DE112013006950T5

DE112013006950T5 - Steuervorrichtung für Hybridfahrzeuge

Info

Publication number: DE112013006950T5
Application number: DE112013006950.4T
Authority: DE
Inventors: Toshio Inoue
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-04-15
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2015-12-24
Also published as: JPWO2014170948A1; CN105121240A; US20160082824A1; JP5962851B2; WO2014170948A1

Abstract

Es ist eine Steuervorrichtung für Hybridfahrzeuge bereitgestellt, die in der Lage ist, eine Kraftmaschinenschwingung ohne Verschlechtern der Abgabe zu beseitigen, wenn eine Kraftmaschinenschwingung während des Kraftmaschinenbetriebs erfasst wurde. Die Kraftmaschinenschwingung wird während der Fahrt mit einer Kraftmaschinenwassertemperatur von nicht mehr als einem Niedrigtemperaturbestimmungswert erfasst, die Steuervorrichtung kann die Übertragung der während des Kraftmaschinenbetriebs erzeugten Kraftmaschinenschwingung auf ein Antriebsrad unterdrücken und kann das Einfrieren, das in einem Einlass-/Auslassventil auftritt, auftauen, wodurch die Abgabe verbessert wird, indem der Eingriffszustand einer die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung in Übereinstimmung mit der angeforderten Antriebskraft (Tr) geändert wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs, und sie bezieht sich insbesondere auf die Verbesserung des Fahrverhaltens.
HINTERGRUNDTECHNOLOGIE
Es wurde eine Technologie zum Auftauen eines Gefrierzustands vorgeschlagen, wenn ein Drosselventil einer Kraftmaschine in einer Niedertemperaturumgebung einfriert. Beispielsweise wird bei einem Fahrzeug gemäß Patentdruckschrift 1 ein Motor, der das Öffnen des Drosselventils über einen Getriebemechanismus steuert, verwendet, wenn ein Drosselventil einfriert, und der Motor wird beschleunigt, während der Motor mit einem Betrag gedreht wird, der einem Freispiel eines Zahnrads in dem Getriebemechanismus entspricht. Als ein Ergebnis wird eine von dem Motor über den Getriebemechanismus an dem Drosselventil wirkende Antriebskraft verbessert, sodass das Drosselventil von einem eingefrorenen Zustand befreit wird.
DRUCKSCHRIFTLICHER STAND DER TECHNIK
Patentdruckschrift

Patentdruckschrift 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2006-249952

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Es wird angenommen, dass in einer Niedertemperaturumgebung das Einfrieren nicht nur bei einem Drosselventil sondern auch bei einem Einlass-/Auslassventil auftritt. Falls das Einlass-/Auslassventil eingefroren ist, kann das Einlass-/Auslassventil einer Kraftmaschine nicht erfolgreich geschlossen werden und in einem Zylinder der Kraftmaschine kann eine Kompressionsleckage auftreten. Dies beeinträchtigt eine normale Verbrennung in dem Zylinder mit dem eingefrorenen Ventil, wodurch eine Kraftmaschinenschwingung hervorgerufen werden kann, die zu einer Verschlechterung des Fahrverhaltens führt. Diesbezüglich beinhaltet ein denkbares Verfahren das Betreiben der Kraftmaschine derart, dass Schwingungen, Wärme, usw. auf einen eingefrorenen Abschnitt aufgebracht werden und das Einfrieren aufgetaut wird, um die Kraftmaschinenschwingung zu beseitigen. Falls die während des Kraftmaschinenbetriebs auftretende Kraftmaschinenschwingung jedoch auf die Antriebsräder übertragen wird, kann sich das Fahrverhalten verschlechtern. Da insbesondere ein Hybridfahrzeug die Kraftmaschine während der Fahrt stoppt, ist eine Häufigkeit des Betriebs der Kraftmaschine verringert. Daher ist es wahrscheinlich, dass das Einfrieren auftritt, und daher ist eine Maßnahme für das schnelle Auftauen des Einfrierens erwünscht.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf diese Situationen erdacht und es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Kraftmaschinenschwingung ohne Verschlechterung des Fahrverhaltens zu beseitigen, wenn eine Kraftmaschinenschwingung erfasst wird, oder das Auftreten der Kraftmaschinenschwingung während des Kraftmaschinenbetriebs vorausgesagt wird.
Mittel zum Lösen des Problems
Um die Aufgabe zu lösen, ist gemäß dem Prinzip der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs vorgesehen, das (a) eine Kraftmaschine, einen Elektromotor, der an einen Kraftübertragungsweg zwischen der Kraftmaschine und den Antriebsrädern gekoppelt ist, und eine Kupplung aufweist, die einen Kraftübertragungsweg zwischen der Kraftmaschine und sowohl dem Elektromotor als auch den Antriebsrädern verbindet/trennt, wobei die Steuervorrichtung eine Kraftmaschinenschwingung erfasst, die bei einer Temperatur auftritt, die gleich wie oder kleiner als ein vordefinierter Niedertemperaturbestimmungswert ist, bei dem vorausgesagt wird, dass in einem Einlass-/Auslassventil der Kraftmaschine das Einfrieren auftritt, wobei die Steuervorrichtung (b) einen Betriebszustand der Kupplung auf Grundlage einer angeforderten Antriebskraft des Fahrzeugs ändert, wenn die Kraftmaschinenschwingung erfasst wird.
Wirkungen der Erfindung
Folglich kann dann, wenn während der Fahrt bei der Temperatur, die gleich wie oder kleiner als der Niedertemperaturbestimmungswert ist, eine Kraftmaschinenschwingung erfasst wird, der Betriebszustand der Kupplung in Abhängigkeit der angeforderten Antriebskraft geändert werden, um das in dem Einlass-/Auslassventil aufgetretene Einfrieren aufzutauen, während das Übertragen der während des Kraftmaschinenbetriebs erzeugten Kraftmaschinenschwingung auf die Antriebsräder unterdrückt wird, und daher wird das Fahrverhalten konsequent verbessert.
Wenn in einer ersten bevorzugten Form der Erfindung die angeforderte Antriebskraft des Fahrzeugs größer ist, wird verglichen mit dann, wenn die angeforderte Antriebskraft kleiner ist, ein Rutschbetrag der Kupplung kleiner gemacht. Wenn die angeforderte Antriebskraft groß ist, dann werden das Kraftmaschinendrehmoment und das Elektromotordrehmoment zum Fahren des Fahrzeugs verwendet. Wenn die angeforderte Antriebskraft größer wird, dann wird auch das Kraftmaschinendrehmoment größer, und wenn das Kraftmaschinendrehmoment größer wird, dann neigt die Kraftmaschinenschwingung dazu, dass sie kleiner ist, da die Verbrennung stabil wird. Daher wird selbst dann, wenn der Rutschbetrag der Kupplung kleiner gemacht ist, die auf die Antriebsräder übertragene Schwingung unterdrückt. Falls die angeforderte Antriebskraft klein ist, kann die Antriebskraft beispielsweise von dem Elektromotordrehmoment abgedeckt werden, und daher kann die Kupplung geöffnet werden oder der Rutschbetrag kann größer gemacht werden, um die Übertragung der Kraftmaschinenschwingung auf die Antriebsräder zu unterdrücken.
Wenn bei einer zweiten bevorzugten Form der Erfindung die angeforderte Antriebskraft des Fahrzeugs sogar nur durch den Elektromotor abgedeckt wird, wird die Kupplung in einen offenen Zustand gebracht. Da die Kraftmaschinenschwingung nicht auf die Antriebsräder übertragen wird, kann als ein Ergebnis das Fahrverhalten weiter verbessert werden. Der Elektromotor wird zum Fahren verwendet und daher wird die Fahrleistung sichergestellt.
Wenn bei einer dritten bevorzugten Form der Erfindung die angeforderte Antriebskraft des Fahrzeugs durch die Kraftmaschine und den Elektromotor ausgegeben wird, wird ein Rutschbetrag der Kupplung kleiner gemacht, wenn ein Drehmoment der Kraftmaschine größer wird. Wenn das Kraftmaschinendrehmoment größer wird, dann wird die Kraftmaschinenschwingung kleiner gemacht, da die Verbrennung stabil wird. Daher wird selbst dann, wenn der Rutschbetrag der Kupplung kleiner gemacht wird, wenn das Kraftmaschinendrehmoment größer wird, die auf die Antriebsräder übertragene Kraftmaschinenschwingung unterdrückt, da die Kraftmaschinenschwingung klein ist, und die Fahrzeugfahrleistung kann sichergestellt werden.
