DE112014001836T5 - Hybridfahrzeug und Steuerungsverfahren dafür - Google Patents

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Hidekazu Nawata
Tatsuya Fujii
Ryuta Teraya
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Toyota Motor Corp
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Abstract

Ein Hybridfahrzeug enthält einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor, einen Katalysator, der verwendet wird, um Abgase des Verbrennungsmotors zu reinigen, und eine ECU, die konfiguriert ist, den Verbrennungsmotor und den Elektromotor gemäß einer Ausgabe-Anforderung des Hybridfahrzeugs zu steuern, eine Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe-Einhaltungs-Steuerung zum Steuern einer Verbrennungsmotor-Ausgabe derart auszuführen, dass die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe bei einem vorgegebenen Wert während eines Aufwärmens des Katalysators bleibt, und eine Verbrennungsmotor-Drehzahl auf eine erste Verbrennungsmotor-Drehzahl einzustellen, wenn die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe-Einhaltungs-Steuerung ausgeführt wird, wobei die erste Verbrennungsmotor-Drehzahl geringer als eine Verbrennungsmotor-Drehzahl-Untergrenze ist, bei der der Verbrennungsmotor betrieben wird, ohne die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe-Einhaltungs-Steuerung auszuführen.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug, das einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor enthält und das unter Verwendung von zumindest einem aus dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor, die als eine Antriebsquelle verwendet werden, fährt, und ein Steuerungsverfahren für das Hybridfahrzeug. Die Erfindung betrifft eine Aufwärm-Steuerung eines Katalysators zum Reinigen von Abgasen des Verbrennungsmotors.
  • Beschreibung von Stand der Technik
  • Die veröffentlichte japanische Patentanmeldung JP 2002-130030 A beschreibt, dass bei dem Starten eines Verbrennungsmotors, der mit einem Katalysator versehen ist, in einem Abgas-Durchgang ein Verbrennungszustand von seinem kalten Zustand während eines ersten Leerlaufs in dem kalten Zustand des Verbrennungsmotors verbessert wird, indem eine Soll-Drehzahl während des ersten Leerlaufs in dem kalten Zustand des Verbrennungsmotors auf einen höheren Wert eingestellt wird, wenn die Fehlzündungsrate des Verbrennungsmotors größer ist, das Aufwärmen des Katalysators beschleunigt wird und der Emissions-Betrag von Kohlenwasserstoff (HC), der durch das Fehlzünden des Verbrennungsmotors verursacht wird, verringert wird.
  • Die veröffentlichte japanische Patentanmeldung JP 2012-40915 A beschreibt, dass in einem Hybridfahrzeug, während des Aufwärmens des Katalysators, eine Verbrennungsmotor-Drehzahl (Umdrehungen pro Minute) (RPM) während eines Katalysator-Aufwärm-Betriebs auf die geringste RPM während eines normalen Fahrens eingestellt wird und außerdem ein Ausgabemoment auf 0 oder einen Wert leicht höher als 0 eingestellt wird. Zusätzlich beschreibt die JP 2012-40915 A auch, dass der Zündungs-Zeitpunkt des Verbrennungsmotors relativ zu dem Zündungs-Zeitpunkt des Verbrennungsmotors während eines effizienten Betriebs verzögert wird und das Aufwärmen des Katalysators dadurch beschleunigt wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Weder in der JP 2002-130030 A noch in der JP 2012-40915 A wird die Idee, dass die Verbrennungsmotor-RPM (Drehzahl) während des Aufwärmens des Katalysators insbesondere auf einen geringen Wert eingestellt wird, beschrieben.
  • Die Erfindung sieht ein Hybridfahrzeug vor, das das Kraftstoffverbrauchs-Verhalten in dem Fall verbessern kann, in dem das Aufwärmen des Katalysators durchgeführt wird, indem eine Verbrennungsmotor-Ausgabe derart gesteuert wird, dass eine Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe bei einem vorgegebenen Wert bleibt, und sieht ein Steuerungsverfahren für das Hybridfahrzeug vor.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung ist ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einem Elektromotor, einem Katalysator, der verwendet wird, um Abgase des Verbrennungsmotors zu reinigen, und einer elektronischen Steuereinheit (ECU), die konfiguriert ist, den Verbrennungsmotor und den Elektromotor gemäß einer Ausgabe-Anforderung des Hybridfahrzeugs zu steuern, eine Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe-Einhaltungs-Steuerung zum Steuern einer Verbrennungsmotor-Ausgabe derart auszuführen, dass eine Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe bei einem vorgegebenen Wert während eines Aufwärmens des Katalysators bleibt, und eine Verbrennungsmotor-Drehzahl auf eine erste Verbrennungsmotor-Drehzahl einzustellen, wenn die Verbrennungsmotor-Ausgabe-Steuerung ausgeführt wird, wobei die erste Verbrennungsmotor-Drehzahl geringer als eine Verbrennungsmotor-Drehzahl-Untergrenze ist, bei der der Verbrennungsmotor betrieben wird, ohne die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe-Einhaltungs-Steuerung auszuführen. Mit dem obigen Aspekt kann bewirkt werden, dass sich ein Betriebspunkt des Verbrennungsmotors einem Betriebsbereich annähert, der eine ausgezeichnete Kraftstoffeffizienz in dem Fall hat, in dem ein Aufwärmen des Katalysators durchgeführt wird, indem die Verbrennungsmotor-Ausgabe derart gesteuert wird, dass die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe bei einem vorgegebenen Wert bleibt, und es kann ein Kraftstoffverbrauchs-Verhalten während des Aufwärmens des Katalysators verbessert werden.
  • Zusätzlich kann in dem obigen Aspekt eine Zündungs-Verzögerungswinkel-Steuerung, in der ein Zündungs-Zeitpunkt des Verbrennungsmotors von einem spezifischen Winkel verzögert wird, ausgeführt werden, wenn eine Temperatur eines Kühlwassers des Verbrennungsmotors geringer als eine erste spezifische Temperatur ist und die Temperatur des Katalysators geringer als eine zweite spezifische Temperatur ist, und die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe-Einhaltungs-Steuerung kann ausgeführt werden, wenn die Temperatur des Katalysators nicht geringer als die zweite spezifische Temperatur und nicht mehr als eine dritte spezifische Temperatur ist, wobei die dritte spezifische Temperatur höher als die zweite spezifische Temperatur ist.
  • Ferner kann in dem obigen Aspekt die ECU eine Verbrennungsmotor-Drehzahl-Untergrenze, wenn der Verbrennungsmotor betrieben wird, auf eine zweite Verbrennungsmotor-Drehzahl einstellen, wobei die zweite Verbrennungsmotor-Drehzahl höher als die erste Verbrennungsmotor-Drehzahl ist, wenn die Temperatur des Kühlwassers des Verbrennungsmotors geringer als die erste spezifische Temperatur ist und die Temperatur des Katalysators mehr als die dritte spezifische Temperatur ist. Außerdem kann in dem obigen Aspekt die zweite Verbrennungsmotor-Drehzahl eine Leerlauf-Drehzahl während eines kalten Zustands des Verbrennungsmotors sein.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist ein Steuerungsverfahren für ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einem Elektromotor, einer ECU und einem Katalysator, der verwendet wird, um Abgase des Verbrennungsmotors zu reinigen, wobei das Steuerungsverfahren die Schritte enthält: (i) Steuern des Verbrennungsmotors und des Elektromotors mittels der elektronischen Steuereinheit gemäß einer Ausgabe-Anforderung des Hybridfahrzeugs, (ii) Ausführen einer Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe-Einhaltungs-Steuerung mittels der elektronischen Steuereinheit zum Steuern einer Verbrennungsmotor-Ausgabe derart, dass eine Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe bei einem vorgegebenen Wert während eines Aufwärmens des Katalysators bleibt, und (iii) Einstellen einer Verbrennungsmotor-Drehzahl mittels der elektronischen Steuereinheit auf eine erste Verbrennungsmotor-Drehzahl, wenn die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe-Einhaltungs-Steuerung ausgeführt wird, wobei die erste Verbrennungsmotor-Drehzahl geringer als eine Verbrennungsmotor-Drehzahl-Untergrenze ist, bei der der Verbrennungsmotor betrieben wird, ohne dass die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe-Einhaltungs-Steuerung ausgeführt wird. In dem obigen Aspekt kann eine Zündungs-Verzögerungswinkel-Steuerung, in der ein Zündungs-Zeitpunkt des Verbrennungsmotors von einem spezifischen Winkel verzögert wird, durch die elektronische Steuereinheit ausgeführt werden, wenn die Temperatur eines Kühlwassers des Verbrennungsmotors geringer als eine erste spezifische Temperatur ist und eine Temperatur des Katalysators geringer als eine zweite spezifische Temperatur ist, und die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe-Einhaltungs-Steuerung kann von der elektronischen Steuereinheit ausgeführt werden, wenn die Temperatur des Katalysators nicht geringer als die zweite spezifische Temperatur und nicht mehr als eine dritte spezifische Temperatur ist, wobei die dritte spezifische Temperatur höher als die zweite spezifische Temperatur ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Eigenschaften, Vorteile, sowie technische und gewerbliche Bedeutung von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen.
  • 1 ist ein Konfigurations-Diagramm eines Hybridfahrzeugs, an dem ein Steuerungssystem einer Ausführungsform der Erfindung angebracht ist;
  • 2 ist ein Flussdiagramm, das ein Aufwärm-Steuerungsverfahren zeigt, das ein Aufwärmen eines Katalysators und eines Verbrennungsmotors in dem Steuerungssystem von 1 durchführt.
  • 3 ist eine Ansicht, die das Verhältnis zwischen einem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors und einem Bereich mit hoher Kraftstoffeffizienz während einer Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe-Einhaltungs-Steuerung in dem Steuerungssystem von 1 zeigt.
  • 4 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein erstes Beispiel des Hybridfahrzeugs zeigt, auf das die Ausführungsform der Erfindung angewandt werden kann.
  • 5 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein zweites Beispiel des Hybridfahrzeugs zeigt, auf welches die Ausführungsform der Erfindung angewandt werden kann.
  • 6 ist ein Konfigurations-Diagramm, das ein drittes Beispiel des Hybridfahrzeugs zeigt, auf das die Ausführungsform der Erfindung angewandt werden kann.
  • 7 ist ein Flussdiagramm, das ein Aufwärm-Steuerungsverfahren zeigt, das das Aufwärmen des Katalysators und des Verbrennungsmotors in einem Steuerungssystem eines anderen Beispiels der Ausführungsform der Erfindung durchführt;
  • 8A ist ein Graph, der eine Änderung in einer Verbrennungsmotor-RPM in dem Steuerungssystem des anderen Beispiels der Ausführungsform der Erfindung zeigt,
  • 8B ist ein Graph, der eine Änderung in einer Verbrennungsmotor-Ausgabe in dem Steuerungssystem des anderen Beispiels der Ausführungsform der Erfindung zeigt,
  • 8C ist ein Graph, der eine Änderung in einer Katalysator-Temperatur in dem Steuerungssystem des anderen Beispiels der Ausführungsform der Erfindung zeigt,
  • 8D ist ein Graph, der eine Änderung in einer Verbrennungsmotor-Kühlwasser-Temperatur in dem Steuerungssystem des anderen Beispiels der Ausführungsform der Erfindung zeigt, und 8E ist ein Graph, der eine Änderung in einem Zündungswinkel in dem Steuerungssystem des anderen Beispiels der Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
  • Hierin wird nachfolgend eine Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung der Zeichnungen beschreiben. In der folgenden Beschreibung werden dieselben Elemente mit denselben Referenzzeichen in allen Zeichnungen versehen.
