DE102019105979A1

DE102019105979A1 - Steuergerät für ein fahrzeug

Info

Publication number: DE102019105979A1
Application number: DE102019105979.8A
Authority: DE
Inventors: Yusuke Nakayama
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-03-12
Filing date: 2019-03-08
Publication date: 2019-09-12
Also published as: CN110259594B; CN110259594A; JP6828705B2; US20190277176A1; JP2019157733A; US11035271B2

Abstract

Erfindungsgemäß wird der Ausstoß schädlicher Komponenten von einem Fahrzeug zu dem Startzeitpunkt einer Verbrennungskraftmaschine bestmöglich unterdrückt. Ein Steuergerät für ein Fahrzeug wird auf das Fahrzeug angewendet, das mit einem ersten Wärmeerzeugungselement zum Heizen eines Abgasreinigungskatalysators, einem zweiten Wärmeerzeugungselement zum Heizen eines auf Kraftstoff bezogenen vorbestimmten Abschnitts, und einer Batterie zur Zufuhr von elektrischer Leistung an das erste Wärmeerzeugungselement und das zweite Wärmeerzeugungselement versehen ist, und es steuert die Zufuhr der elektrischen Leistung von der Batterie an das erste Wärmeerzeugungselement und/oder das zweite Wärmeerzeugungselement vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine. In Fällen, bei welchen eine zuführbare Menge an elektrischer Leistung gleich oder weniger als eine erste Menge an elektrischer Leistung ist, steuert das Steuergerät die Zufuhr der elektrischen Leistung so, dass eine Gesamtmenge an elektrischer Leistung innerhalb der zuführbaren Menge an elektrischer Leistung dem zweiten Wärmeerzeugungselement zugeführt wird, wohingegen in Fällen, bei welchen die zuführbare Menge an elektrischer Leistung größer als die erste Menge an elektrischer Leistung ist, das Steuergerät die Zufuhr der elektrischen Leistung so steuert, dass die Gesamtmenge an elektrischer Leistung innerhalb der zuführbaren Menge an elektrischer Leistung dem ersten Wärmeerzeugungselement zugeführt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuergerät für ein Fahrzeug.
Beschreibung des Stands der Technik
In einem mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem Elektromotor versehenen Hybridfahrzeug ist eine Technologie bekannt, bei welcher die Verbrennungskraftmaschine und/oder ein Abgasreinigungskatalysator im Voraus durch Verwendung elektrischer Leistung, welche von einer an dem Fahrzeug montierten Batterie zugeführt wird, elektrisch geheizt wird, bevor die Verbrennungskraftmaschine gestartet wird (z.B. JP 2003-269208 A ).
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Schädliche Komponenten, welche bei dem Zeitpunkt des Startens der Verbrennungskraftmaschine von dem Fahrzeug (Endrohr) ausgestoßen werden, können durch elektrisches Heizen des Abgasreinigungskatalysators im Voraus, bevor die Verbrennungskraftmaschine gestartet wird, reduziert werden. Zusätzlich können schädliche Komponenten, welche zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine von dem Fahrzeug (Endrohr) ausgestoßen werden, durch elektrisches Heizen der Verbrennungskraftmaschine im Voraus, bevor die Verbrennungskraftmaschine gestartet wird, reduziert werden. Dann wird das elektrische Heizen, wie vorstehend erwähnt, durch Verwendung elektrischer Leistung von der an dem Fahrzeug montierten Batterie erreicht.
Wenn hier der Abgasreinigungskatalysator durch elektrisches Heizen aktiviert werden kann, bevor die Verbrennungskraftmaschine gestartet wird, wird das Ausstoßen der schädlichen Komponenten von dem Fahrzeug zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine bestmöglich unterdrückt. Jedoch kann beispielsweise in Fällen, bei welchen die Menge an in der Batterie gespeicherten elektrischen Leistung relativ klein ist, keine ausreichende Menge an elektrischer Leistung für das elektrische Heizen des Abgasreinigungskatalysators verwendet werden.
Dann können in Fällen, bei welchen eine für das elektrische Heizen des Abgasreinigungskatalysators verfügbare Menge an elektrischer Leistung vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine kleiner als eine zur Aktivierung des Abgasreinigungskatalysators benötigte Menge an elektrischer Leistung ist, sogar wenn das elektrische Heizen des Abgasreinigungskatalysators vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine ausgeführt wird, schädliche Komponenten zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine von dem Fahrzeug ausgestoßen werden.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend genannten Probleme gemacht und hat zur Aufgabe, den Ausstoß schädlicher Komponenten von einem Fahrzeug zu dem Startzeitpunkt einer Verbrennungskraftmaschine bestmöglich zu unterdrücken.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Steuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Lösung des Problems
Ein Steuergerät für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf das Fahrzeug angewendet werden, welches versehen ist mit: einem Abgasreinigungskatalysator, der in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist und eingerichtet ist, eine vorbestimmte in einem Abgas der Verbrennungskraftmaschine enthaltene Komponente zu entfernen; einem ersten Wärmeerzeugungselement, das in dem Abgaskanal angeordnet ist und eingerichtet ist, Wärme durch Zufuhr elektrischer Leistung zu erzeugen und dabei den Abgasreinigungskatalysator zu heizen; einem zweiten Wärmeerzeugungselement, das eingerichtet ist, Wärme durch Zufuhr elektrischer Leistung zu erzeugen und dabei einen auf den in der Verbrennungskraftmaschine zu verbrennenden Kraftstoff bezogenen vorbestimmten Abschnitt zu heizen; und einer Batterie, die eingerichtet ist, dem ersten Wärmeerzeugungselement und dem zweiten Wärmeerzeugungselement elektrische Leistung zuzuführen. Dann wird in dem Steuergerät die Zufuhr elektrischer Leistung von der Batterie an das erste Wärmeerzeugungselement und/oder das zweite Wärmeerzeugungselement vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine gesteuert.
Gemäß einem solchen Steuergerät kann vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine der Abgasreinigungskatalysator elektrisch durch Verwendung des ersten Wärmeerzeugungselements geheizt werden oder der auf den Kraftstoff bezogene vorbestimmte Abschnitt kann elektrisch durch Verwendung des zweiten Wärmeerzeugungselements geheizt werden. Wenn hier der Abgasreinigungskatalysator vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine elektrisch geheizt wird, wird der Abgasreinigungskatalysator auf Temperatur gebracht und die Abgasreinigungsleistung des Abgasreinigungskatalysators zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine wird verbessert. Wenn zusätzlich der auf den Kraftstoff bezogene vorbestimmte Abschnitt vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine elektrisch geheizt wird, wird resultierend aus einem Anstieg der Kraftstofftemperatur die Kraftstoffverbrennung zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine gefördert.
Dann wird in dem Steuergerät für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung in Fällen, bei welchen eine zuführbare Menge an elektrischer Leistung, welche eine obere Grenzmenge an elektrischer Leistung ist, die dem ersten Wärmeerzeugungselement und/oder dem zweiten Wärmeerzeugungselement von der Batterie vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine zugeführt werden kann, gleich oder weniger als eine zweite Menge an elektrischer Leistung ist, die eine Menge an elektrischer Leistung ist, die notwendig ist, um den Abgasreinigungskatalysator durch Verwendung des ersten Wärmeerzeugungselements zu aktivieren, und in Fällen, bei welchen die zuführbare Menge an elektrischer Leistung gleich oder weniger ist als eine vorbestimmte erste Menge an elektrischer Leistung, welche kleiner als die zweite Menge an elektrischer Leistung ist, eine Gesamtmenge an elektrischer Leistung innerhalb der zuführbaren Menge an elektrischer Leistung dem ersten Wärmeerzeugungselement vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine zugeführt, wohingegen in Fällen, bei welchen die zuführbare Menge an elektrischer Leistung größer als die erste Menge an elektrischer Leistung ist, die Zufuhr der elektrischen Leistung so gesteuert wird, dass die Gesamtmenge an elektrischer Leistung innerhalb der zuführbaren Menge an elektrischer Leistung dem ersten Wärmeerzeugungselement vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine zugeführt werden kann.
Die zweite Menge an elektrischer Leistung ist eine Menge an elektrischer Leistung oder elektrischer Energie, die notwendig ist, um, wie vorstehend genannt, den Abgasreinigungskatalysator durch Verwendung des ersten Wärmeerzeugungselements zu aktivieren (nachstehend manchmal als eine „Aktivierungsmenge an elektrischer Leistung“ bezeichnet). Wenn aus diesem Grund die zuführbare Menge an elektrischer Leistung kleiner als die zweite Menge an elektrischer Leistung ist, kann der Abgasreinigungskatalysator nicht aktiviert werden, sogar wenn er vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine elektrisch geheizt wird. Demzufolge kann das Steuergerät durch Steuerung der Zufuhr elektrischer Leistung auf die vorstehend beschriebene Weise den Ausstoß schädlicher Komponenten von dem Fahrzeug zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine bestmöglich unterdrücken.
Gleichzeitig wurde festgestellt, dass durch Definition der ersten Menge an elektrischer Leistung, welche eine vorbestimmte Menge an elektrischer Leistung kleiner als die zweite Menge an elektrischer Leistung ist, auf die folgende Weise der Ausstoß schädlicher Komponenten von dem Fahrzeug zu dem Startzeitpunkt bestmöglich unterdrückt wird. Insbesondere ist die erste Menge an elektrischer Leistung basierend auf einem Verbesserungseffekt der Abgasreinigungsleistung aufgrund des elektrischen Heizens des Abgasreinigungskatalysators in einem kalten Zustand (auch als ein Katalysatorheizeffekt bezeichnet) und einem Kraftstoffverbrennungs-Fördereffekt aufgrund des elektrischen Heizens des vorbestimmten Abschnitts der Verbrennungskraftmaschine in einem kalten Zustand (auch als ein Verbrennungskraftmaschinen-Heizeffekt bezeichnet) definiert. Dann wird in Fällen, bei welchen entweder der Abgasreinigungskatalysator oder der vorbestimmte Abschnitt der Verbrennungskraftmaschine durch Verwendung einer Menge an elektrischer Leistung gleich oder weniger als die erste Menge an elektrischer Leistung elektrisch geheizt wird, deren Einfluss auf die von dem Fahrzeug zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine ausgestoßenen schädlichen Komponenten mit dem Grad des Einflusses gemäß dem Verbrennungskraftmaschinen-Heizeffekt größer als mit dem Grad des Einflusses gemäß dem Katalysatorheizeffekt. Mit anderen Worten wird zu diesem Zeitpunkt ein Reduktionseffekt der von dem Fahrzeug zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine ausgestoßenen schädlichen Komponenten in dem Fall, bei welchem der vorbestimmte Abschnitt der Verbrennungskraftmaschine elektrisch geheizt wird, größer als in dem Fall, bei welchem der Abgasreinigungskatalysator elektrisch geheizt wird.
Demzufolge steuert das Steuergerät in Fällen, bei welchen die zuführbare Menge an elektrischer Leistung gleich oder weniger ist als die erste Menge an elektrischer Leistung, die Zufuhr elektrischer Leistung so, dass die Gesamtmenge an elektrischer Leistung innerhalb der zuführbaren Menge an elektrischer Leistung dem zweiten Wärmeerzeugungselement zugeführt werden kann. Das kann den Ausstoß der schädlichen Komponenten von dem Fahrzeug zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine bestmöglich unterdrücken.
Im Gegensatz dazu wird in Fällen, bei welchen entweder der Abgasreinigungskatalysator oder der vorbestimmte Abschnitt der Verbrennungskraftmaschine durch Verwendung einer Menge an elektrischer Leistung, die größer als die erste Menge an elektrischer Leistung aber gleich oder weniger als die zweite Menge an elektrischer Leistung ist, elektrisch geheizt wird, deren Einfluss auf die von dem Fahrzeug zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine mit dem Grad des Einflusses gemäß dem Katalysatorheizeffekt größer als mit dem Grad des Einflusses gemäß dem Verbrennungskraftmaschinen-Heizeffekt. Mit anderen Worten wird zu diesem Zeitpunkt der Reduktionseffekt der von dem Fahrzeug zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine ausgestoßenen schädlichen Komponenten in dem Fall, bei welchem der Abgasreinigungskatalysator elektrisch geheizt wird, größer als in dem Fall, bei welchem der vorbestimmte Abschnitt der Verbrennungskraftmaschine elektrisch geheizt wird.
Demzufolge steuert das Steuergerät in Fällen, bei welchen die zuführbare Menge an elektrischer Leistung größer als die erste Menge an elektrischer Leistung aber gleich oder weniger als die zweite Menge an elektrischer Leistung ist, die Zufuhr elektrischer Leistung so, dass die Gesamtmenge an elektrischer Leistung innerhalb der zuführbaren Menge an elektrischer Leistung dem ersten Wärmeerzeugungselement zugeführt wird. Das kann den Ausstoß der schädlichen Komponenten von dem Fahrzeug zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine bestmöglich unterdrücken.
Wie vorstehend beschrieben, kann das Steuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung den Ausstoß schädlicher Komponenten von dem Fahrzeug zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine bestmöglich unterdrücken.