In einer vierten bevorzugten Form der Erfindung ändert die Steuervorrichtung den Betriebszustand der Kupplung auf Grundlage der angeforderten Antriebskraft des Fahrzeugs und erhöht eine Ausgabe der Kraftmaschine, während die Kraftmaschinenschwingung erfasst wird. Auf diese Weise wird die Ausgabe der Kraftmaschine erhöht, während die Kraftmaschinenschwingung erfasst wird, um eine Zunahme der Temperatur des Einlass-/Auslassventils zu fördern, und als ein Ergebnis kann das Auftauen des Einfrierens in dem Einlass-/Auslassventil erleichtert werden.
In einer fünften bevorzugten Form der Erfindung ist die Kraftmaschinenschwingung eine Kraftmaschinenschwingung während eines irregulären Explosionszyklus.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Schaubild zum Erläutern einer allgemeinen Konfiguration eines Leistungsübertragungswegs von einer Kraftmaschine und einem Elektromotor zum Antreiben von Rädern, die ein Hybridfahrzeug ausmachen, auf das die vorliegende Erfindung vorzugsweise angewandt wird.
2 ist ein funktionales Blockschaubild zum Erläutern eines Hauptabschnitts der Steuerungsfunktion einer elektronischen Steuervorrichtung aus 1.
3 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Hauptabschnitts des Steuerbetriebs der elektronischen Steuervorrichtung, das heißt des Steuerbetriebs zum Beseitigen einer Kraftmaschinenschwingung ohne Verschlechterung des Fahrverhaltens, wenn die vom Einfrieren eines Einlass-/Auslassventils herrührende Kraftmaschinenschwingung während des Kraftmaschinenbetriebs erfasst wird.
ART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Nun wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Beispiel der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. In dem folgenden Beispiel sind die Figuren vereinfacht oder nach Bedarf verzerrt und Abschnitte sind bezüglich der Abmessungsverhältnisse, der Form, usw. nicht notwendigerweise präzise dargestellt.
Beispiel
1 ist ein Schaubild zum Erläutern einer allgemeinen Konfiguration eines Leistungsübertragungswegs von einer Kraftmaschine 14 und einem Elektromotor MG auf Antriebsräder 34, die ein Hybridfahrzeug 10 ausmachen (im Weiteren als das Fahrzeug 10 bezeichnet), auf das die vorliegende Erfindung vorzugsweise angewandt wird, und sie ist ein Schaubild zum Erläutern eines Hauptabschnitts eines in dem Fahrzeug 10 angeordneten Steuerungssystems für eine Ausgabesteuerung der Kraftmaschine 14, die als eine Antriebskraftquelle dient, für eine Schaltsteuerung eines Automatikgetriebes 18, für eine Antriebssteuerung des Elektromotors MG, usw.
In 1 hat eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung 12 (die im Weiteren als die Leistungsübertragungsvorrichtung 12 bezeichnet ist) eine die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0O, den Elektromotor MG, einen Drehmomentenwandler 16, eine Ölpumpe 22, das Automatikgetriebe 18 usw. in der Reihenfolge von der Seite der Kraftmaschine 14 in einem Getriebegehäuse 20 (das im weiteren Verlauf als das Gehäuse 20 bezeichnet ist), das als ein sich nicht drehendes Element wirkt, das mittels einer Schraube usw. an einem Fahrzeugkörper angebracht ist. Die Leistungsübertragungsvorrichtung 12 hat zudem eine Antriebswelle 26, die an eine Ausgabewelle 24 gekoppelt ist, die ein Ausgaberotationselement des Automatikgetriebes 18 ist, eine Differentialgetriebevorrichtung (Differentialgetriebe) 28, die an die Antriebswelle 26 gekoppelt ist, ein Paar Achsen 30, die an die Differentialgetriebevorrichtung 28 gekoppelt sind, usw. Die Leistungsübertragungsvorrichtung 12, die wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, wird beispielsweise vorzugsweise in dem Fahrzeug 10 der FR-Bauart (vorne liegende Kraftmaschine mit Hinterradantrieb) verwendet. Wenn in der Leistungsübertragungsvorrichtung 12 die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 eingerückt ist, wird die Leistung der Kraftmaschine 14 von einer Kraftmaschinenkopplungswelle 32, die die Kraftmaschine 14 und die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 koppelt, der Reihe nach durch die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0, den Drehmomentwandler 16, das Automatikgetriebe 18, die Antriebswelle 26, die Differentialgetriebevorrichtung 28, ein Paar Achsen 30, usw. auf ein Paar Antriebsräder 34 übertragen. Die Kraftmaschine 14 besteht beispielsweise aus einem vierzylindrigen Viertakt-Benzinmotor und hat für jeden Zylinder zwei Einlassventile und zwei Auslassventile. In diesem Beispiel sind die beiden Einlassventile und die beiden Auslassventile, die für jeden Zylinder angeordnet sind, gemeinsam als ein Einlass-/Auslassventil 15 beschrieben.
Der Drehmomentwandler 16 ist eine Fluidleistungsübertragungsvorrichtung, die eine in einen Pumpenimpeller 16a eingegebene Antriebskraft über ein Fluid auf das Automatikgetriebe 18 überträgt. Der Pumpenimpeller 16a ist der Reihe nach durch die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 und die Kraftmaschinenkoppelwelle 32 an die Kraftmaschine 14 gekoppelt und ist ein eingabeseitiges Rotationselement, das eine Eingabe der Antriebskraft von der Kraftmaschine 14 empfängt und um eine Achsmitte drehbar ist. Ein Turbinenimpeller 16b des Drehmomentwandlers 16 ist ein ausgabeseitiges Rotationselement des Drehmomentwandlers 16 und ist durch eine Keilverzahnung usw. nicht relativ verdrehbar an eine Getriebeeingangswelle 36 gekoppelt, die ein Eingaberotationselement des Automatikgetriebes 18 ist. Der Drehmomentwandler 16 hat eine Überbrückungskupplung 38. Die Überbrückungskupplung 38 ist eine zwischen dem Pumpenimpeller 16a und dem Turbinenimpeller 16b angeordnete, direkte Kupplung und wird durch eine Hydrauliksteuerung in einen eingerückten Zustand, einen Rutschzustand oder einen offenen Zustand gebracht.
Der Elektromotor MG ist an einen Leistungsübertragungsweg zwischen der Kraftmaschine 14 und den Antriebsrädern 34 gekoppelt und ist ein sogenannter Motorgenerator, der eine Funktion eines Motors, der eine mechanische Antriebskraft aus elektrischer Energie erzeugt, und eine Funktion eines elektrischen Generators hat, der elektrische Energie aus mechanischer Energie erzeugt. Mit anderen Worten kann der Elektromotor MG anstelle der Kraftmaschine 14, die eine Leistungsquelle ist, oder zusammen mit der Kraftmaschine 14 als eine Fahrantriebskraftquelle wirken, die eine Fahrantriebskraft erzeugt. Der Elektromotor MG führt zudem Betriebe wie das Erzeugen elektrischer Energie durch Regeneration von einer durch die Kraftmaschine 14 erzeugten Antriebskraft oder einer von den Antriebsrädern 34 eingegebenen Antriebskraft (mechanische Energie) durch, um die elektrische Energie über einen Inverter 40, einen (nicht dargestellten) Aufwärtswandler usw. in einer Batterie 46 zu speichern, die eine Elektrizitätsspeichervorrichtung ist. Der Elektromotor MG ist mit dem Pumpenimpeller 16a wirkverbunden und Leistung wird gegenseitig zwischen dem Elektromotor MG und dem Pumpenimpeller 16a übertragen. Daher ist der Elektromotor MG in einer Leistung übertragenden Art an die Getriebeeingangswelle 36 gekoppelt, wie es bei der Kraftmaschine 14 der Fall ist. Der Elektromotor MG ist zum Abgeben/Aufnehmen elektrischer Leistung über den Inverter 40, den Aufwärtswandler (nicht dargestellt) usw. zu/von der Batterie 46 angeschlossen. In dem Fall des Fahrens unter Verwendung des Elektromotors MG als die Antriebskraftquelle wird die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 geöffnet und die Leistung des Elektromotors MG wird der Reihe nach durch den Drehmomentwandler 16, das Automatikgetriebe 18, die Antriebswelle 26, das Differentialgetriebe 28, ein Paar Achsen 30 usw. auf ein Paar Antriebsräder 34 übertragen.
