DE102020126162B4

DE102020126162B4 - Steuereinrichtung für fahrzeug

Info

Publication number: DE102020126162B4
Application number: DE102020126162.4A
Authority: DE
Inventors: Shigemasa Hirooka; Shingo Korenaga
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2020-10-07
Publication date: 2024-05-02
Anticipated expiration: 2040-10-08
Also published as: US11532945B2; US20210135483A1; JP2021075085A; CN112780385A; DE102020126162A1; JP7172956B2; CN112780385B

Abstract

Steuereinrichtung für ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug umfasst:einen Verbrennungsmotor;eine elektrisch beheizte Katalysatoreinrichtung, die in einem Auslasskanal des Verbrennungsmotors bereitgestellt ist und aus einer leitfähigen Grundfläche besteht, die Wärme durch Stromzufuhr erzeugt und einen Katalysator trägt;eine wiederaufladbare Batterie; undeine elektrische Rotationsmaschine, die durch elektrische Leistung der Batterie angetrieben wird, wobeidie Steuereinrichtung einen Katalysatorvorwärm-Steuerteil umfasst, der dazu ausgebildet ist, elektrische Leistung zur leitfähigen Grundfläche zuzuführen, um die Katalysatoreinrichtung vorzuwärmen, falls die Temperatur der leitfähigen Grundfläche niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist und der Batterieladezustand niedriger als ein zweiter Ladezustand ist, der höher als ein vorbestimmter erster Ladezustand ist, wenn der Batterieladezustand gleich oder höher als der erste Ladezustand ist und ein Antriebsmodus des Fahrzeugs auf einen EV-Modus eingestellt ist, in dem wenigstens die Ausgabe der elektrischen Rotationsmaschine gesteuert wird, um das Fahrzeug anzutreiben, undder Katalysatorvorwärm-Steuerteil des Weiteren dazu ausgebildet ist, den zweiten Ladezustand so einzustellen, dass der zweite Ladezustand für den Fall, dass der Widerstandswert der leitfähigen Grundfläche groß ist, höher wird, als wenn er klein ist.

Description

ERFINDUNGSGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein Fahrzeug.
HINTERGRUND
Die JP H10- 288 028 A offenbart ein Hybridfahrzeug, das mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Rotationsmaschine (Elektromotor) als Quellen von Antriebsleistung bereitgestellt wird und das einen elektrisch beheizten Katalysator (Electrically Heated Catalyst, EHC), der aus einer leitfähigen Grundfläche besteht, auf der ein Katalysator in einem Auslasskanal des Verbrennungsmotors getragen wird, bereitstellt. Des Weiteren offenbart die JP H10- 288 028 A als eine Steuereinrichtung dieses Hybridfahrzeugs eine solche, die so ausgebildet ist, dass sie die Katalysatoreinrichtung elektrisch beheizen kann, bevor der Verbrennungsmotor gestartet wird, falls, wenn die elektrische Rotationsmaschine angetrieben wird, um das Fahrzeug zu betreiben, der Batterieladezustand sinkt und der Verbrennungsmotor gestartet werden muss. Aus der DE 10 2011 017 677 A1 ist zudem eine Vorrichtung zur Diagnose eines Temperaturzustands einer Katalysatorvorrichtung bekannt, die einen Katalysator zur Reinigung einer Emission und einen leitfähigen Träger zum Tragen des Katalysators umfasst. Der leitfähige Träger wird für eine Temperaturerhöhung des Katalysators mit Energie versorgt. Der leitfähige Träger weist eine Eigenschaft auf, bei der ein Widerstand mit einer Temperaturvergrößerung abfällt. Die Vorrichtung umfasst eine erste Erhalteeinheit, die eingerichtet ist, einen ersten Parameter zu erhalten, der eine erste Wechselbeziehung mit einer Zufuhrleistung zu dem leitfähigen Träger für eine Energieversorgung des leitfähigen Trägers aufweist, und eine zweite Erhalteeinheit, die eingerichtet ist, einen zweiten Parameter zu erhalten, der eine zweite Wechselbeziehung mit einer Temperatur des leitfähigen Trägers aufweist. Die Vorrichtung umfasst eine Beurteilungseinheit, die eingerichtet ist, den Temperaturzustand des leitfähigen Trägers auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen dem ersten Parameter und dem zweiten Parameter zu beurteilen.
KURZDARSTELLUNG
Falls allerdings Alterung usw. bewirkt, dass der Widerstandswert der leitfähigen Grundfläche zunimmt, sinkt der Strom, der durch die leitfähige Grundfläche fließt, um exakt die Menge der Zunahme des Widerstandswerts, und die elektrische Leistung, die der leitfähigen Grundfläche zugeführt wird, sinkt, womit die Zeit zum Abschluss des Vorwärmens der Katalysatoreinrichtung, das heißt die Aufheizzeit für das elektrische Beheizen der Katalysatoreinrichtung, länger wird. In dem Zeitraum, in dem die Katalysatoreinrichtung elektrisch beheizt wird, wird, zusätzlich zur elektrischen Leistung, die der leitfähigen Grundfläche zugeführt wird, elektrische Leistung zum Antreiben der elektrischen Rotationsmaschine nötig, um das Fahrzeug zu betreiben. Falls die Aufheizzeit länger wird, nimmt aus diesem Grund die Menge an elektrischer Leistung zum Antreiben, die bis zum Abschluss des Vorwärmens der Katalysatoreinrichtung erforderlich ist, um exakt die Menge zu, um die die Aufheizzeit länger wird, und als ein Ergebnis nimmt die Menge an elektrischer Leistung zu, die bis zum Abschluss des Vorwärmens der Katalysatoreinrichtung erforderlich ist.
Falls daher, wie in der oben erwähnten konventionellen Steuereinrichtung eines Fahrzeugs, der Wert des Batterieladezustands, der als der Schwellenwert zum Starten des Zuführens von Antriebsleistung zur leitfähigen Grundfläche dient, am Ende eingestellt wird, ohne den Widerstandswert der leitfähigen Grundfläche zu berücksichtigen, ist der Batterieladezustand anfällig dafür, niedriger als ein vorbestimmter Ladezustand zu werden, auch wenn das Beheizen der Katalysatoreinrichtung vor dem Starten des Verbrennungsmotors gestartet wird, und der Verbrennungsmotor ist anfällig dafür, dass er gestartet werden muss, bevor die Katalysatoreinrichtung das Vorwärmen abschließt.
Die vorliegende Erfindung wurde mit dem Fokus auf einen derartigen Problempunkt erstellt und hat als ihr Ziel, den Batterieladezustand davor zu bewahren, niedriger als ein vorbestimmter Ladezustand zu werden, bevor die Katalysatoreinrichtung das Vorwärmen abschließt und der Verbrennungsmotor am Ende gestartet wird, falls die elektrische Rotationsmaschine angetrieben wird, um das Fahrzeug zu betreiben, und die Katalysatoreinrichtung elektrisch beheizt wird, um die Katalysatoreinrichtung vorzuwärmen.
Um dieses Problem zu lösen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einer elektrisch beheizten Katalysatoreinrichtung, die in einem Auslasskanal des Verbrennungsmotors bereitgestellt ist und aus einer leitfähigen Grundfläche besteht, die durch Stromzufuhr Wärme erzeugt und einen Katalysator trägt, einer wiederaufladbaren Batterie und einer elektrischen Rotationsmaschine, die durch elektrische Leistung der Batterie angetrieben wird, bereitgestellt. Des Weiteren besteht die Steuereinrichtung des Fahrzeugs aus einem Katalysatorvorwärm-Steuerteil, der dazu ausgebildet ist, elektrische Leistung zur leitfähigen Grundfläche zuzuführen, um die Katalysatoreinrichtung vorzuwärmen, falls die Temperatur der leitfähigen Grundfläche niedriger als eine vorbestimmte Temperatur und der Batterieladezustand niedriger als ein zweiter Ladezustand ist, der höher als ein vorbestimmter erster Ladezustand ist, wenn der Batterieladezustand gleich oder höher als der erste Ladezustand und ein Antriebsmodus des Fahrzeugs auf einen EV-Modus eingestellt ist, in dem wenigstens die Ausgabe der elektrischen Rotationsmaschine gesteuert wird, um das Fahrzeug anzutreiben. Des Weiteren stellt der Katalysatorvorwärm-Steuerteil den zweiten Ladezustand so ein, dass der zweite Ladezustand für den Fall, dass der Widerstandswert der leitfähigen Grundfläche groß ist, höher wird, als wenn er klein ist.
Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Vorwärmstart-Ladezustand (zweiter Ladezustand), falls der Widerstandswert der leitfähigen Grundfläche groß ist, höher gemacht, als wenn er klein ist, womit der Batterieladezustand davor bewahrt werden kann, am Ende auf den ersten Ladezustand zu sinken, bevor die Katalysatoreinrichtung das Vorwärmen abschließt. Daher kann der Verbrennungsmotor davor bewahrt werden, am Ende gestartet zu werden, bevor die Katalysatoreinrichtung das Vorwärmen abschließt.
KURZE BESCHREIBUNG VON ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Ansicht der Ausbildungsform eines Fahrzeugs und einer elektronischen Steuereinheit zum Steuern des Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Batterieladezustand und einer Schaltlast zeigt.
3 ist ein Flussdiagramm, das die Katalysatorvorwärmsteuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt.
4 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung zum Einstellen eines Vorwärmstart-Ladezustands gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt.
