DE10119475B4

DE10119475B4 - Brennkraftmaschinensteuerungseinheit für ein Hybridfahrzeug und Verfahren zur Steuerung eines Hybridfahrzeugs

Info

Publication number: DE10119475B4
Application number: DE10119475.7A
Authority: DE
Inventors: Masakiyo Kojima; Osamu Harada; Katsuhiko Yamaguchi; Yukio Kobayashi; Seiji Hino; Akihiro Yamanaka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-04-21
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2015-12-31
Anticipated expiration: 2021-04-21
Also published as: JP2001304004A; FR2808050A1; JP3578044B2; FR2808050B1; US6520160B2; US20010032621A1; DE10119475A1

Abstract

Brennkraftmaschinensteuerungseinheit mit einem Hybridmechanismus, der das Fahrzeug durch wahlweise Verwendung von Leistung der Brennkraftmaschine (1) und Leistung eines elektrischen Motors (2) antreibt, und einer Steuerungseinrichtung (23, 24), die das Fahrzeug mit der Leistung des elektrischen Motors (2) als Hauptantriebsleistung antreibt und den Hybridmechanismus zur Aufwärmung der Brennkraftmaschine (1) steuert, und die den Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) von einem Aufwärmbetriebszustand zu einem Betriebszustand zur Abgabe einer Leistung in Abhängigkeit von einer angeforderten Maschinenausgangsleistung ändert, falls während des Aufwärmens der Brennkraftmaschine (1) ein Beschleunigeröffnungsgrad größer als ein vorbestimmter Öffnungsgrad ist oder eine angeforderte Maschinenausgangsleistung für die Brennkraftmaschine (1) eine vorbestimmte Ausgangsleistung überschreitet, die eine maximale Ausgangsleistung ist, die durch die Brennkraftmaschine (1) in dem Aufwärmbetriebszustand erzeugt werden kann, wobei die Steuerungseinrichtung (23, 24) bestimmt, ob der Beschleunigeröffnungsgrad größer als der vorbestimmte Öffnungsgrad ist (S303, S403), bevor bestimmt wird, ob die angeforderte Maschinenausgangsleistung größer als die vorbestimmte Ausgangsleistung ist (S306, S406).

Description

Die Erfindung betrifft eine Technik zur Steuerung einer Brennkraftmaschine eines Hybridfahrzeugs mit zwei Antriebsquellen, die aus einer Brennkraftmaschine und einem elektrischen Motor bestehen.
In den letzten Jahren wurde ein Hybridfahrzeug entwickelt, das zwei Antriebsquellen aufweist, die aus einer Brennkraftmaschine und einem elektrischen Motor bestehen, um den Kraftstoffverbrauch in der Brennkraftmaschine, Abgas aus der Brennkraftmaschine, Lärm und dergleichen zu verringern. Das vorstehend beschriebene Hybridfahrzeug weist eine Brennkraftmaschine, einen Leistungsgenerator, der mit einem Teil der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine angetrieben wird, eine Batterie zur Akkumulation von durch den Leistungsgenerator erzeugter elektrischen Energie, einen elektrischen Motor, der durch die elektrischer Energie aus dem Leistungsgenerator oder der Batterie anzutreiben ist, sowie einen Antriebsenergieteilungsmechanismus zur wahlweisen Verteilung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschinen auf den Leistungsgenerator und die Räder auf.
In dem Hybridfahrzeug mit einem derartigen Aufbau wird beispielsweise die Übertragung der Ausgangsleistung aus der Brennkraftmaschine zu dem Leistungsgenerator und den Rädern unterbrochen, wenn das Fahrzeug gestoppt wird, oder, wenn der Betrieb der Brennkraftmaschine gestoppt wird, wird die Zufuhr elektrischer Leistung der Batterie und des Leistungsgenerator zu dem elektrischen Motor gestoppt.
In dem vorstehend beschriebenen Hybridfahrzeug wird, wenn das Fahrzeug gestartet wird oder eine niedrige Last aufweist, die Übertragung der Ausgangsleistung aus der Brennkraftmaschine zu dem Leistungsgenerator und den Rädern unterbrochen oder der Betrieb der Brennkraftmaschine gestoppt, während elektrische Leistung aus der Batterie dem elektrischen Motor zugeführt wird. In diesem Fall wird das Hybridfahrzeug lediglich mit der Ausgangsleistung des elektrischen Motors angetrieben, der durch die elektrische Leistung aus der Batterie angetrieben wird.
In dem vorstehend beschriebenen Hybridfahrzeug wird während der normalen Fahrt die Brennkraftmaschine derart gestartet, dass die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschinen sowohl zu dem Leistungsgenerator als auch zu den Rädern übertragen wird, und durch den Leistungsgenerator erzeugte elektrische Leistung wird dem elektrischen Motor zugeführt. In diesem Fall wird das Hybridfahrzeug mit der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine und der Ausgangsleistung des elektrischen Motors angetrieben, der durch die elektrische Energie des Leistungsgenerators angetrieben wird.
In dem vorstehend beschriebenen Hybridfahrzeug wird, wenn eine hohe Last zur Beschleunigung angelegt wird, die Brennkraftmaschine derart gestartet, dass die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine sowohl auf den Leistungsgenerator als auch auf die Räder übertragen wird, und gleichzeitig wird durch den Leistungsgenerator erzeugte elektrische Leistung und elektrische Energie aus der Batterie an den elektrischen Motor angelegt. In diesem Fall wird das Hybridfahrzeug mit der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine und der Ausgangsleistung des elektrischen Motors angetrieben, der mit elektrischer Energie aus dem Leistungsgenerator und der Batterie angetrieben wird.
In dem vorstehend beschriebenen Hybridfahrzeug wird bei Abbremsung oder Verlangsamung des Fahrzeugs die Übertragung der Ausgangsleistung aus der Brennkraftmaschine zu dem Leistungsgenerator und den Rädern unterbrochen oder der Betrieb der Brennkraftmaschine gestoppt, wobei die Rotationskraft der Räder auf den elektrischen Motor übertragen wird. In diesem Fall arbeitet der elektrische Motor als Leistungsgenerator zur Wiedergewinnung der Energie, und die durch den elektrischen Motor wiedergewonnene elektrische Energie wird in die Batterie geladen.
In dem vorstehend beschriebenen Hybridfahrzeug wird, falls die Größe der gespeicherten elektrischen Energie der Batterie unter einem vorbestimmten Wert absinkt, die Brennkraftmaschine gestartet und wird die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine erhöht. Dann wird die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine zu dem Leistungsgenerator übertragen, und die gesamte oder ein Teil der durch den Leistungsgenerator erzeugten elektrischen Leistung wird geladen.
Da die Brennkraftmaschine in dem Hybridfahrzeug effektiv betrieben werden kann, kann eine Verringerung der Kraftstoffverbrauchsrate, die Verringerung des Auslassens von Abgas, Verringerung von Abgas und eine Verringerung von Lärm erreicht werden.
Weiterhin wird in dem vorstehend beschriebenen Hybridfahrzeug, falls die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators oder Abgasreinigungsteils wie eines Luftkraftstoffverhältnis eines Sensors niedriger als eine Aktivierungstemperatur ist, das Fahrzeug mit dem elektrischen Motor als Hauptantriebsquelle gestartet, wobei dann durch Verschlechterung des Nettowärmewirkungsgrades der Brennkraftmaschinen die Wärmemenge des Abgases erhöht wird, so dass der Abgasreinigungsteil aufgewärmt wird oder eine Aufwärmbetriebssteuerung ausgeführt wird.
Jedoch kann, da die vorstehend beschriebene Aufwärmbetriebssteuerung eine Aufwärmung des Abgasreinigungsteils vornimmt, selbst falls eine Beschleunigungsanforderung während der Ausführung der Aufwärmbetriebssteuerung erzeugt wird, die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine nicht erhöht werden. Folglich kann eine gewünschte Fahrzeugantriebsleistung nicht erhalten werden, so dass die Fahrbarkeit verschlechtert werden kann.
Die Druckschrift DE 43 27 882 C1 offenbart ein sogenanntes Sekundärluft-Ersatzsystem und beschreibt insbesondere ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, das außerdem ein Abgassystem mit einem Katalysator aufweist. Dabei wird vorgeschlagen, dass zum schnellen Aufwärmen des Katalysators auf eine entsprechende Temperatur unmittelbar nach Start unabhängig von der Gaspedalstellung ein Mindest-Luftvolumenstrom eingestellt wird und gleichzeitig der Zündzeitpunkt verzögert wird, und dass nach Erreichen einer vorgegebenen Kraftstoffeinspritzmenge die Verzögerung des Zündzeitpunkts zurückgenommen wird und die Einstellung des Mindest-Luftvolumenstroms aufgehoben wird.
Als eine die Erfindung betreffende Technik offenbart die JP H11-173175 A (die der EP 0 922 599 A2 entspricht) eine Brennkraftmaschinensteuerungseinheit für ein Hybridfahrzeug. In der vorstehend beschriebenen Brennkraftmaschinensteuerungseinheit für das Hybridfahrzeug gemäß dieser Veröffentlichung ist ein Hybridmechanismus zum Antrieb des Fahrzeugs durch wahlweise Verwendung der Brennkraftmaschine und des elektrischen Motors derart vorgesehen, dass das Fahrzeug mit dem elektrischen Motor als Hauptantriebsquelle angetrieben wird, wenn die Temperatur des Abgasreinigungsteils niedriger als dessen Aktivierungstemperatur ist, und gleichzeitig die Brennkraftmaschine aufgewärmt wird. Falls nach Aufwärmen der Brennkraftmaschine eine Maschinenausgangsleistung angefordert wird, die höher als eine maximale Ausgangsleistung ist, die durch die Brennkraftmaschine während der Aufwärmung erzeugt werden kann, wird der Betriebszustand der Brennkraftmaschine von dem Aufwärmbetrieb auf einen Betriebszustand entsprechend der angeforderten Maschinenausgangsleistung geändert.
In der vorstehend beschriebenen Brennkraftmaschinensteuerungseinheit für das Hybridfahrzeug wird die angeforderte Maschinenausgangsleistung anhand des Beschleuniger-Öffnungsgrades (Öffnungsgrades einer Beschleunigungsvorgabeeinrichtung (accelerator)) und der Fahrgeschwindigkeit (oder Maschinendrehzahl) des Fahrzeugs als Parameter berechnet.
Somit kann, wenn das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit fährt, selbst falls der Beschleunigeröffnungsgrad zu diesem Zeitpunkt groß ist, die angeforderte Maschinenausgangsleistung gelegentlich unter einer Ausgangsleistung fallen, die durch die Brennkraftmaschinen während des Aufwärmens erzeugt werden kann (die nachstehend als Aufwärmzeitmaschinenausgangsleistung bezeichnet ist).
Daher wird, falls der Beschleunigeröffnungsgrad bei einer langsamen Fahrgeschwindigkeit schnell erhöht wird, wie beispielsweise, wenn das Fahrzeug aus dessen langsamen Fahrzustand beschleunigt wird, geschätzt, dass die angeforderte Maschinenausgangsleistung unter die Aufwärmzeitmaschinenausgangsleistung in einer anfänglichen Phase der Beschleunigung fällt, in der die Fahrzeuggeschwindigkeit absinkt, und dass, falls die Fahrzeuggeschwindigkeit in dem Beschleunigungsprozess zu einem gewissen Ausmaß erhöht wird, die angeforderte Maschinenausgangsleistung über die Aufwärmzeitmaschinenausgangsleistung erhöht wird.
In dem vorstehend beschriebenen Fall wird die Brennkraftmaschine in dem Aufwärmzustand betrieben, bis die angeforderte Maschinenausgangsleistung die Aufwärmzeitmaschinenausgangsleistung überschreitet, und nachdem die angeforderte Maschinenausgangsleistung die Aufwärmzeitmaschinenausgangsleistung überschreitet, wird der Betrieb der Brennkraftmaschine auf einen Betriebszustand eingestellt, der zu der angeforderten Maschinenausgangsleistung passt. Das heißt, dass während der Beschleunigung des Fahrzeugs der Betriebszustand der Brennkraftmaschine von dem Aufwärmbetriebszustand zu dem Betriebszustand geändert wird, der zu der angeforderten Maschinenausgangsleistung passt.
Folglich tritt eine Änderung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine während der Beschleunigung des Fahrzeugs auf, so dass auf Grund der Ausgangsleistungsänderung eine Erschütterung auftreten kann.
