DE112008000755T5 - Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug - Google Patents

Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug Download PDF

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Abstract

Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug mit einem internen Verbrennungsmotor (120), der darin montiert ist, in welchem Abgas mittels eines Katalysators gereinigt werden muss, wobei die Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug folgende Teile hat:
einen Katalysatorreinigungsmechanismus (1200) für das Reinigen des Abgases in dem internen Verbrennungsmotor (120); und
eine elektrische Einrichtung (240), die in einer solchen Weise angeordnet ist, dass sie in Kontakt mit einer äußeren Fläche des Katalysatorreinigungsmechanismus (1200) steht, wobei die elektrische Einrichtung (240) Wärme aus einer Katalysatoraktivierungstemperatur oder darüber widersteht und durch elektrische Ladung Wärme erzeugt.

Description

  • Technischer Hintergrund
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Katalysator für einen Motor, der in einem Hybridfahrzeug eingebaut ist und insbesondere auf eine Technologie für das effektive Verwenden von Wärme in einem Leistungsmodul, das in einem Hybridfahrzeug eingebaut ist, um hierdurch jegliche Verschlechterung von Abgasemissionen zu vermeiden.
  • Stand der Technik
  • Ein Abgassystem für einen Verbrennungsmotor ist im Allgemeinen mit einem Katalysatorkonverter versehen, um spezifische Komponenten zu reinigen, die im Abgas enthalten sind. Für einen derartigen Katalysatorkonverter wird weit verbreitet ein Drei-Wege-Katalysatorkonverter verwendet, um bezüglich der drei spezifischen Komponenten, die in dem Abgas enthalten sind, Karbonoxid (CO) und unverbranntes Hydrokarbon (HC) zu oxidieren und Nitridoxid (NOx) zu reduzieren, um diese Komponenten in Karbondioxid (CO2), Wasserdampf (H2O) und Nitrogen (N2) jeweils umzuwandeln.
  • Ein Katalysator, der in dem Drei-Wege-Katalysatorkonverter enthalten ist, wird hinsichtlich seiner Funktion bei niedrigen Temperaturen verschlechtert. Aus diesem Grunde wird der Katalysator in nicht zufriedenstellender Weise betrieben, solange die Temperatur des Katalysators in einem frühen Zeitpunkt zu einer Zeit eines Kaltstarts nicht erhöht wird, wodurch das Problem auftritt, dass das Abgas, welches die spezifischen drei Komponenten gemäß vorstehender Beschreibung in großen Mengen darin enthält, nicht gereinigt werden kann.
  • Zwischenzeitlich findet ein Hybridfahrzeug kommerzielle Anwendung, welches mit einem Motor versehen ist, der durch Verbrennungsenergie aus Kraftstoff betrieben wird, sowie einem Motor versehen ist, der durch elektrische Energie betrieben wird, die als Antriebsquellen während der Bewegung des Fahrzeugs dienen, wobei ein Automatikgetriebe (einschließlich eines Leistungs-Splitt-Mechanismus) zwischen den Antriebsquellen und den Antriebsrädern zwischengeschaltet ist. Das vorstehend beschriebene Hybridfahrzeug bewegt sich durch unabhängiges Verwenden des Verbrennungsmotors sowie des Motors beispielsweise gemäß einem Betriebszustand, um hierdurch einen Kraftstoffverbrauch oder eine Abgasquantität zu verringen, während eine vorbestimmte Bewegungsausführungsart aufrechterhalten wird. Im Speziellen existieren eine Mehrzahl von Betriebsmodi in unterschiedlichen Betriebszuständen des Verbrennungsmotors sowie des Motors: beispielsweise ein Verbrennungsmotorbetriebsmodus, in welchem das Fahrzeug unter Verwendung lediglich der Verbrennungsmaschine als Antriebsquelle betrieben wird, ein Motorbetriebsmodus, in welchem das Fahrzeug unter Verwendung lediglich des Elektromotors als Antriebsquelle betrieben wird (während der Verbrennungsmotor gestoppt ist), ein Verbrennungsmotor-Elektromotor-Betriebsmodus, in welchem das Fahrzeug unter Verwendung sowohl der Verbrennungsmaschine wie auch des Motors als Antriebsquellen betrieben wird usw. Diese Modi sind so ausgestaltet, dass sie automatisch eingeschaltet werden können gemäß vorbestimmter Modusschaltbedingungen, die beispielsweise durch eine Leistungsquellenkarte ausgedrückt werden, welche die Betriebszustände wie beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit (oder eine Leistungsquellengeschwindigkeit) und einen Beschleunigungszustand unter weiteren Parametern verwenden. In anderen Worten ausgedrückt, selbst wenn das Fahrzeug betrieben wird, kann der Verbrennungsmotor intermittierend betrieben werden.
  • Daneben existiert ein Hybridfahrzeug, welches als Serientyp bezeichnet wird, d. h., ein Elektro-Automotobil mit einem Motor/Generator, bei welchem Antriebsräder lediglich durch einen Elektromotor gedreht werden, wohingegen eine Verbrennungsmaschine betätigt wird als eine Leistungsbereitstellungsquelle für einen Elektromotor über den Generator. Darüber hinaus existiert ein Hybridfahrzeug, welches als ein Paralleltyp bezeichnet wird, bei welchem Fahrzeugräder direkt sowohl von einem Verbrennungsmotor als auch einem Elektromotor angetrieben werden, und welches bewegt werden kann, während der Elektromotor die Leistungsabgabe der Verbrennungsmaschine unterstützt und elektrisch eine Batterie in Form eines Generators auflädt.
  • Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2006-132394 offenbart eine Abgasreinigungsanlage für ein Hybridfahrzeug der Serienbauart, welche in der Lage ist, in effizienter Weise Abgas sicher zu reinigen, während eine Erhöhung der Kosten vermieden werden kann. Die Abgasreinigungsanlage für ein Hybridfahrzeug der Serienbauart, welches mit einem Generator, der durch eine interne Verbrennungsmaschine betrieben wird, einer Batterie, die über einen Inverter durch eine Ausgangsleistung aus dem Generator elektrisch geladen wird, und einem Motor (Elektromotor) versehen ist, welcher elektrische Energie von der Batterie über den Inverter empfängt, ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine Abgasreinigungsanlage aufweist, die an einem Abgaskanal in der internen Verbrennungsmaschine angeordnet ist, sowie eine Temperaturerhöhungseinrichtung aufweist, für ein Erhöhen der Temperatur der Abgasreinigungsanlage während der elektrischen Energiezufuhr von der Batterie über den Inverter, während die interne Verbrennungsmaschine gestoppt ist. Darüber hinaus ist die Abgasreinigungsanlage dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasreinigungsanlage als ein Oxidationskatalysator ausgebildet ist, der an einem vorderen Bereich angeordnet ist, wohingegen ein Filter in einem hinteren Bereich angeordnet ist, für das Einsammeln von Kleinstteilchen, die in dem Abgas enthalten sind. Zusätzlich ist die Abgasreinigungsanlage dadurch gekennzeichnet, dass der Filter auf Cordieritbasis gefertigt ist, und ferner, dass die Temperaturerhöhungseinrichtung ein Heizgerät ist, das um den Filter herum angeordnet ist, um bei Zufuhr elektrischer Energie Wärme zu erzeugen.
  • Bei der Abgasreinigungsanlage für ein Hybridfahrzeug der Serienbauart wird die Abgasreinigungsanlage, die in dem Abgaskanal innerhalb des internen Verbrennungsmotors für das Hybridfahrzeug der Serienbauart angeordnet ist, hinsichtlich seiner Temperatur angehoben, durch Zufuhr elektrischer Energie zu der Temperaturerhöhungseinrichtung von der Batterie über den Inverter, während der interne Verbrennungsmotor gestoppt bzw. abgeschaltet ist. Darüber hinaus wird ein sogenannter Filter der kontinuierlich-regenerativen Bauart als Abgasreinigungsanlage verwendet, wodurch Hydrokarbon (HC) und Karbonoxid (CO), das in dem Abgas enthalt ist, in Karbondioxid (CO2) und Wasser (H2O) jeweils umgewandelt wird, wobei der Oxidationskatalysator auf der Vorderseite angeordnet ist, und wobei Nitrogenoxid (NO), das in NOx enthalten ist, in effizienter Weise in Nitrogendioxid (NO2) umgewandelt wird, wodurch zeitweilig eine NO2-Konzentration erhöht wird, wohingegen PMs durch den auf der Hinterseite angeordneten Filter eingesammelt werden, so dass die PMs mit dem NO2 verbrannt werden, welches auf der Vorderseite erzeugt wird. Wenn darüber hinaus der Filter auf Cordieritbasis gefertigt ist, ohne elektrostatische Aufladung, wird die Heizeinrichtung um den Cordierit-Filter herum angeordnet. Die elektrische Energie wird der Heizeinrichtung zugeführt, um der Heizeinrichtung zu ermöglichen, Wärme zu erzeugen, wodurch die Temperatur des Cordierit-Filters angehoben wird.
