DE102015216118B4

DE102015216118B4 - Elektrische steuervorrichtung

Info

Publication number: DE102015216118B4
Application number: DE102015216118.8A
Authority: DE
Inventors: Minoru Kobayashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-08-27
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2020-01-23
Anticipated expiration: 2035-08-25
Also published as: JP2016048037A; DE102015216118A1; JP6350119B2

Abstract

Elektrische Steuervorrichtung zur Steuerung eines Motor-Generators (11), der die Funktion als Generator hat, welcher über einen Riemen (12) von einem Verbrennungsmotor (13) angetrieben wird und Elektrizität erzeugt, und die Funktion als Motor hat, der den Verbrennungsmotor über den Riemen anlässt, wobeidie elektrische Steuervorrichtung Drehmomentpulsationen des Verbrennungsmotors, welche beim Anlassen des Verbrennungsmotors erzeugt werden, dadurch verringert, dass der Motor-Generator derart gesteuert wird, dass er als Motor arbeitet, um bei einem örtlichen Minimumwert der Drehmomentpulsation des Verbrennungsmotors ein Unterstützungsdrehmoment zu liefern, wobeidie elektrische Steuervorrichtung in Übertragungsverbindung mit einer Motorsteuervorrichtung (15) ist, welche den Betrieb des Verbrennungsmotors steuert, unddie elektrische Steuervorrichtung ein Signal von einem Drehwinkelsensor (14) empfängt, welches einen Drehwinkel des Motor-Generators angibt, wobeidie elektrische Steuervorrichtung weiterhin aufweist:einen Kurbelwellenpositionsrechner (20), der eine geschätzte Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors auf der Grundlage des Signals berechnet, welches den Drehwinkel des Motor-Generators angibt, wobei der Kurbelwellenpositionsrechner eine Synchronverarbeitung durchführt, um eine Einstellung des Drehwinkels des Motor-Generators auf Grundlage einer Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors vorzunehmen, welche von der Motorsteuervorrichtung erhalten wird, wenn der Verbrennungsmotor gestoppt ist; undeinen Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt (21), der das Unterstützungsdrehmoment des Motor-Generators auf der Grundlage der geschätzten Kurbelwellenposition setzt, welche nach der Synchronverarbeitung berechnet wird, unddie Motorsteuervorrichtung so konfiguriert ist, dass sie die Kurbelwellenposition zum Zeitpunkt des Stoppens des Verbrennungsmotors fortlaufend speichert, ohne den Wert zurückzusetzen, auch wenn der Verbrennungsmotor gestoppt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Steuervorrichtung zur Steuerung eines Motor-Generators, der die Funktion als Generator hat und der von einem Antrieb (z.B. einem Verbrennungsmotor) über einen Riemen oder dergleichen angetrieben wird und Elektrizität erzeugt, und die Funktion als Motor hat, der den Antrieb über den Riemen startet.
Aus der JP 2013-218 789 A ist eine elektrische Steuervorrichtung (Fahrzeugvibrationssteuerung) bekannt, mit der ein von einem Verbrennungsmotor über einen Riemen angetriebener Generator zur Erzeugung von Elektrizität steuerbar ist.
Die elektrische Steuervorrichtung gemäß der JP 2013-218 789 A kann Vibrationen eines Fahrzeugs unterdrücken, indem das Antriebsmoment des Generators als eine die Verbrennungsmotorvibration unterdrückende Last verwendet wird.
Üblicherweise ist die Drehzahl eines Verbrennungsmotors sehr niedrig, wenn der Verbrennungsmotor angelassen wird, so dass Drehmomentschwankungen oder -stöße („Pulsationen“) des Verbrennungsmotors groß sein können. Es besteht daher die Notwendigkeit, Drehmomentschwankungen oder -stöße des Verbrennungsmotors zu unterdrücken, damit ein Fahrzeuginsasse diese Stöße nicht als unangenehm empfindet.
Bei der elektrischen Steuervorrichtung gemäß der JP 2013-218 789 A kann,da der Generator wie oben beschrieben als Verbrennungsmotorlast verwendet wird, es möglich gemacht werden, Drehmomentstöße oder -pulsationen des Verbrennungsmotors dadurch zu unterdrücken, dass ein örtlicher Maximalwert einer Drehmomentschwankung des Verbrennungsmotors abgesenkt wird. Obwohl jedoch ein Anstieg eines Drehmoments des Verbrennungsmotors, d. h. ein Anstieg einer Drehzahl, benötigt wird, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, wird das Drehmoment des Verbrennungsmotors verringert, wie oben beschrieben. Daher kann es länger dauern, bis der Verbrennungsmotor einen (stabilen) Leerlaufzustand erreicht.
Weitere Vorrichtungen und Verfahren zum Reduzieren von Drehmomentschwankungen während eines Start- und/oder eines Stoppvorgangs eines Verbrennungsmotors sind zudem in DE 601 10 528 T2 , US 2003 / 0 029 653 A1 , DE 10 2005 034 794 A1 , DE 195 32 128 A1 , DE 101 23 037 A1 und US 2004 / 0 142 790 A1 offenbart. In diesen Druckschriften wird dazu eine elektrische Maschine, wie etwa ein Motor-Generator, verwendet, um die Drehmomentschwankungen auszugleichen. Das von der elektrischen Maschine zu liefernde Drehmoment wird dabei durch eine Steuereinheit unter Berücksichtigung von Sensorwerten, wie etwa einer Drehzahl oder einer Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors, bestimmt.
In US 6 085 723 A , DE 10 2008 047 476 A1 und DE 10 2010 062 157 A1 werden zudem Verfahren zum Reduzieren von Drehmomentschwankungen während eines Leerlaufzustands offenbart. Dazu wird in ähnlicher Weise ein Gegendrehmoment bezogen auf die Drehmomentschwankungen des Verbrennungsmotors mit Hilfe einer elektrischen Maschine angelegt.
DE 10 2012 220 057 A1 offenbart ein Verfahren zur Verringerung von Schwingungen bei Fahrzeugen ohne Drehmomentwandler, wie z.B. Elektro- und Hybridfahrzeugen. Das Verfahren verwendet dazu einen Regelkreis mit Rückkopplung und Feedforward-Steuerung, um ein Soll-Drehmoment zu bestimmen, das anschließend als Motor-Befehlsdrehmoment ausgegeben wird.