Die Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Probleme umgesetzt und stellt eine Technik bereit, durch die eine Unterdrückung eines Auftretens einer Erschütterung während einer Änderung von einem Aufwärmbetriebszustand auf einen Betriebszustand ermöglicht wird, die zu einer angeforderten Maschinenausgangsleistung zu einem Hybridfahrzeug passt, wobei, wenn eine Notwendigkeit zur Aufwärmung eines Abgasreinigungsteils vorhanden ist, ein elektrischer Motor als Hauptantriebsquelle aktiviert wird, während eine Brennkraftmaschine aufgewärmt wird, wodurch die Fahrbarkeit verbessert wird.
Die vorstehend beschriebene Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschinensteuerungseinheit gemäß Patentanspruch 1 und alternativ durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 3 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Eine Brennkraftmaschinensteuerungseinheit für ein Hybridfahrzeug gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung steuert einen Hybridmechanismus derart, dass der elektrische Motor als Hauptantriebsquelle für das Fahrzeug eingesetzt wird, und die Brennkraftmaschine in einem vorbestimmten Zustand aufgewärmt wird und den Aufwärmbetriebszustand der Brennkraftmaschine blockiert, falls die angeforderte Maschinenausgangsleistung für die Brennkraftmaschine eine vorbestimmte Ausgangsleistung überschreitet oder ein Beschleunigungsöffnungsgrad (Öffnungsgerades einer Beschleunigungsvorgabeeinrichtung (accelerator)) einen vorbestimmten Öffnungsgrad überschreitet.
In der Brennkraftmaschinensteuerungseinheit für ein Hybridfahrzeug mit einem derartigen Aufbau treibt der elektrische Motor das Fahrzeug als Hauptantriebsquelle an, wenn die Brennkraftmaschine unter einer vorbestimmten Bedingung aufgewärmt wird.
Falls, wenn sich die Brennkraftmaschine in dem Aufwärmbetriebszustand befindet, die angeforderte Maschinenausgangsleistung für die Brennkraftmaschine eine vorbestimmte Ausgangsleistung überschreitet (beispielsweise eine maximale Ausgangsleistung, die durch eine Brennkraftmaschine in dem Aufwärmbetriebszustand erzeugt werden kann), oder ein Beschleunigeröffnungsgrad einen vorbestimmten Öffnungsgrad überschreitet, wird der Aufwärmbetrieb der Brennkraftmaschine blockiert. Nach der Blockierung kann der Betriebszustand der Brennkraftmaschine von dem Aufwärmbetriebszustand auf einen vorbestimmten Betriebszustand geändert werden.
Das heißt, dass bei der erfindungsgemäßen Steuerungseinheit, falls der Beschleunigeröffnungsgrad den vorbestimmten Öffnungsgrad überschreitet als auch die angeforderte Maschinenausgangsleistung für die Brennkraftmaschine die vorbestimmte Ausgangsleistung überschreitet, wenn sich die Brennkraftmaschine in dem Aufwärmbetriebszustand befindet, der Betriebszustand der Brennkraftmaschine von dem Aufwärmbetriebszustand auf den vorbestimmten Betriebszustand geändert wird. Der hier erwähnte vorbestimmte Betriebszustand bezieht sich auf einen Betriebszustand, der zu der angeforderten Maschinenausgangsleistung passt.
Folglich wird, falls der Beschleunigeröffnungsgrad bei einer langsamen Fahrgeschwindigkeit wie in dem Fall erhöht wird, dass das Fahrzeug aus dessen langsamen Fahrzustand beschleunigt wird, der Betriebszustand der Brennkraftmaschine aus dessen Aufwärmbetriebszustand zu dem vorbestimmten Betriebszustand geändert. Somit wird der Betriebszustand der Brennkraftmaschine während der Beschleunigung des Fahrzeugs nicht geändert.
Weiterhin kann die Steuerungseinheit eine Zeitdauer schätzen, in der der Betriebszustand von dem Aufwärmbetriebszustand zu dem vorbestimmten Betriebzustand geändert werden sollte, und den Betriebszustand der Brennkraftmaschine von dem Aufwärmbetriebszustand zu dem vorbestimmten Betriebszustand allmählich vor der geschätzten Änderungszeitdauer ändern.
In diesem Fall wird die Brennkraftmaschine in dem Aufwärmbetriebszustand allmählich auf den vorbestimmten Betriebszustand unmittelbar vor Erreichen der Änderungszeitdauer umgeschaltet, so dass die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine unmittelbar vor der Änderungszeitdauer allmählich erhöht wird. Daher ist es möglich, die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine mit der vorbestimmten angeforderten Maschinenausgangsleistung in Übereinstimmung zu bringen, während eine plötzliche Änderung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine unterdrückt wird.
Die Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nicht auf die vorstehend beschriebene Steuerungseinheit für das Hybridfahrzeug beschränkt. Andere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind beispielsweise ein Hybridfahrzeug oder ein Hybridsystem, das mit der vorstehend erwähnten Brennkraftmaschinensteuerungseinheit und einem Steuerungsverfahren für die Brennkr1aftmaschine für dasselbe Hybridfahrzeug ausgestattet sind.
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Hybridmechanismus eines Hybridfahrzeugs, bei dem eine Brennkraftmaschinensteuerungseinheit gemäß der Erfindung angewendet wird,
2a und 2b ein Flussdiagramm, das eine Aufwärmzeitmaschinensteuerungsroutine darstellt,
3 ein Flussdiagramm, das eine Hybridsteuerungsroutine während der Zeit eines ersten Aufwärmens darstellt, und
4 ein Flussdiagramm, das eine Hybridsteuerungsroutine zu dem Zeitpunkt eines zweiten Aufwärmens darstellt.
Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Maschinensteuerungseinheit für ein Hybridfahrzeug gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
1 zeigt eine Darstellung, die einen schematischen Aufbau eines in einem Hybridfahrzeug untergebrachten Hybridmechanismus darstellt, bei dem eine Brennkraftmaschinensteuerungseinheit gemäß der Erfindung angewendet wird.
Der in 1 gezeigte Hybridmechanismus enthält zwei Antriebsquellen, das heißt, eine Brennkraftmaschine 1 und einen elektrischen Motor 2 als Motor gemäß der Erfindung.
Die Brennkraftmaschine 1 ist eine wassergekühlte Vier-Takt-Benzin-Brennkraftmaschine mit vier Zylindern. Diese Brennkraftmaschine 1 enthält Zündkerzen 25 derart, dass diese (nicht gezeigte) Verbrennungskammern der jeweiligen Zylinder steuern. Zusätzlich ist ein Kurbelwellenpositionssensor 17 zur Ausgabe eines Impulssignals jedes Mal, wenn eine Kurbelwelle, bei der es sich um eine Maschinenausgangswelle handelt, um einen vorbestimmten Winkel (beispielsweise 10°C Kurbelwellenwinkel (CA, crank angel)) gedreht wird, vorgesehen, und ein Wassertemperatursensor 18 ist zur Ausgabe eines elektrischen Signals entsprechend der Temperatur von durch eine in der Brennkraftmaschine 1 ausgebildeten Wassermantel fließenden Kühlwassers vorgesehen.
Aus vier Verzweigungsrohren zusammengesetzte Ansaugverzweigungsrohre 20 sind mit der Brennkraftmaschine 1 verbunden. Jede der Ansaugverzweigungsrohre 20 kommuniziert mit einer Verbrennungskammer jedes Zylinders über einen (nicht gezeigten) Ansauganschluss und ist mit einem Druckausgleichsbehälter 21 zur Steuerung der Pulsierung von Ansaugluft verbunden. Ein Kraftstoffeinspritzventil 26 ist an einer Position unmittelbar über die Brennkraftmaschine 1 in jedem der Ansaugverzweigungsrohre 20 derart angebracht, dass dessen Einspritzanschluss den Ansauganschluss steuert.
Ein Luftansaugrohr 22 ist mit dem Druckausgleichsbehälter 21 verbunden und das Luftansaugrohr 22 ist mit einem (nicht gezeigt) Luftreinigungskasten verbunden. Eine Luftströmungsmesseinrichtung 31 ist zur Ausgabe eines elektrischen Signals entsprechend der Masse von in das Luftansaugrohr 22 strömende Luft vorgesehen. Ein Drosselklappenventil 19 zur Einstellung der Strömungsrate von in dem Luftansaugrohr 22 strömende neue Luft ist in bezug auf die Luftströmungsmesseinrichtung 31 in Strömungsrichtung abwärts des Luftansaugrohrs 22 vorgesehen.
Das Drosselklappenventil 19 weist eine Drosselklappenbetätigungseinrichtung 19b, die aus einem Schrittmotor oder dergleichen zum Antrieb der Drosselklappe 19 entsprechend der zugeführten Stromstärke besteht, und einen Drosselklappenpositionssensor 19a zur Ausgabe eines elektrischen Signals entsprechend dem Grad der Öffnung der Drosselklappe 19 auf.
Ein Abgasluftverzweigungsrohr 12 ist mit der Brennkraftmaschine 1 derart verbunden, dass vier Verzweigungsrohre davon zu einem einzigen Aufnahmerohr zusammenlaufen. Jede der vier Verzweigungen des Abgasluftverzweigungsrohrs 12 kommuniziert mit einer jeweiligen Verbrennungskammer jedes Zylinders über einen (nicht gezeigten) Auslassanschluss. Das Abgasluftverzweigungsrohr 12 ist mit einem Auslassrohr 13 verbunden, und das Auslassrohr 13 ist in Strömungsrichtung abwärts mit einem (nicht gezeigten) Schalldämpfer verbunden.
Ein Abgasreinigungskatalysator 14 zur Reinigung von geschädigten Gasanteilen in dem Abgas ist in dem Auslassrohr 13 vorgesehen. Der Abgasreinigungskatalysator 14 besteht aus einem Dreiwege-Katalysator zur Reinigung von Kohlenwasserstoff (HC), Kohlenmonoxyd (CO) und Stickstoffoxiden (NO_x), wenn das Luftkraftstoffverhältnis der in den Abgasreinigungskatalysator 14 strömenden Abgasluft ein vorbestimmtes Luftkraftstoffverhältnis in der Nähe eines theoretischen Luftkraftstoffverhältnis ist, einem Reduktionskatalysator, der Stickoxide (NO_x) absorbiert, und zurückgehaltene Stickoxide (NO_x) zur Reinigung und Reduktion und des Abgases entlädt, wenn das Luftkraftstoffverhältnis des in den Abgasreinigungskatalysator 14 strömenden Abgases ein theoretisches Luftkraftstoffverhältnis oder ein fettes Luftkraftstoffverhältnis ist, oder ein Katalysator einer selektiven Reduktionsbauart NO_x zur Reinigung von Stickoxiden (NO_x), wenn das Luftkraftstoffverhältnis des in den Abgasreinigungskatalysator 14 strömenden Abgases ein mageres Luftkraftstoffverhältnis ist, wobei ein vorbestimmtes Reduktionsmittel vorhanden ist, oder kann aus einer Kombination dieser Katalysatoren zusammengesetzt sein.
In dem Auslassrohr 13 ist ein Luftkraftstoffverhältnissensor 27 zur Ausgabe eines elektrischen Signals entsprechend dem Luftkraftstoffverhältnis des in den Abgasreinigungskatalysator 14 strömenden Abgases in Strömungsrichtung direkt vor dem Abgasreinigungskatalysator 14 angebracht.
Der Abgasreinigungskatalysator 14 ist mit einem Katalysatortemperatursensor 15 zur Ausgabe eines elektrischen Signals entsprechend der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 14 versehen. Der Katalysatortemperatursensor 15 ist nicht immer notwendig, sondern es ist zulässig, die Katalysatortemperatur des Abgasreinigungskatalysators 14 anhand verschiedener Parameter (beispielsweise Kühlwassertemperatur, der seit dem Start der Brennkraftmaschine 1 verstrichenen Zeit und der gleichen) zu schätzen. In dem Fall, dass eine Brennkraftmaschine mit dem Abgastemperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Abgases versehen ist, kann die Katalysatortemperatur des Abgasreinigungskatalysators 14 anhand eines Ausgangssignalwertes des Abgastemperatursensors geschätzt werden. Eine Kurbelwelle, bei der es sich um eine Ausgangswelle der Brennkraftmaschine 1 handelt, ist mit einer Ausgangswelle 1a gekoppelt, und die Ausgangswelle 1a ist mit einem Antriebsleistungsteilungsmechanismus 4 gekoppelt. Der Antriebsleistungsteilungsmechanismus 4 ist mechanisch mit einem Leistungsgenerator 3 und einer Rotationswelle (Motorrotationswelle) 2a eines elektrischen Motors 2 mechanisch verbunden.