Zusätzlich kann in Fällen, bei welchen die zuführbare Menge an elektrischer Leistung größer als die zweite Menge an elektrischer Leistung ist, das Steuergerät die Zufuhr elektrischer Leistung so steuern, dass elektrische Leistung in Höhe der zweiten Menge an elektrischer Leistung dem ersten Wärmeerzeugungselement vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird, und zur selben Zeit die Zufuhr elektrischer Leistung so steuern, dass elektrische Leistung in Höhe einer Menge an elektrischer Leistung, die durch Subtraktion der zweiten Menge an elektrischer Leistung von der zuführbaren Menge an elektrischer Leistung erhalten wird, dem zweiten Wärmeerzeugungselement zugeführt wird.
In diesem Fall wird die zuführbare Menge an elektrischer Leistung größer sein als die Aktivierungsmenge an elektrischer Leistung. Hier neigt der durch die dem ersten Wärmeerzeugungselement zugeführten elektrischen Leistung in der Aktivierungsmenge an elektrischer Leistung aktivierte Abgasreinigungskatalysator dazu, eine Verbesserung der Abgasreinigungsleistung zu erschweren (d.h. der Grad der Verbesserung der Abgasreinigungsleistung wird klein), sogar wenn eine größere Menge an elektrischer Leistung als diese dem ersten Wärmeerzeugungselement zugeführt wird. Sogar wenn die Abgasreinigungsleistung in dem Abgasreinigungskatalysator gleich bleibt, wird andererseits der Ausstoß schädlicher Komponenten von dem Fahrzeug in dem Fall, bei welchem der Ausstoß schädlicher Komponenten von der Verbrennungskraftmaschine klein ist, stärker unterdrückt als in dem Fall, bei welchem er groß ist.
Hier kann gemäß der vorstehend genannten Steuerung die dem zweiten Wärmeerzeugungselement zugeführte Menge an elektrischer Leistung größtmöglich gemacht werden, während der Abgasreinigungskatalysator durch Verwendung des ersten Wärmeerzeugungselements aktiviert wird. Mit anderen Worten kann der Ausstoß schädlicher Komponenten von der Verbrennungskraftmaschine kleinstmöglich gemacht werden, während die Abgasreinigungsleistung in dem Abgasreinigungskatalysator bestmöglich erhöht wird. Demzufolge ist es möglich, den Ausstoß schädlicher Komponenten von dem Fahrzeug zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine bestmöglich zu unterdrücken.
Darüber hinaus kann eine Alkoholkomponente in dem Kraftstoff enthalten sein. Dann kann das Steuergerät eine Einstelleinheit haben, die eingerichtet ist, die erste Menge an elektrischer Leistung größer einzustellen, wenn eine Alkoholkonzentration in dem Kraftstoff hoch ist, und die Zufuhr an elektrischer Leistung von der Batterie an das erste Wärmeerzeugungselement und/oder das zweite Wärmeerzeugungselement basierend auf der durch die Einstelleinheit eingestellten ersten Menge an elektrischer Leistung steuern.
Hier verschlechtert sich in Fällen, bei welchen die Alkoholkomponente in dem Kraftstoff enthalten ist (z.B. in Fällen, bei welchen die Alkoholkomponente mit dem als Kraftstoff der Verbrennungskraftmaschine verwendeten Benzin vermischt wird), die Kraftstoffverbrennung eher als in Fällen, bei welchen die Alkoholkomponente nicht enthalten ist (z.B. der Fall, wenn Benzin als Kraftstoff der Verbrennungskraftmaschine verwendet wird). Wenn andererseits elektrische Leistung dem zweiten Wärmeerzeugungselement zugeführt wird und der vorbestimmte Abschnitt elektrisch geheizt wird, wird diese Tendenz durch den Verbrennungskraftmaschinen-Heizeffekt abgeschwächt. Dann wird der Verbrennungskraftmaschinen-Heizeffekt umso größer, je höher die Alkoholkonzentration in dem Kraftstoff ist.
Hier wird gemäß der vorstehend genannten Definition der ersten Menge an elektrischer Leistung in Fällen, bei welchen der Abgasreinigungskatalysator oder der vorbestimmte Abschnitt der Verbrennungskraftmaschine durch Verwendung einer Menge an elektrischer Leistung gleich oder weniger als die erste Menge an elektrischer Leistung elektrisch geheizt wird, der Reduktionseffekt der von dem Fahrzeug zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine ausgestoßenen schädlichen Komponenten in dem Fall, bei welchem der vorbestimmte Abschnitt der Verbrennungskraftmaschine elektrisch geheizt wird, größer als in dem Fall, bei welchem der Abgasreinigungskatalysator elektrisch geheizt wird. Demzufolge stellt die Einstelleinheit die erste Menge an elektrischer Leistung größer ein, wenn die Alkoholkonzentration in dem Kraftstoff hoch ist, als wenn sie niedrig ist, und das Steuergerät steuert die Zufuhr elektrischer Leistung basierend auf der ersten Menge an elektrischer Leistung und ermöglicht es dabei, den Ausstoß schädlicher Komponenten von dem Fahrzeug zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine bestmöglich zu unterdrücken.
In dem vorstehend beschriebenen Steuergerät für ein Fahrzeug kann der vorbestimmte Abschnitt einen Abschnitt beinhalten, welcher sich auf eine Zerstäubung des Kraftstoffs, der von einem in der Verbrennungskraftmaschine vorgesehenen Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, bezieht. Demzufolge wird der auf die Zerstäubung des von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzten Kraftstoffs bezogene Abschnitt elektrisch geheizt. Hier kann der auf die Zerstäubung des von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzten Kraftstoffs bezogene Abschnitt als ein Abschnitt, welcher die Temperatur des von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzten Kraftstoffs erhöhen kann, definiert werden. Das liegt daran, dass die Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffs tendenziell gefördert wird, wenn die Temperatur des von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzten Kraftstoffs hoch wird. Wenn dann die Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffs gefördert wird, wird auch die Kraftstoffverbrennung zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine gefördert. Dadurch wird der Ausstoß schädlicher Komponenten von der Verbrennungskraftmaschine unterdrückt.
Weiterhin kann der vorbestimmte Abschnitt einen Abschnitt beinhalten, welcher sich auf Anhaftung des Kraftstoffs, welcher von einem in der Verbrennungskraftmaschine vorgesehenen Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, bezieht. Demzufolge wird der auf die Anhaftung des von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzten Kraftstoffs bezogene Abschnitt elektrisch geheizt. Somit wird die Anhaftung des eingespritzten Kraftstoffs unterdrückt, wobei der Ausstoß schädlicher Komponenten von der Verbrennungskraftmaschine auch unterdrückt wird.
Zusätzlich kann in dem Steuergerät für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug, welches mit der Verbrennungskraftmaschine und einem Elektromotor versehen ist und welches in einem Zustand, bei welchem die Verbrennungskraftmaschine gestoppt wurde, mittels der Antriebskraft des Elektromotors fahren kann, sein und die Batterie kann dem ersten Wärmeerzeugungselement, dem zweiten Wärmeerzeugungselement und dem Elektromotor elektrische Leistung zuführen. Wenn dann eine Menge an Elektrizität, welche zu dem Zeitpunkt, wenn Laden der Batterie durch die Antriebskraft der Verbrennungskraftmaschine angefordert wird, in der Batterie gespeichert ist, als eine erste Menge an gespeicherter Elektrizität definiert wird und eine Menge an gespeicherter Elektrizität, welche die erste Menge an gespeicherter Elektrizität plus eine vorbestimmte Marge ist, als eine zweite Menge an gespeicherter Elektrizität definiert wird, kann die zuführbare Menge an elektrischer Leistung als eine Menge an elektrischer Leistung, welche durch Subtraktion der zweiten Menge an gespeicherter Elektrizität von einer Menge an in der Batterie gespeicherter Elektrizität, bevor die Zufuhr elektrischer Leistung von der Batterie an das erste Wärmeerzeugungselement und/oder das zweite Wärmeerzeugungselement ausgeführt wird, erhalten wird, definiert werden.
In einem solchen Fahrzeug ist es möglich, EV-Fahren auszuführen, bei welchem das Fahrzeug in dem Zustand, bei welchem die Verbrennungskraftmaschine gestoppt wurde, mittels der Antriebskraft des Elektromotors fährt. Wenn dann die Menge der in der Batterie gespeicherten Elektrizität während dem EV-Fahren auf die erste Menge der gespeicherten Elektrizität abnimmt, wird die Verbrennungskraftmaschine gestartet. Hier ist, wie vorstehend genannt, die zweite Menge an gespeicherter Elektrizität eine Menge an gespeicherter Elektrizität, welche durch Addition der vorbestimmten Marge zu der ersten Menge an gespeicherter Elektrizität erhalten wird. Wenn dann die Batterie die elektrische Leistung in Höhe der zweiten Menge an gespeicherter Elektrizität hat, kann das Fahrzeug in einem EV-Fahrmodus betrieben werden, ohne die Verbrennungskraftmaschine zu starten. In dem vorstehend genannten Hybridfahrzeug wird die zuführbare Menge an elektrischer Leistung so eingestellt, dass die zweite Menge an gespeicherter Elektrizität sichergestellt wird. Aus diesem Grund kann das Fahrzeug vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine in dem EV-Fahrmodus betrieben werden, während elektrische Leistung dem ersten Wärmeerzeugungselement und/oder dem zweiten Wärmeerzeugungselement zugeführt wird.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Ausstoß schädlicher Komponenten von einem Fahrzeug zu dem Startzeitpunkt einer Verbrennungskraftmaschine bestmöglich zu unterdrücken.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die die schematische Konstruktion eines Fahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung abbildet.
2 ist eine Ansicht, die die schematische Konstruktion einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung abbildet.
3 ist eine Ansicht, die die schematische Konstruktion eines Hochdruck-Kraftstoffsystems der Verbrennungskraftmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung abbildet.
4 ist eine Ansicht, die die schematische Konstruktion einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung abbildet.
5 ist ein erstes Flussdiagramm, das einen Steuerfluss gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung abbildet.
6 ist ein zweites Flussdiagramm, das den Steuerfluss gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung abbildet.
7 ist eine Ansicht, die eine Korrelation zwischen einer Kraftstofftemperatur und einer Konzentration von ausgestoßenem HC abbildet.
8 ist eine Ansicht, die eine Korrelation zwischen einer ersten Menge an zugeführter elektrischer Leistung und einer Reinigungsrate abbildet.
9 ist eine Ansicht, die eine Korrelation zwischen einer zweiten Menge an zugeführter elektrischer Leistung und der Konzentration des ausgestoßenen HC abbildet.
10 ist eine Ansicht zur Erklärung des Einflusses der Temperatur eines Katalysators in einem kalten Zustand auf die Korrelation zwischen der ersten Menge an zugeführter elektrischer Leistung und der Reinigungsrate.
11 ist eine Ansicht zur Erklärung der Verteilung von elektrischer Leistung von einer Batterie auf einen EHC-Träger und/oder elektrische Heizdrähte in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
12 ist eine Ansicht, die ein schematisches Diagramm eines Zylinders einer Verbrennungskraftmaschine gemäß einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung abbildet.
13 ist eine Ansicht zur Erklärung des Einflusses einer Alkoholkonzentration in einem Alkohol-Kraftstoff-Gemisch auf eine Korrelation zwischen einer zweiten Menge an zugeführter elektrischer Leistung und einer Konzentration von ausgestoßenem HC.
14 ist eine Ansicht, die in 13 abgebildete Mengen an elektrischer Leistung E11, E12, welche sich mit der in 8 abgebildeten Korrelation zwischen der ersten Menge an zugeführter elektrischer Leistung und der Reinigungsrate überlappen, abbildet.
15A ist eine erste Ansicht zur Erklärung der Verteilung elektrischer Leistung von einer Batterie auf einen EHC-Träger und/oder elektrische Heizdrähte in dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
15B ist eine zweite Ansicht zur Erklärung der Verteilung elektrischer Leistung von der Batterie auf den EHC-Träger und/oder elektrische Heizdrähte in dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachstehend werden Modi (Ausführungsbeispiele) zur Ausführung der vorliegenden Erfindung detailliert als Beispiel mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Dimensionen, Materialien, Formen, relative Anordnungen usw. der in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Komponententeile sind jedoch nicht beabsichtigt, den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung allein darauf zu beschränken, solange es keine spezifischen Aussagen gibt.
Erstes Ausführungsbeispiel
In diesem ersten Ausführungsbeispiel wird die vorliegende Erfindung auf ein Hybridfahrzeug, welches mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem Motorgenerator versehen ist, angewendet.
Anordnung des Hybridfahrzeugs
1 ist eine Ansicht, die die schematische Konstruktion eines Fahrzeugs 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt. Das in 1 gezeigte Fahrzeug 100 hat als eine Antriebsquelle die Verbrennungskraftmaschine 1, einen ersten Motorgenerator 19 und einen zweiten Motorgenerator 20. Hier sind der erste Motorgenerator 19 und der zweite Motorgenerator 20 jeweils als ein bekannter Wechselstrom-Synchron-Elektromotor, der als ein Generator und auch als ein Elektromotor arbeitet, aufgebaut.
