DE112013007204T5

DE112013007204T5 - Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE112013007204T5
Application number: DE112013007204.1T
Authority: DE
Inventors: Hidefumi Aikawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2016-03-17
Also published as: US10029668B2; JPWO2015001654A1; JP6004106B2; US20160121875A1; WO2015001654A1

Abstract

Eine Vorrichtung (100) zur Steuerung eines Verbrennungsmotors (200) in einem Hybridfahrzeug (1) ist ausgestattet mit: einer Feststellungsvorrichtung, um den Betriebsaspekt in einer EV-Laufzeitdauer zu einem vorherigen Stoppzeitpunkt des Verbrennungsmotors festzustellen; eine erste Startsteuervorrichtung, die eingerichtet ist, um den Verbrennungsmotor in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb zu einem Zeitpunkt zu starten, bei dem ein der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechender Wert (Ft) des Hybridfahrzeugs ein erster Referenzwert (Ftct1) ist, wenn der festgestellte Betriebsaspekt der Zylinderdeaktivierungsbetrieb ist; und eine zweite Startsteuervorrichtung, die eingerichtet ist, um, wenn der festgestellte Betriebsaspekt der Gesamtzylinderbetrieb ist, den Verbrennungsmotor in dem Gesamtzylinderbetrieb zu einem Zeitpunkt zu starten, bei dem ein der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechende Wert ein zweiter Referenzwert (Ftct2) ist, der größer als der erste Referenzwert ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor.
Stand der Technik
Als Vorrichtung dieser Bauart gibt es eine Vorrichtung, die auf einen Verbrennungsmotor angewendet wird, die einen Zylinderabschaltbetrieb in einem Hybridfahrzeug durchführen kann (siehe Patentliteratur 1). Gemäß der in der Patentliteratur 1 offenbarten Vorrichtung, wenn die erforderliche Ausgangsleistung geringer als ein vorbestimmter Wert ist, wenn es erforderlich ist, den Verbrennungsmotor zu starten, wird der Verbrennungsmotor in einem Zustand mit teilweise abgeschalteten Zylindern gestartet, und wenn die erforderliche Ausgangsleistung größer als der vorbestimmte Wert ist, wird der Verbrennungsmotor in einem Gesamtzylinderbetrieb gestartet.
Als eine Vorrichtung zur Anwendung in einem anderen Fahrzeug als Hybridfahrzeug offenbart die Patentliteratur 2 darüber hinaus eine Vorrichtung, die eingerichtet ist, um während einer Rotation des Verbrennungsmotors in einem Stoppzustand des selbsterhaltenden Betriebs eine Verdichtung in einer Bank zu erzeugen, die zum Starten eines Verbrennungsmotors erforderlich ist, bei gleichzeitiger Reduzierung eines Pumpenverlustes in einer weiteren Bank.
Zitierungsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 2011-236871
Patentliteratur 2: Japanisches Patent Nr. 3783548

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Das Umschalten eines Betriebsaspekts wird durch die folgenden Probleme begleitet.
Mit anderen Worten, wenn der Betriebsaspekt beim Betrieb des Verbrennungsmotors umgeschaltet wird, erzeugt eine Änderung des Verbrennungsgeräuschs ein Unbehagen. Wenn der Betriebsaspekt vor dem Start des Verbrennungsmotors umgeschaltet wird, wird der Start des Verbrennungsmotors für eine Zeitdauer, die erforderlich ist, um den Betriebsaspekt umzuschalten, verzögert. Insbesondere, wenn eine hydraulische Antriebseinrichtung verwendet wird, um den Betriebsaspekt umzuschalten, ist eine Anstiegszeit des hydraulischen Drucks in Abhängigkeit von der Fahrzeugkonfiguration tendenziell länger. Wenn zu diesem Zeitpunkt eine elektrische Pumpe oder dergleichen separat geschaffen ist, um stets einen vorbestimmten Druck beizubehalten, verursacht die getrennte Schaffung eine Reduktion der mit dem elektrischen Leistungsverbrauch in Verbindung stehenden Kraftstoffeffizienz und einen Kostenanstieg. Wenn darüber hinaus eine elektrische Antriebseinrichtung verwendet wird, um den Betriebsaspekt umzuschalten, verursacht der elektrische Leistungsverbrauch eine Reduktion der Kraftstoffeffizienz. Die Umschalthäufigkeit des Betriebsaspekts ist vorzugsweise niedrig.
Auf der anderen Seite ist die Umschalthäufigkeit des Betriebsaspekts von dem Betriebsaspekt des Verbrennungsmotors beim vorherigen Stopp nicht unabhängig; dieser Punkt wird jedoch in den Vorrichtungen, die in den Patentliteraturen 1 und 2 beschrieben sind, nicht betrachtet. Der Verbrennungsmotor, der den Betriebsaspekt dieses Typs umschalten kann, weist deshalb tendenziell eine hohe Umschalthäufigkeit des Betriebsaspekts auf.
Angesichts der vorstehend beschriebenen technischen Probleme, ist deshalb ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor zu schaffen, die in einem Hybridfahrzeug, das einen EV-Betrieb durchführen kann, die Umschalthäufigkeit zwischen dem Betrieb mit allen Zylindern und dem Betrieb mit abgeschalteten Zylindern (nachfolgend, wie es die Umstände verlangen, als „Zylinderdeaktivierungsbetrieb” bezeichnet) reduzieren kann
Lösung des Problems
Die vorstehende Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann durch eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor erzielt werden, die eingerichtet ist, um einen Verbrennungsmotor in einem Hybridfahrzeug zu steuern, wobei das Hybridfahrzeug als eine Leistungsquelle aufweist: den Verbrennungsmotor, der einen Betriebsaspekt zwischen einem Gesamtzylinderbetrieb, der es allen Zylindern erlaubt, in einem Betriebszustand zu sein, und einem Zylinderdeaktivierungsbetrieb, der einem Teil der Zylinder erlaubt, abgeschaltet zu sein, umschalten kann; und zumindest eine drehbare elektrische Maschine, die Leistungsbetrieb und -regenerierung durchführen kann, wobei die Steuervorrichtung aufweist: eine Feststellungseinrichtung, die eingerichtet ist, um während einer EV-Betriebsdauer, bei der der Verbrennungsmotor in einem Stoppzustand ist, den Betriebsaspekt zu einem vorherigen Stoppzeitpunkt des Verbrennungsmotors zu bestimmen; eine erste Startsteuervorrichtung, die eingerichtet ist, um den Verbrennungsmotor in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb zu einem Zeitpunkt zu starten, bei dem ein bei dem ein der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechender Wert des Hybridfahrzeugs ein erster Referenzwert ist, wenn der festgestellte Betriebsaspekt der Zylinderdeaktivierungsbetrieb ist; und eine zweite Startsteuervorrichtung, die eingerichtet ist, um den EV-Betrieb zu einem Zeitpunkt fortzusetzen, bei dem ein der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechende Wert der erste Referenzwert ist, und den Verbrennungsmotor in dem Gesamtzylinderbetrieb zu einem Zeitpunkt, bei dem ein der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechende Wert ein zweiter Referenzwert ist, der größer als der erste Referenzwert ist, zu starten, wenn der festgestellte Aspekt der Gesamtzylinderbetrieb ist.
Der Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung ist eingerichtet, um den Betriebsaspekt zum Definieren eines Abschaltzustands der Zylinder zwischen dem Gesamtzylinderbetrieb, der es allen Zylindern erlaubt, in einem Betriebszustand zu sein, und einem Zylinderdeaktivierungsbetrieb, der einem Teil der Zylinder erlaubt, abgeschaltet zu sein, umzuschalten. Das Umschalten des Betriebsaspekts wird durch Fixieren eines Einlassventils, eines Ausstoßventils oder beider, des Einlass- und des Ausstoßventils, des Zylinders in einer vollständig geschlossenen Stellung oder durch Durchführung ähnlicher Maßnahmen verwirklicht, um abgeschaltet zu sein. Eine solche Steuerung des Einlass-/Ausstoßventils wird beispielsweise durch verschiedene bekannte variable Ventilmechanismen verwirklicht.
Gewöhnlich gibt es hier keinen physikalischen Unterschied unter den Zylindern und ein Bereich des der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechenden Wertes mit guter thermischer Effizienz bei dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb wird somit um den Betrag einer Reduzierung der betriebenen Zylinder zu einer niedrigerer Ausgangsleistungsseite als im Gesamtzylinderbetrieb verschoben. Mit anderen Worten, zwischen dem Gesamtzylinderbetrieb und dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb gibt es eine Differenz der thermischen Effizienz bezüglich des der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechenden Wertes. Wenn sich der Betriebsaspekt des Verbrennungsmotors unmittelbar vor dem Stopp nicht in einer Startbedingung widerspiegelt, ist die Umschalthäufigkeit des Betriebsaspekts deshalb notwendigerweise hoch.
Wenn beispielsweise der Verbrennungsmotor, der in dem Gesamtzylinderbetrieb gestoppt ist, bei einem der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechendem Wert auf einer relativ niedrigen Ausgangsleistungsseite in dem Gesamtzylinderbetrieb gestartet wird, um den Zylinderdeaktivierungsbetrieb auszuwählen, ist es aus Sicht der Verbesserung der Kraftstoffeffizienz notwendig, unmittelbar nach dem Start den Betriebsaspekt zu dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb umzuschalten. Darüber hinaus, wenn der der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechende Wert danach steigt, könnte es notwendig sein, von dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb zu dem Gesamtzylinderbetrieb umzuschalten. Damit der Verbrennungsmotor, der in dem Gesamtzylinderbetrieb gestoppt ist, in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb bei einem der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechenden Wert auf der relativ niedrigen Ausgangsleistungsseite gestartet wird, um den Zylinderdeaktivierungsbetrieb auszuwählen, ist es alternativ notwendig, den Betriebsaspekt vor dem Start umzuschalten.
Im Gegensatz dazu, wird gemäß der Steuervorrichtung für den Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung der Betriebsaspekt des Verbrennungsmotors zu dem vorherigen Stoppzeitpunkt in der Startbedingung des Verbrennungsmotors während der EV-Betriebsdauer, während der der Verbrennungsmotor in dem Stoppzustand ist, widerspiegelt.
Genauer gesagt, wenn der Verbrennungsmotor in dem Gesamtzylinderbetrieb gestoppt ist, sogar wenn der der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechende Wert den ersten Referenzwert erreicht, bei dem der Verbrennungsmotor, der in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb gestoppt ist, gestartet wird, wird der Verbrennungsmotor nicht gestartet, sondern der EV-Betrieb wird fortgesetzt. Wenn der Verbrennungsmotor in dem Gesamtzylinderbetrieb gestoppt wird, wird der Verbrennungsmotor zu dem Zeitpunkt gestartet, bei dem der der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechende Wert den zweiten Referenzwert erreicht, der größer als der erste Referenzwert ist.
Gemäß der Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung ist es deshalb möglich, die Umschalthäufigkeit des Betriebsaspekts zu reduzieren, und es ist beispielsweise möglich, vorzugsweise ein Unbehagen, das durch eine Änderung des Verbrennungsgeräuschs aufgrund des Umschaltens des Betriebsaspekts unmittelbar nach dem Start verursacht wird, zu unterdrücken. Alternativ ist es möglich, vorzugsweise eine Startverzögerung, eine Reduktion der Kraftstoffeffizienz oder einen Kostenanstieg zu unterdrücken, wenn der Betriebsaspekt vor dem Start umgeschaltet wird.
Im Übrigen gibt es eine Möglichkeit, dass der der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechende Wert sinkt, nachdem der der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechende Wert den zweiten Referenzwert erreicht und der Verbrennungsmotor in dem Gesamtzylinderbetrieb gestartet wird. In diesem Fall wird es auch als notwendig erachtet, nach dem Start in dem Gesamtzylinderbetrieb in den Zylinderdeaktivierungsbetrieb umzuschalten.
Bei der Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung, wird jedoch die EV-Betriebsdauer verlängert, wenn der Verbrennungsmotor in dem Gesamtzylinderbetrieb gestoppt wird. Mit der Verlängerung der EV-Betriebsdauer steigt relativ der Umfang der aus einer Batterie entnommenen elektrischen Leistung, und ein Ladezustand (SOC) der Batterie sinkt. Mit anderen Worten das Lade-/Entlade-Gleichgewicht der Batterie tendiert in Richtung der Entladeseite.
Wenn der der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechende Wert unmittelbar nachdem der Verbrennungsmotor in dem Gesamtzylinderbetrieb bei dem zweiten Referenzwert gestartet wird, sinkt, kann dementsprechend ein Teil der Ausgangsleistung, der in dem Gesamtzylinderbetrieb übermäßig ist, verwendet werden, die Batterie durch Leistungsregenerierung über die drehende elektrische Maschine aufzuladen, während der Verbrennungsmotor auf einer höheren Ausgangsleistungsseite als dem der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechenden Wert betrieben wird. Mit anderen Worten kann die verlängerte EV-Betriebsdauer verwendet werden, das Umschalten auf den Zylinderdeaktivierungsbetrieb nach dem Start zu unterdrücken. Es ist deshalb möglich, den Gesamtzylinderbetrieb in einer solchen Situation beizubehalten und die Umschalthäufigkeit des Betriebsaspekts zu unterdrücken.
