DE112015001304T5 - Hybridfahrzeug und Verfahren zu dessen Steuerung - Google Patents

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electric
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DE112015001304.0T
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Hidekazu Nawata
Toshio Inoue
Keita Fukui
Tomoaki Honda
Yuta NIWA
Taichi OSAWA
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Toyota Motor Corp
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Abstract

Ein Hybridfahrzeug umfasst eine Brennkraftmaschine, einen Filter, eine elektrische Speichervorrichtung, eine rotierende elektrische Maschine und eine Steuerung. Der Filter ist so gestaltet, dass er Partikel im Abgas der Brennkraftmaschine einfängt. Die rotierende elektrische Maschine ist so gestaltet, dass sie mittels Kraft von der Brennkraftmaschine elektrischen Strom erzeugt, um so die elektrische Speichervorrichtung zu laden, und die Brennkraftmaschine mittels elektrischen Stroms von der elektrischen Speichervorrichtung antreibt. Die Steuerung ist so gestaltet, dass sie die Brennkraftmaschine und die rotierende elektrische Maschine so steuert, dass die elektrische Speichervorrichtung erwärmt wird, wenn eine Regenerationssteuerung vorgenommen werden muss und wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung niedriger als ein Bezugswert ist. Die Regenerationssteuerung ist eine Steuerung zum Anheben der Temperatur des Filters auf eine vorbestimmte Temperatur, um so die Partikel zu verbrennen. Die Steuerung kann so gestaltet sein, dass sie die Regenerationssteuerung ausführt, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung den Bezugswert überschreitet.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Hybridfahrzeug und ein Verfahren zur Steuerung des Hybridfahrzeugs. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Hybridfahrzeug, das einen Filter zum Einfangen von Partikeln im Abgas einer Brennkraftmaschine aufweist, und ein Verfahren zur Steuerung des Hybridfahrzeugs.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Abgas, das von einer Kraftmaschine ausgestoßen wird, enthält Partikel (die auch als "PM" bezeichnet werden). Es ist vorzuziehen, die PM nicht in die Atmosphäre auszustoßen, da die PM einen Einfluss auf die Umwelt ausüben können oder dergleichen. Daher kann in einem Abgaskanal der Kraftmaschine ein Filter zum Einfangen der PM eingebaut werden.
  • Wenn sich die PM auf dem Filter ablagern, kann der Filter verstopfen, und der Filter kann zum Beispiel unter Erosion oder Rissen leiden. Wenn die Ablagerungsmenge der PM eine bestimmte Menge erreicht, ist es dementsprechend notwendig, die PM zu entfernen, um den Filter von der Verstopfung zu befreien. Das Entfernen der PM wie in diesem Fall wird Regeneration des Filters genannt. Als eine bestimmte Steuerung zum Regenerieren des Filters ist vorgeschlagen worden, die Abgastemperatur anzuheben, indem die Ausgangsleistung der Kraftmaschine erhöht wird, um so die PM zu verbrennen.
  • Zum Beispiel ist eine Kraftmaschinensteuerungsvorrichtung, die in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2005-90259 ( JP 2005-90259 A ) offenbart ist, so gestaltet, dass sie den Ladezustand (SOC) einer Batterie so einstellt, dass die Batterie etwas Spielraum zum Laden hat, wenn in einem Hybridfahrzeug ein Filter regeneriert werden muss. Wenn die Ausgangsleistung der Kraftmaschine zur Regeneration des Filters erhöht wird, kann die Batterie somit mit elektrischem Strom geladen werden, der von einem Generator erzeugt wird. Der vom Generator erzeugte elektrische Strom entspricht einem Erhöhungsbetrag der Ausgangsleistung der Kraftmaschine.
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Wenn die Batterietemperatur abnimmt, nimmt tendenziell der Innenwiderstand der Batterie zu. Wenn sich die Batterie zum Beispiel im Winter oder in kalten Gebieten in einem Niedrigtemperaturzustand befindet, nimmt daher aufgrund des Innenwiderstands der Joulesche Wärmeverlust zu. Daher verringert sich verglichen mit dem Fall, in dem sich die Batterietemperatur in einem verhältnismäßig hohen Zustand befindet, der Lade-/Entladewirkungsgrad. Dementsprechend wird in einer Batterie, die in einem Hybridfahrzeug eingebaut ist, der elektrische Lade-/Entladestrom (Ladestrom oder Entladestrom) eingeschränkt, um in dem Fall, in dem sich die Batterie in einem Niedrigtemperaturzustand befindet, einen Einfluss der Verringerung des Lade-/Entladewirkungsgrads zu verringern.
  • Wenn in der Kraftmaschinensteuerungsvorrichtung, die in der JP 2005-90259 A offenbart ist, der Ladestrom eingeschränkt wird, wenn sich die Batterie in einem Niedrigtemperaturzustand befindet, kann die Batterie nicht mit elektrischem Strom als Ladestrom geladen werden, der dem Erhöhungsbetrag der Ausgangsleistung der Kraftmaschine entspricht. Dadurch kann die Regenerationssteuerung des Filters nicht hinreichend erfolgen.
  • Die Erfindung ist entwickelt worden, um das oben beschriebene Problem zu lösen. Die Erfindung soll ein Hybridfahrzeug, das dazu imstande ist, auch dann eine Regenerationssteuerung an einem Filter vorzunehmen, wenn eine Batterie eine niedrige Temperatur hat und der Lade-/Entladestrom der Batterie eingeschränkt wird, und ein Verfahren zur Steuerung des Hybridfahrzeugs zur Verfügung stellt.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst ein Hybridfahrzeug eine Brennkraftmaschine, einen Filter, eine elektrische Speichervorrichtung, eine rotierende elektrische Maschine und eine Steuerung. Der Filter ist so gestaltet, dass er Partikel im Abgas der Brennkraftmaschine einfängt. Die rotierende elektrische Maschine ist so gestaltet, dass sie mittels Kraft von der Brennkraftmaschine elektrischen Strom erzeugt, um so die elektrische Speichervorrichtung zu laden, und die Brennkraftmaschine mittels elektrischen Stroms von der elektrischen Speichervorrichtung antreibt. Die Steuerung ist so gestaltet, dass sie die Brennkraftmaschine und die rotierende elektrische Maschine so steuert, dass die elektrische Speichervorrichtung erwärmt wird, wenn eine Regenerationssteuerung vorgenommen werden muss und wenn eine Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung niedriger als ein vorbestimmter Bezugswert ist. Die Regenerationssteuerung ist eine Steuerung zum Anheben einer Temperatur des Filters auf eine vorbestimmte Temperatur, damit die Partikel verbrannt werden. In dem Hybridfahrzeug gemäß der obigen Ausgestaltung der Erfindung kann die Steuerung so gestaltet sein, dass sie die Regenerationssteuerung ausführt, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung den Bezugswert überschreitet.
  • Als Filterregenerationssteuerung ist zum Beispiel eine Ausgangsleistungsniveau-Erhöhungssteuerung oder eine Motorantriebssteuerung bekannt. Die Ausgangsleistungsniveau-Erhöhungssteuerung ist eine Steuerung, um die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine auf ein Niveau zu erhöhen, das höher als das ist, das zum Bewegen des Fahrzeugs erforderlich ist. Wenn die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine erhöht wird, steigt die Abgastemperatur, sodass die Temperatur des Filters angehoben werden kann und die Partikel verbrannt werden können. Dabei kann der Erhöhungsbetrag der Ausgangsleistung nicht dazu verwendet werden, das Fahrzeug zu bewegen, sondern er wird zum Antreiben der rotierenden elektrischen Maschine verwendet, damit sie elektrischen Strom erzeugt, und die elektrische Speichervorrichtung wird mit dem so erzeugten elektrischen Strom geladen. Die Motorantriebssteuerung ist eine Steuerung, um zu veranlassen, dass die rotierende elektrische Maschine die Brennkraftmaschine in einem Zustand antreibt, in dem in der Kraftmaschine keine Verbrennung stattfindet. Wenn die Motorantriebssteuerung erfolgt, nimmt die in die Kraftmaschine eingesaugte Sauerstoffmenge zu, was zu einem verbesserten Verbrennungszustand im Filter führt. Dadurch können die PM verbrannt werden. In diesem Fall wird der elektrische Strom zum Antreiben der rotierenden elektrischen Maschine aus der elektrischen Speichervorrichtung entladen. Somit wird die elektrische Speichervorrichtung zusammen mit der Filterregenerationssteuerung geladen oder entladen.
  • Wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung jedoch geringer als ein Bezugswert (beispielsweise eine Temperatur, bei oder unterhalb der der Lade-/Entladestrom von der elektrischen Speichervorrichtung streng eingeschränkt wird) ist, wird der Lade-/Entladestrom eingeschränkt. Dadurch kann die Filterregenerationssteuerung nicht hinreichend erfolgen. Wenn bei der obigen Anordnung die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung niedriger als der oben angegebene Bezugswert ist, wird die elektrische Speichervorrichtung erwärmt. Daher kann die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung angehoben werden, bis sie höher als der Bezugswert wird. Somit werden Einschränkungen beim Lade-/Entladestrom verringert, und daher kann die Filterregenerationssteuerung sicher durchgeführt werden.
  • Bei dem Hybridfahrzeug gemäß der obigen Ausgestaltung der Erfindung kann die Steuerung so gestaltet sein, dass sie die elektrische Speichervorrichtung mittels Luft erwärmt, die von der Brennkraftmaschine erwärmt wird, wenn eine Temperatur der Brennkraftmaschine höher als ein vorbestimmter kritischer Wert ist, und die elektrische Speichervorrichtung durch Laden oder Entladen der elektrischen Speichervorrichtung erwärmt, wenn die Temperatur der Brennkraftmaschine niedriger als der kritische Wert ist.
  • Wenn bei der obigen Anordnung die Temperatur der Brennkraftmaschine höher als der kritische Wert ist, kann die elektrische Speichervorrichtung mittels Luft erwärmt werden, die durch die Wärme der Brennkraftmaschine erwärmt wird. Wenn die Temperatur der Brennkraftmaschine andererseits niedriger als der kritische Wert ist, kann die elektrische Speichervorrichtung mittels Wärme erwärmt werden, die von der elektrischen Speichervorrichtung während ihres Ladens oder Entladens erzeugt wird.
  • In dem Hybridfahrzeug gemäß der obigen Ausgestaltung der Erfindung kann ein oberer Grenzwert von Entladestrom, der aus der elektrischen Speichervorrichtung entladen wird, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung niedriger als ein erster Schwellenwert ist, so eingestellt sein, dass er kleiner als ein oberer Grenzwert von Entladestrom ist, der aus der elektrischen Speichervorrichtung entladen wird, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung höher als der erste Schwellenwert ist. Außerdem kann die Steuerung so gestaltet sein, dass sie die elektrische Speichervorrichtung erwärmt, bis die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung höher als der erste Schwellenwert wird, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung niedriger als der erste Schwellenwert ist. Zudem kann der erste Schwellenwert auf eine erste vorbestimmte Temperatur eingestellt sein. Die erste vorbestimmte Temperatur ist eine Temperatur, bei der von der elektrischen Speichervorrichtung elektrischer Strom, der für eine an der Brennkraftmaschine vorgenommene Motorantriebssteuerung benötigt wird, zugeführt werden kann, wenn die Regenerationssteuerung erfolgt, indem mittels der Motorantriebssteuerung Sauerstoff im Abgas erhöht wird. Die Motorantriebssteuerung ist eine Steuerung, um zu veranlassen, dass die rotierende elektrische Maschine die Brennkraftmaschine in einem Zustand antreibt, in dem in der Brennkraftmaschine keine Verbrennung stattfindet.