Die Ölpumpe 22 ist eine mechanische Ölpumpe, die an den Pumpenimpeller 16a gekoppelt ist und die durch die Kraftmaschine 14 (oder den Elektromotor MG) drehbar angetrieben ist, um einen Hydrauliköldruck zum Bereitstellen der Schaltsteuerung des Automatikgetriebes 18 zu erzeugen, wobei sie eine Drehmomentkapazität der Überbrückungskupplung 38 steuert, das Einrücken/Öffnen der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 steuert, und Schmieröl zu den Abschnitten des Leistungsübertragungswegs der Kraftmaschine 10 zuführt. Die Leistungsübertragungsvorrichtung 12 hat eine durch einen (nicht dargestellten) Elektromotor angetriebene elektrische Ölpumpe 52 und betätigt zudem die elektrische Ölpumpe 52, um Öldruck dann zu erzeugen, wenn die Ölpumpe 22 nicht betrieben wird, beispielsweise während des Stopps des Fahrzeugs.
Die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 ist eine hydraulische Reibeingriffsvorrichtung der nassen Bauart mit mehreren Platten, bei der eine Vielzahl von Reibungsplatten, die einander überlagern, beispielsweise durch ein Hydraulikstellglied gedrückt werden, und sie wird einer Einrück-/Öffnungssteuerung durch einen in der Leistungsübertragungsvorrichtung 12 angeordneten Hydrauliksteuerkreis unterworfen, indem als ein Ursprungsdruck ein Öldruck verwendet wird, der durch die Ölpumpe 22 und die elektrische Ölpumpe 52 erzeugt wird. Bei der Einrück-/Öffnungssteuerung wird eine Leistungsübertragungsfähige Drehmomentkapazität der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0, das heißt eine Einrückkraft der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0, beispielsweise kontinuierlich durch eine Druckeinstellung eines Linearsolenoidventils usw. in dem Hydrauliksteuerkreis 50 variiert. Die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 hat ein Paar Kupplungsrotationselemente (eine Kupplungsnabe und eine Kupplungstrommel), die in ihrem offenen Zustand relativ zueinander drehbar sind, und eines von den Kupplungsrotationselementen (die Kupplungsnabe) ist relativdrehfest an die Kraftmaschinenkopplungswelle 32 gekoppelt, während das andere Kupplungsrotationselement (die Kupplungstrommel) relativdrehfest an den Pumpenimpeller 16a des Drehmomentwandlers 16 gekoppelt ist. Wegen einer solchen Konfiguration dreht die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 den Pumpenimpeller 16a in dem eingerückten Zustand einstückig mit der Kraftmaschine 14 über die Kraftmaschinenkopplung 32. Daher wird die Antriebskraft von der Kraftmaschine 14 in dem eingerückten Zustand der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 in den Pumpenimpeller 16a eingegeben. Andererseits wird die Leistungsübertragung zwischen dem Pumpenimpeller 16a und der Kraftmaschine 14 in dem offenen Zustand der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 unterbrochen. Da, wie zuvor beschrieben ist, der Elektromotor MG mit dem Pumpenimpeller 16a wirkverbunden ist, wirkt die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 als eine Kupplung, die den Leistungsübertragungsweg zwischen der Kraftmaschine 14 und dem Elektromotor MG verbindet/trennt. Für die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 von diesem Beispiel wird eine sogenannte Kupplung der normalerweise offenen Bauart verwendet, die eine Drehmomentkapazität (Einrückkraft) hat, die proportional zu einem Öldruck zunimmt, und die in einen offenen Zustand gebracht wird, wenn kein Öldruck zugeführt wird.
Das Automatikgetriebe 18 ist, ohne über die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 zu gehen, in einer Leistung übertragenden Art, in der die Leistung von dem Motor MG auf das Getriebe 18 übertragbar ist, ohne über die Kupplung K0 zu gehen, an den Elektromotor MG gekoppelt. Das Automatikgetriebe 18 bildet einen Abschnitt des Leistungsübertragungswegs von der Kraftmaschine 14 und dem Elektromotor MG auf die Antriebsräder 34, um die Leistung von der Fahrantriebskraftquelle (der Kraftmaschine 14 und dem Elektromotor MG) auf die Antriebsräder 34 zu übertragen. Beispielsweise ist das Automatikgetriebe 18 ein mehrstufiges Getriebe der Planetengetriebebauart, das als ein abgestuftes Automatikgetriebe wirkt, in welchem ein Schaltvorgang durchgeführt wird, um wahlweise eine Vielzahl von Schaltstufen (Getriebestufen) einzurichten, indem eine von einer Vielzahl von Eingriffsvorrichtungen, die in Eingriff zu bringen sind, beispielsweise hydraulische Reibeingriffsvorrichtungen, etwa eine Kupplung C und eine Bremse B (das heißt durch Einrücken und Öffnen der hydraulischen Reibeingriffsvorrichtungen), geschaltet wird. Daher ist das Automatikgetriebe 18 ein gestuftes Getriebe, das ein sogenanntes Kupplung-zu-Kupplung-Schalten durchführt, welches in bekannten Fahrzeugen häufig verwendet wird und die Geschwindigkeit der Rotationseingabe in die Getriebeeingangswelle 36 ändert, um die Rotation von der Ausgangswelle 24 auszugeben. Die Getriebeeingangswelle 36 ist zudem eine Turbinenwelle, die durch den Turbinenimpeller 16b des Drehmomentwandlers 16 drehend angetrieben ist. Das Automatikgetriebe 18 hat eine vorbestimmte Getriebestufe (Schaltstufe), die in Abhängigkeit einer Beschleunigungseinrichtungsbetätigung durch einen Fahrer, eine Fahrzeuggeschwindigkeit V, usw. durch die Einrück-/Öffnungssteuerung einer jeden Kupplung C und Bremse B eingerichtet wird. Wenn sowohl die Kupplung C als auch die Bremse B in dem Automatikgetriebe 18 geöffnet werden, dann wird ein neutraler Zustand erreicht und der Leistungsübertragungsweg zwischen den Antriebsrädern 34 und sowohl der Kraftmaschine 14 als auch dem Elektromotor MG wird unterbrochen.
Mit erneuter Bezugnahme auf 1 hat das Fahrzeug 10 eine elektronische Steuervorrichtung 100, die beispielsweise eine Steuervorrichtung aufweist, die sich auf eine Hybridantriebssteuerung bezieht. Die elektronische Steuervorrichtung 100 hat einen sogenannten Mikrocomputer, der beispielsweise eine CPU, einen RAM, einen ROM und eine I/O-Schnittstelle aufweist, und die CPU führt Signalverarbeitungen in Übereinstimmung mit einem im Vorfeld in dem ROM gespeicherten Programm durch, während sie eine temporäre Speicherfunktion des RAM verwendet, um verschiedene Steuerungen des Fahrzeugs 10 bereitzustellen. Beispielsweise stellt die elektronische Steuervorrichtung 100 die Ausgabesteuerung der Kraftmaschine 14, die Antriebssteuerung des Elektromotors MG einschließlich einer regenerativen Steuerung des Elektromotors MG, die Schaltsteuerung des Automatikgetriebes 18, die Drehmomentkapazitätssteuerung der Überbrückungskupplung 38, die Drehmomentkapazitätssteuerung der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 usw. bereit, und ist getrennt für die Kraftmaschinensteuerung, die Elektromotorsteuerung, die Hydrauliksteuerung (Schaltsteuerung) usw. nach Bedarf konfiguriert.