Das Fahrzeug 100 ist zusätzlich zu der vorstehend genannten Anordnung mit einer ECU (elektronische Steuereinheit) 10, einer Leistungsteilermechanik 12, einem Untersetzungsgetriebe 16, einer PCU (Leistungssteuereinheit) 21, einer Batterie 22 und dergleichen als Hauptstrukturen aufgebaut. Dann hat die Verbrennungskraftmaschine 1, wie in 1 gezeigt, eine mit einer Ausgangswelle 13 verbundene Kurbelwelle und die Ausgangswelle 13 ist mit der Leistungsteilermechanik 12 verbunden. Die Leistungsteilermechanik 12 ist durch eine Leistungsübertragungswelle 14 mit dem ersten Motorgenerator 19 verbunden und ist auch durch eine Leistungsübertragungswelle 15 mit dem zweiten Motorgenerator 20 verbunden. Hier verwendet die Leistungsteilermechanik 12 eine bekannte Planetengetriebemechanik (Abbildung weggelassen) und überträgt die mechanische Leistung der Verbrennungskraftmaschine 1, des ersten Motorgenerators 19 und des zweiten Motorgenerators 20 auf eine verteilende und zusammenführende Weise. Zusätzlich ist das Untersetzungsgetriebe 16 mit der Leistungsübertragungswelle 15 verbunden, so dass ein Output von jeder Antriebsquelle durch das Untersetzungsgetriebe 16 auf die Antriebswelle 17 übertragen wird. Dann werden mit der Antriebswelle 17 verbundene Antriebsräder 18 angetrieben, um sich zu drehen, so dass das Fahrzeug 100 dabei angetrieben wird.
Dann ist die PCU 21 elektrisch mit dem ersten Motorgenerator 19, dem zweiten Motorgenerator 20 und der Batterie 22 verbunden. Hier ist die PCU 21 einschließlich einem nicht dargestellten Wandler aufgebaut, sodass sie Gleichstrom von der Batterie 22 in Wechselstrom wandeln kann und auch durch den ersten Motorgenerator 19 und den zweiten Motorgenerator 20 erzeugten Wechselstrom in Gleichstrom wandeln kann. Somit kann die PCU 21 den durch den ersten Motorgenerator 19 und den zweiten Motorgenerator 20 erzeugten Wechselstrom in Gleichstrom wandeln und kann den Gleichstrom der Batterie 22 zuführen. Zusätzlich kann die PCU 21 auch den aus der Batterie 22 entnommenen Gleichstrom in Wechselstrom wandeln und kann dem ersten Motorgenerator 19 und dem zweiten Motorgenerator 20 den Wechselstrom zu führen.
Wenn hier der erste Motorgenerator 19 über die Leistungsteilermechanik 12 durch die Verbrennungskraftmaschine 1 angetrieben wird, erzeugt er Wechselstrom. Solch ein erster Motorgenerator 19 wird nachstehend als ein „MG1“ bezeichnet. Zusätzlich kann der zweite Motorgenerator 20 durch Ausgeben einer axialen Rotation an die Leistungsübertragungswelle 15 eine Antriebskraft auf das Fahrzeug 100 anwenden. Wenn darüber hinaus der zweite Motorgenerator 20 durch die axiale Rotation, die zu dem Zeitpunkt einer Verzögerung des Fahrzeugs 100 von der Leistungsübertragungswelle 15 eingegeben wird, angetrieben wird, erzeugt er Wechselstrom. Solch ein zweiter Motorgenerator 20 wird nachstehend als ein „MG2“ bezeichnet.
Die ECU 10 ist eine elektronische Steuereinheit, welche sich aus einer CPU, einem ROM, einem RAM, einem Back-up-RAM und dergleichen zusammensetzt. Verschiedene Arten von Sensoren (Abbildung weggelassen), wie zum Beispiel ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, ein SOC-Sensor zum Erfassen eines Ladungszustands (SOC) der Batterie 22, insbesondere eine Menge an gespeicherter Elektrizität (nachstehend manchmal als eine „SOC-Menge“ bezeichnet) der Batterie 22 und dergleichen, sind über elektrische Leitungen mit der ECU 10 verbunden, sodass die Ausgabesignale dieser Sensoren an die ECU 10 eingegeben werden.
Dann erfasst die ECU 10 basierend auf den Ausgabesignalen dieser verschiedenen Arten von Sensoren die Betriebszustände der Verbrennungskraftmaschine 1, des MG1, des MG2, der Batterie 22 und dergleichen und justiert oder optimiert basierend auf diesen Betriebszuständen zur gleichen Zeit den Fahrmodus des Fahrzeugs 100. In Fällen, bei welchen bezüglich dem Fahrzeug 100 eine angeforderte Antriebslast relativ hoch ist, lässt die ECU 10 das Fahrzeug 100 beispielsweise in einem Modus, bei welchen der Output der Verbrennungskraftmaschine 1 und der Output des MG2 als Antriebsquellen verwendet werden, fahren. Zusätzlich lässt die ECU 10 beispielsweise in Fällen, bei welchen die SOC-Menge relativ groß ist und die angeforderte Antriebslast bezüglich dem Fahrzeug 100 relativ klein ist, das Fahrzeug 100 in einem Modus, in welchem nur der Output des MG 2 als eine Antriebsquelle in einem Zustand, bei welchem die Verbrennungskraftmaschine 1 gestoppt ist, verwendet wird, fahren (EV-Fahren). Zu beachten ist in einem solchen EV-Fahren, dass nur der Output des MG2 als eine Antriebsquelle verwendet werden kann oder der Output des MG1 und des MG2 als Antriebsquellen verwendet werden können.
Zusätzlich ist das Fahrzeug 100 mit einem Kraftstofftank 23 versehen. Dann wird der in dem Kraftstofftank 23 gelagerte Kraftstoff unter Druck durch eine Kraftstoffleitung 24 mittels einer in dem Kraftstofftank 23 angeordneten Niederdruckpumpe (nicht dargestellt) der Verbrennungskraftmaschine 1 zugeführt.
Konstruktion der Verbrennungskraftmaschine
2 ist eine Ansicht, die die schematische Konstruktion der Verbrennungskraftmaschine 1 darstellt. Die in 2 dargestellte Verbrennungskraftmaschine ist eine Verbrennungskraftmaschine mit Fremdzündung, welche an dem Fahrzeug 100 montiert ist und welche durch Verwendung von Benzin als Kraftstoff betrieben wird. 3 ist auch eine Ansicht, die die schematische Konstruktion eines Hochdruck-Kraftstoffsystems der Verbrennungskraftmaschine 1 darstellt. Wie in 3 dargestellt, ist die Verbrennungskraftmaschine 1 mit vier Zylindern 2 versehen und jeder der Zylinder 2 ist mit einem Kraftstoffeinspritzventil 7, das Kraftstoff direkt in das Innere des Zylinders 2 einspritzt, versehen. Die Kraftstoffeinspritzventile 7 sind mit einer Förderleitung 71 verbunden und der durch eine Hochdruckpumpe 72 druckbeaufschlagte Kraftstoff wird der Förderleitung 71 unter Druck zugeführt.
Die Verbrennungskraftmaschine 1 ist mit einem Ansaugkanal 3 zur Zirkulation von in die Zylinder gesaugter Frischluft (Luft) verbunden. In der Mitte des Ansaugkanals 3 ist ein Drosselklappenventil 30, das wirkt, um die Menge der in die Verbrennungskraftmaschine 1 zu saugenden Luft durch Änderung des Kanalquerschnitts des Ansaugkanals 3 anzupassen, angeordnet. Zusätzlich ist ein Luftstrommesser 31 zur Erfassung der Menge (Masse) der in den Ansaugkanal 3 strömenden Frischluft (Luft) in dem Ansaugkanal 3 stromaufwärts des Drosselklappenventils 30 angeordnet.
Die Verbrennungskraftmaschine 1 ist mit einem Abgaskanal 4 zur Zirkulation von aus den Zylindern ausgestoßenem verbrannten Gas (Abgas) verbunden. Ein Katalysatorgehäuse 400 ist mit einer Abgasleitung 40, welche den Abgaskanal 4 ausbildet, verbunden. Das Katalysatorgehäuse 400 ist so aufgebaut, dass ein Katalysatorträger mit einem darauf gestützten Abgasreinigungskatalysator in einem zylindrischen Gehäuse aufgenommen ist. Die Details davon werden nachstehend beschrieben. Dann ist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 zum Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des in den Katalysatorgehäuse 400 strömenden Gases an dem Abgaskanal 4 stromaufwärts des Katalysatorgehäuses 400 montiert. Zusätzlich ist ein Abgastemperatursensor 42 zum Erfassen der Temperatur des aus dem Katalysatorgehäuse 400 strömenden Gases an dem Abgaskanal 4 stromabwärts des Katalysatorgehäuses 400 montiert.
Verschiedene Arten von Sensoren, wie zum Beispiel ein Kurbelpositionssensor 5, ein Gaspedalpositionssensor 6 usw., sind zusätzlich zu dem Luftstrommesser 31, dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 41 und dem Abgastemperatursensor 42, wie vorstehend beschrieben, mit der ECU 10 elektrisch verbunden. Zu beachten ist hier, dass der Kurbelpositionssensor 5 ein mit der Rotationsposition der Ausgangswelle (Kurbelwelle) der Verbrennungskraftmaschine 1 korrelierendes elektrisches Signal ausgibt. Der Gaspedalpositionssensor 6 gibt ein mit einer Betriebsmenge (Gaspedalöffnung) eines Gaspedals korrelierendes elektrisches Signal aus. Die ECU 10 leitet basierend auf dem Ausgabesignal des Kurbelpositionssensors 5 eine Motordrehzahl der Verbrennungskraftmaschine 1 ab und leitet basierend auf dem Ausgabesignal des Gaspedalpositionssensors 6 eine Motorlast der Verbrennungskraftmaschine 1 ab.
Darüber hinaus ist die ECU 10 elektrisch mit verschiedenen Arten von Ausrüstungen, wie zum Beispiel den Kraftstoffeinspritzventilen 7, dem Drosselklappenventil 30, der Hochdruckpumpe 72 und dergleichen, verbunden. Die ECU 10 steuert basierend auf den Ausgabesignalen der vorstehend genannten verschiedenen Arten von Sensoren diese verschiedenen Arten von Ausrüstungen elektrisch.
Nun wird basierend auf 3 das Hochdruck-Kraftstoffsystem der Verbrennungskraftmaschine 1 im Detail erklärt. Der Kraftstoff in einem Niederdruck-Systemdruck, welcher durch die in dem Kraftstofftank 23 angeordnete Niederdruckpumpe (nicht dargestellt) gefördert wird und durch die Kraftstoffleitung 42 strömt, wird unter Druck weiterhin durch die Hochdruckpumpe 72 der Förderleitung 71 zugeführt und in der Förderleitung 71 gespeichert. Voneinander unabhängige jeweils zu den individuellen Kraftstoffeinspritzventilen 7 führende Kraftstoffleitungen sind mit der Förderleitung 71 verbunden, sodass der Hochdruck-Kraftstoff den individuellen Kraftstoffeinspritzventilen 7 zugeführt wird. Zusätzlich ist ein Kraftstofftemperatursensor 23 zum Erfassen der Temperatur des Kraftstoffs in der Förderleitung 71 an der Förderleitung 71 montiert.
Ein Magnetaktuator 7a ist in jedem der Kraftstoffeinspritzventile 7 angeordnet. Jeder Magnetaktuator 7a treibt basierend auf einem Befehlssignal von der ECU 10 eine Nadel (nicht dargestellt), welche ein Düsenloch öffnet und schließt, an. Zusätzlich ist ein elektrischer Heizdraht 7c zum elektrischen Heizen eines Kraftstoffkanals 7b in jedem Kraftstoffeinspritzventil 7 angeordnet. Der elektrische Heizdraht 7c ist ein Wärmeerzeugungselement, welches unter elektrischer Spannung ein elektrischer Widerstand wird, um Wärme zu erzeugen. Wenn der elektrische Heizdraht 7c unter elektrischer Spannung steht, fließt elektrischer Strom durch ein Stromkabel von der in der Erklärung der vorstehend genannten Anordnung des Hybridfahrzeugs beschriebenen Batterie 22 zu dem elektrischen Heizdraht 7c. Mit anderen Worten führt die Batterie 22 dem vorstehend genannten Motor elektrische Leistung zu und führt zur selben Zeit den elektrischen Heizdrähten 7c elektrische Leistung zu. In diesem Ausführungsbeispiel ist zu beachten, dass jeder Kraftstoffkanal 7b einem auf Kraftstoff bezogenen vorbestimmten Abschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere einem auf die Zerstäubung des Kraftstoffs bezogenen Abschnitt, entspricht und jeder Heizdraht 7c einem zweiten Wärmeerzeugungselement gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht.
Wenn dann ein elektrischer Heizdraht 7c mit elektrischer Leistung versorgt wird, um Wärme zu erzeugen, sodass dabei ein entsprechender Kraftstoffkanal 7b geheizt wird, wird der Kraftstoff in dem Kraftstoffkanal 7b geheizt. In diesem Fall wird der Kraftstoff mit relativ erhöhter Temperatur von einem entsprechenden Kraftstoffeinspritzventil 7 eingespritzt, wobei die Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffs in einem entsprechenden Zylinder 2 gefördert wird. Infolgedessen wird die Kraftstoffverbrennung in dem Zylinder 2 gefördert, wobei der Ausstoß von unverbranntem HC und Feinstaubpartikeln (PM) von dem Zylinder 2 unterdrückt wird. Mit anderen Worten wird der Ausstoß schädlicher Komponenten von der Verbrennungskraftmaschine 1 unterdrückt.
In diesem Ausführungsbeispiel ist zu beachten, dass die Zufuhr elektrischer Leistung an jeden elektrischen Heizdraht 7c durch die ECU 10 gesteuert wird. Mit anderen Worten werden das Ein- bzw. Ausschalten der Zufuhr elektrischer Leistung an jeden elektrischen Heizdraht 7c und die Anpassung der jedem elektrischen Heizdraht 7c zuzuführenden elektrischen Leistung durch die ECU 10 ausgeführt.