  • Bei der obigen Anordnung ist der Schwellenwert auf die Temperatur eingestellt, bei dem die elektrische Speichervorrichtung dazu in der Lage versetzt wird, den elektrischen Strom zuzuführen, der von der rotierenden elektrischen Maschine verwendet wird, um die Brennkraftmaschine anzutreiben (zum Beispiel den elektrischen Strom, der zur Motorantriebssteuerung benötigt wird). Wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung niedriger als der Schwellenwert ist, wird die elektrische Speichervorrichtung erwärmt, bis die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung den Schwellenwert überschreitet, weswegen Einschränkungen beim Entladestrom verringert werden und die Motorantriebssteuerung unter Verwendung der rotierenden elektrischen Maschine erfolgen kann. Dadurch kann die Filterregenerationssteuerung erfolgen.
  • Bei dem Hybridfahrzeug gemäß der obigen Ausgestaltung der Erfindung kann ein oberer Grenzwert von Ladestrom, mit dem die elektrische Speichervorrichtung geladen wird, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung niedriger als ein zweiter Schwellenwert ist, kleiner als ein oberer Grenzwert von Ladestrom eingestellt sein, mit dem die elektrische Speichervorrichtung geladen wird, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung höher als der zweite Schwellenwert ist. Außerdem kann die Steuerung so gestaltet sein, dass sie die elektrische Speichervorrichtung erwärmt, bis die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung höher als der zweite Schwellenwert wird, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung niedriger als der zweite Schwellenwert ist. Zudem kann der zweite Schwellenwert auf eine zweite vorbestimmte Temperatur eingestellt sein. Die zweite vorbestimmte Temperatur kann eine Temperatur sein, bei der die elektrische Speichervorrichtung mit elektrischem Strom geladen werden kann, der von der rotierenden elektrischen Maschine erzeugt wird, wenn die Regenerationssteuerung erfolgt, indem durch Erhöhen der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine eine Temperatur des Abgases angehoben wird. Der elektrische Strom, der von der rotierenden elektrischen Maschine erzeugt wird, entspricht einem Erhöhungsbetrag einer Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine.
  • Wenn die Brennkraftmaschine bei der obigen Anordnung so gesteuert wird (Ausgangsleistungsniveau-Erhöhungssteuerung), dass die Ausgangsleistung der Kraftmaschine auf ein Niveau erhöht wird, das zum Beispiel höher als das ist, das erforderlich ist, um das Fahrzeug zu bewegen, ist der Schwellenwert auf die Temperatur eingestellt, bei der die elektrische Speichervorrichtung mit elektrischem Strom geladen werden kann, der dem Erhöhungsbetrag der Ausgangsleistung entspricht. Wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung niedriger als der Schwellenwert ist, wird die elektrische Speichervorrichtung erwärmt, bis die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung den Schwellenwert überschreitet, weswegen Einschränkungen beim Ladestrom verringert werden und die elektrische Speichervorrichtung mit elektrischem Strom geladen werden kann, der von der rotierenden elektrischen Maschine erzeugt wird. Dadurch kann die Filterregenerationssteuerung durchgeführt werden.
  • In dem oben beschriebenen Hybridfahrzeug kann der Bezugswert so eingestellt sein, dass er größer als der erste Schwellenwert ist. Die Steuerung kann so gestaltet sein, dass sie die elektrische Speichervorrichtung erwärmt, bis die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung höher als der Bezugswert wird, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung niedriger als der Bezugswert ist. Außerdem kann der Bezugswert so eingestellt sein, dass er größer als der zweite Schwellenwert ist. Die Steuerung kann so gestaltet sein, dass sie die elektrische Speichervorrichtung erwärmt, bis die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung höher als der Bezugswert wird, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung niedriger als der Bezugswert ist.
  • Bei der obigen Anordnung wird die elektrische Speichervorrichtung auf ein Temperaturniveau erwärmt, das höher als der Schwellenwert ist, sodass ein Spielraum für den Schwellenwert sichergestellt werden kann. Selbst wenn das Erwärmen der elektrischen Speichervorrichtung beendet ist, ist es daher weniger wahrscheinlich, dass der Ladestrom oder Entladestrom aus der elektrischen Speichervorrichtung eingeschränkt wird, bis die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung auf den Schwellenwert absinkt.
  • In dem oben beschriebenen Hybridfahrzeug kann die Steuerung so gestaltet sein, dass sie die Regenerationssteuerung ausführt, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung den größeren von dem Bezugswert und dem ersten Schwellenwert überschreitet. Außerdem kann die Steuerung so gestaltet sein, dass sie die Regenerationssteuerung ausführt, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung einen größeren von dem Bezugswert und dem zweiten Schwellenwert überschreitet.
  • Bei der obigen Anordnung wird die elektrische Speichervorrichtung auf den größeren von dem Bezugswert und dem Schwellenwert erwärmt, weswegen die Filterregenerationssteuerung mit Leichtigkeit oder Zuverlässigkeit durchgeführt werden kann, bis sich die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung auf den kleineren von dem Bezugswert und dem Schwellenwert verringert hat.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung eines Hybridfahrzeugs zur Verfügung gestellt, das eine Brennkraftmaschine, einen Filter, eine elektrische Speichervorrichtung, eine rotierende elektrische Maschine und eine Steuerung umfasst. Der Filter ist so gestaltet, dass er Partikel im Abgas der Brennkraftmaschine einfängt. Die rotierende elektrische Maschine ist so gestaltet, dass sie mittels Kraft von der Brennkraftmaschine elektrischen Strom erzeugt, um so die elektrische Speichervorrichtung zu laden, und die Brennkraftmaschine mittels elektrischen Stroms von der elektrischen Speichervorrichtung antreibt. Das Verfahren umfasst ein Erwärmen der elektrischen Speichervorrichtung durch die Steuerung, wenn eine Regenerationssteuerung vorgenommen werden muss und wenn eine Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung niedriger als ein vorbestimmter Bezugswert ist.
  • Das Verfahren umfasst außerdem ein Ausführen der Regenerationssteuerung durch die Steuerung, nachdem die elektrische Speichervorrichtung erwärmt ist.
  • Erfindungsgemäß kann die Filterregenerationssteuerung in dem Hybridfahrzeug auch dann erfolgen, wenn die Batterietemperatur niedrig ist und der Lade-/Entladestrom der Batterie eingeschränkt wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Ziffern gleiche Elemente bezeichnen, werden unten die Merkmale, die Vorteile und die technische und gewerbliche Bedeutung exemplarischer Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Dabei zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm, das schematisch die Gestaltung eines Fahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
  • 2 eine Ansicht, die ein Beispiel von temperaturabhängigen Eigenschaften eines oberen Grenzwerts des Ladestroms Win und eines oberen Grenzwerts des Entladestroms Wout zeigt;
  • 3 eine Zeittafel, die zur Erläuterung der Batterieerwärmungssteuerung im ersten Ausführungsbeispiel nützlich ist;
  • 4 ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerungsroutine darstellt, die ausgeführt wird, wenn im ersten Ausführungsbeispiel als GPF-Regenerationssteuerung eine Steuerung erfolgt, unter der aus einer Batterie elektrischer Strom entladen wird;
  • 5 ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerungsroutine darstellt, die ausgeführt wird, wenn im ersten Ausführungsbeispiel als GPF-Regenerationssteuerung eine Steuerung erfolgt, unter der die Batterie geladen wird;
  • 6 eine Ansicht, die zur Erläuterung der Einstellung eines Bezugswert Ts in einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung nützlich ist;
  • 7 eine Zeittafel, die zur Erläuterung der Batterieerwärmungssteuerung im zweiten Ausführungsbeispiel nützlich ist;
  • 8 eine Ansicht, die zur Erläuterung der Einstellung des Bezugswerts Ts in einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung nützlich ist;
  • 9 eine Zeittafel, die zur Erläuterung der Batterieerwärmungssteuerung im dritten Ausführungsbeispiel nützlich ist; und
  • 10 ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerungsroutine darstellt, die ausgeführt wird, wenn im dritten Ausführungsbeispiel als GPF-Regenerationssteuerung eine Steuerung erfolgt, unter aus der Batterie elektrischer Strom entladen wird.
  • Ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden ausführlich einige Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. In den Zeichnungen sind gleiche Bezugszahlen den gleichen oder sich entsprechenden Abschnitten oder Elementen zugewiesen, deren Erläuterung nicht wiederholt wird.
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch die Gestaltung eines Fahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Das Fahrzeug 1 in 1 ist ein Hybridfahrzeug. Das Fahrzeug 1 umfasst eine Kraftmaschine 100, eine Batterie 150, ein Getriebe 200, eine PCU (Leistungssteuerungseinheit) 250, eine ECU (elektronische Steuerungseinheit) 300 und Antriebsräder 350.
  • Die Kraftmaschine 100 (Brennkraftmaschine) erzeugt entsprechend einem Steuerungssignal S1 von der ECU 300 eine Antriebskraft, um das Fahrzeug 1 zu bewegen. Allerdings ist der Kraftstoff der Kraftmaschine 100 nicht auf Benzin beschränkt, sondern kann zum Beispiel Leichtöl (Dieselkraftstoff), Biokraftstoff (etwa Ethanol) oder Gaskraftstoff (etwa Propangas) sein.
  • An einer Stelle gegenüber einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle der Kraftmaschine 100 ist ein Kurbelstellungssensor 102 vorgesehen. Der Kurbelstellungssensor 102 erfasst die Drehzahl Ne der Kraftmaschine 100 (die auch "Kraftmaschinendrehzahl" genannt wird) und gibt das Erfassungsergebnis an die ECU 300 aus.
  • Außerdem ist in einem (nicht gezeigten) Zirkulationsweg eines Kühlmittels der Kraftmaschine 100 ein Wassertemperatursensor 104 vorgesehen. Der Wassertemperatursensor 104 erfasst die Temperatur Tw des Kühlmittels der Kraftmaschine 100 (die auch "Kraftmaschinentemperatur" genannt wird) und gibt das Erfassungsergebnis an die ECU 300 aus.
  • Das Getriebe 200 umfasst einen ersten MG (Motorgenerator) 10, einen zweiten MG 20, eine Leistungsverzweigungsvorrichtung 30, eine Antriebswelle 40 und ein Untersetzungsgetriebe 50.
