bereits beschrieben wurden, und daher wird eine detaillierte Beschreibung von diesen hierin nicht wiederholt werden.
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Die ECU 1000 bestimmt in S30, ob die Maschinenstartverarbeitung durchgeführt wird oder nicht. Wenn die Anforderung zum Starten der Maschine ausgestellt wurde oder die vollständige Explosion der Maschine 100 noch nicht erreicht wurde nach der Anforderung zum Starten der Maschine, bestimmt die ECU 1000, dass die Maschinenstartverarbeitung durchgeführt wird. Wenn die Maschinenstartverarbeitung nicht durchgeführt wird (NEIN in S30), vollendet bzw. komplettiert die ECU 1000 die Verarbeitung.
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Andererseits, wenn die Maschinenstartverarbeitung durchgeführt wird (JA in S30), versetzt die ECU 1000 die Verarbeitung zu S31, wo sie bestimmt, ob die Maschinendrehzahl Ne größer als die Schwellendrehzahl α, die vorangehend beschrieben ist, ist oder nicht. Diese Verarbeitung ist zum Bestimmen, ob die Maschinendrehzahl Ne in dem vorangehend beschriebenen Fehlzündungsbereich enthalten ist oder nicht.
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Wenn die Maschinendrehzahl Ne kleiner als die Schwellendrehzahl α ist (NEIN in S31), versetzt die ECU 1000 die Verarbeitung zu S33, wo sie das Anlasssolldrehmoment TCtag auf einen vorbestimmten Wert A einstellt. Diese Verarbeitung entspricht einem Fall, in dem das Anlasssolldrehmoment TCtag unter Verwendung einer konventionellen Technik eingestellt wird. Zum Beispiel wird der vorbestimmte Wert A auf einen Wert ähnlich dem Anlasssolldrehmoment TCtag in dem Fehlzündungsvermeidungsbereich eingestellt, was in 5 gezeigt ist, die vorangehend beschrieben ist.
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Wenn die Maschinendrehzahl Ne größer als die Schwellendrehzahl α ist (JA in S31), versetzt die ECU 1000 die Verarbeitung zu S32, wo sie das Anlasssolldrehmoment TCtag auf einen vorbestimmten Wert B einstellt. Der vorbestimmte Wert B hierin ist ein Wert, der in Übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl Ne variiert und ist kleiner als ein vorbestimmter Wert A, der in S33 eingestellt ist. Zum Beispiel wird der vorbestimmte Wert B auf einen Wert ähnlich dem Anlasssolldrehmoment TCtag in dem Fehlzündungsbereich eingestellt, der in 5 gezeigt ist, die vorangehend beschrieben ist.
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In S34 steuert die ECU 1000 den ersten Motorgenerator bzw. MG 200 derart, dass das Ist-Anlassdrehmoment TC das Anlasssolldrehmoment TCtag wird, das in S32 oder S33 eingestellt ist.
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In S35 bestimmt die ECU 1000, ob die Maschinendrehzahl Ne in dem optimalen Bereich (Maschinendrehzahlbereich niedriger als die Schwellendrehzahl α und höher als die Schwellendrehzahl β) enthalten ist oder nicht.
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Wenn die Maschinendrehzahl Ne nicht in dem optimalen Bereich enthalten ist (NEIN in S35), kehrt die ECU 1000 die Verarbeitung zu S31 zurück und wiederholt die Verarbeitung von S31 bis S34.
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Wenn die Maschinendrehzahl Ne in dem optimalen Bereich enthalten ist (JA in S35), versetzt die ECU 1000 die Verarbeitung zu S16, wo sie eine Steuerung derart durchführt, dass Kraftstoff zu der Maschine 100 zur Zündung eingespritzt wird. Dies komplettiert bzw. vollendet die Maschinenstartverarbeitung.
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Ebenfalls auf diese Weise kann die Maschinendrehzahl Ne während eines Anlassens vorteilhaft auf den Drehzahlbereich verringert werden und dort beibehalten werden, in dem eine Fehlzündung vermieden werden kann, ohne die Menge einer Einlassluft Ga zu erhöhen, wie in der ersten Ausführungsform.
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Es soll verstanden werden, dass die Ausführungsformen, die hierin offenbart sind, illustrativ und nicht restriktiv sind in jeder Hinsicht. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist durch die Ausdrücke in den Ansprüchen festgelegt, eher als die vorangehende Beschreibung, und ist dazu gedacht, beliebige Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs und Bedeutung, welche äquivalent zu den Ausdrücken in den Ansprüchen ist, zu umfassen.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 1: Fahrzeug; 10: Maschinendrehzahlsensor; 11: Luftmengenmesser; 12: Drosselpositionssensor; 15: Ausgabewellendrehzahlsensor; 21, 22: Resolver bzw. Drehmelder; 31: Beschleunigerpositionssensor; 35: Startschalter; 81: Untersetzungsgetriebe; 82: Antriebsrad; 100: Maschine; 101: Dämpfungsmechanismus; 200: erster Motorgenerator; 300: Leistungsaufteilungsvorrichtung; 400: zweiter Motorgenerator; 560: Ausgabewelle; 600: PCU; 700: Batterie; 1000: ECU