Des Weiteren sind in diesem Ausführungsbeispiel die Wärmeerzeugungselemente zum Heizen der jeweiligen Kraftstoffkanäle 7b nicht auf die vorstehend genannten elektrischen Heizdrähte 7c beschränkt. Beispielsweise kann eine bekannte Anordnung mit einem Mikrowellengenerator zur Erzeugung einer Mikrowelle und einem Mikrowellenabsorber, welcher unter der Einstrahlung der Mikrowelle Wärme erzeugt, verwendet werden. Zusätzlich ist ein zu heizender vorbestimmter Abschnitt nicht auf jeden Kraftstoffkanal 7b beschränkt. Der zu heizende Abschnitt muss nur der auf die Zerstäubung des Kraftstoffs bezogene Abschnitt sein, d. h. ein Abschnitt, welcher die Kraftstofftemperatur erhöhen kann, und kann beispielsweise auch die Förderleitung 71 oder die Kraftstoffleitung 24 sein.
Als Nächstes wird auf eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel hingewiesen. 4 ist eine Ansicht, die die schematische Konstruktion der Abgasreinigungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt. Diese Abgasreinigungsvorrichtung beinhaltet einen elektrisch geheizten Katalysator (nachstehend auch manchmal als ein „EHC“ bezeichnet) 410.
Der EHC 410 ist mit einem EHC-Träger 411, einem Mattenelement 412 und Elektroden 413a, 413b versehen. Der EHC-Träger 411 ist in dem Katalysatorgehäuse 400 aufgenommen. Der EHC-Träger 411 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet und ist so angeordnet, dass seine Mittelachse mit der Mittelachse A der Abgasleitung 40 ausgerichtet ist. Die Mittelachse A ist eine Mittelachse, welche dem EHC-Träger 411 und dem Katalysatorgehäuse 400 gemein ist. Ein Dreiwegekatalysator 411a wird durch den EHC-Träger 411 abgestützt. Zu beachten ist hier, dass der durch den EHC-Träger 411 abgestützte Katalysator nicht auf einen Dreiwegekatalysator beschränkt ist, sondern ein Oxidationskatalysator, ein NOx-Speicherreduktionskatalysator oder ein NOx-Selektivreduktionskatalysator sein kann.
Der EHC-Träger 411 ist aus einem Material, welches unter elektrischer Spannung ein elektrischer Widerstand wird, um Wärme zu erzeugen. Das Material für den EHC-Träger 411 kann beispielsweise SiC sein. Der EHC-Träger 411 hat eine Vielzahl an Kanälen, welche sich in einer Richtung, in welcher das Abgas strömt, erstrecken (d. h. in einer Richtung, in welcher sich die Mittelachse A erstreckt) und welche in einer Richtung senkrecht zu der Richtung, in welcher das Abgas strömt, einen honigwabenförmigen Querschnitt haben. Dann strömt das Abgas durch diese Kanäle. Hier ist zu beachten, dass die Querschnittsform des EHC-Trägers 111 in der Richtung senkrecht zu der Mittelachse A auch elliptisch usw. sein kann. Auch entspricht der EHC-Träger 411 in diesem Ausführungsbeispiel einem ersten Wärmeerzeugungselement gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ein Elektrodenpaar 413a, 413b ist mit einer Seitenfläche (Außenumfangsfläche) des EHC-Träger 411 verbunden. Die Elektroden 413a, 413b erstrecken sich in der Umfangsrichtung und in der Axialrichtung jeweils entlang der Außenumfangsfläche des EHC-Trägers 411. Dann stehen sich die Elektrode 413a und die Elektrode 413b über den EHC-Träger 411 einander gegenüber. Jedoch ist es nicht zwangsläufig notwendig, dass sich gesamten Oberflächen der Elektrode 413a und der Elektrode 413b einander gegenüberstehen. Eine Metallfolie 430 ist mit den Elektroden 413a, 413b verbunden. Die Metallfolie 430 geht durch eine in dem nachstehend beschriebenen Mattenelement 412 ausgebildete Durchgangsbohrung 412a und eine in dem Katalysatorgehäuse 400 ausgebildete Durchgangsbohrung 400a und ragt auf die Außenseite des Katalysatorgehäuses 400. Jedoch ist die Durchgangsbohrung 400a in dem Katalysatorgehäuse 400 von einer Elektrodenabdeckung 440 umgeben. Demzufolge ragt die Metallfolie 430 in das Innere der Elektrodenabdeckung 440. Ein Stromkabel (nicht dargestellt) wird durch die Elektrodenabdeckung 440 in einem versiegelten Zustand eingeführt. Dann wird die Metallfolie 430 im Inneren der Elektrodenabdeckung 440 mit dem Stromkabel verbunden. Wenn der EHC-Träger 411 unter elektrische Spannung gesetzt wird, fließt elektrischer Strom von der Batterie 22 durch das Stromkabel und die Metallfolie 430 zu den Elektroden 413a, 413b. Mit anderen Worten führt die Batterie 22 dem vorstehend genannten Motor und den in den Kraftstoffeinspritzventilen 7 angeordneten elektrischen Heizdrähten 7c elektrische Leistung zu und führt zur selben Zeit dem EHC-Träger 411 elektrische Leistung zu.
In dem EHC 410 wird, wenn der EHC-Träger 411 unter elektrischer Spannung Wärme erzeugt, der durch den EHC-Träger 411 abgestützte Dreiwegekatalysator 411a geheizt. Infolgedessen wird die Aktivierung des Dreiwegekatalysators 411a gefördert. Zusätzlich ist ein Temperatursensor 420 zum Erfassen der Temperatur des EHC-Trägers 411 in dem EHC 410 angeordnet. Hier kann die durch den Temperatursensor 420 erfasste Temperatur des EHC-Trägers 411 mit der Temperatur des Dreiwegekatalysators 411a identifiziert werden. Zu beachten ist in diesem Ausführungsbeispiel, dass die Zufuhr der elektrischen Leistung an den EHC-Träger 411 durch die ECU 10 gesteuert wird. Mit anderen Worten werden das Ein- bzw. Ausschalten der Zufuhr der elektrischen Leistung an den EHC-Träger 411 und die Anpassung der dem EHC-Träger 411 zuzuführenden elektrischen Leistung durch die ECU 10 ausgeführt.
Das Katalysatorgehäuse 400 ist aus Metall. Das Material des Katalysatorgehäuses 400 kann beispielsweise ein Edelstahlmaterial sein. Eine Innenwandfläche des Katalysatorgehäuses 400 ist mit Glas, welches ein elektrisch isolierendes Material ist, beschichtet. Dann wird das Mattenelement 412 zwischen der Innenwandfläche des Katalysatorgehäuses 400 und der Außenumfangsfläche des EHC-Trägers 411 eingefügt. Mit anderen Worten wird im Inneren des Katalysatorgehäuses 400 der EHC-Träger 411 durch das Mattenelement 412 abgestützt.
Das Mattenelement 412 ist aus einem elektrisch isolierenden Material. Das Material des Mattenelement 412 kann beispielsweise eine Keramikfaser, welche Aluminium als eine Hauptkomponente beinhaltet, sein. Das Mattenelement 412 ist um die Außenumfangsfläche des EHC-Trägers 411 gewickelt. Aufgrund des Einfügens des Mattenelements 412 zwischen dem EHC-Träger 411 und dem Katalysatorgehäuse 400 ist es dann möglich, elektrischen Strom davon abzuhalten, zu dem Katalysatorgehäuse 400 zu strömen, wenn der EHC-Träger 411 unter elektrischer Spannung steht. Mit anderen Worten hat das Mattenelement 412 nicht nur die Funktion, den EHC-Träger 411 innerhalb des Katalysatorgehäuses 400 abzustützen, sondern auch die Funktion, zwischen dem Katalysatorgehäuse 400 und dem EHC-Träger 411 elektrisch zu isolieren.
Elektrische Erregungssteuerung
Als nächstes wird auf die elektrische Erregungssteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hingewiesen. Wenn in diesem Ausführungsbeispiel der Betrieb des Gaspedals ausgeführt wird, nachdem ein Leistungssystem zum Antreiben des Fahrzeugs 100 (nachstehend auch manchmal einfach als „Leistungssystem“ bezeichnet) auf AN gestellt wird, wird das EV-Fahren des Fahrzeugs 100 ausgeführt. Wenn dann die elektrische Leistung der Batterie 22 durch das EV-Fahren verbraucht wird und die SOC-Menge gleich oder kleiner als eine erste Menge an gespeicherter Elektrizität (nachstehend auch manchmal als „SOC1“ bezeichnet) ist, wird die Batterie 22 durch die Antriebskraft der Verbrennungskraftmaschine 1 geladen. Insbesondere wird Wechselstrom durch den MG1, welcher durch die Leistungsteilermechanik 12 mittels der Verbrennungskraftmaschine 1 angetrieben wird, erzeugt und der so erzeugte Wechselstrom wird durch die PCU 21 in Gleichstrom gewandelt und der Batterie 22 zugeführt. Wenn hier die Verbrennungskraftmaschine 1 gestartet wird, um die Batterie 22 zu laden, werden, wenn der durch den EHC-Träger 411 abgestützte Dreiwegekatalysator 411a nicht aktiviert wurde, schädliche Komponenten zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine 1 von dem Fahrzeug 100 (d. h. einem Endrohr des Fahrzeugs) ausgestoßen. Wenn der Dreiwegekatalysator 411 a andererseits durch elektrische Erregung des EHC-Trägers 411 aktiviert werden kann, bevor die Verbrennungskraftmaschine 1 gestartet wird, wird der Ausstoß schädlicher Komponenten von dem Fahrzeug 100 zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine 1 bestmöglich unterdrückt.
Wenn hier die SOC-Menge zu dem Zeitpunkt, wenn das Leistungssystem auf AN gestellt wird, relativ klein ist, kann eine ausreichende Menge an elektrischer Leistung nicht für die Ausführung der elektrischen Erregung des EHC-Trägers 411 verwendet werden, bevor die Verbrennungskraftmaschine 1 gestartet wird. In Fällen, bei welchen eine für die elektrische Erregung des EHC-Trägers 411 vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine 1 verfügbare Menge an elektrischer Leistung weniger als eine Menge an elektrischer Leistung ist, welche benötigt wird, um den durch den EHC-Träger 411 abgestützten Dreiwegekatalysator 411a zu aktivieren (nachstehend auch manchmal als eine „Aktivierungsmenge an elektrischer Leistung“ bezeichnet), sogar wenn die elektrische Erregung des EHC-Trägers 411 vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine 1 ausgeführt wird, können schädliche Komponenten zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine 1 von dem Fahrzeug 100 ausgestoßen werden.
Demzufolge wird in diesem Ausführungsbeispiel die Zufuhr der elektrischen Leistung von der Batterie 22 an den EHC-Träger 411 und/oder an die in den Kraftstoffeinspritzventilen 7 angeordneten elektrischen Heizdrähte 7c vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine 1 gesteuert. Infolgedessen wird die elektrische Leistung von der Batterie 22 an den EHC-Treiber 411 und/oder die elektrischen Heizdrähte 7c auf angemessene Weise verteilt, bevor die Verbrennungskraftmaschine 1 gestartet wird. Infolgedessen kann der Ausstoß schädlicher Komponenten von dem Fahrzeug 100 zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine 1 bestmöglich unterdrückt werden. Dies wird im Detail durch die Verwendung der in 5 und 6 gezeigten Flussdiagramme erklärt. Hier ist zu beachten, dass die ECU 10 durch Ausführen eines Steuerflusses oder Routine, welche nachstehend erklärt werden, als ein Steuergerät für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet.
5 und 6 sind Flussdiagramme, die den Steuerfluss oder Routine gemäß diesem Ausführungsbeispiel darstellen. In diesem Ausführungsbeispiel wird dieser Steuerfluss oder Routine bei einem vorbestimmten Betriebsintervall auf wiederholte Weise durch die ECU 10 ausgeführt.
In dieser Routine wird zuerst bei Schritt S101 bestimmt, ob ein Katalysatoraktivierungs-Flag AUS ist und ob das Leistungssystem AN ist. Hier ist das Katalysatoraktivierungs-Flag ein Flag, welches auf AN gestellt ist, wenn vermutet wird, dass der Dreiwegekatalysator 411a aktiviert wurde, und das Einstellen davon wird durch bekannte sich von dieser Routine unterscheidende Verfahren ausgeführt. Bei Schritt S101 wird das vorstehend Erwähnte durch Lesen des so eingestellten Katalysatoraktivierungs-Flags bestimmt. In Fällen, bei welchen bei Schritt S101 positiv entschieden wird, geht dann die Routine der ECU 10 zu dem Verfahrensschritt S102, wohingegen in Fällen, bei welchen bei Schritt S101 negativ entschieden wird, die Ausführung dieser Routine beendet wird.