  • Zwischenzeitlich ist die Leistungsfähigkeit eines elektronischen Teils, wie beispielsweise eines Thyristors oder eines Leistungstransistors, der in einem Hybridfahrzeug eingebaut wird, in bemerkenswerter Weise verbessert worden, wobei folglich ein Wärmeerzeugungsbetrag durch das elektronische Bauteil (beispielsweise einem Wärmeerzeugungserzeugungselement) größer geworden ist. Beispielsweise in einem Hybridfahrzeug, in welchem ein Induktionsmotor sowie eine DC-Batterie darin eingebaut sind (einschließlich eines elektrischen Fahrzeugs oder eines Brennstoffzellenfahrzeugs), konvertiert zwischenzeitlich ein Inverter Leistung, um diese Leistung von der DC-Batterie zu dem Induktionsmotor zu leiten. Ein Wärmeerzeugungsbetrag des elektrischen Bauteils wie beispielsweise des Inverters wird ebenfalls erhöht gemäß einer Erhöhung der Nennausgangsleistung des Induktionsmotors, wodurch geeignete Kühlungsmaßnahmen erforderlich werden.
  • Für das Fahrzeug ist es erforderlich, dass das elektronische Bauteil hinsichtlich seiner Größe und insbesondere seiner Dicke reduziert wird. Selbst bei einer solchen Forderung ist die Wichtigkeit einer Kühleinrichtung für das schnelle Abgeben einer großen Menge an erzeugter Wärme nach außen immer größer, um die Stabilität des Betriebs aufrechtzuerhalten. Eine Wärmeableitvorrichtung, ein luftgekühlter Ventilator, ein Wärmerohr und eine wassergekühlte Einheit werden einzeln oder in Kombination für ein Kühlen des vorstehend genannten elektronischen Bauteils verwendet. Unter diesen wird für den Fall eine wassergekühlte Einheit verwendet, dass eine erhebliche Menge an Wärme erzeugt wird. Auf diese Weise wird ein elektronisches Bauteil, wie beispielsweise ein IPM (Abkürzung für ein ”intelligentes Powermodul) oder ein IGBT (Abkürzung für einen ”isolierten Gatebipolartransistor), der an einer PCU (Abkürzung für eine ”Powerkontrolleinheit) montiert ist, gekühlt (im Nachfolgenden werden elektronische Bauteile, die gekühlt werden müssen, als Leistungsmodule bezeichnet).
  • D. h., dass ein solches Leistungsmodul thermisch zwischen dem Leistungsmodul und einer Kühlflüssigkeit (d. h. Kühlmittel) getauscht werden muss, wobei daraufhin die Kühlflüssigkeit thermisch zwischen sich und der Luft innerhalb eines Radiators ausgetauscht werden muss. Schließlich wird die Wärme des Leistungsmoduls entsorgt.
  • Selbst in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2006-132494 gemäß vorstehender Beschreibung wird jedoch die elektrische Leistung lediglich zu der Heizeinrichtung über den Inverter geführt, um die Temperatur des Filters zu erhöhen, wobei jedoch die Wärme, welche in dem Leistungsmoduls des Inverters erzeugt wird, nicht effizient genutzt werden kann.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde ausgeführt, um das vorstehend genannte Problem zu lösen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demzufolge darin, eine Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, in welchem Wärme, die in einem Leistungsmodul für das Erzeugen von Wärme erzeugt wird, in effektiver Weise für ein Aufwärmen des Katalysators genutzt werden kann.
  • Eine Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst folgende Bauteile:
    einen Katalysatorreinigungsmechanismus für ein Reinigen von Abgas in dem internen Verbrennungsmotor, und
    eine elektrische Ausrüstung, die in einer solchen Weise vorgesehen ist, dass sie in Kontakt mit einer äußeren Fläche des Katalysatorreinigungsmechanismus gebracht wird, wobei die elektrische Ausrüstung gegen Hitze aus einer Katalysatoraktivierungstemperatur oder darüber hinaus widerstandsfähig ist, und durch Elektrifizierung (elektrische Aufladung) Wärme erzeugt.
  • Gemäß dem ersten Aspekt kann der Katalysatorreinigungsmechanismus für das Reinigen des Abgases in der internen Verbrennungsmaschine nicht zufriedenstellend das Abgas bei Temperaturen einer Katalysatoraktivierungstemperatur oder darunter reinigen. Normalerweise wird die Temperatur des Katalysatorreinigungsmechanismus angehoben durch Anheben der Temperatur des Abgases infolge einer Spätzündung, einer Erhöhung der eingespritzten Kraftstoffmenge usw. Bei dem Hybridfahrzeug kann der interne Verbrennungsmotor während der Bewegung lediglich durch den Elektromotor gestartet werden. Wenn in einem solchen Fall insbesondere eine hohe Last für den internen Verbrennungsmotor unmittelbar nach dem Start gefordert wird, wird eine erhebliche Menge an Abgas in die Atmosphäre abgegeben, während es nicht ausreichend gereinigt verbleibt, wenn die Temperatur des Katalysatorreinigungsmechanismus bei der Aktivierungstemperatur oder darunter verbleibt. Wenn im Gegensatz hierzu das Fahrzeug lediglich durch den Motor (Elektromotor) betrieben wird, dann wird die elektrische Ausrüstung, wie beispielsweise ein ein Leistungsmodul beinhaltender Inverter betrieben, wobei folglich das Leistungsmodul durch Elektrifikation (elektrische Aufladung) Wärme erzeugt. Die elektrische Ausrüstung ist widerstandsfähig gegen Wärme aus der Katalysatoraktivierungstemperatur oder darüber. Die elektrische Ausrüstung ist in einer solchen Weise angeordnet, dass sie in Kontakt mit der äußeren Fläche des Katalysatorreinigungsmechanismus gebracht wird. Aus diesem Grund wird die Temperatur des Katalysators über die äußere Fläche des Katalysatorreinigungsmechanismus angehoben durch die Wärme, die in der elektrischen Ausrüstung durch elektrische Aufladung erzeugt wird. Da die elektrische Ausrüstung widerstandsfähig ist gegen die Wärme (Hitze) aus der Katalysatoraktivierungstemperatur oder darüber hinaus, kann sie hinsichtlich ihrer Funktion nicht verschlechtert oder gar zerstört werden durch die Hitze, selbst dann, nachdem der Katalysator aktiviert wurde (d. h. dessen Hitze wird größer als 600°C). Als eine Konsequenz hiervon ist es möglich, eine Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für das Hybridfahrzeug bereitzustellen, in welchem die Wärme, die in dem Leistungsmodul erzeugt wird, in effizienter Weise für ein Aufwärmen des Katalysators genutzt werden kann.
  • Bei der Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist die elektrische Ausrüstung für ein Steuern der Leistungszufuhr zu einem Motor/Generator zusätzlich zu der Ausbildung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen.
  • Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Invertereinrichtung, eine Konvertereinrichtung oder dergleichen, welche in dem Hybridfahrzeug als die elektrische Ausrüstung vorgesehen ist, für ein Steuern/Regeln der Leistungszufuhr zu einem Motor/Generator gegen Wärme aus einer Katalysatoraktivierungstemperatur oder darüber resistent. Die elektrische Ausrüstung ist in einer solchen Weise angeordnet, dass sie in Kontakt mit der äußeren Fläche des Katalysatorreinigungsmechanismus gebracht wird. Aus diesem Grund erreicht die Wärme der Ausrüstung für ein Steuern der Leistungszufuhr zu dem Motor/Generator, welcher die Wärme durch elektrische Aufladung erzeugt, eine Erhöhung der Katalysatortemperatur über die äußere Fläche des Katalysatorreinigungsmechanismus. Da die elektrische Ausrüstung widerstandsfähig gegen Wärme aus der Katalysatoraktivierungstemperatur oder darüber ist, kann sie hinsichtlich ihrer Funktion durch diese Wärme nicht beeinträchtigt oder gar zerstört werden, selbst nachdem der Katalysator aktiviert wurde (d. h., dass er hinsichtlich seiner Temperatur höher als ca. 600°C wird).
  • Bei der Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist die elektrische Ausrüstung eine Invertereinrichtung, wobei die Invertereinrichtung ein Leistungsmodul, welches widerstandsfähig gegen Wärme aus eine Katalysatoraktivierungstemperatur oder darüber ist sowie Wärme erzeugt und ein elektrisches Bauteil umfasst, das gegenüber dem Leistungsmodul schlechter hinsichtlich seiner Wärmewiderstandskraft ist, wobei das Leistungsmodul in einer solchen Weise angeordnet ist, um in Kontakt mit der äußeren Fläche des Katalysatorreinigungsmechanismus gebracht zu werden, wohingegen das elektrische Bauteil in einer solchen Weise angeordnet ist, um nicht in Kontakt mit der äußeren Fläche gebracht zu werden, wobei der dritte Aspekt zusätzlich zu der Gestaltung gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt vorgesehen sein kann.
