DE19838853B4 - Hybridantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents

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Shigeo Tsuduki
Kiyoshi Kurita
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Abstract

Hybridantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug, mit einem Verbrennungsmotor (1), einem Elektromotor (2), einer Getriebeeinheit (4) zur Übertragung der Leistung des Verbrennungsmotors (1) und des Elektromotors (2) auf Räder (8), und einer Steuereinrichtung (5) zur Steuerung des Verbrennungsmotors (1), des Elektromotors (2) und der Übertragung der Leistung des Verbrennungsmotors (1) und des Elektromotors (2) auf die Räder (8), wobei die Steuereinrichtung (5) eine Anlasssteuerungseinrichtung zum Anlassen des Verbrennungsmotors (1) aufweist, wenn das Fahrzeug bei stehendem Verbrennungsmotor (1) nur von dem Elektromotor (2) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) eine Positioniersteuereinrichtung enthält, um eine Drehung der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors (1) in eine Anlassstartposition zu Beginn des durch Verdichtung ansteigenden Kompressionsdrehmoments auszuführen, bevor das Anlassen des Verbrennungsmotors (1) von der Anlasssteuerungseinrichtung ausgeführt wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Hybridantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine Hybridantriebsvorrichtung ist als eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, welches einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor-Generator (nachfolgend als Elektromotor bezeichnet) aufweist, die jeweils als eine Antriebsquelle dienen. Der Verbrennungsmotor, eine der Antriebsquellen, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkungsgradabnahme rasch ansteigt, um die Lastabnahmerate im Bereich leichterer Lasten zu schneiden.
  • Um den Kraftstoffverbrauch zur Energieeinsparung zu reduzieren, wurde eine Antriebsvorrichtung vorgeschlagen, die an ein Verfahren angepasst ist, einen Verbrennungsmotor automatisch anzuhalten und das Fahrzeug mit einem Elektromotor bei leichter Last anzutreiben, d. h. der Zustand, in welchem der Betrag des Niederdrückens eines Gaspedals (nachfolgend als Gaspedalstellung bezeichnet) einen geringen Wert annimmt. Bei dem vorgenannten Verfahren muss der Verbrennungsmotor automatisch angelassen werden, wenn die Gaspedalstellung auf einen Wert größer als der kleine Wert gesetzt wird. Zu dieser Zeit wird, weil ein Teil der Antriebskraft des Elektromotors zur Bewegung des Fahrzeugs verwendet wird, ein anderer Teil zum Anlassen des Motors verwendet. Folglich liegt infolge der Anlasslast für den Verbrennungsmotor eine Verminderung in der Antriebskraft vor, die den Fahrer des Fahrzeugs das Gefühl einer übermäßigen Verzögerung gibt. Folglich ist ein Verfahren erforderlich, um die vorgenannte Schwierigkeit zu überwinden, in dem der aus der Verzögerung beim Wiederanlassen der Maschine erzeugte Stoß vermindert wird.
  • Als eine Maßnahme zur Verhinderung eines Stoßes infolge einer Verzögerung ist eine Technologie bekannt, mit der der Eingriffsdruck der Kupplung zwischen dem Elektromotor und dem Verbrennungsmotor abgetastet wird, um eine leichte Änderung der Drehzahl des Elektromotors zu erfassen, die durch den Anstieg der Übertragungskraft des Drehmoments bei dem Kupplungseingriff hervorgerufen ist. Daraufhin wird das Ausgangsdrehmoment des Elektromotors angehoben.
  • Die beim Wiederanlassen des Verbrennungsmotors erzeugte Anlasslast ist ein künstliches Drehmoment, das aus dem Widerstandsdrehmoment, das durch Ansaug-, Verdichtungs- und Ausstoßhub in jedem Zylinder hervorgerufen ist, dem dem mechanischen Schleppwiderstand entsprechenden Drehmoment, dem Drehmoment zur Betätigung von Hilfseinrichtungen, wie eine Klimaanlage, eine Lichtmaschine, eine Wasserpumpe und eine Ölpumpe und dem Trägheitsdrehmoment besteht, das erforderlich ist, um den angehaltenen Verbrennungsmotor zu beschleunigen. Darüber hinaus ist die durch die Ansaug-/Ausstoßvorgänge erzeugte Last ein periodisch oszillierendes Drehmoment, wie durch Linien mit entsprechend den Zylindern jeweils unterschiedlichen Symbolen in 12 gezeigt ist. Der Gesamtwert des vorgenannten Drehmoments hat eine Kennlinie, die mit einer durchgezogenen Linie angedeutet ist.
  • Das tatsächliche Anlassdrehmoment ist dadurch gekennzeichnet, dass es sehr steil ansteigt, um lediglich beim Beginn der Umdrehung einen übermäßig hohen Drehmomentwert anzunehmen und dann einen im wesentlichen gleichmäßigen Wert annimmt, wie in 13 gezeigt ist. Dies liegt am Trägheitsdrehmoment als ein Widerstand gegen die Umdrehungen, das wiederum dazu dient, die Schwankungen des Drehmoments durch die Schwungradträgheit zu begrenzen, nachdem der Verbrennungsmotor gestartet wurde. Folglich kann das Anlassdrehmoment, welches erforderlich ist, Umdrehungen mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten, einen Durchschnittswert annehmen.
  • Entsprechend wurde eine Technologie vorgeschlagen, um die Erzeugung jedweder Last während der Ansaug- und Ausstoßvorgänge zu verhindern, bis der Motor wieder angelassen wurde, um eine bestimmte Drehzahl in Übereinstimmung mit der Kennlinie des Anlassdrehmoments zu haben. Folglich ist der Spitzenwert der Drehmomentlast vermindert, um das auf den Elektromotor aufgebrachte Anlassdrehmoment zu vermindern.
  • Jedoch erfordert die letztgenannte Technik Veränderungen der Maschine sowie eine komplizierte Steuerung. Folglich muss für eine praktische Anwendung eine Vielzahl von Schwierigkeiten gelöst werden. Währenddessen hat die erstgenannte Technik eine durch die Kennlinie des Anlassdrehmoments hervorgerufene Schwierigkeit. Die Anlaufkennlinie des Anlassdrehmoments mit der vorgenannten periodisch oszillierenden Drehmomentkomponente wird verändert, weil die Position der Spitze von der Kurbelwellenposition im Anhaltezustand des Verbrennungsmotors, die mit einer unterbrochenen Linie gezeigt ist, in die durch die durchgezogene Linie von 14 gezeigte Position verschoben sein kann. Weil der Zeitpunkt der Erzeugung des Spitzendrehmoments, wie oben beschrieben, verschoben ist, muss der hydraulische Druck für den Eingriff der Kupplung verändert werden, um mit dem vorgenannten Effekt überein zu stimmen. Folglich muss eine sehr genaue Steuerung ausgeführt werden, dahingehend dass der Anstiegsbetrag des Ausgangsdrehmoments von dem Elektromotor verändert wird, um mit dem vorgenannten Hydraulikdruck überein zu stimmen. Diese genaue Steuerung kann nicht durch eine einfache Steuerung bewältigt werden, die beispielsweise eine Steuerung unter Verwendung eines Kennfelds ist. Weil die Steuerung die durch die Verdichtungs- und Expansionshübe in den Zylindern hervorgerufene oszillierende Drehmomentkomponente nicht genau abschätzen kann, kann leicht zu Beginn des Anlassens des Verbrennungsmotors ein Stoß hervorgerufen werden. Erschwerend kommt hinzu, dass eine zufriedenstellend hohe Steuergeschwindigkeit nicht realisiert werden kann.
  • Aus der DE 195 03 500 A1 ist eine Hybridantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, die einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor und eine Getriebeeinheit zur Übertragung der Leistung des Verbrennungsmotors und des Elektromotors auf die Räder des Fahrzeugs aufweist. Weiterhin ist eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Verbrennungsmotors sowie des Elektromotors und der Übertragung der Leistung des Verbrennungsmotors und des Elektromotors auf die Räder vorgesehen. Diese Steuereinrichtung weist eine Anlasssteuerungseinrichtung zum Anlassen des Verbrennungsmotors auf, um den Verbrennungsmotor zu starten, wenn das Fahrzeug ausschließlich von dem Elektromotor angetrieben wird.
  • Eine weitere Hybridantriebsvorrichtung ist aus der EP 0 510 582 A2 bekannt, die eine elektrische Generatormotoreinheit aufweist und in der Lage ist, als Anlassermotor den Verbrennungsmotor zu starten.
  • Entsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Hybridantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug zu schaffen, die eine Steuerung zum problemlosen und zuverlässigen Anlassen des Verbrennungsmotors aufweist, wenn das Fahrzeug lediglich durch den Elektromotor angetrieben wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Gemäß der Erfindung wird ein Wartezustand durch hydraulische Steuerung realisiert, um die Anlasskennlinie konstant zu machen.
  • Gemäß der Erfindung kann der Wartezustand zur Vergleichmäßigung der Einlasskennlinie angepasst werden und das nachfolgende Anlassen innerhalb eines begrenzten Ausgangsleistungsbereich des Elektromotors realisiert werden.
  • Um einen Stoß infolge der Abnahme der Antriebskraft beim Wiederanlassen des Verbrennungsmotors zu vermeiden, muss ein Elektromotor mit einer großen Kapazität verwendet werden, um ein ausreichend großes Drehmoment abzugeben. Zudem muss eine Steuerung für die Steigerung des Ausgangsdrehmoments in Übereinstimmung mit der Anlasslast ausgeführt werden. Wenn der Elektromotor mit der großen Kapazität lediglich zum Anlassen des Verbrennungsmotors vorgesehen werden muss, wird die Größe des Elektromotors unnötig groß. Die Kapazität eines Wandlers zur Steuerung des Elektromotors wird entsprechend größer, was zu einer vergrößerten Batteriekapazität führt. Somit kann das vorgenannte Verfahren die Schwierigkeiten nicht effizient lösen.
  • Entsprechend kann gemäß der Erfindung eine Hybridantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug geschaffen werden, welche einen Anlassermotor für einen Verbrennungsmotor verwendet, der zusätzlich betätigt wird, um den Verbrennungsmotor mit einem zufriedenstellenden Ansprechen anzuwerfen, ohne den Elektromotor zu vergrößern, und um das Anlassen unter einfacher Steuerung des Eingriffsdrucks der Kupplung auszuführen.
  • Gemäß der Erfindung kann ein Wartezustand realisiert werden, um die Anlasskennlinie konstant zu machen und den Motor durch einen Elektromotor nachfolgend anzulassen, ohne spezielle Hilfsantriebsmittel zu verwenden.
  • Es ist ein allgemeines Verfahren bekannt, bei dem ein Verbrennungsmotor durch einen Anlassermotor angelassen wird. Wenn das vorgenannte Verfahren lediglich angewandt wird, um den Verbrennungsmotor während der Fahrt des Fahrzeugs anzuwerfen, wird ein störendes Geräusch infolge von Veränderungen des Anlassdrehmoments erzeugt und das Startverhalten kann die Anforderungen nicht erfüllen. Entsprechend kann gemäß der Erfindung eine Hybridantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug geschaffen werden, welche einen Anlassermotor für einen Verbrennungsmotor verwendet, um zusätzlich beim Beginn der Verbrennungsmotordrehung, die ein im wesentlichen hohes Drehmoment beim Anlassen erfordert, betrieben zu werden, um ein Anwerfen des Verbrennungsmotors mit gutem Ansprechen zu ermöglichen, ohne den Elektromotor zu vergrößern, und um das Anlassen unter einer einfachen Steuerung des Eingriffsdrucks der Kupplung zu ermöglichen.