Wenn hier, wie vorstehend erwähnt, das Gaspedal betätigt wird, nachdem das Leistungssystem auf AN gestellt wird, wird das Fahrzeug 100 in dem EV-Fahrmodus gefahren. Wenn demzufolge beispielsweise ein nachstehend beschriebenes Leistungszufuhrverfahren (elektrisches Erregungsverfahren) in dem Verfahrensschritt S114 zu einem Zeitpunkt, bei welchem das Leistungssystem auf AN gestellt ist, gestartet wird, wird das elektrische Erregungsverfahren ausgeführt, bevor das Fahrzeug in dem EV-Fahrmodus gefahren wird. Hier ist zu beachten, dass dieses elektrische Erregungsverfahren auch kontinuierlich während dem EV-Fahren des Fahrzeugs 100 ausgeführt werden kann. Zusätzlich wird in diesem Ausführungsbeispiel bei Schritt S101 bestimmt, ob das Katalysatoraktivierungs-Flag AUS ist und ob das Leistungssystem AN ist, aber es besteht keine Absicht, die Erfindung darauf zu beschränken. Beispielsweise kann bei Schritt S101 bestimmt werden, ob das Katalysatoraktivierungs-Flag AUS ist und ein Fahrer in das Fahrzeug 100 steigt. In diesem Fall kann das elektrische Erregungsverfahren ausgeführt werden, bevor das Leistungssystem auf AN gestellt ist. Hier ist zu beachten, dass basierend auf einer bekannten Technologie (zum Beispiel basierend auf einem von einem in einem Sitz des Fahrzeugs 100 angeordneten Sitzerkennungssensor ausgegebenen elektrischen Signal) bestimmt werden kann, ob der Fahrer in das Fahrzeug 100 steigt.
Wenn bei Schritt S101 positiv entschieden wird, wird dann bei Schritt S102 die aktuelle SOC-Menge SOCn erhalten. Bei Schritt S102 kann die aktuelle Menge SOCn basierend auf dem Ausgabewert des SOC-Sensors erhalten werden.
Dann wird bei Schritt S103 eine obere Grenzmenge (nachstehend auch manchmal als eine „zuführbare Menge an elektrischer Leistung“ bezeichnet) an elektrischen Leistung Ep, welche vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine 1 von der Batterie 22 dem EHC-Träger 411 und/oder den elektrischen Heizdrähten 7c zugeführt werden kann, berechnet. Bei Schritt S103 wird die zuführbare Menge an elektrischer Leistung Ep durch die folgende Gleichung 1 berechnet. $Ep = SOCn - SOC2$

Ep: die zuführbare Menge an elektrische Leistung
SOCn: die bei Schritt S102 erhaltene aktuelle Menge
SOC2: eine zweite Menge an gespeicherter Elektrizität

Hier ist die zweite Menge an gespeicherter Elektrizität SOC2 eine SOC-Menge, welche durch Addition einer vorbestimmten Marge zu der vorstehend erwähnten ersten Menge an gespeicherter Elektrizität SOC1 erhalten wird. Wenn die Batterie 22 elektrische Leistung in der Höhe der zweiten Menge an gespeicherter Elektrizität SOC2 hat, kann das Fahrzeug 100 in dem EV-Fahrmodus gefahren werden, ohne die Verbrennungskraftmaschine 1 zu starten. Mit anderen Worten, während das nachstehend beschriebene elektrische Ermittlungsverfahren in dem Verfahrensschritt S114 durch Verwendung der elektrischen Leistung in Höhe dieser zuführbaren Menge an elektrischer Leistung Ep ausgeführt wird, kann das Fahrzeug durch Verwendung dieser vorbestimmten Marge an elektrischer Leistung in dem EV-Fahrmodus gefahren werden.
Anschließend wird bei Schritt S104 bestimmt, ob die bei Schritt S103 berechnete zuführbare Menge an elektrischer Leistung Ep größer als 0 ist. Wenn dann bei Schritt S104 positiv entschieden wird, geht die Routine der ECU 10 zu dem Verfahrensschritt S105. Wenn andererseits bei Schritt S104 negativ entschieden wird, d. h. in diesem Fall kann die Zufuhr der elektrischen Leistung an den EHC-Träger 411 und/oder die elektrischen Heizdrähte 7c der Verbrennungskraftmaschine 1 getätigt werden und daher wird die Ausführung dieser Routine geändert. Mit anderen Worten, das elektrische Erhebungsverfahren wird nicht ausgeführt.
Wenn bei Schritt S104 positiv entschieden, wird dann bei Schritt S105 die Kraftstofftemperatur Tf erhalten. Bei Schritt S105 kann die Kraftstofftemperatur Tf basierend auf dem Ausgabewert des Kraftstofftemperatursensors 73 erhalten werden.
Danach wird bei Schritt S106 bestimmt, ob die bei Schritt S105 erhaltene Kraftstofftemperatur Tf niedriger als eine vorbestimmte Bestimmungstemperatur Tfth ist. Die Bestimmungstemperatur Tfth ist eine auf die Zerstäubung des von den Kraftstoffeinspritzventilen 7 eingespritzten Kraftstoffs bezogene Temperatur. Hier ist eine Korrelation zwischen der Kraftstofftemperatur Tf und der Konzentration des von der Verbrennungskraftmaschine 1 ausgestoßenen HC (die Konzentration des ausgestoßenen HC) in 7 dargestellt. Wie in 7 dargestellt, steigt die Konzentration des ausgestoßenen HC tendenziell an, wenn die Kraftstofftemperatur Tf höher oder niedriger als eine vorbestimmte Temperatur T1 ist. Wenn die Kraftstofftemperatur Tf niedriger als die vorbestimmte Temperatur T1 ist, wird die Konzentration des ausgestoßenen HC tendenziell umso niedriger, je höher die Kraftstofftemperatur Tf wird. In diesem Fall wird die Zerstäubung des von den Kraftstoffeinspritzventilen 7 eingespritzten Kraftstoffs umso mehr gefördert, je höher die Kraftstofftemperatur Tf ist. Aus diesem Grund wird die Konzentration des ausgestoßenen HC niedriger. Demzufolge wird in diesem Ausführungsbeispiel die Bestimmungstemperatur Tfth auf die, wie in 7 angedeutete, vorbestimmte Temperatur T1 eingestellt. Wenn die Kraftstofftemperatur Tf niedriger als die Bestimmungstemperatur Tfth ist, kann in diesem Fall die Konzentration des ausgestoßenen HC durch Erhöhen der Kraftstofftemperatur Tf gesenkt werden. Wenn bei Schritt S106 positiv entschieden wird, geht die Routine der ECU 10 dann zu dem Verfahrensschritt S107. Wenn bei Schritt S106 andererseits negativ entschieden wird, d. h. in diesem Fall kann die Konzentration des ausgestoßenen HC nicht abgesenkt werden, sogar wenn die Kraftstofftemperatur Tf erhöht wird, und daher wird die Ausführung dieser Routine beendet.
Wenn bei Schritt S106 positiv entschieden wird, wird dann bei Schritt S107 die Temperatur Tc des Dreiwegekatalysators 411a (nachstehend auch manchmal als „die Katalysatortemperatur Tc“ bezeichnet) erhalten. Bei Schritt S107 kann die Katalysatortemperatur Tc basierend auf dem Ausgabewert des an dem EHC 410 montierten Temperatursensors 420 erhalten werden. Alternativ wird die Katalysatortemperatur während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 1 basierend auf dem Ausgabewert des Abgastemperatursensors 42 abgeschätzt und dann kann der aktuelle Wert der Katalysatortemperatur Tc basierend auf der so abgeschätzten Katalysatortemperatur und einer nach dem Stoppen der Verbrennungskraftmaschine 1 verstrichenen Zeitspanne abgeschätzt werden.
Anschließend werden bei Schritt S108 eine erste Menge an elektrischer Leistung E1 und eine zweite Menge an elektrischer Leistung E2 basierend auf der bei Schritt S107 erhaltenen Katalysatortemperatur Tc erhalten. Hier ist die zweite Menge an elektrischer Leistung E2 eine Menge an elektrischer Leistung, welche benötigt wird, um den Dreiwegekatalysator 411a durch Verwendung des EHC-Trägers 411 zu aktivieren, d. h. die Aktivierungsmenge an elektrischer Leistung. Zusätzlich ist die erste Menge an elektrischer Leistung E1 eine vorbestimmte Menge an elektrischer Leistung kleiner als die zweite Menge an elektrischer Leistung und wird basierend auf einem Reinigungsraten-Verbesserungseffekt aufgrund des elektrischen Heizens des Dreiwegekatalysators 411a im kalten Zustand und einem Kraftstoffverbrennungs-Fördereffekt aufgrund des elektrischen Heizens der Kraftstoffkanäle 7b der Verbrennungskraftmaschine 1 in einem kalten Zustand (d.h. resultierend aus der Förderung der Zerstäubung des von den Kraftstoffeinspritzventilen 7 eingespritzten Kraftstoffs) definiert. Die erste Menge an elektrischer Leistung E1 und die zweite Menge an elektrischer Leistung E2 werden nachstehend basierend auf 8 bis 10 erklärt.
8 ist eine Ansicht, die eine Korrelation zwischen einer Menge an elektrischer Leistung Es1, welche von der Batterie 22 dem EHC-Träger 411 zugeführt werden soll (nachstehend auch manchmal als eine „erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung“ bezeichnet), und einer Reinigungsrate schädlicher Komponenten in dem Abgas in dem Dreiwegekatalysator 411a (nachstehend auch manchmal einfach als eine „Reinigungsrate“ bezeichnet) zeigt. In 8 ist hierzu beachten, dass der Dreiwegekatalysator 411a als in einem kalten Zustand befindlich angenommen wird, wenn die erste Menge der zugeführten elektrischen Leistung Es1 gleich 0 ist. Zusätzlich ist 9 eine Ansicht, die eine Korrelation zwischen einer Menge an elektrischer Leistung Es2, welche von der Batterie 22 den elektrischen Heizdrähten 7c zugeführt werden soll (nachstehend auch manchmal als eine „zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung“ bezeichnet) und der Konzentration des von der Verbrennungskraftmaschine 1 ausgestoßenen HC (eine Konzentration des ausgestoßenen HC) zeigt. In 9 ist hierzu beachten, dass die Verbrennungskraftmaschine 1 als in einem kalten Zustand befindlich angenommen wird, wenn die zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 gleich 0 ist.
Wie in 8 gezeigt, bleibt die Reinigungsrate niedrig, solange die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 nicht größer als eine gewisse Menge wird, wohingegen die Reinigungsrate, wenn die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 größer als diese Menge wird, gemäß einem Anstieg der Menge an zugeführter elektrischer Leistung auf ein relativ großes Ausmaß ansteigt. Mit anderen Worten, ein Grad des Anstiegs der Reinigungsrate gemäß dem Anstieg der Menge an zugeführter elektrischer Leistung (nachstehend auch manchmal einfach als ein „Anstiegsgrad der Reinigungsrate“ bezeichnet) ändert sich in einem großen Ausmaß bei dieser Menge an elektrischer Leistung. Dann wird in diesem Ausführungsbeispiel die Menge an elektrischer Leistung zu diesem Zeitpunkt die erste Menge an elektrischer Leistung E1. Wenn in diesem Fall die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 kleiner als die erste Menge an elektrischer Leistung E1 ist, ist die Reinigungsrate niedrig und der Anstiegsgrad der Reinigungsrate ist klein. Wenn im Gegensatz dazu die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 größer ist als die erste Menge an elektrischer Leistung E1, wird der Anstiegsgrad der Reinigungsrate groß.
Sogar wenn jedoch die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 größer ist als die erste Menge an elektrischer Leistung E1, wenn die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 in die Nähe der vorstehend genannten Aktivierungsmenge an elektrischer Leistung ansteigt, wird der Anstiegsgrad der Reinigungsrate klein. Wenn dann die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 die Aktivierungsmenge an elektrischer Leistung erreicht, erreicht die Reinigungsrate einen oberen Grenzwert. Mit anderen Worten, der Dreiwegekatalysator 411a wird aktiviert. Dann wird die Menge an elektrischer Leistung zu diesem Zeitpunkt (d. h. die Aktivierungsmenge an elektrischer Leistung) die zweite Menge an elektrischer Leistung E2.
Zusätzlich wird, wie in 9 gezeigt, die Konzentration des ausgestoßenen HC tendenziell umso kleiner, je größer die zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 wird. Das liegt daran, dass die Kraftstofftemperatur umso höher wird, je größer die zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 wird, und in Fällen, bei welchem die Kraftstofftemperatur Tf niedriger als die Bestimmungstemperatur Tfth wird, die Konzentration des ausgestoßenen HC, wie in der vorstehend genannten Erklärung von 7 beschrieben, gemäß dem Anstieg der Kraftstofftemperatur Tf niedriger wird. Dann wird festgestellt, dass der Abnahmegrad der Konzentration des ausgestoßenen HC gemäß dem Anstieg der Menge an zugeführter elektrischer Leistung, wenn die zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 kleiner als die erste Menge an elektrischer Leistung E1 ist, größer wird als, wenn die zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 gleich oder größer als die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung E1 ist.
Wenn die erste Menge an elektrischer Leistung E1 wie vorstehend genannt definiert ist, dann wird in Fällen, bei welchen der Dreiwegekatalysator 411a oder die Kraftstoffkanäle 7b durch Verwendung einer Menge an elektrischer Leistung gleich oder weniger als der ersten Menge an elektrischer Leistung E1 elektrisch geheizt werden, der Reduktionseffekt der zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine 1 von dem Fahrzeug 100 ausgestoßenen schädlichen Komponenten in einem Fall, bei welchem die Kraftstoffkanäle 7b elektrisch geheizt werden, größer als in einem Fall, bei welchem der Dreiwegekatalysator 411a elektrisch geheizt wird.