5 ist ein Flussdiagramm, welches das Steuern zum Berechnen einer Katalysatorbetttemperatur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt.
6 ist ein Kennfeld zum Berechnen einer Konvergenzrate κ der Katalysatorbetttemperatur zu einer Außentemperatur auf Basis einer Durchwärmzeit.
7 ist ein Zeitdiagramm, das den Steuerbetrieb zum Vorwärmen eines Katalysators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt. Es sei angemerkt, dass in der folgenden Erklärung ähnlichen Bestandteilen die gleichen Bezugszeichen zugeordnet sind.
Die 1 ist eine schematische Ansicht der Ausbildungsform eines Fahrzeugs 100 und einer elektronischen Steuereinheit 200 zum Steuern des Fahrzeugs 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das Fahrzeug 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Hybridfahrzeug, das mit einem Verbrennungsmotor 10, einem Leistungsaufteilungsmechanismus 20, einer ersten elektrischen Rotationsmaschine 30, einer zweiten elektrischen Rotationsmaschine 40, einer Batterie 50, einem Aufwärtswandler 60, einem ersten Wechselrichter 70 und einem zweiten Wechselrichter 80 bereitgestellt ist, und ist so ausgebildet, dass es in der Lage ist, eine oder beide Antriebsleistungen, des Verbrennungsmotors 10 und der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 40, über eine letzte Drehzahlreduzierungseinrichtung 1 an eine Radantriebswelle 2 zu übertragen.
Der Verbrennungsmotor 10 bringt Kraftstoff in den Zylindern 12, die im Motorkörper 11 gebildet sind, zum Verbrennen, um Antriebsleistung zu erzeugen, damit eine Abtriebswelle 13, die mit einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) gekoppelt ist, rotiert. Das von den Zylindern 12 in einen Auslasskanal 14 abgeführte Abgas strömt durch den Auslasskanal 14 und wird in die Atmosphäre abgeführt. Der Auslasskanal 14 ist mit einer elektrisch beheizten Katalysatoreinrichtung 15 zum Entfernen von Schadstoffen im Abgas bereitgestellt.
Die elektrisch beheizte Katalysatoreinrichtung 15 ist mit einer leitfähigen Grundfläche 151, einem Elektrodenpaar 152, einer Spannungsanpassungsschaltung 153, einem Spannungssensor 154 und einem Stromsensor 155 bereitgestellt.
Die leitfähige Grundfläche 151 ist zum Beispiel aus Siliciumcarbid (SiC) oder Molybdändisulfid (MoSi₂) oder einem anderen Material, das bei Zufuhr von Strom Wärme erzeugt, gebildet. Die leitfähige Grundfläche 151 ist mit mehreren Kanälen (nachstehend „Einheitszellen“) mit gitterförmigen (oder wabenförmigen) Querschnitten in der Strömungsrichtung des Abgases gebildet. Die Oberflächen der Einheitszellen tragen den Katalysator. Der auf der leitfähigen Grundfläche 151 getragene Katalysator ist nicht speziell eingeschränkt. Es ist möglich, den Katalysator, der zum Erreichen der gewünschten Abgasreinigungsleistung erforderlich ist, unter verschiedenen Katalysatoren geeignet auszuwählen und ihn durch die leitfähige Grundfläche 151 tragen zu lassen.
Das Elektrodenpaar 152 sind Teile zum Anlegen von Spannung an die leitfähige Grundfläche 151. Das Elektrodenpaar 152 ist jeweils elektrisch mit der leitfähigen Grundfläche 151 und über die Spannungsanpassungsschaltung 153 mit der Batterie 50 verbunden. Durch Anlegen von Spannung an die leitfähige Grundfläche 151 über das Elektrodenpaar 152 fließt Strom durch die leitfähige Grundfläche 151, so dass die leitfähige Grundfläche 151 Wärme erzeugt und der auf der leitfähigen Grundfläche 151 getragene Katalysator beheizt wird.
Die Spannung V_h (V), die an die leitfähige Grundfläche 151 durch das Elektrodenpaar 152 angelegt wird (nachstehend als die „angelegte Grundflächenspannung“ bezeichnet), kann durch Verwenden der elektronischen Steuereinheit 200 angepasst werden, um die Spannungsanpassungsschaltung 153 zu steuern. Es ist zum Beispiel möglich, die Spannung der Batterie 50, wie sie ist, anzulegen oder die Spannung der Batterie 50 auf irgendeine Spannung verstärkt oder herabgesetzt anzulegen. Auf diese Weise wird es in der vorliegenden Ausführungsform durch Verwenden der elektronischen Steuereinheit 200, um die Spannungsanpassungsschaltung 153 zu steuern, möglich, die elektrische Leistung P_h (kW), die der leitfähigen Grundfläche 151 zugeführt wird (nachstehend als die „zugeführte elektrische Grundflächenleistung“ bezeichnet), auf irgendeine elektrische Leistung zu steuern.
Der Spannungssensor 154 detektiert die angelegte Grundflächenspannung V_h. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Spannungsanpassungsschaltung 153 auf Basis der angelegten Grundflächenspannung V_h gesteuert, die durch den Spannungssensor 154 detektiert wird, so dass die angelegte Grundflächenspannung V_h eine vorbestimmte Nennspannung V_max wird.
Der Stromsensor 155 detektiert den Wert des Stroms I_h (A), der durch die leitfähige Grundfläche 151 fließt, wenn Spannung an die leitfähige Grundfläche 151 angelegt wird. In der vorliegenden Ausführungsform detektiert er den Widerstandswert R (Ω) der leitfähigen Grundfläche 151 (nachstehend als der „Grundflächenwiderstandswert“ bezeichnet) auf Basis der angelegten Grundflächenspannung V_h und des Stromwerts I_h.
Der Leistungsaufteilungsmechanismus 20 ist ein Planetengetriebesatz zum Aufteilen der Leistung des Verbrennungsmotors 10 auf zwei Systeme, der Leistung zum Drehen der Radantriebswelle 2 und der Leistung zum Antreiben der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 in einem Regenerationsmodus, und ist mit einem Sonnenrad 21, einem Hohlrad 22, Umlaufrädern 23 und einem Planetenträger 24 bereitgestellt.
Das Sonnenrad 21 ist ein externes Zahnrad und ist in der Mitte des Leistungsaufteilungsmechanismus 20 angeordnet. Das Sonnenrad 21 ist mit einer Welle 33 der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 verbunden.
Das Hohlrad 22 ist ein internes Zahnrad und ist um das Sonnenrad 21 angeordnet, so dass es konzentrisch zum Sonnenrad 21 wird. Das Hohlrad 22 ist mit einer Welle 33 der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 40 verbunden. Des Weiteren weist das Hohlrad 22 ein integral an ihm verbautes Antriebsrad 3 auf, um die Rotation des Hohlrads 22 über die letzte Verlangsamungseinrichtung 1 auf die Radantriebswelle 2 zu übertragen.
Ein Umlaufrad 23 ist ein externes Zahnrad. Es sind mehrere zwischen dem Sonnenrad 21 und dem Hohlrad 22 angeordnet, so dass sie mit dem Sonnenrad 21 und dem Hohlrad 22 ineinandergreifen.
Der Planetenträger 24 ist mit der Abtriebswelle 13 des Verbrennungsmotors 10 verbunden und rotiert um die Abtriebswelle 13. Des Weiteren ist der Planetenträger 24 auch mit den Umlaufrädern 23 verbunden, um so zu ermöglichen, dass die Umlaufräder 23 um das Sonnenrad 21 drehen (umlaufen), während sie einzeln um ihre Achsen rotieren, wenn der Planetenträger 24 rotiert.
Die erste elektrische Rotationsmaschine 30 ist zum Beispiel ein Dreiphasen-Wechselstrom-Synchron-Motorgenerator und ist mit einem Rotor 31, der am äußeren Umfang der Welle 33 befestigt ist, die mit dem Sonnenrad 21 gekoppelt ist und mehrere Permanentmagnete, die in seinen äußeren Umfang eingebettet sind, aufweist, und einem Stator 32, um den eine Erregerspule gewickelt ist, die ein rotierendes Magnetfeld erzeugt, bereitgestellt. Die erste elektrische Rotationsmaschine 30 weist die Funktion eines Motors auf, der die Leistungszufuhr aus der Batterie 50 aufnimmt und in einem Leistungsfahrmodus angetrieben wird, und die Funktion eines Generators, der Leistung vom Verbrennungsmotor 10 aufnimmt und in einem Regenerationsmodus angetrieben wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die erste elektrische Rotationsmaschine 30 hauptsächlich als ein Generator verwendet. Des Weiteren wird sie, wenn die Abtriebswelle 13 zum Zeitpunkt des Anspringens des Verbrennungsmotors 10 für das Anlassen zum Rotieren gebracht wird, als ein Motor verwendet und spielt die Rolle eines Anlassers.
Die zweite elektrische Rotationsmaschine 40 ist zum Beispiel ein Dreiphasen-Wechselstrom-Synchron-Motorgenerator. Sie ist mit einem Rotor 41, der am äußeren Umfang der Welle 43 befestigt ist, die mit dem Hohlrad 22 verbunden ist und mehrere Permanentmagnete, die in seinen äußeren Umfangsteil eingebettet sind, aufweist, und mit einen Stator 42, um den eine Erregerspule, die ein rotierendes Magnetfeld erzeugt, gewickelt ist, bereitgestellt. Die zweite elektrische Rotationsmaschine 40 weist die Funktion eines Motors, der die Leistungszufuhr aus einer Batterie 50 aufnimmt und in einem Leistungsfahrmodus angetrieben wird, und die Funktion eines Generators, der Leistung von der Radantriebswelle 2 aufnimmt und zum Zeitpunkt der Verlangsamung des Fahrzeugs usw. in einem Regenerationsmodus angetrieben wird, auf.
