DE102019120776B4 - Steuerungsvorrichtung und Steuerungsverfahren für ein Hybridfahrzeug - Google Patents

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Yuto Ikeda
Hirofumi HASHINOKUCHI
Tatsuaki Suzuki
Eiji Ikuta
Keiichi Myojo
Hirokazu Ando
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Abstract

Steuerungsvorrichtung (100), welche derart konfiguriert ist, dass diese ein Hybridfahrzeug steuert, wobeidas Hybridfahrzeug umfassteine Fremdzündungs-Verbrennungskraftmaschine (10) mit einer Dreiwegekatalysatorvorrichtung (22), die in einem Auslassdurchlass (21) vorgesehen ist, undeinen Motor (71), welcher in der Lage ist, Leistung hin zu der Verbrennungskraftmaschine (10) zu übertragen, unddie Steuerungsvorrichtung (100) eine Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit (101) aufweist, welche derart konfiguriert ist, dass diese ausführt:eine Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung zum Erhöhen einer Temperatur der Dreiwegekatalysatorvorrichtung (22);eine Antriebssteuerung zum Rotieren einer Kurbelwelle (14) der Verbrennungskraftmaschine (10) mit Leistung des Motors (71) in einem Zustand, in dem die Verbrennung der Verbrennungskraftmaschine gestoppt ist; undeinen Kraftstoffeinführungsprozess zum Einführen eines unverbrannten Luft-Kraftstoff-Gemisches in den Auslassdurchlass (21) durch das Durchführen einer Kraftstoffeinspritzung in die Verbrennungskraftmaschine (10) während der Ausführung der Antriebssteuerung, wenn die Temperatur der Dreiwegekatalysatorvorrichtung (22) niedriger ist als eine vorbestimmte Temperatur.

Description

  • 1. Gebiet
  • Die folgende Beschreibung betrifft eine Steuerungsvorrichtung und ein Steuerungsverfahren für ein Hybridfahrzeug mit einer Fremdzündungs-Verbrennungskraftmaschine, bei der eine Dreiwegekatalysatorvorrichtung in einem Auslassdurchlass angeordnet ist.
  • 2. Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik
  • Eine Fremdzündungs-Verbrennungskraftmaschine führt eine Verbrennung durch, indem mit einem Funken einer Zündkerze das in einen Zylinder eingeführte Gemisch aus Luft und Kraftstoff entzündet wird. Die Verbrennung eines Teils des Kraftstoffes in dem Luft-Kraftstoff-Gemisch kann unvollständig sein, wodurch kohlenstoffhaltige Partikel (nachstehend als Partikel bezeichnet) entstehen.
  • Die US 2014/0 041 362 A1 offenbart eine fahrzeugseitige Fremdzündungs-Verbrennungskraftmaschine mit einer in einem Auslassdurchlass angeordneten Dreiwegekatalysatorvorrichtung und einem im Auslassdurchlass auf der Stromabwärtsseite der Dreiwegekatalysatorvorrichtung angeordneten Partikelaufnahmefilter. Bei einer solchen Verbrennungskraftmaschine werden Partikel, die im Zylinder erzeugt werden, vom Filter aufgenommen, um die Abgabe der Partikel nach außen zu verhindern. Die aufgenommenen Partikel lagern sich allmählich im Filter ab. Falls die Ablagerung zurückbleibt, können die abgeschiedenen Partikel den Filter daher eventuell verstopfen.
  • Bei der Verbrennungskraftmaschine werden die im Filter abgelagerten Partikel in der folgenden Art und Weise entfernt. Das heißt, bei der Verbrennungskraftmaschine wird während des Segelns bzw. Gleitens des Fahrzeugs die Kraftstoffeinspritzung mit dem gestoppten Funken der Zündkerze durchgeführt, wodurch ein unverbranntes Luft-Kraftstoff-Gemisch in die Dreiwegekatalysatorvorrichtung eingeführt wird. Beim Einbringen des unverbrannten Luft-Kraftstoff-Gemisches verbrennt das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Dreiwegekatalysatorvorrichtung, wodurch die Temperatur der Dreiwegekatalysatorvorrichtung (nachfolgend als Katalysatortemperatur bezeichnet) erhöht wird. Eine solche Erhöhung der Katalysatortemperatur erhöht die Temperatur des Gases, das aus der Dreiwegekatalysatorvorrichtung ausströmt und in den Filter strömt. Wenn die Wärme des Hochtemperaturgases die Temperatur des Filters erhöht, so dass diese höher oder gleich dem Zündpunkt der Partikel wird, werden die im Filter abgelagerten Partikel verbrannt und entfernt.
  • Um ein unverbranntes Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Auslassdurchlass einzuführen, muss die Kurbelwelle rotiert werden, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Zylinder in den Auslassdurchlass zu führen. Der Verbrennungsvorgang bzw. Verbrennungsbetrieb der Verbrennungskraftmaschine muss gestoppt werden, um das unverbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Auslassdurchlass einzuführen. Daher muss die Kurbelwelle durch eine externe Leistung rotiert werden. Entsprechend wird bei der Verbrennungskraftmaschine eine Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung ausgeführt, während das Fahrzeug segelt und die Kurbelwelle durch die Übertragung von Leistung von Rädern rotiert wird. In einem solchen Fall ist jedoch die Möglichkeit bzw. Gelegenheit zum Ausführen der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung beschränkt. Daher kann es vorkommen, dass die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung nicht zu den erforderlichen Zeiten ausgeführt wird.
  • Die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung kann zu anderen Zwecken als zum Verbrennen und Entfernen der im Filter abgeschiedenen Partikel ausgeführt werden. Beispielsweise kann die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung in einem Fall ausgeführt werden, in dem die Abgasreinigungsleistung aufgrund einer Abnahme der Katalysatortemperatur reduziert ist, um die Abgasreinigungsleistung der Dreiwegekatalysatorvorrichtung wiederherzustellen. In einem solchen Fall kann das vorstehend beschriebene Problem auf die gleiche Art und Weise auftreten. Somit ist das vorstehend beschriebene Problem unabhängig von den Zielen verbreitet, wenn die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung durch das Einführen eines unverbrannten Luft-Kraftstoff-Gemisches in die Dreiwegekatalysatorvorrichtung durchgeführt wird.
  • Darüber hinaus offenbart die DE 10 2016 207 667 A1 ein Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters bei einem Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb. Im Normalbetrieb des Kraftfahrzeuges werden in den Phasen, in denen der Verbrennungsmotor aktiviert ist, die Rußpartikel aus dem Abgas des Verbrennungsmotors in dem Partikelfilter eingelagert. Zur Regeneration des Partikelfilters wird der Partikelfilter auf eine Regenerationstemperatur gebracht, wobei zur Regeneration der Elektromotor und der Verbrennungsmotor derart gekoppelt werden, dass der Elektromotor den Verbrennungsmotor schleppt und der Verbrennungsmotor Luft zur Oxidation des im Partikelfilter zurückgehaltenen Rußes in den Abgaskanal fördert.
  • Kurzfassung
  • Das vorstehend beschriebene Problem wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der sich daran anschließenden abhängigen Ansprüche.