Des Weiteren ist in DE 10 2004 004 078 A1 ein Verfahren offenbart, das eine Stoppposition einer Kraftmaschine (z.B. eines Verbrennungsmotors) unter Verwendung einer Drehposition eines Motor-Generators und eines Kurbelwinkels der Kraftmaschine schätzt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Steuervorrichtung zu schaffen, welche Drehmomentschwankungen oder -pulsationen des Verbrennungsmotors verringert, die erzeugt werden, wenn der Verbrennungsmotor gestartet oder angelassen wird, wobei gleichzeitig die Zeitspanne verringert wird, die notwendig ist, bis der Verbrennungsmotor einen Leerlaufzustand erreicht.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung dient eine elektrische Steuervorrichtung zur Steuerung eines Motor-Generators, der die Funktion als Generator hat, der von einem Verbrennungsmotor über einen Riemen angetrieben wird und Elektrizität erzeugt, und die Funktion als Motor hat, der den Verbrennungsmotor über den Riemen antreibt. Die elektrische Steuervorrichtung verringert Drehmomentpulsationen des Verbrennungsmotors, welche beim Starten oder Anlassen des Verbrennungsmotors erzeugt werden, indem der Motor-Generator so gesteuert wird, dass er als Motor arbeitet, um bei einem örtlichen Minimumwert der Drehmomentpulsation des Verbrennungsmotors eine Drehmomentunterstützung zu erzeugen.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung steuert die elektrische Steuervorrichtung den Motor-Generator, der die Funktion eines Motors hat. Dann liefert die elektrische Steuervorrichtung die Drehmomentunterstützung bei dem örtlichen Minimumwert der Drehmomentpulsation des Verbrennungsmotors, indem der Motor-Generator so gesteuert wird, dass er als Motor arbeitet. Damit ist es möglich, starke Drehmomentpulsationen des Verbrennungsmotors (Antriebsmotor, Brennkraftmaschine) zu unterdrücken, welche ansonsten beim Starten oder Anlassen des Verbrennungsmotors erzeugt werden würden.
Da weiterhin die Drehmomentunterstützung bei dem örtlichen Minimumwert der Drehmomentpulsation des Verbrennungsmotors geliefert wird, indem der Motor-Generator im Motorbetrieb gesteuert wird, ist es möglich, einen Anstieg der Zeit zu unterdrücken, welche der Verbrennungsmotor benötigt, um den Leerlaufzustand zu erreichen, wobei Drehmomentpulsationen des Verbrennungsmotors verringert werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die elektrische Steuervorrichtung mit einer Motorsteuervorrichtung in Verbindung, welche den Betrieb des Verbrennungsmotors steuert. Die elektrische Steuervorrichtung erhält ein Signal von einem Drehwinkelsensor, welches einen Drehwinkel des Motor-Generators angibt. Die elektrische Steuervorrichtung enthält weiterhin einen Kurbelwellenpositionsrechner und einen Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt. Der Kurbelwellenpositionsrechner berechnet eine geschätzte Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors auf der Grundlage des Signals, das den Drehwinkel angibt. Der Kurbelwellenpositionsrechner führt eine Synchronverarbeitung durch, um den Drehwinkel des Motor-Generators an eine Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors anzupassen, welche von der Motorsteuervorrichtung erhalten wird, wenn der Verbrennungsmotor angehalten ist. Der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt setzt das Unterstützungsdrehmoment des Motor-Generators auf der Grundlage der geschätzten Kurbelwellenposition fest, welche nach der Synchronverarbeitung berechnet wird.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann, da der Verbrennungsmotor und der Motor-Generator miteinander über den Riemen (Zahnriemen oder dergleichen) drehverbunden sind, die geschätzte Kurbelwellenposition auf der Grundlage des Signals berechnet werden, welches den Drehwinkel angibt und vom Drehwinkelsensor erkannt wird, und dann kann der Drehmomentunterstützungsbetrag aus der geschätzten Kurbelwellenposition heraus festgelegt werden. Damit kann die Drehmomentunterstützung mit Positionsgenauigkeit durchgeführt werden, im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Kurbelwellenposition, welche von der Motorsteuervorrichtung erhalten wird, mittels Kommunikation verwendet wird.
Weiterhin wird die Synchronverarbeitung, bei der der Drehwinkel an die Kurbelwellenposition angepasst wird, welche von der Motorsteuervorrichtung erhalten wird, durchgeführt, wenn der Verbrennungsmotor gestoppt ist. Selbst wenn daher beispielsweise Rutsch in der Riemenverbindung vorliegt, lässt sich die geschätzte Kurbelwellenposition genau erhalten.
Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Zeichnung.
Es zeigt:

1 schematisch eine elektrische Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 in einer Grafik Drehmomentpulsationen des Verbrennungsmotors und ein kombiniertes Drehmoment nach der Drehmomentunterstützung;
3 ein Flussdiagramm einer Drehmomentunterstützungssteuerung, welche von der elektrischen Steuervorrichtung durchgeführt wird;
4 eine schematische Darstellung einer elektrischen Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
5 ein Flussdiagramm einer Drehmomentunterstützungssteuerung, welche von der elektrischen Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird;
6 ein Flussdiagramm einer Korrekturverarbeitung; und
7 die Darstellung eines Datenfelds zum Festsetzen eines Korrekturbetrags.

In den nachfolgenden Ausführungsformen kann ein Teil oder Abschnitt, der einem Teil oder Abschnitt einer voranstehenden Ausführungsform entspricht, mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sein und redundante Erläuterungen können entfallen. Wenn nur ein Teil einer Konfiguration in einer Ausführungsform beschrieben wird, kann eine andere, voranstehende Ausführungsform bei den verbleibenden Teilen der betreffenden Konfiguration angewendet werden. Teile können untereinander kombiniert werden, selbst wenn nicht ausführlich dargelegt ist, dass die betreffenden Teile kombinierbar sind. Auch können die Ausführungsformen ganz oder teilweise miteinander kombiniert werden, auch wenn dies nicht ausführlich dargelegt ist.
<Erste Ausführungsform>
Zunächst sei anhand von 1 schematisch der Aufbau einer elektrischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform erläutert.
Die elektrische Steuervorrichtung 10 von 1 steuert einen Motor-Generator 11, der in einem Fahrzeug (Kraftfahrzeug) angeordnet ist. Nachfolgend wird der Motor-Generator 11 als MG 11 bezeichnet, wobei MG für „Motor-Generator“ steht. Der MG 11 hat die Funktion eines Generators (Wechselrichters), der von einem Verbrennungsmotor (Antriebsmotor, Brennkraftmaschine) 13 über einen Riemen (Zahnriemen oder dergleichen) angetrieben wird und hierbei Elektrizität erzeugt. Weiterhin hat der MG 11 die Funktion eines Motors (Anlassermotors), der den Verbrennungsmotor 13 über den Riemen 12 antreibt und damit startet (anlässt). Der MG 11 kann auch als ISG (Integrated Starter Generator) bezeichnet werden.
Der MG 11 ist mit einem Drehwinkelsensor 14, beispielsweise einem Hall-Element, einem MRE, einem Resolver oder dergleichen ausgestattet, der einen Drehwinkel des MG 11 erkennt. Die elektrische Steuervorrichtung 10 erhält ein Signal, das einen Drehwinkel des MG 11 angibt, der vom Drehwinkelsensor 14 erkannt wurde. Der Drehwinkelsensor 14 hat eine höhere Auflösung als ein Kurbelwinkelsensor 16, der nachfolgend noch beschrieben wird.
Der Betrieb des Verbrennungsmotors 13 wird von einer Motor-ECU 15 gesteuert. Die Motor-ECU 15 kann hierbei einer „Motorsteuervorrichtung“ entsprechen. Die Motor-ECU 15 erkennt Fahrzeugbetriebszustände und einen Zustand des Verbrennungsmotors 13 auf der Grundlage von Signalen von Sensoren, beispielsweise einem Kurbelwinkelsignal, welches vom Kurbelwinkelsensor 16 kommt, einem Nockenwinkelsignal von einem Nockenwinkelsensor 17 etc. Weiterhin steuert die Motor-ECU 15 Zündzeitpunkt, Kraftstoffeinspritzmenge, Drosselklappenöffnungsbetrag oder dergleichen, so dass die Betriebsbedingungen und der Zustand des Verbrennungsmotors 13 optimal werden.