Die Batterie 50 ist zum Beispiel eine Nickel-Cadmium-Speicherbatterie oder eine Nickel-Wasserstoff-Speicherbatterie, eine Lithium-Ionen-Batterie oder eine andere wiederaufladbare Sekundärbatterie. In der vorliegenden Ausführungsform wird als die Batterie 50 eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie mit einer Nennspannung von 200 V oder dergleichen verwendet. Die Batterie 50 ist elektrisch über einen Aufwärtswandler 60 usw. mit der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 und der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 40 verbunden, um zu ermöglichen, dass geladene Leistung der Batterie 50 der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 und der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 40 zugeführt wird und sie im Leistungsfahrmodus angetrieben werden, und um des Weiteren zu ermöglichen, dass die erzeugte Leistung der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 und der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 40 die Batterie 50 auflädt.
Des Weiteren ist die Batterie 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zum Beispiel so ausgebildet, dass sie elektrisch mit der externen Leistungsquelle über die Ladesteuerschaltung 51 und eine Ladeklappe 52 verbunden werden kann, so dass Laden aus einer häuslichen Steckdose oder einer anderen externen Leistungsquelle möglich wird. Daher ist das Fahrzeug 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein sogenanntes „Plug-in-Hybridfahrzeug“. Die Ladesteuerschaltung 51 ist eine elektrische Schaltung, die den Wechselstrom, der von der externen Leistungsquelle zugeführt wird, basierend auf einem Steuersignal von der elektronischen Steuereinheit 200 in Gleichstrom umwandeln kann, und welche die Eingangsspannung auf die Batteriespannung verstärken und die elektrische Leistung der externen Leistungsquelle in die Batterie 50 laden kann.
Der Aufwärtswandler 60 ist mit einer elektrischen Schaltung bereitgestellt, die, basierend auf einem Steuersignal von der elektronischen Steuereinheit 200, die Anschlussspannung des primärseitigen Anschlusses verstärkt und sie aus dem sekundärseitigen Anschluss ausgibt, und umgekehrt die Anschlussspannung, basierend auf einem Steuersignal aus der elektronischen Steuereinheit 200, des sekundärseitigen Anschlusses herabsetzt und sie aus dem primärseitigen Anschluss ausgibt. Der primärseitige Anschluss des Aufwärtswandlers 60 ist mit dem Ausgangsanschluss der Batterie 50 verbunden, während der sekundärseitige Anschluss mit den gleichstromseitigen Anschlüssen des ersten Wechselrichters 70 und des zweiten Wechselrichters 80 verbunden ist.
Der erste Wechselrichter 70 und der zweite Wechselrichter 80 sind mit elektrischen Schaltungen bereitgestellt, die es ihnen ermöglichen, Gleichströme, die von den gleichstromseitigen Anschlüssen eingegeben werden, basierend auf einem Steuersignal von der elektronischen Steuereinheit 200 in Wechselströme (in der vorliegenden Ausführungsform Dreiphasen-Wechselströme) umzuwandeln und sie an den wechselstromseitigen Anschlüssen auszugeben, und umgekehrt Wechselströme, die von den wechselstromseitigen Anschlüssen eingegeben werden, basierend auf einem Steuersignal der elektronischen Steuereinheit 200 in Gleichströme umzuwandeln und sie an den gleichstromseitigen Anschlüssen auszugeben. Der gleichstromseitige Anschluss des ersten Wechselrichters 70 ist mit dem sekundärseitigen Anschluss des Aufwärtswandlers 60 verbunden, während der wechselstromseitige Anschluss des ersten Wechselrichters 70 mit dem Eingangs-/Ausgangsanschluss der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 verbunden ist. Der gleichstromseitige Anschluss des zweiten Wechselrichters 80 ist mit dem sekundärseitigen Anschluss des Aufwärtswandlers 60 verbunden, während der wechselstromseitige Anschluss des zweiten Wechselrichters 80 mit dem Eingangs-/Ausgangsanschluss der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 40 verbunden ist.
Die elektronische Steuereinheit 200 ist ein Mikrocomputer, der mit Komponenten bereitgestellt ist, die miteinander durch einen bidirektionalen Bus verbunden sind, wie zum Beispiel ein Hauptprozessor (Central Processing Unit, CPU), ein Nur-Lese-Speicher (Read-Only Memory, ROM), ein Direktzugriffsspeicher (Random-Access Memory, RAM) oder ein anderer Speicher, Eingangs-Port und Ausgangs-Port.
Die elektronische Steuereinheit 200 empfängt als Eingabe die Ausgabesignale von verschiedenen Arten von Sensoren, wie zum Beispiel dem oben erwähnten Spannungssensor 154 oder dem Stromsensor 155 und auch einem SOC-Sensor 211 zum Detektieren eines Batterieladezustands SOC, einem Lastsensor 212, der eine Ausgangsspannung erzeugt, die proportional zur Größe des Herunterdrückens eines Gaspedals 220 ist, einem Kurbelwinkelsensor 213, der einen Ausgangsimpuls als ein Signal zum Berechnen der Motordrehzahl usw. jedes Mal erzeugt, wenn eine Kurbelwelle (nicht dargestellt) des Motorkörpers 11 zum Beispiel um 15° rotiert, einem Startschalter 214 zum Beurteilen des Startens und Stoppens des Fahrzeugs 100, einem Einlasstemperatursensor 215 zum Detektieren einer Einlasstemperatur und einem Wassertemperatursensor 216 zum Detektieren einer Motorwassertemperatur.
Die elektronische Steuereinheit 200 treibt verschiedene Steuerkomponenten an, um das Fahrzeug 100 basierend auf Ausgabesignale von verschiedenen Sensoren usw., die eingegeben worden sind, zu steuern. Nachstehend wird das Steuern des Fahrzeugs 100, das die elektronische Steuereinheit 200 durchführt, gemäß der vorliegenden Ausführungsform erklärt.
Die elektronische Steuereinheit 200 treibt das Fahrzeug 100 basierend auf dem Batterieladezustand SOC an, während sie den Antriebsmodus entweder in einen EV (Elektrofahrzeug)-Modus oder einen CS (Ladungserhaltungs)-Modus schaltet. Insbesondere stellt die elektronische Steuereinheit 200 den Antriebsmodus des Fahrzeugs 100 auf den EV-Modus ein, falls der Batterieladezustand gleich oder höher als ein vorbestimmter Modusumschaltungsladezustand SOC1 ist (zum Beispiel 10 % eines voll geladenen Zustands).
Der EV-Modus ist ein Modus, in dem die geladene elektrische Leistung der Batterie 50 vorzugsweise genutzt wird, um die zweite elektrische Rotationsmaschine 40 für motorisierten Betrieb anzutreiben, und wenigstens die Antriebsleistung der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 40 wird an die Radantriebswelle 2 übertragen, um das Fahrzeug 100 zu betreiben.
Wenn der Antriebsmodus der EV-Modus ist, lässt die elektronische Steuereinheit 200 den Verbrennungsmotor 10 stoppen und verwendet in diesem Zustand die geladene elektrische Leistung der Batterie 50, um so die zweite elektrische Rotationsmaschine 40 für motorisierten Betrieb anzutreiben, und verwendet die Antriebsleistung der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 40 allein, um die Radantriebswelle 2 zu drehen und das Fahrzeug 100 zu betreiben. Das heißt, wenn der Antriebsmodus der EV-Modus ist, lässt die elektronische Steuereinheit 200 den Verbrennungsmotor 10 stoppen und steuert in diesem Zustand die Ausgabe der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 40, um das Fahrzeug 100 zu betreiben, basierend auf der Antriebslast, um so die angeforderte Ausgabe entsprechend der Antriebslast zu erhalten.
Andererseits stellt die elektronische Steuereinheit 200 den Antriebsmodus des Fahrzeugs 100 auf den CS (Ladungserhaltungs)-Modus ein, wenn der Batterieladezustand SOC niedriger als der Modusumschaltungsladezustand SOC1 ist.
Der CS-Modus ist der Modus, in dem das Fahrzeug 100 so angetrieben wird, dass ein Batterieladezustand (nachstehend als die „Ladungserhaltungsmenge“ bezeichnet) aufrechterhalten wird, wenn der Batterieladezustand (SOC) in den CS-Modus geschaltet wird.
Wenn der Antriebsmodus der CS-Modus ist, schaltet die elektronische Steuereinheit 200 den Antriebsmodus weiter in einen CSEV-Modus oder einen CSHV-Modus, um das Fahrzeug 100 zu betreiben. Wenn der Antriebsmodus der CS-Modus ist, stellt die elektronische Steuereinheit 200 insbesondere den Antriebsmodus in den CSEV-Modus ein, falls die Antriebslast kleiner als die Schaltlast ist, während sie den Antriebsmodus in den CSHV-Modus einstellt, falls die Antriebslast gleich oder größer als die Schaltlast ist. Wie in der 2 gezeigt wird, lässt die elektronische Steuereinheit 200 des Weiteren die Schaltlast in Übereinstimmung mit dem Batterieladezustand SOC wechseln, so dass die Schaltlast umso kleiner wird, je niedriger der Batterieladezustand SOC wird.