  • Ein erster erläuternder Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt eine Steuerungsvorrichtung bereit, welche derart konfiguriert ist, dass diese ein Hybridfahrzeug steuert. Das Hybridfahrzeug umfasst eine Fremdzündungs-Verbrennungskraftmaschine mit einer Dreiwegekatalysatorvorrichtung, die in einem Auslassdurchlass vorgesehen ist, und einen Motor, der in der Lage ist, Leistung hin zu der Verbrennungskraftmaschine zu übertragen. Die Steuerungsvorrichtung für das Hybridfahrzeug umfasst eine Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit, welche derart konfiguriert ist, dass diese eine Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung zum Erhöhen einer Temperatur der Dreiwegekatalysatorvorrichtung ausführt. Die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit ist derart konfiguriert, dass diese eine Antriebssteuerung zum Rotieren einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine mit der Leistung des Motors in einem Zustand, in dem eine Verbrennung der Verbrennungskraftmaschine gestoppt ist, und einen Kraftstoffeinführungsprozess zum Einführen eines unverbrannten Luft-Kraftstoff-Gemisches in den Auslassdurchlass durch das Durchführen einer Kraftstoffeinspritzung in die Verbrennungskraftmaschine während der Ausführung der Antriebsteuerung ausführt.
  • Das durch die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in den Zylindern erzeugte Brenngas strömt während des Verbrennungsvorgangs durch den Auslassdurchlass der Verbrennungskraftmaschine. Wenn das Luft-Kraftstoff-Gemisch unverbrannt in den Auslassdurchlass eingebracht wird, ohne das Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Zylindern zu verbrennen, verbrennt das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Dreiwegekatalysatorvorrichtung, um dadurch die Temperatur der Dreiwegekatalysatorvorrichtung (Katalysatortemperatur) zu erhöhen. Während der Ausführung des vorstehend beschriebenen Kraftstoffeinführungsprozesses muss das Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Zylindern durch Rotieren der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine mit externer Leistung hin zu dem Auslassdurchlass geführt werden. Bei der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung führt die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit der Steuerungsvorrichtung für das Hybridfahrzeug, wie vorstehend beschrieben, die Antriebssteuerung zum Rotieren der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine mit der Leistung des Motors in einem Zustand aus, in dem die Verbrennung der Verbrennungskraftmaschine gestoppt ist, und führt den Kraftstoffeinführungsprozess während der Ausführung der Antriebssteuerung aus. In einem solchen Fall kann, wenn die Antriebssteuerung ausführbar ist, der Kraftstoffeinführungsprozess ausgeführt werden. Daher kann die Möglichkeit bzw. Gelegenheit zum Ausführen der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung auf einfache Art und Weise erhalten werden.
  • Das Hybridfahrzeug kann einen elektrischen Generator umfassen, der beim Empfangen von Leistung der Verbrennungskraftmaschine elektrische Energie erzeugt, und eine Batterie, die in der Lage ist, die vom elektrischen Generator erzeugte elektrische Energie zu speichern und den Motor mit der gespeicherten elektrischen Energie zu versorgen. In diesem Fall kann die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit der Steuerungsvorrichtung für das Hybridfahrzeug derart konfiguriert sein, dass diese eine Ladesteuerung zum Durchführen eines Verbrennungsbetriebs der Verbrennungskraftmaschine vor Beginn der Antriebssteuerung ausführt, wodurch der elektrische Generator veranlasst wird, elektrische Energie zu erzeugen. Wenn die Antriebssteuerung ausgeführt wird, verringert der Leistungsverbrauch des Motors den Batterieladezustand. Daher ist es wünschenswert, dass vor dem Start der Antriebssteuerung die Ladesteuerung ausgeführt wird, um den Batterieladezustand zu erhöhen.
  • Ferner kann die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit derart konfiguriert sein, dass diese die Ladesteuerung vor dem Start der Antriebssteuerung unter der Bedingung ausführt, dass ein Batterieladezustand, wenn die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung beginnt, kleiner ist als ein vorgegebener Bestimmungswert, und die Antriebssteuerung in einem Fall, in dem der Batterieladezustand, wenn die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung beginnt, größer oder gleich dem Bestimmungswert ist, ohne die Ausführung der Ladesteuerung startet. Wenn die Ladesteuerung durchgeführt wird, verbraucht die Verbrennung der Verbrennungskraftmaschine Kraftstoff. Darüber hinaus beginnt ein Temperaturanstieg in der Dreiwegekatalysatorvorrichtung zu einem späteren Zeitpunkt entsprechend der Ausführungszeit der Ladesteuerung. Daher ist es wünschenswert, dass die Ladesteuerung in einem Fall, in dem die Batterie mit elektrischer Energie mit einem Betrag geladen ist, der den Fehlbetrag bzw. Mangel an elektrischer Energie auch nach der Ausführung der Antriebssteuerung verhindert, wenn die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung beginnt, nicht ausgeführt wird.
  • Ferner kann die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit derart konfiguriert sein, dass diese die Ladesteuerung unter der Bedingung vor dem Start der Antriebssteuerung ausführt, dass das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine nicht abgeschlossen ist, und die Antriebssteuerung in einem Fall, in dem das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine abgeschlossen ist, ohne die Ausführung der Ladesteuerung startet. Wenn das Aufwärmen nicht abgeschlossen ist, ist die Reibung in der Verbrennungskraftmaschine groß, was den Leistungsverbrauch des Motors bei der Antriebssteuerung erhöht. Daher kann die Ladesteuerung vor Beginn der Antriebssteuerung, wie vorstehend beschrieben, nur dann ausgeführt werden, wenn das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine nicht abgeschlossen ist.
  • Die Verbrennungskraftmaschine umfasst einen Filter, der Partikel auffängt. Der Filter ist im Auslassdurchlass stromabwärts der Dreiwegekatalysatorvorrichtung angeordnet. Bei einer solchen Verbrennungskraftmaschine können die im Filter abgelagerten Partikel verbrannt und entfernt werden, indem die Katalysatortemperatur durch die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung erhöht wird. Das heißt, mit steigender Katalysatortemperatur steigt die Temperatur des aus der Dreiwegekatalysatorvorrichtung ausströmenden und in den Filter strömenden Gases. Die Wärme des Hochtemperaturgases erhöht die Temperatur des Filters. Wenn die Temperatur des Filters auf den Zündpunkt der Partikel ansteigt, werden die im Filter abgelagerten Partikel verbrannt und entfernt. In einigen Fällen wird bei dem Hybridfahrzeug mit der Verbrennungskraftmaschine mit einem solchen Filter die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung durchgeführt, um die im Filter abgelagerten Partikel zu verbrennen und zu entfernen. In einem solchen Fall ist die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit derart konfiguriert, dass diese die Partikelablagerungsmenge des Filters abschätzt und die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung unter der Bedingung ausführt, dass die abgeschätzte Partikelablagerungsmenge größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist. Bei einer solchen Konfiguration kann die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung zu einem geeigneten Zeitpunkt ausgeführt werden, je nachdem, wie die Partikel im Filter abgelagert sind.
  • Ein zweiter erläuternder Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt ein Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs bereit. Das Hybridfahrzeug umfasst eine Fremdzündungs-Verbrennungskraftmaschine mit einer in einem Auslassdurchlass vorgesehenen Dreiwegekatalysatorvorrichtung und einen Motor, der in der Lage ist, Leistung hin zu der Verbrennungskraftmaschine zu übertragen. Das Verfahren umfasst das Ausführen einer Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung zum Erhöhen einer Temperatur der Dreiwegekatalysatorvorrichtung. Das Ausführen der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung umfasst das Ausführen einer Antriebssteuerung zum Rotieren einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine mit der Leistung des Motors in einem Zustand, in dem die Verbrennung der Verbrennungskraftmaschine gestoppt ist, und umfasst das Ausführen eines Kraftstoffeinführungsprozesses zum Einführen eines unverbrannten Luft-Kraftstoff-Gemisches in den Auslassdurchlass durch das Durchführen einer Kraftstoffeinspritzung in die Verbrennungskraftmaschine während der Ausführung der Antriebssteuerung.