Somit erkennt die Motor-ECU 15 eine Kurbelwellenposition, d. h. eine Drehposition einer Kurbelwelle in einem Zyklus (720 °CA) des Verbrennungsmotors 13 auf der Grundlage von Kurbelwinkelsignal und Nockenwinkelsignal. Beispielsweise wird ein Wert entsprechend der erkannten Kurbelwellenposition in einem Kurbelwellenzähler (nicht gezeigt) gesetzt, und danach wird der im Kurbelwellenzähler gesetzte Wert auf der Grundlage des Kurbelwinkelsignals aktualisiert. Damit erhält die Motor-ECU 15 kontinuierlich die aktuellste Kurbelwellenposition (d. h. momentane Kurbelwellenposition) und führt die Kraftstoffeinspritzung und die Zündung für den Verbrennungsmotor 13 auf der Grundlage der neuesten oder aktuellsten Kurbelwellenposition durch.
Die Motor-ECU 15 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat eine Leerlaufstoppfunktion, bei der der Verbrennungsmotor 13 automatisch gestoppt wird, wenn das Fahrzeug anhält, und der Verbrennungsmotor 13 automatisch neu angelassen wird, wenn ein Fahrer einen Vorgang durchführt, der die Wiederaufnahme der Fahrt angibt. Um die Anlassfähigkeit des Verbrennungsmotors 13 zu verbessern, speichert die Motor-ECU 15 fortlaufend den oben beschriebenen Wert im Kurbelwellenzähler, d. h. die Kurbelwellenposition zum Zeitpunkt des Stoppens des Verbrennungsmotors 13, ohne den Wert zurückzusetzen, auch wenn der Verbrennungsmotor 13 gestoppt wird. Durch Speichern der Kurbelwellenposition, wenn der Verbrennungsmotor 13 gestoppt wird, kann eine Zylinderunterscheidung rasch durchgeführt werden, so dass die Anlassfähigkeit oder das Startvermögen des Verbrennungsmotors 13 verbessert wird.
Die elektrische Steuervorrichtung 10 ist mit der ECU 15 in einer Übertragungsverbindung. Ein Kommunikationsprotokoll für die elektrische Steuervorrichtung 10 kann beispielsweise CAN (Controller Area Network, eingetragene Marke) sein. Die elektrische Steuervorrichtung 10 erhält einen Startbefehl für den Verbrennungsmotor 13 von der Motor-ECU 15 über den CAN-Bus. Weiterhin erhält die elektrische Steuervorrichtung 10 periodisch die neueste Kurbelwellenposition.
Nachfolgend wird der schematische Aufbau der elektrischen Steuervorrichtung 10 anhand von 1 näher erläutert.
Die elektrische Steuervorrichtung 10 enthält einen Mikrocomputer, eine Energieversorgungsschaltung, ein EEPROM etc. Der Mikrocomputer umfasst eine CPU, ein ROM, ein RAM, ein Register und einen I/O-Anschluss. Im Mikrocomputer führt die CPU eine Datenverarbeitung gemäß Steuerprogrammen durch, welche vorab im ROM gespeichert worden sind, sowie anhand einer Anzahl von Daten, welche über den Bus erhalten worden sind, etc., wobei die temporäre Speichervorrichtung vom RAM oder dem Register verwendet wird. Weiterhin gibt der Mikrocomputer die über die Datenverarbeitung erhaltenen Signale an den Bus aus. Auf diese Weise führt der Mikrocomputer eine Vielzahl von Funktionen durch.
Die elektrische Steuervorrichtung 10 enthält auch einen Kurbelwellenpositionsrechner 20, einen Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21, einen Antriebssignalgenerator 22 und einen Drehzahlrechner 23. In der vorliegenden Ausführungsform können der Kurbelwellenpositionsrechner 20, der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21, der Antriebssignalgenerator 22 und der Drehzahlrechner 23 einen Steuerabschnitt 10a der elektrischen Steuervorrichtung 10 bilden, welcher den MG 11 steuert, um die Drehmomentpulsation des Verbrennungsmotors zu verringern, wie nachfolgend beschrieben wird. Der Kurbelwellenpositionsrechner 20 kann dem „Kurbelwellenpositionsrechner“ entsprechen, und der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 kann dem „Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt“ entsprechen. Weiterhin kann der Drehzahlrechner 23 dem „Drehzahlrechner“ entsprechen und der Steuerabschnitt 10a dem „Steuerabschnitt“. Der Kurbelwellenpositionsrechner 20, der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21, der Antriebssignalgenerator 22 und der Drehzahlrechner 23, d. h. der Steuerabschnitt 10a, können alleine durch die Software des Mikrocomputers gebildet werden, alleine durch die Hardware des Mikrocomputers oder durch eine Kombination hiervon.
Der Kurbelwellenpositionsrechner 20 berechnet eine geschätzte Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors 13 auf der Grundlage des Signals vom Drehwinkelsensor 14, welches den Drehwinkel angibt. Eine Riemenscheibe des MG 11 ist über den Riemen 12 mechanisch mit einer Riemenscheibe seitens des Verbrennungsmotors 13 verbunden, welche zusammen mit der Kurbelwelle dreht. Folglich kann die geschätzte Kurbelwellenposition unter Verwendung eines Riemenscheibenübersetzungsverhältnisses berechnet werden. Es sei festzuhalten, dass der Durchmesser ip der Riemenscheibe seitens des MG 11 kleiner als der Durchmesser ep der Riemenscheibe seitens des Verbrennungsmotors 13 ist und das Kurbelwellenübersetzungsverhältnis als „ip/ep“ definiert ist. Der Kurbelwellenpositionsrechner 20 berechnet die geschätzte Kurbelwellenposition durch Multiplikation des Riemenscheibenverhältnisses mit der Drehzahl, welche vom Drehwinkelsensor 14 erhalten wird.
Weiterhin führt der Kurbelwellenpositionsrechner 20 eine Synchronisierungs- oder Synchronverarbeitung durch, wenn der Verbrennungsmotor 13 steht. Bei der Synchronverarbeitung erhält der Kurbelwellenpositionsrechner 20 die Kurbelwellenposition von der Motor-ECU 15 und passt den Drehwinkel des MG 11, erhalten vom Drehwinkelsensor 14, an die erhaltene Kurbelwellenposition an. Mit anderen Worten, der Drehwinkel des MG 11 wird mit der erhaltenen Kurbelwellenposition synchronisiert. Diese Synchronverarbeitung oder -berechnung kann durchgeführt werden, wenn der Verbrennungsmotor 13 gestoppt ist und der MG 11 gestoppt ist (d. h. zu einer Zeitdauer T0 gemäß nachfolgender Beschreibung) oder wenn der Motorsteuervorrichtung 13 gestoppt ist und der MG 11 dreht (d. h. zu einer Zeitdauer T1 gemäß nachfolgender Beschreibung). Mit anderen Worten, die Synchronverarbeitung kann wenigstens vor dem Anlassen des Verbrennungsmotors 13 durchgeführt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Synchronverarbeitung durchgeführt, wenn sowohl der Verbrennungsmotor 13 als auch der MG 11 gestoppt sind.