  • 1 zeigt eine schematische Konfiguration eines Hybridfahrzeugs 10, an dem ein Steuerungssystem 12 der Ausführungsform der Erfindung angebracht ist. Das Steuerungssystem 12 enthält einen Verbrennungsmotor 18, einen ersten Motorgenerator 22 als einen Generator, der mittels des Verbrennungsmotors 18 angetrieben wird, einen zweiten Motorgenerator 24 als einen Elektromotor, eine Leistungs-Steuereinheit (PCU) 26, eine Batterie 28 als eine Leistungs-Speichereinheit und eine Steuerungsvorrichtung 32. In der folgenden Beschreibung wird der erste Motorgenerator 22 als „der erste MG 22“ bezeichnet und der zweite Motorgenerator 24 wird als „der zweite MG 24“ bezeichnet.
  • Das Hybridfahrzeug 10 kann an einem Fahrzeug mit Frontmotor/Frontantrieb (FF) als ein Frontmotor-Frontantrieb-Fahrzeug, einem Fahrzeug mit Frontmotor/Heckantrieb (FR) als ein Frontmotor-Heckantrieb-Fahrzeug oder einem Fahrzeug mit Vierradantrieb (4WD) angewandt werden.
  • Der Verbrennungsmotor 18 ist ein Benzinmotor oder ein Dieselmotor. Der Verbrennungsmotor 18 wird mit einem Steuerungssignal Si1 von der Steuerungsvorrichtung 32 gesteuert. Der Verbrennungsmotor 18 enthält ein Abgas-Steuergerät 36, das in einem Abgas-Durchgang 34 vorgesehen ist. Das Abgas-Steuergerät 36 hat einen Katalysator 38, der ein Drei-Wege-Katalysator genannt wird zum Entfernen von Kohlenstoffmonoxid (CO), HC und Stickstoffoxiden (NOx) als Schadstoffe, die in Abgasen enthalten sind, die in den Abgas-Durchgang 34 hinein abgeführt werden. Ein Katalysator-Temperatur-Sensor 40 ist an dem Abgas-Steuergerät 36 angebracht, um eine Katalysator-Temperatur Tc zu erfassen, und ein Signal, das bezeichnend ist für den erfassten Wert der Katalysator-Temperatur Tc, wird zu der Steuerungsvorrichtung 32 übertragen. Dabei ist zu beachten, dass es möglich ist, einen Katalysator als den Katalysator 38 zu verwenden, der irgendeinen oder zwei der CO, HC und NOx steuert. In diesem Fall wird ein Abgas-Steuergerät, das einen Katalysator hat, der die verbleibenden Schadstoffe steuert, an einen anderen Abschnitt des Abgas-Durchgangs 34 angebracht.
  • Der Verbrennungsmotor 18 wird mittels eines Kühlwassers gekühlt, das in einem Kühlmittel-Fluss-Pfad 44 zirkuliert, während es einen Radiator 42 durchläuft. Ein Wassertemperatur-Sensor 46 erfasst eine Verbrennungsmotor-Kühlwasser-Temperatur Tw als die Temperatur des Kühlwassers des Verbrennungsmotors 18 und ein Signal, das bezeichnend ist für den erfassten Wert der Verbrennungsmotor-Kühlwasser-Temperatur Tw, wird zu der Steuerungsvorrichtung 32 übertragen. Ein Verbrennungsmotor-Drehzahl(z.B. RPM)-Sensor 48 erfasst eine RPM (Drehzahl) Ne einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 18 und ein Signal, das bezeichnend für den erfassten Wert der RPM Ne ist, wird zu der Steuerungsvorrichtung 32 übertragen.
  • Der erste MG 22 ist ein Dreiphasen-Synchron-Generator, der hauptsächlich mittels des Verbrennungsmotors 18 angetrieben wird, um elektrische Leistung zu erzeugen. In diesem Fall wird zumindest ein Teil eines Drehmoments von dem Verbrennungsmotor 18 zu einer rotierenden Welle des ersten MG 22 über einen Kraft-Aufteil-Mechanismus 49, der später beschrieben wird, übertragen. Elektrische Leistung, die in dem ersten MG 22 erzeugt wird, wird der Batterie 28 über die PCU 26 zur Verfügung gestellt und die Batterie 28 wird dadurch aufgeladen. Eine RPM Vm1 des ersten MG 22 wird mittels eines ersten Rotations-Sensors (nicht gezeigt) erfasst und der erfasste Wert davon wird zu der Steuerungsvorrichtung 32 übertragen. Der erste MG 22 wird auch als ein Elektromotor zum Starten des Verbrennungsmotors 18 verwendet.
  • Der zweite MG 24 ist ein Dreiphasen-Synchron-Elektromotor, der mit elektrischer Leistung angetrieben wird, die hauptsächlich von der Batterie 28 zur Verfügung gestellt wird, um die Antriebskraft des Fahrzeugs zu erzeugen. Der zweite MG 24 wird auch als der Generator verwendet, das heißt, für eine Regenerierung von elektrischer Leistung. Elektrische Leistung, die in dem zweiten MG 24 erzeugt wird, wird auch der Batterie 28 über die PCU 26 bereitgestellt und die Batterie 28 wird dadurch aufgeladen. Eine RPM Vm2 des zweiten MG 24 wird mittels eines zweiten Rotations-Sensors (nicht gezeigt) erfasst und der erfasste Wert davon wird an die Steuerungsvorrichtung 32 übertragen. Dabei ist zu beachten, dass als der erste MG 22 und der zweite MG 24 ein Asynchronmotor oder andere elektrische Motoren verwendet werden können.
  • Ein Kraft-Übertragungs-Mechanismus 14 enthält den Kraft-Aufteil-Mechanismus 49, eine Ausgangswelle 50, die an den Kraft-Aufteil-Mechanismus 49 gekoppelt ist, ein Untersetzungsgetriebe 52, das an die Ausgangswelle 50 gekoppelt ist, und eine Achse 53. Der Kraft-Aufteil-Mechanismus 49 ist mittels eines Planetengetriebe-Mechanismus konfiguriert. Der Planetengetriebe-Mechanismus enthält ein Sonnenrad, ein Ritzel, einen Planetenträger und ein Hohlrad. Zum Beispiel ist das Sonnenrad mit einem Endabschnitt der hohlen rotierenden Welle des ersten MG 22 verbunden. Der Planetenträger ist mit einer Antriebswelle des Verbrennungsmotors 18 verbunden. Das Hohlrad ist mit der Ausgangswelle 50 verbunden. Die Ausgangswelle 50 ist mit einer rotierenden Welle des zweiten MG 24 direkt oder über ein (nicht gezeigtes) Untersetzungsgetriebe verbunden. Die Ausgangswelle 50 ist mit der Achse 53, die an Räder 16 gekoppelt ist, über das Untersetzungsgetriebe 52 verbunden. Der Kraft-Aufteil-Mechanismus 49 teilt Kraft von dem Verbrennungsmotor 18 in einen Teil zu einem Pfad zu der Ausgangswelle 50 und einen Teil zu einem Pfad zu dem ersten MG 22 auf.
  • Die PCU 26 ist zwischen dem ersten MG 22, dem zweiten MG 24 und der Batterie 28 angeschlossen. Die PCU 26 enthält einen Gleichstrom-zu-Gleichstrom(DC/DC)-Umwandler 54, einen ersten Wechselrichter 56 und einen zweiten Wechselrichter 58 und wird mit einem Steuerungssignal Si2 von der Steuerungsvorrichtung 32 gesteuert. Der DC/DC-Umwandler 54 ist eine Spannungs-Umwandlungseinheit mit zwei Schaltelementen, die in Reihe geschaltet sind, zwei Dioden, die parallel zu den Schaltelementen geschaltet sind und einen Gegenstrom fließen lassen, und einen Reaktor, der ein Ende hat, das zwischen den Schaltelementen geschaltet ist. Als das Schaltelement können ein Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) oder ein Transistor verwendet werden. Der DC/DC-Umwandler 54 verstärkt eine DC-Spannung, die von der Batterie 28 bereitgestellt wird und stellt die verstärkte DC-Spannung jedem der Wechselrichter 56 und 58 zur Verfügung. Der DC/DC-Umwandler 54 hat auch die Funktion einer Erniedrigung der DC-Spannung, die von zumindest einem der Wechselrichter 56 und 58 bereitgestellt wird und stellt der Batterie 28 elektrische Gleichstrom(DC)-Leistung zur Verfügung, um die Batterie 28 aufzuladen.
  • In dem Fall, in dem der erste MG 22 elektrische Leistung mit dem Antrieb des Verbrennungsmotors 18 erzeugt, wandelt der erste Wechselrichter 56 eine Wechselstrom(AC)-Spannung, die mittels der elektrischen Leistungs-Erzeugung erhalten wird, in eine DC-Spannung um und stellt die DC-Spannung, die mittels der Umwandlung erhalten wird, dem DC/DC-Umwandler 54 zur Verfügung. Zusätzlich hat der erste Wechselrichter 56 auch die Funktion einer Umwandlung der DC-Spannung, die von dem DC/DC-Umwandler 54 bereitgestellt wird, in die AC-Spannung, und einer Bereitstellung der AC-Spannung an den ersten MG 22, um den ersten MG 22 anzutreiben.
  • Der zweite Wechselrichter 58 wandelt die DC-Spannung, die von dem DC/DC-Umwandler 54 bereitgestellt wird, in die AC-Spannung um und stellt die AC-Spannung dem zweiten MG 24 zur Verfügung, um den zweiten MG 24 anzutreiben. Der zweite Wechselrichter 58 hat auch die Funktion einer Umwandlung der AC-Spannung, die mittels des zweiten MG 24 erzeugt wird, in die DC-Spannung während eines regenerativen Bremsens des Hybridfahrzeugs 10, und einer Bereitstellung der DC-Spannung, die mittels der Umwandlung erhalten wird, an den DC/DC-Umwandler 54.
  • Sowohl der erste Wechselrichter 56 als auch der zweite Wechselrichter 58 enthält Umschaltelemente von drei Phasen und ein Umschalten von jedem Schaltelement wird mit dem Steuerungssignal Si2 von der Steuerungsvorrichtung 32 gesteuert. Es ist auch möglich, den DC/DC-Umwandler 54 in der PCU 26 wegzulassen.