Unmittelbar nach dem Start in dem Gesamtzylinderbetrieb bei dem zweiten Referenzwert ist die Wirkung, wie sie vorstehend beschrieben ist, sogar dann gültig, wenn die Effizienz immer noch höher in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb ist. Deshalb ist die Festlegung des zweiten Referenzwerts relativ flexibel.
In einem Aspekt der Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei der erste Referenzwert ein der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechende Wert ist, bei dem die Effizienz des Hybridfahrzeugs, während des HV-Betriebs im Zylinderdeaktivierungsbetrieb, der durch den Zylinderdeaktivierungsbetrieb begleitet wird, größer als der des Hybridfahrzeugs während des EV-Betriebs oder diesem gleich ist, und der zweite Referenzwert ein der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechende Wert ist, bei dem die Effizienz des Hybridfahrzeugs, während des HV-Betriebs im Gesamtzylinderbetrieb, der durch den Gesamtzylinderbetrieb begleitet wird, größer als der des Hybridfahrzeugs während des EV-Betriebs oder diesem gleich ist.
Gemäß diesem Aspekt ist es möglich, das Hybridfahrzeug effizient zu betreiben.
Die hier beschriebene „Effizienz des Hybridfahrzeugs” ist ein Indexwert, dessen Hoch- bzw. Niedrigwerte den niedrigen bzw. hohen Kraftstoffverbrauchsmengen des Verbrennungsmotors entsprechen.
Während des EV-Betriebs wird die erforderliche Ausgangsleistung vollständig durch die drehbare elektrische Maschine geliefert und somit gibt es keinen Kraftstoffverbrauch. Elektrische Leistung, die während des EV-Betriebs verbraucht wird, wird jedoch durch Leistungserzeugung unter Verwendung der Leistung des Verbrennungsmotors kompensiert. Deshalb, wenn die Effizienz der drehbaren elektrischen Maschine sinkt, d. h. wenn ein Leistungsverbrauchswert bezüglich der Ausgangsleistung steigt, steigt notwendigerweise die Kraftstoffverbrauchsmenge des Verbrennungsmotors.
Hier ist die Effizienz der drehbaren elektrischen Maschine auf der relativ niedrigen Ausgangsleistungsseite im Gegensatz zu dem Verbrennungsmotor gut. Deshalb, wenn die erforderliche Ausgangsleistung während des EV-Betriebs steigt, sinkt die Effizienz der drehbaren elektrischen Maschine und die thermische Effizienz des Verbrennungsmotors in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb steigt. Der der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechende Wert, der der erforderlichen Ausgangsleistung entspricht, die der Kraftstoffverbrauchsmenge ermöglicht, durch den in der vorstehenden Prozedur vorkommenden Zylinderdeaktivierungsbetrieb des Verbrennungsmotors mehr eingespart zu werden, ist nämlich der erste Referenzwert.
Wie vorstehend beschrieben, wird auf der anderen Seite die Beziehung zwischen der thermischen Effizienz in dem Gesamtzylinderbetrieb und der thermischen Effizienz in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb bei einer bestimmten erforderlichen Ausgangsleistung umgekehrt. Darüber hinaus neigt die Effizienz während des EV-Betriebs dazu, in vielen Fällen auf einer höheren Ausgangsleistungsseite als der erste Referenzwert zu sinken. Somit gibt es auf einer höheren Ausgangsleistungsseite als der erste Referenzwert die erforderliche Ausgangsleistung, die es der Kraftstoffverbrauchsmenge ermöglicht, mehr durch den Gesamtzylinderbetrieb des Verbrennungsmotors als durch den fortgesetzten EV-Betrieb eingespart zu werden. Der der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechende Wert, der der erforderlichen Ausgangsleistung entspricht, ist nämlich der zweite Referenzwert.
Der erste und zweite Referenzwert, die mit der Effizienz des Hybridfahrzeugs, wie sie vorstehend beschrieben ist, korrelieren, können experimentell, durch Erfahrung oder theoretisch im Voraus bestimmt werden. Der erste und zweite Referenzwert können zur Bezugnahme auf sie als bevorzugte Form in Form einer Abbildung oder dergleichen gespeichert werden.
Darüber hinaus kann jede der vorstehend beschriebenen Effizienzen des Hybridfahrzeugs durch arithmetische Operation erlangt werden. Beispielsweise kann die Effizienz während des EV-Betriebs aus dem elektrischen Leistungsverbrauch durch Entladung, dem SOC der Batterie, der Lade-/Entladeeffizienz der Batterie, einem Umfang der Leistung für die Regenerierung (oder Lademenge) während eines regenerativen Bremsens und dem Umfang des Anstiegs an Kraftstoffverbrauch zur Leistungserzeugung oder dergleichen erlangt werden.
In einem weiteren Aspekt der Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung, schafft diese ferner eine Korrekturvorrichtung, die eingerichtet ist, um eine Leistungserzeugungslast der drehbaren elektrischen Maschine bezüglich eines Referenzwerts zu erhöhen und zu korrigieren, wenn der Verbrennungsmotor im Gesamtzylinderbetrieb gestartet wird.
Wie vorstehend beschrieben, gemäß der Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung sinkt der SOC der Batterie mit einer Verlängerung der EV-Betriebsdauer. Gemäß diesem Aspekt kann der SOC der Batterie in einer früheren Phase durch eine Erhöhung der Leistungserzeugungslast der drehbaren elektrischen Maschine, wiederhergestellt werden, um aktiver die Aufladung durchzuführen.
Gemäß diesem Aspekt kann der Verbrennungsmotor darüber hinaus in dem Gesamtzylinderbetrieb in einem Bereich mit guter thermischer Effizienz so lange wie möglich betrieben werden. Es ist deshalb möglich, den Gesamtzylinderbetrieb so lange wie möglich beizubehalten und dabei das Umschalten in den Zylinderdeaktivierungsbetrieb zu unterdrücken.
In einem weiteren Aspekt der Steuervorrichtung für den Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung, ist die der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechende Wert eine erforderliche Ausgangsleistung oder eine erforderliche Antriebskraft.
Die erforderliche Ausgangsleistung oder die erforderliche Antriebskraft wirkt als ein Index zur Definition der Startzeit des Verbrennungsmotors während der EV-Betriebsdauer.
Der Betrieb und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus einer nachstehend erläuterten Ausführungsform offensichtlicher.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das konzeptionell eine Konfiguration eines Hybridfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 ist schematisches Blockdiagramm, das konzeptionell eine Konfiguration einer Hybridantriebseinrichtung in einem in 1 veranschaulichten Hybridfahrzeug veranschaulicht.
3 ist schematisches Blockdiagramm, das konzeptionell eine Konfiguration eines Verbrennungsmotors in der in 2 veranschaulichten Hybridantriebseinrichtung veranschaulicht.
4 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die einen Einlassventilantriebsmechanismus veranschaulicht.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Verbrennungsmotorstartsteuerung im EV-Betrieb veranschaulicht.
6 ist ein konzeptionelles Diagramm, das eine Startschwellenwertabbildung für einen Verbrennungsmotor veranschaulicht.
7 ist ein Zeitdiagramm hinsichtlich einer Verbrennungsmotorstartzeit beim Stoppen der Zylinderdeaktivierung.
8 sind Diagramme, die einen Zustand des Verbrennungsmotors, der dem der 7 entspricht, erklären.
9 ist ein Zeitdiagramm hinsichtlich einer Verbrennungsmotorstartzeit beim Stoppen eines Gesamtzylinderbetriebs.
10 sind Diagramme, die einen Zustand des Verbrennungsmotors, der dem der 9 entspricht, erklären.
11 ist ein Zeitdiagramm betreffend einer Verbrennungsmotorstartzeit beim Stoppen eines Gesamtzylinderbetriebs in einem Vergleichsbeispiel.
12 sind Diagramme, die einen Zustand des Verbrennungsmotors, der dem der 11 entspricht, erklären.
Beschreibung der Ausführungsform
<Ausführungsform der Erfindung>
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nachstehend eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt.
<Konfiguration der Erfindung>
Zuerst wird unter Bezugnahme auf 1 eine Konfiguration eines Hybridfahrzeugs 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das konzeptionell eine Konfiguration eines Hybridfahrzeugs veranschaulicht.
Das Hybridfahrzeug in 1 ist ein Fahrzeug, welches mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 100, einer Leistungssteuereinheit (PCU) 11, einer Batterie 12, einer Hybridantriebseinrichtung 10 ausgestattet ist.
Die ECU 100 ist eine elektronische Steuereinheit, die mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), einem Festwertspeicher (ROM), einem wahlfreien Zugriffsspeicher (RAM) und dergleichen ausgestattet ist, und welche eingerichtet ist, um den Betrieb jeder der Einheiten des Hybridfahrzeugs 1 zu steuern. Die ECU 100 ist ein Beispiel einer „Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor” gemäß der vorliegenden Erfindung. Die ECU 100 kann gemäß einem in dem ROM gespeicherten Steuerprogramm eine nachstehend beschriebene Startsteuerung des Verbrennungsmotors im EV-Betrieb durchführen
Die PCU 11 ist eine herkömmliche Leistungssteuereinheit, die eingerichtet ist, um Eingabe/Ausgabe der elektrischen Leistung zwischen der Batterie 12 und jedem nachstehend beschriebenen Motor-Generator zu steuern. Die PCU 11 enthält: ein System-Haupt-Relais (SMR), das eingerichtet ist, um eine elektrische Verbindung zwischen der Batterie 12 und einer elektrischen Leistungslast zu blockieren oder abzuschneiden; einen Hochsetzsteller, der eingerichtet ist, um die Ausgangsspannung der Batterie 12 bis zur Verstärkungssteuerspannung, die für das Antreiben jedes Motor-Generators geeignet ist, zu verstärken; einen Wechselrichter, der eingerichtet ist, um Gleichstrom(DC)-Leistung, die der Batterie 12 entnommen wird, in eine Wechselstrom(AC)-Leistung umzuwandeln und diese einem Motor-Generator MG1 und einem Motor-Generator MG2 zuzuführen, die nachstehend beschrieben und die eingerichtet sind, um die von dem Motor-Generator MG1 und dem Motor-Generator MG2 erzeugte AC-Leistung umzuwandeln und diese der Batterie 12 zuzuführen; und dergleichen (von denen nicht alle veranschaulicht sind). Die PCU 11 ist elektronisch mit der ECU 100 verbunden und ihr Betrieb wird durch die ECU 100 gesteuert.
Die Batterie 12 ist eine aufladbare sekundäre Batterieeinheit, die als eine elektrische Leistungsquelle übereinstimmend mit der elektrischen Leistung für den Leistungsbetrieb des Motor-Generators MG1 und des Motor-Generators MG2 funktioniert. Die Batterie 12 ist auf eine solche Weise eingerichtet, dass mehrere von (z. B. einige Hunderte) Einheitsbatteriezellen, wie beispielsweise Lithium-Ionen-Batteriezellen miteinander in Reihe verbunden sind.
Obwohl ihre Veranschaulichung ausgelassen ist, ist das Hybridfahrzeug 1 mit verschiedenen Sensoren ausgestattet, die eingerichtet sind, um verschiedene Zustandsgrößen des Hybridfahrzeugs 1 zu erfassen. Die verschiedenen Sensoren enthalten beispielsweise einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der eingerichtet ist, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit V des Hybridfahrzeugs 1 zu erfassen, einen Fahrpedalöffnungssensor, der eingerichtet ist, um einen Fahrpedalöffnungsgrad Ta zu erfassen, der ein Betätigungswert eines Fahrpedals ist, einen SOC-Sensor, der eingerichtet ist, um einen SOC der Batterie 12 zu erfassen, oder dergleichen. Jeder der Sensoren ist mit der ECU 100 elektrisch verbunden, und es wird, wie es die Umstände verlangen, auf die verschiedenen erfassten Zustandsgrößen, Steuergrößen oder physikalischen Größen durch die ECU 100 zugegriffen.
Die Hybridantriebseinrichtung 10 ist ein Antriebszug des Hybridfahrzeugs 1. Unter Bezugnahme auf 2 wird nun ein detaillierter Aufbau einer Hybridantriebseinrichtung 10 erklärt. 2 ist schematisches Blockdiagramm, das konzeptionell einen Aufbau einer Hybridantriebseinrichtung 10 veranschaulicht. In 2 werden dieselben Teile, wie jene in 1 dieselben Bezugszeichen tragen und ihre Erläuterung wird, wenn es die Umstände verlangen, ausgelassen.
Die Hybridantriebseinrichtung 10 ist mit einem Verbrennungsmotor 200, einem Leistungsteilungsmechanismus 300, einer Eingangswelle 400, einer Antriebswelle 500, einem Geschwindigkeitsreduktionsmechanismus 600, dem Motor-Generator MG1 (nachstehend, wenn es die Umstände verlangen, als „MG1” bezeichnet) und dem Motor-Generator MG2 (nachstehend, wenn es die Umstände verlangen, als „MG2” bezeichnet) ausgestattet.