Der Antriebsleistungsteilungsmechanismus 4 ist beispielsweise aus einem Planetenträger, der ein Antriebsritzel frei drehbar trägt, einem außerhalb des Planetenträgers angeordneten Zahnkranz und einem Planetengetriebe aufgebaut, das ein innerhalb des Planetenträgers angeordnetes Sonnenrad aufweist. Eine Rotationswelle des Planetenträgers ist mit der Ausgangswelle 1a gekoppelt, die Rotationswelle des Zahnkranzes ist mit der Rotationswelle 2a des Motors gekoppelt, und die Rotationswelle des Sonnenrades ist mit dem Leistungsgenerator 3 gekoppelt.
Ein Untersetzungsgetriebe 7 ist mit der Rotationswelle 2a des elektrischen Motors 2 gekoppelt, und Räder 10, 11, bei denen es sich um Antriebsräder handelt, sind mit dem Untersetzungsgetriebe 7 über Antriebswellen 8 und 9 gekoppelt. Das Untersetzungsgetriebe 7 besteht aus einer Kombination mehrere Zahnräder und verringert die Drehzahl der Rotationswelle 2a und überträgt diese auf die Antriebswellen 8 und 9.
Der Leistungsgenerator 3 ist elektrisch mit einem Umrichter 5 verbunden, und der Umrichter 5 ist elektrisch mit einer Batterie 6 und dem elektrischen Motor 2 verbunden.
Der Leistungsgenerator 3 besteht aus einem elektrischen Wechselstrom-Synchronmotor, und falls diesem ein Erregungsstrom zugeführt wird, wandelt er kinetische Energie, die von der Brennkraftmaschine 1 zugeführt wird, über den Antriebsleistungsteilungsmechanismus 4 in elektrische Energie um, so dass elektrische Leistung erzeugt wird. Falls eine Antriebsleistung aus der Batterie 6 dem Leistungsgenerator 3 beim Starten der Brennkraftmaschine 1 zugeführt wird, agiert der Leistungsgenerator 3 als Startermotor der Brennkraftmaschine 1.
Die Batterie 6 ist aus einer Reihenschaltung mehrerer Nickel-Wasserstoff-Batterien aufgebaut. Die Batterie 6 ist mit einer SOC-(Ladezustands-)Steuerungseinrichtung 16 zur Berechnung eines Ladezustandes der Batterie 6 anhand eines Integrationswerts der Entladestromgröße und der Ladestromgröße der Batterie 6 versehen.
Der elektrische Motor 2 ist aus einem Synchronmotor aufgebaut, und, falls von dem Leistungsgenerator 3 erzeugte elektrische Leistung und/oder elektrische Leistung aus der Batterie 6 zugeführt wird, wird die Rotationswelle 2a des Motors mit einem Drehmoment entsprechend der Größe der zugeführten elektrischen Leistung in Drehung versetzt.
Wenn das Fahrzeug verlangsamt wird, wird Erregungsstrom aus der Batterie 6 dem elektrischen Motors 2 zugeführt, so dass dieser als Leistungsgenerator agiert, um eine sogenannte Energierückgewinnung zur Umwandlung kinetischer Energie, die von den Rädern 10 und 11 zu der Rotationswelle 2a des Motors über die Antriebwellen 8 und 9 so wie dem Untersetzungsgetriebe 7 übertragen wird, in elektrische Energie auszuführen.
Der Umrichter 5 ist eine elektrische Leistungsumwandlungseinrichtung, die aus einer Kombination mehrerer Leistungstransistoren zusammengesetzt ist, und wahlweise die Zufuhr von durch den Leistungsgenerator 3 erzeugte elektrische Leistung zu der Batterie 6, die Zufuhr von dem Leistungsgenerator 3 erzeugter elektrischer Leistung zu dem elektrischen Motor 2, die Zufuhr in der Batterie 6 gespeicherter elektrischer Leistung zu dem elektrischen Motor 2 und die Zufuhr der durch den elektrischen Motor 2 wiedergewonnenen elektrischen Leistung zu der Batterie 6 umschaltet.
Da gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Leistungsgenerator 3 aus einem Wechselstrom-Synchronmotor aufgebaut ist, und die Batterie 6 aus einer Gleichstrombatterie aufgebaut ist, wandelt der Umrichter 5, wenn durch den Leistungsgenerator 3 erzeugte elektrische Leistung der Batterie 6 zugeführt wird, durch den Leistungsgenerator 3 erzeugte Wechselspannung in Gleichspannung um, und legt diese an die Batterie 6 an.
Da der elektrische Motor 2 aus einem Wechselspannungs-Synchronmotor aufgebaut ist und die Batterie 6 aus einer Gleichstrom-Batterie aufgebaut ist, wandelt der Umrichter 5 bei Zufuhr von elektrische Leistung der Batterie 6 zu dem elektrischen Motor 2 die Gleichspannung der Batterie 6 in Wechselspannung um und legt diese danach an den elektrischen Motor 2 an. Wenn durch den elektrischen Motor 2 wiedergewonnene elektrische Leistung der Batterie 6 zugeführt wird, wandelt der Umrichter die von dem elektrischen Motor 2 erzeugte Wechselspannung in Gleichspannung um und legt diese danach an die Batterie 6 an.
Der Hybridmechanismus mit einem derartigen Aufbau weist eine elektronischen Steuerungseinheit (E-ECU) 23 zur Steuerung der Brennkraftmaschine 1 und eine elektronische Steuerungseinheit (H-ECU) 24 zur künstlichen Steuerung des gesamten Hybridmechanismus auf. Diese E-ECU 23 und H-ECU 24 sind miteinander über eine interaktive Kommunikationsleitung verbunden.
Ein Katalysatortemperatursensor 15, ein Kurbelwellenpositionssensor 17, ein Wassertemperatursensor 18, ein Drosselklappenpositionssensor 19a, ein Luftkraftstoffverhältnissensor 27, eine Luftströmungsmesseinrichtung 31 sind mit der E-ECU 23 über elektrische Verdrahtung derart verbunden, dass Ausgangssignale aus den jeweiligen Sensoren der E-ECU 23 zugeführt werden.
Eine Drosselklappenbetätigungseinrichtung 19b, eine Zündkerze 25 und ein Kraftstoffeinspritzventil 26 sind mit der E-ECU 23 über elektrische Verdrahtung derart verbunden, dass ein Steuerungssignal aus der E-ECU 23 zu der Drosselklappenbetätigungseinrichtung 19b, der Zündkerze 25 und dem Kraftstoffeinspritzventil 26 übertragen werden kann.
Die SOC-Steuerungseinrichtung 16, ein Beschleunigungssignalpositionssensor 29 zur Ausgabe eines elektrischen Signals entsprechend einem Betätigungsausmaß (Beschleunigeröffnungsgrad) eines in der Fahrzeugkabine angebrachten Beschleunigers 28, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 zur Ausgabe eines elektrischen Signals entsprechend der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs sind mit der H-ECU 24 über elektrische Verdrahtung verbunden und ein Ausgangssignal jedes Sensors wird der H-ECU 24 zugeführt.
Die H-ECU 24 ist mit dem elektrischen Motor 2, dem Leistungsgenerator 3 und dem Inverter 5 über elektrische Verdrahtung derart verbunden, dass ein Steuerungssignal von der H-ECU 24 zu dem elektrischen Motor 2, dem Leistungsgenerator 3 und dem Umrichter 5 übertragen werden kann.
In dem Steuerungssystem mit einem derartigen Aufbau steuert die H-ECU 24 den elektrischen Motor 2, den Leistungsgenerator 3 und dem Umrichter 5 entsprechend Eingangssignalen aus dem Beschleunigerpositionssensor 29, der SOC-Steuerungseinrichtung 16 und dergleichen und steuert die Brennkraftmaschine 1 über die E-ECU 23.
Falls beispielsweise der Zündschalter von Ausgeschaltet zu Eingeschaltet geändert wird, steuert die H-ECU 24 die E-ECU 23 sowie den Umrichter 5 zum Starten der Brennkraftmaschine 1. Genauer steuert die H-ECU 24 den Umrichter 5 derart, dass eine elektrische Antriebsleistung aus der Batterie 6 dem Leistungsgenerator 3 zugeführt wird, und betätigt den Leistungsgenerator 3 als Startermotor. Dann führt die H-ECU 24 der E-ECU 23 ein Maschinenstartanforderungssignal zu, damit die Zündkerze 25, die Drosselklappe 19 und das Kraftstoffeinspritzventil 26 betätigt werden.
In diesem Fall wird in dem Antriebsleistungsteilungsmechanismus 4 das mit dem Leistungsgenerator 3 gekoppelte Sonnenrad in Drehung versetzt und wird der mit den Rädern 10 und 11 gekoppelte Zahnkranz gestoppt. Daher wird im wesentlichen das gesamte Drehmoment des Sonnenrades auf den Planetenträger übertragen.
Da der Planetenträger des Antriebsleistungsteilungsmechanismus 4 mit der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine 1 gekoppelt ist, wird die Ausgangswelle 1a entsprechend in Drehung versetzt, falls der Planetenträger durch Empfang eines Drehmoments des Sonnenrades in Drehung versetzt wird.
Dabei betätigt die E-ECU 23 die Drosselklappe 19, die Zündkerze 25 und das Kraftstoffeinspritzventil 26 derart, dass ein Anlassen der Brennkraftmaschine erreicht wird, so dass die Brennkraftmaschine 1 gestartet wird.
Nach dem die Brennkraftmaschine 1 gestartet wurde, überträgt die H-ECU 24 ein Maschinenstoppanforderungssignal zu der E-ECU 23 zum Stoppen des Betriebs der Brennkraftmaschine 1, falls die Temperatur des Kühlwassers über eine vorbestimmte Temperatur ansteigt und die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 14 über eine vorbestimmte Temperatur ansteigt.
Falls das Fahrzeug mit eingeschaltetem Zündschalter gestoppt wird, überträgt die H-ECU 24 ein Maschinenstoppanforderungssignal zu der E-ECU 23 zum Stoppen des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 und steuert den Umrichter 5 zum Stoppen der Rotation des elektrischen Motors 2.
Unter gewissen Bedingungen blockiert bei Stoppen des Fahrzeugs die H-ECU 24 das Stoppen des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 oder steuert den Umrichter 5 und die E-ECU 23 zum erneuten Starten der zeitweilig gestoppten Brennkraftmaschine 1. Diese Zustände umfassen eine Situation, in der ein Ausgangssignalwert (ein Signalwert, der den Ladezustand der Batterie 6 angibt) der SOC-Steuerungseinrichtung 16 unterhalb eines vorbestimmten Standardwerts ist, einen Fall, in dem die Notwendigkeit zur Betätigung von Hilfsvorrichtungen wie eines Kompressors einer Fahrgastzellen-Klimaanlage auftritt, die unter Verwendung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 1 anzutreiben sind, eine Situation, in der die Notwendigkeit des Aufwärmens der Brennkraftmaschine 1 und des Abgasreinigungssystems auftritt.
Zum erneuten Starten der Brennkraftmaschine 1 überträgt die H-ECU 24 zunächst ein Maschinenstartanforderungssignal zu der E-ECU 23 und steuert den Umrichter 5 zur Zufuhr elektrischer Antriebsleistung aus der Batterie 6 zu dem Leistungsgenerator 3, wodurch der Leistungsgenerator 3 dazu gebracht wird, als Startermotor zur funktionieren.
Darauffolgend steuert nach erneutem Starten der Brennkraftmaschine 1 die H-ECU 24 den Umrichter 5 derart, dass ein Erregungsstrom aus der Batterie 6 zu dem Leistungsgenerator 3 zugeführt wird, wodurch der Leistungsgenerator 3 dazu gebracht wird, als Leistungsgenerator zu funktionieren. In diesem Fall wird die Ausgangswelle 1a durch eine Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 1 derart in Rotation versetzt, dass das Drehmoment der Ausgangswelle 1a zu dem Planetenträger des Antriebsleistungsteilungsmechanismus 4 übertragen wird.