  • Der erste MG 10 und der zweite MG 20 sind zum Beispiel jeweils eine rotierende elektrische Dreiphasenwechselstrommaschine, in der (nicht gezeigte) Permanentmagnete in einem (nicht gezeigten) Rotor eingebettet sind. Der erste MG 10 und der zweite MG 20 werden beide von der PCU 250 angesteuert.
  • Der erste MG 10 ist über die Leistungsverzweigungsvorrichtung 30 an die Kurbelwelle der Kraftmaschine 100 gekoppelt. Der erste MG 10 dreht mittels des elektrischen Stroms der Batterie 150 die Kurbelwelle der Kraftmaschine 100. Der erste MG 10 ist außerdem dazu imstande, mittels der Kraft von der Kraftmaschine 100 elektrischen Strom (Wechselstrom) zu erzeugen. Der vom ersten MG 10 erzeugte Wechselstrom wird von der PCU 250 in Gleichstrom umgewandelt, und die Batterie 150 wird mit dem Gleichstrom geladen. Der von dem ersten MG 10 erzeugte Wechselstrom kann auch dem zweiten MG 20 zugeführt werden.
  • Der zweite MG 20 dreht mittels des elektrischen Stroms von der Batterie 150 und/oder des vom ersten MG 10 erzeugten elektrischen Stroms die Antriebswelle 40. Der zweite MG 20 ist außerdem dazu imstande, durch regeneratives Bremsen elektrischen Strom zu erzeugen. Der vom zweiten MG 20 erzeugte Wechselstrom wird von der PCU 250 in Gleichstrom umgewandelt, und die Batterie 150 wird mit dem Gleichstrom geladen.
  • Die Leistungsverzweigungsvorrichtung 30 ist eine Leistungsübertragungsvorrichtung, die mechanisch drei Elemente, und zwar die Kurbelwelle der Kraftmaschine 100, eine (nicht gezeigte) Rotationswelle des ersten MG 10 und die Antriebswelle 40, koppelt. Die Leistungsverzweigungsvorrichtung 30 veranlasst, dass ein gewähltes der oben angegebenen drei Elemente als ein Reaktionskraftelement fungiert, wodurch zugelassen wird, dass Leistung zwischen den übrigen zwei Elementen übertragen wird.
  • Die Leistungsverzweigungsvorrichtung 30 ist zum Beispiel ein Planetenradgetriebe, das ein Sonnenrad 32, Ritzel 34, einen Träger 36 und ein Hohlrad 38 aufweist. Das Sonnenrad 32 ist an die Rotationswelle des ersten MG 10 gekoppelt. Die Ritzel 34 kämmen jeweils mit dem Sonnenrad 32 und dem Hohlrad 38. Der Träger 36 trägt die Ritzel 34 derart, dass sich die Ritzel 34 um sich selbst drehen können, und er ist an die Kurbelwelle der Kraftmaschine 100 gekoppelt. Das Hohlrad 38 ist über die Antriebswelle 40 an eine (nicht gezeigte) Rotationswelle des zweiten MG 20 und das Untersetzungsgetriebe 50 gekoppelt.
  • Die Antriebswelle 40 ist über das Untersetzungsgetriebe 50 an die Antriebsräder 350 gekoppelt. Das Untersetzungsgetriebe 50 überträgt Leistung von der Leistungsverzweigungsvorrichtung 30 oder dem zweiten MG 20 an die Antriebsräder 350. Außerdem wird über das Untersetzungsgetriebe 50 und die Leistungsverzweigungsvorrichtung 30 an den zweiten MG 20 eine Reaktionskraft übertragen, die die Antriebsräder 350 von der Straßenoberfläche aufnehmen. Somit erzeugt der zweite MG 20 während des regenerativen Bremsens elektrischen Strom.
  • Die PCU 250 wandelt in der Batterie 150 gespeicherten Gleichstrom in Wechselstrom um und führt den Wechselstrom dem ersten MG 10 und dem zweiten MG 20 zu. Außerdem wandelt die PCU 250 Wechselstrom, der vom ersten MG 10 und zweiten MG 20 erzeugt wird, in Gleichstrom um und führt den Gleichstrom der Batterie 150 zu. Die PCU 250 wird entsprechend einem Steuerungssignal S2 von der ECU 300 gesteuert.
  • Die Batterie 150 (elektrische Speichervorrichtung) ist eine wiederaufladbare Gleichstromquelle. Als Batterie 150 kann eine Sekundärbatterie, etwa eine Nickelmetallhydrid-Batterie oder eine Lithium-Ionen-Batterie, oder ein Kondensator, etwa ein elektrischer Doppelschichtkondensator, eingesetzt werden.
  • Die Batterie 150 ist mit einem Batteriesensor 152 versehen. Der Batteriesensor 152 bezeichnet umfassend einen Stromsensor, einen Spannungssensor und einen Temperatursensor (von denen keiner gezeigt ist). Der Spannungssensor erfasst die Spannung VB der Batterie 150. Der Stromsensor erfasst den Strom IB, der in die Batterie 150 und aus ihr heraus fließt. Der Temperatursensor erfasst die Temperatur TB der Batterie 150 (welche auch "Batterietemperatur" genannt wird). Jeder dieser Sensoren gibt ein für das Erfassungsergebnis stehendes Signal an die ECU 300 aus. Die ECU 300 schätzt beruhend auf der Spannung VB, dem Strom IB und der Batterietemperatur TB der Batterie 150 den SOC der Batterie 150.
  • Zwischen der Batterie 150 und der Kraftmaschine 100 ist ein Kanal 154 vorgesehen, der Luft (Warmluft), die mit Wärme der Kraftmaschine 100 erwärmt wird, erlaubt, durch die Batterie 150 zu strömen. Der Kanal 154 kann zum Beispiel so ausgebildet sein, dass er von einem (nicht gezeigten) Warmluftweg zum Erwärmen des Fahrzeuginneren abzweigt. In dem Kanal 154 ist ein Gebläse 156 vorgesehen. Wenn das Gebläse 156 entsprechend einem Steuerungssignal S3 von der ECU 300 angesteuert wird, wird Warmluft zur Batterie 150 geführt. Auf diese Weise kann die Batterie 150 erwärmt werden. Es ist zu beachten, dass die Warmluft nicht auf Luft beschränkt ist, die mittels Abgaswärme erwärmt wird, solange die Luft mit Wärme der Kraftmaschine erwärmt wird.
  • In einem Abgasweg 70 der Kraftmaschine 100 ist eine Katalysatorvorrichtung 80 vorgesehen. Die Katalysatorvorrichtung 80 oxidiert einen unverbrannten Bestandteil oder unverbrannte Bestandteile (etwa Kohlenwasserstoff (HC) und Kohlenmonoxid (CO)), der/die in dem von der Kraftmaschine 800 ausgestoßenen Abgas enthalten ist/sind, und reduziert einen oxidierenden Bestandteil oder oxidierende Bestandteile (etwa Stickoxide (NOx)), der/die in dem Abgas enthalten ist/sind.
  • In dem Abgasweg 70 ist an einer Stelle stromaufwärts von der Katalysatorvorrichtung 80 ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 82 vorgesehen. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 82 erfasst das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemisches von Kraftstoff und Luft im Abgas. Außerdem ist in dem Abgasweg 70 an einer Stelle stromabwärts von der Katalysatorvorrichtung 80 ein Sauerstoffsensor 84 vorgesehen. Der Sauerstoffsensor 84 erfasst die Sauerstoffkonzentration im Abgas. Die Sensoren geben jeweils das Erfassungsergebnis an die ECU 300 aus. Die ECU 300 berechnet beruhend auf den Erfassungsergebnissen von den jeweiligen Sensoren das Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
  • In dem Abgasweg 70 ist an einer Stelle stromabwärts vom Sauerstoffsensor 84 ein Filter 90 vorgesehen. Da die Kraftmaschine 100 in diesem Ausführungsbeispiel ein Benzinmotor ist, wird als der Filter 90 ein Benzinpartikelfilter (GPF, engl. für "Gasoline Particulate Filter") eingesetzt. Der Filter 90 fängt Partikel (PM) ein, die von der Kraftmaschine 100 abgegeben werden. Die eingefangenen PM lagern sich auf dem Filter 90 ab. Wenn sich die PM auf dem Filter 90 ablagern, kann der Filter 90 verstopfen, und der Filter 90 kann zum Beispiel an Erosion oder Rissen leiden. Wenn die Ablagerungsmenge der PM eine bestimmte Menge erreicht, müssen dementsprechend die PM entfernt werden.
  • In dem Abgasweg 70 ist an einer Stelle stromaufwärts vom Filter 90 und stromabwärts vom Sauerstoffsensor 84 ein Drucksensor 92 vorgesehen. Der Drucksensor 92 erfasst den Druck p1 an der Stelle stromaufwärts vom Filter 90 (der auch "stromaufwärtiger Druck" genannt wird). Außerdem ist in dem Abgasweg 70 an einer Stelle stromabwärts vom Filter 90 ein Drucksensor 94 vorgesehen. Der Drucksensor 94 erfasst den Druck p2 an der Stelle stromabwärts vom Filter 90 (der auch "stromabwärtiger Druck" genannt wird). Die Sensoren geben jeweils das Erfassungsergebnis an die ECU 300 aus.
  • Die ECU 300 umfasst eine CPU (Zentraleinheit), einen Speicher und einen Pufferspeicher (von denen keiner gezeigt ist). Die ECU 300 steuert beruhend auf Signalen, die von den jeweiligen Sensoren übertragen werden, und Kennfeldern und Programmen, die im Speicher gespeichert sind, die Vorrichtungen oder Ausrüstung so, dass das Fahrzeug 1 in einen gewünschten Zustand gebracht wird.
  • Die ECU 300 bestimmt beruhend auf den Erfassungsergebnissen der Drucksensoren 92, 94, ob der Filter 90 regeneriert werden muss. Außerdem nimmt die ECU 300 eine Regenerationssteuerung am Filter 90 vor (die auch "GPF-Regenerationssteuerung" genannt wird).
  • Die GPF-Regenerationssteuerung meint eine Steuerung zum Anheben der Temperatur des Filters 90 auf ein Niveau, das gleich einer oder höher als eine Regenrationstemperatur (z. B. 500°C–600°C) ist, die die Regeneration des Filters 90 erlaubt. Wenn die Temperatur des Filters 90 auf die Regenerationstemperatur steigt, werden die auf den Filtern 90 abgelagerten PM durch eine Verbrennungsreaktion mit Stickstoffdioxid (NO2) oder dergleichen oxidiert. Auf diese Weise können die PM vom Filter 90 entfernt werden.
  • Als die GPF-Regenerationssteuerung kann eine Ausgangsleistungsniveau-Erhöhungssteuerung, eine Zündzeitpunkt-Verzögerungssteuerung, eine Motorantriebssteuerung oder eine Heizsteuerung verwendet werden. Diese Steuerungen können bei Bedarf kombiniert werden. Im Folgenden werden diese Steuerungen jeweils nacheinander beschrieben.