  • Gemäß dem dritten Aspekt ist die Invertereinrichtung, welche in dem Hybridfahrzeug als die elektrische Ausrüstung eingebaut ist, aus dem Leistungsmodul (welches widerstandsfähig ist gegen die Wärme aus der Katalysatoraktivierungstemperatur oder darüber) und dem elektrischen Bauteil aufgebaut, welches eine schlechtere Wärmewiderstandskraft aufweist als das Leistungsmodul (es kann nicht widerstandsfähig gegen die Wärme aus der Katalysatoraktivierungstemperatur oder darüber sein). Das Leistungsmodul ist in einer solchen Weise angeordnet, um in Kontakt mit der äußeren Fläche des Katalysatorreinigungsmechanismus gebracht zu werden, wohingegen die elektrische Ausrüstung in einer solchen Weise angeordnet ist, um nicht in Kontakt mit der äußeren Fläche des Katalysatorreinigungsmechanismus gebracht zu werden. Selbst wenn die elektrische Ausrüstung teilweise das elektrische Bauteil umfasst, welches eine geringe Widerstandskraft gegen Wärme aufweist, ist es folglich möglich, die Katalysatorerhöhungstemperatureinrichtung für das Hybridfahrzeug bereitzustellen, in welchem die Wärme, die in dem Leistungsmodul erzeugt wird, in effizienter Weise für das Aufwärmen des Katalysators genutzt werden kann.
  • Die Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung umfasst des Weiteren ein Wärmeisolationsbauteil, welches zwischen dem Leistungsmodul und dem elektrischen Bauteil zwischengefügt ist, und zwar zusätzlich zu der Ausbildung gemäß dem dritten Aspekt.
  • Gemäß dem vierten Aspekt ist das Wärmeisolationsmaterial (Glaswolle für nicht positives Isolieren von Wärme oder ein Kühlmittelkanal oder ein Kühlluftkanal für positives Isolieren von Wärme) zwischen dem Leistungsmodul und dem elektrischen Bauteil zwischengefügt, welches eine gegenüber dem Leistungsmodul schlechtere Wärmewiderstandskraft aufweist. Als eine Konsequenz hiervon kann selbst dann, wenn das Leistungsmodul in einer solchen Weise angeordnet ist, um mit der äußeren Fläche des Katalysatorreinigungsmechanismus in Kontakt gebracht zu werden, das Wärmeisolationsmaterial verhindern, dass Wärme, die in der Katalysatorreinigungseinrichtung erzeugt wird, von dem Katalysatorreinigungsmechanismus auf das elektrische Bauteil übertragen wird, welches eine gegenüber dem Leistungsmodul geringere Wärmewiderstandskraft hat.
  • Bei der Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung ist das Wärmeisolationsbauteil eine Kühlmittel leitung, die an einen Wärmeradiator angeschlossen ist und in welcher ein Kühlmittel zirkuliert wird, und zwar zusätzlich zu der Ausbildung gemäß dem vierten Aspekt.
  • Gemäß dem fünften Aspekt ist die Kühlmittelleitung zwischen dem Leistungsmodul und dem elektrischen Bauteil zwischengefügt, welches eine gegenüber dem Leistungsmodul schlechtere Wärmewiderstandskraft hat. Das Kühlmittel, welches gekühlt wird (d. h., von dem Wärme abgestrahlt wird) durch den Radiator, wird in der Kühlmittelleitung zirkuliert. Als eine Konsequenz hiervon kann selbst in dem Fall, dass das Leistungsmodul in einer solchen Weise angeordnet ist, um in Kontakt mit der äußeren Fläche des Katalysatorreinigungsmechanismus gebracht zu werden, das Wärmeisolationsmaterial auf noch sicherere Weise vermeiden, dass Wärme, die in der Katalysatorreinigungseinrichtung erzeugt wird, von dem Katalysatorreinigungsmechanismus auf das elektrische Bauteil übertragen wird, welches eine gegenüber dem Leistungsmodul schlechtere Wärmewiderstandskraft besitzt.
  • Die Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung umfasst eine Steuerung, zusätzlich zu der Ausbildung gemäß dem fünften Aspekt. Die Steuerung bestimmt, ob es erforderlich ist oder nicht, den Katalysatorreinigungsmechanismus nach dem Start der internen Verbrennungsmaschine aufzuwärmen, um ein Schaltventil, welches in der Kühlmittelleitung angeordnet ist, in einer solchen Weise anzusteuern, dass Kühlmittel in der Kühlmittelleitung nicht in einen Wärmeradiator strömt, falls bestimmt wird, dass eine Aufwärmung erforderlich ist.
  • Gemäß dem sechsten Aspekt kann das in der Kühlmittelleitung strömende Kühlmittel nicht zu dem Radiator in der Kühlmittelleitung strömen, welche zwischen dem Leistungsmodul und dem elektrischen Bauteil angeordnet ist, wenn bestimmt wird, dass der Katalysator aufgewärmt werden muss. Als eine Konsequenz hiervon kann das Leistungsmodul nicht mit Kühlmittel gekühlt werden, so dass der Katalysatorreinigungsmechanismus hinsichtlich seiner Temperatur durch die Wärme erhöht werden kann, welche in dem Leistungsmodul erzeugt wird.
  • Die Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß einem siebten Aspekt der Erfindung umfasst ferner eine Steuerung zusätzlich zu der Ausbildung gemäß einem der ersten bis dritten Aspekte. Die Steuerung bestimmt, ob der Katalysatorreinigungsmechanismus nach dem Start der internen Verbrennungsmaschine aufgewärmt werden muss oder nicht, um die elektrische Ausrüstung in einer solchen Weise zu steuern, um die elektrische Ausrüstung mit einer niedrigen Effizienz zu betreiben, falls bestimmt wird, dass ein Aufwärmen erforderlich ist.
  • Gemäß dem siebten Aspekt wird die elektrische Ausrüstung mit einer niedrigen Effizienz betrieben, wenn bestimmt wird, dass der Katalysator aufgewärmt werden muss. Aus diesem Grund wird der Betrag an Wärme, der in der elektrischen Ausrüstung erzeugt wird, erhöht. Als eine Konsequenz hiervon wird die Wärmeerzeugungsmenge in dem Leistungsmodul weiter erhöht, wodurch die Temperatur des Katalysatorreinigungsmechanismus mittels der in dem Leistungsmodul erzeugten Wärme schneller angehoben wird.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Steuerblockdiagramm, welches ein Hybridfahrzeug im Ganzen zeigt einschließlich einer Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 2 beschreibt eine Leistungs-Splitt-Einrichtung.
  • 3 ist ein Steuerblockdiagramm, welches eine Maschine illustriert, die mit einer Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung versehen ist.
  • 4 ist eine Flusskarte, welche eine Steuerungsstruktur eines Programms darstellt, welches durch eine Maschinen-ECU ausgeführt wird für ein Steuern/Regeln der Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 5 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine Maschine zeigt, die mit einer Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung gemäß einer Modifikation des bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung gesehen ist.
  • Beste Modi für das Ausführen der Erfindung
  • Mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen wird nachfolgend eine Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben. In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche Komponententeile mit gleichen Bezugszeichen versehen, deren Bezeichnungen und Funktionen dieselben sind. Aus diesem Grund wird deren detaillierte Beschreibung nachfolgend nicht mehr wiederholt. Obgleich ursprünglich die Beschreibung bezüglich einer Maschine (Verbrennungsmotor) gegeben wird, die mit zwei Drei-Wege-Katalysatorkonvertern gemäß der nachfolgenden Beschreibung versehen ist, ist die vorliegende Erfindung für jedwede Verbrennungsmaschine anwendbar, die mit einem oder mehreren Drei-Wege-Katalysatorkonvertern ausgerüstet ist. Darüber hinaus ist ein Hybridsystem nicht beschränkt, solange ein Fahrzeug mit einem Leistungsmodul versehen ist, welches Wärme erzeugt (im Gegensatz zu jenem, welches gekühlt werden muss).
  • Bezüglich der 1 wird eine Beschreibung eines Steuerblockdiagramms gegeben, das ein Hybridfahrzeug im Ganzen einschließlich einer Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Im Übrigen ist die vorliegende Erfindung nicht auf das Hybridfahrzeug gemäß der 1 beschränkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine interne Verbrennungsmaschine (nachfolgend als ein Verbrennungsmotor bezeichnet) wie beispielsweise ein Benzinmotor, welcher als Leistungsquelle dient, als eine Antriebsquelle für ein Fahrzeug verwendet, und darüber hinaus als eine Antriebsquelle für einen Generator. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung bei einem Hybridfahrzeug gemäß anderer Bauart angewendet werden, bei welchem als Antriebsquellen ein Verbrennungsmotor sowie ein Motor/Generator verwendet werden, wobei ein Fahrzeug durch eine Kraft/Leistung bewegt werden kann, die durch den Motor/Generator erzeugt wird, und welches eine Batterie darin eingebaut hat, so dass der Verbrennungsmotor während der Fahrzeugbewegung gestoppt (abgeschaltet) sein kann. Solch eine Batterie ist eine Nickelmetallhydridbatterie oder eine Lithiumionenbatterie oder dergleichen. Alternativ hierzu kann ein Anlaufkondensator anstelle der Batterie verwendet werden.