  • Die Batterie 28 ist eine Leistungs-Speichereinheit und ist konfiguriert mittels einer Nickelmetall-Hydrid-Batterie oder einer Lithiumionen-Batterie. Die Leistungs-Speichereinheit kann auch mittels eines Kondensators konfiguriert sein.
  • Ein Beschleuniger-Positions-Sensor 62 erfasst eine Beschleuniger-Position AP eines Gaspedals und ein Signal, das bezeichnend für die Beschleuniger-Position AP ist, wird an die Steuerungsvorrichtung 32 übertragen. Ein Rad-Drehzahl-Sensor 64 erfasst eine RPM Vv des Rads 16 und ein Signal, das bezeichnend für die RPM Vv ist, wird zu der Steuerungsvorrichtung 32 übertragen. Die Steuerungsvorrichtung 32 berechnet eine Fahrzeug-Geschwindigkeit basierend auf der RPM Vv. Die Steuerungsvorrichtung 32 kann auch die Fahrzeug-Geschwindigkeit basierend auf der RPM Vm2 des zweiten MG 24 als den erfassten Wert des zweiten Rotations-Sensors berechnen.
  • Die Steuerungsvorrichtung 32 ist, was eine ECU genannt wird, und enthält einen Mikrocomputer mit einer Zentraleinheit (CPU) und einem Speicher. In einem Beispiel, das in der Zeichnung gezeigt ist, ist die Steuerungsvorrichtung 32 als eine Steuerungsvorrichtung 32 veranschaulicht, jedoch kann eine Konfiguration auch angepasst werden, in der die Steuerungsvorrichtung 32 in eine Vielzahl von Elementen geeignet aufgeteilt ist, und die Elemente sind zueinander mit einem Signalkabel verbunden. Die Steuerungsvorrichtung 32 hat eine Verbrennungsmotor-Steuereinheit 66, die den Verbrennungsmotor 18 steuert, eine MG-Steuereinheit 68, die den ersten MG 22 und den zweiten MG 24 über das PCU 26 steuert, und eine Fahrzeug-Steuereinheit 70, die die Verbrennungsmotor-Steuereinheit 66 und die MG-Steuereinheit 68 steuert. Die Fahrzeug-Steuereinheit 70 hat einen Soll-Pe-Einhaltungs-Bedingung-Bestimmungsabschnitt 72, die Verbrennungsmotor-Steuereinheit 66 hat einen Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerungsabschnitt 74, wobei „Pe“ bezeichnend ist für die Verbrennungsmotor-Ausgabe, die in der folgenden Beschreibung verwendet wird, und diese zwei Abschnitte werden im Detail später beschrieben.
  • Die Verbrennungsmotor-Steuereinheit 66 erzeugt das Steuerungssignal Si1, das zu dem Verbrennungsmotor 18 ausgegeben wird, und die MG Steuereinheit 68 erzeugt das Steuerungssignal Si2, das zu der PCU 26 ausgegeben wird.
  • Die Steuerungsvorrichtung 32 steuert den Antrieb von sowohl dem Verbrennungsmotor 18, als auch dem ersten MG 22, als auch dem zweiten MG 24 gemäß einer Ausgabe-Anforderung des Fahrzeugs. In diesem Fall wird eine normale Fahrsteuerung während des warmen Zustands des Verbrennungsmotors, in dem die Temperatur des Verbrennungsmotors 18 ausreichend hoch ist, in der folgenden Weise ausgeführt. Zuerst berechnet die Fahrzeug-Steuereinheit 70 ein Soll-Fahrt-Drehmoment Tr* als die Ausgabe-Anforderung zu der Ausgangswelle 50, die mit dem Hohlrad verbunden ist, und eine Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe Pe*. Das Soll-Fahrt-Drehmoment Tr* wird basierend auf der Beschleuniger-Position AP berechnet. Es kann auch von der Fahrzeug-Geschwindigkeit und der Beschleuniger-Position AP berechnet werden. Die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe Pe* wird von der Fahrzeug-Geschwindigkeit oder der RPM der Ausgangswelle 50, die von der RPM Vm2 des zweiten MG erhalten wird, und des Soll-Fahrt-Drehmoments Tr* berechnet.
  • Die Fahrzeug-Steuereinheit 70 berechnet eine Soll-RPM Ne* und ein Soll-Drehmoment Te* des Verbrennungsmotors 18 basierend auf der Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe Pe* von einem voreingestellten Kennfeld mit hohem Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors. Zum Beispiel wird, wie in 3 gezeigt ist, welche später beschrieben wird, in dem Fall, in dem ein Kraftstoffverbrauchs-Raten-Kennfeld als das Kennfeld mit hohem Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors verwendet wird, die Kraftstoffverbrauchs-Rate durch eine dicke Linie A angegeben. Die Fahrzeug-Steuereinheit 70 kann einen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 18 auf einer optimalen Betriebslinie des Kraftstoffverbrauchs bewegen, die erhalten wird, indem Punkte verbunden werden, die eine Kraftstoffverbrauchs-Leistung mit derselben RPM verbessern. Kurven B1, B2,...B6, die in 3 gezeigt sind, stellen Niveaulinien der Kraftstoffeffizienz des Verbrennungsmotors 18 dar, die Kraftstoffeffizienz ist am höchsten innerhalb von B1 und ein Punkt Bm ist ein Punkt, bei dem die Kraftstoffeffizienz innerhalb von B1 am höchsten ist.
  • Die Fahrzeug-Steuereinheit 70 berechnet eine Soll-RPM Vm1* des ersten MG 22 von der Soll-RPM Ne* des Verbrennungsmotors 18 und dem erfassten Wert der RPM Vm2 des zweiten MG 24, indem sie einen dynamischen Vergleichsausdruck der Elemente des Kraft-Aufteil-Mechanismus 49 verwendet. Folglich berechnet die Fahrzeug-Steuereinheit 70 ein Soll-Drehmoment Tr1* des ersten MG 22 von dem Soll-RPM Vm1* und dem erfassten Wert der Vm1 des ersten MG 22, indem sie einen Vergleichsausdruck in einer Regelung der Soll-RPM Vm1* verwendet. Ferner berechnet die Fahrzeug-Steuereinheit 70 ein Soll-Drehmoment Tr2* des zweiten MG 24 von dem Soll-Fahrt-Drehmoment Tr* und dem Soll-Drehmoment Tr1* des ersten MG 22. Die Soll-RPM Ne* und das Soll-Drehmoment Te* des Verbrennungsmotors 18, die Soll-RPM Vm1* und das Soll-Drehmoment tr1* des ersten MG 22 und das Soll-Drehmoment Tr2* des zweiten MG 24, die oben beschrieben sind, können auch von einem Kennfeld berechnet werden, das vorher in einer (nicht gezeigten) Speichereinheit basierend auf der Beschleuniger-Position AP oder der Beschleuniger-Position AP und der Fahrzeug-Geschwindigkeit gespeichert wurden.
  • Die Fahrzeug-Steuereinheit 70 gibt die berechnete Soll-RPM Ne* und das Soll-Drehmoment Te* des Verbrennungsmotors 18 an die Verbrennungsmotor-Steuereinheit 66 aus und die Verbrennungsmotor-Steuereinheit 66 steuert den Antrieb des Verbrennungsmotors 18 mit dem Steuerungssignal Si1 derart, dass die Soll-RPM Ne* und das Soll-Drehmoment Te* erhalten werden. Zusätzlich gibt die Fahrzeug- Steuereinheit 70 die berechnete Soll-RPM Vm1* und das Soll-Drehmoment Tr1* des ersten MG 22 und das berechnete Soll-Drehmoment Tr2* des zweiten MG 24 an die MG-Steuereinheit 68 aus und die MG-Steuereinheit 68 steuert den Antrieb von sowohl dem ersten MG 22 als auch dem zweiten MG 24 mit dem Steuerungssignal Si2 derart, dass die Soll-RPM Vm1* und die Soll-Drehmomente Tr1* und Tr2* erhalten werden. Dabei ist zu beachten, dass in der Antriebssteuerung, die oben beschrieben ist, die MG-Steuereinheit 68 ein Auflade-Entlade-Verlangen der Batterie 28 berechnet, indem sie den berechneten Wert eines Ladezustands (SOC) als einen Batterie-Ladebetrag berechnet, der von dem erfassten Wert eines Batteriestrom und/oder einer Batteriespannung berechnet wird. Nachfolgend kann die MG-Steuereinheit 68 die Soll-RPM und das Soll-Drehmoment des ersten MG 22 und des zweiten MG 24 derart bestimmen, dass das Auflade-Entlade-Verlangen erfüllt wird.
  • Zusätzlich hat die Steuerungsvorrichtung 32 auch eine Aufwärm-Steuerungsfunktion einer derartigen Steuerung der RPM des Verbrennungsmotors 18, dass der Katalysator 38 und der Verbrennungsmotor 18 sofort nach dem Starten des Verbrennungsmotors aufgewärmt werden. In diesem Fall führt die Steuerungsvorrichtung 32 eine „Katalysator-Aufwärm-Steuerung“ aus, um die Katalysator-Temperatur Tc auf eine Temperatur einzustellen, die nicht geringer als eine spezifische Katalysator-Temperatur ist, so dass der Katalysator 38 eine gewünschte Leistung erreichen kann. Danach führt die Steuerungsvorrichtung 32, um die Verbrennungsmotor-Kühlwasser-Temperatur Tw auf eine Temperatur einzustellen, die nicht geringer als eine spezifische Temperatur TA ist, so dass der Verbrennungsmotor 18 eine gewünschte Leistung erreichen kann, eine „Verbrennungsmotor-Aufwärm-Steuerung“ aus, die den Katalysator, der eine hohe Temperatur hat, verwendet.
  • Hinsichtlich der Katalysator-Aufwärm-Steuerung bestimmt der Soll-Pe-Bedingungs-Bestimmungsabschnitt 72 der Fahrzeug-Steuereinheit 70, ob eine „spezifische Bedingung“, die zum Durchführen der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung voreingestellt ist (z.B. eine Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe-Einhaltungs-Steuerung), erfüllt wird oder nicht. In der Ausführungsform wird die oben beschriebene „spezifische Bedingung“ erfüllt, wenn der erfasste Wert der Temperatur des Kühlwassers des Verbrennungsmotors 18 (die Verbrennungsmotor-Kühlwasser-Temperatur Tw) eine Temperatur ist, die das Aufwärmen des Verbrennungsmotors erfordert (geringer als die spezifische Temperatur TA), und der erfasste Wert der Temperatur des Katalysator 38 in einem spezifischen Katalysator-Temperaturbereich Trg ist, der eine Ausführung der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung erlaubt. Zum Beispiel wird die „spezifische Bedingung“ in dem Fall erfüllt, in dem die Katalysator-Temperatur Tc nicht geringer als eine erste spezifische Temperatur T1 und nicht mehr als eine zweite spezifische Temperatur T2 ist (T1 ≤ Tc ≤ T2). In diesem Fall ist der untere Grenzwert des spezifischen Katalysator-Temperaturbereichs Trg T1, und der obere Grenzwert davon ist T2. In dem Fall, in dem solch eine spezifische Bedingung erfüllt wird, bestimmt die Fahrzeug-Steuereinheit 70 die Katalysator-Aufwärm-Anforderung mit der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung, und der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerungsabschnitt 74 der Verbrennungsmotor-Steuereinheit 66 steuert die Verbrennungsmotor-Ausgabe derart, dass die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe Pe* bei einem vorgegebenen Wert bleibt. Die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe-Einhaltungs-Steuerung ist ein Beispiel, in dem die Verbrennungsmotor-Ausgabe derart gesteuert wird, dass die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe Pe* bei einem vorgegebenen Wert bleibt. Dabei ist zu beachten, dass, wie später beschreiben wird, die Temperatur des Katalysators 38 als der geschätzte Wert bestimmt werden kann. In diesem Fall wird die oben beschriebene spezifische Bedingung erfüllt, wenn der erfasste Wert der Wassertemperatur geringer ist, als die spezifische Temperatur und der geschätzte Wert der Katalysator-Temperatur in dem spezifischen Katalysator-Temperaturbereich Trg ist.