  • Die Ausgangsleistungsniveau-Erhöhungssteuerung ist eine Steuerung, um die Ausgangsleistung von der Kraftmaschine 100 zu erhöhen, wenn der Filter 90 regeneriert werden muss. Die Ausgangsleistung, die von der Kraftmaschine 100 erzeugt wird, wenn der Filter 90 regeneriert werden muss, ist auf einen Wert eingestellt, der um einen bestimmten Betrag ∆P größer als die Ausgangsleistung (der normale Wert) ist, der erzeugt wird, wenn der Filter 90 nicht regeneriert werden muss. Genauer gesagt wird die Ausgangsleistungsniveau-Erhöhungssteuerung umgesetzt, indem die Drosselöffnung, die Kraftstoffeinspritzmenge und/oder die Zündzeitgebung angepasst werden. Wenn sich die Ausgangsleistung von der Kraftmaschine 100 erhöht, wird die Temperatur des von der Kraftmaschine 100 ausgestoßenen Abgases angehoben. Auf diese Weise kann die Temperatur des Filters 90 auf die Regenerationstemperatur angehoben werden, sodass die auf dem Filter 90 abgelagerten PM entfernt werden können.
  • Wenn die Ausgangsleistungsniveau-Erhöhungssteuerung erfolgt, wird der MG 10 angetrieben, wobei ein Teil des vorgegebenen Betrags ∆P oder der ganze vorgegebene Betrag ∆P der Ausgangsleistung genutzt wird. Daher wird die Batterie 150 mit dem elektrischen Strom geladen, der vom ersten MG 10 erzeugt wird.
  • Die Zündzeitgebung-Verzögerungssteuerung ist eine Steuerung, um die Zündzeitgebung der Kraftmaschine 100 zu verzögern, wenn der Filter 90 regeneriert werden muss. Die Zündzeitgebung zu dem Zeitpunkt, wenn der Filter 90 regeneriert werden muss, wird so eingestellt, dass sie bezogen auf die Zündzeitgebung (den normalen Wert) zu dem Zeitpunkt, wenn der Filter 90 nicht regeneriert werden muss, um einen vorbestimmten Betrag ∆D verzögert wird. Wenn die Zündzeitgebung verzögert wird, wird die Temperatur des von der Kraftmaschine 100 ausgestoßenen Abgases wie im Fall der Ausgangsleistungs-Erhöhungssteuerung angehoben. Auf diese Weise können die auf dem Filter 90 abgelagerten PM entfernt werden.
  • Wenn die Zündzeitpunkt-Verzögerungssteuerung erfolgt, wird die Ausgangsleistung von der Kraftmaschine 100 verringert. Die Verringerung der Ausgangsleistung wird zum Beispiel durch eine Erhöhung des vom zweiten MG 20 erzeugten Stroms kompensiert, weswegen aus der Batterie 150 elektrischer Strom entladen wird.
  • Die Motorantriebssteuerung ist eine Steuerung, um die (nicht gezeigte) Kurbelwelle der Kraftmaschine 100 mittels des Drehmoments des ersten MG 10 in einem Zustand zu drehen, in dem die Verbrennung gestoppt ist. Wenn die Kraftmaschine 100 auf diese Weise gedreht wird, wird in die Kraftmaschine 100 Luft gesaugt. Der Sauerstoff in der Luft wird dem Filter 90 zugeführt, ohne in der Kraftmaschine 100 verbrannt zu werden. Daher verbessert sich ein Verbrennungszustand im Filter 90, sodass die Entfernung der abgelagerten PM unterstützt werden kann. Die Motordrehzahl Ne während der Motorantriebssteuerung wird auf eine Drehzahl eingestellt, bei der dem Filter 90 eine ausreichende Sauerstoffmenge zum Anheben der Temperatur des Filters 90 zugeführt werden kann, während die Drehzahl Ne nicht so hoch ist, dass sie den Filter 90 kühlt.
  • Unter der Motorantriebssteuerung wird aus der Batterie 150 elektrischer Strom entladen, da der erste MG 10 mittels des elektrischen Stroms der Batterie 150 angetrieben wird.
  • Die Heizsteuerung ist eine Steuerung, um die PM mittels einer elektrischen Heizung 91, die für den Filter 90 vorgesehen ist, durch Erhitzen des Filters 90 zu entfernen. Entsprechend einem Steuerungssignal S4 von der ECU 300 wird auf die elektrische Heizung 91 Strom aufgebracht. Somit wird die Temperatur des Filters 90 auf die Regenerationstemperatur angehoben, sodass die auf dem Filter 90 abgelagerten PM verbrannt und entfernt werden können. Wie oben beschrieben wurde, wird der elektrische Strom der elektrischen Heizung 91 von der Batterie 150 zugeführt.
  • Der Innenwiderstand der Batterie hat die Tendenz, sich zu erhöhen, wenn die Batterietemperatur abnimmt. Daher nimmt der Joulesche Wärmeverlust aufgrund des Innenwiderstands zu, wenn sich die Batterie in einem Niedrigtemperaturzustand befindet, weswegen der Lade-/Entladewirkungsgrad verglichen mit dem Zeitpunkt, wenn sich die Batterie in einem Zustand verhältnismäßig hoher Temperatur befindet, verringert. Wenn sich die Batterie andererseits im Zustand hoher Temperatur befindet, erzeugt die Batterie Wärme, während sie Strom lädt oder entlädt, weswegen die Batterietemperatur weiter angehoben werden kann. Dementsprechend ist es notwendig, den Lade-/Entladestrom entsprechend der Batterietemperatur einzuschränken, um so einen Einfluss der Verringerung des Lade-/Entladewirkungsgrads zu verringern, wenn sich die Batterie in einem Niedrigtemperaturzustand befindet, oder ein Versagen der Batterie zu verhindern, wenn sich die Batterie in einem Hochtemperaturzustand befindet.
  • In dem Fahrzeug 1 sind bezüglich der Batterie 150 ein oberer Grenzwert des Ladestroms Win und ein oberer Grenzwert des Entladestroms Wout eingestellt. Der obere Grenzwert des Ladestroms Win gibt einen oberen Grenzwert des Ladestroms an, mit dem die Batterie 150 geladen werden darf. Der obere Grenzwert des Entladestroms Wout gibt einen oberen Grenzwert des Entladestroms an, der aus der Batterie 150 entladen werden darf.
  • 2 ist eine Ansicht, die ein Beispiel temperaturabhängiger Eigenschaften des oberen Grenzwerts des Ladestroms Win und des oberen Grenzwerts des Entladestroms Wout angibt. In 2 stellt die horizontale Achse die Batterietemperatur TB dar, und die vertikale Achse stellt den Lade-/Entladestrom dar. Der Entladestrom nimmt in einer positiven Richtung zu, und der Ladestrom nimmt in einer negativen Richtung zu. Wenn der der Batterie zugeführte Ladestrom in der negativen Richtung zunimmt, wird in der folgenden Beschreibung zur Erleichterung des Verständnisses einfach gesagt, dass der Ladestrom zunimmt. Da die Temperaturabhängigkeit des oberen Grenzwerts des Entladestroms Wout ähnlich der Temperaturabhängigkeit des oberen Grenzwerts des Ladestroms Win ist, wird im Folgenden der obere Grenzwert des Ladestroms Win als ein typisches Beispiel erläutert.
  • Wenn die Batterietemperatur TB niedriger als eine Temperatur T1 ist, ist der obere Grenzwert des Ladestroms Win gleich 0. Das Laden wird also verhindert, wenn die Batterietemperatur TB niedriger als die Temperatur T1 ist. Infolgedessen kann die GPF-Regenerationssteuerung nicht erfolgen.
  • Wenn die Batterietemperatur TB größer oder gleich der Temperatur T1 und niedriger als eine Temperatur T2 ist, nimmt der obere Grenzwert des Ladestroms Win monoton zu, wenn die Batterietemperatur TB zunimmt, und erreicht bei der Temperatur T2 den Maximalwert WI. Der Ladestrom wird also, wenn die Batterietemperatur TB größer oder gleich der Temperatur T1 und niedriger als die Temperatur T2 ist, verglichen mit dem Zeitpunkt, wenn die Batterietemperatur TB größer oder gleich der Temperatur T2 und niedriger als eine Temperatur T3 ist, eingeschränkt. Dadurch wird die GPF-Regenerationssteuerung eingeschränkt.
  • Genauer gesagt kann die Batterie 150, wenn der vom ersten MG 10 erzeugte elektrische Strom den oberen Grenzwert des Ladestroms Win überschreitet, wenn im Fahrzeug 1 die GPF-Regenerationssteuerung erfolgt, nicht mit dem Überschuss des Stroms geladen werden. Wenn elektrischer Strom, der dem ersten MG 10, dem zweiten MG 20 oder der elektrischen Heizung 91 zugeführt werden sollte, den oberen Grenzwert des Entladestroms Wout überschreitet, kann der Überschuss des Stroms nicht aus der Batterie 150 zugeführt werden. Wenn sich die Batterie 150 in einem Niedrigtemperaturzustand befindet (wenn die Batterietemperatur TW größer oder gleich der Temperatur T1 und niedriger als die Temperatur T2 ist), kann die GPF-Regenerationssteuerung dementsprechend nicht hinreichend erfolgen.
  • Wenn die Batterietemperatur TB niedriger als ein Bezugswert Ts ist und wenn der Filter 90 regeneriert werden muss, wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel dementsprechend vor der GPF-Regenerationssteuerung eine Erwärmungssteuerung (die auch "Batterieerwärmungssteuerung" genannt wird) ausgeführt, um die Batterie 150 zu erwärmen. Der Bezugswert Ts ist ein Wert, der auf die Batterietemperatur TB schließen lässt und es ermöglicht, den Ladestrom oder den Entladestrom sicherzustellen, der zur Ausführung der GPF-Regenerationssteuerung benötigt wird. Im ersten Ausführungsbeispiel ist der Bezugswert Ts auf die Temperatur T2 eingestellt. Da der obere Grenzwert des Ladestroms Win mittels der Batterieerwärmungssteuerung zunimmt, ist es möglich, eine Situation zu vermeiden, in der die GPF-Regenerationssteuerung nicht erfolgen kann, weil der vom ersten MG 10 erzeugte elektrische Strom aufgrund von Einschränkungen beim oberen Grenzwert des Ladestroms Win eingeschränkt wird. Da der obere Grenzwert des Entladestroms Wout mittels der Batterieerwärmungssteuerung zunimmt, ist es auf ähnliche Weise möglich, eine Situation zu vermeiden, in der die GPF-Regenerationssteuerung nicht erfolgen kann, weil aufgrund von Einschränkungen beim oberen Grenzwert des Ladestroms Wout kein ausreichender elektrischer Strom aus der Batterie 150 entladen werden kann. Wenn sich die Batterie 150 in diesem Ausführungsbeispiel in einem Niedrigtemperaturzustand befindet, wird somit die Batterieerwärmungssteuerung verwendet, um Einschränkungen beim Lade-/Entladestrom der Batterie 150 zu verringern, sodass die GPF-Regenerationssteuerung sicher erfolgen kann.