  • Wenn der Verbrennungsmotor lediglich durch den Elektromotor angelassen wird, können verschiedene Verfahren verwendet werden, um den Eingriffsdruck der Kupplung zu steuern, um die Anzahl-Umdrehungen des Verbrennungsmotors zum Anlassen des Verbrennungsmotors anzuheben. Wenn die Steuerung des Eingriffsdrucks kompliziert wird, kann ein Verfahren nach dem vorhergehenden Typ praktisch nicht verwendet werden. Entsprechend kann gemäß der Erfindung ein Verbrennungsmotor wieder angelassen werden, indem der Eingriffsdruck der Kupplung auf einfache Weise gesteuert wird.
  • Wenn der Verbrennungsmotor lediglich durch den Elektromotor angelassen wird, kann die Erzeugung eines Verzögerungsstoßes infolge des Anlassens des Verbrennungsmotors nicht bei dem begrenzten Ausgang des Elektromotors verhindert werden. Wenn das Verzögerungsgefühl auf einen vorbestimmten Bereich begrenzt wird, kann ein fühlbarer Stoß verhindert werden. Entsprechend kann gemäß der Erfindung der Verbrennungsmotor angelassen werden, während eine Verminderung der Drehzahl eines Elektromotors verhindert ist, um einen vorbestimmten Drehzahlbereich durch Steuerung des Eingriffsdrucks einer Kupplung einzuhalten.
  • Weil ein Anlassermotor für den Verbrennungsmotor nicht häufig betrieben wird, wird er in einem Überlastzustand betrieben, der einen hohen elektrischen Strom erfordert. Wenn jedoch der Anlassermotor häufig zum Wiederanlassen des Verbrennungsmotors in diesem Überlastzustand verwendet wird, kann die Haltbarkeit des Anlassermotors vermindert sein. Entsprechend kann gemäß der Erfindung die Lebensdauer des Anlassermotors aufrecht erhalten werden, indem der Anlassermotor in einem Leichtlastzustand betrieben wird, wobei das Anlassdrehmoment durch einen Elektromotor vervollständigt ist, so dass die Betriebszeit stark begrenzt ist.
  • Wie oben beschrieben ist, wird das Anlassdrehmoment zum Anlassen des Verbrennungsmotors zu Beginn der Umdrehung des Verbrennungsmotors hoch und das nachfolgende Drehmoment nimmt ab. Folglich kann gemäß der Erfindung die Steuerung des Eingriffsdrucks der Kupplung zur Drehmomentübertragung vereinfacht werden, indem zusätzlich ein Anlassermotor betrieben wird, um das erhöhte Ausgangsdrehmoment des Elektromotors während des gesamten Anlassvorgangs auszumitteln.
  • Wenn der Anlassermotor zusätzlich während der Umdrehungsanfangszeitspanne betrieben wird, kann der Anstieg des Ausgangsdrehmoments von dem Elektromotor über die gesamte Anlasszeitspanne vermindert werden. Entsprechend kann gemäß der Erfindung die Drehmomentbelastung des Elektromotors zum Anlassen des Verbrennungsmotors vermindert werden und die Ausgangsdrehmomentsteuerung vereinfacht werden.
  • Als ein Verfahren zur Verhinderung, dass das Drehmoment des Elektromotors zum Anlassen des Verbrennungsmotors verwendet wird, könnte es machbar sein, ein Verfahren zum Wiederanlassen des Verbrennungsmotors während der Fahrt nur durch den Anlassermator zu verwenden. Wenn dieses Verfahren verwendet wird, kann die Lebensdauer des Anlassermotors aus den vorgenannten Gründen beeinträchtigt sein. Entsprechend kann gemäß der Erfindung die Lebensdauer des Anlassermotors aufrecht erhalten werden, sogar wenn der Anlassermotor hauptsächlich verwendet wird und das Drehmoment des Elektromotors zusätzlich verwendet wird, um den Verbrennungsmotor während der Fahrt anzulassen.
  • Der Antriebsmodus in der herkömmlichen Hybridantriebsvorrichtung ist derart geschaltet, dass auf ein Antriebsmoduskennfeld, das in einem Mikrocomputer einer Steuereinheit gespeichert ist, Bezug genommen wird, welches Antriebsbereiche hat, die in Übereinstimmung mit der Beziehung zwischen dem Grad der Gaspedalstellung und der Fahrzeuggeschwindigkeit vorbestimmt sind. Zudem wird der vorgenannte Umschaltvorgang in Übereinstimmung mit der Beziehung zwischen dem Grad der Gaspedalstellung zu jedem Zeitpunkt und der Fahrzeuggeschwindigkeit ausgeführt. Gemäß der Erfindung kann der Verbrennungsmotor wieder angelassen werden, indem eine einfache Steuerung unter Verwendung eines Kennfelds ausgeführt wird, in welchem die Zeit zum Beginn der Wartezustandssteuerung eingestellt ist.
  • Es ist wichtig, das Anlaufen des Verbrennungsmotors zu bestätigen, um die Anlasssteuerung in einer möglichst kurzen Zeitspanne zu vollenden.
  • Gemäß der Erfindung kann der Verbrennungsmotor unter Verwendung eines Kennfelds wieder angelassen werden, in welchem die Startzeit der Wartezustandssteuerung vor die Anlasssteuerung unter Verwendung des Anlassermotors gesetzt ist.
  • Gemäß der Erfindung kann der Verbrennungsmotor zum spontanen Drehen mit einer guten Zeitsteuerung in einer Endstufe der Anlasssteuerung bewegt werden, indem die Kraftstoffversorgung angemessen fortgesetzt und die Zündung ausgeführt wird.
  • Gemäß der Erfindung kann sanft von dem Elektromotorantrieb auf den Verbrennungsmotorantrieb nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors unter der Anlasssteuerung unter Verwendung eines Anlassermotors umgeschaltet werden.
  • Die Hybridantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug kann ferner eine Kupplung aufweisen, die ausgelegt ist, die Kraftübertragung zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor zu steuern. Die Wartezustandssteuereinrichtung hat eine Wartezustandsdrucksteuereinrichtung zur Steuerung eines Kupplungsdrucks derart, dass das durch die Kupplung übertragene Drehmoment eine Größe annimmt, die es gestattet, den Verbrennungsmotor in die Anlassstartposition zu drehen.
  • Die Anlasssteuereinrichtung kann eine Anlassdrucksteuereinrichtung zur Steuerung des Eingriffsdrucks der Kupplung derart aufweisen, dass die Größe des durch die Kupplung übertragenen Drehmoments kleiner oder gleich einem Ausgangsdrehmoment von dem Elektromotor nach der Wartezustandssteuerung ist.
  • Die Hybridantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug kann ferner einen Anlassermotor zum Anlassen des Verbrennungsmotors aufweisen, wobei die Anlasssteuereinrichtung veranlasst, dass der Anlassermotor startet und die Kupplung in Eingriff gebracht wird, gleichzeitig nach der Wartezustandssteuerung.
  • Die Wartezustandssteuereinrichtung hat eine Wartezustandsdrucksteuereinrichtung zur Steuerung des Eingriffsdrucks der Kupplung derart, dass die Größe des durch die Kupplung übertragenen Drehmoments eine Größe annimmt, die es gestattet, den Verbrennungsmotor in die Anlassstartposition zu drehen. Die Anlasssteuereinrichtung hat eine Anlassdrucksteuereinrichtung zur Steuerung des Eingriffsdrucks der Kupplung derart, dass die Größe des durch die Kupplung übertragenen Drehmoments nach der Wartezustandssteuerung gleich oder kleiner wird als ein Ausgangsdrehmoment von dem Elektromotor.
  • Die Wartezustandssteuereinrichtung kann eine Wartezustandsdrucksteuereinrichtung zum Steuern des Eingriffsdrucks der Kupplung derart aufweisen, dass die Größe des durch die Kupplung übertragenen Drehmoments eine Größe annimmt, die es gestattet, den Verbrennungsmotor in die Anlassstartposition zu drehen, und die Anlasssteuereinrichtung startet nach der Wartezustandssteuerung den Anlassermotor und bringt die Kupplung gleichzeitig in Eingriff.
  • Die Anlassdrucksteuereinrichtung kann eine Konstantbeschleunigungssteuereinrichtung zur Steuerung des Eingriffsdrucks der Kupplung derart aufweisen, dass eine Änderungsrate der Umdrehungen des Verbrennungsmotors auf einen gewünschten Wert gesetzt ist.
  • Die Anlassdrucksteuereinrichtung kann eine Drehzahlaufrechterhaltungs- und Steuereinrichtung zum Steuern des Eingriffsdrucks der Kupplung derart aufweisen, dass die Abnahmerate der Umdrehungen des Elektromotors gleich oder kleiner einem vorbestimmten Wert wird.
  • Die Anlasssteuereinrichtung kann eine Anfangssteuereinrichtung zum Betreiben des Anlassermotors lediglich während einer Zeitspanne aufweisen, in welcher der Verbrennungsmotor nur langsam dreht.
  • Die Anlasssteuereinrichtung kann eine Anlassdruckeinstelleinrichtung zum Einstellen des Eingriffsdrucks der Kupplung auf einen Wert aufweisen, bei dem die Kupplung einen Mittelwert des Anlassdrehmoments des Verbrennungsmotors überträgt.
  • Die Anlasssteuereinrichtung kann eine Drehmomentsteuereinrichtung aufweisen, um zu bewirken, dass der Elektromotor einen Ausgang mit dem Mittelwert des Anlassdrehmoments des Verbrennungsmotors erzeugt und ein Ausgangsdrehmoment zum Antrieb des Fahrzeugs erzeugt.
  • Die Anlasssteuereinrichtung kann eine Drehmomentsteuereinrichtung aufweisen, um zu bewirken, dass der Elektromotor ein Ausgangsdrehmoment entsprechend einem Anlassstrom des Anlassermotors erzeugt.
  • Die Zeit zum Betrieb des Anlassermotors kann durch einen Zeitgeber gesteuert werden.
  • Die Anlasssteuereinrichtung kann eine Drehmomentsteuereinrichtung aufweisen, um zu bewirken, dass der Elektromotor ein maximales Drehmoment herausgibt, und hat Druckerhöhungseinrichtungen zur Erhöhung des Eingriffsdrucks, um die Drehmomentkapazität der Kupplung zu erhöhen, wenn der Elektromotor ein maximales Ausgangsdrehmoment erzeugt.
  • Die Anlasssteuereinrichtung kann eine Drehmomentsteuereinrichtung aufweisen, um zu bewirken, dass der Elektromotor einen Mittelwert eines Anlassdrehmoments des Verbrennungsmotors erzeugt.
  • Die Anlasssteuereinrichtung kann Abtasteinrichtungen zum Abtasten des Eingangsdrucks der Kupplung aufweisen.
  • Die Wartezustandssteuereinrichtung kann eine Schnellfülldruckversorgungseinrichtung zur Verkürzung eines Kolbenhubs der Kupplung aufweisen.
  • Die Steuereinheit kann einen Kupplungswartezustandsbereich aufweisen, der zwischen einem Elektromotorantriebsbereich und einem Verbrennungsmotorantriebsbereich bestimmt ist.
  • Die Anlasssteuereinrichtung kann Kraftstoff zum Entzünden des Verbrennungsmotors zuführen, wenn die Umdrehungen des Verbrennungsmotors eine vorbestimmte Drehzahl erreicht haben.