  • Die Temperatur des Katalysators 38 bestimmt die Reinigungs-Leistung des Katalysators 38 und bestimmt auch den Betrag von Abgasen, die gereinigt werden können, und somit ist ein erster Grund zum Durchführen der Soll-Pe-Steuerung, die Temperatur des Katalysators 38 schnell zu erhöhen, während die Emission von Schadstoffen unterdrückt wird, indem die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe Pe* entsprechend der Nähe der Obergrenze des Betrags der Abgase mittels der Fahrzeug-Steuereinheit 70 eingestellt wird. Ein zweiter Grund dafür ist, ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) zu stabilisieren, indem die Verbrennungsmotor-Ausgabe derart gesteuert wird, dass die vorgegebene Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe mittels des Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerungsabschnitts 74 bei einem vorgegebenen Wert bleibt, um dadurch einen Kraftstoffverbrauch zu verbessern, während die Emission von Schadstoffen von dem Abgas-Durchgang 34 nach draußen unterdrückt wird.
  • Dabei ist zu beachten, dass während der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung in dem Fall, in dem die angefragte Ausgabe während eines Fahrens größer als die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe Pe* wird, die Fahrzeug-Steuereinheit 70 den ersten MG 22 und den zweiten MG 24 derart steuert, dass der zweite MG 24 oder der erste MG 22 und der zweite MG 24 die Unterschreitung der Ausgabe erzeugen. Zusätzlich treibt während des Stopps des Fahrzeugs die Fahrzeug-Steuereinheit 70 den ersten MG 22 an, während sie eine elektrische Leistung, die in dem ersten MG 22 erzeugt wird, derart einstellt, dass die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe Pe* mittels des ersten MG 22 verbraucht wird.
  • Zusätzlich wird in dem Fall, in dem die oben beschriebene „spezifische Bedingung“ nicht erfüllt wird, wenn die Katalysator-Aufwärm-Steuerung durchgeführt wird, z.B. in dem Fall, in dem die Katalysator-Temperatur Tc geringer als die erste spezifische Temperatur T1 ist, als eine anfängliche Katalysator-Aufwärm-Steuerung vor der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung eine Zündungs-Verzögerungswinkel-Steuerung zum Verzögern des Zündungs-Zeitpunkts des Verbrennungsmotors 18 ausgeführt. In der Zündungs-Verzögerungswinkel-Steuerung wird der Zündungs-Zeitpunkt des Verbrennungsmotors 18 relativ zu einem voreingestellten normalen eingestellten Zeitpunkt mittels eines spezifischen Winkels verzögert. Mittels dieses Zündungs-Verzögerungswinkels wird die Verbrennungsmotor-Ausgabe verringert, die Abgas-Temperatur wird erhöht und die Katalysator-Temperatur Tc wird auch erhöht. Daher ist es möglich, die Katalysator-Temperatur Tc auf eine Temperatur einzustellen, die nicht geringer als die Untergrenze des spezifischen Katalysator-Temperaturbereichs Trg ist, die in der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung geschätzt wird, z.B. die nicht geringer als die erste spezifische Temperatur T1 ist. In dem Fall, in dem der erfasste Wert der Katalysator-Temperatur Tc geringer als die Untergrenze des spezifischen Katalysator-Temperaturbereichs Trg ist, z.B. in dem Fall, in dem die Katalysator-Temperatur Tc geringer als die erste spezifische Temperatur T1 ist, führt die Steuerungsvorrichtung 32 die Zündungs-Verzögerungswinkel-Steuerung aus. Die Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung wird in dem Fall ausgeführt, in dem die Zündungs-Verzögerungswinkel-Steuerung ausgeführt wird und die oben beschriebene spezifische Bedingung erfüllt wird, z.B. in dem Fall, in dem der erfasste Wert der Katalysator-Temperatur Tc nicht geringer wird, als die Untergrenze des spezifischen Katalysator-Temperaturbereichs Trg. Dabei ist zu beachten, dass die Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung auch in dem Fall ausgeführt werden kann, in dem die Zündungs-Verzögerungswinkel-Steuerung ausgeführt wird.
  • Zusätzlich hält die Steuerungsvorrichtung 32 die Verbrennungsmotor-Drehzahl Ne während der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung bei einer ersten Verbrennungsmotor-RPM J1, die geringer als die Verbrennungsmotor-RPM-Untergrenze ist, als den unteren Grenzwert der Verbrennungsmotor-RPM in dem Fall, in dem der Verbrennungsmotor 18 betrieben wird, ohne die Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung auszuführen. Damit ist es möglich, eine Kraftstoffverbrauchs-Leistung in dem Fall zu verbessern, in dem das Katalysator-Aufwärmen unter Verwendung der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung durchgeführt wird. Der Grund dafür wird später im Detail beschrieben.
  • Ferner stellt die Steuerungsvorrichtung 32 in dem Fall, in dem der erfasste Wert der Wassertemperatur geringer als die spezifische Temperatur ist, die das Aufwärmen des Verbrennungsmotors erfordert, und der erfasste Wert der Temperatur des Katalysators 38 mehr als die Obergrenze des spezifischen Katalysator-Temperaturbereichs Trg ist, z.B. in dem Fall, in dem der erfasste Wert der Temperatur des Katalysators 38 mehr als die zweite spezifische Temperatur T2 ist, die Verbrennungsmotor-RPM-Untergrenze in dem Fall, in dem der Verbrennungsmotor 18 betrieben wird, auf eine zweite Verbrennungsmotor-RPM J2 ein, die höher als die erste Verbrennungsmotor-RPM J1 (J2 > J1) ist und führt die Verbrennungsmotor-Aufwärm-Steuerung aus. Das heißt, wenn die Katalysator-Temperatur mehr als T2 ist, können zumindest Abgase ausreichend gereinigt werden, selbst wenn die Verbrennungsmotor-RPM auf die zweite Verbrennungsmotor-RPM J2 eingestellt wird, und somit wird das Aufwärmen des Katalysators unter Verwendung der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung beendet und das Aufwärmen des Verbrennungsmotors wird durchgeführt. In dieser Verbrennungsmotor-Aufwärm-Steuerung wird, indem die zweite Verbrennungsmotor-RPM J2 auf einen Wert eingestellt wird, der höher als die Verbrennungsmotor-RPM-Untergrenze in einer normalen Verbrennungsmotor-Steuerung, die später beschrieben wird, ist, die Aufwärm-Steuerung des Verbrennungsmotors 18 nach dem Ende des Aufwärmens des Katalysators durchgeführt. In diesem Fall entspricht die zweite Verbrennungsmotor-RPM J2 einer Leerlauf-RPM während eines Leerlaufs in dem kalten Zustand des Verbrennungsmotors ohne Last.
  • In dem Fall, in dem der erfasste Wert der Temperatur des Kühlwassers des Verbrennungsmotors 18 auf eine Temperatur, die nicht geringer als die spezifische Temperatur ist, mittels der Ausführung der Verbrennungsmotor-Aufwärm-Steuerung erhöht wird, wird die Verbrennungsmotor-RPM-Untergrenze in dem Fall, in dem der Verbrennungsmotor 18 betrieben wird, auf eine dritte Verbrennungsmotor-RPM J3 eingestellt und die normale Verbrennungsmotor-Steuerung, die den Verbrennungsmotor 18 verwendet, der eine hohe Temperatur hat, wird ausgeführt. In diesem Fall wird die dritte Verbrennungsmotor-RPM J3 höher als die erste Verbrennungsmotor-RPM J1 und geringer als die zweite Verbrennungsmotor-RPM J2 als die Verbrennungsmotor-RPM-Untergrenze während der Verbrennungsmotor-Aufwärm-Steuerung (J1 < J3 < J2) eingestellt. In diesem Fall entspricht die dritte Verbrennungsmotor-RPM J3 der Leerlauf-RPM während des Leerlaufs in dem warmen Zustand des Verbrennungsmotors ohne Last. Die Leerlauf-RPM während des warmen Zustands des Verbrennungsmotors ist geringer als die Leerlauf-RPM während des kalten Zustands des Verbrennungsmotors. Der Grund dafür ist, dass die Verbrennung in dem Verbrennungsmotor 18 während des warmen Zustands des Verbrennungsmotors stabilisiert wird, so dass es möglich ist, die Verbrennungsmotor-RPM Ne zu verringern, während die Verbrennung in dem Verbrennungsmotor 18 während des kalten Zustands des Verbrennungsmotors instabil ist, und ein Ansaugluft-Betrag zu dem Zeitpunkt von keiner Last verringert wird, so dass es notwendig ist, die Verbrennungsmotor-RPM Ne zu erhöhen, um die Verbrennung in dem Verbrennungsmotor 18 zu stabilisieren.
