-
Hintergrund der Erfindung
-
Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Hybridfahrzeug, insbesondere auf ein Hybridfahrzeug mit einer Wärmekraftmaschine, welche ein Abgassystem aufweist, das mit einem Filter versehen ist, der Feinstaub entfernt.
-
Beschreibung des Stands der Technik
-
Im Stand der Technik wird ein Hybridfahrzeug vorgeschlagen, in welchem eine Wärmekraftmaschine eine mit einem Feinstaubfilter versehene Abgasleitung aufweist, ein erster Motorgenerator, eine mit Antriebsrädern verbundene Antriebswelle und ein zweiter Motorgenerator mit drei Wellen einer Leistungsverzweigungseinrichtung (Planetengetriebemechanismus) verbunden sind und elektrische Leistung zwischen dem ersten sowie dem zweiten Motorgenerator und einer Batterie ausgetauscht wird (siehe beispielsweise
JP 2015-202832 A ). Wenn der Filter regeneriert werden muss, weitet das Hybridfahrzeug einen Steuerungsbereich des Ladezustands (SOC) der Batterie aus, verringert vor der Ausweitung den SOC der Batterie unter die untere Grenze des Steuerungsbereichs, erhöht danach vor der Ausweitung den SOC über die obere Grenze des Steuerungsbereichs und stoppt dann die Einspritzung von Kraftstoff in die Wärmekraftmaschine. Wenn die Temperatur des Filters innerhalb eines regenerierbaren Temperaturbereichs ist, welcher sich für die Regeneration eignet, und die Einspritzung von Kraftstoff in die Wärmekraftmaschine gestoppt ist, wird der Filter mit sauerstoffhaltiger Luft versorgt, um den Feinstaub zu verbrennen. Auf diese Weise wird die Regeneration des Filters ausgeführt. Wenn die Regeneration des Filters notwendig ist, wird der Steuerungsbereich des SOC wie oben beschrieben ausgeweitet, um den SOC zu reduzieren. Daher wird im Vergleich zu einem Fall, in welchem der SOC nicht reduziert wird, die darauffolgende Betriebszeit der Wärmekraftmaschine verlängert, um die Betriebszeit der Wärmekraftmaschine sicherzustellen, welche zur Steigerung der Temperatur des Filters bis zum regenerierbaren Temperaturbereich und zur schnellen Regeneration des Filters notwendig ist.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Wenn in dem oben beschriebenen Hybridfahrzeug die Regeneration des Filters durch Versorgung des Filters mit sauerstoffhaltiger Luft bei gestoppter Einspritzung des Kraftstoffs ausgeführt wird, ist es möglich, dass die Einspritzung des Kraftstoffs in die Wärmekraftmaschine (Betrieb) innerhalb relativ kurzer Zeit wieder gestartet wird und dass die Regeneration des Filters nicht ausreichend ausgeführt wird.
-
Die Erfindung stellt ein Hybridfahrzeug bereit, welches ermöglicht, eine Regeneration eines Filters umfangreicher auszuführen.
-
Ein Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Hybridfahrzeug mit einer Wärmekraftmaschine, welche ein Abgassystem aufweist, das mit einem Filter versehen ist, der Feinstaub entfernt; einem ersten Motor, welcher ausgebildet ist, eine Antriebskraft für das Hybridfahrzeug zu erzeugen; und einer elektronischen Steuerungseinheit, welche ausgebildet ist, eine Einspritzung eines Kraftstoffs in die Wärmekraftmaschine wieder zu starten, wenn eine benötigte Ausgangsleistung der Wärmekraftmaschine einen Grenzwert oder einen höheren Wert erreicht, während die Einspritzung des Kraftstoffs in die Wärmekraftmaschine gestoppt ist.
-
Die elektronische Steuerungseinheit ist ausgebildet, wenn ein Filterregenerationszustand vorliegt, in welchem eine Anhäufungsmenge an Feinstaub in dem Filter größer oder gleich einer vorbestimmten Anhäufungsmenge ist und in welchem eine Temperatur des Filters größer oder gleich einer vorbestimmten Temperatur ist, den Grenzwert höher anzusetzen als einen Grenzwert, welcher angesetzt wird, wenn der Filterregenerationszustand nicht vorliegt.
-
Gemäß diesem Aspekt wird mit Bezug auf das Wiederstarten der Einspritzung des Kraftstoffs in die Wärmekraftmaschine, wenn die benötigte Ausgangsleistung der Wärmekraftmaschine den Grenzwert oder einen höheren Wert erreicht, während die Einspritzung des Kraftstoffs in die Wärmekraftmaschine gestoppt ist, und wenn der Filterregenerationszustand vorliegt, in welchem die Anhäufungsmenge an Feinstaub in dem Filter größer oder gleich der vorbestimmten Anhäufungsmenge ist und die Temperatur des Filters größer oder gleich der vorbestimmten Temperatur ist, der Grenzwert höher angesetzt als ein Grenzwert, welcher angesetzt wird, wenn der Filterregenerationszustand nicht vorliegt. Wenn der Filterregenerationszustand vorliegt, wird die Regeneration des Filters durch Versorgen des Filters mit Luft (Sauerstoff), durch Stoppen der Einspritzung des Kraftstoffs in die Wärmekraftmaschine und durch Verbrennen des in dem Filter abgelagerten Feinstaubs ausgeführt. In dem Hybridfahrzeug gemäß dem Aspekt wird, wenn der Filterregenerationszustand vorliegt, der Grenzwert derart angesetzt, dass er größer ist als ein Grenzwert, welcher angesetzt wird, wenn der Filterregenerationszustand nicht vorliegt. Dementsprechend kann, während der Filterregenerationszustand vorliegt und die Einspritzung des Kraftstoffs in die Wärmekraftmaschine gestoppt ist, ein Anstieg der benötigten Ausgangsleistung bis zu dem Grenzwert oder einem höheren Wert unterbunden werden und kann ein Wiederstarten der Einspritzung des Kraftstoffs in die Wärmekraftmaschine unterbunden werden. Dadurch wird die Regeneration des Filters umfangreicher ausgeführt.