Der CSEV-Modus ist, genau wie der oben erwähnte EV-Modus, ein Modus, in dem die geladene elektrische Leistung der Batterie 50 vorzugsweise genutzt wird, um die zweite elektrische Rotationsmaschine 40 für motorisierten Betrieb anzutreiben, und wenigstens die Antriebsleistung der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 40 wird an die Radantriebswelle 2 übertragen, um das Fahrzeug 100 zu betreiben. Das heißt, er ist ein Modus, in dem der Verbrennungsmotor 10 gestoppt wird, und in diesem Zustand wird die geladene elektrische Leistung der Batterie 50 verwendet, um die zweite elektrische Rotationsmaschine 40 für motorisierten Betrieb anzutreiben, und die Antriebsleistung der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 40 wird allein verwendet, um die Radantriebswelle 2 rotieren und das Fahrzeug 100 zu betreiben.
Der CSHV-Modus ist ein Modus, in dem der Verbrennungsmotor 10 in Betrieb gesetzt wird, und die erzeugte elektrische Leistung der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 wird vorzugsweise genutzt, um die zweite elektrische Rotationsmaschine 40 für motorisierten Betrieb anzutreiben, und die Antriebsleistungen sowohl des Verbrennungsmotors 10 als auch der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 40 werden an die Radantriebswelle 2 übertragen, um das Fahrzeug 100 zu betreiben. Wenn der Antriebsmodus der CSHV-Modus ist, teilt die elektronische Steuereinheit 200 die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors 10 durch den Leistungsaufteilungsmechanismus 20 auf zwei Systeme auf, überträgt eine aufgeteilte Antriebsleistung des Verbrennungsmotors 10 an die Radantriebswelle 2 und verwendet die andere Antriebsleistung, um die erste elektrische Rotationsmaschine 30 für regenerativen Betrieb anzutreiben. Des Weiteren wird die erzeugte elektrische Leistung der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 grundsätzlich verwendet, um die zweite elektrische Rotationsmaschine 40 für motorisierten Betrieb anzutreiben. Zusätzlich zu einer aufgeteilten Antriebsleistung des Verbrennungsmotors 10 wird die Antriebsleistung der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 40 an die Radantriebswelle 2 übertragen, um das Fahrzeug 100 zu betreiben.
Wenn der Antriebsmodus der CS-Modus ist, steuert die elektronische Steuereinheit 200 auf diese Weise die Ausgaben des Verbrennungsmotors 10 und der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 40, um das Fahrzeug 100 zu betreiben, so dass eine angeforderte Leistung, die der Antriebslast entspricht, basierend auf dem Batterieladezustand SOC und der Antriebslast erhalten wird. Wenn der Batterieladezustand SOC der Modusumschaltungsladezustand SOC1 ist, ist die Schaltlast klein; womit, wenn der Batterieladezustand SOC auf den Modusumschaltungsladezustand SOC1 sinkt, während das Fahrzeug fährt und der Antriebsmodus vom EV-Modus in den CS-Modus geschaltet wird, grundsätzlich der Verbrennungsmotor 10 gestartet wird. Daher kann der CS-Modus auch grundsätzlich als ein Antriebsmodus bezeichnet werden, der darauf basiert, den Verbrennungsmotor 10 arbeiten zu lassen, wobei unter schlechten Wärmewirkungsgradbedingungen des Verbrennungsmotors 10 die Ausgabe der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 40 allein verwendet werden kann, um das Fahrzeug 100 zu betreiben.
Es sei angemerkt, dass, wenn der Antriebsmodus der CS-Modus ist, die elektronische Steuereinheit 200, wenn das Fahrzeug 100 gestoppt wird und der Batterieladezustand niedriger als die Ladungserhaltungsmenge wird, die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors 10 verwendet, um die erste elektrische Rotationsmaschine 30 für regenerativen Betrieb anzutreiben, so dass der Batterieladezustand gleich oder höher als die Ladungserhaltungsmenge wird und die erzeugte elektrische Leistung der ersten elektrischen Rotationsmaschine 30 zum Laden der Batterie 50 verwendet.
Wie oben erklärt wird, ist hier der CS-Modus grundsätzlich ein Antriebsmodus, der darauf basiert, den Verbrennungsmotor 10 arbeiten zu lassen. Nachdem der Antriebsmodus vom EV-Modus in den CS-Modus geschaltet worden ist, wird grundsätzlich der Verbrennungsmotor 10 gestartet. Des Weiteren wird der EV-Modus abhängig vom Batterieladezustand SOC in den CS-Modus geschaltet. Falls der EV-Modus in den CS-Modus geschaltet wird und der Verbrennungsmotor 10 gestartet ist, strömt das Abgas, das aus dem Auslasskanal 14 aus den Zylindern 12 des Motorkörpers 11 abgeführt wird, durch den Auslasskanal 14 und wird in die Atmosphäre abgeführt.
Die Schadstoffe im Abgas können an der Katalysatoreinrichtung 15 entfernt werden, falls die Katalysatoreinrichtung 15 das Vorwärmen abschließt, das heißt, falls die Temperatur der leitfähigen Grundfläche 151 TEHC (°C) (nachstehend auch als die „Katalysatorbetttemperatur“ bezeichnet) gleich oder höher als eine vorbestimmte Aktivierungstemperatur TEHC2 wird (zum Beispiel 450 °C), bei der die Abgasreinigungsfunktion des Katalysators, der auf der leitfähigen Grundfläche 151 getragen wird, aktiviert ist.
Andererseits beginnt sofort nach dem Starten des Verbrennungsmotors 10 und andererseits, bevor die Katalysatoreinrichtung 15 das Vorwärmen abschließt, falls die Katalysatorbetttemperatur TEHC gleich oder höher als eine vorbestimmte Aktivierungsstarttemperatur TEHC1 wird (zum Beispiel 300 °C), die niedriger als die Aktivierungstemperatur TECH2 ist, die Abgasreinigungsfunktion des Katalysators, der auf der leitfähigen Grundfläche 151 getragen wird, zu funktionieren, jedoch können die Schadstoffe im Abgas an der Katalysatoreinrichtung 15 nicht ausreichend entfernt werden, womit sich die Abgasemission verschlechtert. Um daher die Abgasemission nach dem Motorstart während des EV-Modus vor Verschlechterung zu bewahren, ist es zu bevorzugen, mit dem Zuführen von Strom zur leitfähigen Grundfläche 151 zu starten, um das Vorwärmen der Katalysatoreinrichtung 15 zu starten, und die Katalysatoreinrichtung 15 das Vorwärmen abschließen zu lassen, bevor in den CS-Modus geschaltet wird.
Daher wird zum Beispiel, nachdem der Batterieladezustand SOC auf den Vorwärmstart-Ladezustand SOC2, der höher als der Modusumschaltungsladezustand SOC1 ist, während des EV-Modus sinkt, das Zuführen von Strom zur leitfähigen Grundfläche 151 gestartet, um die Katalysatoreinrichtung 15 vorzuwärmen. Die Katalysatoreinrichtung 15 kann im EV-Modus zum Beenden des Vorwärmens gebracht werden, bevor der Batterieladezustand SOC vom Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 in den Modusumschaltungsladezustand SOC1 sinkt, das heißt, bevor der EV-Modus in den CS-Modus geschaltet wird.
Falls allerdings der Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 nicht auf einen geeigneten Wert eingestellt wird, wird der Batterieladezustand SOC dafür anfällig, am Ende in den Modusumschaltungsladezustand SOC1 zu sinken, bevor die Katalysatoreinrichtung 15 das Vorwärmen abschließt. Falls dies der Fall ist, wird der Verbrennungsmotor 10 dafür anfällig, dass er gestartet wird, bevor die Katalysatoreinrichtung 15 das Vorwärmen abschließt. Als ein Ergebnis wird die Abgasemission anfällig dafür, sich nach dem Starten des Verbrennungsmotors 10 zu verschlechtern. Um in diesem Fall die Katalysatoreinrichtung 15 dazu zu bringen, das Vorwärmen frühzeitig abzuschließen, ist es zum Beispiel zu bevorzugen, ein Steuern zum Verzögern des Zündzeitpunkts durchzuführen usw., damit die Abgastemperatur auf eine höhere Temperatur als gewöhnlich zum Arbeiten des Verbrennungsmotors 10 gebracht wird, während der Zündzeitpunkt jedoch verzögert wird, nimmt das Verhältnis von Wärmeenergie, die abgeführt wird, ohne als Ausgangsenergie genutzt zu werden, zur Verbrennungsenergie zu, womit eine Verschlechterung des Wärmewirkungsgrads hervorgerufen wird und als ein Ergebnis sich der Kraftstoffwirkungsgrad verschlechtert.
Des Weiteren wird, im Gegensatz dazu, der Zeitraum vom Abschließen des Vorwärmens durch die Katalysatoreinrichtung 15 bis zum Zeitpunkt, zu dem der Batterieladezustand SOC auf den Modusumschaltungsladezustand SOC1 sinkt, dafür anfällig, zu lang zu werden.
Nachdem die Katalysatoreinrichtung 15 das Vorwärmen abschließt, wird, falls elektrische Leistung zur leitfähigen Grundfläche 151 zugeführt wird, um das Erwärmen der leitfähigen Grundfläche 151 fortzusetzen, bis der Batterieladezustand SOC auf den Modusumschaltungsladezustand SOC1 sinkt, die elektrische Leistung unnütz verbraucht, und die Strecke, die im EV-Modus gefahren werden kann (nachstehend als die „EV-Fahrstrecke“ bezeichnet), wird am Ende kürzer. Des Weiteren wird die leitfähige Grundfläche 151 am Ende übermäßig erwärmt, und die leitfähige Grundfläche 151 wird zum Beispiel dafür anfällig, dass ihre Verschlechterung gefördert wird.