  • 3 ist eine Zeittafel, die zur Erläuterung der Batterieerwärmungssteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nützlich ist. In 3 gibt die horizontale Achse die Zeit an, und die vertikale Achse gibt von oben aus gesehen die Drehzahl Ne, die Druckdifferenz ∆p (= p1 – p2) zwischen dem stromaufwärtigen Druck p1 und dem stromabwärtigen Druck P2, die Batterietemperatur TB, den Lade-/Entladestrom (den oberen Grenzwert des Entladestroms Wout und den oberen Grenzwert des Ladestroms Win), die Kraftmaschinentemperatur Tw, den Ausführungsstatus der Batterieerwärmungssteuerung, das Vorhandensein oder die Abwesenheit einer Aufforderung zur GPF-Regeneration und den Ausführungsstatus der GPF-Regenerationssteuerung an.
  • Die Kraftmaschine 100 befindet sich, bis der Zeitpunkt t1 erreicht wird, in einem Stoppzustand. Da die Batterietemperatur TB zu diesem Zeitpunkt niedriger als die Temperatur T2 ist, ist der obere Grenzwert des Entladestroms Wout kleiner als der Maximalwert WO und der obere Grenzwert des Ladestroms Win ist kleiner als der Maximalwert WI. Außerdem ist die Kraftmaschinentemperatur Tw kleiner als ein kritischer Wert Tw0. Zu diesem Zeitpunkt werden weder die Batterieerwärmungssteuerung noch die GPF-Regenerationssteuerung durchgeführt.
  • Zum Zeitpunkt t1 wird die Kraftmaschine 100 gestartet. Dann wird Abgas von der Kraftmaschine 100 abgegeben und PM (Partikel) beginnen damit, sich auf dem Filter 90 abzulagern. Dadurch tritt eine Druckdifferenz ∆p zwischen dem stromaufwärtigen Druck p1 und dem stromabwärtigen Druck P2 auf, wobei die Druckdifferenz ∆p mit der Zeit zunimmt. Nach dem Zeitpunkt t1 nimmt die Kraftmaschinentemperatur Tw allmählich zu, während die Kraftmaschine 1 angetrieben wird.
  • Zum Zeitpunkt t2 überschreitet die Druckdifferenz ∆p einen Schwellenwert p0. Dies gibt an, dass die Menge der auf dem Filter 90 abgelagerten PM eine bestimmte Menge überschreitet, weswegen bestimmt wird, dass an dem Filter 90 eine Regenerationssteuerung vorzunehmen ist. Der Schwellenwert p0 kann ein fester Wert sein, der empirisch oder konstruktiv ermittelt wird, oder kann ein variabler Wert sein, der entsprechend Betriebsbedingungen der Kraftmaschine 100 ermittelt wird. Außerdem kann der Schwellenwert p0 auf einen kleineren Wert als eine Druckdifferenz eingestellt werden, für die die Regeneration des Filters 90 tatsächlich benötigt wird. Und zwar kann der Schwellenwert p0 auf einen Wert eingestellt werden, bei dem davon ausgegangen wird, dass die Regeneration des Filters 90 in der nahen Zukunft notwendig ist.
  • Da die Batterietemperatur TB zum Zeitpunkt t2 niedriger als die Temperatur T2 ist, wird der Lade-/Entladestrom der Batterie 150 eingeschränkt. Somit kann die GPF-Regenerationssteuerung nicht hinreichend erfolgen, weswegen die Batterieerwärmungssteuerung ausgeführt werden muss.
  • Zum Zeitpunkt t2 ist die Kraftmaschinentemperatur Tw niedriger als der kritische Wert Tw0. Dies gibt an, dass die Kraftmaschine 100 nicht ausreichend erwärmt ist. Daher kann die Batterieerwärmungssteuerung, die die Wärme der Kraftmaschine 100 nutzt, nicht vorgenommen werden. Dementsprechend erfolgt als die Batterieerwärmungssteuerung die Lade-/Entladesteuerung der Batterie 150. Somit nimmt die Batterietemperatur TB aufgrund von Wärme zu, die durch das Laden/Entladen der Batterie 150 erzeugt wird.
  • Zum Zeitpunkt t3 überschreitet die Kraftmaschinentemperatur Tw den kritischen Wert Tw0. Dies gibt an, dass die Kraftmaschine 100 ausreichend erwärmt ist, weswegen das Verfahren der Batterieerwärmungssteuerung geändert wird. Und zwar wird anstelle von oder zusätzlich zum Laden/Entladen der Batterie 150 das Gebläse 156 angetrieben, sodass Luft, die durch Wärme der Kraftmaschine 100 erwärmt wird, durch den Kanal 154 strömt. Auf diese Weise wird heiße Luft zur Batterie 150 geleitet, sodass die Batterietemperatur TB auch nach dem Zeitpunkt t3 erhöht werden kann.
  • Zum Zeitpunkt t4 überschreitet die Batterietemperatur TB die Temperatur T2. Daher wird der obere Grenzwert des Entladestroms Wout gleich dem Maximalwert WO, und der obere Grenzwert des Ladestroms Win wird gleich dem Maximalwert WI. Dementsprechend wird die Batterieerwärmungssteuerung beendet und die GPF-Regenerationssteuerung gestartet. Durch die GPF-Regenerationssteuerung werden die auf dem Filter 90 abgelagerten PM verbrannt. Dadurch verringert sich nach dem Zeitpunkt t4 allmählich die Druckdifferenz ∆p.
  • Wenn das Verbrennen der PM zum Zeitpunkt t5 abgeschlossen ist, ist die Druckdifferenz ∆p auf einen bestimmten Wert abgesenkt (in dem Beispiel von 3 wird die Druckdifferenz ∆p im Wesentlichen gleich 0). Dies gibt an, dass die meisten der auf dem Filter 90 abgelagerten PM entfernt sind und der Filter 90 in den Zustand vor der Ablagerung der PM zurückgebracht worden ist. Daher wird die GPF-Regenerationssteuerung beendet. Danach wird zum Zeitpunkt t6 die Kraftmaschine 100 gestoppt.
  • Indem die Batterieerwärmungssteuerung ausgeführt wird, ist es somit möglich, den oberen Grenzwert des Entladestroms Wout und den oberen Grenzwert des Ladestroms Win zu erhöhen, weswegen die GPF-Regenerationssteuerung sicher erfolgen kann. Wenn die Kraftmaschinentemperatur Tw größer oder gleich dem kritischen Wert Tw0 ist, kann die Batterietemperatur TB mittels der Wärme der Kraftmaschine 100 angehoben werden. Somit kann elektrischer Strom von der Batterie 150 eingespart werden. Wenn die Kraftmaschinentemperatur Tw niedriger als der kritische Wert Tw0 ist, kann andererseits die Batterietemperatur TB mittels Wärme angehoben werden, die durch das Laden/Entladen der Batterie 150 erzeugt wird.
  • Wenn die ECU 300 die Batterieerwärmungssteuerung vornimmt, unter der die Batterie 150 geladen wird, ist es vorzuziehen, die Kraftmaschine 100 und die PCU 250 so zu steuern, dass der Ladestrom soweit wie möglich innerhalb eines Bereichs erhöht wird, der nicht den oberen Grenzwert des Ladestroms Win überschreitet. Wenn die ECU 300 die Batterieerwärmungssteuerung vornimmt, unter der der elektrische Strom aus der Batterie 150 entladen wird, ist es auf ähnliche Weise vorzuziehen, die Kraftmaschine 100, die PCU 250 usw. so zu steuern, dass der Entladestrom soweit wie möglich innerhalb eines Bereichs erhöht wird, der den oberen Grenzwert des Entladestroms Wout nicht überschreitet. Auf diese Weise wird die von der Batterie 150 erzeugte Wärmemenge erhöht, sodass die Batterietemperatur TB frühzeitig angehoben werden kann.
  • Wenn die Batterieerwärmungssteuerung vorgenommen wird, wenn die Kraftmaschinentemperatur Tw niedriger als der kritische Wert Tw0 ist, kann die Batterie 150 darüber hinaus zum Beispiel mittels einer (nicht gezeigten) elektrischen Heizung erwärmt werden, die außerhalb der Batterie 150 vorgesehen ist. Die von der elektrischen Heizung erzeugte Wärme kann in Kombination mit der Wärme, die von der Batterie 150 selbst erzeugt wird, oder allein genutzt werden, um die Batterietemperatur TB anzuheben.
  • Als Nächstes wird unter Verwendung der Ablaufdiagramme, die in 4 und 5 gezeigt sind, die GPF-Regenerationssteuerung beschrieben, die die Batterieerwärmungssteuerung hat, die in diesem Ausführungsbeispiel von der ECU 300 ausgeführt wird. Anhand von 4 wird die GPF-Regenerationssteuerung beschrieben, unter der elektrischer Strom aus der Batterie 150 entladen wird (und zwar die Zündzeitpunkt-Verzögerungssteuerung, die Motorantriebssteuerung oder die Heizsteuerung). Anhand von 5 wird die GPF-Regenerationssteuerung beschrieben, unter der die Batterie 150 geladen wird (und zwar die Ausgangsleistungsniveau-Erhöhungssteuerung).
  • 4 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerungsroutine darstellt, die ausgeführt wird, wenn im ersten Ausführungsbeispiel als die GPF-Regenerationssteuerung die Steuerung vorgenommen wird, unter der elektrischer Strom aus der Batterie 150 entladen wird. Die Steuerungsroutine von 4 wird ausgeführt, wenn eine bestimmte Bedingung erfüllt ist, oder jedes Mal, wenn eine bestimmte Zeitdauer verstrichen ist. Jeder Schritt des Ablaufdiagramms von 4 wird durch die ECU 300 zwar grundsätzlich durch eine Softwareverarbeitung realisiert, doch kann er auch durch eine Hardwareverarbeitung mittels einer in der ECU 300 eingebauten elektronischen Schaltung realisiert werden.
  • Im Schritt S110 bestimmt die ECU 300 beruhend auf der Druckdifferenz ∆p zwischen dem stromaufwärtigen Druck p1 und dem stromabwärtigen Druck p2, ob der Filter 90 regeneriert werden muss. Wenn der Filter 90 regeneriert werden muss (JA im Schritt S110, siehe Zeitpunkt t2 in 3), fährt die Steuerung mit dem Schritt S120 fort.
  • Im Schritt S120 bestimmt die ECU 300, ob die Batterietemperatur TB höher als der Bezugswert Ts (= Temperatur T2) ist. Wenn die Batterietemperatur TB kleiner oder gleich dem Bezugswert Ts ist (NEIN im Schritt S120, siehe Zeitpunkt t2 in 3), muss die Batterie 150 erwärmt werden und die Steuerung fährt daher mit dem Schritt S130 fort.