  • Als Nächstes werden unter Verwendung eines Flussdiagramms von 2 die Aufwärm-Steuerung von sowohl dem Katalysator 38 als auch dem Verbrennungsmotor 18, die sofort nach dem Starten des Verbrennungsmotors 18 durchgeführt werden, beschrieben. Wie bei Schritt S10 (nachfolgend wird Schritt S einfach als S bezeichnet) von 2 angegeben ist, bestimmt die Fahrzeug-Steuereinheit 70 sofort nach dem Starten des Verbrennungsmotors 18, ob der erfasste Wert der Kühlwasser-Temperatur Tw des Verbrennungsmotors 18 geringer als die spezifische Temperatur TA ist oder nicht. Die spezifische Temperatur TA ist eine Temperatur, bei der die Verbrennung in dem Verbrennungsmotor 18 stabilisiert wird, und eine Temperatur, bei der das Aufwärmen des Verbrennungsmotors beendet wird. Wenn der Verbrennungsmotor 18 gestartet wird und die Bestimmung bei S10 bejahend ist, stellt die Fahrzeug-Steuereinheit 70 die RPM des Verbrennungsmotors 18 auf die zweite Verbrennungsmotor-RPM J2 als die Leerlauf-RPM während des kalten Zustands des Verbrennungsmotors (erstes Starten des Verbrennungsmotors) ein. Als Nächstes bestimmt die Fahrzeug-Steuereinheit 70, ob eine Katalysator-Aufwärm-Ausführungs-Bedingung erfüllt wird (S12) oder nicht. Die Katalysator-Aufwärm-Ausführungs-Bedingung wird in dem Fall erfüllt, in dem die Bestimmung bei S10 bejahend ist, das heißt, die Verbrennungsmotor-Kühlwasser-Temperatur Tw geringer als die spezifische Temperatur TA ist und die Katalysator-Temperatur Tc geringer als die voreingestellte erste spezifische Temperatur T1 ist. Die erste spezifische Temperatur T1 ist eine Temperatur, bei der eine Aktivierung eines vorderen Endes als die stromaufwärts gelegene Seite der Abgase des Katalysators 38 gestartet wird, und ist der untere Grenzwert des spezifischen Katalysator-Temperaturbereichs Trg. Das „erste Starten des Verbrennungsmotors“ meint das erste Starten des Verbrennungsmotors (Verbrennungsmotor-Kaltstart) nach der Aktivierung des Fahrzeug-Systems, indem ein Startschalter oder ein Zündschlüssel (nicht gezeigt) durch einen Nutzer eingeschaltet wird. Dementsprechend enthält das erste Starten des Verbrennungsmotors keinen Leerlauf-Stopp.
  • In dem Fall, in dem die Katalysator-Aufwärm-Ausführungs-Bedingung erfüllt wird, während die Verbrennungsmotor-RPM bei der zweiten Verbrennungsmotor-RPM J2 zu dem Zeitpunkt des Startens gehalten wird, führt die Fahrzeug-Steuereinheit 70 die anfängliche Katalysator-Aufwärm-Steuerung über die Verbrennungsmotor-Steuereinheit 66 aus und die Verbrennungsmotor-Steuereinheit 66 bewirkt, dass der Verbrennungmotor 18 den Zündungs-Verzögerungswinkel ausführt (S16). Die Abgas-Temperatur wird mittels des Zündungs-Verzögerungswinkels erhöht und die Katalysator-Temperatur Tc wird auch erhöht. Nachfolgend wird bei S18 bestimmt, ob der erfasste Wert der Katalysator-Temperatur Tc mehr als die erste spezifische Temperatur T1 ist oder nicht und in dem Fall, in dem die Bestimmung bei S18 bejahend ist, wird der Zündungs-Verzögerungswinkel beendet (S20) und die Verarbeitung geht zu S22. In dem Fall, in dem die Bestimmung bei S18 negativ ist, geht die Verarbeitung zurück zu S16 und die Zündungs-Verzögerungswinkel-Steuerung wird fortgesetzt.
  • In dem anfänglichen Zustand der Katalysator-Aufwärm-Steuerung wird, obwohl der Verbrennungsmotor 18 in einem Zustand betrieben wird, in dem die Soll-Ausgabe des Verbrennungsmotors 18 wesentlich geringer als die Soll-Ausgabe Pe während der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung ist, die Abgas-Temperatur erhöht, indem der Zündungs- Verzögerungswinkel durchgeführt wird, wie im Vergleich mit dem Fall, in dem der Zündungs-Verzögerungswinkel nicht durchgeführt wird, und es ist möglich, die Katalysator-Temperatur zu erhöhen.
  • Bei S22 wird bestimmt, ob die Katalysator-Temperatur Tc nicht mehr als die zweite spezifische Temperatur T2 ist oder nicht. Die zweite spezifische Temperatur T2 ist eine Temperatur, bei der der gesamte Katalysator 38 aktiviert wird, und ist der obere Grenzwert des spezifischen Katalysator-Temperaturbereichs Trg. In dem Fall, in dem die Bestimmung bei S22 bejahend ist, wird bestimmt, dass das Aufwärmen des Katalysators weiter erfordert wird, die Verarbeitung geht zu S24 und die Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung wird ausgeführt. In der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung wird die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe Pe* bei der vorgegebenen Soll-Ausgabe Pc gehalten (S24), die Verbrennungsmotor-RPM Ne wird von der zweiten Verbrennungsmotor-RPM J2 als die Leerlauf-RPM während des kalten Zustands des Verbrennungsmotors zu dem Beginn des Startens des Verbrennungsmotors auf die erste Verbrennungsmotor-RPM J1 verringert (S26) und die Verarbeitung geht zurück zu S22. Danach wird die Verbrennungsmotor-RPM bei der ersten Verbrennungsmotor-RPM J1 gehalten, bis die Katalysator-Temperatur auf die zweite spezifische Temperatur T2 erhöht wird und die Verbrennungsmotor-Ausgabe wird gesteuert, dass sie bei der vorgegebenen Soll-Ausgabe Pc gehalten wird. Damit rotiert der Verbrennungsmotor 18 bei der ersten Verbrennungsmotor-RPM J1, die geringer als die zweite Verbrennungsmotor-RPM J2 als die Leerlauf-RPM zu dem Zeitpunkt des Kaltstarts des Verbrennungsmotors ist, die Ausgabe davon wird jedoch gesteuert, damit sie bei der vorgegebenen Soll-Ausgabe Pc gehalten wird und somit ist es möglich, selbst bei einer geringen RPM eine stabile Rotation aufrecht zu erhalten. Eine solche Steuerung wird fortgesetzt, bis die Katalysator-Temperatur bei S22 T2 überschreitet.
  • Wie oben beschrieben wird die RPM des Verbrennungsmotors 18 in der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung auf die erste Verbrennungsmotor-RPM J1 eingestellt, die geringer als die zweite Verbrennungsmotor-RPM J2 als die Leerlauf-RPM während des kalten Zustands des Verbrennungsmotors ist. Herkömmlich wurde als die erste Verbrennungsmotor-RPM J1, um einen stabilen Betrieb des Verbrennungsmotors zu sichern, die Leerlauf-RPM als die geringste RPM in dem Verbrennungsmotor-Betrieb (die Leerlauf-RPM J2 während des kalten Zustands des Verbrennungsmotors in dem Fall des Kaltstarts des Verbrennungsmotors und die Leerlauf-RPM J3 während des warmen Zustands des Verbrennungsmotors in dem Fall des Warmstarts des Verbrennungsmotors) oder die RPM, die höher als die Leerlauf-RPM ist, angenommen. Auf der anderen Seite ist, wenn eine Berücksichtigung der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung gegeben ist, eine Ausgabe-Last bei einem bestimmten Level und die Soll-Pe ist ein vorgegebenes Soll. Mit dieser Bedingung wird eine stabile Rotation erlaubt, selbst wenn die RPM des Verbrennungsmotors 18 geringer als die normale Leerlauf-RPM (J2, J3) ist. Das heißt, die Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung ist eine Steuerung, in der die Soll-Pe ein vorgegebenes Soll (vorgegebene Soll-Ausgabe Pc) ist und eine Fluktuation in einer Ausgabe nicht betrachtet wird, so dass es nur notwendig ist, den stabilen Betrieb des Verbrennungsmotors 18 zu betrachten, ohne eine Fluktuation in der Last des Verbrennungsmotors zu berücksichtigen und es ist möglich, die RPM zu verringern. Hierin hat, wie später beschrieben wird, die RPM des Verbrennungsmotors 18 in dem Fall, in dem ein spezifisches Ausgabe-Drehmoment (Ausgabe-Energie) erhalten wird, den optimalen Punkt eines Kraftstoffverbrauchs. In der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung wird, wenn die RPM des Verbrennungsmotors 18 geringer ist, der Kraftstoffverbrauch mehr verbessert. Dementsprechend wird in der Ausführungsform die RPM des Verbrennungsmotors 18 in der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung auf die geringste RPM in einem Bereich eingestellt, der eine Stabilisierung der Verbrennung erlaubt, oder einem Wert, der nahe der geringsten RPM in dem Bereich ist. Zum Beispiel wird, indem die RPM auf den optimalen Punkt des Kraftstoffverbrauchs oder einen Wert, der nahe dem optimalen Punkt desselben ist, eingestellt wird, eine Verbesserung in einem Kraftstoffverbrauch in der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung des Aufwärmens des Katalysators erreicht. Dabei ist zu beachten, dass der erste MG 22 als die Last in der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung verwendet werden kann und dass der erste MG 22 elektrische Leistung erzeugen kann und somit ist es möglich, während er eine effiziente elektrische Leistungs-Erzeugung durchführt, das Aufwärmen des Katalysators durchzuführen, indem eine Wärme verwendet wird, die bei der Erzeugung der elektrischen Leistung erzeugt wird. Zusätzlich wird in der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung eine Kraftstoffversorgung, die der Verbrennungsmotor-Ausgabe Pe entspricht, durchgeführt und somit ist es möglich, die Abgas-Temperatur auf ein Level zu erhöhen, das höher als das in der anfänglichen Katalysator-Aufwärm-Steuerung ist.
  • In dem Fall, in dem die Bestimmung bei S12 von 2 negativ ist, das heißt, in dem Fall, in dem die Verbrennungsmotor-Kühlwasser-Temperatur Tw geringer als die spezifische Temperatur TA ist und die Katalysator-Temperatur mehr als die erste spezifische Temperatur T1 ist, bestimmt die Fahrzeug-Steuereinheit 70, dass das Aufwärmen des Verbrennungsmotors 18 notwendig ist, jedoch der Katalysator- Aufwärm-Betrieb nicht notwendig ist, die Verarbeitung geht zu S28 von 2 und die Fahrzeug-Steuereinheit 70 stellt die RPM des Verbrennungsmotors 18 auf die zweite Verbrennungsmotor-RPM J2 als die normale Leerlauf-RPM während des kalten Zustands des Verbrennungsmotors ein und führt das Aufwärmen des Verbrennungsmotors 18 durch. Zusätzlich bestimmt in dem Fall, in dem die Bestimmung bei S22, die in 2 gezeigt ist, negativ ist, das heißt, in dem Fall, in dem die Temperatur des Katalysators auf die zweite spezifische Temperatur T2 nach dem Aufwärmen des Katalysators erhöht wird, die Fahrzeug-Steuereinheit 70, dass das Aufwärmen des Katalysators beendet ist, die Verarbeitung geht zu S28 von 2 und die Fahrzeug-Steuereinheit 70 stellt die RPM des Verbrennungsmotors 18 von der ersten Verbrennungsmotor-RPM J1 zurück auf die zweite Verbrennungsmotor-RPM J2 als die Leerlauf-RPM während des kalten Zustands des Verbrennungsmotors und setzt das normale Verbrennungsmotor-Aufwärmen fort. Ferner bestimmt in dem Fall, in dem die Bestimmung bei S10 negativ ist, das heißt, in dem Fall, in dem die Verbrennungsmotor-Kühlwasser-Temperatur Tw mehr als die spezifische Temperatur TA ist, die Fahrzeug-Steuereinheit 70, dass das Aufwärmen des Verbrennungsmotors 18 und das Aufwärmen des Katalysators nicht notwendig sind, stellt die RPM-Untergrenze des Verbrennungsmotors 18 auf die dritte Verbrennungsmotor-RPM J3 als die Leerlauf-RPM während des warmen Zustands des Verbrennungsmotors ein (die RPM, die höher als die erste Verbrennungsmotor-RPM J1 in dem Fall der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung und die geringer als die zweite Verbrennungsmotor-RPM J2 als die Leerlauf-RPM während des kalten Zustands des Verbrennungsmotors ist) und führt die normale Verbrennungsmotor-Steuerung aus (S14).