  • Weitere Merkmale und Aspekte ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den Abbildungen und den Ansprüchen.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Abbildung, welche die Konfiguration einer Steuerungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform und einer zweiten Ausführungsform und die Konfiguration eines Hybridfahrzeugs, auf welches die Steuerungsvorrichtung angewendet wird, zeigt.
    • 2 ist ein Flussdiagramm, welches den Ablauf für eine Temperaturerhöhungsanforderungs-Bestimmungsroutine darstellt, welche durch die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit in der Steuerungsvorrichtung für das Hybridfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt wird.
    • 3 ist ein Flussdiagramm, welches den Ablauf für eine Katalysatortemperaturerhöhungssteuerroutine darstellt, die durch die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit ausgeführt wird.
    • 4 ist ein Flussdiagramm, welches einen Teil des Ablaufs für die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerroutine darstellt, die von der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit in der Steuerungsvorrichtung für das Hybridfahrzeug gemäß der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
  • In den Abbildungen und der detaillierten Beschreibung beziehen sich die gleichen Bezugszeichen auf die gleichen Elemente. Die Abbildungen können nicht maßstabsgetreu sein, und die relative Größe, die Proportionen und die Darstellung von Elementen in den Abbildungen können aus Gründen der Klarheit, Darstellung und Einfachheit übertrieben sein.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Diese Beschreibung bietet ein umfassendes Verständnis der beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und/oder Systeme. Modifikationen und Äquivalente der beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und/oder Systeme sind für einen Fachmann offensichtlich. Die Abfolgen von Vorgängen sind exemplarisch und können geändert werden, wie für den Fachmann offensichtlich, mit Ausnahme von Vorgängen, die notwendigerweise in einer bestimmten Reihenfolge erfolgen. Beschreibungen von Funktionen und Konstruktionen, die dem Fachmann wohlbekannt sind, können weggelassen werden.
  • Beispielhafte Ausführungsformen können unterschiedliche Formen aufweisen und sind nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt. Die beschriebenen Beispiele sind jedoch genau und vollständig und vermitteln dem Fachmann den vollen Schutzumfang der Offenbarung.
  • Erste Ausführungsform
  • Eine Steuerungsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform wird nun mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben.
  • Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das Hybridfahrzeug, auf das die Steuerungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform angewendet wird, eine Fremdzündungs-Verbrennungskraftmaschine 10. Außerdem umfasst das Hybridfahrzeug zwei Motor-Generatoren, die als ein Motor und ein elektrischer Generator dienen, nämlich einen ersten Motor-Generator 71 und einen zweiten Motor-Generator 72. Ferner umfasst das Hybridfahrzeug eine Batterie 77, einen ersten Wechselrichter 75 und einen zweiten Wechselrichter 76. Die Batterie 77 speichert elektrische Energie, die durch den ersten Motor-Generator 71 und den zweiten Motor-Generator 72 erzeugt wird, wenn diese als die elektrischen Generatoren dient. Darüber hinaus führt die Batterie 77 die gespeicherte elektrische Energie hin zu dem ersten Motor-Generator 71 und dem zweiten Motor-Generator 72, wenn diese als die Motoren dienen. Der erste Wechselrichter 75 passt den Betrag der zwischen dem ersten Motor-Generator 71 und der Batterie 77 gelieferten und empfangenen elektrischen Energie an. Der zweite Wechselrichter 76 passt den Betrag der zwischen dem zweiten Motor-Generator 72 und der Batterie 77 gelieferten und empfangenen elektrischen Energie an.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 10 besitzt mehrere Zylinder 11, von denen jeder das Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrennt. Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst einen Einlassdurchlass 15, durch den Luft in die Zylinder 11 eingeführt wird. Der Einlassdurchlass 15 umfasst ein Drosselventil bzw. eine Drosselklappe 16, welche eine Einlass- bzw. Ansaugluftmenge anpasst. Der Abschnitt des Einlassdurchlasses 15, der sich auf der Stromabwärtsseite der Drosselklappe 16 befindet, verzweigt in die Zylinder 11. Ein Kraftstoffeinspritzventil 17 ist an einem Abschnitt des Einlassdurchlasses 15 vorgesehen, der in jeden Zylinder 11 verzweigt. Jeder Zylinder 11 umfasst eine Zündvorrichtung 18, die durch eine Funkenentladung (Funke) ein in die Zylinder 11 eingeführtes Luft-Kraftstoff-Gemisch entzündet. Ferner ist die Verbrennungskraftmaschine 10 mit einem Auslassdurchlass 21 versehen, durch den das durch die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in jedem Zylinder 11 erzeugte Abgas abgegeben wird. Im Auslassdurchlass 21 ist eine Dreiwegekatalysatorvorrichtung 22 vorgesehen, die Abgas entfernt bzw. reinigt. Zusätzlich ist im Auslassdurchlass 21 auf der Stromabwärtsseite der Dreiwegekatalysatorvorrichtung 22 ein Filter 23 vorgesehen, der Partikel auffängt.
  • Das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das Kraftstoff enthält, der von den Kraftstoffeinspritzventilen 17 eingespritzt wird, wird durch den Einlassdurchlass 15 in die Zylinder 11 der Verbrennungskraftmaschine 10 eingeführt. Wenn die Zündvorrichtung 18 das Luft-Kraftstoff-Gemisch entzündet, findet die Verbrennung in den Zylindern 11 statt. Das durch die Verbrennung erzeugte Abgas wird von den Zylindern 11 in den Auslassdurchlass 21 abgegeben. In der Verbrennungskraftmaschine 10 oxidiert die Dreiwegekatalysatorvorrichtung 22 HC und CO im Abgas und reduziert NOx, und der Filter 23 fängt Partikel im Abgas auf, um das Abgas zu entfernen bzw. zu reinigen.
  • Das Hybridfahrzeug umfasst einen ersten Planetengetriebemechanismus 40. Der erste Planetengetriebemechanismus 40 weist ein Sonnenrad 41, das einem Außenzahnrad entspricht, und ein Hohlrad 42, das einem koaxial zu dem Sonnenrad 41 angeordneten Innenzahnrad entspricht, auf. Zwischen dem Sonnenrad 41 und dem Hohlrad 42 sind Planetenräder 43 vorgesehen, die mit dem Sonnenrad 41 und dem Hohlrad 42 ineinandergreifen. Die Planetenräder 43 sind von einem Träger 44 getragen, um umlaufen und rotieren zu können. Die Kurbelwelle 14, die einer Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine 10 entspricht, ist mit dem Träger 44 des ersten Planetengetriebemechanismus 40 gekoppelt. Der erste Motor-Generator 71 ist mit dem Sonnenrad 41 gekoppelt. Eine Hohlradwelle 45 ist mit dem Hohlrad 42 verbunden. Angetriebene Räder 62 sind über einen Verzögerungsmechanismus 60 und einen Differentialmechanismus 61 mit der Hohlradwelle 45 gekoppelt. Zusätzlich ist der zweite Motor-Generator 72 über einen zweiten Planetengetriebemechanismus 50 mit der Hohlradwelle 45 gekoppelt.