  • Im Schritt S130 bestimmt die ECU 300, ob die Kraftmaschinentemperatur Tw höher als der kritische Wert Tw0 ist. Wenn die Kraftmaschinentemperatur Tw kleiner oder gleich dem kritischen Wert Tw0 ist (NEIN im Schritt S130, siehe Zeitpunkt t2 in 3), ist die Kraftmaschine 100 nicht ausreichend erwärmt und die Steuerung fährt daher mit dem Schritt S150 fort. Im Schritt S150 erhöht die ECU 300 den Ladestrom, mit dem die Batterie 150 geladen wird. Es ist somit möglich, die Batterie 150 zu erwärmen, sowie in Vorbereitung für das Entladen der Batterie 150 unter der GPF-Regenerationssteuerung (Schritt S160), die später beschrieben wird, den SOC der Batterie 150 sicherzustellen.
  • Wenn die Kraftmaschinentemperatur Tw im Schritt S130 höher als der kritische Wert Tw0 ist (JA im Schritt S130, siehe Zeitpunkt t3 in 3), ist die Kraftmaschine 100 ausreichend erwärmt, weswegen die Steuerung mit dem Schritt S140 fortfährt. Im Schritt S140 steuert die ECU 300 das Gebläse 156 an, sodass Luft, die von der Kraftmaschine 100 erwärmt wird, zur Batterie 150 geleitet wird. Wenn die Batterieerwärmungssteuerung (Schritt S140 oder Schritt S150) beendet ist, kehrt die Steuerung zum Schritt S120 zurück.
  • Wenn die Batterietemperatur TB im Schritt S120 höher als der Bezugswert Ts ist (JA im Schritt S120, siehe Zeitpunkt t4 in 3), ist das Erwärmen der Batterie 150 abgeschlossen (oder die Batterie 150 muss von Beginn an nicht erwärmt werden), weswegen die Steuerung mit dem Schritt S160 fortfährt. Im Schritt S160 führt die ECU 300 als die GPF-Regenerationssteuerung die Zündzeitgebung-Verzögerungssteuerung, Motorantriebssteuerung und/oder Heizsteuerung aus. Somit wird die Temperatur des Filters 90 angehoben.
  • Im Schritt S170 bestimmt die ECU 300 dann beruhend auf der Druckdifferenz ∆p, ob die GPF-Regenerationssteuerung abgeschlossen ist. Wenn die Druckdifferenz ∆p zum Beispiel größer oder gleich einem Schwellenwert ist, bestimmt die ECU 300, dass die GPF-Regenerationssteuerung nicht abgeschlossen ist. In diesem Fall (NEIN im Schritt S170) kehrt die Steuerung zum Schritt S160 zurück und die GPF-Regenerationssteuerung wird fortgesetzt. Wenn die Druckdifferenz ∆p andererseits kleiner als der Schwellenwert ist (wenn die Druckdifferenz beinahe gleich 0 in 3 ist), wird bestimmt, dass die GPF-Regenerationssteuerung abgeschlossen ist. In diesem Fall (JA im Schritt S170, siehe Zeitpunkt t5 in 3) endet ein Zyklus der in 4 gezeigten Steuerungsroutine. Wenn der Filter 90 im Schritt S110 nicht regeneriert werden muss (NEIN im Schritt S110), endet ebenfalls ein Zyklus der Routine.
  • Wenn als die GPF-Regenerationssteuerung die Steuerung vorgenommen wird, unter der elektrischer Strom aus der Batterie 150 entladen wird, wird bei der Steuerung gemäß der oben beschriebenen Routine durch die Batterieerwärmungssteuerung der obere Grenzwert des Entladestroms Wout der Batterie 150 erhöht. Es ist somit möglich, eine Situation zu vermeiden, in der die GPF-Regenerationssteuerung nicht erfolgen kann, weil aufgrund von Einschränkungen beim oberen Grenzwert des Entladestroms Wout aus der Batterie 150 kein hinreichender elektrischer Strom entladen werden kann.
  • 5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerungsroutine darstellt, wenn im ersten Ausführungsbeispiel als die GPF-Regenerationssteuerung die Steuerung ausgeführt wird, in der die Batterie 150 geladen wird. Die Schritte S210, S220, S230, S240 in 5 entsprechen jeweils den Schritten S110, S120, S130, S140 in 4, weswegen die ausführliche Beschreibung dieser Schritte nicht wiederholt wird.
  • Im Schritt S250 erhöht die ECU 300 den elektrischen Strom, der aus der Batterie 150 entladen wird. Dadurch wird die Batterie 150 erwärmt, und es kann in Vorbereitung für das Entladen der Batterie 150 unter der GPF-Regenerationssteuerung (Schritt S260), die später beschrieben wird, etwas Spielraum für den SOC der Batterie 150 sichergestellt werden. Wenn die Batterieerwärmungssteuerung (Schritt S240 oder Schritt S250) endet, kehrt die Steuerung zum Schritt S220 zurück.
  • Wenn die Batterietemperatur TB höher als der Bezugswert Ts im Schritt S220 ist (JA im Schritt S220, siehe Zeitpunkt t4 in 3), ist die Erwärmung der Batterie 150 abgeschlossen und die Steuerung fährt daher mit dem Schritt S260 fort. Im Schritt S260 nimmt die ECU 300 als die GPF-Regenerationssteuerung die Ausgangsleistungsniveau-Erhöhungssteuerung vor. Dadurch steigt die Temperatur des Filters 90 an. Der folgende Schritt S270 entspricht dem Schritt S170 von 4 und wird daher nicht erneut ausführlich beschrieben.
  • Wenn als die GPF-Regenerationssteuerung die Steuerung erfolgt, unter der die Batterie 150 geladen wird, wird bei der Steuerung gemäß der oben beschriebenen Steuerungsroutine durch die Batterieerwärmungssteuerung der obere Grenzwert des Ladungsstroms Win der Batterie 150 erhöht. Es ist somit möglich, eine Situation zu vermeiden, in der die GPF-Regenerationssteuerung nicht erfolgen kann, weil aufgrund von Einschränkungen beim oberen Grenzwert des Ladestroms Win der vom ersten MG 10 erzeugte elektrische Strom eingeschränkt wird, und die Ausgangsleistung der Kraftmaschine 100 nicht ausreichend erhöht werden kann.
  • Die ECU 300 kann nur eine der in den Ablaufdiagrammen von 4 und 5 gezeigten Steuerungsroutinen ausführen, oder sie kann beide Steuerungsroutinen ausführen, indem sie sie geeignet kombiniert. Wenn die Temperatur des Filters 90 geringer als eine bestimmte Temperatur ist, ist es zum Beispiel vorzuziehen, die Motorantriebssteuerung auszuführen (siehe Schritt S160 von 4), nachdem die Ausgangsleistungsniveau-Erhöhungssteuerung ausgeführt wurde (siehe Schritt S260 von 5). Die Temperatur des Filters 90 muss einigermaßen hoch sein, damit die PM mittels des Sauerstoffs, der dem Filter 90 durch die Motorantriebssteuerung zugeführt wird, erfolgreich verbrannt werden.
  • Die Temperatur des Filters 90 wird durch das Abgas angehoben, wenn die Ausgangsleistungsniveau-Erhöhungssteuerung vorgenommen wird, weswegen die Wirkung der Sauerstoffzufuhr durch die Motorantriebssteuerung gesteigert werden kann. Wenn die Temperatur des Filters 90 höher als die oben angegebene bestimmte Temperatur ist, kann die Ausgangsleistungsniveau-Erhöhungssteuerung entfallen und es kann nur die Motorantriebssteuerung ausgeführt werden.
  • In dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Bezugswert Ts gleich der Temperatur T2, bei der der obere Grenzwert des Ladestroms Win und der obere Grenzwert des Entladestroms Wout jeweils den Maximalwert erreichen. Allerdings kann der Bezugswert Ts auch von der Temperatur T2 verschieden sein. Im zweiten Ausführungsbeispiel wird die Batterie erwärmt, bis die Batterietemperatur einen Bezugswert Ts erreicht, der höher als die Temperatur T2 ist. Die Gestaltung eines Fahrzeugs gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen identisch mit der des Fahrzeugs 1, das in 1 gezeigt ist, und sie wird daher nicht erneut erläutert.
  • 6 ist eine Ansicht, die zur Erläuterung der Einstellung des Bezugswerts Ts im zweiten Ausführungsbeispiel nützlich ist. In 6 ist der Bezugswert Ts, der im zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird, von dem in 2 gezeigten Bezugswert Ts insofern verschieden, als dass der Bezugswert Ts des zweiten Ausführungsbeispiels höher als die Temperatur T2 eingestellt ist.
  • 7 ist eine Zeittafel, die zur Erläuterung der Batterieerwärmungssteuerung im zweiten Ausführungsbeispiel nützlich ist. In 7 ist die Steuerung vor dem Zeitpunkt t3 im Wesentlichen die gleiche wie die Steuerung vor dem Zeitpunkt t3 in der in 3 gezeigten Zeittafel, und daher wird sie nicht erneut ausführlich beschrieben. Zum Zeitpunkt t4 überschreitet die Batterietemperatur TB die Temperatur T2. Daher wird der obere Grenzwert des Entladestroms Wout gleich dem Maximalwert WO, und der obere Grenzwert des Ladestroms Wout wird gleich dem Maximalwert WI. Da der Bezugswert Ts im zweiten Ausführungsbeispiel jedoch wie oben beschrieben höher als die Temperatur T2 eingestellt ist, wird die Batterieerwärmungssteuerung fortgesetzt.
  • Zum Zeitpunkt t4a überschreitet die Batterietemperatur TB den Bezugswert Ts. Daher wird die Batterieerwärmungssteuerung beendet und die GPF-Regenerationssteuerung ausgeführt. Durch die GPF-Regenerationssteuerung werden die auf dem Filter 90 abgelagerten PM verbrannt. Dadurch verringert sich nach dem Zeitpunkt t4a allmählich die Druckdifferenz ∆p. Die Steuerung nach dem Zeitpunkt t5 ist im Wesentlichen die gleiche wie die Steuerung nach dem Zeitpunkt t5 in der in 3 gezeigten Zeittafel, und sie wird daher nicht erneut beschrieben.
  • Die Steuerungsroutine, die ausgeführt wird, wenn im zweiten Ausführungsbeispiel als die GPF-Regenerationssteuerung die Zündzeitgebung-Verzögerungssteuerung, Motorantriebssteuerung oder Heizsteuerung erfolgt, ist im Wesentlichen die gleiche wie die, die in dem Ablaufdiagramm von 4 dargestellt ist. Außerdem ist die Steuerungsroutine, die ausgeführt wird, wenn im zweiten Ausführungsbeispiel als die GPF-Regenerationssteuerung die Ausgangsleistungsniveau-Erhöhungssteuerung vorgenommen wird, im Wesentlichen die gleiche wie die, die in dem Ablaufdiagramm von 5 dargestellt ist. Dementsprechend wird im zweiten Ausführungsbeispiel die ausführliche Beschreibung der Steuerungsroutinen nicht wiederholt.
  • Wenn der Bezugswert Ts gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel auf einen Wert eingestellt ist, der sich von der Temperatur T2 unterscheidet, kann die Batterie somit ebenfalls erwärmt werden, bis es möglich ist, die GPF-Regenerationssteuerung vorzunehmen. Da ein Spielraum für die Temperatur T2 sichergestellt werden kann, indem die Batterie auf ein Temperaturniveau erwärmt wird, das höher als die Temperatur T2 ist, ist es auch dann, wenn die Batterietemperatur TB während der Ausführung der GPF-Regenerationssteuerung absinkt, weniger wahrscheinlich, dass der Ladestrom oder Entladestrom eingeschränkt wird.