  • Das Hybridfahrzeug umfasst einen Verbrennungsmotor 120 sowie einen Motor/Generator (MG) 140. Nachfolgend wird aus Gründen besserer Verständlichkeit der Beschreibung der Motor/Generator 140 bezeichnet als ein Motor/Generator 140A (oder MG(2) 140A) und ein weiterer Motor/Generator 140B (oder MG(1) 140B). Gemäß einem Bewegungszustand des Hybridfahrzeugs funktioniert der Motor/Generator 140A als ein Generator, wohingegen der Motor/Generator 140B als ein Motor funktioniert. Wenn der Motor/Generator als der Generator funktioniert, wird ein regeneratives Bremsen erreicht. Wenn darüber hinaus der Motor/Generator als der Generator funktioniert, wird kinetische Energie in elektrische Energie in dem Fahrzeug umgewandelt, so dass das Fahrzeug hinsichtlich seiner Geschwindigkeit verringert wird.
  • Darüber hinaus umfasst das Hybridfahrzeug folgendes: ein Geschwindigkeitsverringerungsmittel 180 für das Übertragen von Leistung, die in dem Verbrennungsmotor 120 oder dem Motor/Generator 140 erzeugt wird, auf Antriebsräder 160 oder für das Übertragen der Leistung von dem Antriebsrad 160 auf den Verbrennungsmotor 120 oder den Motor/Generator 140, eine Leistungs-Splitt-Einrichtung bzw. Leistungsaufteilungseinrichtung (beispielsweise ein Planetengetriebemechanismus gemäß nachfolgender Beschreibung) 200 für ein Verteilen der in dem Verbrennungsmotor 120 erzeugten Leistung auf zwei Kanäle, d. h. Antriebsräder 160 und den Motor/Generator 140B (MG(1) 140B), eine Batterie 220 für ein elektrisches Aufladen der elektrischen Energie, um den Motor/Generator 140 zu betreiben, einen Inverter 240 für die Stromsteuerung, während ein DC der Batterie 220 mit ACs des Motors/Generators 140A (MG(2) 140A) und des Motors/Generators 140B (MG(1) 140B) ausgetauscht wird, eine Batteriesteuereinheit (nachfolgend als eine Batterie-ECU bezeichnet, wodurch eine elektronische Steuerungseinheit abgekürzt ist) 260 für ein beaufsichtigtes Steuern eines elektrischen Lade-/Entladezustands (d. h. ein SOC, welches die Abkürzung von Ladezustand darstellt) der Batterie 220, eine Verbrennungsmotor-ECU 280 für das Steuern des Betriebszustands des Verbrennungsmotors 120, eine MG_ECU 300 für ein Steuern des Motors/Generators 140, der Batterie-ECU 260, eines Inverters 240 oder ähnliches gemäß dem Zustand des Hybridfahrzeugs, und eine HV_ECU 320 für das beaufsichtigte Steuern der Batterie-ECU 260, der Verbrennungsmotor-ECU 280, der MG_ECU 300 oder ähnliches, und zwar abwechselnd, um ein Hybridsystem als ein Ganzes in einer solchen Weise zu steuern, um dem Hybridfahrzeug zu ermöglichen, in effizientester Weise sich zu bewegen.
  • In dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Aufspannkonverter 242 zwischen der Batterie 220 und dem Inverter 240 zwischengefügt. Da eine Nennspannung der Batterie 220 kleiner ist als jene des Motors/Generators 140A (MG(2) 140A) sowie des Motors/Generators 140B (MG(1) 140B), erhöht der Aufspannkonverter 242 die Spannung der elektrischen Energie/Leistung, wenn die Leistung von der Batterie 220 an den Motor/Generator 140A (MG(2) 140A) oder den Motor/Generator 140B (MG(1) 140B) angelegt wird.
  • Obgleich die ECUs unabhängig voneinander gemäß der 1 ausgebildet sind, kann eine ECU durch Integrieren zweier oder mehrerer ECUs miteinander gebildet werden (beispielsweise durch Integrieren der MG_ECU 300 und HV_ECU 320 miteinander, wie durch eine gestrichelte Linie in der 1 gezeigt ist).
  • In der Leistungsaufteilungseinrichtung 200 wird ein Planetengetriebemechanismus (d. h. ein Planetengetriebe) verwendet für ein Aufteilen der Leistung des Verbrennungsmotors 120 sowohl auf das Antriebsrad 160 als auch auf den Motor/Generator 140B (MG(1) 140B). Die Leistungsaufteilungseinrichtung 200 funktioniert auch als ein kontinuierlich variables Getriebe durch Steuern der Rotationsgeschwindigkeit des Motors/Generators 140B (MG(1) 140B). Die Drehkraft des Verbrennungsmotors 120 wird in einem Träger (C) eingegeben, anschließend auf den Motor/Generator 140B (MG(1) 140B) über ein Sonnenrad (S) übertragen, während die Rotationskraft auf den Motor/Generator 140A (MG(2) 140A) und eine Ausgangswelle (auf Seiten des Antriebsrades 160) über ein Ringrad (R) übertragen wird. Wenn der drehende Antriebsmotor 120 gestoppt bzw. abgeschaltet wird, dann wird die kinetische Energie der Rotation des Antriebsmotors 120 in die elektrische Energie durch den Motor/Generator 140B (MG(1) 140B) konvertiert, da der Verbrennungsmotor 120 gedreht wird, wodurch die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors 120 verringert wird.
  • Bei dem Hybridfahrzeug, in welchem das Hybridsystem gemäß der 1 montiert ist, steuert die HV_ECU 320 den Verbrennungsmotor 120 über den Motor/Generator 140A (MG(2) 140A) und den Verbrennungsmotor-ECU 280 in einer solchen Weise, dass das Hybridfahrzeug lediglich durch den Motor/Generator 140A (MG(2) 140A) aus den Motor/Generatoren 140 betrieben wird, solange eine vorbestimmte Bedingung des Fahrzeugzustandes erfüllt ist. Die vorbestimmte Bedingung besagt, dass beispielsweise die SOC der Batterie 220 höher ist als ein vorbestimmter Wert. Auf diese Weise kann in dem Fall, wonach der Verbrennungsmotor 120 mit niedriger Effizienz betrieben wird, etwa zu einem Startzeitpunkt oder während eines Betriebs mit niedriger Geschwindigkeit, das Hybridfahrzeug lediglich durch den Motor/Generator 140A (MG(2) 140A) betrieben werden. Als eine Konsequenz hiervon kann die SOC der Batterie 220 verringert werden (im Nachfolgenden kann die Batterie 220 elektrisch geladen werden während des Anhaltens des Fahrzeugs).
  • Während eines normalen Betriebs wird die Leistung des Verbrennungsmotors 120 auf die zwei Kanäle beispielsweise durch die Leistungsaufteilungseinrichtung 200 aufgeteilt. Auf einem der Kanäle wird das Antriebsrad 160 direkt angetrieben, wohingegen auf dem anderen Kanal der Motor/Generator 140B (MG(1) 140B) angetrieben wird, um Leistung zu erzeugen. Zu dieser Zeit wird der Motor/Generator 140A (MG(2) 140A) durch die erzeugte Leistung angetrieben, um den Antrieb des Antriebsrads 160 zu unterstützen. Darüber hinaus wird während einer Bewegung mit hoher Geschwindigkeit die Leistung aus der Batterie 220 ebenfalls an den Motor/Generator 140A (MG(2) 140A) angelegt, um hierdurch eine Ausgangsleistung von dem Motor/Generator 140A (MG(2) 140A) zu erhöhen, um die Antriebskraft auf das Antriebsrad 160 hinzu zu addieren. Im Gegensatz hierzu funktioniert während einer Geschwindigkeitsverringerung der Motor/Generator 140A (MG(2) 140A), der nunmehr vom Antriebsrad 160 angetrieben wird, als der Generator, um eine regenerative Erzeugung auszuführen, wobei anschließend die wieder gewonnene Leistung in die Batterie 220 geladen wird. In dem Fall, wonach ein elektrischer Ladungsbetrag der Batterie 220 verringert wird und folglich elektrisches Aufladen insbesondere erforderlich ist, wird hier die Ausgangsleistung vom Verbrennungsmotor 120 erhöht, derart, dass ein Leistungserzeugungsbetrag durch den Motor/Generator 140B (MG(1) 140B) erhöht wird und folglich der elektrische Ladungsbetrag bezüglich der Batterie 220 angehoben wird.
  • Eine Ziel-SOC der Batterie 220 wird normalerweise auf 60% festgesetzt, und zwar in einer solchen Weise, um die Energie zurück zu gewinnen, wann immer eine Regeneration ausgeführt wird. Darüber hinaus werden ein oberes Limit sowie ein unteres Limit für die SOC festgesetzt, beispielsweise auf 80% sowie auf 30%, um jeglichen Batterieabbau der Batterie 220 zu vermeiden. Die HV_ECU 320 steuert die Leistungserzeugung, die Regeneration oder den Verbrennungsmotorausgang durch den Motor/Generator 140 in einer solchen Weise, dass die SOC die obere Grenze sowie die untere Grenze nicht überschreiten kann, und zwar mittels der MG_ECU 300. Im Übrigen sind die aufgelisteten Werte im vorliegenden Fall lediglich Beispiele, jedoch nicht auf diese begrenzt.