  • Die Anlasssteuereinrichtung kann die Kupplung nach der Synchronisation der Umdrehungen des Verbrennungsmotors und des Elektromotors in vollständigen Eingriff bringen.
  • Die Steuereinheit kann eine Vollendungssteuereinrichtung aufweisen, um das Ausgangsdrehmoment von dem Elektromotor herunterzufahren und eine Drosselöffnung des Verbrennungsmotors zu vergrößern.
  • Die Wartezustandssteuereinrichtung kann eine Schnellfülldruckversorgungseinrichtung zur Verkürzung des Kolbenhubs der Kupplung aufweisen.
  • Die Steuereinheit kann einen Kupplungswartezustandsbereich aufweisen, der zwischen einem Elektromotorantriebsbereich und einem Verbrennungsmotorantriebsbereich bestimmt ist.
  • Die Anlasssteuereinrichtung kann Brennstoff zur Zündung zuführen, wenn die Umdrehungen des Verbrennungsmotors eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen erreicht haben.
  • Die Anlasssteuereinrichtung kann die Kupplung nach der Synchronisation der Umdrehungen des Verbrennungsmotors und des Elektromotors in vollständigen Eingriff bringen.
  • Die Steuereinheit kann eine Vollendungssteuereinrichtung zum Herunterfahren des Ausgangsdrehmoments von dem Elektromotor und zur Vergrößerung einer Drosselöffnung der Maschine aufweisen.
  • Erfindungsgemäß ist die Hybridantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug derart aufgebaut, dass das Anlassen des Verbrennungsmotors stets in einem Zustand begonnen wird, in welchem der Verbrennungsmotor durch die Wartezustandssteuereinrichtung gesteuert ist, um sich in die Anlassstartposition zu drehen. Im Unterschied zu einem Anlassen, das an einer unbestimmten Position ausgeführt wird, kann das vorgenannte Anlassen auf leichte Weise gesteuert werden. Folglich kann der Verbrennungsmotor innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne von relativ kurzer Dauer stabil angelassen werden. Folglich gestattet der vorgenannte Aufbau das Wiederanlassen des Verbrennungsmotors mit zufriedenstellendem Ansprechen, während mit dem Elektromotor gefahren wird. Im Ergebnis kann eine bei dem Wiederanlassen des Verbrennungsmotors erzeugte große Abnahme des Antriebsdrehmoments mit einer einfachen Anlasssteuerung verhindert werden.
  • Weil die Wartezustandssteuerung derart ausgeführt wird, dass der Eingriffsdruck der Kupplung durch die Wartezustandsdrucksteuereinrichtung gesteuert ist, um die Drehmomenthöhe zu begrenzen, kann der Verbrennungsmotor zuverlässig in die Anlassstartposition unter Verwendung des Elektromotordrehmoments gedreht werden.
  • Weil der Verbrennungsmotor so angelassen wird, dass der Eingriffsdruck der Kupplung durch die Anlassdrucksteuereinrichtung gesteuert ist, um die Höhe des übertragenen Drehmoments auf einen Wert gleich oder kleiner als das Ausgangsdrehmoment des Elektromotors zu begrenzen, kann der Verbrennungsmotor innerhalb des erzeugbaren Drehmoments angelassen werden.
  • Weil der Anlassermotor durch die Anlasssteuereinrichtung gleichzeitig mit dem Eingriff der Kupplung gestartet wird, kann das Drehmoment effizient verwendet werden, wenn ein großes Drehmoment zu Beginn der Verbrennungsmotordrehung in einer Anfangsstufe des Anlassvorgangs erforderlich ist.
  • In einem Wartezustand, in welchem die Anlasskennlinie konstant gehalten ist, ist ein Anlassen des Verbrennungsmotors mit einem Drehmoment möglich, das kleiner oder gleich dem Ausgangsdrehmoment des Elektromotors ist. Folglich kann der Elektromotor den Wartezustand für das Anlassen des Verbrennungsmotors erzeugen und danach den Anlassvorgang ohne spezielle Hilfsantriebseinrichtungen ausführen.
  • Wenn das ein großes Drehmoment erfordernde Anlassen des Verbrennungsmotors ausgeführt wird, nachdem der Wartezustand zur Konstantmachung der Anlasskennlinie realisiert wurde, wird der für den Verbrennungsmotor vorgesehene Anlassermotor zusätzlich verwendet. Somit kann der Verbrennungsmotor angelassen werden, während sowohl die Belastung des Elektromotors und die des Anlassermotors vermindert sind. Folglich kann mit dem vorgenannten Aufbau der Verbrennungsmotor mit zufriedenstellendem Ansprechverhalten ohne Vergrößerung des Elektromotors für das Anlassen wieder angelassen werden.
  • Weil der Eingriffsdruck der Kupplung derart gesteuert ist, dass die Änderungsrate der Drehzahlen des Verbrennungsmotors beim Anlassen des Verbrennungsmotors konstant gehalten ist, kann der Verbrennungsmotor durch einfache Steuerung des Eingriffsdrucks der Kupplung wieder angelassen werden.
  • Der Eingriffsdruck der Kupplung wird derart gesteuert, dass eine Abnahme in der Anzahl der Umdrehungen des Elektromotors in einen vorbestimmten Bereich beim Anlassen des Verbrennungsmotors fällt. Folglich kann eine Anlasssteuerung in Übereinstimmung mit einem Verzögerungsgefühl auf der Basis der Anzahl von Umdrehungen des Elektromotors ausgeführt werden.
  • Weil die Anlasssteuerung derart ausgeführt wird, dass der Anlassermotor bei einer leichten Last betrieben wird, um das durch den Elektromotor für eine begrenzte Zeitspanne erzeugte Anlassdrehmoment auszugleichen, ist die Lebensdauer des Anlassermotors gewahrt, während sowohl die Last des Elektromotors als auch die Last des Anlassermotors beim Anlassen vermindert sind.
  • Weil der Anlassermotor zusätzlich verwendet wird, wenn die Umdrehung in einer Anfangsstufe des Anlassens beginnt und das Ausgangsdrehmoment von dem Elektromotor erhöht wird, um einen Mittelwert während der Anlassperiode anzunehmen, kann die Steuerung des Eingriffsdrucks der Kupplung zur Übertragung des Drehmoments vereinfacht werden.
  • Wenn die Umdrehung beginnt, wird der Anlassermotor zusätzlich verwendet und das Ausgangsdrehmoment von dem Elektromotor wird angehoben, um einen Mittelwert während der Anlassperiode anzunehmen, wobei die Steuerung des Ausgangsdrehmoments vereinfacht werden kann, während die Drehmomentbelastung des Elektromotors zum Anlassen des Verbrennungsmotors reduziert ist.
  • Der Verbrennungsmotor wird derart angelassen, dass der Anlassermotor hauptsächlich verwendet und das Elektromotordrehmoment zusätzlich verwendet wird. Folglich kann eine solche Steuerung ausgeführt werden, dass das Anlassdrehmoment von dem Elektromotor vermindert wird, um somit den Einfluss auf das Antriebsdrehmoment zu minimieren. Zudem ist die Lebensdauer des Anlassermotors gewahrt. Die Anlasssteuerung des Anlassermotors ist vereinfacht.
  • Weil der Verbrennungsmotor mit einem Maximaldrehmoment angelassen wird, das von dem Elektromotor erzeugt werden kann, kann der Verbrennungsmotor mit einem zufriedenstellenden Ansprechen durch den Elektromotor gestartet werden, während die Erzeugung eines Verzögerungsstoßes verhindert ist.
  • Weil der Verbrennungsmotor mit einer vorbestimmten Beschleunigung angelassen werden kann, während der Elektromotor einen Ausgang mit einem vorbestimmten Drehmoment bei der Anlasssteuerung erzeugt, kann die Steuerung des Elektromotors vereinfacht werden.
  • Erfindungsgemäß kann die Steuerung des Eingriffsdrucks der Kupplung, die bei einem Übergang von der Wartezustandssteuerung zu der Anlasssteuerung ausgeführt wird, vereinfacht werden.
  • Weil die Anlasssteuerung durch den Elektromotor ausgeführt werden kann, um den Kolbenhub der Kupplung zur Ausführung der Wartezustandssteuerung schnell zu vollenden, ist das Ansprechen der Wartezustandssteuerung verbessert.
  • Weil die Anlasszeitsteuerung der Wartezustandssteuerung auf einfache Weise mit einer Bestimmung eines Bereichs bestimmt werden kann, kann die Logik für die Wartezustandssteuerung vereinfacht werden und die Wartezustandssteuerung kann schnell ausgeführt werden.
  • Weil Kraftstoff dem Verbrennungsmotor zur Zündung zu einem Zeitpunkt zugeführt wird, in welchem die Anzahl Umdrehungen des Verbrennungsmotors einen vorbestimmten Wert erreicht haben, kann der Verbrennungsmotor angemessen angelassen werden.
  • Erfindungsgemäß kann die Anlasssteuerung durch den Elektromotor sanft vollendet werden.
  • Erfindungsgemäß kann der Übergang von dem Elektromotorantrieb auf den Verbrennungsmotorantrieb nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors sanft ausgeführt werden.
  • Erfindungsgemäß kann die Anlasssteuerung unter Verwendung des Anlassermotors derart ausgeführt werden, dass der Kolbenhub der Kupplung für die Wartezustandssteuerung schnell ausgeführt werden kann, wodurch das Ansprechen der Wartezustandssteuerung verbessert ist.
  • Weil die Zeitsteuerung des Beginns der Wartezeitsteuerung auf einfache Weise durch Bestimmen des Bereichs beim Wiederstarten durch den Anlassermotor bestimmt werden kann, kann die Wartezustandssteuerung schnell ausgeführt werden, während deren Logik vereinfacht ist.
  • Weil die Steuerung derart ausgeführt wird, dass die Kraftstoffzuführung und Zündung zu einem Zeitpunkt ausgeführt wird, wenn die Anzahl von Umdrehungen einen vorbestimmten Wert beim Wiederstart unter Verwendung des Anlassermotors erreicht haben, kann der Verbrennungsmotor angemessen angelassen werden.
  • Erfindungsgemäß kann die Anlasssteuerung unter Verwendung des Elektromotors und des Anlassermotors sanft ausgeführt werden.
  • Erfindungsgemäß kann der Übergang von dem Elektromotorantrieb auf den Verbrennungsmotorantrieb nach dem Anlassen durch den Elektromotor und den Anlassermotor jeweils sanft ausgeführt werden.
  • Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden genauen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele, die anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert sind, deutlich.
  • Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen erläutert, in welchen gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Es zeigen:
  • 1 ein Diagramm, das das System einer Hybridantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
  • 2 ein Antriebsmoduskennfeld in einer Steuereinheit der Hybridantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug;
  • 3 eine Zeittafel für einen Prozess zum Anlassen des Verbrennungsmotors, der durch die Steuereinheit ausgeführt wird;
  • 4 ein Hauptflussdiagramm des Prozesses zum Anlassen des Verbrennungsmotors;
  • 5 ein Flussdiagramm einer Subroutine in dem Hauptflussdiagramm für die Wartezustandssteuerung;
  • 6 ein Flussdiagramm einer Subroutine in dem Hauptflussdiagramm zur Steuerung des Anlassens des Verbrennungsmotors;
  • 7 eine Zeittafel, die eine Modifikation der Anlasssteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 8 eine Zeittafel für einen Prozess zum Anlassen des Verbrennungsmotors der Hybridantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
  • 9 ein Flussdiagramm eines Teils der Subroutine zur Anlasssteuerung zum Anlassen des Verbrennungsmotors;
  • 10 ein Flussdiagramm, das den anderen Teil der Subroutine für die Anlasssteuerung zeigt;
  • 11 eine Zeittafel, die eine Modifikation der Anlasssteuerung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
  • 12 eine charakteristische Darstellung, die Drehmomentveränderungen bezüglich Umdrehungen einer Kurbelwelle einer üblichen Sechszylindermaschine zeigt;
  • 13 einen Graph, der eine Anlassdrehmomentkennlinie des allgemein verwendeten Verbrennungsmotors zeigt;
  • 14 einen Graph, der eine Anfangscharakteristik des vorgenannten Anlassdrehmoments zeigt;
  • 15 ein Diagramm, das das System einer Hybridantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
  • 16 ein Diagramm, das das System einer Hybridantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt; und
  • 17 ein Diagramm, das eine Hybridantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein Diagramm, das den Aufbau des Systems einer Hybridantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Die Hybridantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hat einen Verbrennungsmotor (E/G) 1, einen Elektromotor (M/G) 2, eine Ci-Kupplung 3, welche geeignet ist, die Kraftübertragung zwischen dem Verbrennungsmotor 1 und dem Elektromotor 2 zu steuern, eine Getriebeeinheit 4, welche geeignet ist, Leistung des Verbrennungsmotors 1 und des Elektromotors 2 auf die Fahrzeugräder zu übertragen, und eine elektrische Steuereinheit (ECU) 5 zur Steuerung des Verbrennungsmotors 1, des Elektromotors 2, eines Anlassermotors (S/M) 11 und der Kupplung 3.
  • Der Verbrennungsmotor 1 hat einen Hilfsmotor als den Anlassermotor 11, der ausgelegt ist, von einer 12 V Niedrigspannungsbatterie für Hilfseinrichtungen betrieben zu werden. Wie ein üblicherweise verwendeter Anlasser, wird ein Ausgangszahnrad 11a gedreht und während der Drehung des Anlassermotors 11 mit einem Zahnrad 12, das an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 1 befestigt ist, in Eingriff gebracht. Wenn die Drehung des Anlassermotors 11 unterbrochen wird, gelangt das Ausgangszahnrad 11a außer Eingriff von dem Zahnrad 12.
  • Der Elektromotor 2 hat einen Rotor 21, der mit dem Verbrennungsmotor 1 über eine Ci-Kupplung 3 verbunden ist. Ferner ist der Elektromotor 2 mit einer automatischen Getriebeeinheit (T/M) 40, die hauptsächlich die Getriebeeinheit 4 bildet, über eine Eingangskupplung 41 verbunden.
  • Die die Getriebeeinheit 4 bildende automatische Getriebeeinheit 40 hat einen vorbestimmten Zahnradsatz, der durch eine hydraulische Steuereinheit (V/B) 6 gesteuert ist. Eine Ausgangswelle der automatischen Getriebeeinheit 40 ist über eine Differentialeinheit 7 mit linken und rechten Antriebsrädern 8 verbunden. Bei der Vorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel dient die hydraulische Steuereinheit 6 als eine Steuereinheit zur Steuerung des hydraulischen Servos (Antriebseinheit) der Ci-Kupplung 3. Die Steuereinheit 5 hat eine elektronische Steuereinheit mit einem Mikrocomputer zur Steuerung des Elektromotors 2 über einen Inverter (nicht gezeigt), der hydraulischen Steuereinheit 6 über ein Solenoid (nicht gezeigt) und des Anlassermotors 11 über ein Relais. Die Steuereinheit kann ein den Grad der Gaspedalstellung wiedergebendes Signal, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, ein die Anzahl von in das Getriebe eingegebenen Umdrehungen anzeigendes Signal und ein die Anzahl von Umdrehungen des Verbrennungsmotors 1 anzeigendes Signal von zugehörigen Sensoren (nicht gezeigt) empfangen.
  • Die Steuereinheit 5 hat eine Anlasssteuereinrichtung. Die Anlasssteuereinrichtung erfasst den Grad der Gaspedalstellung, um den Verbrennungsmotor 1 während der Fahrt des Fahrzeugs in einem Zustand anzulassen, in welchem der Verbrennungsmotor 1 angehalten und die Ci-Kupplung 3 außer Eingriff ist, um die Kraft des Elektromotors 2 auf die Antriebsräder 8 zu übertragen. Die Steuereinheit 5 hat eine Wartezustandssteuereinrichtung zum Drehen des Verbrennungsmotors 1 in eine Position, in der das Anlassen beginnt, bevor der Vorgang von der Anlasssteuereinrichtung ausgeführt wird. Insbesondere hat die Anlasssteuereinrichtung die Wartezustandsdrucksteuereinrichtung zum Steuern des Eingriffsdrucks der Ci-Kupplung 3, um die Kraftübertragung einzustellen.
  • Ferner hat die Steuereinheit 5 ein in dem Speicher ihres Mikrocomputers gespeichertes Antriebsmoduskennfeld. 2 zeigt grafisch die Kennfelddaten. In Übereinstimmung mit der Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Grad der Gaspedalstellung sind die folgenden Bereiche vorgesehen: ein Verbrennungsmotorantriebsbereich, der in einem Bereich hoher negativer Geschwindigkeiten (Rückwärtsantrieb) ausgebildet ist, wenn das Gaspedal eingeschaltet ist, Verbrennungsmotor- und Elektromotorantriebsbereiche, die in einem niedrigen Positivgeschwindigkeitsbereich und einem niedrigen Negativgeschwindigkeits-(vorwärts/rückwärts)bereich auf beiden Seiten einer Position, die die Fahrzeuggeschwindigkeit Null enthält, ausgebildet sind, ein Verbrennungsmotorbetriebsbereich, der in einem Bereich hoher positiver Geschwindigkeiten (Vorwärtsfahrt) ausgebildet ist, mit Ausnahme eines Bereichs eines niedrigen Grads der Gaspedalstellung, ein Elektromotorantriebsbereich, der in dem Bereich niedrigen Grads der Gaspedalstellung ausgebildet ist, und ein Regenerativbereich, der in einem positiven Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich (Vorwärtsbewegung zum Antrieb des Rads) ausgebildet ist, wenn das Gaspedal ausgeschaltet ist. Ein Ci-Kupplungs-Wartezustandssteuerbereich, der später zu beschreiben ist, ist in dem Elektromotorantriebsbereich neben dem Verbrennungsmotorantriebsbereich ausgebildet.
  • Ein Ablauf zur Bestimmung, ob der Verbrennungsmotor angehalten ist, wird ausgeführt, wenn die Steuereinheit 5 bestimmt, dass der Verbrennungsmotor 1 in Übereinstimmung mit dem in 2 gezeigten Antriebsmoduskennfeld angehalten sein könnte in einem Fall, in welchem der Grad der Gaspedalstellung in dem Elektromotorantriebsbereich für eine Zeit ist, die nicht kürzer ist, als eine vorbestimmte Zeit.
  • Wenn die Steuereinheit 5 bestimmt, dass das Anlassen des Verbrennungsmotors 1 in einem Fall erforderlich ist, in welchem der Grad der Gaspedalstellung, entgegengesetzt zu der vorgenannten Bestimmung zum Anhalten des Verbrennungsmotor 1, in dem Verbrennungsmotorantriebsbereich für eine Zeit ist, die nicht kürzer ist als eine bestimmte Zeitspanne, wird bestimmt, dass der Verbrennungsmotor 1 wieder angelassen wurde. Wenn bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor 1 angelassen werden sollte, werden die Wartezustandssteuerung der Ci-Kupplung 3 und die Anlasssteuerung des Verbrennungsmotors 1 ausgeführt. Dann wird bestimmt, dass die Verbrennung vollendet wurde und die Vollendungssteuerung wird ausgeführt. Die Anlasssteuerung des Verbrennungsmotors 1 besteht aus der Steuerung des Beginns der Drehungen des Verbrennungsmotors, die in der ersten Hälfte eines Anlassvorgangs ausgeführt wird, der Steuerung der Beschleunigung, die in der zweiten Hälfte des Anlassvorgangs ausgeführt wird, der Kraftstoffzufuhr und der Zündung. Die Wartezustandssteuerung der Ci-Kupplung 3 kann zu den folgenden drei Zeitpunkten erfolgen. Ein erster Zeitpunkt ist ein Zeitpunkt, wenn die Bestimmung zum Wiederanlassen gemacht wurde. Ein zweiter Zeitpunkt ist ein Zeitpunkt, wenn der Ci-Kupplungs-Wartezustandssteuerbereich in dem in 2 gezeigten Antriebsmoduskennfeld gestartet wurde. Ein dritter Zeitpunkt ist ein Zeitpunkt innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne, nachdem die Verbrennungsmotorabschaltsteuerung vollendet wurde. Ein Verfahren, das den vorgenannten zweiten Zeitpunkt verwendet, ist das effizienteste Verfahren. In diesem Ausführungsbeispiel werden die vorgenannten Verfahren alle verwendet.
  • Bezug nehmend auf die Zeittafel in 3 und ebenfalls Bezug nehmend auf 1 wird der Inhalt der Steuerung sequentiell beschrieben. Zunächst nimmt die Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) einen Wert Null an, der den Haltezustand angibt, die Elektromotorumdrehung (Nm) wird allmählich angehoben, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, das Verbrennungsmotordrehmoment (Te) nimmt einen Wert Null an, der den Haltezustand angibt, das Motordrehmoment (Tm) wird allmählich in einem beschleunigten Zustand angehoben, wobei das Ausgangsdrehmoment in Übereinstimmung mit einem Ausgangssteuerkennfeld ist, welches zuvor in Übereinstimmung mit dem Grad der Gaspedalstellung bestimmt wurde, der Ci-Kupplungsdruck (Pci) nimmt einen Wert von Null an, der den Nichteingriffszustand wiedergibt, und das Ausgangswellendrehmoment (Tout) ist in einem Zustand, in dem es allmählich angehoben ist, um mit den Antriebskräften überein zu stimmen, die durch das Elektromotordrehmoment verwirklicht sind.
  • Wenn der Grad der Gaspedalstellung im Elektromotorantriebsbereich angehoben wird, um in den Ci-Kupplungswartezustandssteuerbereich überzugehen, wird ein Solenoidsignal (wie mit einer unterbrochenen Linie in 1 gezeigt ist) von der Steuereinheit 5 zu der hydraulischen Steuereinheit 6 übertragen. Folglich wird eine solche Steuerung ausgeführt, dass der Ci-Kupplungsdruck, wie der Schnellfülldruck (Pf), dem hydraulischen Servo der Ci-Kupplung 3 für eine Schnellfüllzeitspanne (tf) (wie durch eine unterbrochene Linie in 1 gezeigt ist) zugeführt wird. Der Schnellfülldruck (Pf) und die Schnellfüllzeitspanne (tf) sind auf einen Wert bestimmt, durch den der Kupplungskolben schnell bewegt werden kann und der Zylinder des hydraulischen Servos der Ci-Kupplung 3 mit Öl gefüllt werden kann.