  • Der zweite Planetengetriebemechanismus 50 weist ein Sonnenrad 51, das einem Außenzahnrad entspricht, und ein Hohlrad 52, das einem koaxial zu dem Sonnenrad 51 angeordneten Innenzahnrad entspricht, auf. Zwischen dem Sonnenrad 51 und dem Hohlrad 52 sind Planetenräder 53 vorgesehen, die mit dem Sonnenrad 51 und dem Hohlrad 52 ineinandergreifen. Die Planetenräder 53 sind rotierbar, können jedoch nicht umlaufen. Die Hohlradwelle 45 ist mit dem Hohlrad 52 des zweiten Planetengetriebemechanismus 50 verbunden. Der zweite Motor-Generator 72 ist mit dem Sonnenrad 51 verbunden.
  • Das Hybridfahrzeug umfasst eine elektronische Steuerungseinheit 100, welche als die Steuerungsvorrichtung für das Hybridfahrzeug dient. Die elektronische Steuerungseinheit 100 umfasst eine Verarbeitungsschaltung. Die elektronische Steuerungseinheit 100 empfängt Erfassungssignale des Niederdrückbetrags des Gaspedals durch den Fahrer (Gaspedalniederdrückgrad), die von einem Gaspedalsensor 80 gesendet werden, und Erfassungssignale der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (Fahrzeuggeschwindigkeit), die von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 81 gesendet werden. Zusätzlich erhält die elektronische Steuerungseinheit 100 einen Batterieladezustand, welcher dem in der Batterie 77 gespeicherten Betrag an elektrischer Energie entspricht.
  • Ferner empfängt die elektronische Steuerungseinheit 100 Erfassungssignale verschiedener Arten von Sensoren, die bei der Verbrennungskraftmaschine 10 installiert sind, wie ein Luftströmungsmesser 82, ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 83, ein Katalysator-Ausströmgastemperatursensor 84, ein Kurbelwinkelsensor 85 und ein Wassertemperatursensor 86. Der Luftströmungsmesser 82 ist im Einlassdurchlass 15 stromaufwärts der Drosselklappe 16 angeordnet, um die Strömungsrate der durch den Einlassdurchlass 15 strömenden Luft (Ansaugluftmenge) zu erfassen. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 83 ist im Auslassdurchlass 21 stromaufwärts der Dreiwegekatalysatorvorrichtung 22 angeordnet, um die Sauerstoffkonzentration des durch den Auslassdurchlass 21 strömenden Gases zu erfassen, das heißt, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches. Der Katalysator-Ausströmgastemperatursensor 84 ist im Auslassdurchlass 21 zwischen der Dreiwegekatalysatorvorrichtung 22 und dem Filter 23 angeordnet, um die Temperatur des aus der Dreiwegekatalysatorvorrichtung 22 ausströmenden Gases (Katalysatorausströmgastemperatur) zu erfassen. Der Kurbelwinkelsensor 85 ist in der Nähe der Kurbelwelle 14 angeordnet, um die Drehphase der Kurbelwelle 14 zu erfassen. Der Wassertemperatursensor 86 ist in einem Kühlmitteldurchlass (nicht gezeigt) angeordnet, um die Temperatur des durch den Kühlmitteldurchlass strömenden Kühlmittels (Kühlmitteltemperatur) zu erfassen. Die elektronische Steuerungseinheit 100 erhält die Drehzahl der Kurbelwelle 14 der Verbrennungskraftmaschine 10 (Maschinendrehzahl) aus Erfassungssignalen des Kurbelwinkelsensors 85.
  • Die Steuerung des Hybridfahrzeugs, welche durch die elektronische Steuerungseinheit 100 durchgeführt wird, wird nun beschrieben. Die elektronische Steuerungseinheit 100 berechnet ein erforderliches Drehmoment, das einem erforderlichen Wert bzw. Sollwert des Drehmoments entspricht, das hin zu der Hohlradwelle 45 ausgegeben werden soll, basierend auf dem Gaspedalniederdrückgrad und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Gemäß Parametern, wie dem erforderlichen Drehmoment und dem Batterieladezustand, bestimmt die elektronische Steuerungseinheit 100 die Drehmomentverteilungen der Verbrennungskraftmaschine 10, des ersten Motor-Generators 71 und des zweiten Motor-Generators 72, und steuert das Ausgangsdrehmoment der Verbrennungskraftmaschine 10 und das Antriebs-/Regenerationsdrehmoment des ersten Motor-Generators 71 und des zweiten Motor-Generators 72.
  • Die elektronische Steuerungseinheit 100 ist derart konfiguriert, dass diese den Verbrennungsvorgang bzw. Verbrennungsbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 unter der Bedingung stoppt, dass der Batterieladezustand einen vorgegebenen erforderlichen Ladewert überschreitet, während das Hybridfahrzeug nicht fährt oder während das Hybridfahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit fährt. Während das Hybridfahrzeug nicht fährt oder während das Hybridfahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit fährt, wird der Verbrennungsvorgang bzw. -betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 in einem Fall durchgeführt, in dem der Batterieladezustand kleiner oder gleich dem erforderlichen Ladewert ist, so dass die Leistung der Verbrennungskraftmaschine 10 den ersten Motor-Generator 71 zur Stromerzeugung veranlasst.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, fängt bei der Verbrennungskraftmaschine 10 der Filter 23 im Auslassdurchlass 21 Partikel im Abgas auf. Wenn sich die aufgefangenen Partikel im Filter 23 ablagern, kann der Filter 23 eventuell verstopft werden. Um die im Filter 23 abgelagerten Partikel zu verbrennen und zu entfernen, muss die Temperatur des Filters 23 erhöht werden, so dass diese höher oder gleich dem Zündpunkt der Partikel wird. Wenn die Temperatur der Dreiwegekatalysatorvorrichtung 22 (Katalysatortemperatur), die sich im Auslassdurchlass 21 stromaufwärts des Filters 23 befindet, zunimmt, steigt die Temperatur des aus der Dreiwegekatalysatorvorrichtung 22 und in den Filter 23 strömenden Gases. Aufgrund der von dem einströmenden Hochtemperaturgas aufgenommenen Wärme steigt auch die Temperatur des Filters 23. Somit können die im Filter 23 abgelagerten Partikel verbrannt und entfernt werden, indem die Temperatur der Dreiwegekatalysatorvorrichtung 22 erhöht wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn die Ablagerungsmenge von Partikeln des Filters 23 groß wird, die Steuerung zum Erhöhen der Katalysatortemperatur, um die abgeschiedenen Partikel zu verbrennen und zu entfernen, das heißt, die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung, ausgeführt. Die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung wird durch eine Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit 101 ausgeführt, die in der elektronischen Steuerungseinheit 100 angeordnet ist.
  • Während des Verbrennungsvorgangsbetriebs der Verbrennungskraftmaschine 10 bestimmt die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit 101, ob eine Temperaturerhöhungsanforderung ausgegeben wurde. Die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung wird ausgeführt, wenn bei dieser Bestimmung bestimmt wird, dass die Temperaturerhöhungsanforderung ausgegeben wurde.
  • 2 stellt den Ablauf für eine Temperaturerhöhungsanforderungs-Bestimmungsroutine, um zu bestimmen, ob eine solche Temperaturerhöhungsanforderung ausgegeben wurde, dar. Die Prozesse dieser Routine werden durch die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit 101 in vorgegebenen Steuerintervallen während des Verbrennungsbetriebs der Verbrennungskraftmaschine 10 wiederholt ausgeführt.