Dabei wird in dem Antriebsleistungsteilungsmechanismus 4 der mit den Rädern 10 und 11 gekoppelte Zahnkranz gestoppt, so dass im wesentlichen das gesamte Drehmoment des Planetenträgers auf das Sonnenrad übertragen wird. Das aus dem Planetenträger zu dem Sonnenrad übertragene Drehmoment wird zu dem Leistungsgenerator 3 übertragen, der mit dem Sonnenrad gekoppelt ist. Das heißt, dass im wesentlichen die gesamte aus der Brennkraftmaschine 1 ausgegebene kinetische Energie zu dem Leistungsgenerator 3 übertragen wird.
Folglich wandelt der Leistungsgenerator 3 die gesamte aus der Brennkraftmaschine 1 ausgegebene kinetische Energie in elektrische Energie um, um Leistung zu erzeugen. Dann wird die gesamte durch den Leistungsgenerator 3 elektrische Leistung in die Batterie 6 geladen.
Falls das Fahrzeug aus seinem Stoppzustand heraus gestartet wird, steuert die H-ECU 24 den Hybridmechanismus derart, dass das Fahrzeug lediglich mit elektrischer Leistung aus der Batterie 6 angetrieben wird. Genauer steuert die H-ECU 24 die E-ECU 23 zur Beibehaltung eines Betriebsstoppzustandes der Brennkraftmaschine 1 und steuert dem Umrichter 5 derart, dass elektrische Antriebsleistung aus der Batterie 6 zu dem Motor 2 zugeführt wird.
Falls die elektrische Antriebsleistung aus der Batterie 6 dem elektrischen Motor 2 zugeführt wird, wird die Rotationswelle 2a des elektrischen Motors 2 in Drehung versetzt, so dass das Drehmoment der Rotationswelle 2a auf die Räder 10 und 11 über das Untersetzungsgetriebe 7 und die Antriebswellen 8 und 9 übertragen wird. Folglich wird das Fahrzeug gestartet.
Unter gewissen Bedingungen blockiert, wenn das Fahrzeug gestartet ist, die H-ECU 24 den Stopp des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 oder steuert den Umrichter 5 und die E-ECU 23 zum erneuten Starten der zeitweilig gestoppten Brennkraftmaschine 1. Die Bedingungen umfassen eine Situation, in der ein Ausgangssignal der SOC-Steuerungseinrichtung 16 unterhalb eines vorbestimmten Standardwerts ist, einen Fall, in dem die Notwendigkeit zur Betätigung von Hilfsvorrichtungen wie eines Kompressors einer Fahrgastzellen-Klimaanlage erzeugt wird, die unter Verwendung eines Teils der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschinen anzutreiben ist, eine Situation, in der eine Notwendigkeit zur Aufwärmung der Brennkraftmaschine 1 und des Abgasreinigungssystems erzeugt wird.
Zum erneuten Starten der Brennkraftmaschine 1 überträgt die H-ECU 24 ein Maschinenstartanforderungssignal zu der E-ECU 23 und steuert den Umrichter 5 zur Zufuhr elektrischer Antriebsleistung aus der Batterie 6 zu dem Leistungsgenerator 3, wodurch der Leistungsgenerator 3 dazu gebracht wird, als Startermotor zu funktionieren.
Darauffolgend steuert nach erneutem Starten der Brennkraftmaschine 1 die H-ECU 24 den Umrichter 5 derart, dass ein Erregungsstrom aus der Batterie 6 dem Leistungsgenerator 3 zugeführt wird, wodurch der Leistungsgenerator 3 dazu gebracht wird, als Leistungsgenerator zu funktionieren.
In diesem Fall wird die Ausgangswelle 1a durch eine Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 1 derart in Drehung versetzt, dass das Drehmoment der Ausgangswelle 1a auf dem Planetenträger des Antriebsleistungsteilungsmechanismus 4 übertragen wird und von dem Planetenträger auf das Sonnenrad und den Zahnkranz verteilt wird.
Das von dem Planetenträger auf das Sonnenrad verteilte Drehmoment wird dem mit dem Sonnenrad gekoppelten Leistungsgenerator 3 zugeführt. Der Leistungsgenerator 3 wandelt aus dem Sonnenrad übertragene kinetische Energie zur Erzeugung von Leistung um. Durch den Leistungsgenerator 3 erzeugte elektrische Leistung wird durch den Umrichter 5 zu der Batterie 6 und den elektrischen Motor 2 verteilt. Das aus dem Planetenträger auf den Zahnkranz verteilte Drehmoment wird auf die Rotationswelle 2a des mit dem Zahnkranz gekoppelten Motors übertragen.
Folglich wird die Rotationswelle 2a des Motors mit einem Drehmoment in Drehung versetzt, das aus einem aus dem elektrischen Motor 2 zugeführten Drehmoment und einem aus dem Zahnkranz des Antriebsleistungsteilungsmechanismus übertragene Drehmoment aufgebaut ist. Das Drehmoment der Rotationswelle 2a des Motors wird auf die Räder 10 und 11 über das Übersetzungsgetriebe 7 und die Antriebswellen 8 und 9 übertragen.
Daher wird, falls die Brennkraftmaschine 1 beim Start des Fahrzeugs erneut gestartet wird, das Fahrzeug durch eine aus der Brennkraftmaschine 1 auf die Rotationswelle 2a des Motors über den Antriebsleistungsteilungsmechanismus 4 übertragene Ausgangsleistung sowie elektrische Leistung angetrieben, die unter Verwendung einer aus der Brennkraftmaschine 1 zum Leistungsgenerator 3 über den Teilungsmechanismus 4 übertragene Ausgangsleistung erzeugt wird. Das heißt, dass das Fahrzeug lediglich mit einer Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 1 angetrieben wird.
Falls das Fahrzeug von einem Startzustand auf einen Normalfahrzustand wechselt, steuert die H-ECU 24 die E-ECU 23 zum Starten der Brennkraftmaschine 1 und steuert den Umrichter 5 zum Stoppen der Zufuhr elektrischer Antriebsleistung aus der Batterie 6 zu dem elektrischen Motor 2, so dass das Fahrzeug lediglich mit der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 1 angetrieben wird.
Genauer berechnet die H-ECU 24 eine von dem Fahrer angeforderte Ausgangsleistung für den Hybridmechanismus (die nachstehend als angeforderte Ausgangsleistung bezeichnet ist) mit einem Ausgangssignalwert (Beschleunigeröffnungsgrad) des Beschleunigerpositionssensors 29 und einem Ausgangssignal (Fahrzeuggeschwindigkeit) des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 30, um eine für die Brennkraftmaschine 1 angeforderte Ausgangsleistung (nachstehend als angeforderte Maschinenausgangsleistung bezeichnet), eine für den elektrischen Motor 2 angeforderte Ausgangsleistung (nachstehend als angeforderte Motorausgangsleistung) und eine Sollmaschinendrehzahl der Brennkraftmaschine 1 zu bestimmen, damit die vorstehend beschriebene angeforderte Ausgangsleistung erfüllt wird.
Die H-ECU 24 überträgt die angeforderte Maschinenausgangsleistung und die Sollmaschinendrehzahl zu der E-ECU 23 und steuert den Umrichter 5 entsprechend der angeforderten Motorausgangsleistung.
Nach Erhalt der angeforderten Maschinenausgangsleistung und der Sollmaschinendrehzahl aus der H-ECU 24 berechnet die E-ECU 23 ein Sollmaschinendrehmoment durch Teilen der angeforderten Maschinenausgangsleistung durch die Sollmaschinendrehzahl und berechnet dann einen Solldrosselklappenöffnungsgrad der Drosselklappe 19 auf der Grundlage des Sollmaschinendrehmoments.
Dann steuert die E-ECU 23 die Drosselklappenbetätigungseinrichtung 19b entsprechend dem Solldrosselklappenöffnungsgrad. Die E-ECU 23 empfängt ein Ausgangssignalwert (Ansaugluftmenge) der Luftströmungsmesseinrichtung 31, wenn ein Zeitintervall von dem Zeitpunkt, zu dem der Ist-Öffnungsgrad der Drosselklappe 19 mit dem Solldrosselklappenöffnungsgrad übereinstimmt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem neue Luft an der Drosselklappe 19 die Brennkraftmaschine 1 erreicht, oder eine Ansaugluftansprechverzögerungszeit verstreicht, damit die Kraftstoffeinspritzmenge Kraftstoffeinspritzzeitverlauf und Zündzeitverlauf auf der Grundlage dieser Ansaugluftmenge bestimmt werden. Die E-ECU 23 steuert das Kraftstoffeinspritzventil 26 und die Zündkerze 25 entsprechend der bestimmten Kraftstoffeinspritzmenge, Kraftstoffeinspritzzeitverlauf und Zündzeitpunkt.
Die H-ECU 24 stellt einen dem Leistungsgenerator zuzuführenden Erregungsstrom derart ein, dass die Drehzahl des Leistungsgenerators 3 derart gesteuert wird, dass die Maschinendrehzahl der Brennkraftmaschine 1 die Solldrehzahl erreicht.
Folglich wird das Fahrzeug, wenn sich das Fahrzeug in einem normalen Fahrzustand befindet, lediglich mit der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 1 angetrieben (einschließlich der Ausgangsleistung, die von der Brennkraftmaschine 1 auf die Rotationswelle 2a des Motors über den Antriebsleistungsteilungsmechanismus 4 übertragen wird, und elektrischer Leistung, die unter Verwendung von Ausgangsleistung erzeugt wird, die von der Brennkraftmaschine 1 zu den Leistungsgenerator 3 über den Antriebsleistungsteilungsmechanismus 4 übertragen wird).
Falls die Batterie 6 geladen werden muss, wenn sich das Fahrzeug in dem normalen Fahrzustand befindet, steuert die H-ECU 24 die E-ECU 23 derart an, dass die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 1 erhöht wird, und steuert gleichzeitig den Umrichter 5 derart an, dass der aus der Batterie 6 zu dem Leistungsgenerator 3 zugeführte Erregungsstrom erhöht wird. Folglich wird die Leistungserzeugung erhöht, während die angeforderte Ausgangsleistung beibehalten wird.
Falls das Fahrzeug beschleunigt wird, berechnet die H-ECU 24 eine angeforderte Ausgangsleistung, eine angeforderte Maschinenausgangsleistung und angeforderte Motorausgangsleistung in ähnlicher Weise wie vorstehend in Bezug auf die normale Fahrzeit beschrieben, und steuert dann die Brennkraftmaschine 1 über die E-ECU 23 und den elektrischen Motor 2 über den Umrichter 5.
Bei Steuerung des Umrichters 5 steuert die H-ECU 25 derart, dass nicht nur von dem Leistungsgenerator 3 elektrischer Energie sondern ebenfalls elektrische Energie aus der Batterie 6 dem elektrischen Motor zugeführt wird, und erhöht die Ausgangsleistung des elektrischen Motors 2.
Folglich wird bei Beschleunigung des Fahrzeugs das Fahrzeug mit der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 1 (einschließlich einer Ausgangsleistung, die aus der Brennkraftmaschine 1 zu der Rotationswelle 2a des Motors über den Antriebsleistungsteilungsmechanismus 4 übertragen wird, und elektrischer Leistung, die unter Verwendung einer Ausgangsleistung erzeugt wird, die von der Brennkraftmaschine 1 zu dem Leistungsgenerator 3 über den Antriebsleistungsteilungsmechanismus 4 übertragen wird) und der elektrischen Leistung aus der Batterie 6 angetrieben.
Falls das Fahrzeug verlangsamt oder abgebremst wird, überträgt die H-ECU 24 ein Maschinenstoppanforderungssignal zu der E-ECU 23 zum Stoppen des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 (Stopp-Kraftstoffeinspritzsteuerung und Zündsteuerung) und steuert den Umrichter 5 derart, dass der Betrieb des Leistungsgenerators 3 und des elektrischen Motors 2 gestoppt wird.
Darauf folgend steuert die H-ECU 24 den Umrichter 5 derart an, dass Erregungsstrom aus der Batterie 6 zu dem elektrischen Motor 2 zugeführt wird, damit der elektrische Motor 2 als Leistungsgenerator arbeiten kann, und führt die Leistungswiedergewinnung zur Umwandlung von kinetischer Energie, die von den Rädern 10 und 11 zu der Rotationswelle 2a des Motors über die Antriebswellen 8 und 9 sowie dem Übersetzungsgetriebe 7 übertragen wird, in elektrische Energie durch. Durch den elektrischen Motor 2 wiedergewonnene elektrische Leistung wird über den Umrichter 5 in die Batterie 6 geladen.