Der Verbrennungsmotor 200 ist ein Benzinmotor, der als eine Hauptleistungsquelle des Hybridfahrzeugs 1 funktioniert und der ein Beispiel des „Verbrennungsmotors” gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
Nun wird unter Bezugnahme auf 3 eine detaillierte Konfiguration des Verbrennungsmotors 200 erläutert. 3 ist schematisches Blockdiagramm, das konzeptionell eine Konfiguration des Verbrennungsmotors 200 veranschaulicht.
In 3 ist der Verbrennungsmotor 200 ein Reihen-Vierzylindermotor, in dem vier Zylinder 201 in Reihe in einem Zylinderblock (dessen Bezugszeichen ausgelassen ist) angeordnet sind, welcher Benzin als Kraftstoff verwendet und welcher ein Beispiel des „Verbrennungsmotors” gemäß der vorliegenden Erfindung ist. Der Verbrennungsmotor 200 ist eingerichtet, um eine wechselnde Bewegung eines nicht veranschaulichten Kolbens, die stattfindet, wenn ein Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb jedes Zylinders verbrannt wird, über eine Pleuelstange und eine Kurbelwelle (von denen beide nicht veranschaulicht sind) in eine Rotationsbewegung umzuwandeln. Eine Rotationsposition der Kurbelwelle wird durch einen nicht veranschaulichten Kurbelwellenpositionssensor erfasst, der mit der ECU 100 elektrisch verbunden ist, und auf den die ECU 100 durch einen vorbestimmten Steuerbus zugreift.
Beim Betrieb des Verbrennungsmotors 200 wird die von außen angesaugte Luft zu einem Einlassdurchgang 202 geführt, wird durch eine Luftreinigungseinrichtung 203 gereinigt und wird dann dem Einlassverteiler 202a zugeführt, der mit jedem der Zylinder verbunden ist. Eine Einlassluftmenge, die mit der angesaugten Luft im Zusammenhang steht, wird durch einen Luftstrommesser 204 erfasst, der auf einer stromabwärtigen Seite der Luftreinigungseinrichtung 203 angeordnet ist. Der Luftstrommesser 204 ist elektrisch mit der ECU 100 verbunden und es wird, wie es die Umstände verlangen, durch die ECU 100 auf die durch den Luftstrommesser 204 erfasste Einlassluftmenge zugegriffen.
In dem Einlassdurchgang 202 ist ein Drosselventil 205 geschaffen. Die dem Einlassverteiler 202a zugeführte Einlassluftmenge wird gemäß einem Öffnungsgrad des Drosselventils 205 gesteuert. Das Drosselventil 205 ist ein elektronisch gesteuertes Einlassdrosselventil, das durch ein elektrisch angetriebenes Drosselventilstellglied, das einen DC-Motor enthält, angetrieben wird. Das Drosselventilstellglied ist elektrisch mit der ECU 100 verbunden. Das Drosselventil 205 ist auf eine solche Weise eingerichtet, dass sein Öffnungsgrad durch die ECU 100 beispielsweise gemäß einem Öffnungsgrad eines nicht veranschaulichten Fahrpedals oder unabhängig von einem Öffnungsgrad eines Fahrpedals gesteuert wird.
Darüber hinaus wird ein Drosselöffnungsgrad, der ein Öffnungsgrad des Drosselventils 205 ist, durch einen Drosselöffnungssensor 206 erfasst, der in der Nähe des Drosselventils 205 angeordnet ist. Der Drosselöffnungssensor 206 ist mit der ECU 100 elektrisch verbunden, und die ECU 100 greift, wenn es die Umstände verlangen, auf den erfassten Drosselöffnungsgrad zu.
In einer Brennkammer, wird in jedem der Zylinder 201 das Luft-Kraftstoff-Gemisch über zwei Einlassventile 207 angesaugt, wobei das Luft-Kraftstoff-Gemisch aus der über den Einlassverteiler 202a zugeführten Luft und dem beispielsweise aus einem (nicht gezeigten) elektronisch gesteuerten Injektor in einem (nicht gezeigten) Einlassanschluss, der mit dem Einlassverteiler 202a verbunden ist, eingespritzten Kraftstoff erlangt. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird in die Brennkammer zum Zeitpunkt der Ventilöffnung der Einlassventile 207 angesaugt. Ein Kraftstoffversorgungssystem, wie z. B. der Injektor, ist elektronisch mit der ECU verbunden und eine Einspritzmenge und ein Einspritzzeitpunkt (oder sein Einspritzkurbelwinkel) werden durch die ECU 100 gesteuert.
Innerhalb des Verbrennungsmotors wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch durch einen Zündbetrieb durch eine Zündkerze 208 in einem Verbrennungstakt verbrannt. Die Zündkerze 208 ist elektrisch mit der ECU 100 verbunden und der Zündzeitpunkt (oder ihr Zündkurbelwinkel) wird durch die ECU 100 gesteuert.
Das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das in der Brennkammer verbrannt wurde, wird zu einem nicht veranschaulichten Auslassanschluss zum Zeitpunkt der Ventilöffnung der zwei Auslassventile 209, die mit dem Auslassanschluss verbunden sind, ausgegeben und wird ferner über einen Auslassverteiler 210a, der mit dem Auslassanschluss verbunden ist, und einen Auslasskanal 210 ausgegeben.
In dem Auslasskanal 210 ist ein Dreiwege-Katalysator 211 geschaffen. Das in den Auslasskanal ausgegebene Abgas wird durch den Dreiwege-Katalysator 211 gereinigt und wird ferner durch andere katalysierende Vorrichtungen gereinigt, die der Reihe nach in späteren Stufen angeordnet sind, und wird dann aus dem Fahrzeug nach außen ausgegeben.
Ein Öffnungs-/Schließbetrieb jedes Einlassventils 207 wird durch eine Einlassnocke 213, die an eine einlassseitige Nockenwelle 212 fixiert ist, gesteuert, die drehbar auf einem nicht veranschaulichten Zylinderkopf, übereinstimmend mit jedem Einlassventil 207, und durch einen nicht veranschaulichten Kipphebel, der eingerichtet ist, um durch die Einlassnocke 213 geschwenkt zu werden, gestützt ist.
An einem Ende der einlassseitigen Nockenwelle 212 ist eine VVT-Steuervorrichtung 216 zur variablen Steuerung der Ventilzeitpunkte der Einlassventile 207 geschaffen. Die VVT-Steuervorrichtung 216 ist mit einem Rotor und einem an ein (nicht dargestelltes) Kettenrad fixierten Gehäuse ausgestattet, das drehbar an einem äußeren Umfang der einlassseitigen Nockenwelle 212 gestützt ist, die sich senkrecht zu dem Papier erstreckt, indem sie durch einen Bolzen oder dergleichen befestigt ist. Die Rotation der Kurbelwelle wird über eine (nicht dargestellte) Steuerkette auf das Kettenrad und das Gehäuse übertragen. Somit rotieren das Kettenrad und das Gehäuse synchron mit der Kurbelwelle.
Die einlassseitige Nockenwelle 212 ist drehbar durch einen Lagerdeckel und den Zylinderkopf des Verbrennungsmotors 200 gestützt. Der Rotor ist fixiert, indem er durch den Bolzen über einen Stopper an einem Ende der einlassseitigen Nockenwelle 212, die in der vorstehenden Weise gestützt ist, befestigt ist, und ist drehbar in dem Gehäuse untergebracht. Im Innern des Gehäuses sind mehrere Flüssigkeitskammern gebildet und jede der Flüssigkeitskammern ist durch einen Flügel, der in einem äußeren Umfangsabschnitt des Rotors gebildet ist, in eine Voreilkammer und eine Verzögerungskammer aufgeteilt. In einem äußeren Umfangsabschnitt der einlassseitigen Nockenwelle 212 ist ein verzögerungsseitiger Durchgangsabschnitt in einer ringförmigen Art gebildet und ist mit jeder der Verzögerungskammern über einen nicht dargestellten hydraulischen Durchgang verbunden. Darüber hinaus ist in dem äußeren Umfangsabschnitt der einlassseitigen Nockenwelle 212 ein voreilseitiger Durchgangsabschnitt, wie in dem verzögerungsseitigen Durchgangsabschnitt, auf eine ringförmige Weise gebildet und ist mit jeder der Voreilkammern über einen nicht dargestellten hydraulischen Durchgang verbunden.
Bei einem solchen Aufbau führt die VVT-Steuervorrichtung 216 den Voreilkammern oder den Verzögerungskammern über ein hydraulisches Übertragungssystem, das den verzögerungsseitigen Durchgangsabschnitt und den voreilenden Durchgangsabschnitt enthält, wie es die Umstände verlangen, Betriebsöl zu, und rotiert den Flügel bezüglich des Gehäuses, wodurch die Ventilzeiten der Einlassventile 207 variabel gesteuert werden.
Auf der anderen Seite wird ein Öffnungs-/Schließbetrieb jedes der Auslassventile 209 durch eine Auslassnocke 215 gesteuert, die an eine auslassseitige Nockenwelle 214 fixiert ist, die drehbar an dem nicht dargestellten Zylinderkopf, übereinstimmend mit jedem der Auslassventile 209, gestützt wird, und durch einen nicht dargestellten Kipphebel, der eingerichtet ist, um durch die Auslassnocke 215 geschwenkt zu werden.
An einem Ende der auslassseitigen Nockenwelle 214, ist eine VVT-Steuervorrichtung 217 zur variablen Ventilzeitsteuerung der Auslassventile 209 geschaffen. Die VVT-Steuervorrichtung 217 ist mit einem Rotor und einem an ein (nicht dargestelltes) Kettenrad fixierten Gehäuse ausgestattet, das drehbar an einem äußeren Umfang der auslassseitigen Nockenwelle 214 gestützt ist, die sich senkrecht zu dem Papier erstreckt, indem sie durch einen Bolzen oder dergleichen befestigt ist. Die Rotation der Kurbelwelle wird über eine (nicht dargestellte) Steuerkette auf das Kettenrad und das Gehäuse übertragen. Somit rotieren das Kettenrad und das Gehäuse synchron mit der Kurbelwelle.
Die auslassseitige Nockenwelle 214 ist drehbar durch einen Lagerdeckel und den Zylinderkopf des Verbrennungsmotors 200 gestützt. Der Rotor ist fixiert, indem er durch den Bolzen über einen Stopper an einem Ende der auslassseitigen Nockenwelle 214, die in der vorstehenden Weise gestützt ist, befestigt ist, und ist drehbar in dem Gehäuse untergebracht. Im Innern des Gehäuses sind mehrere Flüssigkeitskammern gebildet und jede der Flüssigkeitskammern ist durch einen Flügel, der in einem äußeren Umfangsabschnitt des Rotors gebildet ist, in eine Voreilkammer und eine Verzögerungskammer aufgeteilt. In einem äußeren Umfangsabschnitt der auslassseitigen Nockenwelle 214 ist ein verzögerungsseitiger Durchgangsabschnitt in einer ringförmigen Art gebildet und ist mit jeder der Verzögerungskammern über einen nicht dargestellten hydraulischen Durchgang verbunden. Darüber hinaus ist in dem äußeren Umfangsabschnitt der auslassseitigen Nockenwelle 214 ein voreilseitiger Durchgangsabschnitt, wie in dem verzögerungsseitigen Durchgangsabschnitt, auf eine ringförmige Weise gebildet und ist mit jeder der Voreilkammern über einen nicht dargestellten hydraulischen Durchgang verbunden.
Bei diesem Aufbau führt die VVT-Steuervorrichtung 271 den Voreilkammern oder den Verzögerungskammern über ein hydraulisches Übertragungssystem, das den verzögerungsseitigen Durchgangsabschnitt und den voreilenden Durchgangsabschnitt enthält, wie es die Umstände verlangen, Betriebsöl zu, und rotiert den Flügel bezüglich des Gehäuses, wodurch die Ventilzeiten der Auslassventile 209 variabel gesteuert werden.
Nun wird unter Bezugnahme auf 4 ein (in 3 nicht dargestellter) Einlassventilantriebsmechanismus 250 erklärt, der eingerichtet ist, um das Öffnen/Schließen des Einlassventils 207 anzutreiben. 4 ist eine schematische Querschnittsseitenansicht, die einen Einlassventilantriebsmechanismus 250 veranschaulicht. In 4 werden dieselben Teile, wie jene in 3 dieselben Bezugszeichen tragen und ihre Erläuterung wird, wenn es die Umstände verlangen, ausgelassen.
In 5 ist der Einlassventilantriebsmechanismus 250 ein Mechanismus, der eingerichtet ist, um eine rotierende Bewegung (siehe dargestellten Pfeil A) der Einlassnocke 213, die an eine Einlassnockenwelle 212 fixiert ist, in eine lineare Bewegung (siehe dargestellten Pfeil B) des Einlassventils 207, d. h. in eine Ventilöffnungs-/-schließbewegung, umzuwandeln.