Falls des Weiteren der Antriebsmodus zu dem Zeitpunkt, zu dem die Katalysatoreinrichtung 15 das Vorwärmen abschließt, in den CS-Modus geschaltet wird, wird der Antriebsmodus in den CS-Modus geschaltet, bevor der Batterieladezustand SOC gleich oder niedriger als der Modusumschaltungsladezustand SOC1 wird, womit die EV-Fahrstrecke am Ende kürzer wird. Falls des Weiteren die Stromzufuhr zur leitfähigen Grundfläche 151 zu dem Zeitpunkt, zu dem die Katalysatoreinrichtung 15 das Vorwärmen abschließt, gestoppt wird, wird die Temperatur der leitfähigen Grundfläche 151 sinken, bevor der Batterieladezustand SOC gleich oder niedriger als der Modusumschaltungsladezustand SOC1 wird, womit die Abgasemission dafür anfällig ist, sich nach dem Start des Verbrennungsmotors 10 zu verschlechtern.
Hier kann die Wärmemenge Q (J), die erforderlich ist, um die Katalysatorbetttemperatur TEHC von einer gewissen Anfangstemperatur TEHC0 auf die Aktivierungstemperatur TEHC2 steigen zu lassen, das heißt die Menge an elektrischer Leistung (nachstehend als die „elektrische Grundflächenheizleistung“ bezeichnet) W_h (Ws), durch die folgende Formel (1) ausgedrückt werden, wobei die Wärmekapazität der leitfähigen Grundfläche 151 C ist:
[Mathematische Formel 1] $W_{h} = C \times (T E H C 2 - T E H C 0)$
Des Weiteren kann die zugeführte elektrische Grundflächenleistung P_h, wenn, wie in der vorliegenden Ausführungsform, die angelegte Grundflächenspannung V_h auf eine gewisse Nennspannung V_max gesteuert wird, um die leitfähige Grundfläche 151 zu beheizen, unter Verwendung des Grundflächenwiderstandswerts R durch die folgende Formel (2) ausgedrückt werden:
[Mathematische Formel 2] $P_{h} = \frac{V_{m a x}^{2}}{R}$
Falls, wie in der vorliegenden Ausführungsform, die angelegte Grundflächenspannung V_h auf eine gewisse Nennspannung V_max gesteuert wird, um die leitfähige Grundfläche 151 zu beheizen, kann daher die Heizzeit t_h (s), die erforderlich ist, um die Katalysatorbetttemperatur TEHC von der Anfangstemperatur TEHC0 auf die Aktivierungstemperatur TEHC2 steigen zu lassen, durch die folgende Formel (3) ausgedrückt werden:
[Mathematische Formel 3] $t_{h} = \frac{W_{h}}{P_{h}} = W_{h} \times \frac{R}{V_{m a x}^{2}}$
Falls des Weiteren während des EV-Modus, um die leitfähige Grundfläche 151 zu beheizen, mit dem Zuführen von Strom zur leitfähigen Grundfläche 151 zum Vorwärmen der Katalysatoreinrichtung 15 begonnen wird, wird nicht nur die zugeführte elektrische Grundflächenleistung P_h, die der leitfähigen Grundfläche 151 zugeführt wird, nötig, sondem auch die elektrische Leistung zum Antreiben der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 40 für den motorisierten Betrieb, die elektrische Leistung zum Antreiben der Klimaanlage und verschiedener anderer Arten von Zubehör, das heißt die elektrische Leistung P_p zum Antreiben, um das Fahrzeug 100 zu betreiben.
Falls die elektrische Leistung zum Antreiben, die erforderlich ist, um das Fahrzeug 100 im EV-Modus zu betreiben, für exakt die Heizzeit t_h auf den Wert W_p gebracht wird, wird der Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 zum Beispiel gemäß der folgenden Formel (4) eingestellt. Wenn der Batterieladezustand SOC während des EV-Modus auf den Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 sinkt, wird es, falls begonnen wird, der leitfähigen Grundfläche 151 Strom zuzuführen, um das Vorwärmen der Katalysatoreinrichtung 15 während des EV-Modus zu starten, wobei der Batterieladezustand SOC vom Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 auf den Modusumschaltungsladezustand SOC1 sinkt, als möglich in Betracht gezogen, dass das Vorwärmen der Katalysatoreinrichtung 15 geeignet abgeschlossen wird. Es sei angemerkt, dass, falls vorab durch Experimente usw. die elektrische Leistung W_p zum Antreiben ermittelt wird, zum Beispiel die mittlere Menge an elektrischer Leistung W_av je Zeiteinheit, die verwendet wird, wenn das Fahrzeug 100 im EV-Modus zum Fahren gebracht wird, dies basierend auf der folgenden Formel (5) berechnet werden kann:
[Mathematische Formeln 4, 5] $SOC2 = W_{h} + W_{p} + S O C 1$
$W_{p} = W_{a v} + t_{h}$
Allerdings leidet die leitfähige Grundfläche 151 zuweilen unter Mikrorissen aufgrund von Alterung usw. Als ein Ergebnis steigt der Grundflächenwiderstandswert R manchmal vom Anfangswiderstandswert R0 zum Zeitpunkt der Produktauslieferung usw. an. Da dies so ist, wie anhand der oben genannten Formel (2) und Formel (3) klar wird, verringert sich die zugeführte elektrische Grundflächenleistung P_h um exakt die Größe des Anstiegs des Grundflächenwiderstandwerts R gegenüber dem Anfangswiderstandswert R0. Als ein Ergebnis wird die Heizzeit t_h um exakt die Größe des Anstiegs des Grundflächenwiderstandswerts R gegenüber dem Anfangswiderstandswert R0 länger. Genauer gesagt wird, falls die Heizzeit, wenn der Grundflächenwiderstandswert R der Anfangswiderstandswert R0 ist, als Standardheizzeit t_h0 genommen wird, die Heizzeit, wenn der Grundflächenwiderstandswert R auf R1 steigt, als der Wert t_h1 genommen wird und die Rate der Zunahme des Widerstands als der Wert „r“ (= R1/R0) genommen wird, wie in der folgenden Formel (6) gezeigt wird, die Heizzeit t_h1 um exakt das „r“-Fache länger als die Standardheizzeit t_h0.
[Mathematische Formel 6] $t_{h 1} = t_{h 0} \times r$
Falls die Heizzeit t_h länger wird, wie anhand der oben genannten Formel (4) und Formel (5) klar wird, nimmt des Weiteren die elektrische Leistung W_p zum Antreiben um exakt die Menge zu, um welche die Heizzeit t_h länger wird. Als ein Ergebnis wird der auch Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 höher. Das heißt, falls der Grundflächenwiderstandswert R zunimmt, nimmt die Menge an elektrischer Leistung zu, die erforderlich ist, bis die Katalysatoreinrichtung 15 das Vorwärmen abschließt.
Auf diese Weise ändert sich der geeignete Wert des Vorwärmstart-Ladezustands SOC2, der den Schwellenwert zum Starten der Stromzufuhr zur leitfähigen Grundfläche 151 bildet, gemäß dem Grundflächenwiderstandswert R. Falls der Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 höher gemacht wird, wenn der Grundflächenwiderstandswert R groß ist, als wenn er klein ist, ist der Batterieladezustand SOC dafür anfällig, am Ende auf den Modusumschaltungsladezustand SOC1 zu sinken, bevor die Katalysatoreinrichtung 15 das Vorwärmen abschließt. In der vorliegenden Ausführungsform wird daher der Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 gemäß dem Grundflächenwiderstandswert R eingestellt, wenn die Katalysatoreinrichtung 15 vorgewärmt wird. Nachstehend wird das Steuern für das Vorwärmen des Katalysators gemäß der vorliegenden Ausführungsform erklärt.
Die 3 ist ein Flussdiagramm, welches das Steuern zum Vorwärmen des Katalysators gemäß der vorliegenden Ausführungsform erklärt. Die elektronische Steuereinheit 200 führt wiederholt die vorliegende Routine in einer vorbestimmten Verarbeitungsperiode durch (zum Beispiel 10 ms).
Im Schritt S1 beurteilt die elektronische Steuereinheit 200, ob der Katalysatorvorwärm-Merker F1 auf „0“ gesetzt ist. Der Katalysatorvorwärm-Merker F1 wird auf „1“ gesetzt, wenn das Vorwärmen der Katalysatoreinrichtung 15 gestartet wird. Der Anfangswert ist auf „0“ gesetzt. Die elektronische Steuereinheit 200 fährt mit dem Schritt S2 fort, falls der Katalysatorvorwärm-Merker F1 „0“ ist. Andererseits fährt die elektronische Steuereinheit 200 mit dem Schritt S7 fort, falls der Katalysatorvorwärm-Merker F1 „1“ ist.
Im Schritt S2 führt die elektronische Steuereinheit 200 die Verarbeitung zum Einstellen des Vorwärmstartzustands durch, so dass der Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 gemäß dem Grundflächenwiderstandswert R eingestellt wird. Details der Verarbeitung zum Einstellen des Vorwärmstartzustands werden unter Bezugnahme auf die 4 erklärt.