Nachstehend ist eine Aufwärmbetriebssteuerung des Hybridmechanismus gemäß diesem Ausführungsbeispiel beschrieben.
Wenn die Brennkraftmaschine 1 gestartet wird, um eine Anforderung aus der H-ECU 24 zu erfüllen, empfängt die E-ECU 23 Ausgangssignalwerte des Wassertemperatursensors 18 und des Katalysatortemperatursensors 15. Falls das Ausgangssignal des Wassertemperatursensors 18 niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist, oder falls der Ausgangssignalwert des Katalysatortemperatursensors 15 niedriger als eine Aktivierungstemperatur ist, überträgt die E-ECU 23 eine Aufwärmbetriebsanforderung zu der H-ECU 24, um ein Aufwärmen der Brennkraftmaschine 1 und eine Aktivierung des Abgasreinigungskatalysators 14 zu erreichen.
Falls die Aufwärmbetriebsanforderung aus der E-ECU 34 empfangen worden ist, berechnet die H-ECU 24 eine angeforderte Leistung anhand des Ausgangssignalswerts (Beschleunigeröffnungsgrad) des Beschleunigerpositionssensors 29 und des Ausgangssignalwerts (Fahrzeuggeschwindigkeit) des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 30. Danach berechnet die Brennkraftmaschine 1 im Aufwärmbetriebszustand eine maximale Ausgangsleistung, die ausgegeben werden kann (die nachstehend als Aufwärmzeitmaschinenausgangsleistung bezeichnet ist). Weiterhin berechnet die H-ECU 24 eine Ausgangsleistung, die durch Anlegen elektrischer Leistung an den elektrischen Motor 2 aus der Batterie 6 erhalten wird (die nachstehend als Batterieausgangsleistung bezeichnet ist), entsprechend einem Ausgangssignalwert (Ladezustand der Batterie 6) der SOC-Steuerungseinrichtung 16.
Die H-ECU 24 summiert die Aufwärmzeitmaschinenausgangsleistung und die Batterieausgangsleistung und berechnet eine maximale Ausgangsleistung, die aus dem Hybridmechanismus ausgegeben werden kann, wenn die Aufwärmbetriebssteuerung ausgeführt wird (die nachstehend als Gesamtaufwärmzeitausgangsleistung bezeichnet wird), um zu bestimmen, ob die gesamte Aufwärmzeitausgangsleistung größer als die angeforderte Ausgangsleistung ist.
Falls bestimmt wird, dass die gesamte Aufwärmzeitausgangsleistung größer als die angeforderte Ausgangsleistung ist, überträgt die H-ECU 24 ein Signal zur Zulassung eines Aufwärmbetriebs (Aufwärmbetriebszulassungssignal) zu der E-ECU 23. Falls demgegenüber bestimmt wird, dass die gesamte Aufwärmzeitausgangsleistung niedriger als die angeforderte Ausgangsleistung ist, überträgt die H-ECU 24 ein Signal zur Blockierung des Aufwärmbetriebs (Aufwärmbetriebsblockierungssignal) zu der E-ECU 23.
Falls das Aufwärmbetriebszulassungssignal aus der H-ECU 24 empfangen wird, schreibt die E-ECU 23 eine ”1” in einen Aufwärmbetriebszulassungsflag-Speicherbereich, der vorab in einem in der E-ECU 23 enthaltenen RAM (Arbeitsspeicher) gesetzt ist, und falls das Aufwärmbetriebsblockierungssignal aus der H-ECU 24 empfangen wird, schreibt die E-ECU 23 eine ”0” in den Aufwärmbetriebszulassungsflag-Speicherbereich.
Bei Übertragung des Aufwärmbetriebsblockierungssignals des Aufwärmbetriebszulassungssignals zu der E-ECU 23 berechnet gemäß diesem Ausführungsbeispiel die H-ECU 24 eine angeforderte Leistung in der selben Weise, als wenn das Fahrzeug sich in dem normalen Fahrzustand befindet, fügt die angeforderte Maschinenausgangsleistung an das Aufwärmbetriebsblockierungssignal und das Aufwärmbetriebszulassungssignal an und sendet diese dann zu der E-ECU 23.
Falls in dem Aufwärmbetriebszulassungsflag-Speicherbereich eine ”0” gespeichert ist, steuert die E-ECU 23 den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 entsprechend einer angeforderten Maschinenausgangsleistung aus der H-ECU 24. Falls in dem Aufwärmbetriebszulassungsflag-Speicherbereich eine ”1” gespeichert ist, wärmt die E-ECU 23 die Brennkraftmaschine 1 ohne Beachtung der angeforderten Maschinenausgangsleistung aus der H-ECU 24 auf.
Bei Aufwärmen der Brennkraftmaschine 1 berechnet die E-ECU 23 die tatsächliche Maschinendrehzahl (die nachstehend als Ist-Maschinendrehzahl bezeichnet ist) auf der Grundlage eines Zeitintervalls, in dem der Kurbelwellenpositionssensor 17 ein Impulssignal ausgibt, und bestimmt einen Drosselklappenöffnungsgrad, eine Kraftstoffeinspritzmenge, einen Kraftstoffeinspritzzeitverlauf und einen Zündzeitverlauf mit der Ist-Maschinendrehzahl und der Aufwärmzeitmaschinenausgangsleistung als Parameter.
Ein in der E-ECU 23 enthaltendes (nicht gezeigtes) ROM (Festspeicher) enthält ein Aufwärmzeit-Drosselklappenöffnungsgrad-Steuerungskennfeld, das eine Beziehung zwischen der Ist-Maschinendrehzahl, der Aufwärmzeitmaschinenausgangsleistung und dem Drosselklappenöffnungsgrad angibt, eine Aufwärmzeitkraftstoffeinspritzmengen-Steuerungskennfeld, das eine Beziehung zwischen der Ist-Maschinendrehzahl, der Aufwärmzeitmaschinenausgangsleistung und der Kraftstoffeinspritzmenge angibt, ein Aufwärmzeitkraftstoffeinspritzzeitverlaufs-Steuerungskennfeld, das eine Beziehung zwischen der Ist-Maschinendrehzahl, der Aufwärmzeitmaschinenausgangsleistung und dem Kraftstoffeinspritzzeitverlauf angibt, ein Aufwärmzeitzündzeitverlaufs-Steuerungskennfeld, das eine Beziehung zwischen der Ist-Maschinendrehzahl, der Aufwärmzeitmaschinenausgangsleistung und dem Zündzeitverlauf angibt. Die E-ECU 23 bestimmt den Drosselklappenöffnungsgrad, die Kraftstoffeinspritzmenge, den Kraftstoffeinspritzzeitverlauf und den Zündzeitverlauf gemäß den vorstehend beschriebenen verschiedenen Steuerungskennfeldern.
Falls der Drosselklappenöffnungsgrad, die Kraftstoffeinspritzmenge, der Kraftstoffeinspritzzeitverlauf und der Zündzeitverlauf unter Verwendung der vorstehend beschriebenen verschiedenen Steuerungskennfelder bestimmt sind, steuert die E-ECU 23 die Drosselklappenbetätigungseinrichtung 19b, das Kraftstoffeinspritzventil 26 und die Zündkerze 25 entsprechend dem Drosselklappenöffnungsgrad, der Kraftstoffeinspritzmenge, dem Kraftstoffeinspritzzeitverlauf und dem Zündzeitverlauf.
Als Beispiel für ein Verfahren zum Aufwärmen der Brennkraftmaschine 1 kann ein Verfahren zur Verzögerung des Zündzeitverlaufs jedes Zylinders der Brennkraftmaschine 1 angegeben werden. Da gemäß diesem Verfahren die Verbrennungsgeschwindigkeit des Gasgemisches in jedem Zylinder verzögert wird, ist die Temperatur des verbrennten Gasgemisches höher als üblich, wenn das Abgasventil geöffnet wird.
In diesem Fall wird das verbrannte Gasgemisch mit einer höheren Temperatur als üblich aus jedem Zylinder derart ausgestoßen, dass eine relativ große Wärmemenge, die in dem verbrannten Gasgemisch vorhanden ist, zu dem Abgasreinigungskatalysator 14 übertragen wird. Folglich steigt die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 14 früh auf eine Aktivierungstemperatur an.
Falls eine Zündverzögerungssteuerung ausgeführt wird, wird vorzugsweise der Zündzeitverlauf jedes Zylinders allmählich mit einer vorbestimmten Umschaltgeschwindigkeit verzögert, damit die Ausgangsleistungsänderung der neuen Kraftmaschine 1 eingeschränkt wird. Weiterhin wird bei Beendigung des Aufwärmbetriebs der Brennkraftmaschine 1 vorzugsweise der Zündzeitverlauf jedes Zylinders allmählich bei einer vorbestimmten Umschaltgeschwindigkeit vorgeschoben, damit eine Ausgangsleistungsänderung der Brennkraftmaschine 1 eingeschränkt wird.
Falls, wenn die Brennkraftmaschine 1 sich in dem Aufwärmbetriebszustand befindet, die angeforderte Ausgangsleistung für den Hybridmechanismus erhöht wird oder die angeforderte Ausgangsleistung höher als die gesamte Aufwärmzeitausgangsleistung wird, überträgt die H-ECU 24 das Aufwärmbetriebsblockierungssignal und die angeforderte Maschinenausgangsleistung zu der E-ECU 23.
In diesem Fall beendet die E-ECU 23 den Aufwärmbetrieb für die Brennkraftmaschine 1 und steuert den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 entsprechend der angeforderten Maschinenausgangsleistung der H-ECU 24.
Da die angeforderte Ausgangsleistung für den Hybridmechanismus mit dem Beschleunigeröffnungsgrad und der Fahrzeuggeschwindigkeit als Parameter berechnet wird, falls das Fahrzeug aus einem Langsamfahrzustand heraus beschleunigt wird, fällt die angeforderte Ausgangsleistung unter die gesamte Aufwärmzeitausgangsleistung unmittelbar bei der anfänglichen Phase der Beschleunigung, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit abfällt. Es wird geschätzt, dass, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in einem darauffolgenden Beschleunigungsprozess erhöht wird, die angeforderte Ausgangsleistung höher als die gesamte Aufwärmzeitausgangsleistung sein kann.
In diesem Fall wird die Brennkraftmaschine 1 aufgewärmt, bis die angeforderte Ausgangsleistung die gesamte Aufwärmzeitausgangsleistung in dem Fahrzeuggeschwindigkeitsprozess überschreitet, und, nachdem die angeforderte Ausgangsleistung die gesamte Aufwärmzeitausgangsleistung überschritten hat, wird die Brennkraftmaschine 1 in dem normalen Zustand betrieben. Das heißt, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine von dem Aufwärmbetriebszustand zu dem normalen Betriebszustand während der Beschleunigung des Fahrzeugs geändert wird.
Folglich kann eine Ausgangsleistungsänderung der Brennkraftmaschine während der Beschleunigung des Fahrzeugs auftreten, so dass eine Erschütterung aufgrund der Ausgangsleistungsänderung auftreten kann.
Somit blockiert in der Brennkraftmaschinensteuerungseinheit für das Hybridfahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel die H-ECU 24 die Ausführung der Aufwärmbetriebssteuerung, sowohl falls der Beschleunigeröffnungsgrad einen vorbestimmten Öffnungsgrad überschreitet, als auch falls die angeforderte Ausgangsleistung die gesamte Aufwärmzeitausgangsleistung überschreitet. Wenn sich die Brennkraftmaschine 1 in dem Aufwärmbetriebszustand befindet, überträgt die H-ECU 24 das Aufwärmbetriebsblockierungssignal und die angeforderte Maschinenausgangsleistung zu der E-ECU 23, falls die angeforderte Ausgangsleistung die gesamte Aufwärmzeit der Ausgangsleistung überschreitet oder der Beschleunigeröffnungsgrad einen vorbestimmten Öffnungsgrad überschreitet.
Folglich wird der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 von dem Aufwärmbetriebszustand zu dem normalen Betriebszustand unmittelbar geändert, falls, wenn sich die Brennkraftmaschine 1 in dem Aufwärmbetriebszustand befindet und das Fahrzeug langsam fährt, der Beschleunigeröffnungsgrad einen vorbestimmten Öffnungsgrad überschreitet. Somit wird, selbst falls das Fahrzeug aus seinem Langsamfahrzustand beschleunigt wird, der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 niemals während einer Beschleunigung verändert, so dass keine Erschütterung auf Grund einer Ausgangsleistungsänderung der Brennkraftmaschine 1 auftritt.