Der Einlassventilantriebsmechanismus 250 ist ausgestattet mit: einem Kipphebel 251, der an einem Ende durch eine hydraulische Spieleinstelleinrichtung 252 gestützt ist, wobei der Kipphebel mit dem Einlassventil 207 schwenkt; und eine Kipprolle 253, die zwischen dem Kipphebel 251 und der Einlassnocke 213 angeordnet ist.
Die Kipprolle 253 ist gewöhnlich auf eine solche Weise fixiert, dass sich die Kipprolle 253 bezüglich des Kipphebels 251 nicht bewegen kann. Wenn die Kipprolle 253 in diesem Zustand gegen die Einlassnocke 213 gedrückt wird und sich in eine öffnende/schließende Richtung des Einlassventils 207 gemäß einem Nockenprofil dreht, dreht sich der Kipphebel 251 auch auf dieselbe Weise. Als Ergebnis wird eine Ventilhubbetätigung des Einlassventils 207 verwirklicht.
Auf der anderen Seite ist der Einlassventilantriebsmechanismus 250 mit einer (nicht dargestellten) Ventilhubstoppeinrichtung ausgestattet, die eingerichtet ist, um einen Zustand der Kipprolle 253 zwischen einem relativ unbeweglichen Zustand und einem relativ beweglichen Zustand bezüglich des Kipphebels 251 umzuschalten.
Die Ventilhubstoppeinrichtung ist eine Vorrichtung, die eingerichtet ist, um den Kipphebel 251 und die Kipprolle 253 zu fixieren, beispielsweise indem einem Stopper, der gemäß einem hydraulischen Druck angetrieben wird, der in demselben hydraulischen Zufuhrsystem wie der der VVT-Steuervorrichtung zugeführt wird, erlaubt wird, auf die Kipprolle 253 oder den Kipphebel 251 von der Seite der Kipprolle 253 oder des Kipphebels 251 aus zu einzuwirken.
In einem Zustand, bei dem sich die Kipprolle 253 bezüglich des Kipphebels 251 bewegen kann, sogar wenn die Kipprolle 253 durch die Einlassnocke 213 gedrückt wird, bewegt sich die Kipprolle 253 aufgrund der Ventilhubstoppeinrichtung lediglich bezüglich des Kipphebels 251 und treibt den Kipphebel 251 nicht an. Mit anderen Worten, der Kipphebel 251 ist bezüglich des rotierenden Betriebs der Einlassnocke 207 unbeweglich. Als Ergebnis wird der Ventilhub des Einlassventils 207 gestoppt.
In einem später beschriebenen Zylinderdeaktivierungsbetrieb des Verbrennungsmotors 200 wird das Einlassventil 207, das zu einem abgeschalteten Zylinder gehört, aufgrund der Aktivität der Ventilhubstoppeinrichtung in dem Ventilhubstoppzustand beibehalten. Deshalb wird einem Einlasszylinder keine neue Luft zugeführt und der abgeschaltete Zylinder befindet sich in einem abgeschalteten Zustand.
Bei dem Verbrennungsmotor 200 ist auch ein Antriebsmechanismus für für das Auslassventil 209 auf dieselbe Weise wie der Einlassventilantriebsmechanismus 250 eingerichtet. Es wird auch eine Ventilhubstoppeinrichtung geschaffen, die eingerichtet ist, um den Ventilhub des Auslassventils 209 auf dieselbe Weise zu stoppen. In dem später beschriebenen Zylinderdeaktivierungsbetrieb des Verbrennungsmotors 200 wird das Auslassventil 209, das zu einem abgeschalteten Zylinder gehört, wie in dem Einlassventil 207 aufgrund der Aktivität der Ventilhubstoppeinrichtung in dem Ventilhubstoppzustand beibehalten.
Um die Abgasreinigungsleistung des Dreiwege-Katalysators 211 sicherzustellen, ist nicht wünschenswert, dass das Abgas reich an Sauerstoff ist. Die Ventilhubstoppeinrichtungen fixieren das Einlassventil 207 und das Auslassventil 209 bei vollständig geschlossenen Stellungen, so dass die neue Luft nicht in den Auslasskanal ausgegeben wird. Aber der Zweck, die Ausgabe der neuen Luft zu verhindern, kann auch verwirklicht werden, indem lediglich das Einlassventil 207 oder das Auslassventil 209 bei vollständig geschlossener Stellung fixiert wird.
Der hierin erläuterte Aspekt der Ventilhubstoppeinrichtung und des Ventilantriebsmechanismus ist lediglich ein Beispiel. Die Ventilhubstoppeinrichtung und der Ventilantriebsmechanismus können verschiedene herkömmliche Aspekte übernehmen so lange sie den Zylinderdeaktivierungsbetrieb verwirklichen können, bei dem ein Teil der Zylinder in einen abgeschalteten Zustand versetzt wird. Alternativ kann ein Aufbau zur Verwirklichung des Zylinderdeaktivierungsbetriebs verschiedene herkömmliche Aspekte übernehmen.
Zurückkehrend zu 2 ist der Motor-Generator MG1 ein elektrischer Motor-Generator, der eine Leistungsbetriebsfunktion zur Umwandlung elektrischer Energie in kinetische Energie und eine Regenerierungsfunktion zur Umwandlung kinetischer Energie in elektrische Energie aufweist und der ein Beispiel einer „drehbaren elektrischen Maschine” gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
Der Motor-Generator MG2 ist ein elektrischer Motor-Generator, der einen größeren Körper als jener des Motor-Generators MG1 aufweist. Der Motor-Generator MG2 weist, wie bei dem Motor-Generator MG1, eine Leistungsbetriebsfunktion zur Umwandlung elektrischer Energie in kinetische Energie und eine Regenerierungsfunktion zur Umwandlung kinetischer Energie in elektrische Energie auf und ist ein weiteres Beispiel einer „drehbaren elektrischen Maschine” gemäß der vorliegenden Erfindung. Mit anderen Worten, die Hybridantriebseinrichtung 10 gemäß der Ausführungsform ist als eine sogenannte Hybridantriebseinrichtung der zweimotorigen Bauart eingerichtet. Das Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit einer sogenannten Hybridantriebseinrichtung einer einmotorigen Bauart ausgestattet sein, die einen einzigen Motor-Generator aufweist.
Jeder der Motor-Generatoren MG1 und MG2 ist als Synchron-Motor-Generator eingerichtet und ist beispielsweise mit einem/mehreren Rotor(en) ausgestattet, der/die mehrere Permanentmagnete an der äußeren Umfangsstirnseite aufweist/aufweisen, und einem Stator, um den eine dreiphasige Spule zur Erzeugung eines rotierenden magnetischen Feldes gewickelt ist. Die Motoren-Generatoren MG1 und MG2 können selbstverständlich einen weiteren Aufbau aufweisen.
Der Leistungsantriebsmechanismus 300 ist ein herkömmlicher Planetengetriebemechanismus mit mehreren rotierenden Elementen, die aneinander einen Differentialvorgang durchführen.
Der Leistungsteilungsmechanismus 300 ist ausgestattet mit: einem Sonnenrad S1, das in einem zentralen Abschnitt angeordnet ist; einem Hohlrad R1, das am Außenumfang des Sonnenrads S1 angeordnet ist; einer Vielzahl von (nicht dargestellten) Ritzeln, die zwischen dem Sonnenrad S1 und dem Hohlrad R1 angeordnet sind, wobei sich die Ritzel um ihre Achse drehen während sie am Außenumfang des Sonnenrads S1 um dieses drehen; und einem Träger C1 zum schwenkbaren Lager der Drehwelle jedes Ritzels.
Das Sonnenrad S1 ist ein Reaktionselement zur Aufnahme des Reaktionsdrehmoments bezüglich eines Verbrennungsmotordrehmoments Te, das ein Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors 200 ist, und ist an einen Rotor des Motor-Generators MG1 fixiert. Eine Rotationsgeschwindigkeit des Sonnenrads S1 ist der MG1-Rotationsgeschwindigkeit Nmg1 gleich, die eine Rotationsgeschwindigkeit des Motor-Generators MG1 ist.
Das Hohlrad R1 ist ein Ausgangselement des Leistungsteilungsmechanismus 300 und ist mit einer Antriebswelle 500 gekoppelt, die eine Ausgangsleistungswelle des Leistungsteilungsmechanismus 300 in einer Teilungsweise ihrer rotierenden Welle ist. Die Antriebswelle 500 ist indirekt mit den Antriebsrädern DW des Hybridfahrzeugs 1 über ein Differentialgetriebe oder dergleichen gekoppelt.
Der Träger C1 ist mit der Eingangswelle 400 gekoppelt, die über einen Torsionsdämpfer TDP mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 200 auf eine Weise gekoppelt ist, so dass sie ihre rotierende Welle mitbenutzt. Eine Rotationsgeschwindigkeit des Trägers C1 ist mit der Motordrehzahl NE des Verbrennungsmotors 200 gleich.
Der Leistungsteilungsmechanismus 300 kann bei der oben beschriebenen Gestaltung das Verbrennungsmotordrehmoment Te, das vom Verbrennungsmotor 200 zur Eingangswelle 400 geliefert wird, unter Verwendung des Trägers C1 bei einem vorgegebenen Verhältnis (Verhältnis gemäß dem Zähnezahlverhältnis zwischen den Zahnrädern) auf das Sonnenrad S1 und das Hohlrad R1 aufteilen und kann die Leistung des Verbrennungsmotors 200 auf zwei Systeme aufteilen.
Zur Erleichterung des Verständnisses der Funktion des Leistungsteilungsmechanismus 300 wird nun ein Zähnezahlverhältnis ρ als die Zahl der Zähne des Sonnenrads S1 in Bezug auf die Zahl der Zähne des Hohlrads R1 definiert. In diesem Fall wird ein Teildrehmoment Tes, das auf das Sonnenrad S1 wirkt, wenn das Verbrennungsmotordrehmoment Te vom Verbrennungsmotor 200 an den Träger C1 angelegt wird, durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt, und ein direktes Drehmoment oder direkt übertragenes Drehmoment Ter, das an der Antriebswelle 500 erscheint, wird durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt. Tes = Te × ρ/(1 + ρ) (1) Ter = Te × 1/(1 + ρ) (2)
Wie vorstehend beschrieben, ist der Rotor des Motor-Generators MG1 an das Sonnenrad S1 fixiert. Bei dem Hybridfahrzeug 1 kann die Leistungserzeugung unter Verwendung der Verbrennungsmotorleistung durchgeführt werden, indem dem Drehmoment (oder dem regenerativen Drehmoment), mit derselben Größenordnung des Teildrehmoments Tes, ermöglicht wird, auf den Motor-Generator MG1 einzuwirken. Mit anderen Worten, wird bei der Hybridantriebseinrichtung 10 dem direkten Drehmoment Ter ermöglicht, auf die Antriebswelle 500 zu wirken, indem das Reaktionsdrehmoment von dem Motor-Generator MG1 geliefert wird.
Der Geschwindigkeitsreduktionsmechanismus 600 ist ein Planetengetriebemechanismus, der zwischen der Antriebswelle 500, die mit der Achse verbunden ist, und dem Motor-Generator MG2 angeordnet ist, und ist mit rotierenden Elementen, wie z. B. einem Sonnenrad S2, einem Hohlrad R2, (nicht veranschaulichten) Ritzelrädern und einem Träger C2 ausgestattet.
Bei dem Geschwindigkeitsreduktionsmechanismus 600 ist das Sonnenrad S2 an einem Rotor des Motor-Generators MG2 fixiert. Der Träger C2 ist nicht drehbar an einem Außengehäuse der Hybridantriebseinrichtung 10 fixiert. Das Hohlrad R2 ist mit der Antriebswelle 500 gekoppelt. Bei einem solchen Aufbau kann der Geschwindigkeitsreduktionsmechanismus 600 eine Rotationsgeschwindigkeit Nmg2, die eine Rotationsgeschwindigkeit des Motor-Generators MG2 ist, gemäß einem Geschwindigkeitsreduktionsverhältnis, das gemäß dem Zähnezahlverhältnis der rotierenden Elemente (oder Zahnräder) bestimmt wird, reduzieren und an die Antriebswelle 500 übertragen.
Der Aufbau des Geschwindigkeitsreduktionsmechanismus 600 ist lediglich eine Form, die durch einen Mechanismus, der eingerichtet ist, um die Rotation des Motor-Generators MG2 zu reduzieren, übernommen werden kann, und diese Art des Geschwindigkeitsreduktionsmechanismus kann in der Praxis verschiedene Formen haben. Darüber hinaus ist diese Art des Geschwindigkeitsreduktionsmechanismus nicht notwendigerweise für die Hybridantriebseinrichtung geschaffen. Mit anderen Worten, der Motor-Generator MG2 kann mit der Antriebswelle 500 direkt verbunden sein.
<Betrieb der Ausführungsform>
Als Nächstes wird der Betrieb der Ausführungsform erläutert.