  • Dann wird ein ähnlicher Vorgang verwendet, so dass der Wartezustandsdruck (Pstby) für eine Wartezustandszeitspanne (tstby) aufgebracht wird. Der Wartezustandsdruck (Pstby) hat ein Druckniveau (beispielsweise etwa 100 kPa bis etwa 200 kPa) bei dem die Ci-Kupplung 3 in der Lage ist, kleine Drehmomente zu übertragen, um die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 1 leicht zu drehen und bei dem die Kurbelwelle in einer Winkelposition angehalten wird, die mit dem Verdichtungsdrehmoment übereinstimmt, unmittelbar vor der Position, die dem erforderlichen Kompressionsdrehmoment entspricht. Die Wartezustandszeitspanne (tstby) muss beispielsweise etwa mehrere hundert Millisekunden betragen, wenn das erste oder das dritte Bestimmungsverfahren verwendet werden. Wenn das erste Bestimmungsverfahren verwendet wird, wird die Abtaststeuerung sofort begonnen. Wenn das dritte Bestimmungsverfahren verwendet wird, wird die Ci-Kupplung 3 abgeschaltet. Dann wird ein Elektromotorantriebsmodus gestartet. Wenn das zweite Bestimmungsverfahren verwendet wird, wird die Wartezustandszeitspanne (tstby) fortgesetzt, bis die nächste Steuerung (Abtaststeuerung) des Drucks der Ci-Kupplung 3 ausgeführt wird.
  • Wenn die Ci-Kupplungswartezustandssteuerung, wie oben beschrieben, ausgeführt wurde, wird das Drehmoment des Elektromotors 2 auf den Verbrennungsmotor 1 über die Ci-Kupplung 3 übertragen. Somit wird der Verbrennungsmotor 1 gedreht. Weil das erforderliche Drehmoment zu Beginn des Kompressionshubs des ersten Zylinders erhöht ist, rutscht die Ci-Kupplung 3 durch. Somit wird der Verbrennungsmotor 1 an einer Position angehalten, die dem gegenwärtigen Kurbelwinkel entspricht, so dass der Verbrennungsmotor 1 vor dem Anlassbetrieb in den Wartezustand gebracht ist. Der Drehwinkel für den Verbrennungsmotor 1 ist nicht größer als etwa 100° im Fall einer Sechszylindermaschine. Während der vorgenannten Zeitspanne wird ein Teil des Elektromotordrehmoments (Tm) verwendet, um den Verbrennungsmotor 1 in die Anlassstartstellung zu drehen. Weil nur ein geringer Drehwiderstand vorliegt, wird kein großer Einfluss auf das Ausgangswellendrehmoment (Tout) ausgeübt. Weil die Kurbelwinkelposition stets vor der Stellung positioniert wird, in der das Anlassdrehmoment, wie oben beschrieben, erzeugt wird, wird stets dasselbe Anstiegsverhalten des Anlassdrehmoments realisiert, wenn die Steuerung beginnt. Im Ergebnis kann die Abtastantwort des Ci-Kupplungsdrucks während der Verbrennungsmotoranlasssteuerung verbessert werden.
  • Nach dem Verstreichen der Wartezustandszeitspanne (tstby), in der der Wartezustand realisiert ist, wird das Anlassen des Verbrennungsmotors durch die Anlasssteuereinrichtung ausgeführt. In diesem Fall werden das Elektromotordrehmoment (Tm) und der Ci-Kupplungsdruck (Pci) angehoben und der Anlassermotor 11 wird gleichzeitig gestartet. Im Ergebnis wird das Elektromotordrehmoment (Tm) derart angehoben, dass das angehobene Drehmoment (Tcrunk) und das Anlassdrehmoment zu dem vorhergehenden Drehmoment (Tacc) addiert werden, das erforderlich ist, das Fahrzeug anzutreiben und dem Grad der Gaspedalstellung entspricht. Das Drehmoment wird über die Kupplung übertragen, deren Drehmomentübertragungsleistung im Zusammenhang mit dem Anheben des Ci-Kupplungsdrucks (Pci) angehoben wurde, um somit den Verbrennungsmotor 1 anzuwerfen. Im Ergebnis beginnt der Verbrennungsmotor 1 zu drehen, während sie das Spitzendrehmoment übersteigt, das aus Trägheitsdrehmomenten resultiert, die bei der Erhöhung der Umdrehungen des Verbrennungsmotors 1 erzeugt sind. Obwohl der Anstieg der Umdrehungen durch Erfassen der Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) bestimmt werden kann, wird bestimmt, ob die Ausschaltzeit (taus) des Anlassermotors vergangen ist, weil die kleine Anzahl von Umdrehungen nicht genau erfasst werden kann. Wenn die Ausschaltzeit (taus) verstrichen ist, wird der Anlasser ausgeschaltet. Der Zustand, in welchem das Elektromotordrehmoment angehoben ist, wird aufrechterhalten. Wenn die Anzahl von Umdrehungen des Verbrennungsmotors 1 auf eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen in diesem Fall angehoben wurde, wird der Zündzeitpunkt eingestellt. Gleichzeitig mit der Zündung wird das Elektromotordrehmoment (Tm) auf den Drehmomentwert zurückgeführt, der erforderlich ist, um das Fahrzeug anzutreiben.
  • Die Bestimmung hinsichtlich der Beendigung der Verbrennung zur Bestätigung des Anspringens des Verbrennungsmotors (in einem Zustand, in dem die Maschine kontinuierlich drehen kann), kann durch die nachfolgend beschriebenen Verfahren ausgeführt werden. Ein erstes Verfahren nutzt den Ausgang eines O2-Sensors, der in dem Abgasabschnitt angeordnet ist, um zur allgemeinen Steuerung des Luft-Brennstoffverhältnisses verwendet zu werden. Bei diesem Verfahren wird die Konzentration von Sauerstoff im Abgas deutlich vermindert, wenn der Verbrennungshub in dem Zylinder kontinuierlich ausgeführt wird. Folglich kann bestimmt werden, dass die Verbrennung vervollständigt wurde. Ein zweites Verfahren ist die Erfassung der Temperatur des Abgases oder der Temperatur eines katalytischen Wandlers (Katalysator) zur Verarbeitung des Abgases. Ein drittes Verfahren ist die Erfassung des Verbrennungsdrucks in dem Zylinder. Das erste Verfahren ist das effizienteste unter den vorgenannten Verfahren. Wenn ein O2-Sensor mit einem Heizer verwendet wird, um die Leistung (Empfindlichkeit) des Sensors zu stabilisieren, sogar wenn die Temperatur des Abgases niedrig ist, kann ein noch besseres Ergebnis erhalten werden. Weil das dritte Verfahren einen Sensor enthält, der ausschließlich bei Magerverbrennungsmotoren verwendet wird, würde ein solcher Sensor andernfalls lediglich zur Bestimmung der Vollendung der Verbrennung verwendet. Folglich ist das dritte Verfahren hinsichtlich der Kostenverminderung nachteilig.
  • Wenn die Vollendung der Verbrennung in dem Verbrennungsmotor 1 bestimmt wurde, wird ein elektrisches Drosselventil zu einem Grad geöffnet, der der Gaspedalstellung bei den verschiedenen Gelegenheiten entspricht. Folglich wird die Anzahl Umdrehungen des Verbrennungsmotors 1 der Eingangsanzahl von Umdrehungen in das Getriebe angenähert, das durch den Elektromotor mit dem dem Grad der Gaspedalstellung entsprechenden Drehmoment betrieben wird. Wenn der Eingriff der Ci-Kupplung 3 vervollständigt ist (wenn die Anzahl von Umdrehungen des Verbrennungsmotors 1 und die Eingangsanzahl von Umdrehungen in das Getriebe identisch sind), wird das Elektromotorausgangsdrehmoment (Tm) mit einem vorbestimmten Gradienten in Übereinstimmung mit dem Grad der Gaspedalstellung heruntergefahren.
  • Ein spezieller Ablauf zur Durchführung der vorgenannten Steuerung wird nun unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm beschrieben. 4 zeigt ein Hauptflussdiagramm zur Steuerung des Anlassens des Verbrennungsmotors während der Fahrt des Fahrzeugs. Der Grad der Gaspedalstellung wird im Schritt S1 eingelesen und die Fahrzeuggeschwindigkeit wird im Schritt S2 eingelesen. Somit wird im Schritt S3 auf der Basis des Antriebskennfelds (siehe 2) bestimmt, ob der gegenwärtige Fahrzustand im Verbrennungsmotorantriebsbereich ist. Im Schritt S4 wird auf der Basis des Antriebskennfelds bestimmt, ob der gegenwärtige Fahrzustand im Wartezustandsbereich der Ci-Kupplung 3 ist. Wenn die Bestimmung in einem der Schritte S3 oder S4 JA ist, wird die Ci-Kupplungswartezustandssteuerung im Schritt S5 ausgeführt. Im Schritt S6 wird die Anlasssteuerung ausgeführt.
  • 5 zeigt eine Subroutine für die Wartezustandssteuerung der Ci-Kupplung, die im Schritt S5 gemäß 4 ausgeführt wird. In der vorgenannten Routine wird zur Ausgabe im Schritt S21 der Ci-Kupplungsdruck (Pci) auf einen Anfangswert (Pf) gesetzt. Somit wird ein Vorgang zur Verkürzung des Kolbenhubs der Kupplung ausgeführt. Der Betrieb der Ci-Kupplung durch den vorgenannten Vorgang kann bestätigt werden, wenn die Zeit (tf) seit der Ausgabe des hydraulischen Drucks in Übereinstimmung mit einem Zeitgeber im Schritt S22 verstrichen ist.
  • Nachdem die vorgenannte Zeit verstrichen ist, wird der Ci-Kupplungsdruck (Pci) auf den vorbestimmten Wartezustandsdruck (Pstby) gesetzt, um den Verbrennungsmotor in die Anlassstartposition im Schritt S23 zu bringen. Dann wird der Wartezustandsdruck (Pstby) ausgegeben. Als ein Ergebnis wird die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors leicht gedreht, so dass der Verbrennungsmotor in die Anlassstartposition gebracht wird (vor den Verdichtungshub). Die Anlassstartposition wird im Schritt 27 bestätigt, indem bestimmt wird, ob die vorbestimmte Wartezustandszeitspanne (tstby) seit dem Ausgang des Wartezustandsdrucks (Pstby) verstrichen ist. Im Schritt S25 wird bestimmt, ob der Verbrennungsmotorantriebsbereich gestartet wurde. Wenn die vorgenannte Bestimmung JA ist, wird die Verbrennungsmotoranlasssteuersubroutine gestartet. Wenn die Bestimmung des Verbrennungsmotorantriebsbereichs im Schritt S25 NEIN ist, wird im Schritt S26 bestimmt, ob der Zustand in dem Wartezustandsbereich der Ci-Kupplung ist. Wenn die vorgenannte Bestimmung JA ist, kehrt der Betrieb zum Schritt S23 zurück, so dass der Ci-Kupplungsdruck (Pci) auf dem Wartezustandsdruck (Pstby) gehalten wird. Wenn die Bestimmung des Wartezustandsbereichs der Ci-Kupplung im Schritt S26 NEIN ist, wird bestimmt, dass der Zustand in den Elektromotorantriebsbereich zurückgekehrt ist. Somit wird die vorgenannte Steuerung unterbrochen, indem ein Ablauf zum Zurücksetzen des Ci-Kupplungsdrucks (Pci) auf Null in Schritt S27 ausgeführt wird.
  • Das Anlassen des Verbrennungsmotors wird durch zwei Verfahren gesteuert, nachdem der vorgenannte Wartezustand realisiert wurde. Ein erstes Ausführungsbeispiel, eine den Anlassermotor verwendende Steuerung, wird nun beschrieben.