Die elektronische Steuervorrichtung 100 wird beispielsweise mit folgenden Signalen versorgt: einem Signal, das eine Kraftmaschinendrehzahl Ne angibt, die die durch einen Kraftmaschinendrehzahlsensor 56 erfasste Drehzahl der Kraftmaschine 14 ist, einem Signal, das eine Turbinendrehzahl Nt des Drehmomentwandlers 16 als eine Eingangsdrehzahl des Automatikgetriebes 18 angibt, die durch einen Turbinendrehzahlsensor 58 erfasst wird, das heißt, eine Getriebeeingangsdrehzahl Nin, die die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 36 ist; einem Signal, das eine Getriebeausgangsdrehzahl Nout an gibt, die die Drehzahl der Ausgangswelle 24 ist, die der Fahrzeuggeschwindigkeit V oder einer Drehzahl der Antriebswelle 26 als ein Fahrzeuggeschwindigkeitsbezugswert entspricht, der durch einen Ausgabewellendrehzahlsensor 60 erfasst wird; einem Signal, das eine Elektromotordrehzahl Nmg angibt, das die durch einen Elektromotordrehzahlsensor 62 erfasste Drehzahl des Elektromotors MG ist; einem Signal, das einen Drosselventilöffnungsgrad θth angibt, der ein durch einen Drosselsensor 64 erfasster Öffnungsgrad eines (nicht gezeigten) elektronischen Drosselventils ist; einem Signal, das eine durch einen Einlassluftmengensensor 66 erfasste Einlassluftmenge Qair der Kraftmaschine 14 angibt; ein Signal, das eine durch einen Beschleunigungssensor 68 erfasste Längsbeschleunigung G (oder Längsverzögerung G) des Fahrzeugs 10 angibt; einem Signal, das eine von einem Kühlwassertemperatursensor 70 erfasste Kraftmaschinenwassertemperatur THw der Kraftmaschine 14 angibt; ein Signal, das eine von einem Öltemperatursensor 72 erfasste Hydrauliköltemperatur THoil des Hydrauliköls in dem Hydrauliksteuerkreis 50 angibt; einem Signal, das einen Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgrad Acc angibt, der ein Betätigungsbetrag eines Beschleunigungseinrichtungspedals 76 als ein Antriebskraftanforderungsbetrag (vom Fahrer angeforderte Ausgabe) für das Fahrzeug 10 von einem Fahrer ist und der von einem Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgradsensor 74 erfasst wird; einem Signal, das einen Bremsbetätigungsbetrag Brk angibt, der ein Betätigungsbetrag eines Bremspedals 80 als ein Bremskraftanforderungsbetrag (vom Fahrer angeforderte Verzögerung) für das Fahrzeug 10 von einem Fahrer ist und der durch einen Fußbremssensor 78 erfasst wird; einem Signal, das eine Hebelposition (eine Schaltbetätigungsposition, eine Schaltposition, eine Betätigungsposition) Psh eines Schalthebels 84, auch als „P”-, „N”-, „D”-, „R”- und „S”-Positionen bekannt, angibt, die durch einen Schaltpositionssensor 82 erfasst werden; einem Signal, das einen Ladebetrag (Ladekapazität, Laderestmenge) SOC des Batterieabschnitts 46 angibt, der durch einen Batteriesensor 86 erfasst wird; und einem Signal, das eine von einem Außenlufttemperatursensor 87 erfasste Außenlufttemperatur Tair angibt. Die elektronische Steuervorrichtung 100 wird von einer Zubehörbatterie 88 mit elektrischer Leistung versorgt, welche mit elektrischer Leistung geladen wird, die durch einen DC-DC-Wandler (nicht gezeigt) herabtransformiert wird.
Die elektronische Steuervorrichtung 100 gibt beispielsweise ein Kraftmaschinenausgabesteuerungsbefehlssignal Se für die Ausgabesteuerung der Kraftmaschine 14; ein Elektromotorsteuerungsbefehlssignal Sm zum Steuern des Betriebs des Elektromotors MG und ein Öldruckbefehlssignal Sp zum Betätigen elektromagnetischer Ventile (Solenoidventile) aus, die in dem Hydrauliksteuerkreis 50, der elektrischen Ölpumpe 52, usw. zum Steuern der hydraulischen Stellglieder der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 und der Kupplung C und der Bremse B des Automatikgetriebes 18 enthalten sind.
2 ist ein funktionales Blockschaubild zum Erläutern eines Hauptabschnitts der Steuerungsfunktion der elektronischen Steuervorrichtung 100. In 2 wirkt ein Stufenschaltsteuerabschnitt 102 (ein Stufenschaltsteuermittel) als ein Schaltsteuerabschnitt, der einen Schaltvorgang des Automatikgetriebes 18 durchführt. Der Stufenschaltsteuerabschnitt 102 bestimmt, ob ein Schaltvorgang des Automatikgetriebes 18 durchgeführt werden sollte, und zwar beispielsweise auf Grundlage eines Fahrzeugfahrzustands, der durch die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit V und einen Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgrad Acc aus einer bekannten Beziehung (Schaltdiagramm, Schaltkennfeld) angegeben wird, die eine Heraufschaltlinie und eine Herunterschaltlinie hat, die im Vorfeld unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgrads Acc (oder des Getriebeausgangsdrehmoments Tout usw.) als Variablen gespeichert sind, das heißt, er bestimmt eine durch das Automatikgetriebe 18 zu erreichende Gangstufe auf Grundlage des Fahrzeugfahrzustands, und stellt die Automatikschaltsteuerung des Automatikgetriebes 18 derart bereit, dass die bestimmte Gangstufe erhalten wird. Falls beispielsweise der Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgrad Acc (Fahrzeuganforderungsdrehmoment) die Herunterschaltlinie überschreitet, sodass er ein höherer Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgrad (höheres Fahrzeuganforderungsdrehmoment) in Zusammenhang mit einer Vergrößerung des Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgrads Acc infolge einer zusätzlichen Niederdrückbetätigung des Beschleunigungseinrichtungspedals 76 wird, bestimmt das Stufenschaltsteuermittel 102, dass eine Herunterschaltanforderung für das Automatikgetriebe 18 durchgeführt wird, und stellt die Herunterschaltsteuerung des Automatikgetriebes 18 bereit, die der Herunterschaltlinie entspricht. In diesem Fall gibt das Stufenschaltsteuermittel 102 zu dem Hydrauliksteuerkreis 50 einen Befehl (Schaltausgabebefehl, Öldruckbefehl) Sp aus, um die in dem Schaltvorgang des Automatikgetriebes 18 involvierten Eingriffsvorrichtungen einzurücken und/oder zu öffnen, sodass die Gangstufe in Übereinstimmung mit einer beispielsweise im Vorfeld gespeicherten vorbestimmten Eingriffsbetätigungstabelle erreicht wird. Der Hydrauliksteuerkreis 50 betätigt die Linearsolenoidventile in dem Hydrauliksteuerkreis 50, um die Hydraulikstellglieder der in dem Schaltvorgang involvierten Eingriffsvorrichtungen zu betätigen, sodass der Schaltvorgang des Automatikgetriebes 18 beispielsweise durch Öffnen einer öffnungsseitigen Kupplung und durch Einrücken einer einrückseitigen Kupplung in Übereinstimmung mit dem Befehl Sp durchgeführt wird.
Ein Hybridsteuerabschnitt 104 (ein Hybridsteuermittel) hat eine Funktion als ein Kraftmaschinenantriebssteuerabschnitt, der den Antrieb der Kraftmaschine 14 steuert, und hat eine Funktion als ein Elektromotorbetätigungssteuerabschnitt, der die Betätigung des Elektromotors MG als eine Antriebskraftquelle oder als einen elektrischen Generator durch den Inverter 40 steuert, und stellt eine Steuerung des Hybridantriebs durch die Kraftmaschine 14 und den Elektromotor MG usw. durch diese Steuerfunktionen bereit. Beispielsweise berechnet das Hybridsteuermittel 104 ein angefordertes Antriebsdrehmoment Tr des Fahrzeugs aus dem Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgrad Acc und der Fahrzeuggeschwindigkeit V und steuert die Fahrantriebskraftquelle (die Kraftmaschine 14 und den Elektromotor MG) so, dass das angeforderte Antriebsdrehmoment Tr unter Berücksichtigung eines Übertragungsverlusts, einer Zubehörlast, einer Gangstufe des Automatikgetriebes 18, dem Ladebetrag SOC der Batterie 46, usw. erreicht wird.