  • Bezüglich der 2 wird eine weitere Beschreibung für eine Leistungsaufteilungseinrichtung 200 gegeben. Die Leistungsaufteilungseinrichtung 200 ist aus einem Planetengetriebe aufgebaut, umfassend ein Sonnenrad (S) 202 (nachfolgend der Einfachheit halber als Sonnenrad 202 bezeichnet), ein Zahnrad bzw. Planetenrad 204, einen Planetenradträger (C) 206 (nachfolgend der Einfachheit halber als Planetenradträger 206 bezeichnet) sowie ein Ringrad (R) 208 (nachfolgend der Einfachheit halber als Ringrad 208 bezeichnet).
  • Das Planetenrad 204 kämmt mit dem Sonnenrad 202 sowie dem Ringrad 208. Der Träger 206 trägt das Planetenrad 204 in drehbarer Weise. Das Sonnenrad 202 ist mit einem Drehschaft des MG(1) 140B verbunden. Der Träger 206 ist an eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 120 angeschlossen. Das Ringrad 208 ist an eine Drehwelle des MG(2) 140A angeschlossen sowie an einen Geschwindigkeitsverringerer 180.
  • Der Verbrennungsmotor 120, die MG(1) 140B sowie die MG(2) 140A sind miteinander über die Leistungsaufteilungseinrichtung 200 verbunden, welche durch das Planetengetriebe ausgebildet ist, so dass die Geschwindigkeiten des Verbrennungsmotors 120, der MG(1) 140B und der MG(2) 140A die Verbindungsbeziehung über eine gerade Linie in einer nomographischen Karte erreichen.
  • Mit Bezug auf die 3 wird nachfolgend eine Beschreibung des Verbrennungsmotors 120 gegeben, wie er in dem Hybridfahrzeug eingebaut ist. Wie in der 3 dargestellt ist, sind an dem Verbrennungsmotor 120 ein Einlasssystem 1152 und ein Abgassystem 1154 angeschlossen, einschließlich eines ersten Drei-Wege-Katalysatorskonverters 1200 und eines zweiten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1300. Im vorliegenden Fall ist die Anzahl an Drei-Wege-Katalysatorkonvertern nicht auf zwei begrenzt, sondern können auch eins oder mehrere sein.
  • Das Einlasssystem 1152 umfasst einen Einlassstutzen 1110, einen Luftfilter 1118, einen Luftströmungsmesser 1104, einen Drosselmotor 1114A, ein Drosselventil 1112 sowie einen Drosselpositionssensor 11148.
  • Luft, die vom Luftfilter 1118 entnommen wird, strömt in den Verbrennungsmotor 120 über den Einlassstutzen 1110. Längs des Einlassstutzens 1110 ist das Drosselventil 1112 angeordnet. Das Drosselventil 1112 wird geöffnet oder geschlossen in einer solchen Weise, dass die dem Verbrennungsmotor 120 zugeführte Luft in der gewünschten Menge durch den Drosselmotor 1114A zugeführt wird, welcher im Ansprechen auf ein Steuersignal von der Verbrennungsmotor-ECU 280 betätigt wird. Zu diesem Zeitpunkt kann ein Öffnungsgrad des Drosselventils 1112 durch den Drosselpositionssensor 1114B erfasst werden. Der Luftströmungsmesser 1104 ist in dem Einlasskrümmer angeordnet, der zwischen dem Luftfilter 1118 und dem Drosselventil 1112 ausgeformt ist, um die Einlassluftmenge zu erfassen. Daraufhin überträgt der Luftströmungsmesser 1104 die resultierende Luftmenge an die Verbrennungsmotor-ECU 280 als ein Ansaugeinlassquantitätssignal.
  • Der Verbrennungsmotor 120 hat einen Kühlkanal 1122, einen Zylinderblock 1124, einen Einspritzer 1126, einen Kolben 1128, eine Kurbelwelle 1130, einen Wassertemperatursensor 1106 und einen Kurbelwellenpositionssensor 1132.
  • Innerhalb der Zylinder in der Anzahl entsprechend der Zylinderblocks 114 sind jeweils Kolben 1128 angeordnet. In eine Verbrennungskammer oberhalb der Kolben 1128 wird ein Luft-Kraftstoff-Gemisch eingegeben, bestehend aus einem Kraftstoff, der vom Einspritzer 1126 eingespritzt wird sowie der Ansaugluft durch den Ansaugstutzen 1110, um durch Zündung mittels einer Zündkerze verbrannt zu werden, deren Zündzeitpunkt gesteuert ist. Wenn die Verbrennung generiert wird, dann wird der Kolben 1128 abwärts gedrückt. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Vertikalbewegung des Kolbens 1128 in eine Rotationsbewegung der Kurbelwelle 1130 über einen Kurbelwellenmechanismus konvertiert. Im vorliegenden Fall wird die Rotationsgeschwindigkeit NE des Verbrennungsmotors 120 durch die Verbrennungsmotor-ECU 280 erfasst im Ansprechen auf ein Signal, welches durch den Kurbelwellenpositionssensor 1132 abgegeben wird.
  • Innerhalb des Zylinderblocks 1124 ist ein Kühlkanal 1122 ausgeformt, so dass das Kühlmittel durch die Betätigung einer Wasserpumpe (nicht weiter dargestellt) zirkuliert wird. Das im Kühlkanal 1122 strömende Kühlmittel fließt in Richtung eines Radiators (nicht dargestellt), der an den Kühlmittelkanal 1122 angeschlossen ist, um anschließend durch einen Kühlventilator (nicht dargestellt) seine Wärme abzugeben. An dem Kühlmittelkanal 1122 ist ein Wassertemperatursensor 1106 angeordnet, welcher die Temperatur des Kühlmittels erfasst, das durch den Kühlmittelkanal 1122 strömt. Der Wassertemperatursensor 1106 überträgt einen Wert bezüglich der erfassten Wassertemperatur als ein Erfassungssignal, welches für die Temperatur des Verbrennungsmotorkühlmittels steht.
  • Das Abgassystem 1154 umfasst einen Abgaskanal 1108, einen ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200, der integral mit einem Abgaskrümmer des Verbrennungsmotors 120 ausgebildet ist, sowie einen zweiten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1300, der an einem unteren Boden angeordnet ist, um eine Erhöhung der Temperatur durch die Wärme des Verbrennungsmotors 120 zu erhalten. Stromauf des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1200 sowie stromauf des zweiten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1300 (d. h. stromab des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1200) sind jeweils Luft-Kraftstoff-Verhältnissensoren angeordnet. Darüber hinaus sind Temperatursensoren (nicht weiter dargestellt) für das Erfassen der jeweiligen Temperaturen des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1200 sowie des zweiten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1300 vorgesehen.
  • Auf diese Weise ist ein Abgaskanal 1108, welcher auf einer Abgasseite innerhalb des Verbrennungsmotors 120 angeschlossen ist, an dem ersten Drei-Wege- Katalysatorkonverter 1200 sowie dem zweiten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1300 angeschlossen. In anderen Worten ausgedrückt strömt Abgas, welches durch die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs erzeugt wird, welches innerhalb der Verbrennungskammer im Verbrennungsmotor 120 enthalten ist, zuerst in den ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200. HC sowie CO, welches in dem Abgas enthalten ist, das in den ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 einströmt, werden in dem ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 oxidiert. Zwischenzeitlich wird NOx, das in dem Abgas enthalten ist, welches in den ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 einströmt, in dem ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 reduziert. Der erste Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 ist nahe dem Verbrennungsmotor 120 angeordnet (er kann auch mit dem Abgaskrümmer gemäß vorstehender Beschreibung integriert sein), so dass dieser bezüglich seiner Temperatur schnell ansteigt, selbst während des Kaltstarts des Verbrennungsmotors 120, um eine Katalysatorfunktion zu erbringen.
  • Darüber hinaus wird Abgas von dem ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 zu dem zweiten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1300 zum Zweck seiner weiteren Reinigung weitergeleitet. Der erste Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 und der zweite Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1300 haben grundsätzlich die gleiche Struktur und Funktion.
  • Ein erster Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 1210, der stromauf zum ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 angeordnet ist, sowie ein zweiter Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 1310, der stromab zum ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 sowie stromauf zum zweiten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1300 angeordnet ist, erfassen die Konzentrationen an Sauerstoff, welches in dem Abgas enthalten ist, das durch den ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 und den zweiten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1300 jeweils strömt. Die Erfassung der Konzentration an Sauerstoff kann zu der Erfassung eines Verhältnisses an Kraftstoff bezüglich Luft führen, das in dem Abgas enthalten ist, d. h. einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
  • Der erste Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 1210 und der zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 1310 erzeugen jeweils einen Strom gemäß der Sauerstoffkonzentration, die in dem Abgas enthalten ist. Der Strom wird beispielsweise in eine Spannung konvertiert, die daraufhin der Verbrennungsmotor-ECU 280 eingegeben wird. Demzufolge kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Abgas stromauf zum ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 erfasst werden, und zwar im Ansprechen auf ein Signal, das vom ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 1210 ausgegeben wird, wohingegen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das stromauf zum zweiten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1300 vorliegt, erfasst werden kann, und zwar im Ansprechen auf ein Signal, das vom zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 1310 ausgegeben wird. Der erste Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 1210 sowie der zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 1310 erzeugen beispielsweise eine Spannung von ungefähr 0,1 V, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager ist, wohingegen sie eine Spannung von 0,9 V erzeugen, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett ist. Ein Wert, der durch Konvertieren der Spannung in das Luft-Kraftstoff-Verhältnis erhalten wird, wird mit einem Grenzwert bezüglich des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verglichen, wodurch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch die Verbrennungsmotor-ECU 280 gesteuert wird.