  • In dem ersten Ausführungsbeispiel werden die Schritte S31 bis S33 zu Beginn der Verbrennungsmotoranlasssteuerungssubroutine gemäß 6 gleichzeitig ausgeführt. Um das Diagramm verständlicher beschreiben zu können, werden die Schritte sequentiell dargestellt. Im Schritt S31 wird der Anlassermotor gestartet. Im Schritt S32 wird der Ci-Kupplungsdruck (Pci) so gesetzt, dass er die Bedingung Pci = (Tcrunk/m – c)/a erfüllt, wobei Tcrunk ein Mittelwert des Anlassens ist, d. h. erforderliches Anlassdrehmoment des Verbrennungsmotors, das zuvor für den Verbrennungsmotor bestimmt wurde, m ein Reibungskoeffizient eines Reibelements der Kupplung ist und a und c auf der Basis der Kupplung bestimmte Konstanten sind.
  • Im Schritt S23 wird ein Ausgang des Elektromotordrehmoments (Tm) erzeugt. Das Motordrehmoment ist so gewählt, dass es die Bedingung Tm = Tcrunk + Tacc erfüllt, wobei Tcrunk das zum Anlassen des Verbrennungsmotors erforderliche Drehmoment ist und Tacc das Drehmoment ist, das dem Grad der Gaspedalstellung entspricht und erforderlich ist, um das Fahrzeug anzutreiben. Nachdem die vorhergehenden Schritte, wie oben beschrieben, ausgeführt wurden, wird im Schritt S34 bestimmt, ob die Ausschaltzeit (taus) vom Beginn der Steuerung verstrichen ist. Die vorgenannte Zeit ist eine sehr kurze Zeitspanne, die es dem Verbrennungsmotor gestattet, sich langsam zu drehen (eine Umdrehung). Wenn das Verstreichen der Ausschaltzeit (taus) bestätigt ist, wird der Anlassermotor im Schritt S35 abgeschaltet (AUS). Weil der Anlasser für eine sehr kurze Zeitspanne im vorgenannten Fall betätigt wird, entstehen keine Schwierigkeiten hinsichtlich der Lebensdauer des Anlassers und hinsichtlich der durch den Start des Anlassers erzeugten Geräusche. Die oben beschriebenen Schritte S31 bis S35 bilden die Steuerung des Beginns der Verbrennungsmotorumdrehung. In Schritt S36 wird bestimmt, ob die Umdrehung des Verbrennungsmotors eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen (beispielsweise 500 U/min) hat, d. h. die Anzahl Umdrehungen, bei der der vollständige Verbrennungszustand erreicht wird, und der Verbrennungsmotor in der Lage ist, durch Kraftstoffversorgung und Zündung zu drehen. Wenn die Bestimmung im Schritt S36 JA ist, wird im Schritt S37 der Kraftstoff in den Verbrennungsmotor eingespritzt, so dass die Zündung ausgeführt wird, und somit ist der Verbrennungsmotor angelassen. Die obigen Schritte S32 bis S36 bilden die Steuerung der Beschleunigung der Verbrennungsmotorumdrehung.
  • Nachdem der Verbrennungsmotor angelassen wurde, wird das Elektromotordrehmoment (Tm) auf das dem Grad der Gaspedalstellung entsprechende Drehmoment (Tacc) im Schritt S38 zurückgeführt. Der vorgenannte Vorgang wird ausgeführt, weil das Anlassdrehmoment (Tcrunk) nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors nicht erforderlich ist. Im Schritt S39 wird bestimmt, ob die Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) mit der Eingangsanzahl von Umdrehungen (Nin) des Getriebes innerhalb eines Bereichs von ± Na synchronisiert ist. Wenn die Synchronisierung bestätigt wird (JA), wird der Ci-Kupplungsdruck (Pci) im Schritt S40 auf 100% gesetzt, d. h. P100. Somit ist die Ci-Kupplung vollständig in Eingriff und das Drehmoment des Verbrennungsmotors kann auf die Räder übertragen werden. Folglich wird ein Vorgang zur Verminderung des Elektromotordrehmoments (Tm) im Schritt S41 ausgeführt. Gleichzeitig nimmt ein Drehmomentausgang (Te = Tacc – Tm) infolge des Herunterfahrens des Elektromotordrehmoments (Tm) ab. Insbesondere wird ein Signal zu der elektrischen Drossel übertragen, um die Drossel zu öffnen. Im Schritt S43 wird bestimmt, ob das Elektromotordrehmoment (Tm) auf Null gesetzt wurde. Wenn die vorgenannte Bestimmung JA ist, ist das Umschalten vom Elektromotorantrieb auf den Verbrennungsmotorantrieb vollendet. Die vorgenannten Schritte S38 bis S43 bilden den die Steuerung abschließenden Teil.
  • Das erste Ausführungsbeispiel beseitigt die Notwendigkeit des Elektromotors, die Leistung zur Herausgabe des Anlassdrehmoments zusätzlich zu der Leistung zum Antrieb des Fahrzeugs anzupassen. Folglich kann die Größe des Elektromotors vermindert werden. Weil der übliche massenproduzierte Anlassermotor zum Drehen des Verbrennungsmotors allgemein verwendet werden kann, kann ein Kostenanstieg minimiert werden. Wenn ferner der Ladezustand (SOC) eines Hochspannungssystems (einer Stromquelle zum Betrieb des Elektromotors) auf Null gesetzt wurde, infolge von Selbstentladung oder dergleichen, die durch unsachgemäßem Gebrauch über eine größere Zeitspanne hervorgerufen wurde, ist ein Vorteil darin zu sehen, dass der Verbrennungsmotor mit der 12 V Batterie für die Hilfseinrichtungen angelassen werden kann, wie die üblichen maschinenbetriebenen Fahrzeuge. Zudem kann Starthilfe mit einem Starthilfekabel gegeben werden. Ferner kann ein Anlassen des Verbrennungsmotors bei sehr niedrigen Temperaturen (–30°C bis –40°C) mit einem gleichen Ansprechverhalten wie bei einem herkömmlichen Fahrzeug ausgeführt werden, unabhängig von der Leistung der elektrischen Ölpumpe bei niedrigen Temperaturen.
  • Das erste Ausführungsbeispiel ist derart aufgebaut, dass der Elektromotor 2 hauptsächlich betrieben wird und der Anlassermotor 11 zusätzlich betrieben wird. Ein anderer, gegensätzlicher Aufbau kann verwendet werden, bei dem der Anlassermotor 11 hauptsächlich und der Elektromotor 2 zusätzlich betrieben wird. In diesem Fall ist ein Stromsensor zur Messung eines Stromwerts in dem Schaltkreis zum Betrieb des Anlassermotors vorgesehen, um einen Stromwert zu messen, der in den Anlassermotor fließt. Ein Ausgangswert vom Stromsensor wird verwendet, um eine Regelung des Ausgangsdrehmoments des Elektromotors auszuführen, wenn die Anlasssteuerung ausgeführt wird. 7 zeigt eine Zeittafel der vorgenannten Steuerung. Bei der Steuerung wird das Ausgangsdrehmoment vom Elektromotor derart eingestellt, dass der Strom (Ist) zum Betrieb des Anlassermotors einen vorbestimmten Wert nicht übersteigt. Der Kupplungsdruck (Pci) soll einfach so gesteuert werden, dass der Druck simultan mit dem Start des Anlassermotors auf den Leitungsdruck hochgefahren wird, wonach er konstant gehalten wird. Der Betrieb des Anlassermotors wird unterbrochen, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl auf eine vorbestimmte Umdrehungszahl angestiegen ist.
  • Wenn die vorgenannte Steuerung ausgeführt wird, kann die Betriebslast des Anlassermotors 11 auf einen Wert gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Grenzwert vermindert werden, wie mit einer durchgezogenen Linie in 7 gezeigt ist. Die Anlasslast entsprechend der durch eine unterbrochene Linie in 7 gezeigten Spitze wird durch den Elektromotor 2 zur Verfügung gestellt.
  • Das erste Ausführungsbeispiel hat den Aufbau, bei dem das Anlassen des Verbrennungsmotors 1 hauptsächlich durch den Elektromotor 2 erfolgt. Ferner wird der Anlassermotor 11 zusätzlich betätigt, wenn die Umdrehung des Verbrennungsmotors 1 beginnt. Jedoch kann das Anlassen des Verbrennungsmotors 1 inklusive deren Beginn lediglich durch den Elektromotor 2 ausgeführt werden, ohne den Anlassermotor 11 zu betätigen. Ein zweites Ausführungsbeispiel mit dem vorgenannten Aufbau wird nun unter Bezugnahme auf eine Zeittafel gemäß 8 beschrieben.
  • Auch in dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Vorgang vom Ausgangszustand in die Wartezustandssteuerung auf eine gleiche Weise ausgeführt wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Folglich ist dort, wo der Vorgang der gleiche ist, dieser aus der Beschreibung weggelassen.
  • Nachdem die Wartezustandszeitspanne (tstby) in der der Wartezustand realisiert wird, verstrichen ist, lässt die Anlasssteuereinrichtung den Verbrennungsmotor an. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel werden der Anstieg des Elektromotordrehmoments (Tm) auf einen maximalen Wert (Tmmax) und das Anheben des Ci-Kupplungsdrucks (Pci) gleichzeitig ausgeführt. Im Ergebnis wird das Elektromotordrehmoment (Tm) durch Addieren des erhöhten Drehmoments zu dem vorhergehenden Drehmoment (Tacc) entsprechend dem Grad der Gaspedalstellung und erforderlich zum Antrieb des Fahrzeugs erhalten. Weil das Drehmoment über die Ci-Kupplung 3 übertragen wird, deren Drehmomentübertragungsleistung infolge des Anstiegs des Ci-Kupplungsdrucks (Pci) angehoben wurde, wird das Anlassen des Verbrennungsmotors 1 ausgeführt. Im Ergebnis beginnt der Verbrennungsmotor 1 zu drehen, während er das Spitzendrehmoment übersteigt, das durch das Trägheitsdrehmoment zur Zeit des Anstiegs der Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 erzeugt ist. Der Beginn der Drehung (leichte Drehung) wird durch einen Zeitgeber oder die Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) bestimmt. Dann wird das Elektromotordrehmoment (Tm) auf das Drehmoment (Tmt) reduziert, welches ausreicht, die Anzahl der Umdrehungen des Verbrennungsmotors mit einem vorbestimmten Änderungsgrad zu erhöhen, während es den Anstiegszustand aufrechterhält. Auch in diesem Fall wird der Zündzeitpunkt bestimmt, wenn die Anzahl von Umdrehungen des Verbrennungsmotors 1 auf eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen angehoben wurde. Gleichzeitig mit der Zündung wird das Elektromotordrehmoment (Tm) auf das Drehmoment (Tacc) zurückgeführt, das erforderlich ist, das Fahrzeug anzutreiben. Die nachfolgende Steuerung wird auf eine gleiche Weise ausgeführt, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Wenn der Verbrennungsmotor lediglich durch den Elektromotor 2 angelassen wird, entspricht die Änderung (Abnahme) des Drehmoments (Tout) zum Antrieb des Fahrzeugs beim Anlassen des Verbrennungsmotors der Höhe des Drehmoments, das durch die Ci-Kupplung 3 übertragen werden kann. Folglich ist die Höhe des Drehmoments, das durch die Ci-Kupplung 3 übertragen werden kann, durch den Eingriffsdruck gesteuert. Unter Berücksichtigung der Kombination der Verminderung des Antriebsdrehmoments und der Zeit, während der die Verminderung anhält, wird ein Stoß auf einen erlaubten Pegel, der durch den Körper eines mitfahrenden Passagiers erfasst wird, innerhalb des Bereichs des Ausgangsdrehmoments des Elektromotors 2 reduziert. Folglich kann die Erzeugung eines unangenehmen Verzögerungsgefühls verhindert werden.