  • Wenn die Prozesse dieser Routine gestartet werden, berechnet die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit 101 bei Schritt S100 zunächst eine PM-Ablagerungsmenge, die sich auf den Schätzwert der Ablagerungsmenge von Partikeln im Filter 23 bezieht. Bei der Berechnung der PM-Ablagerungsmenge wird aus dem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 10 (Parameter wie Ansaugluftmenge und Kraftstoffeinspritzmenge) die Menge der durch die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in den Zylindern 11 erzeugten Partikel berechnet (PM-Erzeugungsmenge). Ferner wird die Menge der im Filter 23 zu verbrennenden Partikel (PM-Reproduktionsmenge) in der später beschriebenen Art und Weise berechnet. Die PM-Ablagerungsmenge wird berechnet, indem der Wert der PM-Ablagerungsmenge auf den Wert aktualisiert wird, der erhalten wird, indem zu einem Wert vor der Aktualisierung die Differenz addiert wird, die durch Subtrahieren der PM-Reproduktionsmenge von der PM-Ablagerungsmenge erhalten wird.
  • Die PM-Reproduktionsmenge wird wie folgt berechnet. Wenn die Katalysatorausströmgastemperatur, welche der Temperatur des in den Filter 23 strömenden Gases entspricht, höher wird, wird die Temperatur des Filters 23 (Filtertemperatur) höher. Somit kann die Filtertemperatur aus der Katalysatorausströmgastemperatur erhalten werden. Wenn sauerstoffhaltiges Gas in einem Zustand in den Filter 23 strömt, in dem die Temperatur des Filters 23 höher oder gleich dem Zündpunkt von Partikeln ist, verbrennen die im Filter 23 abgeschiedenen Partikel. Für die Verbrennung von Partikeln wird Sauerstoff benötigt. Somit wird die Menge der im Filter 23 zu verbrennenden Partikel durch die Menge an Sauerstoff (Sauerstoffeinströmmenge) in dem in den Filter 23 strömenden Gas definiert (Sauerstoffeinströmmenge). Die Sauerstoffkonzentration des in den Filter 23 strömenden Gases kann aus dem Erfassungsergebnis des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 83 erhalten werden. Die Strömungsrate des in den Filter 23 strömenden Gases kann aus der Ansaugluftmenge und der Kraftstoffeinspritzmenge erhalten werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die PM-Reproduktionsmenge basierend auf der Katalysatorausströmgastemperatur, dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas, der Ansaugluftmenge und der Kraftstoffeinspritzmenge berechnet.
  • Anschließend bestimmt die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit 101, ob die PM-Ablagerungsmenge größer oder gleich einem vorgegebenen Wert α ist. Wenn die PM-Ablagerungsmenge kleiner als der vorgegebene Wert α ist (NEIN), wird der Prozess zu Schritt S140 vorgerückt. Nachdem bei Schritt S140 ein Temperaturerhöhungsanforderungs-Flag gelöscht wurde, werden die Prozesse der aktuellen Routine beendet. Das Temperaturerhöhungsanforderungs-Flag gibt in einem Zustand, in dem das Flag bzw. Kennzeichen eingestellt ist, an, dass die Temperaturerhöhungsanforderung ausgegeben wurde, und dieses gibt in einem Zustand, in dem das Flag gelöscht ist, an, dass die Temperaturerhöhungsanforderung nicht ausgegeben wurde.
  • Wenn die PM-Ablagerungsmenge größer oder gleich dem vorgegebenen Wert α ist (S110: JA), wird der Prozess zu Schritt S120 vorgerückt. Bei Schritt S120 bestimmt die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit 101, ob die Katalysatorausströmgastemperatur kleiner als eine vorgegebene reproduzierbare Temperatur β ist. Die reproduzierbare Temperatur β ist als ein unterer Grenzwert der Katalysatorausströmgastemperatur eingestellt, der erforderlich ist, um die Filtertemperatur so einzustellen, dass diese höher oder gleich dem Zündpunkt von Partikeln wird.
  • Wenn die Katalysatorausströmgastemperatur höher oder gleich der reproduzierbaren Temperatur β ist (S 120: NEIN), wird das Temperaturerhöhungsanforderungs-Flag bei Schritt S140 gelöscht. Anschließend werden die Prozesse der aktuellen Routine beendet. Wenn die Katalysatorausströmgastemperatur niedriger ist als die reproduzierbare Temperatur β (S120: JA), wird das Temperaturerhöhungsanforderungs-Flag bei Schritt S130 eingestellt bzw. gesetzt. Anschließend werden die Prozesse der aktuellen Routine beendet.
  • Wie vorstehend beschrieben, schätzt die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit 101 die Partikelablagerungsmenge des Filters 23 ab und bestimmt, dass die Temperaturerhöhungsanforderung ausgegeben wurde, wenn die geschätzte Partikelablagerungsmenge (PM-Ablagerungsmenge) größer oder gleich dem vorgegebenen Wert α ist. Jedoch wird auch dann, wenn die PM-Ablagerungsmenge größer oder gleich dem vorgegebenen Wert α ist, bestimmt, dass die Temperaturerhöhungsanforderung nicht ausgegeben wurde, wenn die Katalysatorausströmgastemperatur größer oder gleich der reproduzierbaren Temperatur β ist und die Katalysatortemperatur erhöht ist, so dass diese höher oder gleich einer Temperatur wird, die eine Verbrennung von im Filter 23 abgeschiedenen Partikeln ermöglicht.
  • 3 stellt den Ablauf für eine Katalysatortemperaturerhöhungssteuerroutine für die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung dar. Die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit 101 startet die Prozesse dieser Routine, wenn der Verbrennungsbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 gestoppt ist und die Rotation der Kurbelwelle 14 gestoppt ist.
  • Wenn die Prozesse der aktuellen Routine gestartet werden, bestimmt die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit 101 bei Schritt S200 zunächst, ob das Temperaturerhöhungsanforderungs-Flag gesetzt ist. Wenn das Temperaturerhöhungsanforderungs-Flag gesetzt ist (JA), wird der Prozess zu Schritt S210 vorgerückt. Wenn das Temperaturerhöhungsanforderungs-Flag gelöscht ist (NEIN), werden die Prozesse der aktuellen Routine beendet.
  • Wenn der Prozess zu Schritt S210 vorgerückt wird, bestimmt die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit 101 bei Schritt S210, ob eine Antriebssteuerung ausgeführt werden kann. Das Antreiben bezieht sich auf eine Aktion, bei der die Kurbelwelle 14 der Verbrennungskraftmaschine 10 bei gestoppter Verbrennung mit der Leistung des ersten Motor-Generators 71 rotiert wird. Genauer gesagt wird bei Schritt S210 basierend auf Parametern, wie dem Batterieladezustand, bestimmt, ob die Batterie 77 die für das Antreiben erforderliche elektrische Energie in einem Zeitraum bis zum Abschluss der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung zuführen kann. Wenn die Antriebssteuerung ausgeführt werden kann (JA), wird der Prozess zu Schritt S220 vorgerückt. Wenn die Antriebssteuerung nicht ausgeführt werden kann (NEIN), werden die Prozesse der aktuellen Routine beendet.
  • Wenn der Prozess zu Schritt S220 vorgerückt wird, startet die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit 101 die Antriebssteuerung bei Schritt S220. Wenn die Antriebssteuerung zum Rotieren der Kurbelwelle 14 gestartet wird, wird Luft in die Zylinder 11 der Verbrennungskraftmaschine 10 gesaugt und aus diesen abgeführt. Bei der Verbrennungskraftmaschine 10 werden die Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffeinspritzventils 17 und der Funke der Zündvorrichtung 18 gestoppt. Somit wird die in jeden Zylinder 11 eingeführte Luft in den Auslassdurchlass 21 abgegeben.