Im Schritt S21 liest die elektronische Steuereinheit 200 den Grundflächenwiderstandswert R, der detektiert wird, wenn der leitfähigen Grundfläche 151 Strom zugeführt wird und die Katalysatoreinrichtung 15 das vorige Mal vorgewärmt worden ist, und der im Speicher als der vorherige Grundflächenwiderstandswert R1 gespeichert ist. Des Weiteren liest die elektronische Steuereinheit 200 den Anfangswiderstandswert R0, der vorab im Speicher gespeichert worden ist. Es sei angemerkt, dass in der vorliegenden Ausführungsform der typische Grundflächenwiderstandswert R zum Zeitpunkt der Auslieferung des Produkts, der vorab durch Experimente usw. ermittelt worden ist, als der Anfangswiderstandswert R0 genommen wird; jedoch kann auch der Grundflächenwiderstandswert R, der zum Zeitpunkt der Anfangsstromzufuhr zur leitfähigen Grundfläche 151 als der Anfangswiderstandswert R0 genommen werden. Der Mittelwert des Grundflächenwiderstandswerts R, der mehrere Male ab dem Anfangszeitpunkt detektiert wird, kann ebenfalls als der Anfangswiderstandswert R0 genommen werden.
Im Schritt S22 berechnet die elektronische Steuereinheit 200 die Rate „r“ der Zunahme des Widerstands (= R1/R0) auf Basis des vorherigen Grundflächenwiderstandswerts R1 und des Anfangswiderstandswerts R0.
Im Schritt S23 liest die elektronische Steuereinheit 200 den geschätzten Wert der aktuellen Katalysatorbetttemperatur TEHC, die zu jedem Zeitpunkt durch das Steuern zum Berechnen der Katalysatorbetttemperatur berechnet wird, das separat von der vorliegenden Routine durchgeführt wird, als die Anfangstemperatur TEHC0 und berechnet die elektrische Grundflächenheizleistung W_h auf Basis der oben erwähnten Formel (1). Es sei angemerkt, dass das Steuern zum Berechnen der Katalysatorbetttemperatur später mit Bezug auf die 5 erklärt wird.
Im Schritt S24 berechnet die elektronische Steuereinheit 200 die Heizzeit, wenn der Grundflächenwiderstandswert R der Anfangswiderstandswert R0 ist, das heißt die Standardheizzeit t_h0 auf Basis der oben erwähnten Formel (3).
Im Schritt S25 gibt die elektronische Steuereinheit 200 die Standardheizzeit t_h0 in die oben erwähnte Formel (5) ein, um die elektrische Leistung W_p zum Antreiben zu berechnen, falls der Grundflächenwiderstandswert R der Anfangswiderstandswert R0 ist.
Im Schritt S26 korrigiert die elektronische Steuereinheit 200 die elektrische Leistung W_p zum Antreiben, die im Schritt S25 berechnet worden ist, gemäß der folgenden Formel (7) auf Basis der Rate „r“ der Zunahme des Widerstands:
[Mathematische Formel 7] $W_{p} = W_{p} \times r$
Im Schritt S27 gibt die elektronische Steuereinheit 200 die elektrische Grundflächenheizleistung W_h, die im Schritt S23 berechnet worden ist, die elektrische Leistung W_p zum Antreiben, die im Schritt S26 korrigiert worden ist, und den Modusumschaltungsladezustand SOC1 in die oben erwähnte Formel (4) ein, um den Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 zu berechnen. Falls auf diese Weise der Grundflächenwiderstandswert R zunimmt, ist es möglich, die elektrische Leistung W_p zum Antreiben nach oben zu korrigieren, was direkt eine Zunahme der Menge an elektrischer Leistung, die erforderlich ist, bis die Katalysatoreinrichtung 15 zum Abschließen des Vorwärmens gebracht wird, gemäß der Rate „r“ der Zunahme des Widerstands bewirkt, um dadurch den Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 auf einen geeigneten Wert einzustellen.
Zurück zur 3: im Schritt S3 berechnet die elektronische Steuereinheit 200, ob der Batterieladezustand SOC niedriger als der Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 ist. Die elektronische Steuereinheit 200 fährt mit der Verarbeitung im Schritt S4 fort, falls der Batterieladezustand SOC niedriger als der Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 ist. Andererseits beendet die elektronische Steuereinheit 200 die aktuelle Verarbeitung, falls der Batterieladezustand SOC gleich oder höher als der Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 ist.
Im Schritt S4 beurteilt die elektronische Steuereinheit 200, ob die aktuelle Katalysatorbetttemperatur TEHC, das heißt die Anfangstemperatur TEHC0, die im Schritt S23 gelesen wird, niedriger als die Aktivierungsstarttemperatur TEHC1 ist. Die elektronische Steuereinheit 200 fährt mit der Verarbeitung im Schritt S5 fort, falls die Anfangstemperatur TEHC0 niedriger als die Aktivierungsstarttemperatur TEHC1 ist. Falls andererseits die Anfangstemperatur TEHC0 gleich oder höher als die Aktivierungsstarttemperatur TEHC1 ist, beendet die elektronische Steuereinheit 200 die aktuelle Verarbeitung, sobald die Abgasreinigungsfunktion des Katalysators ins Spiel kommt. Es sei angemerkt, dass sie in der vorliegenden Ausführungsform im aktuellen Schritt beurteilt, ob die Anfangstemperatur TEHC0 niedriger als die Aktivierungsstarttemperatur TEHC1 ist, und sie fährt mit der Verarbeitung im Schritt S5 fort oder beendet die aktuelle Verarbeitung; jedoch kann sie auch beurteilen, ob die Anfangstemperatur TEHC0 niedriger als die Aktivierungstemperatur TEHC2 ist und mit der Verarbeitung im Schritt S5 fortfahren oder die aktuelle Verarbeitung beenden.
Im Schritt S5 startet die elektronische Steuereinheit 200 die Stromzufuhr zur leitfähigen Grundfläche 151, um die Katalysatoreinrichtung 15 vorzuwärmen. Falls die angelegte Grundflächenspannung V_h die Nennspannung V_max wird, steuert die elektronische Steuereinheit 200 in der vorliegenden Ausführungsform die Spannungsanpassungsschaltung 153, um das Vorwärmen der Katalysatoreinrichtung 15 zu starten. Zu diesem Zeitpunkt berechnet die elektronische Steuereinheit 200 den Grundflächenwiderstandswert R auf Basis der angelegten Grundflächenspannung V_h (=V_max), die durch den Spannungssensor 154 detektiert wird, und des Grundflächenstromwerts I_h, der durch den Stromsensor 155 detektiert wird, und speichert den Grundflächenwiderstandswert R im Speicher. Der in diesem Speicher gespeicherte Grundflächenwiderstandswert R wird als der vorherige Grundflächenwiderstandswert R1 im oben erwähnten Schritt S21 während der Verarbeitung zum Einstellen des Vorwärmstart-Ladezustands eingelesen, wenn die Katalysatoreinrichtung 15 das nächste Mal vorgewärmt wird.
Im Schritt S6 setzt die elektronische Steuereinheit 200 den Katalysatorvorwärm-Merker F1 auf „1“.
Im Schritt S7 beurteilt die elektronische Steuereinheit 200, ob die Katalysatorbetttemperatur TEHC gleich oder höher als die Aktivierungstemperatur TEHC2 geworden ist. Falls der kumulative Wert der zugeführten elektrischen Grundflächenleistung P_h vom Starten des Vorwärmens der Katalysatoreinrichtung 15, das heißt die Menge an elektrischer Leistung, die der leitfähigen Grundfläche 151 zugeführt worden ist, gleich oder höher als die elektrische Grundflächenheizleistung W_h wird, beurteilt die elektronische Steuereinheit 200 in der vorliegenden Ausführungsform, dass die Katalysatorbetttemperatur TEHC gleich oder höher als die Aktivierungstemperatur TEHC2 geworden ist, und fährt mit der Verarbeitung im Schritt S8 fort. Andererseits beendet die elektronische Steuereinheit 200 die aktuelle Verarbeitung, falls die Katalysatorbetttemperatur TEHC niedriger als die Aktivierungstemperatur TEHC2 ist.
Im Schritt S8 stoppt die elektronische Steuereinheit 200 die Stromzufuhr zur leitfähigen Grundfläche 151 und beendet das Vorwärmen der Katalysatoreinrichtung 15.
Im Schritt S9 setzt die elektronische Steuereinheit 200 den Katalysatorvorwärm-Merker F1 auf 0 zurück.
Die 5 ist ein Flussdiagramm, welches das Steuern zum Berechnen der Katalysatorbetttemperatur erklärt. Die elektronische Steuereinheit 200 führt wiederholt die vorliegende Routine in einer vorbestimmten Verarbeitungsperiode durch (zum Beispiel 10 ms).
Im Schritt S101 liest die elektronische Steuereinheit 200 den Motorbetriebs-Merker F2 und beurteilt, ob der Motorbetriebs-Merker F2 auf „0“ gesetzt ist. Der Motorbetriebs-Merker F2 ist ein Merker, der separat von der vorliegenden Routine gesetzt wird. Er wird auf „1“ gesetzt, wenn der Verbrennungsmotor 10 gestartet wird, und wird auf „0“ zurückgesetzt, wenn der Verbrennungsmotor 10 gestoppt wird. Der Anfangswert ist auf „0“ gesetzt. Die elektronische Steuereinheit 200 fährt mit der Verarbeitung im Schritt S102 fort, falls der Motorbetriebs-Merker F2 „0“ ist. Die elektronische Steuereinheit 200 fährt andererseits mit der Verarbeitung im Schritt S106 fort, falls der Motorbetriebs-Merker F2 „1“ ist.