<Betriebsmodus des Hybridfahrzeugs 1>
Das Hybridfahrzeug 1 weist einen HV-Betriebsmodus und einen EV-Betriebsmodus als Betriebsmodi zur Definition eines Leistungsübertragungsaspekts zwischen der Hybridantriebseinrichtung 10 und den Antriebsrädern DW auf.
Der HV-Betriebsmodus ist ein Betriebsmodus, der dem direkten Drehmoment Ter, welches ein Teil des Motordrehmoments Te ist, und dem MG2-Drehmoment Tmg2, welches ein Ausgangsdrehmoment des Motor-Generators MG2 ist, ermöglicht, kooperativ auf die Antriebswelle einzuwirken, indem eine Leistungsteilungsmaßnahme des Leistungsteilungsmechanismus 300 verwendet wird. Darüber hinaus wird in dem HV-Betriebsmodus das Teildrehmoment Tes verwendet, um Regenerierung elektrischer Leistung, d. h. Leistungserzeugung durch das MG1-Drehmoment Tmg1, welches das Ausgangsdrehmoment des Motor-Generators MG1 (d. h. oder ein Reaktionsdrehmoment des Teildrehmoments Tes) ist, durchzuführen.
Ein Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 200 (oder eine Betriebsbedingung, die durch die Anzahl von Umdrehungen NE und das Verbrennungsmotordrehmoment Te definiert ist) kann zu diesem Zeitpunkt durch eine elektrische stufenlose Drehzahländerungs-(CVT)-Funktion der Hybridantriebseinrichtung 10 unter Verwendung des MG1-Drehmoments Tmg1 als Reaktionsdrehmoment willkürlich gesetzt werden. Der Betriebspunkt des Motors 200 wird grundsätzlich vorzugsweise in einem Betriebspunkt einer optimalen Kraftstoffeffizienz gesteuert, in dem eine Kraftstoffverbrauchsrate (oder Kraftstoffeffizienz) des Verbrennungsmotors 200 minimal ist.
Im Gegensatz dazu wird das MG2-Drehmoment Tmg2 grundsätzlich gesteuert, um eine Unzulänglichkeit des direkten Drehmoments Ter für das erforderliche Antriebswellendrehmoment, das für die Antriebswelle 500 erforderlich ist, zu kompensieren. Mit anderen Worten wird in dem HV-Betriebsmodus eine kooperative Steuerung des MG2-Drehmoments Tmg2 und des Verbrennungsmotordrehmoments Te durchgeführt.
Beispielsweise werden bei der kooperativen Steuerung eine Leistungserzeugungsmenge des Motor-Generators MG1 und eine Ausstoßmenge des Motor-Generators MG2 oder eine Ausstoßmenge einer Hilfseinrichtung stets angepasst, so dass der SOC der Batterie 12 im Ziel-SOC, der einen Zielwert darstellt, gehalten wird. Wenn der SOC der Batterie 12 beispielsweise größer als der Ziel-SOC ist, wird ein Verhältnis des MG2-Drehmoments Tmg2 zu dem für die Antriebswelle erforderlichen Drehmoment erhöht oder es werden ähnliche Maßnahmen ergriffen, durch die das Leistungsgleichgewicht in Richtung der Ausstoßseite tendiert. Auf der anderen Seite, wenn der SOC der Batterie 12 niedriger als der Ziel-SOC ist, wird das Verhältnis reduziert oder es werden ähnliche Maßnahmen ergriffen, durch die das Leistungsgleichgewicht in Richtung einer Ladeseite tendiert.
Auf der anderen Seite ist der EV-Betriebsmodus ein Betriebsmodus, der lediglich dem MG2-Drehmoment Tmg2 erlaubt, auf die Antriebswelle 500 einzuwirken und bei dem das Hybridfahrzeug 1 lediglich durch die Leistung des Motor-Generators MG2 angetrieben wird. In dem EV-Betriebsmodus ist der Verbrennungsmotor 200 grundsätzlich in einem Stoppzustand. In einigen Fällen wird jedoch ein minimaler Verbrennungsmotorbetrieb zur Bereitstellung elektrischer Leistung für die Hilfseinrichtung durchgeführt.
<Betriebsaspekt des Verbrennungsmotors 200>
Bei dem Verbrennungsmotor 200 werden aufgrund der oben beschriebenen Maßnahme der Ventilhubstoppeinrichtung in dem Antriebsmechanismus für die Einlass- und Ausstoßventile, die Einlass- und Ausstoßventile eines Teils der Zylinder in vollständig geschlossenen Stellungen gehalten, um den Zylindern zu erlauben, im abgeschaltenten Zustand zu sein. Nachfolgend wird, wie es die Umstände verlangen, der Betriebsaspekt, der einem Teil der Zylinder ermöglicht abgeschaltet zu sein, als „Zylinderdeaktivierungsbetrieb” bezeichnet. Im Gegensatz dazu wird, wie es die Umstände verlangen, der normale Betriebsaspekt, der allen Zylindern ermöglicht in einem Betriebszustand zu sein, als „Gesamtzylinderbetrieb” bezeichnet. Das Umschalten des Betriebsaspekts zwischen dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb und dem Gesamtzylinderbetrieb wird durch die ECU 100 durchgeführt, die eingerichtet ist, um den Betrieb der Ventilhubstoppeinrichtung zu steuern.
Wie vorstehend beschrieben, weist der Verbrennungsmotor 200 entsprechend dem Abschaltstatus der Zylinder zwei Arten von Betriebsaspekten auf. Der vorstehend beschriebene HV-Betriebsmodus weist deshalb auch zwei Arten von Betriebsmodi, die da wären: ein Zylinderdeaktivierungs-HV-Betriebsmodus zur Einstellung des Verbrennungsmotors 200 in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb und ein Gesamtzylinder-HV-Betriebsmodus zur Einstellung des Verbrennungsmotors 200 in dem Gesamtzylinderbetrieb.
Die Anzahl der abgeschalteten Zylinder in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb ist nicht gesondert eingeschränkt. Wenn darüber hinaus lediglich ein bestimmter Zylinder immer als Abschaltziel festgelegt wird, wird der physikalische Zustand des Zylinders möglicherweise variieren und somit kann der Zylinder, der das Abschaltziel ist, jederzeit geändert werden. Darüber hinaus ist der Verbrennungsmotor 200 gemäß der Ausführungsform ein Reihen-Vierzylinder-Verbrennungsmotor; in dem Fall eines V-Motors kann jedoch eine der Bänke abgeschaltet sein.
Im Übrigen ist die Anzahl der betriebenen Zylinder zwischen dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb und dem Gesamtzylinderbetrieb unterschiedlich, was somit das Verbrennungsgeräusch des gesamten Verbrennungsmotors verändert. Wenn der Betriebsaspekt häufig zwischen dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb und dem Gesamtzylinderbetrieb umgeschaltet wird, wird der Fahrer deshalb möglicherweise ein Unbehagen verspüren. Darüber hinaus gibt es beim Start des Verbrennungsmotors eine solche Option, dass diese Art der Umschaltung des Betriebsaspekts vor dem Start durchgeführt wird. Sogar in dem Fall gibt es eine Startverzögerung, eine Reduktion der Kraftstoffeffizienz und dergleichen. Um das häufige Umschalten des Betriebsaspekts, wie vorstehend beschrieben, zu verhindern, wird die Verbrennungsmotorstartsteuerung des EV-Betriebs in dem Hybridfahrzeug 1 durchgeführt. Die Verbrennungsmotorstartsteuerung des EV-Betriebs ist eine Steuerung, die während des Betriebs des EV-Betriebsmodus (oder während des EV-Betriebs) durchgeführt wird, und die eine Steuerung hinsichtlich des Starts des Verbrennungsmotors 200 ist.
<Details der Verbrennungsmotorstartsteuerung des EV-Betriebs>
Als erstes wird unter Bezugnahme auf 5 ein Ablauf der Verbrennungsmotorstartsteuerung des EV-Betriebs erläutert. 5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Verbrennungsmotorstartsteuerung im EV-Betrieb veranschaulicht.
In 5 erlangt die ECU 100 eine Zylinderabschaltinformation des Verbrennungsmotors 200 (Schritt S110). Die Zylinderabschaltinformation ist eine Information betreffend den vorstehend beschriebenen Aspekt des Verbrennungsmotors 200 zum letzten Verbrennungsmotorstoppzeitpunkt. Mit anderen Worten, die Zylinderabschaltinformation ist einfach ausgedrückt eine binäre Information betreffen die Information, ob der Verbrennungsmotor 200 vorher im Zylinderdeaktivierungsbetrieb oder in dem Gesamtzylinderbetrieb gestoppt wird. Die ECU 100 ist eingerichtet, um darin die Zylinderabschaltinformation im Übergang zu dem EV-Betriebsmodus, der mit dem Stopp des Verbrennungsmotors 200 im Zusammenhang steht, zu speichern.
Wenn die Zylinderdeaktivierungsinformation erlangt ist, erlangt die ECU 100 eine erforderliche Antriebskraft Ft des Hybridfahrzeugs 1 (Schritt S120). Die erforderliche Antriebskraft Ft ist eine Antriebskraft, die für die Antriebsräder DW erforderlich ist. Die erforderliche Antriebskraft Ft wird aus einer Abbildung der erforderlichen Antriebskraft, die im Voraus in dem ROM gespeichert ist, erlangt. In der Abbildung der erforderlichen Antriebskraft wird die erforderliche Antriebskraft Ft im Voraus unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Fahrpedalöffnungsgrads Ta als Parameter eingestellt. Die erforderliche Antriebskraft Ft ist ein Beispiel des „der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechenden Wertes” gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wenn die erforderliche Antriebskraft Ft berechnet wird, bestimmt die ECU 100 auf der Basis der im Schritt S110 erlangten Zylinderabschaltinformation ob oder ob nicht der Verbrennungsmotor 200 in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb gestoppt wird (Schritt S130). Wenn der Verbrennungsmotor 200 in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb gestoppt wird (Schritt S130: JA), erlangt die ECU 100 einen ersten Startschwellenwert Ftct1 (Schritt S140).
Wenn der erste Startschwellenwert Ftct1 erlangt ist, bestimmt die ECU 100 ob oder ob nicht die erforderliche Antriebskraft Ft größer als der erste Startschwellenwert Ftct1 oder mit diesem gleich ist (Schritt S150). Wenn die erforderliche Antriebskraft Ft geringer als der erste Startschwellenwert Ftct1 ist (Schritt S150: NEIN), setzt die ECU 100 den EV-Betriebsmodus fort, ohne den Verbrennungsmotor 200 zu starten (Schritt S170). Wenn die erforderliche Antriebskraft Ft größer als der erste Startschwellenwert Ftct1 oder mit diesem gleich ist (S150: JA), startet die ECU 100 den Verbrennungsmotor 200 (Schritt S160) und schaltet den Betriebsmodus in den HV-Betriebsmodus um.
Da in dem Schritt S160 der Verbrennungsmotor 200 in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb gestoppt wird, wird der Betriebsaspekt zum Start auch der Zylinderdeaktivierungsbetrieb. Notwendigerweise ist der Betriebsmodus der Zylinderdeaktivierungs-HV-Betriebsmodus.
Um außerdem den Betriebsaspekt umzuschalten, ist es notwendig, die Kipprolle 253 und den Kipphebel 251 unter Verwendung der Ventilhubstoppeinrichtung einer hydraulischen Antriebsbauart zu fixieren oder es ist notwendig die Fixierung, wie vorstehend beschrieben, zu lösen. Wenn der Betriebsaspekt vor dem Verbrennungsmotorstart umgeschaltet werden soll, wird deshalb eine Zeit, die zum Antrieb der Ventilhubstoppeinrichtung erforderlich ist, offensichtlich zu einer Startverzögerung des Verbrennungsmotors 200. Um einen Einfluss auf die Antriebskraft durch die Startverzögerung des Verbrennungsmotors 200, wie vorstehend beschrieben, zu vermeiden, wird in der Ausführungsform angenommen, dass der Betriebsaspekt nicht vor dem Start des Verbrennungsmotor umgeschaltet wird.
Bei der Hybridantriebseinrichtung 10 wird eine Leistungsübertragung zwischen dem Verbrennungsmotor 200 und der Antriebswelle 500 sogar während des EV-Betriebs nicht blockiert oder unterbrochen. De Verbrennungsmotor 200 wird somit mit einer Anzahl von Umdrehungen von Null gestoppt oder ist in einem sogenannten Anlasszustand. In dem Anlasszustand ist der Anstieg des hydraulischen Drucks der hydraulischen Antriebseinrichtung, die eingerichtet ist, um dieser Umschalteinrichtung hydraulischen Druck zuzuführen nicht wesentlich verzögert. Mit anderen Worten, eine Vorrichtung zum Beibehalten des hydraulischen Drucks (z. B. eine elektrische Pumpe und eine elektrische Antriebseinrichtung), welche einen Kostenanstieg verursacht, ist nicht notwendigerweise erforderlich. Auf der anderen Seite, wird das Umschalten des Betriebsaspekts dieser Art durchgeführt, nachdem es erforderlich wird, den Verbrennungsmotor zu starten. Sogar wenn der Anstieg des hydraulischen Drucks keine wesentliche Verzögerung aufweist, wird deshalb der Start des Verbrennungsmotors 200 definitiv oder mit Bestimmtheit um eine Zeit verzögert, die für den Betrieb der mit der Sperre des Ventilhubbetätigung oder mit dem Lösen der Sperre verbunden Ventilhubstoppeinrichtung erforderlich ist.