  • Weil ein Ausgangsbereich (eine Anlasssteuerung) (Ne = 0 bis Ne1, eine vorbestimmte geringe Anzahl von Umdrehung) für die Steuerung des Anlassens des Verbrennungsmotors in diesem Fall das größte Anlassdrehmoment erfordert, ist das Ausgangsdrehmoment von dem Elektromotor auf den maximalen Wert (Tmmax) für die vorgenannte Zeitspanne gesetzt. Der vorhergehende Wert variiert in Abhängigkeit von verschiedenen Bedingungen, inklusive der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Temperatur der Batterie, dem Ladezustand (SOC) und dergleichen. Gleichzeitig mit der Drehmomentsteuerung wird eine auf die nachfolgende Weise beschriebene Steuerung des Ausgangs eines Ci-Kupplungsdrucks (Pci) erzeugt. Es wird angenommen, dass das zum Anlassen des Verbrennungsmotors (um die Drehungen zu beginnen) erforderliche Drehmoment Tmes wie folgt ist: Tmes = Tci (von der Ci-Kupplung übertragenes Drehmoment) = (aPci + c) m, wobei a und c Konstanten sind, die durch die Eigenschaften der Kupplung bestimmt sind, m ein Reibkoeffizient des Reibglieds der Kupplung und Pci ein Eingriffsdruck der Ci-Kupplung ist. Es ist anzumerken, dass m in Übereinstimmung mit der Durchrutschgeschwindigkeit des Reibglieds berechnet ist, wobei der auf die Druckfläche aufgebrachte Druck und die Öltemperatur so sind, wie sie dem Fachmann bekannt sind. Das Verhältnis des Drehmoments (Tmes) zum Anlassen des Verbrennungsmotors bezüglich des Drehmoments (Tmk) zum Antreiben des Fahrzeugs ist in Übereinstimmung mit einem Ergebnis einer Auswertung eines Gefühls in einem tatsächlichen Fahrzeug ermittelt. Wenn das Drehmoment (Tmes) zum Anlassen des Verbrennungsmotors in einem Bereich des maximalen Drehmoments (Tmmax), das erzeugt werden kann, abnimmt, ist die Zeit für die anfängliche Steuerung des Anlassens des Verbrennungsmotors (die Anlasssteuerung) im Bereich (Ne = 0 bis Ne 1) verlängert. In diesem Fall ist das Anlassansprechen gestört. Wenn im Gegensatz dazu das Drehmoment (Tmes) angehoben wird, bewirkt ein nicht ausreichendes Drehmoment, dass der Passagier im Fahrzeug einen großen Stoß beim Anlassen fühlt. Die vorgenannte Steuerung wird ausgeführt, bis die Anzahl Umdrehungen des Verbrennungsmotors eine vorbestimmte geringe Anzahl von Umdrehungen (Ne1) erreicht.
  • In einem Bereich, in welchem die Anzahl von Umdrehungen klein ist, bis sie die kleine Anzahl von Umdrehungen (Ne1) erreicht, kann ein preiswerter Sensor, wie ein elektromagnetischer Aufnehmer die Verbrennungsmotorumdrehungen (Ne) nicht genau erfassen. Folglich kann die vorgenannte Steuerung in Übereinstimmung mit einem Ausgang von einem Sensor zur Erfassung der Luftansaugmenge des Verbrennungsmotors anstelle der Verbrennungsmotorumdrehungen (Ne) erfolgen.
  • Nachdem die vorgenannte Steuerung ausgeführt wurde, wird die Konstantbeschleunigungssteuerung ausgeführt. Die vorgenannte Steuerung erfolgt derart, dass der Eingriffsdruck der Ci-Kupplung geregelt wird, so dass die Anzahl von Umdrehungen des Verbrennungsmotors mit einer vorbestimmten Beschleunigung erhöht wird. Wenn die Verbrennungsmotorumdrehungen (Ne) auf die kleine Anzahlumdrehungen (Ne1) angehoben ist, wird der Ausgang des Elektromotors auf das Drehmoment (Tmt) zur konstanten Beschleunigung des Verbrennungsmotors reduziert. Das vorgenannte Drehmoment kann in Übereinstimmung mit einer Verbrennungsmotoröltemperatur (Teoil) und der Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) bestimmt werden. Die vorgenannte Beziehung kann als ein Wert von experimentellen Ergebnissen erhalten werden. Bei der vorgenannten Bedingung des Ausgangs von dem Elektromotor ist der Ausgang des Ci-Kupplungseingriffsdrucks (Pci) geregelt, so dass die Anstiegsrate (dNe/dt) auf einen vorbestimmten Wert gesetzt ist.
  • Nachdem die Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) die Synchronisierungsanzahl von Umdrehungen (Nin, ein zwischen 500 U/min bis etwa 700 U/min reichender angemessener Wert) erreicht hat, wird die Steuerung des Verbrennungsmotors zum Einspritzen von Kraftstoff auf die gleiche Weise wie bei dem vorhergehenden Verfahren gestartet. Dann wird schließlich die Vollendungssteuerung begonnen. Bei der vorgenannten Steuerung wird die Antriebsquelle vom Elektromotorantrieb auf den Verbrennungsmotorantrieb umgeschaltet. Zu dieser Zeit ist ein Zeitgeber auf eine angemessene Zeit nach der Bestätigung der Synchronisierung gesetzt. Um eine zuverlässige Synchronisierung auszuführen, wird der kontinuierlich synchronisierte Zustand aufrechterhalten und dann wird der Eingriffsdruck der Ci-Kupplung auf einen Druck angehoben, der einem Leistungsverhältnis von 100% entspricht.
  • Eine Subroutine zur Steuerung des Anlassens des Verbrennungsmotors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird in Übereinstimmung mit einem in 9 und 10 gezeigten Flussdiagramm ausgeführt. Im Schritt S51 wird das Elektromotordrehmoment (Tm) auf das maximale Drehmoment (Tmmax) gesetzt, das von dem Elektromotor bei den vorliegenden Bedingungen abgegeben werden kann. Das Maximaldrehmoment (Tmmax) ist das Drehmoment, mit dem sowohl das Drehmoment (Tmes) zum Anlassen des Verbrennungsmotors als auch das Drehmoment (Tmk) zum Antreiben des Fahrzeugs erzeugt werden. Das maximale Drehmoment (Tmmax) kann in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Ladezustand der Batterie oder der Temperatur der Batterie verändert werden. Gleichzeitig wird im Schritt S52 der Ci-Kupplungsdruck (Pci) derart bestimmt, dass er Pci = ((Tmes/m) – c)/a erfüllt. Dies bedeutet, dass der Ci-Kupplungsdruck (Pci) auf einen Wert bestimmt ist, der es gestattet, dass die Ci-Kupplung das Anlassdrehmoment (Tmes) übertragen kann.
  • Im Schritt S53 wird bestimmt, ob die Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) größer ist als die vorbestimmte geringe Anzahl von Umdrehungen (Ne1). Die vorgenannte Bestimmung kann in Übereinstimmung mit der durch den Zeitgeber gemessenen Zeit erfolgen anstelle der Anzahl von Umdrehungen. Im Schritt S54 wird das Elektromotordrehmoment (Tm) auf das Drehmoment (Tmt) abgesenkt, mit dem die Anzahl von Umdrehungen des Verbrennungsmotors mit einer vorbestimmten Änderungsrate erhöht werden kann. Im Schritt S55 wird der Ci-Kupplungsdruck (Pci) auf einen Regelungsausgangswert (Pa) gesetzt. Im Schritt S56 wird die gegenwärtige Änderungsrate (dX2) der Anzahl der Umdrehungen des Verbrennungsmotors erhalten. Im Schritt S57 wird eine Abweichung (dX) von einer erforderlichen Änderungsrate (dX1) erhalten. Im Schritt S58 wird eine Druckänderung (dPci) in Übereinstimmung mit der erhaltenen Abweichung (dX) erhalten. Der vorgenannte Wert ist derart bestimmt, dass, wenn die Abweichung (dX) in Richtung positiver Werte groß ist, der Ci-Kupplungsdruck (Pci) reduziert wird. Wenn die Abweichung (dX) in Richtung negativer Werte groß ist, wird der Ci-Kupplungsdruck (Pci) erhöht. Somit wird die tatsächliche Regelung im Schritt S59 ausgeführt.
  • Im Schritt S60 wird bestimmt, ob die Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen überschritten hat (beispielsweise 500 U/min). Der Ablauf kehrt zum Schritt S56 zur Ausführung der Regelung zurück, bis die vorgenannte Bestimmung gemacht wird. Wenn im Schritt S60 bestimmt wird, dass die Anzahl von Verbrennungsmotorumdrehungen die vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen erreicht hat, schreitet der Ablauf zum Schritt S61 fort. Im Schritt S61 wird bestimmt, ob der Zustand einen vollständigen Verbrennungszustand erreicht hat, bei dem die Zündung in dem Verbrennungsmotor aufgetreten ist. Die vorgenannte Bestimmung kann in Übereinstimmung mit einem Ausgang vom O2-Sensor (Sauerstoffsensor) ausgeführt werden, der im Abgasabschnitt des Verbrennungsmotors vorgesehen ist, um das Luft-Brennstoffverhältnis, wie oben beschrieben, zu steuern. Wenn die Verbrennung in dem Zylinder aufeinander folgend in allen Zylindern ausgeführt wird und somit die Sauerstoffkonzentration im Abgas deutlich verringert ist, kann die vorgenannte Bestimmung ausgeführt werden. Weil die vorgenannte Bestimmung in einem ersten Umlauf NEIN ist, geht das Programm zum Schritt S62 über, in dem Kraftstoff zur Zündung in den Verbrennungsmotor eingespritzt wird.
  • Die nachfolgenden Abläufe in den Schritten S63 bis S67 sind im wesentlichen gleich jenen in den Schritten S39 bis S43 des ersten Ausführungsbeispiels. Folglich werden die gleichen Abläufe nicht erneut beschrieben.
  • Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel kann der Verbrennungsmotor mit einem schnellen Ansprechen unter einfacher Steuerung wieder angelassen werden, ohne den Anlassermotor 11 zu verwenden. Folglich kann mit der vorgenannten Steuerung ein dahingehender Vorteil realisiert werden, dass die vorgenannte Steuerung auf eine Hybridantriebsvorrichtung angewandt werden kann, die keinen Anlassermotor 11 hat.
  • Die Anlasssteuerung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann derart modifiziert werden, dass die Anzahl von Umdrehungen des Elektromotors geschätzten Werten folgt. In diesem Fall wird die Steuerung des Ausgangsdrehmoments von dem Elektromotor in der Anlasssteuerung auf eine gleiche Weise ausgeführt, wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Steuerung des Ci-Kupplungsdrucks (Pci) wird in Übereinstimmung mit einer Zeittafel gemäß 11 ausgeführt. Dies bedeutet, dass der Übergang der Elektromotorumdrehung (Nm) vom Anlassen in Übereinstimmung mit einer Änderungsrate in der Elektromotordrehzahl (Nm) um eine vorbestimmte Zeitspanne vor dem Beginn des Anlassens geschätzt wird. Dann wird eine Abweichung (e) zwischen einem in Übereinstimmung mit dem geschätzten Wert bestimmten Sollwert und der tatsächlichen Elektromotordrehzahl (Nm) erhalten. Um zu bewirken, dass die Elektromotordrehzahl (Nm) den Sollwerten folgt, wird der Ausgang des Ci-Kupplungsdrucks (Pci) geregelt. Vorzugsweise wird die vorgenannte Steuerung auf der Basis eines Ausgangs (erfasste Geschwindigkeit) von einem Sensor (einem Drehgeber) zur Erfassung der Position eines magnetischen Pols eines Elektromotors ausgeführt. Die nachfolgende Steuerung wird auf die gleiche Weise wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt.