Wenn der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 von dem Aufwärmbetriebszustand zu dem normalen Betriebszustand gewechselt wird, kann die E-ECU 23 eine Zeit schätzen, in der der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 von dem Aufwärmbetriebszustand auf den normalen Betriebszustand wechselt, und den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 von dem Aufwärmbetriebszustand allmählich auf den normalen Betriebszustand verändern, genau bevor die E-ECU 23 ein Aufwärmbetriebsblockierungssignal aus der H-ECU 24 empfängt.
Als Verfahren zum Schätzen einer Zeit, in der die E-ECU 23 den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 von dem Aufwärmbetriebszustand zu dem normalen Betriebszustand ändert, kann ein Schätzverfahren auf der Grundlage einer von der H-ECU 24 zu der E-ECU 23 zu übertragenen angeforderten Maschinenausgangsleistung angegeben werden.
Die bei Aufwärmung der Brennkraftmaschine 1 von der H-ECU 24 zu der E-ECU 23 zu übertragende angeforderte Maschinenausgangsleistung wird in derselben Verarbeitung wie die angeforderten Maschinenausgangsleistung bestimmt, die von der H-ECU 24 zu der E-ECU 23 bei Fahren des Fahrzeugs in dem normalen Fahrzustand zu übertragen ist. Die angeforderten Maschinenausgangsleistung, wenn sich das Fahrzeug in dem normalen Fahrzustand befindet, ist ein Wert, der unter der Voraussetzung bestimmt werden sollte, dass das Fahrzeug lediglich mit der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 1 ohne Verwendung elektrischer Leistung der Batterie 6 angetrieben wird. Der Grund dafür, warum die Zeit, in der der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 von dem Aufwärmbetriebszustand zu der normalen Betriebszustand geändert wird, entsprechend der aus der H-ECU 24 zu der E-ECU 23 zu übertragenen angeforderten Maschinenausgangsleistung bestimmt werden sollte, ist der, dass, falls die von der H-ECU 24 zu der E-ECU 23 zu übertragene angeforderte Maschinenausgangsleistung höher als die Batterieausgangsleistung oder eine Ausgangsleistung wird, die durch Subtraktion eines vorbestimmten Sicherheitsabstandes von der Batterieausgangsleistung erhalten wird, die angeforderte Ausgangsleistung die gesamte Aufwärmzeitausgangsleistung unmittelbar danach überschreitet.
Dabei ist die vorstehend beschriebene Batterieausgangsleistung oder die Ausgangsleistung, die durch Subtraktion eines vorbestimmten Sicherheitsabstandes von der Batterieausgangsleistung erhalten wird, ein Wert, der entsprechend dem Ladezustand der Batterie 6 ausgegeben wird. Da die E-ECU 23 nicht direkt auf den Ladezustand der Batterie 6 zugreifen kann, ist es zulässig, eine Batterieausgangsleistung, die experimentell vorab erhalten wurde oder eine Ausgangsleistung, die durch Subtraktion eines vorab bestimmten Sicherheitsabstandes von der Batterieausgangsleistung erhalten wird, in einem ROM (Festspeicher) der E-ECU 23 zu speichern, oder die E-ECU 23 kann einen Ausgangssignalwert (Wert, der den Ladezustand der Batterie 6 angibt) der SOC-Steuerungseinrichtung 16 über die H-ECU 24 empfangen.
Falls die E-ECU 23 eine Zeit abschätzt, in der der Aufwärmbetriebszustand zu dem normalen Betriebszustand geändert werden sollte, und den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 unmittelbar vor der geschätzten Änderungszeit allmählich ändert, wird die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine dementsprechend unmittelbar vor der vorstehend beschriebenen Änderungszeit allmählich erhöht. Das heißt, dass es möglich ist, eine schnelle Ausgangsleistungsänderung der Brennkraftmaschine zu verhindern und zu erreichen, dass die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine zu der vorstehend beschriebenen Änderungszeit mit der angeforderten Maschinenausgangsleistung übereinstimmt.
Wie vorstehend beschrieben wird die Steuerungseinrichtung gemäß der Erfindung durch die E-ECU 23 und die H-ECU 24 verwirklicht.
Nachstehend ist die Aufwärmbetriebssteuerung gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausführlich beschrieben.
Für die Aufwärmbetriebssteuerung führt die E-ECU 23 zunächst einen Aufwärmzeitmaschinensteuerungsroutine gemäß 2a und 2b aus. Diese Aufwärmzeitmaschinensteuerungsroutine ist in einem ROM der E-ECU 23 gespeichert, die durch die E-ECU 23 zu jeder vorbestimmten Zeit wiederholt auszuführen ist.
In der Aufwärmzeitmaschinensteuerungsroutine empfängt die E-ECU 23 einen Ausgangssignalwert (Kühlwassertemperatur) des Wassertemperatursensors 18 und einen Ausgangssignalwert (Katalysatortemperatur) des Katalysatortemperatursensors 15 in Schritt S201.
In Schritt S202 bestimmt die E-ECU 23, ob die in dem vorstehend beschriebenen Schritt S201 empfangene Kühltemperatur größer als eine vorbestimmte Temperatur (beispielsweise 50°C) ist oder nicht.
Falls in Schritt S202 bestimmt wird, dass die Kühlwassertemperatur größer als die vorbestimmte Temperatur ist, schreitet die E-ECU 23 zu Schritt S203 voran, in dem bestimmt wird, ob die in Schritt S201 empfangene Katalysatortemperatur niedriger als eine vorbestimmte Aktivierungstemperatur ist.
Falls in Schritt S203 bestimmt wird, dass die Katalysatortemperatur größer als die Aktivierungstemperatur ist, erkennt die E-ECU 23, dass eine Aufwärmung der Brennkraftmaschine 1 und des Abgasreinigungskatalysators 15 abgeschlossen ist, und schreitet zu Schritt S204 voran, in dem bestimmt wird, ob in dem Aufwärmbetriebszulassungsflag-Speicherbereich eine 1 gespeichert ist oder nicht.
Falls in Schritt S204 bestimmt wird, dass in dem Aufwärmbetriebszulassungsflag-Speicherbereich keine ”1” gespeichert ist, beendet die E-ECU 23 die Ausführung dieser Routine. Falls in Schritt S204 bestimmt wird, dass in dem Aufwärmbetriebszulassungsflag-Speicherbereichs 204 eine ”1” gespeichert ist, schreitet die E-ECU 23 zu Schritt S205 voran.
In Schritt S205 setzt die E-ECU 23 den Wert des Aufwärmbetriebszulassungsflag-Speicherbereich von ”1” auf ”0” zurück.
In Schritt S206 teilt die E-ECU 23 der H-ECU 24 mit, dass die Aufwärmungen der Brennkraftmaschine 1 und des Abgasreinigungskatalysators 14 abgeschlossen sind und beendet dann die Ausführung dieser Routine.
Falls demgegenüber in Schritt S202 bestimmt wird, dass die Kühlwassertemperatur niedriger als der vorbestimmte Wert ist, oder in Schritt S203 bestimmt wird, dass die Katalysatortemperatur niedriger als die Aktivierungstemperatur ist, erkennt die E-ECU 23, dass die Aufwärmung der Brennkraftmaschine 1 und des Abgasreinigungskatalysators 14 nicht abgeschlossen sind und schreitet zu Schritt S207 voran. In Schritt S207 bestimmt die E-ECU 23, ob in dem Aufwärmbetriebszulassungsflag-Speicherbereich eine 0 gespeichert ist oder nicht.
Falls in Schritt S207 bestimmt wird, dass in dem Aufwärmbetriebszulassungsflag-Speicherbereich eine 0 gespeichert ist, überträgt die E-ECU 23 in Schritt S208 eine Aufwärmbetriebsaufforderung zu der H-ECU 24.
Falls die Aufwärmbetriebsanforderung empfangen worden ist, führt die H-ECU 24 eine in 3 gezeigte erste Aufwärmzeithybridsteuerungsroutine aus. Die erste Aufwärmzeithybridsteuerungsroutine ist eine Routine, die zeitweilig in dem ROM der H-ECU 24 gespeichert ist, die bei Empfang der Aufwärmbetriebsanforderung aus der E-ECU 23 auszulösen und auszuführen ist. In der ersten Aufwärmzeithybridsteuerungsroutine empfängt die H-ECU 24 in Schritt S301 eine Aufwärmbetriebsanforderung aus der E-ECU 23.
In Schritts S302 empfängt die H-ECU 24 einen Ausgangssignalwert (Beschleunigeröffnungsgrad) des Beschleunigerpositionssensors 29, einen Ausgangssignalwert (Fahrzeuggeschwindigkeit) des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 30 und einen Ausgangssignalwert (Ladezustand der Batterie 6) der SOC-Steuerungseinrichtung 16.
In Schritt S303 bestimmt die H-ECU 24, ob der in Schritt S302 empfangene Beschleunigeröffnungsgrad niedriger als ein vorbestimmter Öffnungsgrad ist oder nicht. Falls in Schritt S303 bestimmt wird, dass der Beschleunigeröffnungsgrad niedriger als der vorbestimmte Öffnungsgrad ist, schreitet die H-ECU 24 zu Schritt S304 voran, in dem eine angeforderte Ausgangsleistung des Hybridmechanismus entsprechend dem Beschleunigeröffnungsgrad und der Fahrzeuggeschwindigkeit, die in Schritt S302 empfangen worden, sind, berechnet wird.
In Schritt S305 berechnet die H-ECU 24 eine maximale Ausgangsleistung (Aufwärmzeitmaschinenausgangsleistung), die von der Brennkraftmaschine 1 in dem Aufwärmbetriebszustand ausgegeben werden kann, und berechnet dann eine maximale Ausgangsleistung (Batterieausgangsleistung), die durch Zufuhr elektrischer Leistung der Batterie 6 zu dem elektrischen Motor 2 bei dem in Schritt S302 empfangenen Batterieladezustand erhalten werden kann. Danach summiert die H-ECU 24 die Aufwärmzeitmaschinenausgangsleistung und die Batterieausgangsleistung zur Berechnung einer maximalen Ausgangsleistung (gesamte Aufwärmzeitausgangsleistung), die aus dem Hybridmechanismus ausgegeben werden kann, wenn die Aufwärmzeitbetriebssteuerung ausgeführt wird.
In Schritt S306 vergleicht die H-ECU 24 die in Schritt S304 berechnete angeforderte Ausgangsleistung mit der in Schritt S305 berechneten gesamten Aufwärmzeitausgangsleistung zur Bestimmung, ob die angeforderte Ausgangsleistung niedriger als die gesamte Aufwärmzeitausgangsleistung ist oder nicht. Falls in Schritt S306 bestimmt wird, dass die angeforderte Ausgangsleistung niedriger als die gesamte Aufwärmzeitausgangsleistung ist, schreitet die H-ECU 24 zu Schritt S307 voran, in dem diese ein Aufwärmbetriebszulassungssignal zu der E-ECU 23 überträgt. Dabei berechnet die H-ECU 24 eine angeforderte Maschinenausgangsleistung entsprechend derselben Verarbeitung, als wenn das Fahrzeug sich in einen normalen Fahrzeugzustand befindet, und sendet die berechnete angeforderte Maschinenausgangsleistung zu der E-ECU 23 mit dem Aufwärmbetriebszulassungssignal. Nach Beendigung der Verarbeitung des Schritts S306 beendet die H-ECU 24 die Ausführung dieser Routine.
Falls demgegenüber in Schritt S303 bestimmt wird, dass der Beschleunigeröffnungsgrad größer als der vorbestimmte Öffnungsgrad ist, oder falls in Schritt S306 bestimmt wird, dass die angeforderte Ausgangsleistung höher als die gesamte Aufwärmzeitausgangsleistung ist, schreitet die H-ECU 24 zu Schritt S308 voran, in dem diese ein Aufwärmbetriebsblockierungssignal zu der E-ECU 23 sendet, und beendet die Ausführung dieser Routine.
Nach Rückkehr zu der Aufwärmzeitmaschinensteuerungsroutine gemäß 2a und 2b empfängt die E-ECU 23 ein Antwortsignal aus der H-ECU 24 in Bezug auf das Aufwärmbetriebsanforderungssignal in Schritt S209.
In Schritt S210 bestimmt die E-ECU 23, ob das in Schritt S209 empfangene Antwortsignal das Aufwärmbetriebszulassungssignal ist oder nicht.