Wie oben beschrieben, speichert die Motor-ECU 15 die Kurbelwellenposition zu dem Zeitpunkt, zu dem der Verbrennungsmotor 13 gestoppt ist. Der Kurbelwellenpositionsrechner 20 erhält die Kurbelwellenposition von der Motor-ECU 15 zu dem Zeitpunkt, zu dem der Verbrennungsmotor 13 gestoppt ist. Dann passt der Kurbelwellenpositionsrechner 20 den Drehwinkel (die Drehposition) von dem Drehwinkelsensor 14 zu dem Zeitpunkt, zu dem der Verbrennungsmotor 13 gestoppt war, an die Kurbelwellenposition an. Das heißt, der Kurbelwellenpositionsrechner 20 erkennt die Kurbelwellenposition. Dann setzt der Kurbelwellenpositionsrechner 20 einen Wert entsprechend der erkannten Kurbelwellenposition in einem Zähler (nicht gezeigt) und aktualisiert nachfolgend den Wert in dem Zähler auf der Grundlage des Signals vom Drehwinkelsensor 14. Der Kurbelwellenpositionsrechner 20 berechnet die neueste oder aktuellste geschätzte Kurbelwellenposition unter Verwendung des Zählwerts im Zähler.
Der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 setzt ein Unterstützungsdrehmoment des MG 11 auf der Grundlage der geschätzten Kurbelwellenposition, welche nach der Synchronverarbeitung berechnet wurde. Um die Drehmomentpulsation des Verbrennungsmotors zu verringern, die erzeugt wird, wenn der Verbrennungsmotor 13 angelassen wird, setzt der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 das Unterstützungsdrehmoment derart, dass die Drehmomentunterstützung bei den lokalen oder örtlichen Minimumwerten der Drehmomentpulsation des Verbrennungsmotors bereitgestellt wird (siehe 2). Eine geschätzte Drehzahl, welche vom Drehzahlrechner 23 berechnet worden ist, wird dem Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 eingegeben.
Die Art und Weise der Festlegung für das Unterstützungsdrehmoment unterliegt keinen konkreten Einschränkungen. Als ein Beispiel speichert der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 ein Datenfeld oder eine Datentabelle, in dem oder in der entsprechende Beziehungen zwischen der Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors 13 und dem Unterstützungsdrehmoment angegeben sind. Der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 setzt unter Verwendung dieser Daten das Unterstützungsdrehmoment anhand der geschätzten Kurbelwellenposition, welche nach der Synchronverarbeitung berechnet wurde. Alternativ kann das Unterstützungsdrehmoment unter Verwendung einer bestimmten Funktion und nicht der Datentabelle aus der geschätzten Kurbelwellenposition heraus festgelegt werden. Weiterhin kann alternativ der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 eine Anzahl von Parametern, beispielsweise die Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors 13 und Vibrationseigenschaften des Verbrennungsmotors 13, erlangen und dann das Unterstützungsdrehmoment aus diesen Werten und der geschätzten Kurbelwellenposition berechnen.
Der Antriebssignalgenerator 22 erzeugt ein Antriebs- oder Treibersignal zum Steuern des MG 11, um diesen als Motor zu betreiben, und gibt dieses Antriebssignal an den MG 11 aus. Wenn der Antriebssignalgenerator 22 den Start- oder Anlassbefehl für den Verbrennungsmotor 13 erhält, erzeugt der Antriebssignalgenerator 22 das Antriebssignal, um ein bestimmtes Drehmomentmuster zu erzeugen. Aufgrund des Antriebssignals beginnt der MG 11 zu drehen und der Verbrennungsmotor 13 beginnt zu laufen. Wenn weiterhin der Antriebssignalgenerator 22 das Unterstützungsdrehmoment von dem Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 erhält, erzeugt der Antriebssignalgenerator 22 ein Antriebssignal derart, dass das Drehmoment einen Gesamtwert aus vorbestimmtem Drehmomentmuster und Unterstützungsdrehmoment hat. Alternativ kann das Unterstützungsdrehmoment dem Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 nur während der Zeitdauer eingegeben werden, welche zwischen Start des Verbrennungsmotors 13 und Erreichen eines Leerlaufzustands durch den Verbrennungsmotor 13 liegt, und wenn das Unterstützungsdrehmoment dem Antriebssignalgenerator 22 eingegeben wird, kann der Antriebssignalgenerator 22 das Antriebssignal anstelle des bestimmten Drehmomentmusters gemäß dem Unterstützungsdrehmoment erzeugen.
Der Drehzahlrechner 23 berechnet die geschätzte Drehzahl des Verbrennungsmotors 13 auf der Grundlage des Signals vom Drehwinkelsensor 14, welches den Drehwinkel angibt, und gibt die geschätzte Drehzahl an den Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 aus. Genauer gesagt, der Drehzahlrechner 23 berechnet die Drehzahl des MG 11 aus dem Drehwinkel pro Zeiteinheit und berechnet dann die geschätzte Drehzahl des Verbrennungsmotors 13 durch Multiplikation der berechneten Drehzahl mit dem oben genannten Riemenscheibenverhältnis. Alternativ kann der Drehzahlrechner 23 die geschätzte Kurbelwellenposition vom Kurbelwellenpositionsrechner 20 und nicht vom Drehwinkelsensor 14 ermitteln und die geschätzte Drehzahl berechnen.
2 zeigt die Drehmomentänderung des Verbrennungsmotors über die Zeit hinweg, wenn der Verbrennungsmotor 13 angelassen wird. Eine gestrichelte Linie in 2 zeigt ein kombiniertes Drehmoment nach der Drehmomentunterstützung.
Die Zeitperiode T0 ist eine Zeitperiode, während der der Verbrennungsmotor 13 gestoppt ist und der MG 11 nicht arbeitet. In der Zeitperiode T0 wird der Anlassbefehl für den Verbrennungsmotor 13 von der Motor-ECU 15 der elektrischen Steuervorrichtung 10 eingegeben. Sodann führt der Kurbelwellenpositionsrechner 20 die Synchronverarbeitung oder Synchronisationsberechnung durch.
Die Zeitperiode T1 ist eine Zeitperiode, nachdem der MG 11 als Motor zu drehen begonnen hat, bis der Verbrennungsmotor 13 seinen Betrieb aufnimmt. Das Drehmoment vom MG 11 wird über den Riemen 12 an den Verbrennungsmotor 13 übertragen und das Drehmoment des Verbrennungsmotors 13 beginnt anzusteigen.
Die Zeitperiode T2 ist eine Zeitperiode, nachdem der Verbrennungsmotor 13 zu laufen begonnen hat, bis der Verbrennungsmotor 13 den Leerlaufzustand erreicht (Zeitperiode T3). Da der Verbrennungsmotor 13 zum Zeitpunkt seines Anlassens oder Starts eine sehr niedrige Drehzahl hat, wird die Drehmomentpulsation des Verbrennungsmotors hoch, wie in 2 gezeigt. In der vorliegenden Ausführungsform wird diese Drehmomentpulsation oder -schwankung des Verbrennungsmotors verringert, wie durch das kombinierte Drehmoment gemäß der gestrichelten Linie in 2 gezeigt, indem die Drehmomentunterstützung (d. h. Drehmomenthinzufügung) an den örtlichen Minimumwerten der Drehmomentpulsation durchgeführt wird.