Genauer gesagt legt das Hybridsteuermittel 104 beispielsweise dann, wenn das von dem Fahrzeug angeforderte Drehmoment Tr in einem Bereich liegt, der lediglich durch das Ausgabedrehmoment (Elektromotordrehmoment) Tmg des Elektromotors MG abgedeckt werden kann, einen Fahrmodus auf einen Motorfahrmodus (im Weiteren als EV-Fahrmodus bezeichnet) fest und führt die Motorfahrt (EV-Fahrt) unter Verwendung lediglich des Elektromotors MG als die Fahrantriebskraftquelle durch. Falls andererseits beispielsweise das Fahrzeuganforderungsdrehmoment Tr in einem Bereich liegt, der nicht abgedeckt werden kann, solange nicht zumindest das Ausgabedrehmoment (Kraftmaschinendrehmoment) Te der Kraftmaschine 14 verwendet wird, legt das Hybridsteuermittel 104 den Fahrmodus auf einen Kraftmaschinenfahrmodus (Hybridfahrmodus) fest und führt die Kraftmaschinenfahrt unter Verwendung zumindest der Kraftmaschine 14 als die Fahrantriebskraftquelle durch.
Falls die EV-Fahrt durchgeführt wird, öffnet der Hybridsteuerabschnitt 104 die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0, um den Leistungsübertragungsweg zwischen der Kraftmaschine 14 und dem Drehmomentwandler 16 zu unterbrechen, und bringt den Elektromotor MG dazu, das für die Motorfahrt erforderliche Elektromotordrehmoment Tmg auszugeben. Falls andererseits die Kraftmaschinenfahrt (Hybridfahrt) durchgeführt wird, rückt das Hybridsteuermittel 104 die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 ein, um die Antriebskraft von der Kraftmaschine 14 auf den Pumpenimpeller 16a zu übertragen, und bringt den Elektromotor MG dazu, ein Unterstützungsdrehmoment nach Bedarf auszugeben. Wenn die Ölpumpe 22 beispielsweise während des Stopps des Fahrzeugs nicht angetrieben ist, betätigt das Hybridsteuermittel 104 die elektrische Ölpumpe 52 zusätzlich, um einen Mangel des Hydrauliköls zu verhindern.
Falls das vom Fahrzeug angeforderte Drehmoment Tr (Anforderungsantriebsdrehmoment) beispielsweise infolge einer zusätzlichen Niederdrückbetätigung des Beschleunigungseinrichtungspedals 76 während der EV-Fahrt erhöht wird und das Elektromotordrehmoment Tmg, das für die EV-Fahrt entsprechend der Fahrzeuganforderungsantriebskraft Tr nachgefragt wird, einen vorbestimmten EV-Fahrtdrehmomentbereich überschreitet, in dem die EV-Fahrt durchgeführt werden kann, schaltet das Hybridsteuermittel 104 den Fahrmodus von dem EV-Fahrmodus auf den Kraftmaschinenfahrmodus um und startet die Kraftmaschine 14, um die Kraftmaschinenfahrt durchzuführen. Während bei diesem Start der Kraftmaschine 14 die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 in Richtung des vollständigen Eingriffs eingerückt wird, erhöht das Hybridsteuermittel 104 die Drehung der Kraftmaschine 14 durch Übertragen eines Kraftmaschinenstartdrehmoments Tmgs für den Kraftmaschinenstart von dem Elektromotor MG über die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 und startet die Kraftmaschine 14 durch Erhöhen der Kraftmaschinendrehzahl Ne auf eine Drehzahl, die einen selbsterhaltenden Betrieb ermöglicht, und durch Steuern der Kraftmaschinenzündung, der Kraftstoffzufuhr, usw. Nachdem die Kraftmaschine 14 gestartet wurde, erreicht das Hybridsteuermittel 14 den vollständigen Eingriff der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 schnell.
Das Hybridsteuermittel 104 hat eine Funktion als ein regeneratives Steuerungsmittel, das es dem Elektromotor MG erlaubt, durch die kinetische Energie des Fahrzeugs 10 drehend angetrieben zu werden, das heißt durch eine Umkehrantriebskraft, die von den Antriebsrädern 34 zu der Kraftmaschine 14 übertragen wird und die die Batterie 46 über den Inverter 40 mit elektrischer Energie lädt, um den Kraftstoffverbrauch während des Schubbetriebs (während der Trägheitsfahrt) mit ausgeschalteter Beschleunigung, während des Bremsvorgangs durch Niederdrücken des Bremspedals 80 usw. zu verbessern. Diese regenerative Steuerung wird so gesteuert, dass ein regenerativer Betrag erreicht wird, der auf Grundlage des Ladebetrags SOC der Batterie 46, der Bremskraftverteilung einer Bremskraft von einer Hydraulikbremse zum Erzielen einer dem Bremspedalbetätigungsbetrag entsprechenden Bremskraft usw. bestimmt ist. Das Hybridsteuermittel 104 rückt die Überbrückungskupplung 38 während der regenerativen Steuerung ein.
In einer Niedertemperaturumgebung usw. kann an dem Einlass-/Auslassventil 15 der Kraftmaschine 14 anhaftende Feuchtigkeit gefrieren, was zum Einfrieren des Einlass-/Auslassventils 15 führt. Da in diesem Fall das Einlass-/Auslassventil 15 in dem Zylinder nicht erfolgreich geschlossen werden kann, wenn das Einlass-/Auslassventil 15 eingefroren ist, kann eine Kompressionsleckage auftreten und eine Kraftmaschinenschwingung mit einem irregulären Explosionszyklus kann hervorgerufen werden, in welchem beispielsweise ein bestimmter Zylinder oder bestimmte Zylinder nicht explodieren. Ein Verfahren, das als ein Mittel zum Beseitigen dieser Kraftmaschinenschwingung denkbar ist, beinhaltet das Betreiben der Kraftmaschine so, dass eine Temperatur eines eingefrorenen Abschnitts zunimmt, oder das Aufbringen einer Schwingung, um das Einfrieren zu beseitigen. Falls die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 jedoch während des Kraftmaschinebetriebs in einem eingerückten Zustand vorliegt, wird die während dieses Kraftmaschinenbetriebs auftretende Kraftmaschinenschwingung auf die Antriebsräder 34 übertragen und das Fahrverhalten kann sich verschlechtern.
Daher ändert die elektronische Steuervorrichtung 100 dann, wenn eine Kraftmaschinenschwingung erfasst wird, die von dem Einfrieren des Einlass-/Auslassventils 15 in einem Kraftmaschinenbetriebszustand herrührt, den Betriebszustand der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 in Abhängigkeit der angeforderten Antriebskraft Tr (angefordertes Antriebsdrehmoment Tr) des Fahrzeugs. Die erfindungsgemäße Steuerung zum Beseitigen der Kraftmaschinenschwingung, die von dem Einfrieren des Einlass-/Auslassventils 15 herrührt, wird im Folgenden beschrieben.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2 bestimmt ein Temperaturverringerungsbestimmungsabschnitt 106 in voraussagender Art das Auftreten des Einfrierens des Einlass-/Auslassventils 15 auf Grundlage dessen, ob die Kraftmaschinenwassertemperatur THw gleich wie oder kleiner als ein vordefinierter Niedertemperaturbestimmungswert Tlow ist. Der Niedertemperaturbestimmungswert Tlow ist ein Wert, der im Vorfeld empirisch ermittelt wird, und ist auf eine Temperatur festgelegt, bei der das Einfrieren des Einlass-/Auslassventils 15 der Kraftmaschine 14 auftritt (oder dazu neigt, aufzutreten). Daher wird in dem Zustand des Fahrens mit der Kraftmaschinenwassertemperatur THw, die gleich wie oder kleiner als der Niedertemperaturbestimmungswert Tlow ist, in voraussagender Art bestimmt, dass in dem Einlass-/Auslassventil 15 das Einfrieren aufgetreten ist. Obwohl in diesem Beispiel die Kraftmaschinenwassertemperatur THw als eine Variable (Temperatur) zum Bestimmen des Auftretens des Einfrierens des Einlass-/Auslassventils 15 angewandt wird, kann ebenso eine andere Variable, beispielsweise die Außenlufttemperatur Tair verwendet werden. Genauer gesagt kann die Variable (die Temperatur) jede Variable sein, die das Abschätzen der Temperatur des Einlass-/Auslassventils 15 ermöglicht.