  • Der erste Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 sowie der zweite Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1300 sind durch die Funktion eines Reduzierens von NOx bei gleichzeitigem Oxidieren von HC und CO gekennzeichnet, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein theoretisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, d. h. die Funktion einer Reinigung von HC, CO und NOx zu der gleichen Zeit.
  • Eine Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel wird gebildet durch Bereitstellen des Leistungsmoduls 240A, welches der wesentliche Teil des Inverters 240 ist, welcher Wärme erzeugt und einen exzellenten Wärmewiderstand (beispielsweise 600°C) hat, und zwar in einer solchen Weise, dass er in Kontakt gebracht wird mit der äußeren Fläche des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1200. D. h., dass das Leistungsmodul 240A, dessen Einrichtungsmaterial aus 4H-SiC oder 6H-SiC besteht, welches eine hohe Wärmeresistenz sowie einen hochdichten Wärmeverlust (beispielsweise 1 kW/cm2) hat, in Kontakt stehend mit der äußeren Fläche des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1200 vorgesehen ist, wobei folglich eine Wärmeübertragung vom Leistungsmodul 240A zum ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 die Temperatur des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1200 ansteigen lässt. Obgleich hier die Katalysatortemperatur- Erhöhungseinrichtung gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel lediglich im/am ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 vorgesehen ist, gemäß der 3, so kann die Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel auch oder lediglich in dem zweiten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1300 vorgesehen sein.
  • Der Inverter 240 wird aus dem Leistungsmodul 240A gemäß vorstehender Beschreibung sowie aus einem weiteren Inverterteil 240B gebildet, welches einen niedrigen Wärmewiderstand hat, unterschiedlich zu jenem des Leistungsmoduls 240A. Da das Inverterteil 240B keinen sehr hohen Hitzewiderstand hat, ist dieses mit einer Isolationseinheit versehen, um nicht nachteilig durch die Wärmeübertragung beeinträchtigt zu werden, selbst dann, wenn der erste Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 eine hohe Temperatur erreicht. In dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Kühlmittelleitung 240C als die Isolationseinheit vorgesehen. Die Kühlmittelleitung 240C ist zwischen das Leistungsmodul 240A und das Inverterteil 240B zwischengefügt, welches folglich daran gehindert wird, eine hohe Temperatur zu erhalten, so dass das Leistungsmodul 240A per se in dem Fall gekühlt werden kann, wonach der erste Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 eine höhere Temperatur erhält als die Wärmewiderstandstemperatur des Leistungsmoduls 240A nach der Erhöhung der Katalysatortemperatur, wodurch das Leistungsmodul 240A davor bewahrt wird, eine exzessiv erhöhte Temperatur zu erhalten. Im vorliegenden Fall kann als Wärmeisolationsmaterial beispielsweise Glaswolle oder ein Kühlluftkanal als die Isolationseinheit anstelle des Kühlmittelkanals vorgesehen sein.
  • Wenn im Übrigen das Leistungsmodul 240A mit einer niedrigen Effizienz beispielsweise durch Verringern einer Nennspannung betrieben wird, dann kann die Wärmeerzeugungsquantität erhöht werden, so dass eine Temperaturerhöhung im ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 schnell erreicht wird. Im Gegensatz hierzu kann nach Beendigung der Temperaturerhöhung im ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 eine exzessive Wärmeerzeugung vermieden werden durch Betreiben des Leistungsmoduls 240A mit einer normalen Effizienz.
  • Neben dem Inverter 240 (d. h. dem Leistungsmodul 240A sowie dem Inverterteil 240B), welches die Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung ausbildet, sind eine Kühlmittelleitung 240C gemäß vorstehender Beschreibung, ein Radiator 240F, welcher als ein Wärmeradiator dient, eine Radiatorverbindungsleitung 240E für ein Verbinden des Kühlmittelleitung 240C und des Radiators 240F miteinander, eine Radiatorrückführleitung 240G für ein Miteinanderverbinden des Radiators 240F und der Kühlmittelleitung 240C sowie ein Schaltventil 240D vorgesehen, welches an einer Radiatorverbindungsleitung 240E angeordnet ist. Das Schaltventil 240D kann sowohl in einen Verbindungszustand als auch in einen Trennzustand zwischen der Kühlmittelleitung 240C und der Radiatorverbindungsleitung 240E durch die Verbrennungsmotor-ECU 280 für ein Steuern der vorliegenden Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung geschaltet werden. In anderen Worten ausgedrückt, in dem Fall, wonach das Leistungsmodul 240A und/oder das Inverterteil 240B eine positive Kühlung durch die Kühlmittelleitung 240C erfordern (d. h. in dem Fall einer Beendigung der Temperaturerhöhung im ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200), dann öffnet das Schaltventil 240D, um einen Verbindungszustand zwischen der Kühlmittelleitung 240C und der Radiatorverbindungsleitung 240E zu erhalten, wobei folglich die Temperatur des Kühlmittels durch den Radiator 240F verringert wird. Im Gegensatz hierzu, in dem Fall, wonach das Leistungsmodul 240A und/oder das Inverterteil 240B keine positive Kühlung durch die Kühlmittelleitung 240C benötigen (d. h. in dem Fall, wonach die Temperaturerhöhung im ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 noch nicht abgeschlossen ist), dann wird das Schaltventil 240D geschlossen, um den Nichtverbindungszustand zwischen der Kühlmittelleitung 240C und der Radiatorverbindungsleitung 240E zu erhalten, wobei folglich das Kühlmittel nicht in den Radiator 240F strömen kann, so dass die Temperatur des Kühlmittels sich nicht verringern kann. Im Verbindungszustand zwischen der Kühlmittelleitung 240C und der Radiatorverbindungsleitung 240E wird, während sich das Schaltventil 240D im offenen Zustand befindet, das Kühlmittel durch die nicht weiter dargestellte Wasserpumpe zirkuliert.
  • Der Kontroller bzw. die Steuerung (vorstehend beispielhaft durch die Verbrennungsmotor-ECU 280 dargestellt) in der Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel kann ausgeführt werden sowohl durch eine Hardware, die hauptsächlich aus einer digitalen Schaltung oder einer analogen Schaltung aufgebaut ist, oder durch eine Software, die hauptsächlich in einer CPU (Abkürzung für eine zentrale Prozesseinheit) ausgebildet ist, die in der ECU enthalten ist, sowie in einem Speicher, wobei ein Programm aus dem Speicher ausgelesen und durch die CPU ausgeführt wird. Im Allgemeinen ist es vorteilhaft bezüglich der Verarbeitungsgeschwindigkeit im Falle der Verwendung der Hardware, wohingegen es vorteilhaft ist bezüglich einer Konstruktionsänderung im Falle der Verwendung der Software. Im Nachfolgenden wird eine Beschreibung für den Fall gegeben, wonach die Steuerung durch die Software implementiert ist. Hier stellt ein Aufzeichnungsmedium, welches ein derartiges Programm darin aufgezeichnet hat, einen Aspekt der vorliegenden Erfindung dar.
  • Mit Bezug auf die 4 wird nachfolgend eine Beschreibung einer Steuerstruktur des Programms gegeben, welches durch die Verbrennungsmotor-ECU 280 ausgeführt wird, um die Steuerung für das Steuern der Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel zu implementieren. Vorliegend ist das Programm eine Unterroutine, welche in vorbestimmten Zykluszeiten in sich wiederholender Weise ausgeführt wird.
  • In Schritt (nachfolgend als S abgekürzt) 1000 bestimmt die Verbrennungsmotor-ECU 280, ob der Verbrennungsmotor 120 gestartet ist oder nicht. Im Allgemeinen bestimmt die Verbrennungsmotor-ECU 280 auf der Basis einer Betriebsinstruktion für den Verbrennungsmotor 120 ausgehend von der HV_ECU 320, dass der Verbrennungsmotor 120 gestartet ist, wenn der noch nicht betätigte Verbrennungsmotor 120 durch einen Startermotor angekurbelt wird, wobei anschließend das Luft-Kraftstoff-Gemisch kontinuierlich durch den Lufteinlass sowie die Kraftstoffzündung gezündet wird. Falls bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor 120 gestartet ist (JA in S1000), dann schreitet der Vorgang zu S1100 fort. Falls nicht (NEIN in S1000), kehrt der Vorgang zu S1000 zurück und wartet, bis der Verbrennungsmotor 120 erneut gestartet wird. Im Übrigen kann in dem Fall, wonach in S1000 auf NEIN bestimmt wird, der Vorgang (d. h. die Unterroutine) zu einem Ende kommen. Darüber hinaus wird der Start des Verbrennungsmotors 120 in S1000 erfasst, unabhängig davon, ob sich das Hybridfahrzeug bewegt, wobei eine Erfassung zum Zeitpunkt des erneuten Starts beinhaltet ist, nachdem der Verbrennungsmotor 120 vorübergehend gestoppt wurde. Da der Vorgang die Unterroutine darstellt, wird der Vorgang in S1000 auch nach dem Start des Verbrennungsmotors 120 ausgeführt. In diesem Fall (in dem Fall, wonach der Verbrennungsmotor 120 kontinuierlich betrieben wird) wird in S1000 auf JA bestimmt.