Nachfolgend wird anhand von 3 die Drehmomentunterstützungssteuerung beschrieben, welche von elektrischen Steuervorrichtung 10 durchgeführt wird. Die elektrische Steuervorrichtung 10 führt die nachfolgend beschriebenen Berechnungen und Verarbeitungen durch, wenn von der Motor-ECU 15 der Startbefehl für den Verbrennungsmotor 13 empfangen wird.
Zu Beginn ermittelt der Kurbelwellenpositionsrechner 20 die Kurbelwellenposition von der Motor-ECU 15 (Schritt S10). Sodann wird die Synchronverarbeitung durchgeführt (Schritt S11), um den momentanen Drehwinkel (d. h. die Drehposition) des MG 11 an die erhaltene Kurbelwellenposition anzupassen. Auf diese Weise werden bei der vorliegenden Ausführungsform die Schritte S10 und S11 während der Zeitperiode T0 durchgeführt. Da der Verbrennungsmotor 13 und der MG 11 während der Zeitperiode T0 gestoppt sind, besteht keine Notwendigkeit, eine Kommunikationsverzögerung der Kurbelwellenposition von der Motor-ECU 15 zu berücksichtigen. Es sei festzuhalten, dass, obgleich die Synchronverarbeitung während der Zeitperiode T1 durchgeführt werden könnte, nachdem der MG 11 zu drehen begonnen hat, eine Differenz zwischen der Kurbelwellenposition vom Kurbelwellenpositionsrechner 20 und der Kurbelwellenposition von der Motor-ECU 15 zum Zeitpunkt der Synchronverarbeitung erzeugt wird, da der Verbrennungsmotor 13 aufgrund des Drehmoments vom MG 11 beträchtlich dreht. Daher wird die Synchronverarbeitung bevorzugt durchgeführt, solange der Verbrennungsmotor 13 und der MG 11 gestoppt sind.
Nachfolgend erzeugt der Antriebssignalgenerator 22 ein Antriebs- oder Treibersignal derart, dass das Drehmoment zum vorbestimmten Drehmomentmuster wird, und der MG 11 beginnt als Motor zu drehen (Schritt S12). Die Zeitdauer, nachdem der MG 11 zu drehen begonnen hat, ist die Zeitdauer oder Zeitperiode T1. Es sei festzuhalten, dass der Prozess bei Schritt S12 vor den Prozessen der Schritte S10 und S11 durchgeführt werden kann, solange die Prozesse der Schritte S10 und S11 durchgeführt werden, wenn der Verbrennungsmotor 13 gestoppt ist.
Nachfolgend erhält der Drehzahlrechner 23 ein Signal vom Drehwinkelsensor 14, berechnet die geschätzte Drehzahl des Verbrennungsmotors 13 und gibt die geschätzte Drehzahl an den Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 aus (Schritt S13). Der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 bestimmt, ob die geschätzte Drehzahl, welche vom Drehzahlrechner 23 erhalten worden ist, eine Drehzahl während einer Verbrennungsmotorstartperiode anzeigt (d. h. der oben beschriebenen Zeitperiode T2). Die Verbrennungsmotorstartperiode ist als Zeitperiode zwischen dem Starten oder Anlassen des Verbrennungsmotors und dem Erreichen des Leerlaufzustands durch den Verbrennungsmotor definiert (Schritt S14). Der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 bestimmt, ob es sich um die Zeitperiode T1 handelt, indem die geschätzte Drehzahl mit einer Untergrenze (z. B. 200 Upm) verglichen wird, was ein Wert zur Bestimmung ist, ob der Verbrennungsmotor 13 abgewürgt wurde, d. h. steht. Weiterhin bestimmt der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21, ob es sich um die Zeitperiode T3 handelt, indem die geschätzte Drehzahl mit einer Obergrenze (z. B. 700 Upm) verglichen wird, was ein Wert zur Bestimmung ist, ob der Verbrennungsmotor 13 im Leerlaufzustand ist. Weiterhin bestimmt der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21, dass es sich um die Zeitperiode T2 handelt, wenn die geschätzte Drehzahl größer als die Untergrenze und kleiner als der obere Wert ist.
Im Schritt S12, unmittelbar nachdem der MG zu drehen begonnen hat, ist die geschätzte Drehzahl unter der Untergrenze. Somit bestimmt beim Schritt S14 der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21, dass die geschätzte Drehzahl nicht innerhalb eines Bereichs der Untergrenze und der Obergrenze ist. Somit setzt der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 0 Nm als Unterstützungsdrehmoment (Schritt S15). Von daher wird im Wesentlichen kein Drehmoment dem vorbestimmten Drehmomentmuster hinzuaddiert.
Nach Schritt S15 bestimmt der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21, ob die geschätzte Drehzahl, die im Schritt S13 berechnet worden ist, gleich oder größer als die Obergrenze ist (Schritt S16). Wenn die geschätzte Drehzahl niedriger als die Obergrenze ist, kehrt der Ablauf zu S13 und den nachfolgenden Schritten zurück.
Wenn die Drehzahl des MG 11 ansteigt und bei Schritt S14 bestimmt wird, dass die geschätzte Drehzahl innerhalb des Bereichs zwischen Untergrenze und Obergrenze ist, d. h. während der Zeitperiode T2, erlangt der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 die momentan geschätzte Kurbelwellenposition vom Kurbelwellenpositionsrechner 20 (Schritt S17). Sodann setzt der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 das Unterstützungsdrehmoment auf der Grundlage der geschätzten Kurbelwellenposition (Schritt S18). Daher erzeugt der Antriebssignalgenerator 22 ein Antriebssignal derart, dass das Drehmoment einen Gesamtwert aus vorbestimmtem Drehmomentmuster und Unterstützungsdrehmoment hat. Folglich erfolgt gemäß 2 die Drehmomentunterstützung an den örtlichen Minimumwerten der Drehmomentpulsation des Verbrennungsmotors. Bei Schritt S18 kehrt der Ablauf zu S13 zurück und die daran sich anschließenden Schritte werden wieder durchgeführt.
Wenn die Drehzahl des MG 11 weiter ansteigt und wenn die geschätzte Drehzahl die Obergrenze übersteigt, bestimmt der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21, dass die geschätzte Drehzahl nicht innerhalb des Bereichs zwischen Untergrenze und Obergrenze liegt (Schritt S14), und führt Schritt S15 durch. Das heißt, der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 setzt 0 Nm als Unterstützungsdrehmoment.
Nach Schritt S15 bestimmt der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21, dass die geschätzte Drehzahl gleich oder größer als die Obergrenze ist (Schritt S16), und gibt ein Signal zum Stoppen der Drehung des MG 11 an den Antriebssignalgenerator 22 (Schritt S19). Sodann endet die Serie von Prozessen.
Es sei festzuhalten, dass der obige Ablauf im Schritt S15 weggelassen werden kann, wenn der Antriebssignalgenerator 22 ein Antriebssignal gemäß dem Unterstützungsdrehmoment erzeugt, welches ihm eingegeben wurde, anstelle des vorbestimmten Drehmomentmusters.
Nachfolgend werden die mit der elektrischen Steuervorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform erhaltbaren Effekte beschrieben.