  • Gemäß dem Steuerungssystem 12, das in der Weise konfiguriert ist, die oben beschrieben ist, ist es möglich, zu bewirken, dass der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 18 in dem Fall, in dem das Aufwärmen des Katalysators durchgeführt wird, die Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung verwendet, um sich dem Betriebsbereich mit ausgezeichneter Kraftstoffeffizienz anzunähern, und die Kraftstoffverbrauchs-Leistung während des Aufwärmens des Katalysators zu verbessern. Zusätzlich wird trotz einer Bedingung, die ungünstig ist in Bezug auf eine Verbrennungs-Stabilität, dass die Verbrennungsmotor-RPM die erste Verbrennungsmotor-RPM J1 ist, die geringer als die RPM-Untergrenze ist, wenn die Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung während des kalten Betriebs, in dem die Kühlwasser-Temperatur Tw gering ist, nicht durchgeführt wird, da der Betrieb auf der vorgegebenen Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe basiert, die A/F stabilisiert und die Verbrennung in dem Verbrennungsmotor 18 wird auch stabilisiert. Ferner ist es möglich, da die spezifische Soll-Ausgabe Pe ausgegeben wird und die Verbrennungsmotor-RPM eine vorgegebene Soll-RPM ist, die Verschlechterung einer Leistung von Rauschen/Vibrationen (NV) als Kennlinien von Vibrationen und Rauschen und eine Fehlzündungs-Erfassbarkeit zu verringern. Zusätzlich wird, da die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe während der Pe-Einhaltungs-Steuerung gehalten wird, ein Leerlauf ohne Last nicht durchgeführt und die RPM des Verbrennungsmotors 18 wird nicht fluktuiert. Somit wird, da die Ausgabe eine vorgegebene Soll-Ausgabe (vorgegebener Soll-Pc) ist und die RPM eine vorgegebene Soll-RPM (die erste Verbrennungsmotor-RPM J1) in der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung ist, selbst wenn die RPM Ne auf einen Wert eingestellt wird, der geringer als die geringste Verbrennungsmotor-RPM während des Betriebs ist (die Leerlauf-RPM J2 während des kalten Zustands des Verbrennungsmotors, die Leerlauf-RPM J3 während des warmen Zustands des Verbrennungsmotors), der stabile Betrieb erlaubt. In der Ausführungsform wird es in der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung möglich, zu bewirken, dass der Kraftstoffverbrauch in der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung sich dem besten Kraftstoffverbrauch annähert, indem die Verbrennungsmotor-RPM auf einen Wert eingestellt wird, der geringer als die geringste RPM in anderen Betrieben ist. Das heißt, es ist möglich, den Kraftstoffverbrauch zu verbessern, indem die erste Verbrennungsmotor-RPM J1 auf einen Wert eingestellt wird, der geringer als die RPM-Untergrenze ist, wenn die Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung nicht durchgeführt wird.
  • 3 zeigt das Verhältnis zwischen dem Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 18 und dem Bereich mit hoher Kraftstoff-Effizienz während der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung bezüglich des Steuerungssystems 12. In 3 wird der Betriebspunkt während der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung der Ausführungsform durch P1 angegeben. In diesem Fall wird die Verbrennungsmotor-RPM während der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung auf die erste Verbrennungsmotor-RPM J1 eingestellt, und wird dadurch geringer gemacht als die zweite Verbrennungsmotor-RPM J2 als die RPM-Untergrenze während der Verbrennungsmotor-Aufwärm-Steuerung. Damit ist es möglich, das Soll-Drehmoment Te des Verbrennungsmotors 18 auf einen hohen Wert in einem Zustand einzustellen, in dem die gewünschte Verbrennungsmotor-Ausgabe Pe, die von der Nähe der Obergrenze des Betrags der Abgase, die gereinigt werden können, eingestellt wird, in dem geschätzten Katalysator-Temperaturbereich gesichert wird. Ein derartiger Betriebspunkt P1 ist nahe einem schraffierten Abschnitt von 3, als der Betriebsbereich, der eine ausgezeichnete Kraftstoffeffizienz hat, und das Verbrennungsmotor-Drehmoment, das eingestellt wird, damit es der hohe Wert bei diesem Punkt ist, kann mittels eines Generators des ersten MG 22 absorbiert werden.
  • Hierin ist, wie aus 3 klar ist, die erste Verbrennungsmotor-RPM J1 während der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung geringer als die dritte Verbrennungsmotor-RPM J3 als die Leerlauf-RPM während des warmen Zustands des Verbrennungsmotors. Während des kalten Zustands des Verbrennungsmotors wird der dritte Verbrennungsmotor RPM J3 nicht verwendet, aber es ist möglich, indem die erste Verbrennungsmotor-RPM J1 auf die RPM eingestellt wird, die geringer als die dritte Verbrennungsmotor-RPM J3 ist, einen Kraftstoffverbrauch während der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung signifikant zu verbessern.
  • P2 von 3 zeigt ein Vergleichsbeispiel, in dem die Verbrennungsmotor-Ausgabe Pe während der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung auf dieselbe Verbrennungsmotor-Ausgabe wie die Verbrennungsmotor-Ausgabe der Ausführungsform eingestellt wird, und die Verbrennungsmotor-RPM Ne derart eingestellt wird, dass sie mit der zweiten Verbrennungsmotor-RPM J2 als die RPM-Untergrenze während der Verbrennungsmotor-Aufwärm-Steuerung (die Leerlauf-RPM während des kalten Zustands des Verbrennungsmotors) übereinstimmt. Das heißt, die zweite Verbrennungsmotor-RPM J2 ist die geringste Verbrennungsmotor-RPM, die einen stabilen Betrieb während des kalten Zustands des Verbrennungsmotors aufrecht erhält und, da die zweite Verbrennungsmotor-RPM J2 normal als die RPM während der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung verwendet wird, wird dies als das Vergleichsbeispiel gezeigt. In 3 gibt eine gestrichelte Linie E eine vorgegebene Soll-Kurve der Verbrennungsmotor-Ausgabe an und sowohl die erste als auch die zweite Verbrennungsmotor-RPM J1 und J2 sind auf der gestrichelten Linie E. Somit ist der Betriebspunkt P2 in dem Vergleichsbeispiel weg von dem schraffierten Abschnitt von 3 als der Betriebsbereich mit einer ausgezeichneten Kraftstoffeffizienz und der optimalen Linie A des Kraftstoffverbrauchs, so dass es eine Möglichkeit gibt, dass die Kraftstoffverbrauchs-Leistung verringert wird, jedoch die Ausführungsform dies verbessern kann. Es wird ein Fall angenommen, in dem in 3 der Betriebspunkt während der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung ein Punkt P3 ist, bei dem die Verbrennungsmotor-RPM der dritten Verbrennungsmotor-RPM J3 entspricht, die gleich der Leerlauf-RPM J3 während des warmen Zustands des Verbrennungsmotors auf der gestrichelten Linie E ist, auf der die Verbrennungsmotor-Ausgabe dieselbe ist, wie die von P1 von 3. In diesem Fall ist der Betriebspunkt P3 auch weg von dem schraffierten Abschnitt von 3, wie der Betriebsbereich mit einer ausgezeichneten Kraftstoffeffizienz und der optimalen Linie A des Kraftstoffverbrauchs, wie verglichen mit dem Betriebspunkt P1. In der Ausführungsform ist es möglich, indem die Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung bei der RPM J1 ausgeführt wird, die geringer als die normalen Leerlauf-RPM J2 und J3 ist, die Kraftstoffverbrauchs-Leistung zu verbessern. Dabei ist zu beachten, dass der Betrieb bei dem Betriebpunkt P1 auf der optimalen Linie A des Kraftstoffverbrauchs ist und die Verzögerungswinkel-Steuerung oder dergleichen nicht ausgeführt wird.
  • In dem Flussdiagramm von 2 kann in dem Fall, in dem eine voreingestellte bevorzugte Hilfseinrichtungs-Anforderung während der Ausführung der Verarbeitung von S22 zu S26 ist, die bevorzugte Hilfseinrichtungs-Anforderung erfüllt werden, indem die Ausführung der Katalysator-Aufwärm-Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung abgebrochen wird, um die Verbrennungsmotor-RPM zu erhöhen, und indem die Verbrennungsmotor-Ausgabe Pe zum Antreiben des ersten MG 22 erhöht wird. Die „bevorzugte Hilfseinrichtungs-Anforderung“ kann sein, dass eine Betätigungseinheit durch einen Nutzer angewiesen wird, eine Temperaturänderung anzufragen, die nicht geringer als eine voreingestellte spezifische Temperaturänderung in einer Klimaanlage ist.
  • In der Ausführungsform, die oben beschrieben ist, wird, obwohl der Fall, in dem sowohl der Elektromotor als auch der Generator der MG ist, der Funktionen von sowohl dem Elektromotor als auch dem Generator hat, beschrieben wurde, beispielhalber der Fall gezeigt und der Elektromotor und der Generator, die in verschiedenen Modellen des Hybridfahrzeugs verwendet werden, können wie nachfolgend beschrieben verwendet werden.
  • 4 zeigt die Konfiguration eines ersten Beispiels als anderes Beispiel des Hybridfahrzeugs 10, auf das die Ausführungsform der Erfindung angewandt werden kann. Das Hybridfahrzeug 10 von 4 ist derart konfiguriert, dass eine Leistung einer Ausgangswelle 76, die an das Hohlrad des Kraft-Aufteil-Mechanismus 49 gekoppelt ist, an eine Achse 78 ausgegeben wird, die an Räder 16a über einen Differentialmechanismus 77 gekoppelt ist, und eine Leistung des zweiten MG 24 an eine Achse 80 ausgegeben wird, die verschieden von der Achse 78 ist. Die Achse 80 ist an andere Räder 16b gekoppelt.