  • In S1100 erfasst die Verbrennungsmotor-ECU 280 eine Temperatur T des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1200.
  • In S1200 bestimmt die Verbrennungsmotor-ECU 280, ob oder nicht der erste Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 eine Temperaturerhöhung erfordert. Beispielsweise bestimmt die Verbrennungsmotor-ECU 280, dass der erste Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 eine Temperaturerhöhung erfordert, wenn die Temperatur T des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1200 auf einem unteren Grenzwert oder darunter liegt. Wenn bestimmt wird, dass der erste Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 eine Temperaturerhöhung erfordert (JA in S1200), dann schreitet der Vorgang zu S1300 fort. Falls nicht (NEIN in S1200), schreitet der Vorgang zu S1500 fort.
  • In S1300 gibt die Verbrennungsmotor-ECU 280 ein Instruktionssignal in einer solchen Weise aus, dass das Leistungsmodul 240A im Inverter 240 mit einer niedrigen Effizienz betrieben wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Inverter 240 nicht direkt durch die Verbrennungsmotor-ECU 280 gesteuert, sondern durch die MG_ECU 300. Als eine Konsequenz hiervon gibt die Verbrennungsmotor-ECU 280 ein Instruktionssignal an die MG_ECU 300 über die HV_ECU 320 in einer solchen Weise aus, dass das Leistungsmodul 240A mit einer niedrigen Effizienz betrieben wird.
  • In S1400 gibt die Verbrennungsmotor-ECU 280 ein Ventilschließinstruktionssignal an das Schaltventil 240D in dem Kühlsystem aus. Vorliegend wird die Wasserpumpe in ihrem Betrieb gestoppt. Daraufhin wird der Vorgang beendet.
  • Zwischenzeitlich gibt die Verbrennungsmotor-ECU 280 in S1500 ein Instruktionssignal in einer solchen Weise aus, dass das Leistungsmodul 240A im Inverter 240 mit einer normalen Effizienz betrieben wird. Wie in S1300 wird auch zu dieser Zeit der Inverter 240 nicht direkt durch die Verbrennungsmotor-ECU 280 gesteuert, sondern durch die MG_ECU 300. Als eine Konsequenz hiervon gibt die Verbrennungsmotor-ECU 280 ein Instruktionssignal an die MG_ECU 300 über die HV_ECU 320 in einer solchen Weise aus, dass das Leistungsmodul 240A mit der normalen Effizienz betrieben wird.
  • In S1600 gibt die Verbrennungsmotor-ECU 280 ein Ventilöffnungsinstruktionssignal an das Schaltventil 240D in dem Kühlsystem aus. Vorliegend wird der Betrieb der Wasserpumpe gestartet. Daraufhin wird der Vorgang beendet.
  • Wenn im Übrigen das Bestimmungsresultat in S1200 JA ist, dann kann der Vorgang in zumindest einem aus S1300 und S1400 ausgeführt werden, wobei im Gegensatz hierzu dann, wenn das Bestimmungsresultat in S1200 NEIN ist, der Vorgang in zumindest einem aus S1500 und S1600 ausgeführt werden kann.
  • Als nächstes wird eine Beschreibung des Betriebs des Verbrennungsmotors 120 gegeben, welcher durch die Verbrennungsmotor-ECU 280 gesteuert werden soll, welche als Steuerung für das Steuern der Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel dient, und zwar mit der vorstehend beschriebenen Struktur sowie basierend auf der nachfolgend beschriebenen Flusskarte.
  • [Der Fall, wonach der erste Drei-Wege-Katalysatorkonverter eine niedrige Temperatur aufweist]
  • Wenn der Verbrennungsmotor 120 gestartet wird (JA in S100), dann wird die Temperatur des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1200 erfasst (S1100). Da die erfasste Temperatur T des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1200 auf dem niedrigen Grenzwert oder darunter steht (JA in S1200), wird bestimmt, dass die Temperatur des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 angehoben werden muss.
  • Das Leistungsmodul 240A, welches in engem Kontakt mit der äußeren Fläche des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1200 angeordnet ist, wird mit einer niedrigen Effizienz betrieben (S1300). Auf diese Weise erzeugt das Leistungsmodul 240A des Weiteren Wärme, um in effizienter Weise die Temperatur des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1200 anzuheben.
  • Darüber hinaus wird das Schaltventil 240D geschlossen (S1400), wobei folglich das Kühlmittel, welches in der Kühlmittelleitung 240C strömt und durch die Innenseite des Inverters 240 fließt, nicht zwischen dem Radiator 240F und demselben zirkulieren kann. Folglich kann das Kühlmittel, welches in der Kühlmittelleitung 240C strömt, nicht das Leistungsmodul 240A kühlen, so dass die durch das Leistungsmodul 240A erzeugte Wärme in effizienter Weise auf den ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 übertragen wird. In diesem Fall verbleibt das Kühlmittel innerhalb der Kühlmittelleitung 240C und funktioniert als ein Wärmeisolator zwischen dem Inverterteil 240B und dem Leistungsmodul 240A sowie zwischen dem Inverterteil 240B und dem ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200.
  • Auf diese Weise wird in dem Fall, wonach der erste Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 eine Temperaturerhöhung erfordert, das Leistungsmodul 240A mit niedriger Effizienz betrieben, wobei es des Weiteren nicht mit Kühlmittel gekühlt wird. Als eine Konsequenz hieraus kann Wärme, die in dem Leistungsmodul 240A erzeugt wurde, in effizienter Weise auf den ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 übertragen werden, wodurch schnell die Temperatur des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1200 angehoben wird.
  • [Der Fall, wonach der erste Drei-Wege-Katalysatorkonverter eine hohe Temperatur annimmt]
  • Wenn der Verbrennungsmotor 120 gestartet ist (JA in S1000), dann wird die Temperatur T des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1200 erfasst (S1100). Da die erfasste Temperatur T des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1200 höher ist als der untere Grenzwert (NEIN in S1200), wird bestimmt, dass die Temperatur des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1200 nicht angehoben zu werden braucht. D. h., dass die Temperatur des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1200 hoch genug ist, um das Ausführen einer Reinigungsfunktion zufrieden stellend zu ermöglichen.
  • Das Leistungsmodul 240A, welches in engem Kontakt mit der äußeren Oberfläche des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1200 angeordnet ist, wird mit der norma len Effizienz betrieben (S1500). Auf diese Weise erzeugt das Leistungsmodul 240A lediglich die Wärme in einem normalen Betriebszustand.
  • Darüber hinaus wird das Schaltventil 240D geöffnet (S1600), wobei folglich das Kühlmittel, welches in der Kühlmittelleitung 240C strömt, durch die Innenseite des Inverters 240 hindurch fließt und zwischen dem Radiator 240F und demselben zirkulieren kann, wodurch die Temperatur des Kühlmittels verringert wird. Als eine Konsequenz hiervon kühlt das Kühlmittel, welches durch die Kühlmittelleitung 240C strömt, in positiver (aktiver) Weise das Leistungsmodul 240A sowie das Inverterteil 240B. Selbst wenn die Temperatur des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1200 weiter ansteigen sollte, und zwar durch das Abgas, wird es möglich, zu vermeiden, dass die Temperatur des Leistungsmoduls 240A sowie des Inverterteils 240B exzessiv ansteigt. In diesem Fall funktioniert das Kühlmittel, welches zwischen der Kühlmittelleitung 240C sowie dem Radiator 240F zirkuliert als Kühlung für das Leistungsmodul 240A per se und des Weiteren als Kühlung der Wärmeisolatoren zwischen dem Inverterteil 240B und dem Leistungsmodul 240A sowie zwischen dem Inverterteil 240B und dem ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverter 1200 sowie für das Inverterteil 240B per se.
  • Auf diese Weise wird in dem Fall, wonach die Temperatur des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1200 nicht angehoben zu werden braucht, das Leistungsmodul 240A mit der normalen Effizienz betrieben und wird des Weiteren mit dem Kühlmittel gekühlt. Als eine Folge hieraus wird das Leistungsmodul 240A per se positiv mit dem Kühlmittel gekühlt, wobei folglich selbst dann, wenn das Leistungsmodul in Kontakt mit der äußeren Fläche des ersten Drei-Wege-Katalysatorkonverters 1200 steht, welches eine hohe Temperatur annimmt, die Temperatur nicht über eine Wärmewiderstandstemperatur hinaus erhöht werden. Darüber hinaus wird das Inverterteil 240B, welches eine erheblich niedrigere Wärmewiderstandskraft besitzt, positiv mit Kühlmittel gekühlt, wobei daher seine Temperatur nicht über die Wärmewiderstandstemperatur hinaus erhöht werden kann.