Bei der vorliegenden Ausführungsform steuert die elektrische Steuervorrichtung 10 den MG 11, der die Funktion eines Motors hat. Wenn der Verbrennungsmotor 13 angelassen wird, führt die elektrische Steuervorrichtung 10, d. h. der Steuerabschnitt 10a, eine Drehmomentunterstützung an den örtlichen Minimumwerten der Drehmomentpulsation des Verbrennungsmotors durch, indem der MG 11 als Generator gesteuert wird. Genauer gesagt, die elektrische Steuervorrichtung 10 addiert ein Drehmoment zu dem örtlichen Minimumwert, um die Differenz zwischen dem örtlichen Maximumwert und dem örtlichen Minimumwert der Drehmomentpulsation oder -schwankung des Verbrennungsmotors zu verringern oder sogar zu beseitigen. Damit lassen sich starke Drehmomentpulsationen oder -stöße des Verbrennungsmotors unterdrücken, die ansonsten beim Anlassen des Verbrennungsmotors 13 erzeugt werden würden.
Weiterhin führt die elektrische Steuervorrichtung 10 eine Drehmomentunterstützung bei den örtlichen Minimumwerten der Drehmomentpulsationen des Verbrennungsmotors durch, indem der MG 11 so gesteuert wird, dass er als Motor arbeitet. Damit ist es möglich, einen Anstieg der Zeit zu verringern, welche der Verbrennungsmotor 13 benötigt, um einen Leerlaufzustand zu erreichen, wobei die Drehmomentpulsationen des Verbrennungsmotors unterdrückt sind, verglichen zu einem Fall, bei dem die örtlichen Maximumwerte der Drehmomentpulsationen des Verbrennungsmotors lediglich verringert werden, indem der MG 11 so gesteuert wird, dass er als Generator arbeitet.
Es sei festzuhalten, dass das Festsetzen des Unterstützungsdrehmoments auch möglich ist, indem eine Kurbelwellenposition verwendet wird, welche über eine Kommunikation von der Motor-ECU 15 erhalten wird. Jedoch wird bei der vorliegenden Ausführungsform die geschätzte Kurbelwellenposition auf der Grundlage des Signals berechnet, welches den Drehwinkel des MG 11 angibt, der von dem Drehwinkelsensor 14 erkannt wurde, und dann wird ein Drehmomentunterstützungsbetrag auf der Grundlage der geschätzten Kurbelwellenposition festgesetzt, welche berechnet wurde. Damit besteht keine Notwendigkeit, eine Kommunikationsverzögerung zwischen der Motor-ECU 15 und der elektrischen Steuervorrichtung 10 mit zu berücksichtigen, so dass die Drehmomentunterstützung mit hoher Lagegenauigkeit durchgeführt werden kann.
Wenn weiterhin der Verbrennungsmotor 13 im Stoppzustand ist, führt die elektrische Steuervorrichtung 10 die Synchronverarbeitung oder Synchronisationsberechnung durch, indem der Drehwinkel des MG 11 an die Kurbelwellenposition angepasst wird, die von der Motor-ECU 15 erhalten wird. Da der Verbrennungsmotor 13 aufgrund eines Stopps des MG 11 vollständig steht oder der Verbrennungsmotor 13 aufgrund eines Drehmoments vom MG 11 mit niedriger Drehzahl arbeitet, kann die geschätzte Kurbelwellenposition mit Genauigkeit erhalten werden, auch wenn beispielsweise Rutsch im Übertragungsriemen vorliegt, verglichen zu einem Fall, bei dem die Synchronverarbeitung durchgeführt wird, nachdem der Verbrennungsmotor 13 angesprungen ist. Insbesondere da die Synchronverarbeitung durchgeführt wird, wenn Verbrennungsmotor 13 und MG 11 gestoppt sind, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, kann die geschätzte Kurbelwellenposition noch genauer erhalten werden.
Der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 speichert das Datenfeld oder die Datentabelle mit der Beziehung zwischen der Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors 13 und dem Unterstützungsdrehmoment, und der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 setzt unter Verwendung dieser Daten das Unterstützungsdrehmoment anhand der geschätzten Kurbelwellenposition nach der Synchronverarbeitung oder Synchronisationsberechnung. Auf diese Weise kann durch Abfragen des Datenfelds oder der Datentabelle die Rechenlast für den Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 während des Festsetzens des Unterstützungsdrehmoments verringert werden. Weiterhin kann die Festsetzzeit verkürzt werden, so dass die Drehmomentunterstützung mit hoher Positionsgenauigkeit durchgeführt werden kann.
<Zweite Ausführungsform>
Bei der zweiten Ausführungsform ist eine Beschreibung gleicher Teile wie in der elektrischen Steuervorrichtung 10 der ersten Ausführungsform weggelassen.
Wie in 4 gezeigt, enthält die elektrische Steuervorrichtung 10 gemäß dieser Ausführungsform weiterhin einen Abweichungsbetragrechner 24. Wie im Fall des Kurbelwellenpositionsrechner 20 etc kann der Abweichungsbetragrechner 24 alleine durch Software, alleine durch Hardware oder durch eine Kombination hieraus realisiert werden.
Der Abweichungsbetragrechner 24 berechnet einen Abweichungsbetrag zwischen einer Drehzahl des Verbrennungsmotors 13, welche von der Motor-ECU 15 erhalten wird, und der geschätzten Drehzahl, welche vom Drehzahlrechner 23 berechnet wird. Wenn der Abweichungsbetrag größer als ein bestimmter Schwellenwert ist, gibt der Abweichungsbetragrechner 24 ein Signal zur Korrektur des Abweichungsbetrags an den Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 aus.
Wenn der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 das Signal zur Korrektur des Abweichungsbetrags vom Abweichungsbetragrechner 24 erhält, setzt der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 das Unterstützungsdrehmoment zur Korrektur des Abweichungsbetrags bei nachfolgenden Startvorgängen des Verbrennungsmotors 13. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Korrekturbetrag für das Drehmoment auf der Grundlage des Abweichungsbetrags gesetzt und der Korrekturbetrag wird dem Unterstützungsdrehmoment hinzuaddiert, welches auf der Grundlage der geschätzten Kurbelwellenposition festgesetzt wurde, und dann wird das aufaddierte Drehmoment als Gesamtunterstützungsdrehmoment an den Antriebssignalgenerator 22 ausgegeben.
Nachfolgend wird eine Drehmomentunterstützungssteuerung durch die elektrische Steuervorrichtung 10 anhand der 5 und 6 beschrieben. Die Schritte S10 bis S19 in 5 sind gleich wie diejenigen in 3 der ersten Ausführungsform.
Wenn die geschätzte Drehzahl innerhalb eines Bereichs zwischen dem unteren Wert und dem oberen Wert liegt, erlangt der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 die geschätzte Kurbelwellenposition (Schritt S17) und setzt das Unterstützungsdrehmoment auf der Grundlage der geschätzten Kurbelwellenposition (Schritt S18).