Des Weiteren ändern sich in diesem Ausführungsbeispiel die erste Menge an elektrischer Leistung E1 und die zweite Menge an elektrischer Leistung E2 mit der Katalysatortemperatur Tc in dem kalten Zustand des Dreiwegekatalysator 411 a. 10 ist eine Ansicht zur Erklärung des Einflusses der Katalysatortemperatur Tc in dem kalten Zustand auf die Korrelation zwischen der ersten Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 und der Reinigungsrate. In 10 wird die in der vorstehend genannten 8 gezeigte Korrelation durch eine gestrichelte Linie angedeutet und die vorstehend genannte Korrelation zu dem Zeitpunkt, wenn die Katalysatortemperatur Tc in dem kalten Zustand höher als die in 8 gezeigte ist, wird durch eine Volllinie angedeutet.
Wie in 10 gezeigt, wird die Reinigungsrate in Fällen, bei welchen die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 dieselbe ist, höher, wenn die Katalysatortemperatur Tc in dem kalten Zustand hoch ist (die Volllinie in 10), als wenn sie niedrig ist (die gestrichelte Linie in 10). Das liegt daran, dass in Fällen, bei welchen eine elektrische Leistung in derselben Höhe wie der ersten Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 zugeführt wird, die Katalysatortemperatur nach der Zufuhr der elektrischen Leistung umso höher wird, je höher die Katalysatortemperatur Tc in dem kalten Zustand ist. Dann wird die erste Menge an elektrischer Leistung zu dem Zeitpunkt, wenn die Katalysatortemperatur Tc in dem kalten Zustand hoch ist (in 10 durch E1' angedeutet), kleiner als die erste Menge an elektrischer Leistung zu dem Zeitpunkt, wenn die Katalysatortemperatur Tc in dem kalten Zustand niedrig ist (in 10 durch E1 angedeutet). Zusätzlich wird die zweite Menge an elektrischer Leistung zu dem Zeitpunkt, wenn die Katalysatortemperatur Tc in dem kalten Zustand hoch ist (in 10 durch E2' angedeutet), kleiner als die zweite Menge an elektrischer Leistung zu dem Zeitpunkt, wenn die Katalysatortemperatur Tc in dem kalten Zustand niedrig ist (in 10 durch E2 angedeutet).
Dann, zurück zur Erklärung von 5 und 6, wurden die Werte der ersten Menge an elektrischer Leistung E1 und der zweiten Menge an elektrischer Leistung E2, welche der Katalysatortemperatur Tc entsprechen, im Voraus als ein Kennfeld oder eine Funktion in dem ROM der ECU 10 gespeichert. Dann werden bei Schritt S108 die erste Menge an elektrischer Leistung E1 und die zweite Menge an elektrischer Leistung E2 basierend auf der bei Schritt S107 erhalten Katalysatortemperatur Tc und dem Kennfeld oder der Funktion, welche in dem ROM der ECU 10 gespeichert sind, erhalten.
Nach dem Verfahrensschritt S108 wird dann bei Schritt S109 bestimmt, ob die bei Schritt S103 berechnete zuführbare Menge an elektrischer Leistung Ep kleiner als die bei Schritt S108 erhaltene erste Menge an elektrischer Leistung E1 ist. Wenn bei Schritt S109 positiv entschieden wird, geht dann die Routine der ECU 10 zu dem Verfahrensschritt S110, wohingegen die Routine der ECU 10 zu dem Verfahrensschritt S111 geht, wenn bei Schritt S109 negativ entschieden wird.
Wenn bei Schritt S109 negativ entschieden wird, wird anschließend bei Schritt S111 bestimmt, ob die bei Schritt S103 berechnete zuführbare Menge an elektrischer Leistung Ep größer ist als die bei Schritt S108 erhaltene erste Menge an elektrischer Leistung E1 und gleich oder kleiner als die bei Schritt S108 erhaltene zweite Menge an elektrischer Leistung E2 ist. Wenn bei Schritt S111 positiv entschieden wird, geht dann die Routine der ECU 10 zu dem Verfahrensschritt S112, wohingegen die Routine der ECU 10 zu dem Verfahrensschritt S113 geht, wenn bei Schritt S111 negativ entschieden wird.
Dann werden in den Verfahrensschritten S110, S112 und S113 die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 und die zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 eingestellt. Die Verfahren werden nachstehend basierend auf 11 erklärt.
11 ist eine Ansicht zur Erklärung der Verteilung der elektrischen Leistung von der Batterie 22 an den EHC-Träger 411 und/oder die elektrischen Heizdrähte 7c in dem ersten Ausführungsbeispiel. In 11 stellt die Abszisse die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 dar und die Ordinate stellt die zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 dar. Zusätzlich deuten eine Vielzahl an Liniensegmenten, welche die Abszisse und die Ordinate verbinden, Leistungsverteilungsverhältnisse zwischen der ersten Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 und der zweiten Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 in einer Vielzahl an zuführbaren Mengen an elektrischer Leistung an. Ein Liniensegment L1 deutet beispielsweise ein Leistungsverteilungsverhältnis an, wenn die zuführbare Menge an elektrischer Leistung gleich E1 (die erste Menge an elektrischer Leistung) ist, und ein Liniensegment L2 deutet ein Leistungsverteilungsverhältnis an, wenn die zuführbare Menge an elektrischer Leistung gleich E2 (die zweite Menge an elektrischer Leistung) ist. Darüber hinaus zeigt jedes Kreiszeichen in 11 ein Leistungsverteilungsverhältnis zwischen der ersten Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 und der zweiten Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 in jeder zuführbaren Menge an elektrischer Leistung.
Wie in 11 gezeigt, wird die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 auf 0 gestellt, wenn die zuführbare Menge an elektrischer Leistung gleich der ersten Menge an elektrischer Leistung E1 ist, und die zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 wird auf die erste Menge an elektrischer Leistung E1 gestellt. Mit anderen Worten werden sie so eingestellt, dass die volle oder gesamte Menge an elektrischer Leistung innerhalb der zuführbaren Menge an elektrischer Leistung den elektrischen Heizdrähten 7c zugeführt wird. Zusätzlich werden sie, wenn die zuführbare Menge an elektrischer Leistung kleiner als die erste Menge an elektrischer Leistung E1 ist (zum Beispiel durch einen Pfeil A1 in 11 angedeutet), so eingestellt, dass die volle oder gesamte Menge an elektrischer Leistung innerhalb der zuführbaren Menge an elektrischer Leistung den elektrischen Heizdrähten 7c zugeführt wird. Das entspricht einer Situation, bei welcher, wenn bei Schritt S109 positiv entschieden wird, die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 dann bei Schritt S110 auf 0 gestellt wird und die zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 auf die bei Schritt S103 berechnete zuführbare Menge an elektrischer Leistung Ep gestellt wird.
Darüber hinaus wird, wie in 11 gezeigt, die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 auf die zweite Menge an elektrischer Leistung E2 gestellt und die zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 wird auf 0 gestellt, wenn die zuführbare Menge an elektrischer Leistung gleich der zweiten Menge an elektrischer Leistung E2 ist. Mit anderen Worten werden sie so eingestellt, dass die volle oder gesamte Menge an elektrischer Leistung innerhalb der zuführbaren Menge an elektrischer Leistung dem EHC-Träger 411 zugeführt wird. Zusätzlich werden sie, wenn die zuführbare Menge an elektrischer Leistung größer als die erste Menge an elektrischer Leistung E1 und kleiner als die zweite Menge an elektrischer Leistung E2 ist (zum Beispiel durch einen Pfeil A2 in 11 angedeutet), so eingestellt, dass die volle oder gesamte Menge an elektrischer Leistung innerhalb der zuführbaren Menge an elektrischer Leistung dem EHC-Träger 411 zugeführt wird. Das entspricht einer Situation, bei welcher, wenn bei Schritt S111 positiv entschieden wird, die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 dann bei Schritt S112 auf die bei Schritt S103 berechnete zuführbare Menge an elektrischer Leistung Ep gestellt wird und die zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 auf 0 gestellt wird.
Des Weiteren wird, wie in 11 gezeigt, die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 auf die zweite Menge an elektrischer Leistung E2 gestellt, wenn die zuführbare Menge an elektrischer Leistung größer als die zweite Menge an elektrischer Leistung E2 ist (zum Beispiel durch einen Pfeil A3 in 11 angedeutet). Dann wird eine Menge an elektrischer Leistung, welche durch Subtraktion der zweiten Menge an elektrischer Leistung E2 von der zuführbaren Menge an elektrischer Leistung erhalten wird, als die zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 eingestellt. Mit anderen Worten werden sie so eingestellt, dass elektrische Leistung in der Höhe der zweiten Menge an elektrischer Leistung E2 dem EHC-Träger 411 zugeführt wird und elektrische Leistung in der Höhe der durch Subtraktion der zweiten Menge an elektrischer Leistung E2 von der zuführbaren Menge an elektrischer Leistung erhaltenen Menge an elektrischer Leistung den elektrischen Heizdrähten 7c zugeführt wird. Dies entspricht einer Situation, bei welcher, wenn bei Schritt S111 negativ entschieden wird, die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 dann bei Schritt S113 auf die bei Schritt S108 erhaltene zweite Menge an elektrischer Leistung E2 gestellt wird und die zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 auf die durch Subtraktion der bei Schritt S108 erhaltenen zweiten Menge an elektrischer Leistung E2 von der bei Schritt S103 berechneten zuführbaren Menge an elektrischer Leistung Ep erhaltene Menge an elektrischer Leistung gestellt wird.
Nach den Verfahrensschritten S110, S112 oder S113 wird dann bei Schritt S114 das elektrische Erregungsverfahren zur Zufuhr der elektrischen Leistung von der Batterie 22 an den EHC-Träger 411 und/oder die elektrischen Heizdrähte 7c ausgeführt. Wenn die ECU 10 dieses elektrische Erregungsverfahren ausführt, kann der Dreiwegekatalysator 411a und/oder die Kraftstoffkanäle 7b der Verbrennungskraftmaschine 1 vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine 1 elektrisch beheizt werden. Zu diesem Zeitpunkt wird mit den wie vorstehend genannten Einstellungen für die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 und die zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 die Zufuhr der elektrischen Leistung von der Batterie 22 an den EHC-Träger 411 und/oder die elektrischen Heizdrähte 7c basierend auf dem Reinigungsraten-Verbesserungseffekt aufgrund des elektrischen Heizens des Dreiwegekatalysator 411a in dem kalten Zustand und dem Kraftstoffverbrennung-Fördereffekt aufgrund des elektrischen Heizens der Kraftstoffkanäle 7b der Verbrennungskraftmaschine 1 in dem kalten Zustand gesteuert, sodass die zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine 1 von dem Fahrzeug 100 ausgestoßenen schädlichen Komponenten minimiert werden können.
Anschließend wird bei Schritt S115 eine Integralmenge Esum der von der Batterie 22 dem EHC-Träger 411 und/oder den elektrischen Heizdrähten 7c zugeführten elektrischen Leistung erhalten. Dann wird bei Schritt S116 bestimmt, ob die bei Schritt S115 erhaltene Integralmenge Esum gleich oder größer als die bei Schritt S103 berechnete zuführbare Menge an elektrischer Leistung Ep wird. Wenn bei Schritt S116 positiv entschieden wird, wird die Ausführung dieses Steuerflusses oder Routine beendet. Wenn bei Schritt S116 andererseits negativ entschieden wird, geht die Routine der ECU 10 zurück zu dem Verfahrensschritt S114.
Durch Ausführung der Steuerung, wie vorstehend erklärt, kann die ECU 10 den Ausstoß schädlicher Komponenten von dem Fahrzeug 100 zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine 1 bestmöglich unterdrücken.
Hier ist hinsichtlich des Heizens des Abgasreinigungskatalysators zu beachten, dass in diesem Ausführungsbeispiel der EHC-Träger 411 durch Aufnahme der Zufuhr der elektrischen Leistung von der Batterie 22 Wärme erzeugt und der Dreiwegekatalysator 411a dabei geheizt wird, aber keine Absicht besteht, die Erfindung darauf zu beschränken. Beispielsweise kann der Dreiwegekatalysator 411a durch elektrische Heizdrähte, welche durch Aufnahme der Zufuhr der elektrischen Leistung von der Batterie 22 Wärme erzeugen, geheizt werden.
Zusätzlich wurde in diesem Ausführungsbeispiel als Beispiel auf das Hybridfahrzeug, welches mit der Verbrennungskraftmaschine und dem Motorgenerator versehen ist, hingewiesen, aber es besteht keine Absicht, die Erfindung darauf zu beschränken. In einem Fahrzeug, welches nicht mit einem Motorgenerator versehen ist, ist es durch Ausführen der vorstehend genannten Steuerung mit Hilfe einer ECU auch möglich, den Ausstoß schädlicher Komponenten von dem Fahrzeug zu dem Startzeitpunkt einer Verbrennungskraftmaschine bestmöglich zu unterdrücken. In diesem Fall ist zu beachten, dass das Fahrzeug nicht in dem EV-Fahrmodus fährt. Aus diesem Grund wird die zuführbare Menge an elektrischer Leistung basierend auf der Menge an in einer Batterie gespeicherter Elektrizität berechnet, bevor das elektrische Erregungsverfahren auf den EHC-Träger 411 und/oder die elektrischen Heizdrähte 7c ausgeführt wird. Dann kann der Ausstoß schädlicher Komponenten zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine angemessen reduziert werden, indem das vorstehend genannte elektrische Erregungsverfahren ausgeführt wird, bevor das Leistungssystem auf AN gestellt wird (z.B. wenn erkannt wird, dass ein Fahrer in das Fahrzeug steigt).
Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels
Als Nächstes wird auf eine Modifikation des vorstehend genannten ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung hingewiesen. In dieser Modifikation ist hier zu beachten, dass die detaillierte Erklärung der im Wesentlichen selben Konstruktion und des im Wesentlichen selben Verfahrens als in dem ersten Ausführungsbeispiel weggelassen wird.
In dem vorstehend genannten ersten Ausführungsbeispiel wird der auf die Zerstäubung des Kraftstoffs bezogene Abschnitt, d.h. der Abschnitt, der die Kraftstofftemperatur erhöhen kann, elektrisch geheizt, wobei die Zerstäubung des von jedem Kraftstoffeinspritzventil 7 eingespritzten Kraftstoffs gefördert wird. Infolgedessen wird der Ausstoß von unverbranntem HC und PM von jedem Zylinder 2 unterdrückt. Im Gegensatz dazu wird in dieser Modifikation der auf die Anhaftung des Kraftstoffs bezogene Abschnitt elektrisch geheizt. Damit wird die Anhaftung des Kraftstoffs unterdrückt, wobei der Ausstoß von unverbranntem HC und PM von jedem Zylinder unterdrückt wird.
12 ist eine Ansicht, die im Querschnitt eine schematische Konstruktion eines Zylinders einer Verbrennungskraftmaschine 1 gemäß dieser Modifikation darstellt. In dieser Modifikation ist ein elektrischer Heizdraht 2b in einer Wandfläche einer Zylinderbuchse 2a eingebettet. Der elektrische Heizdraht 2b ist ein Wärmeerzeugungselement, welches unter elektrischer Spannung ein elektrischer Widerstand wird, um Wärme zu erzeugen. Wenn der elektrische Heizdraht 2b elektrisch erregt wird, fließt elektrischer Strom von einer Batterie 22 durch ein Stromkabel dahin. In einer solchen Anordnung wird die Wärmeerzeugung des elektrisch erregten elektrischen Heizdrahts 2b die Buchse 2a heizen. In dieser Modifikation ist hier zu beachten, dass die Buchse 2a einem auf Kraftstoff bezogenen vorbestimmten Abschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere einem auf die Anhaftung des Kraftstoffs bezogenen Abschnitt, entspricht und der elektrische Heizdraht 2b einem zweiten Wärmeerzeugungselement gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht.
Hier haftet der von dem Kraftstoffeinspritzventil 7 eingespritzte Kraftstoff tendenziell an der Buchse 2a. Somit kann Kraftstoff an der Buchse 2a haften, aber der an der Buchse 2a haftende Kraftstoff wird verdampfen, wenn die Temperatur der Buchse 2a relativ hoch ist, wodurch die Anhaftung des Kraftstoffs unterdrückt wird. Mit anderen Worten kann die Anhaftung des Kraftstoffs durch elektrische Erregung des elektrischen Heizdraht 2b, um dabei die Buchse 2a zu heizen, unterdrückt werden.
Hier ist zu beachten, dass der auf die Anhaftung des Kraftstoffs bezogene Abschnitt nicht auf die Buchse 2a beschränkt ist. Wenn beispielsweise die Wand einer Brennkammer in einem Zylinderkopf oder die obere Fläche eines Kolbens in dem Zylinder elektrisch geheizt wird, während die Verbrennungskraftmaschine 1 in einem kalten Zustand ist, wird der von dem Kraftstoffeinspritzventil 7 eingespritzte Kraftstoff daran gehindert, an diesen Stellen zu haften, und infolgedessen kann der Ausstoß schädlicher Komponenten von der Verbrennungskraftmaschine 1 zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine 1 unterdrückt werden. Zusätzlich kann, wenn der Kraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzventil 7 in eine Einlassöffnung eingespritzt wird, die Wand der Einlassöffnung elektrisch beheizt werden, wenn die Verbrennungskraftmaschine 1 in dem kalten Zustand ist.
Dann wird es durch Steuerung der Zufuhr der elektrischen Leistung von der Batterie 22 an den EHC-Träger 411 und/oder den elektrischen Heizdraht 2b vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine 1, ähnlich wie bei dem vorstehend genannten ersten Ausführungsbeispiel, möglich, den Ausstoß schädlicher Komponenten von dem Fahrzeug 100 zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine 1 bestmöglich zu unterdrücken.
Zweites Ausführungsbeispiel
Als Nächstes wird auf ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hingewiesen. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist hier zu beachten, dass die detaillierte Erklärung der im Wesentlichen selben Konstruktion und des im Wesentlichen selben Steuerverfahrens als in dem vorstehend genannten ersten Ausführungsbeispiel weggelassen wird.
Die Verbrennungskraftmaschine 1 in dem vorstehend genannten ersten Ausführungsbeispiel ist eine Verbrennungskraftmaschine mit Fremdzündung, welche durch Verwendung von Benzin als Kraftstoff betrieben wird. Im Gegensatz dazu ist die Verbrennungskraftmaschine 1 in diesem zweiten Ausführungsbeispiel eine Verbrennungskraftmaschine mit Fremdzündung, welche durch Verwendung von Kraftstoff, in welchem eine Alkoholkomponente mit Benzin vermischt ist (nachstehend auch manchmal als „Alkohol-Kraftstoff-Gemisch“ bezeichnet), betrieben wird.
Die Alkoholkomponente verdampft tendenziell schwerer als Benzin. Demzufolge wird der von jedem Kraftstoffeinspritzventil 7 eingespritzte Kraftstoff, wenn das Alkohol-Kraftstoff-Gemisch als Kraftstoff für die Verbrennungskraftmaschine 1 verwendet wird, schwerer zerstäubt als, wenn Benzin verwendet wird. Zusätzlich verdampft der Kraftstoff, welcher von jedem Kraftstoffeinspritzventil 7 eingespritzt wird und beispielsweise an jeder Buchse 2a haftet, wenn das Alkohol-Kraftstoff-Gemisch als Kraftstoff für die Verbrennungskraftmaschine 1 verwendet wird, schwerer als, wenn Benzin verwendet wird.
Wenn andererseits die Kraftstofftemperatur relativ hoch wird, wird die vorstehend genannte Tendenz gemindert. Insbesondere wird jeder Kraftstoffkanal 7b vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine 1 elektrisch geheizt, sodass im Vergleich mit Benzin der Grad, bei welchem sich die Zerstäubung des Alkohol-Kraftstoff-Gemischs verschlechtert, umso kleiner wird, je höher die Temperatur des von dem Kraftstoffeinspritzventil 7 eingespritzten Alkohol-Kraftstoff-Gemischs zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine 1 ist. Auch wird jede Buchse 2a vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine 1 elektrisch geheizt, sodass im Vergleich mit Benzin der Grad, bei welchem sich die Haftung des Alkohol-Kraftstoff-Gemischs verschlechtert, umso kleiner wird, je höher die Temperatur des an der Buchse 2a haftenden Alkohol-Kraftstoff-Gemischs ist.
In Anbetracht dessen ändert sich die Korrelation zwischen der zweiten Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 und der Konzentration des von der Verbrennungskraftmaschine 1 ausgestoßenen HC (die Konzentration des ausgestoßenen HC) zwischen dem Fall, bei welchem Benzin als Kraftstoff für die Verbrennungskraftmaschine 1 verwendet wird (siehe die vorstehend genannte 9) und dem Fall, bei welchem das Alkohol-Kraftstoff-Gemisch verwendet wird. Dieses wird nachstehend basierend auf 13 erklärt.
13 ist eine Ansicht zur Erklärung des Einflusses der Alkoholkonzentration in dem Alkohol-Kraftstoff-Gemisch auf die Korrelation zwischen der zweiten Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 und der Konzentration des ausgestoßenen HC. In 13 ist hierzu beachten, dass die Verbrennungskraftmaschine 1 als in einem kalten Zustand befindlich angenommen wird, wenn die zweite Menge an zugeführte elektrischer Leistung Es2 gleich 0 ist. Zusätzlich ist in 13 die in der vorstehend genannten 9 gezeigte Korrelation durch eine gestrichelte Linie angedeutet und die vorstehend genannte Korrelation für den Fall, bei welchen das Alkohol-Kraftstoff-Gemisch als Kraftstoff für die Verbrennungskraftmaschine 1 verwendet wird, ist durch eine Volllinie angedeutet.
Wie in 13 gezeigt, wird die Konzentration des ausgestoßenen HC tendenziell umso kleiner, je größer die zweite Menge an zugeführte elektrischer Leistung Es2 wird. Hier wird, wie in der vorstehend genannten Erklärung von 9 beschrieben, wenn Benzin als Kraftstoff für die Verbrennungskraftmaschine 1 verwendet wird, der Abnahmegrad der Konzentration des ausgestoßenen HC gemäß dem Anstieg der Menge an zugeführter elektrischer Leistung (nachstehend auch manchmal einfach als „der Abnahmegrad der Konzentration des ausgestoßenen HC“ bezeichnet), wenn die zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 kleiner ist als die erste Menge an elektrischer Leistung E1, größer als, wenn die zweite Menge an zugeführte elektrischer Leistung Es2 gleich oder größer ist als die erste Menge an elektrischer Leistung E1 (das ist in 13 durch die gestrichelte Linie angedeutet). Mit anderen Worten, der Abnahmegrad der Konzentration des ausgestoßenen HC ändert sich bei der ersten Menge an elektrischer Leistung E1 in einem relativ großen Ausmaß. Wenn andererseits das Alkohol-Kraftstoff-Gemisch als Kraftstoff für die Verbrennungskraftmaschine 1 verwendet wird und die Alkoholkonzentration davon niedrig ist (zum Beispiel durch eine Linie L3 in 13 angedeutet), ändert sich der Abnahmegrad der Konzentration des ausgestoßenen HC in einem relativ großen Ausmaß bei einer Menge an elektrischer Leistung E11. Mit anderen Worten, der Abnahmegrad der Konzentration des ausgestoßenen HC wird, wenn die zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 kleiner ist als die Menge an elektrischer Leistung E11, größer als, wenn die zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 gleich oder größer ist als die Menge an elektrischer Leistung E11. Zusätzlich ändert sich der Abnahmegrad der Konzentration des ausgestoßenen HC in einem relativ großen Ausmaß bei einer Menge an elektrischer Leistung E12, wenn die Alkoholkonzentration in dem Alkohol-Kraftstoff-Gemisch hoch ist (zum Beispiel durch eine Linie L4 in 13 angedeutet).
Bei einem Vergleich zwischen dem Abnahmegrad der Konzentration des ausgestoßenen HC zu dem Zeitpunkt, wenn die zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 kleiner ist als die Menge an elektrischer Leistung E11 auf der Linie L3 in 13, und dem Abnahmegrad der Konzentration des ausgestoßenen HC zu dem Zeitpunkt, wenn die zweite Menge an zugeführte elektrischer Leistung Es2 kleiner als die Menge an elektrischer Leistung E12 auf der Linie L4 in 13 ist, ist der Abnahmegrad der Konzentration des ausgestoßenen HC in dem zweiten Fall größer als in dem ersten. Demzufolge wird festgestellt, dass der Kraftstoffverbrennungs-Fördereffekt aufgrund des elektrischen Heizens des vorbestimmten Abschnitts der Kraftstoffkanäle 7b der Verbrennungskraftmaschine 1 in einem kalten Zustand (auch als ein Verbrennungskraftmaschinen-Heizeffekt bezeichnet) umso größer wird, je höher die Alkoholkonzentration in dem Alkohol-Kraftstoff-Gemisch ist.
Wie vorstehend beschrieben wird aus 13 festgestellt, dass, wenn die Alkoholkonzentration in dem Alkohol-Kraftstoff-Gemisch niedrig ist, ein relativ großer Verbrennungskraftmaschinen-Heizeffekt erhalten wird, wenn die zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 kleiner als die Menge an elektrischer Leistung E11 ist, wohingegen, wenn die Alkoholkonzentration in dem Alkohol-Kraftstoff-Gemisch hoch ist, ein relativ großer Verbrennungskraftmaschinen-Heizeffekt erhalten wird, wenn die zweite Menge an zugeführte elektrischer Leistung Es2 kleiner als die Menge an elektrischer Leistung E12 ist.
Zusätzlich ist 14 eine Ansicht, die die in 13 abgebildeten Mengen an elektrischer Leistung E11, E12, welche sich mit der in 8 abgebildeten Korrelation zwischen der ersten Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 und der Reinigungsrate überlappen, abbildet. Wie in 14 gezeigt, wird die Reinigungsrate, wenn die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 gleich der Menge an elektrischer Leistung E11 ist, höher als, wenn die erste Menge an zugeführte elektrischer Leistung Es1 gleich der ersten Menge an elektrischer Leistung E1 ist. Auch wird die Reinigungsrate, wenn die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 gleich der Menge an elektrischer Leistung E12 ist, höher als, wenn die erste Menge an zugeführte elektrischer Leistung Es1 gleich der Menge an elektrischer Leistung E11 ist.