Eine Kraftmaschinenschwingungsbestimmungseinheit 108 wird implementiert, falls auf Grundlage des Temperaturverringerungsbestimmungsabschnitts 106 vorausgesagt wird, dass das Einfrieren in dem Einlass-/Auslassventil 15 aufgetreten ist. Die Kraftmaschinenschwingungsbestimmungseinheit 108 erfasst die Kraftmaschinenschwingung in einem Fahrzustand, in welchem vorausgesagt wird, dass das Einfrieren in dem Einlass-/Auslassventil 15 aufgetreten ist, wodurch die von dem Einfrieren des Ventils während des Kraftmaschinenbetriebs herrührende Kraftmaschinenschwingung erfasst wird. Beispielsweise erfasst die Kraftmaschinenschwingungsbestimmungseinheit 108 die Kraftmaschinendrehzahl Ne sequentiell bei jeder 180°-Drehung des Kurbelwinkels der Kraftmaschine 14, und bestimmt, dass die von dem Einfrieren des Einlass-/Auslassventils 15 herrührende Kraftmaschinenschwingung aufgetreten ist, falls eine Differenz ΔNe zwischen der erfassten Kraftmaschinendrehzahl Ne und der zuvor erfassten Kraftmaschinendrehzahl Ne einen voreingestellten Schwellenwert α überschreitet. Alternativ erfasst die Kraftmaschinenschwingungsbestimmungseinheit 108 eine verstrichene Zeit T zu jeder 30°-Drehung der Kurbelwelle sequentiell und bestimmt, dass die von dem Einfrieren des Einlass-/Auslass-Ventils 15 herrührende Kraftmaschinenschwingung aufgetreten ist, falls eine Änderung der verstrichenen Zeit T einen voreingestellten Schwellenwert β überschreitet. Der Schwellenwert α und der Schwellenwert β werden im Vorfeld aus einem Versuch usw. ermittelt und werden auf einen Wert festgelegt, der erfasst wird, wenn die Kraftmaschinenschwingung aufgetreten ist.
Die Kraftmaschinenschwingungsbestimmungseinheit 108 bestimmt, ob die Kraftmaschinenschwingung beseitigt ist. Die Kraftmaschinenschwingungsbestimmungseinheit 108 bestimmt, dass die Kraftmaschinenschwingung beseitigt ist, wenn die Differenz ΔNe der Kraftmaschinendrehzahl Ne kleiner als der Schwellenwert α wird oder wenn die Änderung in der verstrichenen Zeit T zu jeder 30°-Drehung der Kurbelwelle kleiner als der Schwellenwert β wird.
Falls die Kraftmaschinenschwingungsbestimmungseinheit 108 die von dem Einfrieren des Einlass-/Auslassventils 15 herrührende Kraftmaschinenschwingung erfasst, dann wird ein Schwingungsunterdrückungssteuerungsbereitstellungsbestimmungsabschnitt 109 zur Anwendung gebracht. Der Schwingungsunterdrückungssteuerungsbereitstellungsbestimmungsabschnitt 109 bestimmt, ob die angeforderte Antriebskraft Tr (oder das Kraftmaschinenanforderungsdrehmoment Te*) kleiner als ein voreingestellter, vorbestimmter Wert Ta ist. Dieser vorbestimmte Wert Ta wird aus einer Summe (= Tmg + T), die von dem Elektromotor MG ausgegeben werden kann und als ein Nennwert aus der Ladekapazität SOC der Batterie 46 usw. bestimmt ist, und einem Übertragungsdrehmoment T ermittelt, das von der Kraftmaschine 14 auf die Antriebsräder 34 übertragen wird, wenn ein Rutschbetrag S der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 einen voreingestellten Wert Slim erreicht. Dieser Rutschbetrag Slim ist ein Wert, der im Vorfeld empirisch ermittelt wird, und ist insbesondere auf einen Wert festgelegt, bei dem die Kraftmaschinenschwingung in der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 verringert wird, sodass nahezu keine Schwingung auf die Antriebsräder 34 übertragen wird (ein Wert, bei dem der Fahrer keine Schwingung verspürt). Wenn sich ein Betriebspunkt der Kraftmaschine 14 (die Kraftmaschinendrehzahl Ne, das Kraftmaschinendrehmoment Te) ändert, dann ändert sich auch die Größe der Kraftmaschinenschwingung. Im Allgemeinen neigt die Kraftmaschinenschwingung dazu, kleiner zu werden, wenn das Kraftmaschinendrehmoment Te größer wird. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache kann der Rutschbetrag Slim kleiner festgelegt werden, wenn das Kraftmaschinendrehmoment Te größer wird.
Wenn die angeforderte Antriebskraft Tr kleiner als der vorbestimmte Wert Ta ist, dann wird ein Verbindende/Trennende-Kupplungs-Steuerungsabschnitt 110 zur Anwendung gebracht. Der Verbindende/Trennende-Kupplungs-Steuerungsabschnitt 110 ändert den Betriebszustand der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 in Abhängigkeit der angeforderten Antriebskraft Tr. Genauer gesagt dann, wenn die angeforderte Antriebskraft Tr größer ist als, macht der Verbindende/Trennende-Kupplungs-Steuerungsabschnitt 110 den Rutschbetrag S der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 verglichen mit dann kleiner, wenn die angeforderte Antriebskraft Tr kleiner ist.
Beispielsweise dann, wenn die angeforderte Antriebskraft Tr kleiner als das Elektromotordrehmoment Tmg ist, das von dem Elektromotor MG ausgegeben werden kann, wird das Kraftmaschinendrehmoment Te nicht benötigt. Da in einem solchen Fall die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 nicht eingerückt oder in Rutscheingriff gebracht werden muss, bringt der Verbindende/Trennende-Kupplungs-Steuerungsabschnitt 110 die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 in den offenen Zustand. Daher wird die Kraftmaschinenschwingung während des Kraftmaschinenbetriebs nicht auf die Antriebsräder 34 übertragen. Während die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 offen ist, wird die EV-Fahrt durch den Elektromotor MG durchgeführt, und dadurch wird die Fahrleistung sichergestellt.
Falls die angeforderte Antriebskraft Tr größer als das Elektromotordrehmoment Tmg ist, das ausgegeben werden kann, müssen das Kraftmaschinendrehmoment Te der Kraftmaschine 14 und das Elektromotordrehmoment Tmg des Elektromotors MG zur selben Zeit für das Fahren verwendet werden. In einem solchen Fall wird die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 rutschen gelassen, um das Kraftmaschinendrehmoment Te auf die Antriebsräder 34 zu übertragen. Wenn in diesem Fall der Rutschbetrag S kleiner ist, wird die Kraftmaschinenschwingung leichter auf die Antriebsräder 34 übertragen, und der Verbindende/Trennende-Kupplungs-Steuerungsabschnitt 110 stellt eine solche Steuerung bereit, dass der Rutschbetrag S der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 zumindest gleich wie oder größer als der Rutschbetrag Slim innerhalb eines Bereichs wird, in welchem die angeforderte Antriebskraft Tr ausgegeben werden kann. Da daher die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 mit dem Rutschbetrag Slim oder mehr rutschen gelassen wird, wird die Kraftmaschinenschwingung verringert, wenn sie auf die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 übertragen wird, und das Übertragen der Kraftmaschinenschwingung auf die Antriebsräder 34 wird unterdrückt. Wie zuvor beschrieben ist, neigt die Kraftmaschinenschwingung dazu, dann kleiner zu sein, wenn das Kraftmaschinendrehmoment Te größer ist. Selbst wenn die Steuerung derart vorgesehen ist, dass der Rutschbetrag S der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 kleiner wird, wenn das Kraftmaschinendrehmoment Te größer wird, kann daher die Fahrleistung sichergestellt werden, während unterdrückt wird, dass die Kraftmaschinenschwingung auf die Antriebsräder 34 übertragen wird.
Wenn die angeforderte Antriebskraft Tr größer als der vorbestimmte Wert Ta wird, dann wird der Verbindende/Trennende-Kupplungs-Steuerungsabschnitt 110 nicht zur Anwendung gebracht und die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 wird beispielsweise eingerückt. Obwohl in diesem Fall die Kraftmaschinenschwingung durch die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 nahezu nicht verringert wird, wenn die angeforderte Antriebskraft Tr größer wird, wird das Kraftmaschinendrehmoment Te größer und die Kraftmaschinenschwingung wird kleiner. Selbst wenn die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 eingerückt wird, wird daher die auf die Antriebsräder 34 übertragene Schwingung kleiner, da die Kraftmaschinenschwingung infolge einer Erhöhung des Kraftmaschinendrehmoments Te kleiner gemacht wird.