Nach dem Schritt S18 führt der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 eine Korrekturverarbeitung durch, wie in 5 gezeigt (Schritt S20). Wenn ein Korrekturbetrag für das Drehmoment im Schritt S20 gesetzt worden ist, addiert der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 den Korrekturbetrag zu dem im Schritt S18 gesetzten Unterstützungsdrehmoment und gibt das aufaddierte Drehmoment als gesamtes Unterstützungsdrehmoment an den Antriebssignalgenerator 22 aus. Nach dem Schritt S20 kehrt der Prozess zum Schritt S13 zurück und die nachfolgenden Schritte werden erneut durchgeführt.
Nachfolgend wird die Korrekturverarbeitung vom Schritt S20 beschrieben. Wie in 6 gezeigt, erhält der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 eine Drehzahl des Verbrennungsmotors von der Motor-ECU 15 (Schritt S21) und erhält die geschätzte Drehzahl vom Drehzahlrechner 23 (Schritt S22). Dann berechnet im Schritt S23 der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 einen Abweichungsbetrag zwischen der Drehzahl des Verbrennungsmotors und der geschätzten Drehzahl aus den Schritten S21 bzw. S22.
Wenn sich Eigenschaften des Riemens 12 aufgrund beispielsweise längerfristiger Abnutzung ändern, kann eine Abweichung zwischen der geschätzten Drehzahl und der tatsächlichen Drehzahl des Verbrennungsmotors groß werden. Daher bestimmt der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21, ob der im Schritt S23 berechnete Abweichungsbetrag größer als der bestimmte Schwellenwert ist (Schritt S24).
Wenn der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 im Schritt S24 bestimmt, dass der Abweichungsbetrag größer als der bestimmte Schwellenwert ist, setzt der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 einen Korrekturbetrag für das Drehmoment, um den Abweichungsbetrag auszukorrigieren (Schritt S25). Beispielsweise speichert bei der vorliegenden Ausführungsform der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 ein Datenfeld oder eine Datentabelle, welches oder welche eine entsprechende Beziehung zwischen geschätzter Drehzahl, Abweichungsbetrag und Korrekturbetrag für das Drehmoment angibt, wie in 7 gezeigt. Dann setzt der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 unter Verwendung dieser Daten den Korrekturbetrag auf der Grundlage der geschätzten Drehzahl und des Abweichungsbetrags. Weiterhin speichert der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 den Abweichungsbetrag jedes Mal dann, wenn der Abweichungsbetrag berechnet wird. Das heißt, der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 speichert alle Abweichungsbeträge, welche früher berechnet worden sind. Der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 setzt den Korrekturbetrag auf der Grundlage des gesamten Abweichungsbetrags, der berechnet wird durch Addition aller gespeicherten Abweichungsbeträge, welche vorher berechnet wurden, zu dem Abweichungsbetrag, der momentan berechnet worden ist. Wenn beispielsweise die vorherige Abweichung 10 Upm betrug und die momentane Abweichung 20 Upm, ist der gesamte Abweichungsbetrag 30 Upm. Wenn die geschätzte Drehzahl 200 Upm beträgt, setzt der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 Z (2, 3) als Korrekturbetrag auf der Grundlage des Abweichungsbetrags von 30 Upm. Wenn der Korrekturbetrag bei Schritt S25 gesetzt worden ist, endet die Korrekturverarbeitung. Wenn weiterhin der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 bestimmt, dass der Abweichungsbetrag gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist (Schritt S24), wird die Korrekturverarbeitung beendet, ohne dass ein Korrekturbetrag gesetzt wird.
Nachfolgend werden die Effekte beschrieben, welche mit der elektrischen Steuervorrichtung 10 dieser Ausführungsform erzielbar sind.
Wenn bei dieser Ausführungsform die Eigenschaften des Riemens 12 sich aufgrund einer sich über die Zeit hinweg ergebenden Abnutzung oder dergleichen ändern und der Unterschied zwischen der Drehzahl des Verbrennungsmotors und der geschätzten Drehzahl auftritt, kann das Unterstützungsdrehmoment korrigiert werden, um die Abweichung der Drehzahl zu verringern. Somit lassen sich Drehmomentpulsationen oder -schwankungen des Verbrennungsmotors unterdrücken, auch wenn sich die Eigenschaften des Riemens 12 ändern.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Abweichung der Drehzahl aufgrund einer Eigenschaftsänderung des Riemens 12 oder aufgrund anderer Einflüsse dadurch korrigiert, dass das Unterstützungsdrehmoment korrigiert wird. Wenn alternativ ein automatischer Spanner vorliegt, der eine Zugkraft oder Spannung auf den Riemen 12 aufbringt, kann die Abweichung der Drehzahl auch durch diesen automatischen Spanner korrigiert werden. Insbesondere steuert die elektrische Steuervorrichtung 10 den Betrieb des MG 11 auf der Grundlage eines Startbefehls für den Verbrennungsmotor 13 von der Motor-ECU 15. In diesem Fall wird in dem Riemen 12 eine gewisse Lockerheit erzeugt, indem der MG 11 so gesteuert wird, dass er ein Drehmoment in einer Richtung entgegengesetzt zur Anlassrichtung des Verbrennungsmotors 13 erzeugt, und dann wird diese Lockerheit durch den automatischen Spanner beseitigt. Nach diesem Prozess wird der MG 11 so gesteuert, dass er als Motor arbeitet, um ein Drehmoment in Anlassrichtung des Verbrennungsmotors 13 zu erzeugen, und dann nimmt der Verbrennungsmotor 13 seinen Betrieb auf.
Obgleich bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese exemplarischen Ausführungsformen beschränkt, und eine Vielzahl von Abwandlungen ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich.
Die elektrische Steuervorrichtung 10 und die Motor-ECU 15 können als eine Motordrehmomentpulsationsunterdrückungsvorrichtung vorgesehen sein. Weiterhin kann diese Motordrehmomentpulsationsunterdrückungsvorrichtung den Drehwinkelsensor 14 enthalten. Weiterhin kann die Motordrehmomentpulsationsunterdrückungsvorrichtung den MG 11, den Kurbelwinkelsensor 16, den Nockenwinkelsensor 17 etc. enthalten.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die elektrische Steuervorrichtung separat von der Motor-ECU 15 vorgesehen. Jedoch können die Motor-ECU 15 und die elektrische Steuervorrichtung 10 zu einer einzelnen gemeinsamen elektrischen Steuervorrichtung zusammengefasst werden.
Das Unterstützungsdrehmoment kann unter Verwendung der Kurbelwellenposition festgesetzt werden, welche von der elektrischen Steuervorrichtung 10 über eine entsprechende Kommunikation (Datenbus) erhalten wird. In diesem Fall wird der Kurbelwellenpositionsrechner 20 weggelassen. Jedoch wird, wie oben beschrieben, die geschätzte Kurbelwellenposition bevorzugt verwendet.
Es kann auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors, welche von der Motor-ECU 15 über eine Kommunikationsleitung erhalten wird, bestimmt werden, ob die Verbrennungsmotoranlassperiode vorliegt (Zeitperiode T2). In diesem Fall kann der Drehzahlrechner 23 der ersten Ausführungsform weggelassen werden. Mit Blick auf eine mögliche Kommunikationsverzögerung ist es jedoch bevorzugt, die geschätzte Drehzahl zu verwenden.