Im Schritt S102 beurteilt die elektronische Steuereinheit 200, ob der vorherige Wert des Motorbetriebs-Merkers F2 „1“ war, das heißt gleich nach dem Stoppen des Motors (ob es die Anfangsverarbeitung nach dem Stoppen des Motors ist). Die elektronische Steuereinheit 200 fährt mit der Verarbeitung im Schritt S103 fort, falls der vorherige Wert des Motorbetriebs-Merkers F2 „1“ war, das heißt gleich nach dem Stoppen des Motors. Andererseits fährt die elektronische Steuereinheit 200 mit der Verarbeitung im Schritt S105 fort, falls der vorherige Wert des Motorbetriebs-Merkers F2 „1“ war, das heißt, der Motor gestoppt wurde.
Im Schritt S103 speichert die elektronische Steuereinheit 200 die Katalysatorbetttemperatur TEHC, die aktuell im Speicher gespeichert ist (die Katalysatorbetttemperatur TEHC, die während des Motorbetriebs geschätzt und im später erklärten Schritt S111 im Speicher gespeichert worden ist), als die Katalysatorbetttemperatur TEHC_off, wenn der Motor gestoppt wird.
Im Schritt S104 startet die elektronische Steuereinheit 200 einen Durchwärmzeitgeber, der die Zeit misst, bis der Verbrennungsmotor 10 gestartet wird, nachdem er gestoppt worden ist (nachstehend als die „Durchwärmzeit“ bezeichnet), und startet das Messen der Durchwärmzeit.
Im Schritt S105 fährt die elektronische Steuereinheit 200 fort, die Durchwärmzeit mit dem Durchwärmzeitgeber zu messen.
Im Schritt S106 beurteilt die elektronische Steuereinheit 200, ob der vorherige Wert des Motorbetriebs-Merkers F2 „0“ war, das heißt, ob es gleich nach dem Starten des Motors ist (ob es die Anfangsverarbeitung nach dem Motorstart ist). Die elektronische Steuereinheit 200 fährt mit der Verarbeitung im Schritt S107 fort, falls der vorherige Wert des Motorbetriebs-Merkers F2 „0“ war, das heißt, falls es gleich nach dem des Motorstart ist. Andererseits fährt die elektronische Steuereinheit 200 mit der Verarbeitung im Schritt S110 fort, falls der vorherige Wert des Motorbetriebs-Merkers F2 „1“ war, das heißt, falls es während des Motorbetriebs ist.
Im Schritt S107 nimmt die elektronische Steuereinheit 200 auf das Kennfeld Bezug, das in der 6 gezeigt wird und das im Voraus durch Experimente usw. eingestellt ist, und berechnet auf Basis der Durchwärmzeit eine Konvergenzrate κ der Katalysatorbetttemperatur TEHC zur Außentemperatur. Wie in der 6 gezeigt wird, nimmt die Konvergenzrate κ einen Wert von 0 bis 1 an. Wenn die Konvergenzrate κ 1 ist, zeigt dies, dass die Katalysatorbetttemperatur TEHC sich einer Temperatur annähert, die gleich der Außentemperatur ist.
Im Schritt S108 gibt die elektronische Steuereinheit 200 zum Beispiel die Katalysatorbetttemperatur TEHC_off und die Einlasstemperatur (≈ Außentemperatur) TIN zum Zeitpunkt des Motorstoppens in die folgende Formel (8) ein, um die aktuelle Katalysatorbetttemperatur (das heißt die Katalysatorbetttemperatur zum Zeitpunkt des Motorstarts) TEHC zu berechnen, und speichert die Katalysatorbetttemperatur TEHC im Speicher.
[Mathematische Formel 8] $T E H C = T E H C_{o f f} + (T I N - T E H C_{o f f}) \times κ$
Im Schritt S109 setzt die elektronische Steuereinheit 200 die Durchwärmzeit auf „0“ zurück und stoppt den Durchwärmzeitgeber.
Im Schritt S110 liest die elektronische Steuereinheit 200 die detektierten Werte der für die Schätzung verwendeten Parameter zum Schätzen der Katalysatorbetttemperatur TEHC während des Motorbetriebs und berechnet die Größe der Temperaturänderung ΔTEHC der Katalysatorbetttemperatur TEHC je Zeiteinheit (Verarbeitungsperiode) auf Basis der detektierten Werte der geschätzten Parameter. Die Katalysatorbetttemperatur TEHC während des Motorbetriebs ändert sich aufgrund der Wirkung der Abgaswärme, womit es zum Beispiel möglich ist, einen oder mehrere Parameter von der Motordrehzahl oder der Motorlast, der Motorwassertemperatur, der Einlassmenge, der Einlasstemperatur und anderer Parameter, die eine Wirkung auf die Menge an Wärmeenergie des Abgases haben, zur Verwendung als einen Parameter für die Schätzung geeignet auszuwählen.
Im Schritt S111 addiert die elektronische Steuereinheit 200 die Größe der Temperaturänderung ΔTEHC zur im Speicher gespeicherten Katalysatorbetttemperatur TEHC, um die Katalysatorbetttemperatur TEHC zu aktualisieren und die aktualisierte Katalysatorbetttemperatur TEHC im Speicher zu speichern.
Die 7 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb des Steuerns zum Vorwärmen des Katalysators gemäß der vorliegenden Ausführungsform erklärt. Es sei angemerkt, dass in der 7 die durchgezogenen Linien die Operationen der Parameter zeigen, wenn das Steuern zum Vorwärmen des Katalysators gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird. Die gestrichelten Linien zeigen die Operationen der Parameter, wenn kein Steuern zum Vorwärmen des Katalysators gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird, das heißt, wenn der Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 gemäß dem Grundflächenwiderstandswert R nicht eingestellt wird.
Wie in der 7 durch die durchgezogene Linie gezeigt wird, wird, falls das Steuern zum Vorwärmen des Katalysators gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird, zum Zeitpunkt t1 die Stromzufuhr zur leitfähigen Grundfläche 151 gestartet, falls der Batterieladezustand SOC der Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 wird, der gemäß dem Grundflächenwiderstandswert R eingestellt ist. Aus diesem Grund kann bis zum Zeitpunkt t3, zu dem der Batterieladezustand SOC auf den Modusumschaltungsladezustand SOC1 sinkt, die Katalysatorbetttemperatur TEHC zum Ansteigen auf die Aktivierungstemperatur TEHC2 gebracht werden, und die Katalysatoreinrichtung 15 kann dazu gebracht werden, das Vorwärmen abzuschließen, und der Verbrennungsmotor 10 kann dazu gebracht werden, zu starten, nachdem die Katalysatoreinrichtung 15 das Vorwärmen abgeschlossen hat.
Im Gegensatz dazu wird, wie in der 7 durch die gestrichelte Linie gezeigt wird, falls kein Steuern zum Vorwärmen des Katalysators gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird, der Zeitpunkt, zu dem die Stromzufuhr zur leitfähigen Grundfläche 151 gestartet wird, auf den Zeitpunkt t2 verzögert. Als ein Ergebnis kann bis zum Zeitpunkt t4, zu dem der Batterieladezustand SOC auf den Modusumschaltungsladezustand SOC1 sinkt, die Katalysatorbetttemperatur TEHC nicht auf die Aktivierungstemperatur TEHC2 angehoben werden, und der Verbrennungsmotor 10 muss zum Zeitpunkt t4 gestartet werden, bevor die Katalysatoreinrichtung 15 das Vorwärmen abschließt.
Das oben erklärte Fahrzeug 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist mit einem Verbrennungsmotor 10, einer elektrisch beheizten Katalysatoreinrichtung 15, die in einem Auslasskanal 14 des Verbrennungsmotors 10 bereitgestellt ist und aus einer leitfähigen Grundfläche 151 besteht, die Wärme erzeugt, sobald ihr Strom zugeführt wird, und einen Katalysator trägt, einer wiederaufladbaren Batterie 50 und einer zweiten elektrischen Rotationsmaschine 40, die durch elektrische Leistung der Batterie 50 angetrieben wird (elektrische Rotationsmaschine) bereitgestellt. Die elektronische Steuereinheit 200 (Steuereinheit) zum Steuern des Fahrzeugs 100 ist mit einem Katalysatorvorwärm-Steuerteil bereitgestellt, welcher der leitfähigen Grundfläche 151 elektrische Leistung zuführt, um die Katalysatoreinrichtung 15 vorzuwärmen, wenn der Batterieladezustand SOC gleich oder höher als ein vorbestimmter Modusumschaltungsladezustand SOC1 (erster Ladezustand) ist, und der Antriebsmodus des Fahrzeugs 100 wird auf einen EV-Modus eingestellt, in dem wenigstens die Ausgabe der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 40 so gesteuert wird, dass sie das Fahrzeug 100 zum Fahren bringt, falls die Temperatur der leitfähigen Grundfläche 151 niedriger als die Aktivierungsstarttemperatur TEHC1 (vorbestimmte Temperatur) ist und der Batterieladezustand SOC der Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 (zweiter Ladezustand) ist, der höher als der Modusumschaltungsladezustand SOC1 ist.
Des Weiteren ist der Katalysatorvorwärm-Steuerteil dazu ausgebildet, den Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 so einzustellen, dass der Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 höher wird, wenn der Grundflächenwiderstandswert R (Widerstandswert der leitfähigen Grundfläche 151) größer wird, als wenn er klein ist.