  • Die Temperatur T2 ist so vorgegeben, dass sie die Batterie schützt, indem der Ladestrom und der Entladestrom eingeschränkt werden, und sie ist ein fester Wert, der entsprechend den Spezifikationen der Batterie bestimmt wird. Andererseits wird der Bezugswert Ts so vorgegeben, dass er den Ladestrom oder Entladestrom sicherstellt, der zur Ausführung der GPF-Regenerationssteuerung benötigt wird. Daher kann der Bezugswert Ts zum Beispiel entsprechend einem Verfahren zum Ausführen der GPF-Regenerationssteuerung (welche (eine) der Zündzeitgebung-Verzögerungssteuerung, Motorantriebssteuerung, Heizsteuerung und Ausgangsleistung-Erhöhungssteuerung ausgeführt (vorgenommen) wird) geändert. In dem dritten Ausführungsbeispiel ist der Bezugswert Ts ein variabler Wert. Die Gestaltung des (eines) Fahrzeugs gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel entspricht der (ist im Wesentlichen die gleiche wie die) Gestaltung des Fahrzeugs, das in 1 gezeigt ist, und sie wird daher nicht erneut beschrieben.
  • 8 ist eine Ansicht, die zur Erläuterung der Einstellung des Bezugswerts Ts im dritten Ausführungsbeispiel nützlich ist. In 8 wird der Bezugswert Ts, der im dritten Ausführungsbeispiel verwendet wird, innerhalb eines bestimmten Bereiches eingestellt, der die Temperatur T2 einschließt.
  • 9 ist eine Zeittafel, die zur Erläuterung der Batterieerwärmungssteuerung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel nützlich ist. Der Bezugswert Ts kann abhängig von der Art der Einstellung des Bezugswerts Ts größer als die Temperatur T2 oder kleiner als die Temperatur T2 sein, doch wird in 9 der Fall beschrieben, in dem der Bezugswert Ts kleiner als die Temperatur T2 eingestellt wird. In 9 ist die Steuerung vor dem Zeitpunkt t3 im Wesentlichen die gleiche wie die Steuerung vor dem Zeitpunkt t3 in der in 3 gezeigten Zeittafel und sie wird daher nicht erneut beschrieben.
  • Zum Zeitpunkt t3a überschreitet die Batterietemperatur TB den Bezugswert Ts. Dies gibt an, dass die Batterie 150 auf eine Batterietemperatur TB erwärmt ist, bei der die GPF-Regenerationssteuerung erfolgen kann. Da die Batterietemperatur TB jedoch niedriger als die Temperatur T2 ist, werden der Ladestrom und Entladestrom der Batterie 150 eingeschränkt. Daher wird die Batterieerwärmungssteuerung in diesem Ausführungsbeispiel fortgesetzt, damit die GPF-Regenerationssteuerung sicher oder zuverlässig erfolgen kann.
  • Zum Zeitpunkt t3b überschreitet die Batterietemperatur TB die Temperatur T2. Daher wird der obere Grenzwert des Entladestroms Wout gleich dem Maximalwert WO, und der obere Grenzwert des Ladestroms Win wird gleich dem Maximalwert WI. Somit wird die Batterieerwärmungssteuerung beendet und die GPF-Regenerationssteuerung ausgeführt. Durch die GPF-Regenerationssteuerung werden die auf dem Filter 90 abgelagerten PM verbrannt. Dadurch verringert sich nach dem Zeitpunkt t3b allmählich die Druckdifferenz ∆p. Die Steuerung nach dem Zeitpunkt t5 ist im Wesentlichen die gleiche wie die Steuerung nach dem Zeitpunkt t5 in der in 3 gezeigten Zeittafel und wird daher nicht erneut erläutert.
  • 10 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerungsroutine darstellt, die ausgeführt wird, wenn im dritten Ausführungsbeispiel als die GPF-Regenerationssteuerung die Steuerung vorgenommen wird, unter der aus der Batterie 150 elektrischer Strom entladen wird. Der Schritt S310 in 10 entspricht dem Schritt S110, der in 4 gezeigt ist, und wird daher nicht erneut beschrieben.
  • Im Schritt S315 stellt die ECU 300 einen Bezugswert Ts ein. Der Bezugswert Ts kann abhängig davon eingestellt werden, welche Steuerung von der Zündzeitgebung-Verzögerungssteuerung, Motorantriebssteuerung und Heizsteuerung im Schritt S360 erfolgt, der später beschrieben wird.
  • Im Schritt S320 bestimmt die ECU 300, ob die Batterietemperatur TB den höheren des Bezugswerts Ts und der Temperatur T2 überschreitet. Wenn die Batterietemperatur TB den höheren von dem Bezugswert Ts und der Temperatur T2 überschreitet (JA im Schritt S320, siehe Zeitpunkt t3b in 9), führt die ECU 300 als die GPF-Regenerationssteuerung die Zündzeitgebung-Verzögerungssteuerung, Motorantriebssteuerung und/oder Heizsteuerung aus (Schritt S360). Der folgende Schritt S370 entspricht dem Schritt S170, der in 4 gezeigt ist, und wird daher nicht erneut beschrieben.
  • Wenn die Batterietemperatur TB andererseits kleiner oder gleich dem höheren von dem Bezugswert Ts und der Temperatur T2 ist (NEIN im Schritt S320), nimmt die ECU 300 die Batterieerwärmungssteuerung vor (Schritt S330, S340, S350). Die Batterieerwärmungssteuerung ist im Wesentlichen die gleiche wie die Vorgänge der Schritte S130, S140, S150, die in 4 gezeigt sind, und sie wird daher nicht erneut ausführlich beschrieben.
  • Wenn als die GPF-Regenerationssteuerung die Ausgangsleistungsniveau-Erhöhungssteuerung vorgenommen wird, wird anstelle des Schritts S360 der Vorgang von Schritt S260 (siehe 5) angewandt, sodass die Steuerungsroutine im Wesentlichen gleich der des in 10 gezeigten Ablaufdiagramms wird. Die Steuerungsroutine wird in diesem Fall somit nicht erneut ausführlich beschrieben.
  • Auch wenn im dritten Ausführungsbeispiel der Bezugswert Ts gemäß zum Beispiel dem Verfahren zum Vornehmen der GPF-Regenerationssteuerung variabel eingestellt wird, kann die Batterie erwärmt und in einen Zustand gebracht werden, in dem die GPF-Regenerationssteuerung erfolgen kann.
  • Wenn der Bezugswert Ts niedriger als die Temperatur T2 eingestellt wird, kann die Batterie erwärmt werden, bis die Batterietemperatur TB den Bezugswert Ts überschreitet, oder die Batterie kann wie in diesem Ausführungsbeispiel erwärmt werden, bis die Batterietemperatur TB die Temperatur T2 überschreitet. Die Batterieerwärmungssteuerung erfolgt gemäß diesem Ausführungsbeispiel, bis die Batterietemperatur TB die relativ hohe Temperatur T2 erreicht, damit die GPF-Regenerationssteuerung auch nach Beendigung der Batterieerwärmungssteuerung sicher oder zuverlässig fortgesetzt werden kann, bis die Batterietemperatur TB auf den Bezugswert Ts absinkt.
  • In den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen entspricht die Temperatur T2 dem "Schwellenwert". Allerdings kann der "Schwellenwert" irgendeine Temperatur sein, solange sie höher als die Temperatur T1 und kleiner oder gleich der Temperatur T2 in den in 2, 6 und 8 gezeigten Beispielen ist.
  • In den dargestellten Ausführungsbeispielen wird mittels der Druckdifferenz ∆p zwischen dem stromaufwärtigen Druck p1 und dem stromabwärtigen Druck p2 bestimmt, ob der Filter 90 regeneriert werden muss. Allerdings ist das Verfahren zum Bestimmen, ob der Filter 90 regeneriert werden muss, nicht auf dieses Verfahren beschränkt. Zum Beispiel kann die ECU 300 die Ablagerungsmenge der PM mittels verschiedener Sensoren, etwa des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 82, des Sauerstoffsensors 84, eines (nicht gezeigten) Luftmassenmessers, eines (nicht gezeigten) Drosselöffnungssensors und des Wassertemperatursensors 104 abschätzen. Die ECU 300 kann die Ablagerungsmenge der PM zum Beispiel auch beruhend auf der Betriebshistorie (etwa der Betriebsdauer) der Kraftmaschine 100 oder des Verringerungsbetrags der Ausgangsleistung der Kraftmaschine 100 abschätzen.
  • In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist in dem Kanal 154 das Gebläse 156 vorgesehen. Allerdings ist der Mechanismus, um die von der Kraftmaschine 100 erwärmte Luft zur Batterie 150 zu leiten, nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel kann in dem Kanal 154 ein Ventil vorgesehen werden, das gemäß der Steuerung der ECU 300 geöffnet und geschlossen wird. Außerdem sind die Form und die Lage des Kanals 154 nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel kann der Kanal 154 die von der Kraftmaschine 100 erwärmte Luft in das Fahrzeuginnere leiten und die Luft im Fahrzeuginneren zur Batterie 150 leiten.
  • In den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen ist zwar im Abgasweg des Benzinmotors der GPF eingebaut, doch wird die Art des Filters geeignet entsprechend der Art des Kraftstoffs der Kraftmaschine gewählt. Zum Beispiel wird in einem Abgasweg eines Dieselmotors ein DPF (Dieselpartikelfilter) eingebaut.
  • Anhand von 1 werden schließlich die Ausführungsbeispiele der Erfindung zusammengefasst. Das Fahrzeug 1 umfasst die Kraftmaschine 100, den Filter 90 zum Einfangen der PM im Abgas der Kraftmaschine 100, die Batterie 150, den ersten MG 10, der dazu imstande ist, die Batterie 150 zu laden, indem er mittels Kraft der Kraftmaschine 100 elektrischen Strom erzeugt, und der außerdem dazu imstande ist, die Kraftmaschine 100 mittels elektrischen Stroms der Batterie 150 anzutreiben, und die ECU 300, die die Kraftmaschine 100 und den ersten MG 10 steuert. Wenn die GPF-Regenerationssteuerung zum Anheben der Temperatur des Filters 90 auf die Regenerationstemperatur und das Verbrennen der PM vorgenommen werden muss, steuert die ECU 300 die Kraftmaschine 100 und den ersten MG 10 so, dass die Batterie 150 erwärmt wird, wenn die Batterietemperatur TB niedriger als ein vorbestimmter Bezugswert Ts ist.
  • Die ECU 300 nimmt die GPF-Regenerationssteuerung vorzugsweise vor, wenn die Batterietemperatur TB den Bezugswert Ts überschreitet.