In der oben beschrieben Ausführungsform hat der Antriebssignalgenerator 22 das bestimmte Drehmomentmuster, und wenn der Antriebssignalgenerator 22 den Startbefehl für den Verbrennungsmotor 13 erhält, erzeugt der Antriebssignalgenerator 22 ein Antriebs- oder Treibersignal, um das bestimmte Drehmomentmuster zu erzeugen. Jedoch kann auch der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 das bestimmte Drehmomentmuster enthalten, und wenn der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 einen Startbefehl für den Verbrennungsmotor 13 erhält, kann der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt 21 dieses bestimmte Drehmomentmuster ausgeben und dann kann der Antriebssignalgenerator 22 ein Antriebs- oder Treibersignal erzeugen.
In der obigen Ausführungsform wurde ein ISG mit der Funktion als Generator (Wechselrichter) und der Funktion als Motor (Anlassmotor) zum Anlassen des Verbrennungsmotors 13 als ein Beispiel eines MG 11 beschrieben. Jedoch kann der MG 11 weiterhin eine Funktion zusätzlich zu den obigen Funktionen haben, um eine Drehmomentunterstützung während eines Leerlaufbetriebs oder im Fahrbetrieb zu liefern.
Beschrieben wurde insoweit zusammenfassend eine elektrische Steuervorrichtung, welche einen Motor-Generator, der die Funktion als Generator hat, welcher über einen Riemen von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird und Elektrizität erzeugt, und die Funktion als Motor hat, der den Verbrennungsmotor über den Riemen anlässt, derart steuert, dass Drehmomentpulsationen des Verbrennungsmotors, welche beim Anlassen des Verbrennungsmotors erzeugt werden, dadurch vermindert oder aufgehoben werden, dass der Motor-Generator als Motor so arbeitet, dass er bei einem örtlichen Minimumwert der Drehmomentpulsation des Verbrennungsmotors ein Unterstützungsdrehmoment liefert.

Claims

Elektrische Steuervorrichtung zur Steuerung eines Motor-Generators (11), der die Funktion als Generator hat, welcher über einen Riemen (12) von einem Verbrennungsmotor (13) angetrieben wird und Elektrizität erzeugt, und die Funktion als Motor hat, der den Verbrennungsmotor über den Riemen anlässt, wobei die elektrische Steuervorrichtung Drehmomentpulsationen des Verbrennungsmotors, welche beim Anlassen des Verbrennungsmotors erzeugt werden, dadurch verringert, dass der Motor-Generator derart gesteuert wird, dass er als Motor arbeitet, um bei einem örtlichen Minimumwert der Drehmomentpulsation des Verbrennungsmotors ein Unterstützungsdrehmoment zu liefern, wobei die elektrische Steuervorrichtung in Übertragungsverbindung mit einer Motorsteuervorrichtung (15) ist, welche den Betrieb des Verbrennungsmotors steuert, und die elektrische Steuervorrichtung ein Signal von einem Drehwinkelsensor (14) empfängt, welches einen Drehwinkel des Motor-Generators angibt, wobei die elektrische Steuervorrichtung weiterhin aufweist: einen Kurbelwellenpositionsrechner (20), der eine geschätzte Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors auf der Grundlage des Signals berechnet, welches den Drehwinkel des Motor-Generators angibt, wobei der Kurbelwellenpositionsrechner eine Synchronverarbeitung durchführt, um eine Einstellung des Drehwinkels des Motor-Generators auf Grundlage einer Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors vorzunehmen, welche von der Motorsteuervorrichtung erhalten wird, wenn der Verbrennungsmotor gestoppt ist; und einen Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt (21), der das Unterstützungsdrehmoment des Motor-Generators auf der Grundlage der geschätzten Kurbelwellenposition setzt, welche nach der Synchronverarbeitung berechnet wird, und die Motorsteuervorrichtung so konfiguriert ist, dass sie die Kurbelwellenposition zum Zeitpunkt des Stoppens des Verbrennungsmotors fortlaufend speichert, ohne den Wert zurückzusetzen, auch wenn der Verbrennungsmotor gestoppt wird.
Elektrische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt ein Datenfeld speichert, welches entsprechende Beziehungen zwischen der Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors und dem Unterstützungsdrehmoment angibt, wobei der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt unter Verwendung des Datenfelds das Unterstützungsdrehmoment auf der Grundlage der geschätzten Kurbelwellenposition festsetzt, welche nach der Synchronverarbeitung berechnet wird.
Elektrische Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin aufweisend einen Drehzahlrechner (23), der eine geschätzte Drehzahl des Verbrennungsmotors auf der Grundlage des Signals vom Drehwinkelsensor berechnet, und einen Abweichungsbetragrechner (24), der während der Drehmomentunterstützung einen Abweichungsbetrag zwischen einer Drehzahl des Verbrennungsmotors, erhalten von der Motorsteuervorrichtung, und der geschätzten Drehzahl berechnet, welche von dem Drehzahlrechner berechnet wird, wobei der Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt das Unterstützungsdrehmoment setzt, um den Abweichungsbetrag bei nachfolgenden Anlassvorgängen des Verbrennungsmotors zu korrigieren, wenn der Abweichungsbetrag größer als ein bestimmter Wert ist.
Elektrische Steuervorrichtung zur Steuerung eines Motor-Generators (11), der die Funktion als Generator hat, welcher über einen Riemen (12) von einem Verbrennungsmotor (13) angetrieben wird und Elektrizität erzeugt, und die Funktion als Motor hat, der den Verbrennungsmotor über den Riemen anlässt, wobei die elektrische Steuervorrichtung aufweist: Einen Steuerabschnitt (10a), der Drehmomentpulsationen des Verbrennungsmotors, welche beim Anlassen des Verbrennungsmotors erzeugt werden, dadurch verringert, dass er den Motor-Generator derart steuert, dass dieser als Motor arbeitet, um bei einem örtlichen Minimumwert der Drehmomentpulsation des Verbrennungsmotors ein Unterstützungsdrehmoment zu liefern, wobei die elektrische Steuervorrichtung in Übertragungsverbindung mit einer Motorsteuervorrichtung (15) ist, welche den Betrieb des Verbrennungsmotors steuert, und die elektrische Steuervorrichtung ein Signal von einem Drehwinkelsensor (14) empfängt, welches einen Drehwinkel des Motor-Generators angibt, wobei die elektrische Steuervorrichtung weiterhin aufweist: einen Kurbelwellenpositionsrechner (20), der eine geschätzte Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors auf der Grundlage des Signals berechnet, welches den Drehwinkel des Motor-Generators angibt, wobei der Kurbelwellenpositionsrechner eine Synchronverarbeitung durchführt, um eine Einstellung des Drehwinkels des Mo-tor-Generators auf Grundlage einer Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors vorzunehmen, welche von der Motorsteuervorrichtung erhalten wird, wenn der Verbrennungsmotor gestoppt ist; und einen Unterstützungsdrehmomentsetzabschnitt (21), der das Unterstützungsdrehmoment des Motor-Generators auf der Grundlage der geschätzten Kurbelwellenposition setzt, welche nach der Synchronverarbeitung berechnet wird, und die Motorsteuervorrichtung so konfiguriert ist, dass sie die Kurbelwellenposition zum Zeitpunkt des Stoppens des Verbrennungsmotors fortlaufend speichert, ohne den Wert zurückzusetzen, auch wenn der Verbrennungsmotor gestoppt wird.