Falls in Schritt S210 bestimmt wird, dass das Antwortsignal das Aufwärmbetriebszulassungssignal ist, schreitet die E-ECU 23 zu Schritt S211 voran, in dem sie den in dem Aufwärmbetriebszulassungsflag-Speicherbereich gespeicherten Wert von ”0” auf ”1” umschreibt.
In Schritt S212 ändert die E-ECU 23 den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 von dem normalen Betriebszustand zu dem Aufwärmbetriebszustand allmählich. Genauer steuert sie die Zündkerze 25 derart, dass der Zündzeitverlauf allmählich verzögert wird. Falls die Verarbeitung von Schritt S212 beendet ist, beendet die E-ECU 23 die Ausführung dieser Routine.
Falls in Schritt S210 bestimmt wird, dass das Antwortsignal auf die Aufwärmbetriebsanforderung nicht das Aufwärmbetriebszulassungssignal ist, oder falls das Antwortsignal auf die Aufwärmbetriebsanforderung das Aufwärmblockierungssignal ist, schreitet die E-ECU 23 zu Schritt S213 voran, in dem sie den Betriebzustand der Brennkraftmaschine 1 entsprechend der angeforderten Maschinenausgangsleistung aus der H-ECU 24 steuert. Wenn die Verarbeitung von Schritt S213 beendet ist, beendet die E-ECU 23 die Ausführung dieser Routine.
Falls in Schritt S207 bestimmt wird, dass in dem Aufwärmbetriebszulassungsflag-Speicherbereich eine ”1” gespeichert ist, erkennt die E-ECU 23, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 der Aufwärmbetriebszustand ist und schreitet zu Schritt S214 voran.
In Schritt S214 empfängt die E-ECU 23 eine neue angeforderte Maschinenausgangsleistung, die von der H-ECU 24 empfangen wird, und bestimmt, ob die angeforderten Maschinenausgangsleistung niedriger als eine vorbestimmte Ausgangsleistung ist oder nicht. Die vorstehend erwähnte vorbestimmte Ausgangsleistung ist die Batterieausgangsleistung oder eine Ausgangsleistung, die durch Subtraktion eines vorab bestimmten Sicherheitsabstandes von der Batterieausgangsleistung erhalten wird.
Falls in Schritt S214 bestimmt wird, dass die angeforderten Maschinenausgangsleistung niedriger als die vorbestimmte Ausgangsleistung ist, schreitet die E-ECU 23 zu Schritt S215 voran, in dem sie die Aufwärmbetriebssteuerung der Brennkraftmaschine 1 fortsetzt.
Falls in Schritt S214 bestimmt wird, dass die angeforderte Maschinenausgangsleistung höher als die vorbestimmte Ausgangsleistung ist, schätzt die E-ECU 23, dass ein Zeitpunkt, wenn der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 von dem Aufwärmbetriebszustand zu dem normalen Betriebszustand geändert werden sollte, sich nähert und schreitet zu Schritt S216 voran.
In Schritt S216 ändert die E-ECU 23 den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 von dem Aufwärmbetriebszustand zu dem normalen Betriebszustand allmählich. Genauer steuert die E-ECU 23 die Zündkerze 25 derart, dass der Zündzeitverlauf allmählich vorgeschoben wird.
In Schritt S217 empfängt die E-ECU 23 das Aufwärmbetriebsblockierungssignal aus der H-ECU 24. Bei Übertragung des Aufwärmbetriebsblockierungssignals zu der E-ECU 23 führt die H-ECU 24 eine in 4 gezeigte zweite Aufwärmzeithybridsteuerungsroutine aus.
Die zweite Aufwärmzeithybridsteuerungsroutine ist eine im ROM der H-ECU 24 gespeicherte Routine, die wiederholt jeweils zu einer vorbestimmten Zeit durch die H-ECU 24 ausgeführt wird.
In der zweiten Aufwärmzeithybridsteuerung bestimmt die H-ECU 24 in Schritt S401, ob die Brennkraftmaschine 1 sich in dem Aufwärmbetriebszustand befindet oder nicht. Als Verfahren zur Bestimmung, ob sich die Brennkraftmaschine 1 in dem Aufwärmbetriebszustand befindet, gibt es ein Verfahren, in dem ein Aufwärmbetriebszulassungsflagspeicher in dem in der H-ECU 24 enthaltenen RAM ähnlich wie bei der E-ECU 23 vorgesehen ist, und durch Bestimmen, ob in dem Aufwärmbetriebszulassungsbetriebsspeicherbereich eine 1 gespeichert ist oder nicht, wird bestimmt, ob sich die Brennkraftmaschine 1 in dem Aufwärmbetriebszustand befindet oder nicht.
Falls in Schritt S401 bestimmt wird, dass sich die Brennkraftmaschine 1 sich nicht in dem Aufwärmbetriebszustand befindet, beendet die H-ECU 24 die Ausführung dieser Routine.
Falls in Schritt S401 bestimmt wird, dass sich die Brennkraftmaschine 1 in dem Aufwärmbetriebszustand befindet, schreitet die H-ECU 24 zu Schritt S402 voran, in dem sie ein Ausgangssignal (Beschleunigeröffnungsgrad) des Beschleunigerpositionssensors 29, ein Ausgangssignalwert (Fahrzeuggeschwindigkeit) des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 30 und ein Ausgangssignal) Ladezustand der Batterie 6) der SOC-Steuerungseinrichtung 16 empfängt.
In Schritt S403 bestimmt die H-ECU 24, ob der in Schritt S402 empfangene Beschleunigeröffnungsgrad niedriger als ein vorbestimmter Öffnungsgrad ist.
Falls in Schritt S403 bestimmt wird, dass der Beschleunigeröffnungsgrad niedriger als der vorbestimmte Öffnungsgrad ist, schreitet die H-ECU 24 zu Schritt S404 voran, in dem eine angeforderte Ausgangsleistung für den Hybridmechanismus entsprechend dem Beschleunigeröffnungsgrad und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird, die in Schritt S402 empfangen worden sind.
In Schritt S405 summiert die H-ECU 24 die Aufwärmzeitmaschinenausgangsleistung zu der Batterieausgangsleistung, um die gesamte Aufwärmzeitausgangsleistung zu berechnen.
In Schritt S406 vergleicht die H-ECU 24 die in Schritt S404 berechnete angeforderte Ausgangsleistung mit der in Schritt S405 berechneten gesamten Aufwärmzeitausgangsleistung zur Bestimmung, ob die angeforderte Ausgangsleistung niedriger als die gesamte Aufwärmzeitausgangsleistung ist oder nicht.
Falls in Schritt S406 bestimmt wird, dass die angeforderte Ausgangsleistung niedriger als die gesamte Aufwärmzeitausgangsleistung ist, beendet die H-ECU 24 die Ausführung dieser Routine.
Falls in Schritt S403 bestimmt wird, dass der Beschleunigeröffnungsgrad größer als der vorbestimmte Öffnungsgrad ist, oder falls in Schritt S406 bestimmt wird, dass die angeforderte Ausgangsleistung höher als die gesamte Aufwärmzeitausgangsleistung ist, schreitet die H-ECU 24 zu Schritt S407 voran, in dem sie das Aufwärmbetriebsblockierungssignal zu der E-ECU 23 überträgt.
Falls die E-ECU 23 das Aufwärmbetriebsblockierungssignal aus der H-ECU 24 in Schritt S217 nach Rückkehr zu der Aufwärmzeitmaschinensteuerungsroutine gemäß 2a und 2b empfängt, überschreibt sie den Wert des Aufwärmbetriebszulassungsflag-Speicherbereichs von ”1” auf ”0” in Schritt S218 und beendet die Ausführung dieser Routine.
Falls gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel in einem Hybridfahrzeug mit zwei Antriebsquellen, das heißt der Brennkraftmaschine 1 und dem elektrischen Motor 2, die angeforderte Ausgangsleistung die gesamte Aufwärmzeitausgangsleistung überschreitet (das heißt, falls die angeforderten Maschinenausgangsleistung die Aufwärmzeitmaschinenausgangsleistung überschreitet) oder der Beschleunigeröffnungsgrad einen vorbestimmten Öffnungsgrad überschreitet, wenn sich die Brennkraftmaschine 1 in dem Aufwärmbetriebszustand befindet, wird der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 von dem Aufwärmbetriebszustand unmittelbar zu dem normalen Betriebszustand geändert, so dass die Ausgangsleistung des Hybridmechanismus schnell erhöht wird. Folglich wird ermöglicht, dass das Hybridfahrzeug unmittelbar beschleunigt wird, so dass die Fahrbarkeit verbessert wird.
Insbesondere falls ein Fahrer den Beschleuniger 28 derart betätigt, dass der Öffnungsgrad größer als ein vorbestimmter wird, um das Fahrzeug zu beschleunigen, wenn das Hybridfahrzeug langsam fährt, während sich die Brennkraftmaschine 1 in dem Aufwärmbetriebszustand befindet, wird der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 von dem Aufwärmbetriebszustand in den normalen Betriebszustand geändert, selbst falls die angeforderte Ausgangsleistung des Hybridmechanismus niedriger als die gesamte Aufwärmzeitausgangsleistung ist. Somit wird der Betrieb der Brennkraftmaschine 1 niemals von dem Aufwärmbetriebszustand zu dem normalen Betriebszustand während der Beschleunigung des Fahrzeugs geändert.
Daher wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 niemals während der Beschleunigung geändert, selbst falls das Hybridfahrzeug von dessen langsamen Fahrzustand heraus beschleunigt wird, wenn sich die Brennkraftmaschine 1 in dem Aufwärmbetriebszustand befindet. Somit ist es möglich, ein Auftreten einer Erschütterung auf Grund eines Wechselns des Maschinenbetriebszustands zu verhindern. Da gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Zeit, zu der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 von dem Aufwärmbetriebszustand zu dem normalen Betriebszustand geändert werden sollte, geschätzt wird und der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 vor dem geschätzten Änderungszeitpunkt allmählich gewechselt wird, kann die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 1 zu dem Änderungszeitpunkt auf eine gewünschte Ausgangsleistung eingestellt werden, wobei eine plötzliche Ausgangsleistungsänderung der Brennkraftmaschine vermieden werden kann. Folglich kann die Fahrbarkeit des Fahrzeugs verbessert werden.
Obwohl gemäß diesem Ausführungsbeispiel als Verfahren zur Verbesserung des Aufwärmens des Abgasreinigungskatalysators 14 ein Verfahren der Verzögerung des Zündungszeitverlaufs beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf dieses Verfahren beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, das Verhältnis des in den Abgasreinigungskatalysators 14 eingeführten Luft-Kraftstoffgemischs auf ein theoretisches Luft-Kraftstoffverhältnis beizubehalten und die Verbrennungseinspritzmenge zu steuern, so dass das Luft-Kraftstoffverhältnis des zu brennenden Gasgemisches zumindest in einem Teil der Zylinder eine Kraftstoffbereichatmosphäre (fette Atmosphäre) ist, während das Luft-Kraftstoffverhältnis des zu verbrennenden Gasgemisches in dem anderen Teil der Zylinder eine sauerstoffreiche Atmosphäre (magere Atmosphäre) ist, so dass Abgas erzeugt wird, das große Mengen von nicht verbranntem HC, nicht verbranntem CO und O₂ enthält.
Da in diesem Fall das in den Abgasreinigungskatalysator 14 eingeführte Abgas große Mengen an nicht verbranntem HC, nicht verbranntem CO und O₂ enthält, werden Reaktionen zwischen dem nicht verbrannten HC, dem nicht verbrannten CO und O₂ und Reaktionen zwischen HC, CO und NO_x in dem Abgasreinigungskatalysator 14 beschleunigt, so dass die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit des Abgasreinigungskatalysators 14 durch die Wärme verbessert wird, die durch diese Reaktionen erzeugt wird.