  • Die ECU 300 wärmt die Batterie 150 vorzugsweise mittels Luft auf, die von der Kraftmaschine 100 erwärmt wird, wenn die Temperatur (Kraftmaschinentemperatur) Tw der Kraftmaschine 100 einen vorbestimmten kritischen Wert Tw0 überschreitet, und durch Laden oder Entladen der Batterie 150, wenn die Kraftmaschinentemperatur Tw niedriger als der kritische Wert Tw0 ist.
  • Wenn die Batterietemperatur TB niedriger als die Temperatur T2 (Schwellenwert) ist, ist der obere Grenzwert des elektrischen Stroms, der aus der Batterie 150 entladen wird (der obere Grenzwert des Entladestroms Wout), vorzugsweise kleiner als der eingestellt, wenn die Batterietemperatur TB höher als die Temperatur T2 ist. Wenn die Batterietemperatur TB niedriger als die Temperatur T2 ist, wärmt die ECU 300 die Batterie 150 auf, bis die Batterietemperatur TB die Temperatur T2 überschreitet.
  • Wenn die GPF-Regenerationssteuerung erfolgt, indem durch die Motorantriebssteuerung, unter der der erste MG 10 die Kraftmaschine 100 in einem Zustand antreibt, in dem in der Kraftmaschine 100 keine Verbrennung stattfindet, der Sauerstoff im Abgas erhöht wird, wird die Temperatur T2 vorzugsweise auf eine Temperatur eingestellt, bei der der elektrische Strom, der zum Motorantrieb erforderlich ist, von der Batterie 150 zugeführt werden kann.
  • Wenn die Batterietemperatur TB niedriger als die Temperatur T2 ist, ist der obere Grenzwert des Ladestroms Win des elektrischen Stroms, mit dem die Batterie 150 geladen wird, vorzugsweise auf einen kleineren Wert als den eingestellt, der eingestellt ist, wenn die Batterietemperatur TB höher als die Temperatur T2 (Schwellenwert) ist. Wenn die Batterietemperatur TB niedriger als die Temperatur T2 ist, wird die Batterie 150 erwärmt, bis die Batterietemperatur TB höher als die Temperatur T2 wird.
  • Wenn die GPF-Regenerationssteuerung erfolgt, indem die Ausgangsleistung der Kraftmaschine 100 erhöht und somit die Temperatur des Abgases angehoben wird, wird die Temperatur T2 vorzugsweise auf eine Temperatur eingestellt, bei der die Batterie 150 mit elektrischem Strom geladen werden kann, der vom ersten MG 10 erzeugt wird und der Erhöhungsmenge der Ausgangsleistung der Kraftmaschine 100 entspricht.
  • Der Bezugswert Ts wird vorzugsweise größer als die Temperatur T2 eingestellt. Wenn die Batterietemperatur TB niedriger als der Bezugswert Ts ist, wärmt die ECU 300 die Batterie 150 auf, bis die Batterietemperatur TB höher als der Bezugswert Ts wird.
  • Wenn die Batterietemperatur TB den höheren von dem Bezugswert Ts und der Temperatur T2 überschreitet, führt die ECU 300 vorzugsweise die GPF-Regenerationssteuerung durch.
  • Das Fahrzeug 1 in 1, 4 und 5 umfasst die Kraftmaschine 100, den Filter 90 zum Einfangen der von der Kraftmaschine 100 abgegebenen PM, die Batterie 150 und den ersten MG 10, der dazu imstande ist, die Batterie 150 zu laden, indem er mittels Kraft der Kraftmaschine 100 elektrischen Strom erzeugt, und außerdem dazu imstande ist, die Kraftmaschine 100 mittels elektrischen Stroms der Batterie 150 anzutreiben. Ein Verfahren zum Steuern des Fahrzeugs 1 umfasst die Schritte S140, S240 zum Erwärmen der Batterie 150. Wenn die Kraftmaschinentemperatur Tw höher als der vorbestimmte kritische Wert Tw0 ist, wenn die GPF-Regenerationssteuerung zum Anheben der Temperatur des Filters 90 auf die Regenerationstemperatur vorgenommen werden muss, um so die PM zu verbrennen, und die Schritte S160, S260 zum Ausführen der GPF-Regenerationssteuerung nach den Schritten S140, S240 zum Erwärmen der Batterie 150.
  • Es versteht sich, dass die hier offenbarten Ausführungsbeispiele in allen Aspekten lediglich exemplarisch und nicht einschränkend sind. Der Schutzumfang der Erfindung wird nicht durch die obigen Erläuterungen, sondern durch die beigefügten Ansprüche definiert und soll sämtliche Änderungen oder Abwandlungen einschließen, die in den Bereich der Ansprüche und ihrer Äquivalente fallen.

Claims (12)

  1. Hybridfahrzeug mit: einer Brennkraftmaschine; einem Filter, der so gestaltet ist, dass er Partikel im Abgas der Brennkraftmaschine einfängt; einer elektrischen Speichervorrichtung; einer rotierenden elektrischen Maschine, die so gestaltet ist, dass sie mittels Kraft von der Brennkraftmaschine elektrischen Strom erzeugt, um so die elektrische Speichervorrichtung zu laden, und die Brennkraftmaschine mittels elektrischen Stroms von der elektrischen Speichervorrichtung antreibt; eine Steuerung, die so gestaltet ist, dass sie die Brennkraftmaschine und die rotierende elektrische Maschine so steuert, dass die elektrische Speichervorrichtung erwärmt wird, wenn eine Regenerationssteuerung vorgenommen werden muss und wenn eine Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung niedriger als ein Bezugswert ist, wobei die Regenerationssteuerung eine Steuerung zum Anheben einer Temperatur des Filters auf eine vorbestimmte Temperatur ist, damit die Partikel verbrannt werden.
  2. Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung so gestaltet ist, dass sie die Regenerationssteuerung ausführt, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung den Bezugswert überschreitet.
  3. Hybridfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerung so gestaltet ist, dass sie die elektrische Speichervorrichtung mittels Luft erwärmt, die von der Brennkraftmaschine erwärmt wird, wenn eine Temperatur der Brennkraftmaschine höher als ein kritischer Wert ist, und die elektrische Speichervorrichtung durch Laden oder Entladen der elektrischen Speichervorrichtung erwärmt, wenn die Temperatur der Brennkraftmaschine niedriger als der kritische Wert ist.
  4. Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: ein oberer Grenzwert von Entladestrom, der aus der elektrischen Speichervorrichtung entladen wird, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung niedriger als ein erster Schwellenwert ist, so eingestellt ist, dass er kleiner als ein oberer Grenzwert von Entladestrom ist, der aus der elektrischen Speichervorrichtung entladen wird, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung höher als der erste Schwellenwert ist; und die Steuerung so gestaltet ist, dass sie die elektrische Speichervorrichtung erwärmt, bis die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung höher als der erste Schwellenwert wird, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung niedriger als der erste Schwellenwert ist.
  5. Hybridfahrzeug nach Anspruch 4, wobei der erste Schwellenwert auf eine erste vorbestimmte Temperatur eingestellt ist, die eine Temperatur ist, bei der von der elektrischen Speichervorrichtung elektrischer Strom, der für eine an der Brennkraftmaschine vorgenommene Motorantriebssteuerung benötigt wird, zugeführt werden kann, wenn die Regenerationssteuerung erfolgt, indem mittels der Motorantriebssteuerung Sauerstoff im Abgas erhöht wird, wobei die Motorantriebssteuerung eine Steuerung ist, um zu veranlassen, dass die rotierende elektrische Maschine die Brennkraftmaschine in einem Zustand antreibt, in dem in der Brennkraftmaschine keine Verbrennung stattfindet.
  6. Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: ein oberer Grenzwert von Ladestrom, mit dem die elektrische Speichervorrichtung geladen wird, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung niedriger als ein zweiter Schwellenwert ist, kleiner als ein oberer Grenzwert von Ladestrom eingestellt ist, mit dem die elektrische Speichervorrichtung geladen wird, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung höher als der zweite Schwellenwert ist; und die Steuerung so gestaltet ist, dass sie die elektrische Speichervorrichtung erwärmt, bis die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung höher als der zweite Schwellenwert wird, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung niedriger als der zweite Schwellenwert ist.
  7. Hybridfahrzeug nach Anspruch 6, wobei der zweite Schwellenwert auf eine zweite vorbestimmte Temperatur eingestellt ist, die zweite vorbestimmte Temperatur eine Temperatur ist, bei der die elektrische Speichervorrichtung mit elektrischem Strom geladen werden kann, der von der rotierenden elektrischen Maschine erzeugt wird, wenn die Regenerationssteuerung erfolgt, indem durch Erhöhen der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine eine Temperatur des Abgases erhöht wird, und der elektrische Strom, der von der rotierenden elektrischen Maschine erzeugt wird, einem Erhöhungsbetrag einer Ausgangsleistung von der Brennkraftmaschine entspricht.
  8. Hybridfahrzeug nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei: der Bezugswert so eingestellt ist, dass er größer als der erste Schwellenwert ist; und die Steuerung so gestaltet ist, dass sie die elektrische Speichervorrichtung erwärmt, bis die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung höher als der Bezugswert wird, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung niedriger als der Bezugswert ist.
  9. Hybridfahrzeug nach Anspruch 6 oder 7, wobei: der Bezugswert so eingestellt ist, dass er größer als der zweite Schwellenwert ist; und die Steuerung so gestaltet ist, dass sie die elektrische Speichervorrichtung erwärmt, bis die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung höher als der Bezugswert wird, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung niedriger als der Bezugswert ist.
  10. Hybridfahrzeug nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Steuerung so gestaltet ist, dass sie die Regenerationssteuerung ausführt, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung einen größeren von dem Bezugswert und dem ersten Schwellenwert überschreitet.
  11. Hybridfahrzeug nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Steuerung so gestaltet ist, dass sie die Regenerationssteuerung ausführt, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung einen größeren von dem Bezugswert und dem zweiten Schwellenwert überschreitet.
  12. Verfahren zur Steuerung eines Hybridfahrzeugs, das eine Brennkraftmaschine, einen Filter, eine elektrische Speichervorrichtung, eine rotierende elektrische Maschine und eine Steuerung umfasst, wobei der Filter so gestaltet ist, dass er Partikel im Abgas der Brennkraftmaschine einfängt, die rotierende elektrische Maschine so gestaltet ist, dass sie mittels Kraft von der Brennkraftmaschine elektrischen Strom erzeugt, um so die elektrische Speichervorrichtung zu laden, und die Brennkraftmaschine mittels elektrischen Stroms von der elektrischen Speichervorrichtung antreibt, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Erwärmen der elektrischen Speichervorrichtung durch die Steuerung, wenn eine Regenerationssteuerung vorgenommen werden muss und wenn eine Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung niedriger als ein Bezugswert ist; und Ausführen der Regenerationssteuerung durch die Steuerung, nachdem die elektrische Speichervorrichtung erwärmt ist, wobei die Regenerationssteuerung eine Steuerung zum Anheben einer Temperatur des Filters auf eine vorbestimmte Temperatur ist, um so die Partikel zu verbrennen.
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