  • Bei der Antriebssteuerung wird die Drehzahl des ersten Motor-Generators 71 so gesteuert, dass die Maschinendrehzahl größer oder gleich einer vorgegebenen Temperaturerhöhungsdrehzahl γ wird. Die Temperaturerhöhungsdrehzahl γ ist als ein Wert einer Maschinendrehzahl eingestellt, der als ein Betrag dient, mit dem die Strömungsrate der in den Auslassdurchlass 21 abgegebenen Luft zur Erhöhung der Katalysatortemperatur erforderlich ist.
  • Nach dem Start der Antriebssteuerung startet die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit 101 einen Kraftstoffeinführungsprozess bei Schritt S240, wenn die Maschinendrehzahl größer oder gleich der Temperaturerhöhungsdrehzahl γ wird (S230: JA).
  • Bei dem Kraftstoffeinführungsprozess wird die Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffeinspritzventils 17 bei dem gestoppten Funken der Zündvorrichtung 18 ausgeführt. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch, welches Kraftstoff enthält, der durch das Kraftstoffeinspritzventil 17 eingespritzt wird, wird unverbrannt in den Auslassdurchlass 21 eingeführt. Das unverbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch strömt in die Dreiwegekatalysatorvorrichtung 22 und verbrennt in der Dreiwegekatalysatorvorrichtung 22, wodurch die Katalysatortemperatur erhöht wird.
  • Der Kraftstoffeinführungsprozess wird fortgesetzt, bis die Katalysatorausströmgastemperatur größer bzw. höher oder gleich einer vorgegebenen Temperaturerhöhungsabschlusstemperatur δ wird. Die Temperaturerhöhungsabschlusstemperatur δ ist als ein Wert einer Temperatur eingestellt, die höher ist als die vorstehend beschriebene reproduzierbare Temperatur β.
  • Wenn die Katalysatorausströmgastemperatur größer oder gleich der Temperaturerhöhungsabschlusstemperatur δ wird (S250: JA), wird der Kraftstoffeinführungsprozess bei Schritt S260 beendet. Ferner wird die Antriebssteuerung bei Schritt S270 auch beendet. Anschließend wird das Temperaturerhöhungsanforderungs-Flag bei Schritt S280 gelöscht. Anschließend werden die Prozesse der aktuellen Routine beendet.
  • Während der Ausführung des Kraftstoffeinführungsprozesses für die vorstehend beschriebene Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung muss die Kurbelwelle 14 mit externer Leistung rotiert werden, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Zylindern 11 hin zu dem Auslassdurchlass 21 zu fördern. Bei herkömmlichen Hybridfahrzeugen sind die Bedingungen zum Ausführen eines solchen Kraftstoffeinführungsprozesses nur während des Gleitens bzw. Segelns der Fahrzeuge erfüllt, was ermöglicht, dass die Kurbelwelle 14 auch in einem Zustand, in dem die Verbrennung der Verbrennungskraftmaschine 10 gestoppt ist, durch die Übertragung von Leistung von den angetriebenen Rädern 62 rotiert wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Bedingungen zum Ausführen des Kraftstoffeinführungsprozesses erfüllt, indem die Antriebssteuerung ausgeführt wird, um die Kurbelwelle 14 mit der Leistung des ersten Motor-Generators 71 zu rotieren, wenn die Verbrennung der Verbrennungskraftmaschine 10 gestoppt ist. Daher kann die Möglichkeit bzw. Gelegenheit, die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung auszuführen, auf einfache Art und Weise erreicht werden.
  • Zweite Ausführungsform
  • Eine Steuerungsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf 4 ausführlich beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind denjenigen Komponenten, die mit den entsprechenden Komponenten der vorstehend beschriebenen Ausführungsform übereinstimmen, die gleichen Bezugszeichen zugewiesen, und eine detaillierte Beschreibung davon entfällt.
  • Bei der Antriebssteuerung verbraucht der erste Motor-Generator 71 elektrische Energie. Insbesondere wenn das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine 10 nicht abgeschlossen ist, ist die Reibung in der Verbrennungskraftmaschine 10 groß. Da das für die Rotation der Kurbelwelle 14 erforderliche Drehmoment groß wird, verbraucht der erste Motor-Generator 71 folglich eine erhöhte Menge an elektrischer Energie bei der Antriebssteuerung. Auch nach Abschluss der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung muss der für den Neustart der Verbrennungskraftmaschine 10 erforderliche Batterieladezustand beibehalten werden. In einem Fall, in dem der Batterieladezustand kleiner oder gleich einem bestimmten Betrag ist, wenn die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung beginnt, kann die Antriebssteuerung daher nicht ausgeführt werden, das heißt, die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung kann nicht abgeschlossen werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird vor Beginn der Antriebssteuerung eine Ladesteuerung ausgeführt, um den Verbrennungsbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 durchzuführen, um den ersten Motor-Generator 71 zur Erzeugung von elektrischer Energie zu veranlassen.
  • 4 stellt einen Teil des Ablaufs für eine Katalysatortemperaturerhöhungssteuerroutine bei der vorliegenden Ausführungsform dar. Bei der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerroutine der ersten Ausführungsform in 3 erfolgt die zustimmende Bestimmung (JA) bei Schritt S200 und dann wird der Prozess zu Schritt S210 vorgerückt. Bei der zweiten Ausführungsform, wie in 4 gezeigt, erfolgt die zustimmende Bestimmung bei Schritt S200 und dann wird der Prozess über die Schritte S201 bis S205 zu Schritt S210 vorgerückt. Die zweite Ausführungsform ist dahingehend gleich der ersten Ausführungsform, dass der Prozess beendet wird, nachdem die negative Bestimmung (NEIN) bei Schritt S200 erfolgt. Ferner ist die zweite Ausführungsform in den nachfolgenden Prozessen, die ausgeführt werden, nachdem der Prozess zu Schritt S210 vorgerückt ist, gleich der ersten Ausführungsform.
  • In der aktuellen Routine wird der Prozess zu Schritt S201 vorgerückt, wenn das Temperaturerhöhungsanforderungs-Flag gesetzt ist (S200: JA). Bei Schritt S201 bestimmt die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit 101, ob die Kühlmitteltemperatur der Verbrennungskraftmaschine 10 kleiner als ein vorgegebener Aufwärmabschluss-Bestimmungswert ist. Der Aufwärmabschluss-Bestimmungswert ist als ein unterer Grenzwert der Kühlmitteltemperatur eingestellt, wenn das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine 10 abgeschlossen ist. Wenn die Kühlmitteltemperatur kleiner als der Aufwärmabschluss-Bestimmungswert ist (JA), das heißt, wenn das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine 10 nicht abgeschlossen ist, wird der Prozess zu Schritt S202 vorgerückt. Wenn die Kühlmitteltemperatur größer oder gleich dem Aufwärmabschluss-Bestimmungswert ist (NEIN), das heißt, wenn das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine 10 abgeschlossen ist, wird der Prozess zu Schritt S210 vorgerückt.
  • Wenn der Prozess zu Schritt S202 vorgerückt wird, bestimmt die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit 101 bei Schritt S202, ob der Batterieladezustand kleiner als ein vorgegebener Bestimmungswert ζ ist. Der Bestimmungswert ζ ist als ein Wert des Batterieladezustandes vor Beginn der Antriebssteuerung eingestellt, der als ein Betrag dient, bei dem der Batterieladezustand nach Abschluss der Steuerung den vorstehend beschriebenen erforderlichen Ladewert überschreitet, wenn die Antriebssteuerung in einem Zustand ausgeführt wird, in dem das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine 10 nicht abgeschlossen ist. Wenn der Batterieladezustand größer oder gleich dem Bestimmungswert ζ ist (NEIN), wird der Prozess zu Schritt S210 vorgerückt. Wenn der Batterieladezustand kleiner als der Bestimmungswert ζ ist (JA), wird der Prozess zu Schritt S203 vorgerückt.