  • 5 zeigt die Konfiguration eines zweiten Beispiels als ein anderes Beispiel des Hybridfahrzeugs 10, auf das die Ausführungsform der Erfindung angewandt werden kann. In dem Hybridfahrzeug 10 von 5 ist eine Ausgangswelle eines Getriebes 86 mit einer Antriebswelle 84 verbunden, die an die Räder 16 über den Differentialmechanismus 77 gekoppelt ist, und ein MG 88 ist mit einer Eingangswelle des Getriebes 86 verbunden. Der Verbrennungsmotor 18 ist mit einer rotierenden Welle des MG 88 über eine Kupplung 90 verbunden. Ein Generator 92 ist mit dem Verbrennungsmotor 18 verbunden und der Generator 92 wird mittels des Verbrennungsmotors 18 angetrieben, um elektrische Leistung zu erzeugen. Leistung von dem Verbrennungsmotor 18 wird an die Antriebswelle 84 über die rotierende Welle des MG 88 und des Getriebes 86 ausgegeben und Leistung von dem MG 88 wird zu der Antriebswelle 84 über das Getriebe 86 ausgegeben. Der MG 88 ist mit der Batterie 28 über einen Wechselrichter 94 verbunden.
  • 6 zeigt die Konfiguration eines dritten Beispiels als ein anderes Beispiel des Hybridfahrzeugs 10, auf welches die Ausführungsform der Erfindung angewandt werden kann. Das Hybridfahrzeug 10 von 6 ist derart konfiguriert, dass die Leistung von dem Verbrennungsmotor 18 an die Achse 78, die an die Räder 16a über das Getriebe 86 gekoppelt ist, ausgegeben wird, und die Leistung von dem MG 88 an die Achse 80 ausgegeben wird, die verschieden von der Achse 78 ist. Die Achse 80 ist an die Räder 16b gekoppelt. Der Generator 92 ist mit dem Verbrennungsmotor 18 verbunden und wird mittels des Verbrennungsmotors 18 angetrieben, um elektrische Leistung zu erzeugen. In der Konfiguration von sowohl 5 als auch 6 kann als der MG ein MG, der die Funktion eines einfachen elektrischen Motors hat, verwendet werden. Während die Konfiguration von sowohl 1 als auch 4 ein Zwei-Elektromotor-Typ genannt wird, wird die Konfiguration von sowohl 5 als auch 6 ein Ein-Elektromotor-Typ genannt. In jeder Konfiguration der 4 bis 6 sind andere Konfigurationen und Betriebe dieselben wie diejenigen von jeder Konfiguration der 1 bis 3.
  • Als Nächstes wird mit Bezug auf 7 und 8A bis 8E eine detaillierte Beschreibung des Betriebs des Aufwärm-Betriebs gegeben, der mit Bezug auf 2 beschrieben wurde. Dabei ist zu beachten, dass das Flussdiagramm von 7 grundsätzlich dasselbe ist wie das Flussdiagramm von 2, und dass das Flussdiagramm von 7 die RPM des Verbrennungsmotors klarer beschreibt und auch klar beschreibt, dass die anfängliche Katalysator-Aufwärm-Steuerung in dem Fall durchgeführt wird, in dem die Katalysator-Temperatur Tc geringer als T1 ist, dass die Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung in dem Fall durchgeführt wird, in dem die Katalysator-Temperatur Tc nicht geringer als die erste spezifische Temperatur T1 ist und geringer als die zweite spezifische Temperatur T2 ist, dass die Verbrennungsmotor-Aufwärm-Steuerung durchgeführt wird, bis die Verbrennungsmotor-Kühlwasser-Temperatur Tw gleich der spezifischen Temperatur TA in dem Fall wird, in dem die Katalysator-Temperatur nicht geringer als die zweite spezifische Temperatur T2 ist, und dass die normale Verbrennungsmotor-Steuerung danach durchgeführt wird. 8A bis 8E zeigen zeitliche Änderungen in einer Verbrennungsmotor-RPM Ne, einer Verbrennungsmotor-Ausgabe Pe, einer Katalysator-Temperatur Tc, einer Verbrennungsmotor-Kühlwasser-Temperatur Tw und eines Zündungswinkels, wenn das Starten des Verbrennungsmotors und das Aufwärmen des Katalysators in dem Fall durchgeführt werden, in dem die Betriebe gemäß dem Flussdiagramm von 7 durchgeführt werden.
  • Wenn der Startschalter oder der Zündschlüssel (nicht gezeigt) durch den Nutzer eingeschaltet wird, gibt die Fahrzeug-Steuereinheit 70 den Startbefehl des Verbrennungsmotors 18 aus und startet den Verbrennungsmotor 18 wie bei S30 von 7 angegeben ist (Zeit t1 von jeder der 8A bis 8E). Als Nächstes bestimmt, wie bei S31 von 7 angegeben ist, die Fahrzeug-Steuereinheit 70, ob die Verbrennungsmotor-Kühlwasser-Temperatur Tw geringer als die spezifische Temperatur TA ist oder nicht. Hierin bestimmt in dem Fall, in dem die Verbrennungsmotor-Kühlwasser-Temperatur Tw geringer als die spezifische Temperatur ist, die Fahrzeug-Steuereinheit 70, dass das Aufwärmen des Verbrennungsmotors 18 notwendig ist und stellt die RPM des Verbrennungsmotors 18 auf die zweite Verbrennungsmotor-RPM J2 als die Leerlauf-RPM während des kalten Zustands des Verbrennungsmotors ein. Damit wird zu einem Zeitpunkt t1, der in 8A gezeigt ist, nach dem Starten des Verbrennungsmotors die RPM des Verbrennungsmotors 18 auf die zweite Verbrennungsmotor-RPM J2 erhöht. Zusätzlich bestimmt in dem Fall, in dem die Verbrennungsmotor-Kühlwasser-Temperatur Tw nicht geringer als die spezifische Temperatur TA bei S31 von 7 ist, die Fahrzeug-Steuereinheit 70, dass der Verbrennungsmotor 18 aufgewärmt wird und das Aufwärmen desselben nicht notwendig ist, die Verarbeitung geht zu S42 von 7 und die Fahrzeug-Steuereinheit 70 stellt die RPM-Untergrenze des Verbrennungsmotors 18 auf die dritte Verbrennungsmotor-RPM J3 als die Leerlauf-RPM während des warmen Zustands des Verbrennungsmotors ein. Hierin ist die zweite Verbrennungsmotor-RPM J2 höher als die dritte Verbrennungsmotor-RPM J3. In dem Fall, in dem der Verbrennungsmotor 18 bei der Leerlauf-RPM J2 während des kalten Zustands des Verbrennungsmotors oder der Leerlauf-RPM J3 während des warmen Zustands des Verbrennungsmotors betrieben wird, hat die Ausgabe Pe des Verbrennungsmotors 18 den Wert Pa, der im Vergleich zu der Ausgabe Pc während der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung signifikant gering, oder im Wesentlichen null ist.
  • Als Nächstes bestimmt, wie bei S33 von 7 angegeben ist, die Fahrzeug-Steuereinheit 70, ob die Katalysator-Temperatur Tc geringer als die erste spezifische Temperatur T1 ist oder nicht. Nachfolgend bestimmt in dem Fall, in dem die Katalysator-Temperatur Tc geringer als die erste spezifische Temperatur ist, die Fahrzeug-Steuereinheit 70, dass das Aufwärmen des Katalysators notwendig ist und die Fahrzeug-Steuereinheit 70 führt in einer ähnlichen Weise wie bei S16 von 2 den Zündungs-Verzögerungswinkel des Verbrennungsmotors 18 aus, um die anfängliche Katalysator-Aufwärm-Steuerung durchzuführen, wie von einem Zeitpunkt t1 zu einem Zeitpunkt t2 von 8E gezeigt ist, während die Verbrennungsmotor-RPM bei der zweiten Verbrennungsmotor-RPM J2 zu dem Zeitpunkt des Startens gehalten wird und die Ausgabe Pe bei Pa gehalten wird, wie von einem Zeitpunkt t1 zu einem Zeitpunkt t2 von 8A und 8B (S34 von 7) gezeigt ist. Durch diese anfängliche Katalysator-Aufwärm-Steuerung wird, wie von einem Zeitpunkt t1 zu einem Zeitpunkt t2 von 8C gezeigt ist, die Katalysator-Temperatur Tc erhöht. Wie bei S35 von 7 angegeben ist, bestimmt die Fahrzeug-Steuereinheit 70, ob die Katalysator-Temperatur Tc die erste spezifische Temperatur T1 erreicht hat oder nicht und die Verarbeitung geht in dem Fall, in dem die Katalysator-Temperatur Tc geringer als die erste spezifische Temperatur T1 ist, zurück zu S34 von 7 und die Fahrzeug-Steuereinheit 70 setzt die Zündungs-Verzögerungswinkel-Steuerung fort, während die Verbrennungsmotor-RPM bei der zweiten Verbrennungsmotor-RPM J2 zu dem Zeitpunkt des Startens gehalten wird.
  • Wenn die Katalysator-Temperatur Tc auf die erste spezifische Temperatur T1 zu einem Zeitpunkt t2 von 8C erhöht wird, wie bei S36 von 7 angegeben ist und von einem Zeitpunkt t2 zu einem Zeitpunkt t3 von 8E gezeigt ist, beendet die Fahrzeug-Steuereinheit 70 die anfängliche Katalysator-Aufwärm-Steuerung unter Verwendung der Zündungs-Verzögerungswinkel-Steuerung des Verbrennungsmotors 18 und stellt den Zündungswinkel des Verbrennungsmotors 18 zurück auf den normalen Winkel. Folglich führt, wie bei S37 von 7 angegeben ist, die Fahrzeug-Steuereinheit 70 die Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung für das Aufwärmen des Katalysators in einer ähnlichen Weise zu S24 und S26 von 2 aus. Wie von einem Zeitpunkt t2 zu einem Zeitpunkt t3 von 8A und 8B gezeigt ist, erhöht die Fahrzeug-Steuereinheit 70 die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe Pe* von Pa auf die vorgegebene Soll-Ausgabe Pc und verringert die Verbrennungsmotor-RPM Ne von der zweiten Verbrennungsmotor-RPM J2 als der Leerlauf-RPM während des kalten Zustands des Verbrennungsmotors, die zu dem Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors verwendet wird, auf die erste Verbrennungsmotor-RPM J1. Damit wird der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 18 der Punkt P1 auf der optimalen Linie A des Kraftstoffverbrauchs, die in 3 gezeigt ist.