Darüber hinaus kann das Umschalten des Betriebsaspekts sogar vor dem Start des Verbrennungsmotors durchgeführt werden, obwohl in der Ausführungsform angenommen wird, dass es nicht durchgeführt wird. In diesem Fall gibt es kein Unbehagen, das durch das Verbrennungsgeräusch verursacht wird, aber es gibt die Antriebskraftunzulänglichkeit, die Reduktion der Kraftstoffeffizienz oder den Anstieg an Kosten, die durch die Startverzögerung verursacht werden. Mit anderen Worten, solange die Umschalthäufigkeit des Betriebsaspekts nicht unterdrückt wird, gibt es einige Probleme, die einer Verbesserung bedürfen.
Wenn der EV-Betriebsmodus fortgesetzt wird oder wenn der Betriebsmodus des Hybridfahrzeugs 1 auf den Zylinderdeaktivierungs-HV-Betriebsmodus umgeschaltet wird, wird die Verbrennungsmotorstartsteuerung des EV-Betriebs beendet. Wenn der EV-Betriebsmodus fortgesetzt wird, wird der Prozess wieder zu dem Schritt S110 mit einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Ende der Verbrennungsmotorsteuerung des EV-Betriebs zurückkehren. Mit anderen Worten, die Verbrennungsmotorsteuerung des EV-Betriebs wird wiederholt durchgeführt. Wenn der Schritt S160 durchgeführt wird, wird der Betriebsmodus des Hybridfahrzeugs 1 auf den Zylinderdeaktivierungs-HV-Betriebsmodus umgeschaltet und somit wird die Verbrennungsmotorstartsteuerung des EV-Betriebs bis zum nächsten EV-Betrieb nicht durchgeführt.
Auf der anderen Seite, wenn in dem Schritt S130 der Verbrennungsmotor 200 in dem Gesamtzylinderbetrieb gestoppt wird (Schritt S130: NEIN), erlangt die ECU 100 einen zweiten Startschwellenwert Ftct2 (Schritt S180).
Wenn der zweite Startschwellenwert Ftct2 erlangt ist, bestimmt die ECU 100 ob oder ob nicht die erforderliche Antriebskraft Ft größer als der zweite Startschwellenwert Ftct2 oder diesem gleich ist (Schritt S190). Wenn die erforderliche Antriebskraft Ft kleiner als der zweite Schwellenwert Ftct2 ist (Schritt S190: NEIN), setzt die ECU 100 den EV-Betriebsmodus ohne ein Starten des Verbrennungsmotors 200 fort (Schritt S210). Wenn die erforderliche Antriebskraft Ft größer als der zweite Schwellenwert Ftct2 ist (Schritt S190: JA), startet die ECU 100 den Verbrennungsmotor 200 und schaltet den Betriebsmodus in den HV-Betriebsmodus (Schritt S200) um. In dem Schritt S200 wird der Verbrennungsmotor 200 in dem Gesamtzylinderbetrieb gestoppt und somit ist der Betriebsaspekt beim Start auch der Gesamtzylinderbetrieb. Mit anderen Worten, der Betriebsmodus des Hybridfahrzeugs 1 ist der Gesamtzylinder-HV-Betriebsmodus.
Wenn der EV-Betriebsmodus fortgesetzt wird oder wenn der Betriebsmodus des Hybridfahrzeugs 1 in den Gesamtzylinder-HV-Betriebsmodus gewechselt wird, wird die Verbrennungsmotorstartsteuerung des EV-Betriebs beendet. Wenn der EV-Betriebsmodus fortgesetzt wird, wird der Prozess wieder zu dem Schritt S110 mit einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Ende der Verbrennungsmotorsteuerung des EV-Betriebs zurückkehren. Mit anderen Worten, die Verbrennungsmotorsteuerung des EV-Betriebs wird wiederholt durchgeführt. Wenn der Schritt S200 durchgeführt wird, wird der Betriebsmodus des Hybridfahrzeugs 1 auf den Gesamtzylinder-HV-Betriebsmodus gewechselt und somit wird die Verbrennungsmotorstartsteuerung des EV-Betriebs bis zum nächsten EV-Betrieb nicht durchgeführt.
Die Verbrennungsmotorstartsteuerung des EV-Betriebs wird auf die vorstehende Weise durchgeführt.
Der erste Startschwellenwert Ftct1 und der zweite Startschwellenwert Ftct2, die vorstehend in der Verbrennungsmotorstartsteuerung des EV-Betriebs beschrieben sind, werden hier aus der Startschwellenwertabbildung, die im Voraus in dem ROM gespeichert ist, erlangt. Unter Bezugnahme auf 6 wird nun die Startschwellenwertabbildung erläutert. 6 ist ein konzeptionelles Diagramm, das eine Startschwellenwertabbildung für einen Verbrennungsmotor veranschaulicht.
Die erforderliche Antriebskraft Ft ist in 6 auf einer vertikalen Achse und die Geschwindigkeit V ist auf einer horizontalen Achse veranschaulicht. In dieser Koordinatenebene wird der erste Startschwellenwert Ftct1 als L_Ftct1 ausgedrückt veranschaulicht (siehe durchgezogene Linie). Der zweite Startschwellenwert Ftct2 wird als L_Ftct2 ausgedrückt veranschaulicht (siehe gestrichelte Linie). Mit anderen Worten, der zweite Startschwellenwert Ftct2, der dem Verbrennungsmotor 200 ermöglicht, in dem Gesamtzylinderbetrieb gestartet zu werden, wird stets auf eine höhere Antriebskraftseite gesetzt als der erste Startschwellenwert Ftct1.
Wenn insbesondere in der Hybridantriebseinrichtung 10 die Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt wird, wird hier eine Rotationsgeschwindigkeit der Antriebswelle 500 bestimmt. Die erforderliche Antriebskraft Ft kann in das für die Antriebswelle erforderliche Drehmoment, das für die Antriebswelle 500 erforderlich ist, durch physikalische Umwandlung basierend auf einem Reifendurchmesser, einem Übersetzungsverhältnis der Differentialvorrichtung oder dergleichen umgewandelt werden. Mit anderen Worten, die Koordinatenebene kann in 6 als eine Ebene behandelt werden, die die Rotationsgeschwindigkeit der Antriebswelle 500 und das für die Antriebswelle erforderliche Drehmoment als Achsenelemente aufweist. Ein Koordinatenpunkt der Koordinatenebene in 6 entspricht deshalb der erforderlichen Ausgangsleistung Pn des Hybridfahrzeugs 1.
Es kann somit gesagt werden, dass in 6 der zweite Schwellenwert Ftct2 auf eine Seite höherer Ausgangsleistung als der erste Startschwellenwert Ftct1 eingestellt wird. Mit anderen Worten ist der erste Startschwellenwert Ftct1 ein Beispiel des „ersten Referenzwertes” gemäß der vorliegenden Erfindung und der zweite Startschwellenwert Ftct2 ist ein Beispiel des „zweiten Referenzwertes” gemäß der vorliegenden Erfindung. In der Startschwellenwertabbildung wird eine der 6 entsprechende Beziehung digitalisiert und gespeichert und die ECU 100 kann einen erforderlichen Antriebskraftwert gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit V zu diesem Zeitpunkt als den Startschwellenwert erlangen.
Die erforderliche Ausgangsleistung Pn des Hybridfahrzeugs 1 ist die für die Antriebswelle erforderliche Ausgangsleistung, welche für die Antriebswelle 500 erforderlich ist, und ist nicht notwendigerweise mit der für den Verbrennungsmotor erforderlichen Ausgangsleistung Pen gleich, die für den Verbrennungsmotor 200 erforderlich ist. Wie vorstehend beschrieben, wird das Verbrennungsmotordrehmoment Te auf das direkte Drehmoment Ter und das Teildrehmoment Tes aufgeteilt. Wenn das für die Antriebswelle erforderliche Drehmoment und das direkte Drehmoment Ter als zueinander gleich eingestellt sind, erhöht sich die für den Verbrennungsmotor erforderliche Ausgangsleistung Pen notwendigerweise um den Betrag des Teildrehmoments Tes, der einer Leistungserzeugungslast entspricht. Auf der anderen Seite kann die für den Verbrennungsmotor erforderliche Ausgangsleistung Pen auch der erforderlichen Ausgangsleistung Pn des Hybridfahrzeugs 1 gleichgesetzt werden. In diesem Fall ist das direkte Drehmoment Ter für die Antriebswelle um den Betrag des Teildrehmoments Tes unzureichend, der der Leistungserzeugungslast entspricht. In diesem Fall wird eine Drehmomentunterstützung durch das MG2-Drehmoment Tmg2 durchgeführt, das von dem Motor-Generator MG2 geliefert wird.
In der Ausführungsform wird der erste Startschwellenwert Ftct1 als ein Wert eingestellt, der es ermöglicht, dass die Effizienz des Hybridfahrzeugs 1 während des Betriebs in dem Zylinderdeaktivierung-HV-Betriebsmodus (oder während des Zylinderdeaktivierung-HV-Betriebs) höher als die Effizienz des Hybridfahrzeugs 1 während des EV-Betriebs in einem Bereich ist, der größer als der erste Startschwellenwert Ftct1 oder diesem gleich ist.
Es gibt hier keinen Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors 200 während des EV-Betriebs; elektrische Leistung, die während des EV-Betriebs verbraucht wird, wird jedoch bei mittelfristiger oder langfristiger Betrachtung durch die Leistungserzeugung durch den Motor-Generator MG1, der vorstehend in dem HV-Betriebsmodus beschrieben ist, kompensiert.
Wenn eine Kraftstoffmenge, die für die Durchführung der Leistungserzeugung, die einer Entlademenge der Batterie 12 entspricht, wenn die erforderliche Antriebskraft Ft durch den Motor-Generator MG2 geliefert wird, erforderlich ist, größer als eine Kraftstoffmenge ist, wenn der Zylinderdeaktivierungs-HV-Betriebsmodus ausgewählt wird, ist es dann besser hinsichtlich der Kraftstoffeffizienz den Zylinderdeaktivierungs-HV-Betriebsmodus auszuwählen. In dieser Hinsicht wird der erste Startschwellenwert Ftct1 experimentell, durch Erfahrung oder theoretisch im Voraus bestimmt. Auf die gleiche Weise wird in der Ausführungsform der zweite Startschwellenwert Ftct2 als ein Wert eingestellt, der es ermöglicht, dass die Effizienz des Hybridfahrzeugs 1 während des Betriebs in dem Gesamtzylinderbetrieb-HV-Betriebsmodus (oder während des Gesamtzylinder-HV-Betriebs) höher als die Effizienz des Hybridfahrzeugs 1 während des EV-Betriebs in einem Bereich ist, der größer als der zweite Startschwellenwert Ftct2 oder diesem gleich ist.
Die Ausführungsform ist auf eine solche Weise eingerichtet, dass jeder der beiden, der erste und der zweite Startschwellenwert, in der Abbildung gespeichert wird; die Ausführungsform kann jedoch einen anderen als diesen Aspekt übernehmen.
Beispielsweise kann die Effizienz während des EV-Betriebs jederzeit aus dem Verbrauch der elektrischen Leistung, dem SOC der Batterie 12, der Lade-/Entladeeffizienz der Batterie 12, der Leistungserzeugungseffizienz des Motor-Generators MG1, der thermischen Effizienz des Verbrennungsmotors 200 oder dergleichen berechnet werden. In einer Betriebsbedingung, bei der vorhergesagt wird, dass eine reguläre Leistungserzeugung durch den Motor-Generator MG2 durchgeführt wird, kann darüber hinaus ein Vorhersagewert eines Umfangs der Leistungserzeugung (oder einer Lademenge) oder dergleichen betrachtet werden. Wenn die Effizienz während des EV-Betriebs berechnet wird, ist es möglich, einen erforderlichen Ausgangsleistungswert zu berechnen, der es ermöglicht, dass die Effizienz während des Zylinderdeaktivierungs-HV-Betriebs oder während des Gesamtzylinder-HV-Betriebs höher als der Wert der Effizienz während des EV-Betriebs ist.
Als nächstes wird ein Zustand des Hybridfahrzeugs 1 in einer Implementierungsdauer der Verbrennungsmotorstartsteuerung des EV-Betriebs erläutert.
Als erstes wird unter Bezugnahme auf 7 ein Zustand zum Stoppzeitpunkt der Zylinderdeaktivierung erläutert. 7 ist ein Zeitdiagramm hinsichtlich einer Verbrennungsmotorstartzeit beim Stoppen der Zylinderdeaktivierung.