Dann wird in diesem zweiten Ausführungsbeispiel basierend auf dem in 13 gezeigten Kraftstoffverbrennungs-Fördereffekt und dem in 14 gezeigten Reinigungsraten-Verbesserungseffekt die Menge an elektrischer Leistung E11 als die erste Menge an elektrischer Leistung eingestellt, wenn die Alkoholkonzentration in dem Alkohol-Kraftstoff-Gemisch niedrig ist. Wenn in diesem Fall der Dreiwegekatalysator 411a oder die Kraftstoffkanäle 7b elektrisch durch Verwendung einer Menge an elektrischer Leistung gleich oder kleiner als die erste Menge an elektrischer Leistung E11 geheizt wird, wird der Reduktionseffekt der von dem Fahrzeug 100 zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine 1 ausgestoßenen schädlichen Komponenten in dem Fall, bei welchem die Kraftstoffkanäle 7b elektrisch geheizt werden, im Vergleich mit dem Fall, bei welchem der Dreiwegekatalysator 411a elektrisch geheizt wird, größer. Zusätzlich wird die Menge an elektrischer Leistung E12 als die erste Menge an elektrischer Leistung eingestellt, wenn die Alkoholkonzentration in dem Alkohol-Kraftstoff-Gemisch hoch ist.
Des Weiteren werden in diesem zweiten Ausführungsbeispiel in dem vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine 1 auf den EHC-Träger 411 und/oder die elektrischen Heizdrähte 7 C ausgeführten elektrischen Erregungsverfahren die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 und die zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 ähnlich zu dem vorstehend genannten ersten Ausführungsbeispiel eingestellt. Dies wird nachstehend basierend auf 15A und 15B erklärt.
15A und 15B sind Ansichten zur Erklärung der Verteilung der elektrischen Leistung von der Batterie 22 an den EHC-Träger 411 und/oder die Heizdrähte 7c in dem zweiten Ausführungsbeispiel. Hier ist zu beachten, dass 15A ein Beispiel von Einstellungen der ersten Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 und der zweiten Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 zu dem Zeitpunkt, wenn die Alkoholkonzentration in dem Alkohol-Kraftstoff-Gemisch niedrig ist (d. h. der Linie L3 in der vorstehend genannten 13 entsprechend), zeigt. Auch 15B zeigt ein Beispiel von Einstellungen der ersten Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 und der zweiten Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 zu dem Zeitpunkt, wenn die Alkoholkonzentration in dem Alkohol-Kraftstoff-Gemisch hoch ist (d. h. der Linie L4 in der vorstehend genannten 13 entsprechend). In 15A und 15 B deutet eine Vielzahl an Liniensegmenten zwischen der Abszisse und der Ordinate, wie in der vorstehend genannten 11, Leistungsverteilungsverhältnisse zwischen der ersten Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 und der zweiten Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2 in einer Vielzahl an zuführbaren Mengen an elektrischer Leistung an.
Wie in 15A gezeigt, wird, wenn die zuführbare Menge an elektrischer Leistung gleich oder kleiner ist als die erste Menge an elektrischer Leistung E11, die volle oder gesamte Menge an elektrischer Leistung innerhalb der zuführbaren Menge an elektrischer Leistung eingestellt, um den elektrischen Heizdrähten 7c zugeführt zu werden. Wenn dann die zuführbare Menge an elektrischer Leistung größer als die erste Menge an elektrischer Leistung E11 und kleiner als die zweite Menge an elektrischer Leistung E2 ist, werden diese so eingestellt, dass die volle oder gesamte Menge an elektrischer Leistung innerhalb der zuführbaren Menge an elektrischer Leistung dem EHC-Träger 411 zugeführt wird. Wenn des Weiteren die zuführbare Menge an elektrischer Leistung größer als die zweite Menge an elektrischer Leistung E2 ist, werden diese so eingestellt, dass dem EHC-Träger 411 elektrische Leistung in der Höhe der zweiten Menge an elektrischer Leistung E2 zugeführt wird und den elektrischen Heizdrähten 7c elektrische Leistung in der Höhe der Menge an elektrischer Leistung, welche durch Subtraktion der zweiten Menge an elektrischer Leistung E2 von der zuführbaren Menge an elektrischer Leistung erhalten wird, zugeführt wird.
Hier ist zu beachten, dass, wenn die Alkoholkonzentration in dem Alkohol-Kraftstoff-Gemisch hoch ist, ähnlich dazu die erste Menge an zugeführte elektrischer Leistung Es1 und die zweite Menge an zugeführte elektrischer Leistung Es2, wie in 15B gezeigt, eingestellt werden.
Somit wird in diesem zweiten Ausführungsbeispiel die erste Menge an elektrischer Leistung größer, wenn die Alkoholkonzentration in dem Alkohol-Kraftstoff-Gemisch hoch ist, als, wenn sie niedrig ist, und elektrische Leistung in der Höhe der Menge an elektrischer Leistung, welche basierend auf der so eingestellten ersten Menge an elektrischer Leistung verteilt wird (d. h. die erste Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es1 und die zweite Menge an zugeführter elektrischer Leistung Es2), wird dem EHC-Träger 411 und/oder den elektrischen Heizdrähten 7c zugeführt. Hier ist zu beachten, dass die Einstellung der ersten Menge an elektrischer Leistung zu diesem Zeitpunkt durch den in 5 gezeigten und vorstehend genannten Verfahrensschritt S108 ausgeführt wird. Zusätzlich arbeitet die ECU 10 durch Durchführen des Verfahrensschritts S108 als eine Einstelleinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
Hier ändert sich die Konzentration des von der Verbrennungskraftmaschine 1 ausgestoßenen HC (d. h. die Konzentration des ausgestoßenen HC) nicht nur mit der Alkoholkonzentration in dem Alkohol-Kraftstoff-Gemisch, sondern auch mit der Kraftstofftemperatur vor der elektrischen Erregung der elektrischen Heizdrähte 7c, der Kühlwassertemperatur der Verbrennungskraftmaschine 1 usw. Mit anderen Worten, die erste Menge an elektrischer Leistung kann gemäß diesen Parametern eingestellt werden. Demzufolge wird in diesem zweiten Ausführungsbeispiel in dem in der vorstehend genannten 5 gezeigten Verfahrensschritt S108 die erste Menge an elektrischer Leistung basierend auf einem Kennfeld oder einer Funktion, in welchen diese Parameter berücksichtigt sind, erhalten. Hier ist zu beachten, dass das Kennfeld, in welchem diese Parameter berücksichtigt sind, in dem ROM der ECU 10 gespeichert sein kann oder in einer externen Servervorrichtung gespeichert sein kann. Wenn das Kennfeld in der Servervorrichtung gespeichert ist, überträgt die ECU 10 die Parameterwerte, wie zum Beispiel die Alkoholkonzentration, die Kraftstofftemperatur vor der elektrischen Erregung der elektrischen Heizdrähte 7c und die Kühlwassertemperatur der Verbrennungskraftmaschine 1, durch eine in dem Fahrzeug 100 vorgesehene externe Kommunikationsvorrichtung an die Servervorrichtung. Dann kann die ECU 10 die erste Menge an elektrischer Leistung durch Empfangen der durch die Servervorrichtung berechneten ersten Menge an elektrischer Leistung über die externe Kommunikationsvorrichtung erhalten.
Auch in dem vorstehend genannten zweiten Ausführungsbeispiel ist es möglich, den Ausstoß der Komponenten von dem Fahrzeug 100 zu dem Startzeitpunkt der Verbrennungskraftmaschine 1 bestmöglich zu unterdrücken.
Bezugszeichenliste

1: Verbrennungskraftmaschine
2: Zylinder
3: Ansaugkanal
4: Abgaskanal
5: Kurbelpositionssensor
6: Gaspedalpositionssensor
7: Kraftstoffeinspritzventil
7b: Kraftstoffkanal
7c: elektrischer Heizdraht
10: ECU
19: erster Motorgenerator (MG1)
20: zweiter Motorgenerator (MG2)
22: Batterie
100: Fahrzeug
400: Katalysatorgehäuse
410: EHC (elektrische geheizter Katalysator)
411: EHC-Träger
411a: Dreiwegekatalysator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2003269208 A [0002]

Claims

Steuergerät für ein Fahrzeug, welches auf das Fahrzeug anwendbar ist, wobei das Fahrzeug aufweist: einen Abgasreinigungskatalysator, der in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist und eingerichtet ist, eine vorbestimmte in einem Abgas der Verbrennungskraftmaschine enthaltene Komponente zu entfernen; ein erstes Wärmeerzeugungselement, das in dem Abgaskanal angeordnet ist und eingerichtet ist, Wärme durch Zufuhr von elektrischer Leistung zu erzeugen und dadurch den Abgasreinigungskatalysator zu heizen; ein zweites Wärmeerzeugungselement, das eingerichtet ist, Wärme durch Zufuhr von elektrischer Leistung zu erzeugen und dadurch einen auf den in der Verbrennungskraftmaschine zu verbrennenden Kraftstoff bezogenen vorbestimmten Abschnitt zu heizen; und eine Batterie, die eingerichtet ist, dem ersten Wärmeerzeugungselement und dem zweiten Wärmeerzeugungselement elektrische Leistung zuzuführen, wobei die Zufuhr der elektrischen Leistung von der Batterie an das erste Wärmeerzeugungselement und/oder das zweite Wärmeerzeugungselement vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine gesteuert wird; und gekennzeichnet dadurch, dass das Steuergerät die Zufuhr der elektrischen Leistung so steuert, dass in Fällen, bei welchen eine zuführbare Menge an elektrischer Leistung, welche eine obere Grenzmenge von elektrischer Leistung ist, die dem ersten Wärmeerzeugungselement und/oder dem zweiten Wärmeerzeugungselement von der Batterie vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine zuführbar ist, gleich oder weniger als eine zweite Menge an elektrischer Leistung ist, die eine Menge an elektrischer Leistung ist, die notwendig ist, um den Abgasreinigungskatalysator durch Verwendung des ersten Wärmeerzeugungselements zu aktivieren, und in Fällen, bei welchen die zuführbare Menge an elektrischer Leistung gleich oder weniger ist als eine vorbestimmte erste Menge an elektrischer Leistung, welche kleiner als die zweite Menge an elektrischer Leistung ist, eine Gesamtmenge an elektrischer Leistung innerhalb der zuführbaren Menge an elektrischer Leistung dem ersten Wärmeerzeugungselement vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird; und in Fällen, bei welchen die zuführbare Menge an elektrischer Leistung größer als die erste Menge an elektrischer Leistung ist, die Gesamtmenge an elektrischer Leistung innerhalb der zuführbaren Menge an elektrischer Leistung dem ersten Wärmeerzeugungselement vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird.
Steuergerät für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das Steuergerät die Zufuhr der elektrischen Leistung so steuert, dass in Fällen, bei welchen die zuführbare Menge an elektrischer Leistung größer als die zweite Menge an elektrischer Leistung ist, elektrische Leistung in Höhe der zweiten Menge an elektrischer Leistung dem ersten Wärmeerzeugungselement vor dem Starten der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird, und elektrische Leistung in Höhe einer Menge an elektrischer Leistung, die durch Subtraktion der zweiten Menge an elektrischer Leistung von der zuführbaren Menge an elektrischer Leistung erhalten wird, dem zweiten Wärmeerzeugungselement zugeführt wird.
Steuergerät für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Alkoholkomponente in dem Kraftstoff enthalten ist; das Steuergerät eine Einstelleinheit hat, die eingerichtet ist, die erste Menge elektrischer Leistung bei einer hohen Alkoholkonzentration in dem Kraftstoff größer als bei einer niedrigen Alkoholkonzentration einzustellen; und das Steuergerät die Zufuhr der elektrischen Leistung von der Batterie an das erste Wärmeerzeugungselement und/oder das zweite Wärmeerzeugungselement basierend auf der durch die Einstelleinheit eingestellten ersten Menge an elektrischer Leistung steuert.
Steuergerät für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Abschnitt einen Abschnitt beinhaltet, welcher sich auf eine Zerstäubung des Kraftstoffs, der von einem in der Verbrennungskraftmaschine vorgesehenen Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, bezieht.
Steuergerät für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Abschnitt einen Abschnitt beinhaltet, welcher sich auf eine Anhaftung des Kraftstoffs, der von einem in der Verbrennungskraftmaschine vorgesehenen Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, bezieht.
Steuergerät für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug ist, welches mit der Verbrennungskraftmaschine und einem Elektromotor versehen ist und welches in einem Zustand, bei welchem die Verbrennungskraftmaschine gestoppt wurde, mittels der Antriebskraft des Elektromotors fahren kann; die Batterie dem ersten Wärmeerzeugungselement, dem zweiten Wärmeerzeugungselement und dem Elektromotor elektrische Leistung zuführt; und, wenn eine Menge an Elektrizität, welche zu dem Zeitpunkt, wenn die Batterie durch eine Antriebskraft der Verbrennungskraftmaschine geladen wird, in der Batterie gespeichert ist, als eine erste Menge an gespeicherter Elektrizität definiert ist und eine Menge an gespeicherter Elektrizität, welche die erste Menge an gespeicherter Elektrizität plus eine vorbestimmte Marge ist, als eine zweite Menge an gespeicherter Elektrizität definiert ist, die zuführbare Menge an elektrischer Leistung als eine Menge an elektrischer Leistung definiert ist, welche durch Subtraktion der zweiten Menge an gespeicherter Elektrizität von einer Menge an in der Batterie gespeicherter Elektrizität, bevor die Zufuhr elektrischer Leistung von der Batterie an das erste Wärmeerzeugungselement und/oder das zweite Wärmeerzeugungselement ausgeführt wird, erhalten wird.