  • Die Fahrzeug-Steuereinheit 70 überwacht, ob die Katalysator-Temperatur Tc nicht geringer als die zweite spezifische Temperatur T2 wird, wie bei S38 von 7 angegeben ist, während sie die Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung durchführt, in der die RPM des Verbrennungsmotors 18 die erste Verbrennungsmotor-RPM J1 ist und die Verbrennungsmotor-Ausgabe eine vorgegebene Soll Pc ist. Während dieses Zeitraums wird elektrische Leistung mittels des ersten MG 22 erzeugt, der die Ausgabe Pc des Verbrennungsmotors 18 verwendet, und die erzeugte elektrische Leistung wird verwendet, um die Batterie 28 aufzuladen. Nachfolgend bestimmt die Fahrzeug-Steuereinheit 70, wenn die Katalysator-Temperatur Tc nicht geringer als die zweite spezifische Temperatur T2 zu einem Zeitpunkt t4 von 8C wird, wie bei S39 von 7 angegeben ist, dass das Aufwärmen des Katalysators abgeschlossen ist und beendet die Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung für das Aufwärmen des Katalysators. Dann erhöht die Fahrzeug-Steuereinheit 70, wie bei S40 von 7 angegeben ist und von einem Zeitpunkt t4 zu einem Zeitpunkt t5 von 8A und 8B gezeigt ist, die RPM des Verbrennungsmotors 18 auf die zweite Verbrennungsmotor-RPM J2 als die anfängliche Leerlauf-RPM während des kalten Zustands des Verbrennungsmotors und verringert die Ausgabe des Verbrennungsmotors 18 auf im Wesentlichen null von Pc, um einen Leerlauf durchzuführen und setzt das Aufwärmen des Verbrennungsmotors 18 fort. Folglich verringert die Fahrzeug-Steuereinheit 70, wie bei S41 von 7 angegeben ist, wenn die Verbrennungsmotor-Kühlwasser-Temperatur Tw nicht geringer als die spezifische Temperatur TA wird, die RPM des Verbrennungsmotors 18 auf die Leerlauf-RPM J3 während des warmen Zustands des Verbrennungsmotors (J3 ist die RPM, die höher als J1 ist), wie bei S42 von 7 angegeben ist und von einem Zeitpunkt t6 zu einem Zeitpunkt t7 von 8A gezeigt ist, und betreibt den Verbrennungsmotor 18 in einem normalen Leerlauf-Zustand. Nach einem Zeitpunkt t7 wird die Verbrennungsmotor-Ausgabe gemäß der Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe Pe, die basierend auf dem erfassten Wert der Beschleuniger-Position AP oder den erfassten Werten der Fahrzeug-Geschwindigkeit und der Beschleuniger-Position AP berechnet wird, gesteuert. In diesem Fall ist die Verbrennungsmotor-RPM nicht geringer als die Leerlauf-RPM J3 während des warmen Zustands des Verbrennungsmotors. Dabei ist zu beachten, dass nach dem Ende der Katalysator-Aufwärm-Steuerung in der Verbrennungsmotor-Aufwärm-Steuerung, die von einem Zeitpunkt t5 zu einem Zeitpunkt t7 durchgeführt wird, die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe Pe basierend auf dem erfassten Wert der Beschleuniger-Position AP oder den erfassten Werten der Fahrzeug-Geschwindigkeit und der Beschleuniger-Position AP berechnet werden kann und die Verbrennungsmotor-Ausgabe von im Wesentlichen null gemäß dem berechneten Wert erhöht werden kann. In diesem Fall ist die Verbrennungsmotor-RPM höher als die Leerlauf-RPM J2 während des kalten Zustands des Verbrennungsmotors.
  • Wie soweit beschrieben, ist es in der Ausführungsform in der Soll-Pe-Einhaltungs-Steuerung für das Aufwärmen des Katalysators von einem Zeitpunkt t3 zu einem Zeitpunkt t4, gezeigt in 8A bis 8E, möglich, den Kraftstoffverbrauch zu verbessern, während der stabile Betrieb aufrecht erhalten wird, indem die vorgegebene Soll-Ausgabe (vorgegebene Soll Pc) des Verbrennungsmotors 18 verwendet wird und wobei ein vorgegebenes Soll als die RPM Ne des Verbrennungsmotors 18 die erste Verbrennungsmotor-RPM J1 verwendet, die geringer als die Leerlauf-RPM J2 während des kalten Zustands des Verbrennungsmotors und als die Leerlauf-RPM J3 während des warmen Zustands des Verbrennungsmotors ist.
  • In der Ausführungsform, die soweit beschrieben ist, wurde die Beschreibung unter der Annahme gegeben, dass bei dem ersten Starten die Verbrennungsmotor-Kühlwasser-Temperatur Tw geringer als die spezifische Temperatur TA ist und der Verbrennungsmotor 18 bei der Leerlauf-RPM J2 während des kalten Zustands des Verbrennungsmotors gestartet wird. Solange die Verbrennungsmotor-Kühlwasser-Temperatur Tw geringer als die spezifische Temperatur TA ist, kann die Erfindung angewandt werden.
  • Die Ausführungsform der Erfindung wurde soweit beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform begrenzt und die Erfindung kann in verschiedenen Formen ausgeführt sein, ohne von dem Kern derselben abzuweichen. Zum Beispiel kann das Steuerungssystem des Hybridfahrzeugs der Erfindung auf das Hybridfahrzeug angewandt werden, das den Generator nicht enthält.
  • Zusätzlich kann die Katalysator-Temperatur erfasst werden, indem der Katalysator-Temperatur-Sensor wie oben beschreiben verwendet wird. Die Katalysator-Temperatur kann auch als der geschätzte Wert mittels des folgenden Verfahrens geschätzt werden. Das heißt, die „Katalysator-Temperatur“ kann als die Summe einer „anfänglichen Katalysator-Temperatur“ und eines „Katalysator-Aufwärm-Abschnitts mittels eines Verbrennungsmotor-Betriebs“ geschätzt werden. In diesem Fall wird die „anfängliche Katalysator-Temperatur“ von der erfassten Temperatur des Verbrennungsmotor- Kühlwassers geschätzt, die mittels des Wassertemperatur-Sensors zu dem Zeitpunkt eines Stopps des Verbrennungsmotors erfasst wird. Zusätzlich wird der „Katalysator-Aufwärm-Abschnitt mittels eines Verbrennungsmotor-Betriebs“ von den erfassten Werten oder den berechneten Werten des Ansaugluft-Betrags und des Zündungs-Verzögerungswinkel-Betrags des Verbrennungsmotors geschätzt. Zum Beispiel wird die Katalysator-Temperatur in dem Fall erhöht, in dem der Ansaugluft-Betrag groß ist, und die Katalysator-Temperatur wird auch in dem Fall erhöht, in dem der Zündungs-Verzögerungswinkel-Betrag groß ist, und somit ist es möglich, den Aufwärm-Abschnitt mittels des Verbrennungsmotor-Betriebs von dem Ansaugluft-Betrag und dem Zündungs-Verzögerungswinkel-Betrag abzuschätzen, indem ein voreingestellter Vergleichsausdruck verwendet wird.

Claims (6)

  1. Hybridfahrzeug mit: einem Verbrennungsmotor; einem Elektromotor; einem Katalysator, der verwendet wird, um Abgase des Verbrennungsmotors zu reinigen; und einer elektronischen Steuereinheit, die konfiguriert ist (a) den Verbrennungsmotor und den Elektromotor gemäß einer Ausgabe-Anforderung des Hybridfahrzeugs zu steuern; (b) eine Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe-Einhaltungs-Steuerung zum Steuern einer Verbrennungsmotor-Ausgabe derart auszuführen, dass eine Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe bei einem vorgegebenen Wert während eines Aufwärmens des Katalysators bleibt; und (c) eine Verbrennungsmotor-Drehzahl auf eine erste Verbrennungsmotor-Drehzahl einzustellen, wenn die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe-Einhaltungs-Steuerung ausgeführt wird, wobei die erste Verbrennungsmotor-Drehzahl geringer als eine Verbrennungsmotor-Drehzahl-Untergrenze ist, bei der der Verbrennungsmotor betrieben wird, ohne die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe-Einhaltungs-Steuerung auszuführen.
  2. Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuereinheit eine Zündungs-Verzögerungswinkel-Steuerung ausführt, in der ein Zündungs-Zeitpunkt des Verbrennungsmotors mittels eines spezifischen Winkels verzögert wird, wenn eine Temperatur eines Kühlwassers des Verbrennungsmotors geringer als eine erste spezifische Temperatur ist und eine Temperatur des Katalysators geringer als eine zweite spezifische Temperatur ist, und wobei die elektronische Steuereinheit die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe-Einhaltungs-Steuerung ausführt, wenn die Temperatur des Katalysators nicht geringer als die zweite spezifische Temperatur und nicht mehr als eine dritte spezifische Temperatur ist, wobei die dritte spezifische Temperatur höher als die zweite spezifische Temperatur ist.
  3. Hybridfahrzeug nach Anspruch 2, wobei die elektronische Steuereinheit eine Verbrennungsmotor-Drehzahl-Untergrenze, wenn der Verbrennungsmotor betrieben wird, auf eine zweite Verbrennungsmotor-Drehzahl einstellt, wobei die zweite Verbrennungsmotor-Drehzahl höher als die erste Verbrennungsmotor-Drehzahl ist, wenn die Temperatur des Kühlwassers des Verbrennungsmotors geringer als die erste spezifische Temperatur ist und die Temperatur des Katalysators mehr als die dritte spezifische Temperatur ist.
  4. Hybridfahrzeug nach Anspruch 3, wobei die zweite Verbrennungsmotor-Drehzahl eine Leerlauf-Drehzahl während eines kalten Zustands des Verbrennungsmotors ist.
  5. Steuerungsverfahren für ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einem Elektromotor, einer elektronischen Steuereinheit und einem Katalysator, der verwendet wird, um Abgase des Verbrennungsmotors zu reinigen, wobei das Steuerungsverfahren die Schritte enthält: Steuern des Verbrennungsmotors und des Elektromotors mittels der elektronischen Steuereinheit gemäß einer Ausgabe-Anforderung des Hybridfahrzeugs; Ausführen einer Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe-Einhaltungs-Steuerung mittels der elektronischen Steuereinheit zum derartigen Steuern einer Verbrennungsmotor-Ausgabe, dass eine Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe bei einem vorgegebenen Wert während eines Aufwärmens des Katalysators bleibt; und Einstellen einer Verbrennungsmotor-Drehzahl mittels der elektronischen Steuereinheit auf eine erste Verbrennungsmotor-Drehzahl, wenn die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe-Einhaltungs-Steuerung ausgeführt wird, wobei die erste Verbrennungsmotor-Drehzahl geringer als eine Verbrennungsmotor-Drehzahl-Untergrenze ist, bei der der Verbrennungsmotor betrieben wird, ohne dass die Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe-Einhaltungs-Steuerung ausgeführt wird.
  6. Steuerungsverfahren nach Anspruch 5, das zusätzlich die Schritte enthält: Ausführen einer Zündungs-Verzögerungswinkel-Steuerung mittels der elektronischen Steuereinheit, in der ein Zündungs-Zeitpunkt des Verbrennungsmotors mittels eines spezifischen Winkels verzögert wird, wenn eine Temperatur eines Kühlwassers des Verbrennungsmotors geringer als eine erste spezifische Temperatur ist und eine Temperatur des Katalysators geringer als eine zweite spezifische Temperatur ist; und Ausführen der Soll-Verbrennungsmotor-Ausgabe-Einhaltungs-Steuerung mittels der elektronischen Steuereinheit, wenn die Temperatur des Katalysators nicht geringer als die zweite spezifische Temperatur ist und nicht mehr als eine dritte spezifische Temperatur ist, wobei die dritte spezifische Temperatur höher als die zweite spezifische Temperatur ist.
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