Wie oben erklärt wird, verringert sich, falls Alterung usw. bewirkt, dass der Grundflächenwiderstandswert R zunimmt, die zugeführte elektrische Grundflächenleistung P_h, und die Heizzeit t_h der Katalysatoreinrichtung 15 wird länger als vor der Zunahme. Als ein Ergebnis nimmt die elektrische Leistung W_p zum Antreiben zu, die für das Beheizen erforderlich ist, womit die Menge an elektrischer Leistung zunimmt, die für die Katalysatoreinrichtung 15 zum Abschließen des Vorwärmens erforderlich ist. Falls am Ende der Vorwärmstart-Ladezustand SOC2, der als der Schwellenwert zum Starten der Stromzufuhr zur leitfähigen Grundfläche 151 dient, auf einen ähnlichen Wert wie vor der Zunahme des Grundflächenwiderstandswert R eingestellt wird, ist am Ende der Batterieladezustand SOC dafür anfällig, auf den Modusumschaltungsladezustand SOC1 zu sinken, bevor die Katalysatoreinrichtung 15 das Vorwärmen abschließt.
Im Gegensatz dazu ist es, dadurch, dass der Vorwärmstart-Ladezustand SOC2, falls der Grundflächenwiderstandswert R groß ist, höher gemacht wird, als wenn er klein ist, wie in der vorliegenden Ausführungsform, möglich, den Batterieladezustand SOC davor zu bewahren, am Ende auf den Modusumschaltungsladezustand SOC1 zu sinken, bevor die Katalysatoreinrichtung 15 das Vorwärmen abschließt. Daher ist es möglich, den Verbrennungsmotor 10 davor zu bewahren, dass er am Ende gestartet wird, bevor die Katalysatoreinrichtung 15 das Vorwärmen abschließt, womit es möglich ist, die Abgasemission nach dem Start des Verbrennungsmotors 10 vor Verschlechterung zu bewahren. Des Weiteren ist es auch nicht länger nötig, Steuern durchzuführen, um die Abgastemperatur nach dem Starten des Verbrennungsmotors 10 auf eine höhere Temperatur als gewöhnlich zu bringen, womit es auch möglich ist, den Kraftstoffwirkungsgrad vor Verschlechterung zu bewahren.
Des Weiteren ist das Steuern zum Vorwärmen des Katalysators gemäß der vorliegenden Ausführungsform insbesondere dazu ausgebildet, den Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 höher als den Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 werden zu lassen, der eingestellt worden ist, wenn der Grundflächenwiderstandswert R der Anfangswiderstandswert R0 ist, je größer der Grundflächenwiderstandswert R gegenüber einem vorbestimmten Anfangswiderstandswert R0 (Standardwiderstandswert) ist.
Wenn Alterung usw. eine Zunahme des Grundflächenwiderstandswerts R gegenüber dem Anfangswiderstandswert R0 bewirkt, ist es aufgrund dessen möglich, den Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 gemäß der Größe der Zunahme geeignet einzustellen.
Des Weiteren ist der Katalysatorvorwärm-Steuerteil gemäß der vorliegenden Ausführungsform insbesondere dazu ausgebildet, die elektrische Leistung W_p zum Antreiben (erste Menge an elektrischer Leistung) vom geschätzten Wert der Menge an elektrischer Leistung, die zum Antreiben der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 40 verwendet wird, um das Fahrzeug 100 während des Vorwärmens der Katalysatoreinrichtung 15 zum Laufen zu bringen, auf Basis der Rate „r“ der Zunahme des Widerstands des Grundflächenwiderstandswerts R gegenüber dem Anfangswiderstandswert R0 nach oben zu korrigieren und den Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 auf Basis des Modusumschaltungsladezustands SOC1, der nach oben korrigierten elektrischen Leistung W_p zum Antreiben und der elektrischen Grundflächenheizleistung W_h (zweite Menge an elektrischer Leistung) vom geschätzten Wert der Menge an elektrischer Leistung, die zum Beheizen der leitfähigen Grundfläche 151 während des Vorwärmens der Katalysatoreinrichtung 15 verwendet wird, einzustellen.
Aufgrund dessen ist es, falls der Grundflächenwiderstandswert R zunimmt, möglich, die elektrische Leistung W_p zum Antreiben gemäß der Rate „r“ der Zunahme des Widerstands nach oben zu korrigieren, was direkt eine Zunahme der Menge an Leistung bewirkt, die erforderlich ist, bis die Katalysatoreinrichtung 15 das Vorwärmen abschließt, womit es möglich ist, den Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 auf einen geeigneten Wert einzustellen. Aus diesem Grund ist es möglich, den Batterieladezustand SOC davor zu bewahren, auf den Modusumschaltungsladezustand SOC1 zu sinken, bevor die Katalysatoreinrichtung 15 das Vorwärmen abschließt, und den Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 davor zu bewahren, am Ende auf einen übermäßig großen Wert eingestellt zu werden, um so den Zeitraum vom Abschließen des Vorwärmens durch die Katalysatoreinrichtung 15 bis zum Zeitpunkt, zu dem der Batterieladezustand SOC auf den Modusumschaltungsladezustand SOC1 sinkt, davor zu bewahren, dass er am Ende länger wird.
Oben wurde eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt, jedoch zeigt die oben genannte Ausführungsform nur einige Anwendungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und soll den technischen Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die spezifische Ausbildung der Ausführungsform beschränken.
Zum Beispiel wurden in der oben genannten Ausführungsform die elektrische Grundflächenheizleistung W_h und die elektrische Leistung W_p zum Antreiben berechnet, und die elektrische Leistung zum Antreiben W_p wurde auf Basis der Rate „r“ der Zunahme des Widerstands nach oben korrigiert, um den Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 zu berechnen; falls jedoch zum Beispiel der Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 zu einem voreingestellten festen Wert gemacht wird, ist es auch möglich, den Vorwärmstart-Ladezustand SOC2 auf Basis der Rate „r“ der Zunahme des Widerstands nach oben zu korrigieren.
In der oben genannten Ausführungsform wurde des Weiteren ein Steuern zur Berechnung der Katalysatorbetttemperatur verwendet, um die Katalysatorbetttemperatur TEHC zu schätzen, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Es ist zum Beispiel ebenfalls möglich, die Temperatur als die Katalysatorbetttemperatur TEHC einzusetzen, die durch einen Temperatursensor detektiert wird, der in der Nähe der leitfähigen Grundfläche 151 angeordnet ist.

Claims

Steuereinrichtung für ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug umfasst: einen Verbrennungsmotor; eine elektrisch beheizte Katalysatoreinrichtung, die in einem Auslasskanal des Verbrennungsmotors bereitgestellt ist und aus einer leitfähigen Grundfläche besteht, die Wärme durch Stromzufuhr erzeugt und einen Katalysator trägt; eine wiederaufladbare Batterie; und eine elektrische Rotationsmaschine, die durch elektrische Leistung der Batterie angetrieben wird, wobei die Steuereinrichtung einen Katalysatorvorwärm-Steuerteil umfasst, der dazu ausgebildet ist, elektrische Leistung zur leitfähigen Grundfläche zuzuführen, um die Katalysatoreinrichtung vorzuwärmen, falls die Temperatur der leitfähigen Grundfläche niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist und der Batterieladezustand niedriger als ein zweiter Ladezustand ist, der höher als ein vorbestimmter erster Ladezustand ist, wenn der Batterieladezustand gleich oder höher als der erste Ladezustand ist und ein Antriebsmodus des Fahrzeugs auf einen EV-Modus eingestellt ist, in dem wenigstens die Ausgabe der elektrischen Rotationsmaschine gesteuert wird, um das Fahrzeug anzutreiben, und der Katalysatorvorwärm-Steuerteil des Weiteren dazu ausgebildet ist, den zweiten Ladezustand so einzustellen, dass der zweite Ladezustand für den Fall, dass der Widerstandswert der leitfähigen Grundfläche groß ist, höher wird, als wenn er klein ist.
Steuereinrichtung für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei der Katalysatorvorwärm-Steuerteil den zweiten Ladezustand höher als einen zweiten Ladezustand werden lässt, der eingestellt wird, wenn der Widerstandswert ein vorbestimmter Standardwiderstandswert ist, je größer der Widerstandswert der leitfähigen Grundfläche gegenüber dem Standardwiderstandswert ist.
Steuereinrichtung für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei der Katalysatorvorwärm-Steuerteil ausgebildet ist, um: die elektrische Rotationsmaschine während des Vorwärmens der Katalysatoreinrichtung anzutreiben, um eine erste Menge an elektrischer Leistung von einem geschätzten Wert der Menge an elektrischer Leistung, die dafür verwendet wird, das Fahrzeug zu betreiben, auf Basis einer Rate der Zunahme des Widerstandswerts der leitfähigen Grundfläche gegenüber einem vorbestimmten Standardwiderstandswert nach oben zu korrigieren; und den zweiten Ladezustand auf Basis des ersten Ladezustands, der nach oben korngierten ersten Menge an elektrischer Leistung und einer zweiten Menge an elektrischer Leistung von einem geschätzten Wert der Menge an elektrischer Leistung, die zum Beheizen der leitfähigen Grundfläche während des Vorwärmens der Katalysatoreinrichtung verwendet wird, einzustellen.
Steuereinrichtung für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei der Katalysatorvorwärm-Steuerteil dazu ausgebildet ist, einen voreingestellten zweiten Ladezustand nach oben zu korrigieren, um den zweiten Ladezustand auf Basis einer Rate der Zunahme des Widerstandswerts der leitfähigen Grundfläche gegenüber einem vorbestimmten Standardwiderstandswert einzustellen.