Zusammen mit dem Verbindende/Trennende-Kupplungs-Steuerungsabschnitt 110 wird ein Ventiltemperaturerhöhungssteuerungsabschnitt 112 zur Anwendung gebracht und er stellt eine Steuerung zum schnellen Erhöhen der Temperatur (Ventiltemperatur) des Einlass-/Auslassventils 15 bereit, um das Einfrieren des Einlass-/Auslassventils 15 schnell aufzutauen. Während die Kraftmaschinenschwingung erfasst wird, erhöht der Ventiltemperaturerhöhungssteuerungsabschnitt 112 die Ausgabe der Kraftmaschine 14 beispielsweise durch Erhöhen der Einlassluftmenge Qair der Kraftmaschine 14 oder durch Höhermachen der Kraftmaschinendrehzahl Ne. Wenn diese Steuerungen bereitgestellt werden, wird, da eine Erhöhung der Kraftmaschinentemperatur während des Kraftmaschinenbetriebs gefördert wird, eine Erhöhung der Ventiltemperatur ebenso gefördert, und daher wird das Einfrieren des Einlass-/Auslassventils 15 schnell aufgetaut. Der Ventiltemperaturerhöhungssteuerungsabschnitt 112 erhöht die Ventiltemperatur schnell, indem die Zündzeitgebung einer Zündvorrichtung auf früh oder auf spät gestellt wird. Beispielsweise stellt der Ventiltemperaturerhöhungssteuerungsabschnitt 112 die Zündzeitgebung in einem Bereich, in dem das Klopfen der Kraftmaschine 14 nicht auftritt, auf früh, und verbessert dadurch die Verbrennungseffizienz, sodass die Ventiltemperatur schnell erhöht wird. Alternativ verstellt der Ventiltemperaturerhöhungssteuerungsabschnitt 112 die Zündzeitgebung auf spät, und gibt dadurch ein Abgas mit hoher Temperatur von dem Abgasventil aus, um ein Erhöhen der Ventiltemperatur zu fördern.
Wenn auf Grundlage der Kraftmaschinenschwingungsbestimmungseinheit 108 bestimmt wird, dass die Kraftmaschinenschwingung beseitigt ist, schaltet der Verbindende/Trennende-Kupplungs-Steuerungsabschnitt 110 auf einen normalen Betrieb, in dem das Einrücken der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 usw. veranlasst wird.
3 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Hauptabschnitts des Steuerungsbetriebs der elektronischen Steuervorrichtung 100, das heißt des Steuerungsbetriebs zum Beseitigen der Kraftmaschinenschwingung ohne Verschlechtern der Fahreigenschaft, wenn die von dem Einfrieren des Einlass-/Auslassventils 15 herrührende Kraftmaschinenschwingung während des Kraftmaschinenbetriebs erfasst wird. Dieses Ablaufdiagramm wird einer äußerst kurzen Zykluszeit beispielsweise in der Größenordnung von wenigen Millisekunden bis einigen zig Millisekunden wiederholt ausgeführt.
Bei Schritt S1 (im weiteren Verlauf wird das Wort „Schritt” ausgelassen), der dem Temperaturverringerungsbestimmungsabschnitt 106 entspricht, wird das Auftreten des Einfrierens des Einlass-/Auslassventils 15 auf Grundlage dessen in voraussagender Weise bestimmt, ob die Kraftmaschinenwassertemperatur THw gleich wie oder kleiner als der Niedrigtemperaturbestimmungswert Tlow ist. Falls die Kraftmaschinenwassertemperatur THw höher als der Niedrigtemperaturbestimmungswert Tlow ist, ist S1 negativ und eine andere Steuerung wird bei S8 bereitgestellt. Falls die Kraftmaschinenwassertemperatur THw niedriger als der Niedrigtemperaturbestimmungswert Tlow ist, ist S1 positiv und bei S2, der der Kraftmaschinenschwingungsbestimmungseinheit 108 entspricht, wird bestimmt, ob die aus dem Einfrieren des Ventils herrührende Kraftmaschinenschwingung erfasst wird. Falls S2 negativ ist, wird bei S8 eine andere Steuerung bereitgestellt. Falls S2 positiv ist, wird bei S3, der dem Schwingungsunterdrückungssteuerungsbereitstellungsbestimmungsabschnitt 109 entspricht, bestimmt, ob die angeforderte Antriebskraft Tr (oder das Kraftmaschinenanforderungsdrehmoment Te*) kleiner als der voreingestellte, vorbestimmte Wert Ta ist. Falls S3 negativ ist, wird bei S8 eine andere Steuerung, etwa das Einrücken der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 bereitgestellt. Falls S3 positiv ist, wird die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 bei S4, der dem Verbindende/Trennende-Kupplungs-Steuerungsabschnitt 110 entspricht, zwischen offen und rutschen gesteuert. Der Betriebszustand der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 wird innerhalb eines Bereichs gesteuert, in welchem die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 offen ist oder rutscht (S > Slim), während die angeforderte Antriebskraft Tr sichergestellt wird. Gleichzeitig mit S4 wird S5 ausgeführt, der dem Ventiltemperaturerhöhungssteuerungsabschnitt 112 entspricht. Bei S5 wird zum Erhöhen der Ventiltemperatur der Kraftmaschine 14 beispielsweise die Einlassluftmenge erhöht, die Zündzeitgebung der Kraftmaschine 14 wird auf früh oder spät gestellt, oder die Kraftmaschinendrehzahl Ne wird erhöht, um die Ventiltemperatur schnell zu erhöhen. Bei S6, der der Kraftmaschinenschwingungsbestimmungseinheit 108 entspricht, wird bestimmt, ob die Kraftmaschinenschwingung beseitigt ist. Falls S6 negativ ist, kehrt der Betrieb auf S4 zurück, und S4 und S5 werden wiederholt, bis die Kraftmaschinenschwingung beseitigt ist. Falls S6 positiv ist, wird ein Rückkehren auf den normalen Fahrzustand durchgeführt, indem eine solche Steuerung, wie das Einrücken der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 usw., bei S7 bereitgestellt wird, der dem Verbindende/Trennende-Kupplungs-Steuerungsabschnitt 110 entspricht.
Wie zuvor beschrieben wurde, kann gemäß dem Beispiel dann, wenn die Kraftmaschinenschwingung während der Fahrt mit der Kraftmaschinenwassertemperatur THw, die gleich wie oder kleiner als der Niedertemperaturbestimmungswert Tlow ist, erfasst wird, der Betriebszustand der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 in Abhängigkeit der angeforderten Antriebskraft Tr geändert werden, um das in dem Einlass-/Auslassventil 15 aufgetretene Einfrieren aufzutauen, während das Übertragen der während des Kraftmaschinenbetriebs erzeugten Kraftmaschinenschwingung auf die Antriebsräder 34 unterdrückt wird, und daher wird die Fahreigenschaft konsequent verbessert.
Wenn gemäß diesem Beispiel die angeforderte Antriebskraft Tr größer ist, wird der Rutschbetrag S der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 verglichen mit dann, wenn die angeforderte Antriebskraft Tr kleiner ist, kleiner gemacht. Wenn die angeforderte Antriebskraft Tr groß ist, dann werden das Kraftmaschinendrehmoment Te und das Elektromotordrehmoment Tmg zum Fahren des Fahrzeugs verwendet. Wenn die angeforderte Antriebskraft Tr größer wird, dann wird auch das Kraftmaschinendrehmoment Te größer, und wenn das Kraftmaschinendrehmoment Te größer wird, dann neigt die Kraftmaschinenschwingung dazu, kleiner zu werden, da die Verbrennung stabil wird. Daher wird selbst dann, wenn der Rutschbetrag S der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 kleiner gemacht wird, die auf die Antriebsräder 34 übertragene Schwingung unterdrückt. Falls die angeforderte Antriebskraft Tr klein ist, kann die Antriebskraft beispielsweise durch das Elektromotordrehmoment Tmg abgedeckt werden, und daher kann die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 geöffnet werden oder der Rutschbetrag kann größer gemacht werden, um das Übertragen der Kraftmaschinenschwingung auf die Antriebsräder 34 zu unterdrücken.