  • Mit der Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel wie vorstehend beschrieben,
    • (1) ist es möglich, in effizienter Weise die Erhöhung der Katalysatortemperatur zu erreichen, ohne das Hinzufügen einer weiteren Einrichtung durch Verwendung von Verlustwärme des Leistungsmoduls, welches eine hohe Wärmewiderstandskraft besitzt, welches die Katalysatortemperatur unter Vermeidung einer exzessiven Temperaturerhöhung des Inverterteils mit niedriger Wärmewiderstandskraft erhöht;
    • (2) das Leistungsmodul mit niedriger Effizienz zu betreiben, und zwar in einer solchen Weise, dass die ansteigende Wärmeerzeugungsmenge durch das Leistungsmodul erhalten wird, wenn die Katalysatortemperatur positiv angehoben wird, wobei zusätzlich/alternativ das Kühlmittel nicht mehr zwischen dem Leistungsmodul und dem Radiator zirkulieren kann, wodurch eine weiter gesteigerte Wärmeerzeugungsmenge durch das Leistungsmodul erreicht wird, um in effizienter Weise die Katalysatortemperatur anzuheben; und
    • (3) das Leistungsmodul mit der normalen Effizienz zu betreiben, wenn die Katalysatortemperatur nicht positiv angehoben wird (d. h., der Katalysator befindet sich bei ausreichend hoher Temperatur), wobei zusätzlich/alternativ das Kühlmittel zwischen dem Leistungsmodul und dem Radiator zirkuliert wird, wodurch in positiver Weise das Leistungsmodul sowie das Inverterteil gekühlt wird, so dass die Temperaturen des Leistungsmoduls und des Inverterteils nicht die jeweiligen Wärmewiderstandstemperaturen überschreiten können.
  • <Modifikationen>
  • Gemäß der 5 wird nachfolgend eine Beschreibung einer Modifikation der Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel gegeben. Die 5 zeigt lediglich das Abgassystem, welches bereits in der 3 gezeigt ist. In der 5 werden die gleichen Bauteile wie jene gemäß der 3 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Deren Funktionen sind ebenfalls die gleichen. Aus diesem Grund wird deren erneute detaillierte Beschreibung nicht mehr an dieser Stelle gegeben.
  • In der vorliegenden Modifikation sind zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Kühlmittelleitung 2400C für das Kühlen lediglich des Inverterteils 240B und ein Drei-Wege-Ventil 2400D vorgesehen, welches in einen ersten Schaltzustand schaltbar ist, in welchem Kühlmittel nicht von einem Radiator 240F zu entweder der Kühlleitung 2400C oder einer weiteren Kühlleitung 240C strömen kann (vorliegend kann der erste Schaltzustand durch Schließen eines Schaltventils 240D erreicht werden, wobei das Kühlmittel nicht mehr zirkuliert oder indem der Betrieb der Wasserpumpe abgeschaltet wird), in einen zweiten Schaltzustand geschaltet werden kann, in welchem das Kühlmittel vom Radiator 240F zu sowohl der Kühlmittelleitung 2400C als auch der Kühlmittelleitung 240C strömen kann (in dem zweiten Schaltzustand ist das Schaltventil 240D geöffnet, wohingegen die Wasserpumpe betrieben wird), und in einen dritten Schaltzustand geschaltet werden kann, in welchem das Kühlmittel vom Radiator 240F zu der Kühlmittelleitung 2400C strömen kann, wohingegen das Kühlmittel nicht vom Radiator 240F zu der Kühlmittelleitung 240C strömen kann (in dem dritten Schaltzustand ist das Schaltventil 240D geöffnet, wohingegen die Wasserpumpe betrieben wird).
  • Beispielsweise in dem Fall, wonach lediglich das Inverterteil 240B gekühlt wird, wird das Drei-Wege-Schaltventil 2400D in den vorstehend beschriebenen dritten Schaltzustand geschaltet. In dem Fall, wonach ein Leistungsmodul 240A, jedoch nicht ein Inverterteil 240B gekühlt wird, wird das Drei-Wege-Ventil 2400D in den vorstehend beschriebenen zweiten Schaltzustand geschaltet. Alternativ hierzu wird in dem Fall, wonach weder ein Leistungsmodul 240A noch ein Inverterteil 240B gekühlt werden, das Drei-Wege-Ventil 2400D in den vorstehend beschriebenen ersten Schaltzustand geschaltet.
  • In dem dritten Schaltzustand gemäß der vorstehend beschriebenen Modifikation kann das Inverterteil 240B positiv gekühlt werden unter Einhaltung dessen niedriger Wärmewiderstandskraft, obgleich das Leistungsmodul 240A nicht gekühlt werden kann, da die Temperatur des Katalysators angehoben wird.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die bevorzugten Ausführungsbeispiele gemäß vorstehender Offenbarung lediglich illustrativ, jedoch nicht restriktiv in jeder Hinsicht zu betrachten sind. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Formulierungen in den Patentansprüchen definiert, jedoch nicht in der vorstehenden Beschreibung, und soll jegliche Modifikationen innerhalb des Umfangs sowie der Äquivalenz der Formulierung der Patentansprüche mit umfassen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Eine ECU führt ein Programm aus, welches die folgenden Programmschritte umfasst: Bestimmen einer Katalysatortemperatur T (S1100) im Anschluss an den Start eines Verbrennungsmotors (JA in S1000), Ausgeben eines Instruktionssignals (S1300), um ein Leistungsmodul zu betreiben, welches in Kontakt mit einer äußeren Fläche eines Katalysators angeordnet ist und welches eine hohe Hitzewiderstandskraft hat, und zwar bei einer niedrigen Effizienz im Ansprechen auf die Bestimmung, dass die Katalysatortemperatur angehoben werden muss (JA in S1200), und Ausgeben eines Ventilöffnungsinstruktionssignals (S1400), um ein Ventil in einem Kühlsystem in einer solchen Weise zu schalten, um zu verhindern, dass ein Kühlmittel in eine Kühlmittelleitung strömt, welche zwischen dem Leistungsmodul und einem elektrischen Teil mit niedriger Hitzewiderstandskraft zwischengefügt ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2006-132394 [0006]
    • - JP 2006-132494 [0011]

Claims (7)

  1. Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug mit einem internen Verbrennungsmotor (120), der darin montiert ist, in welchem Abgas mittels eines Katalysators gereinigt werden muss, wobei die Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug folgende Teile hat: einen Katalysatorreinigungsmechanismus (1200) für das Reinigen des Abgases in dem internen Verbrennungsmotor (120); und eine elektrische Einrichtung (240), die in einer solchen Weise angeordnet ist, dass sie in Kontakt mit einer äußeren Fläche des Katalysatorreinigungsmechanismus (1200) steht, wobei die elektrische Einrichtung (240) Wärme aus einer Katalysatoraktivierungstemperatur oder darüber widersteht und durch elektrische Ladung Wärme erzeugt.
  2. Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Einrichtung die Einrichtung (240) für das Steuern einer Leistungszufuhr zu einem Motor/Generator ist.
  3. Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Einrichtung eine Invertereinrichtung (240) ist, wobei die Invertereinrichtung (240) ein Leistungsmodul (240A), welches Wärme aus einer Katalysatoraktivierungstemperatur oder darüber widersteht und Wärme erzeugt, sowie ein elektrisches Teil (240B) beinhaltet, welches eine gegenüber dem Leistungsmodul (240A) geringere Wärmewiderstandskraft hat, wobei das Leistungsmodul (240A) in einer solchen Weise angeordnet ist, dass es in Kontakt mit der äußeren Oberfläche des Katalysatorreinigungsmechanismus (1200) steht, wohingegen das elektrische Teil (240B) in einer solchen Weise angeordnet ist, dass es außer Kontakt mit der äußeren Oberfläche steht.
  4. Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 3, ferner gekennzeichnet durch ein Wärmeisolationsbauteil (240C), welches zwischen dem Leistungsmodul (240A) und dem elektrischen Teil (240B) zwischengefügt ist.
  5. Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeisolationsbauteil eine Kühlmittelleitung (240C) ist, welche an einen Wärmeradiator (240F) angeschlossen ist und in welchem ein Kühlmittel zirkuliert wird.
  6. Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug Anspruch 5, ferner gekennzeichnet durch eine Steuerung (280) für das Bestimmen, ob oder nicht der Katalysatorreinigungsmechanismus (1200) ein Aufwärmen nach dem Start des internen Verbrennungsmotors (120) erfordert, um ein Schaltventil (240D), welches in der Kühlmittelleitung (240C) angeordnet ist, in einer solchen Weise anzusteuern, dass das Kühlmittel in der Kühlmittelleitung (240C) nicht in einen Wärmeradiator (240F) strömt, falls bestimmt wird, dass ein Aufwärmen erforderlich ist.
  7. Katalysatortemperatur-Erhöhungseinrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, ferner gekennzeichnet durch eine Steuerung (280) für ein Bestimmen, ob oder nicht der Katalysatorreinigungsmechanismus (1200) nach dem Start des internen Verbrennungsmotors (120) aufgewärmt werden muss, um die elektrische Einrichtung (240) in einer solchen Weise zu steuern, um die elektrische Einrichtung (240) mit einer niedrigen Effizienz zu betreiben, falls bestimmt wird, dass ein Aufwärmen erforderlich ist.
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