Da gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren die Verbrennung des Gasgemisches in der fetten Atmosphäre und die Verbrennung des Gasgemisches in der mageren Atmosphäre wiederholt werden, wird im Falle des Hybridmechanismus, obwohl eine Änderung des Drehmoments in der Brennkraftmaschine 1 erzeugt wird, die Fahrbarkeit niemals durch die Änderung des Drehmoments der Brennkraftmaschine 1 verschlechtert, da die Batterie 6 während der Steuerung des Aufwärmbetriebs der Brennkraftmaschine 1 hauptsächlich als Fahrantriebsquelle angewendet wird. Somit kann im Vergleich zu einem Fahrzeug, bei dem stets die Brennkraftmaschine als Fahrantriebsquelle verwendet wird, eine positivere Aufwärmbetriebssteuerung ausgeführt werden. Beispielsweise ist es bei Verbesserung des Aufwärmbetriebs mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren möglich, den Aufwärmbetrieb zu verbessern und Kraftstoff unter Verwendung eines sogenannten Kraftstoffabschaltungsverfahren (fuel-cut-method) zu verringern, bei dem die Kraftstoffeinspritzung in einem Zylinder entfällt, in dem ein Gasgemisch in einer sauerstoffreichen Atmosphäre erzeugt wird.
Als ein anderes Verfahren zur Verbesserung des Aufwärmens des Abgasreinigungskatalysators 14 ist es möglich, das Verhältnis des in den Abgasreinigungskatalysator 14 eingeführten Luft-Kraftstoffgemischs auf einem theoretischen Luftkraftstoffverhältnis zu halten und die Verbrennungseinspritzmenge zu steuern, so dass das Luftkraftstoffverhältnis des zu verbrennenden Gasgemisches zumindest in einem Teil der Zylinder eine kraftstoffreiche Atmosphäre (fette Atmosphäre) ist, wohingegen zusätzliche Luft in das Abgas in Strömungsrichtung vor dem Abgasreinigungskatalysator 14 hinzugemischt wird, damit Gas mit großen Mengen von nicht verbrannten HC, nicht verbranntem CO und O₂ erzeugt wird.
Da in diesem Fall das in den Abgasreinigungskatalysator 14 eingeführte Abgas große Mengen von nicht verbranntem HC, nicht verbranntem CO und O₂ enthält, werden Reaktionen zwischen den nicht verbrannten HC, dem nicht verbranntem CO und O₂ und Reaktionen zwischen HC, CO und NO_x in dem Abgasreinigungskatalysator 14 beschleunigt, so dass die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit des Abgasreinigungskatalysator 14 durch die Wärme verbessert wird, die durch diese Reaktionen erzeugt wird.
Als ein weiteres Verfahren zur frühzeitigen Aktivierung des Abgasreinigungskatalysators 14 ist es zulässig, die Brennkraftmaschine 1 mit einem variablen Ventilzeitverlaufsmechanismus zu versehen, der den Öffnungs- beziehungsweise Schließzeitverlauf des Ausschussventils ändern kann, und den variablen Ventilzeitverlaufsmechanismus derart zu steuern, dass der Öffnungszeitverlauf des Auslassventils um eine vorbestimmte Zeitdauer vorgeschoben wird, wenn die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 14 niedriger als die Aktivierungstemperatur ist.
Da in diesem Fall das Abgasventil unmittelbar vor Verbrennen des Gasgemisches in jedem Zylinder der Brennkraftmaschine 1 geöffnet wird, steigt die Temperatur des aus jedem Zylinder ausgestoßenen Abgases an, so dass ein heißes Abgas in den Abgasreinigungskatalysator 14 strömt. Folglich empfängt der Abgasreinigungskatalysator 14 eine große Menge Wärme aus dem Abgas, so dass er seine Aktivierungstemperatur frühzeitig erreicht.
Als weiteres Verfahren zur Erzielung der Aktivierung des Abgasesreinigungskatalysator 14 in einer frühen Zeitdauer, ist es möglich, die vorstehend beschriebenen Verfahren zu kombinieren. Beispielsweise ist es möglich, die Temperatur des in den Abgasreinigungskatalysator 14 strömenden Abgases durch Verzögerung des Zündzeitverlaufs oder Vorschieben des Auslassventilöffnungszeitverlauf in einer anfänglichen Phase der Aufwärmverarbeitung zu verzögern, und nach dem eine vorbestimmte Zeit von der Ausführung der Aufwärmverarbeitung verstrichen ist, die Kraftstoffeinspritzmenge (und zusätzliche Luftmenge) derart zu steuern, dass ein Abgas mit großen Mengen von nicht verbrannten HC, nicht verbrannten CO und O2 erzeugt wird.
Das heißt, es ist möglich, die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 14 durch Anheben der Temperatur des in den Abgasreinigungskatalysator 14 strömenden Abgases zu erhöhen, wenn der Abgasreinigungskatalysator 14 sich vollständig in dem nicht aktivierten Zustand befindet, und nach dem der Abgasreinigungskatalysator 14 teilweise aktiviert ist, die Aktivierung des Abgasreinigungskatalysator 14 in einer frühzeitigen Periode durch Anheben der Temperatur des Abgases und verbessern der Reaktion des Abgasreinigungskatalysators 14 gleichzeitig zu erzielen.
Dabei kann die vorstehend beschriebene vorbestimmte Zeit ein vorab eingestellter fester Wert sein oder ein variabler Wert sein, der in Abhängigkeit von der Katalysatortemperatur bestimmt wird, wenn die Katalysatoraufwärmverarbeitung gestartet wird. Weiterhin kann an Stelle der vorbestimmten Zeit eine integrierte Ansaugluftmenge verwendet werden, die vom Start der Katalysatoraufwärmverarbeitung an gezählt wird.
Gemäß dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird die Vorrichtung durch die Steuerungseinrichtung (beispielsweise die E-ECU 23 und/oder die H-ECU 24) gesteuert, die als programmierte Allzweckcomputer implementiert ist. Für den Fachmann dürfte verständlich sein, dass die Steuerungseinrichtung unter Verwendung einer einzelnen integrierten Schaltung für besondere Zwecke (beispielsweise ASIC) mit einem Haupt- oder Zentralprozessorabschnitt für eine gesamte Steuerung auf Systemebene und getrennte Abschnitte implementiert werden kann, die zur Durchführung verschiedener unterschiedlicher spezifischer Berechungen, Funktionen und anderer Verarbeitungen unter Steuerung des Zentralprozessorabschnitts eingerichtet sind. Die Steuerungseinrichtung kann eine Vielzahl von getrennter besonderer oder programmierbarer integrierter oder anderer elektronischer Schaltungen oder Vorrichtungen (fest verdrahtete elektronische oder Logikschaltungen wie diskrete Elementschaltungen oder programmierbare Logikvorrichtungen wie PLGs, PLAs, PALs oder dergleichen) sein. Die Steuerungseinrichtung kann unter Verwendung eines geeignet programmierten Allzweckcomputers, beispielsweise eines Mikroprozessors, eine Mikrosteuerungseinrichtung oder einer anderen Prozessorvorrichtung (CPU oder MPU) entweder allein oder zusammen mit einer oder mehreren peripheren Daten- und Signalverarbeitungsvorrichtungen (beispielsweise integrierte Schaltung) implementiert werden. Im Allgemeinen kann jede Vorrichtung unter Anordnung von Vorrichtungen als Steuerungseinrichtung verwendet werden, auf denen eine endliche Zustandsmaschine vorhanden ist, die die vorstehend beschriebenen Verarbeitungen implementieren kann. Eine verteilte Prozessorarchitektur kann für eine maximale Daten-/Signalverarbeitungsfähigkeit und -Geschwindigkeit verwendet werden.
Obwohl die Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, ist es verständlich, dass die Erfindung nicht auf die bevorzugten Ausführungsbeispiel oder Konstruktionen beschränkt ist. Im Gegensatz dazu soll die Erfindung verschiedene Abänderungen und äquivalente Anordnungen abdecken. Zusätzlich sind, obwohl verschiedene Elemente der bevorzugten Ausführungsbeispiel in verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen gezeigt worden sind, die beispielhaft sind, andere Kombinationen und Konfigurationen mit mehr, weniger oder einem einzelnen Element ebenfalls innerhalb des Umfangs der Erfindung.
Wie vorstehend beschrieben bewirkt eine Hybridfahrzeug-Brennkraftmaschinensteuerungseinheit, dass ein elektrischer Motor 2 als Hauptantriebsquelle für das Fahrzeug in einem vorbestimmten Zustand arbeitet und steuert gleichzeitig einen Hybridmechanismus zum Aufwärmen der Brennkraftmaschine 1. Falls eine angeforderte Maschinenausgangsleistung für die Brennkraftmaschine 1 eine vorbestimmte Ausgangsleistung überschreitet (S406), oder falls ein Beschleunigeröffnungsgrad einen vorbestimmten Öffnungsgrad (S403) überschreitet, ändert dieselbe Steuerungseinheit den Betriebszustand der Brennkraftmaschine in dem Aufwärmbetriebszustand auf einen Betriebszustand, der zu der angeforderten Maschinenausgangsleistung passt (S407).

Claims

Brennkraftmaschinensteuerungseinheit mit einem Hybridmechanismus, der das Fahrzeug durch wahlweise Verwendung von Leistung der Brennkraftmaschine (1) und Leistung eines elektrischen Motors (2) antreibt, und einer Steuerungseinrichtung (23, 24), die das Fahrzeug mit der Leistung des elektrischen Motors (2) als Hauptantriebsleistung antreibt und den Hybridmechanismus zur Aufwärmung der Brennkraftmaschine (1) steuert, und die den Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) von einem Aufwärmbetriebszustand zu einem Betriebszustand zur Abgabe einer Leistung in Abhängigkeit von einer angeforderten Maschinenausgangsleistung ändert, falls während des Aufwärmens der Brennkraftmaschine (1) ein Beschleunigeröffnungsgrad größer als ein vorbestimmter Öffnungsgrad ist oder eine angeforderte Maschinenausgangsleistung für die Brennkraftmaschine (1) eine vorbestimmte Ausgangsleistung überschreitet, die eine maximale Ausgangsleistung ist, die durch die Brennkraftmaschine (1) in dem Aufwärmbetriebszustand erzeugt werden kann, wobei die Steuerungseinrichtung (23, 24) bestimmt, ob der Beschleunigeröffnungsgrad größer als der vorbestimmte Öffnungsgrad ist (S303, S403), bevor bestimmt wird, ob die angeforderte Maschinenausgangsleistung größer als die vorbestimmte Ausgangsleistung ist (S306, S406).
Brennkraftmaschinensteuerungseinheit nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinrichtung (23, 24) einen Zeitpunkt zur Änderung des Betriebszustands von dem Aufwärmbetriebszustand auf einen vorbestimmten Betriebszustand schätzt, der der Betriebszustand zur Abgabe einer Leistung in Abhängigkeit von der angeforderten Maschinenausgangsleistung ist, und den Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) vor dem geschätzten Änderungszeitpunkt allmählich von dem Aufwärmbetriebszustand zu dem vorbestimmten Betriebszustand ändert.
Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschinensteuerungseinheit eines Hybridfahrzeugs, wobei das Hybridfahrzeug einen Hybridmechanismus aufweist, der das Fahrzeug durch wahlweise Verwendung von Leistung der Brennkraftmaschine (1) und Leistung eines elektrischen Motors (2) antreibt, wobei das Verfahren aufweist: einen Schritt (S216, S218; S308; S407) des Änderns eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine (1) von einem Aufwärmbetriebszustand zu einem Betriebszustand zur Abgabe einer Leistung in Abhängigkeit von der angeforderten Maschinenausgangsleistung, falls während des Aufwärmens der Brennkraftmaschine (1) ein Beschleunigeröffnungsgrad größer als ein vorbestimmter Öffnungsgrad ist, oder falls eine angeforderte Maschinenausgangsleistung für die Brennkraftmaschine (1) eine vorbestimmte Ausgangsleistung überschreitet, die eine maximale Ausgangsleistung ist, die durch die Brennkraftmaschine (1) in dem Aufwärmbetriebszustand erzeugt werden kann, wobei die Bestimmung, ob der Beschleunigeröffnungsgrad größer als ein vorbestimmter Öffnungsgrad ist, ausgeführt wird (S303, S403), bevor bestimmt wird, ob die angeforderte Maschinenausgangsleistung größer als die vorbestimmte Ausgangsleistung ist (S306, S406).
Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, weiterhin mit Schätzen eines Zeitpunkts zur Änderung des Betriebszustands von dem Aufwärmbetriebszustand auf einen vorbestimmten Betriebszustand, der der Betriebszustand zur Abgabe einer Leistung in Abhängigkeit von der angeforderten Maschinenausgangsleistung ist, und allmähliches Ändern des Betriebszustands der Brennkraftmaschine (1) von dem Aufwärmbetriebszustand auf den vorbestimmten Betriebszustand vor dem geschätzten Änderungszeitpunkt.