Falls gemäß diesem Beispiel die angeforderte Antriebskraft Tr sogar lediglich durch den Elektromotor MG ausgegeben werden kann, wird die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 in einen offenen Zustand gebracht. Da die Kraftmaschinenschwingung nicht auf die Antriebsräder 34 übertragen wird, kann als ein Ergebnis das Fahrverhalten weiter verbessert werden. Der Elektromotor MG wird zum Fahren verwendet, und daher wird die Fahrleistung sichergestellt.
Falls gemäß diesem Beispiel die angeforderte Antriebskraft Tr durch die Kraftmaschine 34 und den Elektromotor MG ausgegeben wird, wird der Rutschbetrag S der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 kleiner gemacht, wenn das Kraftmaschinendrehmoment Te größer wird. Wenn das Kraftmaschinendrehmoment Te größer wird, dann wird die Kraftmaschinenschwingung kleiner gemacht, da die Verbrennung stabil wird. Selbst wenn der Rutschbetrag S der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 kleiner gemacht wird, wenn das Kraftmaschinendrehmoment Te größer wird, wird daher die auf die Antriebsräder 34 übertragene Kraftmaschinenschwingung unterdrückt, da die Kraftmaschinenschwingung klein ist, und die Fahrzeugfahrleistung kann sichergestellt werden.
Gemäß diesem Beispiel wird der Betriebszustand der die Kraftmaschine verbindenden/trennenden Kupplung K0 auf Grundlage der angeforderten Antriebskraft Tr des Fahrzeugs geändert und die Ausgabe der Kraftmaschine 14 wird erhöht, während die Kraftmaschinenschwingung erfasst ist. Auf diese Weise wird die Ausgabe der Kraftmaschine 14 so erhöht, während die Kraftmaschinenschwingung erfasst ist, dass eine Erhöhung der Temperatur des Einlass-/Auslassventils 15 gefördert wird, und als ein Ergebnis kann das Auftauen des Einfrierens des Einlass-/Auslassventils 15 erleichtert werden.
Obwohl das Beispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben wurde, wird die vorliegende Erfindung in anderen Arten angewandt.
Obwohl der Verbindende/Trennende-Kupplungs-Steuerungsabschnitt 110 die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 in diesem Beispiel öffnet oder rutschen lässt, kann der Verbindende/Trennende-Kupplungs-Steuerungsabschnitt 110 die die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung K0 beispielsweise lediglich öffnen.
Obwohl die Kraftmaschinenschwingungsbestimmungseinheit 108 das Auftreten der von dem Einfrieren des Ventils herrührenden Kraftmaschinenschwingung auf Grundlage des Änderungsbetrags ΔNe der Kraftmaschinendrehzahl Ne zu jeder 180°-Drehung der Kurbelwelle oder auf Grundlage einer Änderung in der verstrichenen Zeit T zu jeder 30°-Drehung der Kurbelwelle bestimmt, kann die Kraftmaschinenschwingungsbestimmungseinheit 108 die Kraftmaschinenschwingung mit einem anderen Verfahren bestimmen, etwa indem sie die Kraftmaschinenschwingung beispielsweise aus der Kraftmaschinendrehzahl Ne der Kraftmaschine 14 und der Elektromotordrehzahl Nmg des Elektromotors MG bestimmt.
Obwohl die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung 12 des Beispiels den Drehmomentwandler 16 und das Automatikgetriebe 18 hat, die zwischen dem Elektromotor MG und den Antriebsrädern 34 angeordnet sind, sind diese nicht notwendigerweise erforderlich. Obwohl das Automatikgetriebe 18 ein mehrstufiges Getriebe der Planetengetriebebauart ist, bei dem ein Schaltvorgang durch Umschalten jeweiliger hydraulischer Reibeingriffsvorrichtungen, die einzurücken sind, durchgeführt wird, ist dies ein Beispiel, und ein Getriebe einer anderen Form, etwa ein kontinuierlich variables Getriebe der Riemenbauart kann verwendet werden.
Obwohl die Kraftmaschine 14 in diesem Beispiel aus einer vierzylindrigen Kraftmaschine mit vier Takten besteht, ist die Anzahl der Zylinder der Kraftmaschine usw. nicht darauf beschränkt. Obwohl die Kraftmaschinendrehzahl Ne in der Kraftmaschine 14 dieses Beispiels bei jeder 180°-Drehung der Kurbelwelle erfasst wird, wird der Wert des Kurbelwinkels in Abhängigkeit einer Änderung der Anzahl der Zylinder geändert. Insbesondere wird der Wert des Kurbelwinkels in Abhängigkeit des Explosionszyklus der Kraftmaschine auf geeignete Weise geändert.
Obwohl in dem Beispiel das Auftreten des Einfrierens des Einlass-/Auslassventils 15 in vorausgesagter Weise auf Grundlage des Niedertemperaturbestimmungswerts Tlow bestimmt wird, kann zusätzlich zu dem Niedertemperaturbestimmungswert Tlow die Bestimmung auf Grundlage dessen durchgeführt werden, ob die Kraftmaschine 14 während einer vorbestimmten Zeitspanne öfter als N-mal, was im Vorfeld eingestellt wird, gestartet/gestoppt wurde.
Obwohl die Kraftmaschinenwassertemperatur THw oder die Außenlufttemperatur Tair als eine Variable der Temperatur zum Bestimmen des Auftretens des Einfrierens in diesem Beispiel angewandt wird, kann die Temperatur des Einlass-/Auslassventils 15 unter Verwendung eines Sensors direkt erfasst werden, um diese Temperatur als die Variable anzuwenden. Alternativ kann das Auftreten des Einfrierens beispielsweise durch Überwachung usw. direkt bestimmt werden.
Die obige Beschreibung ist lediglich ein Ausführungsbeispiel und die vorliegende Erfindung kann auf Grundlage des Fachwissens in auf verschiedene Arten modifizierten und verbesserten Formen implementiert werden.
Bezugszeichenliste

10: Hybridfahrzeug
15: Einlass-/Auslassventil
14: Kraftmaschine
100: Elektronische Steuervorrichtung (Steuervorrichtung)
MG: Elektromotor
K0: Die Kraftmaschine verbindende/trennende Kupplung (Kupplung)

Claims

Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs mit einer Kraftmaschine, einem Elektromotor, der an einen Leistungsübertragungsweg zwischen der Kraftmaschine und Antriebsrädern gekoppelt ist, und einer Kupplung, die einen Leistungsübertragungsweg zwischen der Kraftmaschine und sowohl dem Elektromotor als auch den Antriebsrädern verbindet/trennt, wobei die Steuervorrichtung eine Kraftmaschinenschwingung erfasst, die bei einer Temperatur auftritt, die gleich wie oder kleiner als ein vordefinierter Niedrigtemperaturbestimmungswert ist, bei dem vorausgesagt wird, dass in einem Einlass-/Auslassventil der Kraftmaschine ein Einfrieren auftritt, wobei die Steuervorrichtung einen Betriebszustand der Kupplung auf Grundlage einer angeforderten Antriebskraft des Fahrzeugs ändert, wenn die Kraftmaschinenschwingung erfasst ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei dann, wenn die angeforderte Antriebskraft des Fahrzeugs größer ist, ein Rutschbetrag der Kupplung verglichen mit dann kleiner gemacht ist, wenn die angeforderte Antriebskraft kleiner ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Kupplung dann in einen offenen Zustand gebracht wird, wenn die angeforderte Antriebskraft des Fahrzeugs sogar nur durch den Elektromotor abgedeckt ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei dann, wenn die angeforderte Antriebskraft des Fahrzeugs durch die Kraftmaschine und den Elektromotor ausgegeben wird, ein Rutschbetrag der Kupplung kleiner gemacht wird, wenn ein Drehmoment der Kraftmaschine größer wird.
Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuervorrichtung den Betriebszustand der Kupplung auf Grundlage der angeforderten Antriebskraft des Fahrzeugs ändert und eine Ausgabe der Kraftmaschine erhöht, während die Kraftmaschinenschwingung erfasst ist.