7 veranschaulicht entsprechende Zeitübergänge der erforderlichen Antriebskraft Ft, der Batterieausgangsleistung Pb und der Verbrennungsmotorausgangsleistung Pe, in der Implementierungsdauer der Verbrennungsmotorstartsteuerung des EV-Betriebs.
In 7 wird der EV-Betrieb, vor einem Zeitpunkt t10 und bevor die Verbrennungsmotorausgangsleistung Pe Null ist, durchgeführt. Zum Zeitpunkt t10, wenn die erforderliche Antriebskraft Ft den ersten Schwellenwert Ftct1 erreicht, wird der Verbrennungsmotor 200 in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb gestartet (siehe dargestellte Markierung mk1).
Dann wird der Zylinderdeaktivierungs-HV-Betrieb fortgesetzt (siehe dargestellte Markierung mk2) und zu einem Zeitpunkt t20, bei dem eine Bedingung zum Umschalten in den Gesamtzylinderbetrieb erfüllt ist, wird die Umschaltung von dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb in den Gesamtzylinderbetrieb durchgeführt (siehe dargestellte Markierung mk3). Nach dem Umschalten in den Gesamtzylinderbetrieb wird der Gesamtzylinder-HV-Betrieb fortgesetzt (siehe dargestellte Markierung mk4). Das Umschalten von dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb in den Gesamtzylinderbetrieb wird auf der Basis der thermischen Effizienz des Verbrennungsmotors 200 durchgeführt. Dies wird später erläutert.
8 sind Diagramme, die einen Betriebszustand des Verbrennungsmotors, der dem der 7 entspricht, erklären. In 8 werden dieselben Teile wie jene in 7 dieselben Bezugszeichen tragen und ihre Erläuterung wird, wie es die Umstände verlangen, weggelassen.
In 8 ist ein oberer Teil ein Diagramm, das den Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 200 erläutert, der durch die Anzahl von Motorumdrehungen NE und das Motordrehmoment Te definiert ist, wobei eine durchgezogene Linie eine optimale Kraftstoffeffizienzbetriebslinie in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb andeutet und eine gestrichelte Linie eine optimale Kraftstoffeffizienzbetriebslinie in dem Gesamtzylinderbetrieb andeutet. Ein unterer Teil ist ein Diagramm, der eine Beziehung zwischen der Verbrennungsmotorausgangsleistung Pe und der thermischen Effizienz des Verbrennungsmotors ηe veranschaulicht, wobei eine durchgezogene Linie eine Linie der thermischen Effizienzcharakteristik in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb andeutet und eine gestrichelte Linie eine Linie der thermischen Effizienzcharakteristik in dem Gesamtzylinderbetrieb andeutet. Jedes Diagramm wird, wenn es die Umstände verlangen, durch dieselben Markierungen wie jene in 7 begleitet.
In 8 ist der Übergang des Betriebspunkts des Verbrennungsmotors 200 auf jeder der Betriebslinien der optimalen Kraftstoffeffizienz und der Linie der thermischen Effizienzcharakteristik schraffiert.
Wie dargestellt, ist der Höhepunkt der Linie der thermischen Effizienz des Verbrennungsmotors ηe in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb an einer Seite niedrigerer Ausgangsleistung als der Höhepunkt in dem Gesamtzylinderbetrieb. Dies ist der Fall, weil die Anzahl der betriebenen Zylinder in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb sinkt, wodurch, wenn der Vergleich unter Verwendung derselben Ausgangsleistung gemacht wird, die Ausgangsleistung pro Zylinder steigt. Da die Ausgangsleistung pro Zylinder steigt, wird der Drosselungsgrad der Einlassluft durch das Drossselventil 205 abgemildert oder reduziert. Als Ergebnis sinken die Pumpverluste und die thermische Effizienz steigt.
Auf der anderen Seite sinkt in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb die Ausgangsleistungsgrenze, weil die Anzahl der betriebenen Zylinder sinkt. Notwendigerweise wird ein Ausgangsleistungswert, bei dem die thermische Effizienz des Verbrennungsmotors ηe beginnt reduziert zu werden, zu einer viel niedrigeren Seite verschoben. Als Ergebnis stimmt bei einer bestimmten Verbrennungsmotorausgangsleistung die thermische Effizienz des Verbrennungsmotors in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb mit der thermischen Effizienz des Verbrennungsmotors in dem Gesamtzylinderbetrieb überein. Wenn die Verbrennungsmotorausgangsleistung Pe zu diesem Zeitpunkt als Pe1 angenommen wird, wird der Zylinderdeaktivierungsbetrieb im Grunde genommen zu dem Gesamtzylinderbetrieb zu einem Zeitpunkt verschoben, bei dem die Verbrennungsmotorausgangsleistung Pe den Wert Pe1 erreicht.
Wie vorstehend beschrieben, wenn der Verbrennungsmotor 200 in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb gestoppt wird, wird der Verbrennungsmotor 200 mit dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb gestartet, der auf dem Zeitpunkt gehalten wird, bei dem die erforderliche Antriebskraft Ft den ersten Startschwellenwert Ftct1 erreicht, der auf einer niedrigeren Ausgangsleistungsseite als der zweite Startschwellenwert Ftct2 ist. Es gibt somit keinen Wechsel zu dem Gesamtzylinderbetrieb vor dem Start und unmittelbar nach dem Start. Mit anderen Worten, die Umschalthäufigkeit des Betriebsaspekts kann reduziert werden.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 9 ein Zustand bei dem Stopp des Gesamtzylinderbetriebs erläutert. 9 ist ein Zeitdiagramm hinsichtlich einer Verbrennungsmotorstartzeit beim Stoppen eines Gesamtzylinderbetriebs. In 9 werden dieselben Teile, wie jene in 7 dieselben Bezugszeichen tragen und ihre Erläuterung wird, wenn es die Umstände verlangen, ausgelassen.
Wie in 7 veranschaulicht 9 entsprechende Zeitübergänge der erforderlichen Antriebskraft Ft, der Batterieausgangsleistung Pb und der Verbrennungsmotorausgangsleistung Pe, in der Implementierungsdauer der Verbrennungsmotorstartsteuerung des EV-Betriebs.
In 9, wenn der Verbrennungsmotor 200 in dem Gesamtzylinderbetrieb gestoppt wird, wird der Verbrennungsmotor 200 nicht zum Zeitpunkt t10 gestartet, der der in 7 dargestellte Startzeitpunkt beim Stopp des Zylinderdeaktivierungsbetriebs ist (siehe Markierung mk1). Mit anderen Worten, die EV-Betriebsdauer wird verlängert. Wenn die erforderliche Antriebskraft Ft zum Zeitpunkt t15 den zweiten Startschwellenwert Ftct2 erreicht, wird der Verbrennungsmotor 200 in dem Gesamtzylinderbetrieb gestartet (siehe Markierung mk5). Dann wird der Gesamtzylinder-HV-Betrieb fortgesetzt (siehe dargestellte Markierung mk4).
Wenn auf der anderen Seite der Verbrennungsmotor 200 in dem Gesamtzylinderbetrieb zum Zeitpunkt t15 gestartet wird, wird die Verbrennungsmotorausgangsleistung Pe, wie als durchgezogene Linie dargestellt, gesteuert.
Der veranschaulichte zeitliche Übergang, der hier mit einer gestrichelten Linie dargestellt ist, ist ein Übergang der Verbrennungsmotorausgangsleistung gemäß der erforderlichen Antriebskraft Ft. Nach dem Start in dem Gesamtzylinderbetrieb wird der Verbrennungsmotor 200 in einer angemessenen Zeitdauer auf einer höheren Ausgangsleistungsseite als diese Verbrennungsmotorausgangsleistung betrieben. Mit anderen Worten, ein dargestellter gestrichelter Teil entspricht einem Inkrement der Leistungserzeugungslast des Motor-Generators MG1 (oder einem Beispiel einer Betätigung der korrigierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung). Eine Erhöhungskorrektur der Leistungserzeugungslast wird später beschrieben.
10 sind Diagramme, die einen Betriebszustand des Verbrennungsmotors, der dem der 9 entspricht, erklären. In 10 werden dieselben Teile, wie jene in 9 dieselben Bezugszeichen tragen und ihre Erläuterung wird, wenn es die Umstände verlangen, ausgelassen.
In 10 ist ein oberer Teil ein Diagramm, das den Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 200 erläutert, der durch die Anzahl von Verbrennungsmotorumdrehungen NE und das Verbrennungsmotordrehmoment Te definiert ist, wobei eine durchgezogene Linie eine Betriebslinie der optimalen Kraftstoffeffizienz in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb andeutet und eine gestrichelte Linie eine Betriebslinie der optimalen Kraftstoffeffizienz in dem Gesamtzylinderbetrieb andeutet. Ein niedriger Teil ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Verbrennungsmotorausgangsleistung Pe und der thermischen Effizienz des Verbrennungsmotors ηe veranschaulicht, wobei eine durchgezogene Linie eine Linie der thermischen Effizienzcharakteristik in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb andeutet und eine gestrichelte Linie eine Linie der thermischen Effizienzcharakteristik in dem Gesamtzylinderbetrieb andeutet. Jedes Diagramm wird, wie es die Umstände verlangen, durch dieselben Markierungen wie jene in 9 begleitet.
In 10 ist der Übergang des Betriebspunkts des Verbrennungsmotors 200 auf jeder der Linien der optimalen Kraftstoffeffizienz und der Linie der thermischen Effizienzcharakteristik schraffiert.
Bei dem zweiten Startschwellenwert Ftct2, bei dem der Verbrennungsmotor 200, der in dem Gesamtzylinderbetrieb gestoppt wird, gestartet wird, ist, wie vorstehend beschrieben, die Effizienz während des Gesamtzylinder-HV-Betriebs der Effizienz während des EV-Betriebs gleich. Bei dem Stopp der Zylinderdeaktivierung wird hier der Verbrennungsmotor 200 mit einer Verbrennungsmotorausgangsleistung gestartet, bei der die thermische Effizienz des Verbrennungsmotors ηe gleich ηe1 ist. Auf der anderen Seite wird bei dem Stopp des Gesamtzylinderbetriebs der Verbrennungsmotor 200 mit einer Ausgangsleistung Pe0 gestartet, bei der der die thermische Effizienz des Verbrennungsmotors ηe gleich ηe0 (ηe0 < ηe1) ist.
Dies ist der Fall, weil die Effizienz während des EV-Betriebs dazu neigt, in einem Bereich auf einer höheren Ausgangsleistungsseite als der Startpunkt beim Stopp der Zylinderdeaktivierung reduziert zu werden und weil zu dem Zeitpunkt, zu dem die Verbrennungsmotoreffizienz gleich ηe0 ist, die Effizienz während des Gesamtzylinder-HV-Betriebs höher als die Effizienz während des EV-Betriebs ist.
Auf der anderen Seite ist in einem Bereich von der Verbrennungsmotorausgangsleistung Pe0, bei der der Verbrennungsmotor 200 in dem Gesamtzylinderbetrieb gestartet wird, bis zu der Verbrennungsmotorausgangsleistung Pe1 die thermische Effizienz des Verbrennungsmotors 200 in dem Fall des Zylinderdeaktivierungs-HV-Betriebs höher. Mit anderen Worten, es gibt eine Möglichkeit der Reduktion der Kraftstoffeffizienz im Tausch gegen die Unterdrückung des häufigen Umschaltens des Betriebsaspekts.
Bei der Verbrennungsmotorstartsteuerung des EV-Betriebs wird somit die Leistungserzeugungslast durch den Motor-Generator MG1 unmittelbar nach dem Start in dem Gesamtzylinderbetrieb erhöht und korrigiert. Mit anderen Worten, die Motorausgangsleistung Pe wird von der Verbrennungsmotorausgangsleistung Pe0 gemäß der ursprünglichen Antriebskraftanforderung bis in die Nähe der Verbrennungsmotorausgangsleistung Pe1 erhöht, bei der die thermische Effizienz des Verbrennungsmotors ηe in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb gleich mit der thermischen Effizienz des Verbrennungsmotors ηe in dem Gesamtzylinderbetrieb ist. Deshalb wird der Verbrennungsmotor 200, der in dem Gesamtzylinderbetrieb gestartet wird, nicht in einem Betriebsbereich mit extrem niedriger thermischer Effizienz betrieben und die Reduktion der Kraftstoffeffizienz wird nicht offensichtlich.
Insbesondere ist, wie vorstehend beschrieben, das Maß der Erhöhung der Leistungserzeugungslast hier eine Wirkung, die der Steuervorrichtung für den Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung spezifisch ist.