  • Wenn der Prozess zu Schritt S203 übergeht, startet die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit 101 bei Schritt S203 die Ladesteuerung, so dass der Verbrennungsbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 bewirkt, dass der erste Motor-Generator 71 elektrische Energie erzeugt. Die Ladesteuerung wird fortgesetzt, bis der Batterieladezustand größer oder gleich dem Bestimmungswert ζ wird. Wenn der Batterieladezustand größer oder gleich dem Bestimmungswert ζ wird (S204: JA), wird die Ladesteuerung bei Schritt S205 beendet. Anschließend wird der Prozess zu Schritt S210 vorgerückt.
  • Bei der Steuerungsvorrichtung für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Ausführungsform kann der Batterieladezustand erhöht werden, bevor die Antriebssteuerung beginnt, indem die Ladesteuerung ausgeführt wird, um den Verbrennungsbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 durchzuführen, um den ersten Motor-Generator 71 zur Erzeugung von elektrischer Energie zu veranlassen. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine solche Ladesteuerung durchgeführt, wenn die Reibung in der Verbrennungskraftmaschine 10 in einem Zustand, in dem das Aufwärmen nicht abgeschlossen ist, groß ist, der Stromverbrauch für die Antriebssteuerung groß ist und der Batterieladezustand vor Beginn der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung kleiner ist als ein Kalt-Antriebssteuerungs-Zulassungsbestimmungswert. Das heißt, in einem Fall, in dem der Batterieladezustand nach Abschluss der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung auch ohne die Ladesteuerung weniger wahrscheinlich unzureichend ist, wird die Antriebssteuerung gestartet, ohne die Ladesteuerung auszuführen. In diesem Fall ist die Zeit bis zum Abschluss der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung kürzer als in einem Fall, in dem die Ladesteuerung durchgeführt wird. Ferner wird in diesem Fall, wie bei der Durchführung der Ladesteuerung, kein Kraftstoff für den Verbrennungsbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 verbraucht.
  • Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können wie folgt modifiziert sein. Die vorliegenden Ausführungsformen und die folgenden Modifikationen können kombiniert werden, solange die kombinierten Modifikationen technisch konsistent zueinander bleiben.
  • Bei der zweiten Ausführungsform wird die Ladesteuerung ausgeführt, wenn das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine 10 nicht abgeschlossen ist und der Batterieladezustand beim Start der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung kleiner als der Bestimmungswert ζ ist. Wenn das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine 10 nicht abgeschlossen ist, kann die Ladesteuerung vor dem Start der Antriebssteuerung unabhängig vom Batterieladezustand ausgeführt werden, wenn die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung beginnt. Darüber hinaus kann in einem Fall, in dem der Batterieladezustand beim Start der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung kleiner als der Bestimmungswert ist, die Ladesteuerung vor Beginn der Antriebssteuerung unabhängig vom Aufwärmzustand der Verbrennungskraftmaschine 10 ausgeführt werden. Darüber hinaus kann die Ladesteuerung vor Beginn der Antriebssteuerung ausgeführt werden, wenn eine Bedingung aus der Bedingung, dass das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine 10 nicht abgeschlossen ist, und der Bedingung, dass der Batterieladezustand beim Start der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung kleiner als der Bestimmungswert ist, erfüllt ist. Andere Bedingungen als diese können als die Bedingungen zum Ausführen der Ladesteuerung vor Beginn der Antriebssteuerung eingestellt sein. Ferner kann bei Ausführung der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung die Ladesteuerung vor Beginn der Antriebssteuerung konstant ausgeführt werden.
  • Die Logik zum Abschätzen der PM-Ablagerungsmenge bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist exemplarisch. Stattdessen können andere Schätzlogiken eingesetzt werden.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist der Zeitpunkt des Beendens des Kraftstoffeinführungsprozesses, das heißt, der Zeitpunkt des Abschlusses der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung, basierend auf der Katalysatorausströmgastemperatur bestimmt. Stattdessen kann die Bestimmung auf der Grundlage anderer Parameter erfolgen, wie der Zeit, die nach Beginn des Kraftstoffeinführungsprozesses verstrichen ist. Darüber hinaus kann der Kraftstoffeinführungsprozess unter Verwendung von Parametern, wie dem Niederdrücken des Gaspedals und einer Erhöhung des Batterieladezustandes, bis zur Wiederaufnahme des Verbrennungsbetriebs der Verbrennungskraftmaschine 10 fortgesetzt werden.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird unverbranntes Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Auslassdurchlass 21 eingeführt, indem die Kraftstoffeinspritzung bei gestopptem Funken der Zündvorrichtung 18 durchgeführt wird. Der Zeitpunkt, zu dem der Funke der Zündvorrichtung 18 das Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Zylindern 11 zünden kann, ist auf einen Zeitraum nahe dem oberen Totpunkt der Kompression beschränkt. Das heißt, es gibt eine Zeitspanne, in der das Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Zylindern 11 nicht verbrennt, auch wenn der Funke erzeugt wird. Somit kann die Kraftstoffeinführung zum Einführen eines unverbrannten Luft-Kraftstoff-Gemisches in den Auslassdurchlass 21 auch durch das Durchführen einer Kraftstoffeinspritzung unter Erzeugung des Funkens der Zündvorrichtung 18 während eines solchen Zeitraums erfolgen.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung durchgeführt, um die im Filter 23 abgelagerten Partikel zu verbrennen und zu entfernen. Die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann jedoch für andere Zwecke eingesetzt werden, auch wenn die Temperatur der Dreiwegekatalysatorvorrichtung 22 für andere Zwecke erhöht wird. Beispielsweise kann eine Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung durchgeführt werden, um die Abgasreinigungsleistung der Dreiwegekatalysatorvorrichtung 22 wiederherzustellen, wenn die Abgasreinigungsleistung aufgrund einer Abnahme der Katalysatortemperatur reduziert ist.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird der Kraftstoffeinführungsprozess durch die Kraftstoffeinspritzung in den Einlassdurchlass 15 durch das Kraftstoffeinspritzventil 17 ausgeführt. Alternativ ist es möglich, den Kraftstoffeinführungsprozess durch eine Kraftstoffeinspritzung in die Zylinder 11 bei einer Verbrennungskraftmaschine auszuführen, die mit Kraftstoffeinspritzventilen vom Direkteinspritztyp ausgestattet ist, die Kraftstoff in die Zylinder 11 einspritzen.
  • Die Steuerungsvorrichtung für das Hybridfahrzeug der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann auf ein Hybridfahrzeug mit einer von der Konfiguration des Hybridfahrzeugs in 1 abweichenden Konfiguration angewendet werden, solange die Steuerungsvorrichtung eine Fremdzündungs-Verbrennungskraftmaschine umfasst, die mit einer Dreiwegekatalysatorvorrichtung in einem Auslassdurchlass versehen ist, und einen Motor umfasst, der in der Lage ist, Leistung auf die Verbrennungskraftmaschine zu übertragen.