  • Obwohl ein Verfahren verwendet werden kann, in welchem der Sollwert der Elektromotordrehzahl (Nm) in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet ist, kann eine zufriedenstellende Genauigkeit nicht erreicht werden, weil die Abweichung e bei dieser Modifikation sehr klein ist. Wenn der Magnetpolsensor des Elektromotors verwendet wird, kann eine zufriedenstellende Genauigkeit (ein Drehwinkel im Bereich von 10 Winkelsekunden bis zu einigen Minuten) erfasst werden, um die Verwindung des Antriebssystems ebenfalls zu erfassen.
  • Die Beschreibung wurde dahingehend gemacht, dass das erfindungsgemäße Steuersystem auf die Antriebsvorrichtung mit dem in 1 gezeigten spezifischen Systemaufbau angewandt wurde. Eine Modifikation des Systemaufbaus der Getriebeeinheit 4 wird nun beschrieben. Ein drittes Ausführungsbeispiel gemäß 15 hat einen Aufbau, in welchem ein zweiter Elektromotor (M/G) 2A zwischen der automatischen Getriebeeinheit 40 und der Ci-Kupplung 41 in der Getriebeeinheit 4 angeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Hilfseinheit 9 sogar betrieben, wenn der Verbrennungsmotor während der Fahrt abgestellt ist, indem ein Aufbau verwendet wird, bei dem die Hilfseinheit 9 über einen Keilriemen mit dem Elektromotor 2A verbunden ist, um synchron betrieben zu werden. Auch die Antriebsvorrichtung mit dem vorgenannten Aufbau kann die Wartezustandssteuerung und die Anlasssteuerung durch Verfahren gleich denen der vorgenannten Ausführungsbeispiele ausführen. Im vorgenannten Fall wird bei der Steuerung des Verbrennungsmotoranlassens der zweite Elektromotor 2A gesteuert, um die Abnahme beim Drehmoment zu kompensieren. Folglich kann der durch das Anlassen des Verbrennungsmotors hervorgerufene Stoß daran gehindert werden, auf die mitfahrenden Passagiere aufgebracht zu werden. Weil die anderen Elemente gleich denen des ersten Ausführungsbeispiels sind, sind übereinstimmende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Folglich sind die übereinstimmenden Elemente nicht beschrieben.
  • Ein in 16 gezeigtes viertes Ausführungsbeispiel hat einen Aufbau, in welchem ein Planetenrad 40A mit einer Verriegelungskupplung 42 zur Verbindung des Elektromotors 2 mit dem Verbrennungsmotor (E/G) 1 und der automatischen Getriebeeinheit (T/M) 40 in der Getriebeeinheit 4 angeordnet ist. Folglich kann ein paralleler Antrieb und ein geteilter Antrieb des Verbrennungsmotors 1 und des Elektromotors 2 ausgeführt werden. Ein Sonnenrad 43 des Planetenrads 40A ist mit dem Elektromotor 2 verbunden, während ein Ringrad 45 mit dem Verbrennungsmotor 1 verbindbar ist. Ferner ist der als ein Ausgangselement dienende Träger 44 mit der automatischen Getriebeeinheit 40 verbunden. Andere diesen Aufbau bildende Elemente sind gleich jenen des ersten Ausführungsbeispiels. Folglich sind die gleichen Bezugszeichen an die gleichen Elemente vergeben und eine Beschreibung der gleichen Elemente unterbleibt. Wenn in diesem Ausführungsbeispiel der Verbrennungsmotor durch das Elektromotorantriebsverfahren angelassen wird, wird die Verriegelungskupplung 42 in den Eingriffszustand gebracht. Ferner werden die vorgenannte Wartezustandssteuerung und die Anlasssteuerung ausgeführt, um die Steuerung der Ci-Kupplung 3 und des Elektromotors 2 auszuführen.
  • Ein in 17 gezeigtes fünftes Ausführungsbeispiel hat einen Aufbau, in welchem ein Planetenrad 40B zur Verbindung des Elektromotors 2 mit dem Verbrennungsmotor (E/G) 1 und einem zweiten Elektromotor (M/G) 2B, die anstelle der automatischen Getriebeeinheit verwendet werden, in der Getriebeeinheit 4 angeordnet ist. Im Gegensatz zu dem vierten Ausführungsbeispiel ist das Sonnenrad 43 mit dem Elektromotor 2 verbunden, während der Träger 44 mit dem Verbrennungsmotor 1 verbunden ist. Ferner ist das als ein Ausgabeelement dienende Ringrad 45 mit dem zweiten Elektromotor (M/G) 2B verbunden. Dieses Ausführungsbeispiel ist so aufgebaut, dass die Ci-Kupplung, die in jedem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele vorhanden war, entfernt ist. Mit dem vorgenannten Aufbau der Getriebeeinheit wird der Elektromotorantriebsbetrieb derart ausgeführt, dass der Elektromotor 2B vorwärts dreht, um das Fahrzeug anzutreiben. Wenn der Verbrennungsmotor 1 angehalten wird, wird die Reaktion des Elektromotors 2 unterdrückt, indem der Elektromotor 2 durchgedreht wird. Wenn die Wartezustandssteuerung ausgeführt wird, um den Verbrennungsmotor anzulassen, wird der erste Elektromotor 2 mit einem kleinen Ausgangsdrehmoment langsam vorwärts gedreht. Somit wird der Wartezustand realisiert. Dann wird die Anlasssteuerung ausgeführt, so dass das Drehmoment des ersten Elektromotors 2 und das des zweiten Elektromotors 2B gleichzeitig erhöht werden. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Stoß infolge des Anlassens des Verbrennungsmotors auf eine Weise gleich dem dritten Ausführungsbeispiel weiter minimiert werden.

Claims (15)

  1. Hybridantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug, mit einem Verbrennungsmotor (1), einem Elektromotor (2), einer Getriebeeinheit (4) zur Übertragung der Leistung des Verbrennungsmotors (1) und des Elektromotors (2) auf Räder (8), und einer Steuereinrichtung (5) zur Steuerung des Verbrennungsmotors (1), des Elektromotors (2) und der Übertragung der Leistung des Verbrennungsmotors (1) und des Elektromotors (2) auf die Räder (8), wobei die Steuereinrichtung (5) eine Anlasssteuerungseinrichtung zum Anlassen des Verbrennungsmotors (1) aufweist, wenn das Fahrzeug bei stehendem Verbrennungsmotor (1) nur von dem Elektromotor (2) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) eine Positioniersteuereinrichtung enthält, um eine Drehung der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors (1) in eine Anlassstartposition zu Beginn des durch Verdichtung ansteigenden Kompressionsdrehmoments auszuführen, bevor das Anlassen des Verbrennungsmotors (1) von der Anlasssteuerungseinrichtung ausgeführt wird.
  2. Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kupplung (3) zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und dem Elektromotor (2) angeordnet ist, wobei die Positioniersteuereinrichtung eine Drucksteuereinrichtung zur Steuerung eines Eingriffsdrucks der Kupplung aufweist, so dass das von der Kupplung (3) übertragene Drehmoment eine Größe annimmt, die eine Drehung der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors (1) in die Anlassstartposition zulässt.
  3. Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlasssteuerungseinrichtung eine Anlassdrucksteuerungseinrichtung aufweist, um den Eingriffsdruck der Kupplung (3) so zu steuern, dass während des Anlassvorgangs die Größe des von der Kupplung (3) übertragenen Drehmoments kleiner oder gleich einem Ausgangsdrehmoment des Elektromotors (2) ist.
  4. Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anlassermotor (11) zum Anlassen des Verbrennungsmotors (1) vorgesehen ist, wobei die Anlasssteuerungseinrichtung veranlasst, dass nach dem Drehen der Kurbelwelle in die Anlassstartposition gleichzeitig der Anlassermotor (11) gestartet und die Kupplung (3) eingerückt wird.
  5. Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlassdrucksteuerungseinrichtung eine Konstantbeschleunigungssteuereinrichtung zur Steuerung des Eingriffsdrucks der Kupplung (3) hat, derart, dass während des Anlassvorgangs die Drehzahl des Verbrennungsmotors (1) mit einer konstanten Beschleunigung erhöht wird.
  6. Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlassdrucksteuerungseinrichtung eine Drehzahlhalteeinrichtung zur Steuerung des Eingriffsdrucks der Kupplung (3) hat, derart, dass eine Abnahmerate der Drehzahl des Elektromotors (2) kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
  7. Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlasssteuerungseinrichtung eine Anfangssteuerungseinrichtung zum Betreiben des Anlassermotors (11) lediglich für eine Zeitspanne aufweist, in der der Verbrennungsmotor (1) leicht gedreht wird.
  8. Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlasssteuerungseinrichtung eine Anlassdruckeinstelleinrichtung zum Einstellen des Eingriffsdrucks der Kupplung (3) auf einen Wert aufweist, bei dem die Kupplung (3) einen Mittelwert des Anlassdrehmoments des Verbrennungsmotors (1) überträgt.
  9. Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlasssteuerungseinrichtung eine Drehmomentsteuerungseinrichtung aufweist, um den Elektromotor (2) zu veranlassen, ein Ausgangsdrehmoment mit dem Mittelwert des Anlassdrehmoments des Verbrennungsmotors (1) sowie dem Drehmoment zum Antrieb des Fahrzeugs zu erzeugen.
  10. Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlasssteuerungseinrichtung eine Drehmomentsteuerungseinrichtung aufweist, um den Elektromotor (2) zu veranlassen, ein Ausgangsdrehmoment entsprechend dem Anlaufstrom für den Anlassermotor (11) zu erzeugen.
  11. Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Betriebszeit des Anlassermotors (11) durch einen Zeitgeber gesteuert ist.
  12. Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlasssteuerungseinrichtung eine Drehmomentsteuerungseinrichtung aufweist, um den Elektromotor (2) zu veranlassen, ein maximales Drehmoment abzugeben, und eine Druckerhöhungseinrichtung hat, um den Eingriffsdruck der Kupplung (3) und damit das übertragbare Drehmoment zu erhöhen, wenn der Elektromotor (2) sein maximales Drehmoment erzeugt.
  13. Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlasssteuerungseinrichtung eine Hochfahreinrichtung aufweist, um den Eingriffsdruck der Kupplung (3) hochzufahren.
  14. Hybridantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (3) einen hydraulischen Betätigungszylinder mit Kolben aufweist und die Positioniersteuerung eine Schnellfüll-Druckversorgungseinrichtung zur Füllung des Betätigungszylinders und Verkürzung des Kolbenhubs hat.
  15. Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentsteuerungseinrichtung den Elektromotor (2) veranlasst, nachdem dieser sein maximales Drehmoment abgegeben hat, ein Drehmoment abzugeben, das dem Mittelwert des Anlassdrehmoments des Verbrennungsmotors (1) entspricht.
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