Mit anderen Worten ist bei der Verbrennungsmotorstartsteuerung in dem EV-Betrieb gemäß der Ausführungsform der Verbrennungsmotorstartschwellenwert Ftct2 beim dem Stopp des Gesamtzylinderbetriebs höher als der Verbrennungsmotorstartschwellenwert Ftct1 bei dem Stopp der Zylinderdeaktivierung. Die EV-Betriebsdauer wird somit verlängert und der SOC der Batterie 12 ist niedriger als der SOC, wenn der Verbrennungsmotorstart bei dem ersten Startschwellenwert Ftct1 durchgeführt wird. Sogar wenn aus dem Blickwinkel der thermischen Effizienz beim Start des Gesamtzylinderbetriebs die Verbrennungsmotorausgangsleistung zu einer erhöhten Seite korrigiert wird und sogar wenn die erzeugte Leistung, die der erhöhten Leistungserzeugungslast entspricht, verwendet wird, um die Batterie 12 aufzuladen, gibt es deshalb keine Chance, den SOC der Batterie 12 nicht steuern zu können.
Das Maß der Erhöhung der Leistungserzeugungslast, wie vorstehend beschrieben, ist sogar dann wirksam, wenn die erforderliche Ausgangsleistung Pn des Hybridfahrzeugs 1 unmittelbar nach dem Start in den Gesamtzylinderbetrieb absinkt.
Wie vorstehend beschrieben, wenn der Verbrennungsmotor 200 in dem Gesamtzylinderbetrieb gestoppt wird, wird der EV-Betrieb fortgesetzt, bis die erforderliche Antriebskraft Ft den zweiten Startschwellenwert Ftct2 erreicht und der Verbrennungsmotor im beibehaltenen Gesamtzylinderbetrieb gestartet wird. Es gibt somit keinen Wechsel zu dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb vor dem Start und unmittelbar nach dem Start. Die Umschalthäufigkeit des Betriebsaspekts kann deshalb reduziert werden.
<Die Wirkung der Verbrennungsmotorstartsteuerung des EV-Betriebs>
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 11 und 12 der Zustand des Hybridfahrzeugs 1 in einem vergleichenden Beispiel, das verwendet wird, um mit der Ausführungsform verglichen zu werden, erläutert werden. In dem vergleichenden Beispiel wird angenommen, dass die Steuerung derart ist, dass sich der Betriebsaspekt des Verbrennungsmotors 200 bei einem vorheriger Stoppzeitpunkt nicht in einer Verbrennungsmotorstartbedingung während des EV-Betriebs widerspiegelt.
11 ist ein Zeitdiagramm betreffend einer Verbrennungsmotorstartzeit beim Stoppen eines Gesamtzylinderbetriebs. In 11 werden dieselben Teile, wie jene in 7 dieselben Bezugszeichen tragen und ihre Erläuterung wird, wenn es die Umstände verlangen, ausgelassen.
In dem vergleichenden Beispiel erreicht die erforderliche Antriebskraft Ft zu einem Zeitpunkt t10 den ersten Startschwellenwert Ftct1 und der Verbrennungsmotor 200 wird in dem Gesamtzylinderbetrieb gestartet (siehe Markierung mk1). Zum Zeitpunkt t11, unmittelbar nach dem Start wird der Betriebsaspekt des Verbrennungsmotors 200 von dem Gesamtzylinderbetrieb in den Zylinderdeaktivierungsbetrieb umgeschaltet (siehe Markierung mk6). Dann wird zu einem Zeitpunkt t20 die Effizienz während des Gesamtzylinder-HV-Betriebs größer als die Effizienz während des Zylinderdeaktivierungs-HV-Betriebs und der Betriebsaspekt wird wieder in den Gesamtzylinderbetrieb umgeschaltet. Mit anderen Worten, der Betriebsaspekt des Verbrennungsmotors 200 wird in einer kurzen Dauer unmittelbar nach dem Start häufig umgeschaltet, was dazu führt, dass der Fahrer ein Unbehagen verspürt.
12 sind Diagramme, die einen Betriebszustand des Verbrennungsmotors, der dem der 11 entspricht, erklären. In 12 werden dieselben Teile, wie jene in 11 dieselben Bezugszeichen tragen und ihre Erläuterung wird, wenn es die Umstände verlangen, ausgelassen.
In 12 ist ein oberer Teil ein Diagramm, das den Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 200, der durch die Anzahl von Motorumdrehungen NE und das Motordrehmoment Te definiert ist, erläutert, wobei eine durchgezogene Linie eine optimale Kraftstoffeffizienzbetriebslinie in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb andeutet und eine gestrichelte Linie eine optimale Kraftstoffeffizienzbetriebslinie in dem Gesamtzylinderbetrieb andeutet. Ein unterer Teil ist ein Diagramm, der eine Beziehung zwischen der Verbrennungsmotorausgangsleistung Pe und der thermischen Effizienz des Verbrennungsmotors ηe veranschaulicht, wobei eine durchgezogene Linie eine Linie der thermische Effizienzcharakteristik in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb andeutet und eine gestrichelte Linie eine Linie der thermischen Effizienzcharakteristik in dem Gesamtzylinderbetrieb andeutet. Jedes Diagramm wird, wenn es die Umstände verlangen, durch dieselben Markierungen wie jene in 11 begleitet. Darüber hinaus wird in 12 der Übergang des Betriebspunkts des Verbrennungsmotors 200 auf jeder der Linien der optimalen Kraftstoffeffizienz und der Linie der thermischen Effizienzcharakteristik schraffiert.
Wie aus 12 ersichtlich ist, wenn der Verbrennungsmotor 200 in dem Gesamtzylinderbetrieb mit einer Verbrennungsmotorausgangsleistung, die dem ersten Startschwellenwert Ftct1 entspricht, gestartet wird, wird die thermische Effizienz des Verbrennungsmotors ηe extrem reduziert. Es ist somit notwendig, unmittelbar nach dem Start in den Zylinderdeaktivierungsbetrieb umzuschalten. Mit anderen Worten, wenn sich der Betriebsaspekt des Verbrennungsmotors 200 beim vorherigen Stopp nicht in der Verbrennungsmotorstartbedingung während des EV-Betriebs widerspiegelt, verursacht dies notwendigerweise häufiges Umschalten des Betriebsaspekts
Gemäß der Verbrennungsmotorstartsteuerung des EV-Betriebs gemäß der Ausführungsform sind die mit dem häufigen Umschalten des Betriebsaspekts zusammenhängenden Probleme, wie vorstehend beschrieben, gefunden und der Betriebsaspekt des Verbrennungsmotors 200 zu dem vorherigen Stopp wird in der Verbrennungsmotorstartsteuerung des EV-Betriebs widergespiegelt. Es ist deshalb möglich, die verschiedenen mit dem häufigen Umschalten des Betriebsapekts zusammenhängenden Probleme (die hier ein mit dem Verbrennungsgeräusch zusammenhängendes Unbehagen verursachen) zu vermeiden. Darüber hinaus wird insbesondere in der Ausführungsform der Verbrennungsmotor 200 unmittelbar nach dem Start des Gesamtzylinderbetriebs im Betriebspunkt mit guter thermischer Effizienz betrieben, indem die Reduktion des SOC der Batterie 12 aufgrund der verlängerten EV-Betriebsdauer verwendet wird. Es ist deshalb bezüglich der Kraftstoffeffizienz praktisch von Vorteil.
Sogar wenn der Umfang der elektrischen Leistung für die Regenerierung durch den Motor-Generator MG2 hoch ist, z. B. wenn es viele Bremsgelegenheiten gibt, ist die Verbrennungsmotorstartsteuerung des EV-Betriebs gemäß der Ausführungsform wirkungsvoll. In diesem Fall wird die Reduktion des SOC der Batterie 12 beispielsweise abgemildert und die Effizienz während des EV-Betriebs erhöht sich somit. Im Ergebnis wird jeder von den beiden, der erste und der zweite Startschwellenwert, zu einer höheren Ausgangsleistungsseite verschoben.
Deshalb wird beim Stoppen in dem Gesamtzylinderbetrieb die EV-Betriebsdauer weiter verlängert. Es ist offensichtlich, dass eine solche verlängerte EV-Betriebsdauer kein häufiges Umschalten des Betriebsapekts des Verbrennungsmotors 200 verursacht. Darüber hinaus kann bei dem Stopp in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb die Drehmomentunterstützung aktiv durch den Motor-Generator MG2 nach dem Start in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb durchgeführt werden Eine solche aktive Unterstützung ermöglicht dem Verbrennungsmotor 200 in dem Betriebspunkt mit guter thermischer Effizienz so lange wie möglich betrieben zu werden, und somit ist es notwendigerweise schwierig, in den Gesamtzylinder-HV-Betrieb umzuschalten. Mit anderen Worten, es ist offensichtlich, dass die aktive Unterstützung kein häufiges Umschalten des Betriebsapekts des Verbrennungsmotors 200 verursacht.
Das Hybridfahrzeug 1 gemäß der Ausführungsform ist von einer sogenannten zweimotorigen Hybridbauart, die mit zwei Motor-Generatoren der Motor-Generatoren MG1 und MG2 ausgestattet ist. Solange jedoch das Umschalten zwischen dem EV-Betrieb und dem HV-Betrieb durchgeführt werden kann, ist der physikalische Aufbau der Hybridantriebseinrichtung nicht eingeschränkt. Die Steuervorrichtung für den Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise auch auf ein Hybridfahrzeug einer einmotorigen Hybridbauart, die mit einem gestuften Getriebe ausgestattet ist, angewendet werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor genannten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es können, wenn gewünscht, diverse Änderungen durchgeführt werden ohne vom Kern oder Sinn der Erfindung abzuweichen, welcher aus den Ansprüchen und der gesamten Spezifikation herausgelesen werden kann. Eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, welche solche Änderungen beinhaltet, ist ebenfalls als innerhalb des technischen Umfangs der vorliegenden Erfindung zu sein bestimmt.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung kann zur Steuerung des Betriebs eines Hybridfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor verwendet werden, der eingerichtet ist, den Betriebsaspekt zwischen dem Gesamtzylinderbetrieb und dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb umzuschalten.
Bezugszeichenliste

1: Hybridfahrzeug
10: Hybridantriebseinrichtung
11: PCU
12: Batterie
MG1, MG2: Motor-Generator
100: ECU
200: Verbrennungsmotor
300: Leistungsteilungsmechanismus
400: Eingangswelle
500: Antriebswelle
600: Geschwindigkeitsreduktionsmechanismus

Claims

Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, die eingerichtet ist, um einen Verbrennungsmotor in einem Hybridfahrzeug zu steuern, wobei das Hybridfahrzeug als Leistungsquelle aufweist: den Verbrennungsmotor, der einen Betriebsaspekt zwischen einem Gesamtzylinderbetrieb, der es allen Zylindern erlaubt, in einem Betriebszustand zu sein, und einem Zylinderdeaktivierungsbetrieb umschalten kann, der einem Teil der Zylinder erlaubt, abgeschaltet zu sein; und zumindest eine drehbare elektrische Maschine, die Leistungsbetrieb und -regenerierung durchführen kann, wobei die Steuervorrichtung aufweist: eine Feststellungseinrichtung, die eingerichtet ist, um während einer EV-Betriebsdauer, bei der der Verbrennungsmotor in einem Stoppzustand ist, den Betriebsaspekt zu einem vorherigen Stoppzeitpunkt des Verbrennungsmotors festzustellen; eine erste Startsteuervorrichtung, die eingerichtet ist, um den Verbrennungsmotor in dem Zylinderdeaktivierungsbetrieb zu einem Zeitpunkt zu starten, bei dem ein bei dem ein der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechender Wert des Hybridfahrzeugs ein erster Referenzwert ist, wenn der festgestellte Betriebsaspekt der Zylinderdeaktivierungsbetrieb ist; und eine zweite Startsteuervorrichtung, die eingerichtet ist, um den EV-Betrieb zu einem Zeitpunkt fortzusetzen, bei dem ein der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechende Wert der erste Referenzwert ist, und den Verbrennungsmotor in dem Gesamtzylinderbetrieb zu einem Zeitpunkt, bei dem ein der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechende Wert ein zweiter Referenzwert ist, der größer als der erste Referenzwert ist, zu starten, wenn der festgestellte Aspekt der Gesamtzylinderbetrieb ist.
Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei der erste Referenzwert ein der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechende Wert ist, bei dem die Effizienz des Hybridfahrzeugs, während des HV-Betriebs im Zylinderdeaktivierungsbetrieb, der durch den Zylinderdeaktivierungsbetrieb begleitet wird, größer als die des Hybridfahrzeugs während des EV-Betriebs oder dieser gleich ist, und der zweite Referenzwert ein der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechende Wert ist, bei dem die Effizienz des Hybridfahrzeugs, während des HV-Betriebs im Gesamtzylinderbetrieb, der durch den Gesamtzylinderbetrieb begleitet wird, größer als die des Hybridfahrzeugs während des EV-Betriebs oder dieser gleich ist.
Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, die ferner eine Korrekturvorrichtung umfasst, die eingerichtet ist, um eine Leistungserzeugungslast der drehbaren elektrischen Maschine bezüglich eines Referenzwerts zu erhöhen und zu korrigieren, wenn der Verbrennungsmotor im Gesamtzylinderbetrieb gestartet wird.
Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei der der erforderlichen Ausgangsleistung entsprechende Wert eine erforderliche Ausgangsleistung oder eine erforderliche Antriebskraft ist.