  • Die elektronische Steuerungseinheit 100 oder die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit 101 ist nicht auf eine Vorrichtung beschränkt, die eine CPU und einen Speicher umfasst und eine Softwareverarbeitung ausführt. So kann beispielsweise zumindest ein Teil der bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen von der Software ausgeführten Prozesse durch Hardwareschaltungen ausgeführt werden, die für die Ausführung dieser Prozesse vorgesehen sind (wie ASIC). Das heißt, die elektronische Steuerungseinheit 100 oder die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit 101 kann modifiziert sein, solange diese eine der folgenden Konfigurationen (a) bis (c) aufweist. (a) Eine Konfiguration mit einem Prozessor, der alle der vorstehend beschriebenen Prozesse gemäß Programmen ausführt, und einer Programmspeichervorrichtung, wie einem ROM, welche die Programme speichert. (b) Eine Konfiguration mit einem Prozessor und einer Programmspeichervorrichtung, welche einen Teil der vorstehend beschriebenen Prozesse gemäß den Programmen ausführen, und einer dedizierten Hardwareschaltung, welche die restlichen Prozesse ausführt, (c) Eine Konfiguration mit einer dedizierten Hardwareschaltung, die alle der vorstehend beschriebenen Prozesse ausführt. Eine Mehrzahl von Software-Verarbeitungsschaltungen, die jeweils einen Prozessor und eine Programmspeichervorrichtung umfassen, und eine Mehrzahl von dedizierten Hardwareschaltungen können vorgesehen sein. Das heißt, die vorstehenden Prozesse können in jeder beliebigen Weise ausgeführt werden, solange die Prozesse durch eine Verarbeitungsschaltung ausgeführt werden, die zumindest einen aus einem Satz von einer oder mehreren Software-Verarbeitungsschaltungen und einem Satz von einer oder mehreren dedizierten Hardwareschaltungen umfasst.
  • An den vorstehenden Beispielen können verschiedene Form- und Detailänderungen vorgenommen werden, ohne von dem Grundgedanken und Schutzumfang der Ansprüche und deren Äquivalenten abzuweichen. Die Beispiele dienen nur der Beschreibung und nicht der Beschränkung. Beschreibungen von Merkmalen in jedem Beispiel sind als anwendbar auf ähnliche Merkmale oder Aspekte in anderen Beispielen zu betrachten. Geeignete Ergebnisse können erzielt werden, falls Sequenzen in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden und/oder falls Komponenten in einem beschriebenen System, einer Architektur, einer Vorrichtung oder einer Schaltung unterschiedlich kombiniert sind und/oder durch andere Komponenten oder deren Äquivalente ersetzt oder ergänzt werden. Der Schutzumfang der Offenbarung ist nicht durch die detaillierte Beschreibung bestimmt, sondern durch die Ansprüche und deren Äquivalente. Alle Variationen innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche und deren Äquivalente sind in der Offenlegung enthalten.

Claims (6)

  1. Steuerungsvorrichtung (100), welche derart konfiguriert ist, dass diese ein Hybridfahrzeug steuert, wobei das Hybridfahrzeug umfasst eine Fremdzündungs-Verbrennungskraftmaschine (10) mit einer Dreiwegekatalysatorvorrichtung (22), die in einem Auslassdurchlass (21) vorgesehen ist, und einen Motor (71), welcher in der Lage ist, Leistung hin zu der Verbrennungskraftmaschine (10) zu übertragen, und die Steuerungsvorrichtung (100) eine Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit (101) aufweist, welche derart konfiguriert ist, dass diese ausführt: eine Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung zum Erhöhen einer Temperatur der Dreiwegekatalysatorvorrichtung (22); eine Antriebssteuerung zum Rotieren einer Kurbelwelle (14) der Verbrennungskraftmaschine (10) mit Leistung des Motors (71) in einem Zustand, in dem die Verbrennung der Verbrennungskraftmaschine gestoppt ist; und einen Kraftstoffeinführungsprozess zum Einführen eines unverbrannten Luft-Kraftstoff-Gemisches in den Auslassdurchlass (21) durch das Durchführen einer Kraftstoffeinspritzung in die Verbrennungskraftmaschine (10) während der Ausführung der Antriebssteuerung, wenn die Temperatur der Dreiwegekatalysatorvorrichtung (22) niedriger ist als eine vorbestimmte Temperatur.
  2. Steuerungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei das Hybridfahrzeug umfasst einen elektrischen Generator (71), der beim Empfangen von Leistung der Verbrennungskraftmaschine (10) elektrische Energie erzeugt, und eine Batterie (77), die in der Lage ist, die durch den elektrischen Generator (71) erzeugte elektrische Energie zu speichern und den Motor mit der gespeicherten elektrischen Energie zu versorgen, und die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit (101) derart konfiguriert ist, dass diese eine Ladesteuerung zum Durchführen eines Verbrennungsbetriebs der Verbrennungskraftmaschine (10) ausführt, bevor die Antriebssteuerung startet, so dass der elektrische Generator (71) elektrische Energie erzeugt.
  3. Steuerungsvorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit (101) derart konfiguriert ist, dass diese: die Ladesteuerung vor dem Start der Antriebssteuerung unter der Bedingung ausführt, dass ein Ladezustand der Batterie (77), wenn die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung startet, kleiner als ein vorgegebener Bestimmungswert ist; und in einem Fall, in dem der Ladezustand der Batterie (77), wenn die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung startet, größer oder gleich dem Bestimmungswert ist, die Antriebssteuerung startet, ohne die Ladesteuerung auszuführen.
  4. Steuerungsvorrichtung (100) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit (101) derart konfiguriert ist, dass diese: die Ladesteuerung vor dem Start der Antriebssteuerung unter der Bedingung ausführt, dass ein Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine (10) nicht abgeschlossen ist; und die Antriebssteuerung ohne die Ausführung der Ladesteuerung in einem Fall startet, in dem das Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine (10) abgeschlossen ist.
  5. Steuerungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Verbrennungskraftmaschine (10) einen Filter (23) umfasst, der Partikel auf fängt, wobei der Filter im Auslassdurchlass (21) stromabwärts der Dreiwegekatalysatorvorrichtung (22) angeordnet ist, und die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungseinheit (101) derart konfiguriert ist, dass diese eine Partikelablagerungsmenge des Filters (23) abschätzt und die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung unter der Bedingung ausführt, dass die abgeschätzte Partikelablagerungsmenge größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist.
  6. Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs, wobei das Hybridfahrzeug umfasst eine Fremdzündungs-Verbrennungskraftmaschine (10) mit einer Dreiwegekatalysatorvorrichtung (22), welche in einem Auslassdurchlass (21) vorgesehen ist, und einen Motor (71), der in der Lage ist, Leistung hin zu der Verbrennungskraftmaschine (10) zu übertragen, das Verfahren das Ausführen einer Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung zum Erhöhen einer Temperatur der Dreiwegekatalysatorvorrichtung (22) aufweist, und das Ausführen der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung umfasst Ausführen einer Antriebssteuerung zum Rotieren einer Kurbelwelle (14) der Verbrennungskraftmaschine (10) mit Leistung des Motors (71) in einem Zustand, in dem eine Verbrennung der Verbrennungskraftmaschine gestoppt ist; und Ausführen eines Kraftstoffeinführungsprozesses zum Einführen eines unverbrannten Luft-Kraftstoff-Gemisches in den Auslassdurchlass (21) durch das Durchführen einer Kraftstoffeinspritzung in die Verbrennungskraftmaschine (10) während der Ausführung der Antriebssteuerung, wenn die Temperatur der Dreiwegekatalysatorvorrichtung (22) niedriger ist als eine vorbestimmte Temperatur.
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