-
Im Hinblick auf die Erfindung kann das Hybridfahrzeug des Weiteren aufweisen: einen zweiten Motor; und ein Planetengetriebe mit drei rotierenden Elementen, von welchen jedes mit einer Antriebswelle verbunden ist, die mit einem Antriebsrad, einer Ausgangswelle der Wärmekraftmaschine beziehungsweise einer rotierenden Welle des zweiten Motors verbunden ist. Der Motor zum Fahren kann mit der Antriebswelle verbunden sein. Die elektronische Steuerungseinheit kann ausgebildet sein, während der Filterregenerationszustand vorliegt und die Einspritzung des Kraftstoffs in die Wärmekraftmaschine gestoppt ist, den zweiten Motor derart zu steuern, dass die Wärmekraftmaschine durch den zweiten Motor angetrieben wird. Gemäß dem Aspekt kann der Filter mit einer größeren Menge an Luft (Sauerstoff) versorgt werden und kann die zum Ausführen der Regeneration des Filters benötigte Zeit verkürzt werden.
-
Figurenliste
-
Merkmale, Vorteile sowie technische und gewerbliche Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben, in welchen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Elemente kennzeichnen, und wobei
- 1 eine Konfigurationszeichnung ist, welche die Konfiguration eines Hybridfahrzeugs als Beispiel der Erfindung schematisch zeigt;
- 2 ein Flussdiagramm ist, welches beispielhaft eine durch eine HVECU des Beispiels ausgeführte Verarbeitungsroutine zeigt;
- 3 ein Flussdiagramm ist, welches beispielhaft eine durch die HVECU des Beispiels ausgeführte Grenzwertfestlegungsroutine zeigt; und
- 4 eine Konfigurationszeichnung ist, welche die Konfiguration eines Hybridfahrzeugs eines Modifikationsbeispiels zeigt.
-
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
-
Ausführungsformen zur Umsetzung der Erfindung werden mit Bezug auf die Beispiele beschrieben.
-
1 ist eine Konfigurationszeichnung, welche die Konfiguration eines Hybridfahrzeugs 20 als Beispiel der Erfindung schematisch zeigt. Wie in 1 gezeigt weist das Hybridfahrzeug 20 des Beispiels eine Wärmekraftmaschine 22, ein Planetengetriebe 30, Motoren MG1, MG2, Inverter 41, 42, eine Batterie 50 als Energiespeichervorrichtung und eine für Hybridfahrzeuge ausgebildete elektronische Steuerungseinheit 70 (nachfolgend bezeichnet als „HVECU“) auf.
-
Die Wärmekraftmaschine 22 ist ausgebildet als ein Verbrennungsmotor, welcher Leistung liefert durch Verwendung von Benzin, Diesel oder einem ähnlichen Kraftstoff. Eine Abgassteuerungsvorrichtung 23 und ein Feinstaubfilter (nachfolgend bezeichnet als „PM-Filter“) 25 sind an das Abgassystem der Wärmekraftmaschine 22 angeschlossen. Die Abgassteuerungsvorrichtung 23 ist versehen mit einem Katalysator 23a, welcher unverbrannten Kraftstoff und Stickoxide aus dem Abgas entfernt. Der PM-Filter 25 ist als poröser Filter ausgeformt, welcher aus Keramik, Edelstahl oder Ähnlichem gefertigt ist und welcher Feinstaub (PM) wie Ruß aus dem Abgas entfernt. Der Betrieb der Wärmekraftmaschine 22 wird gesteuert von einer für Wärmekraftmaschinen ausgebildete elektronische Steuerungseinheit (nachfolgend bezeichnet als Wärmekraftmaschinen-ECU“) 24.
-
Auch wenn es in der Figur nicht gezeigt ist, ist die Wärmekraftmaschinen-ECU 24 als Mikroprozessor ausgebildet, welcher hauptsächlich eine CPU beinhaltet und welcher zusätzlich zur CPU einen Festwertspeicher (ROM), der Verarbeitungsprogramme speichert, einen Direktzugriffsspeicher (RAM), der Daten temporär speichert, Eingabe-/Ausgabeanschlüsse und Kommunikationsanschlüsse beinhaltet. Signale unterschiedlicher Sensoren, welche zur Steuerung des Betriebs der Wärmekraftmaschine 22 notwendig sind, werden in die Wärmekraftmaschinen-ECU 24 über die Eingabeanschlüsse eingegeben. Zu den Signalen, welche in die Wärmekraftmaschinen-ECU 24 eingegeben werden, zählen zum Beispiel ein Kurbelwellenwinkel θcr von einem Kurbelwellenpositionssensor 27, welcher die Drehposition einer Kurbelwelle 26 erfasst, und eine Kühlmitteltemperatur Tw von einem (nicht gezeigten) Kühlmitteltemperatursensor, welcher die Temperatur des Kühlmittels der Wärmekraftmaschine 22 misst. Des Weiteren zählen zu diesen beipsielsweise auch ein Drosselklappenöffnungsgrad TH von einem (nicht gezeigten) Drosselklappenpositionssensor, welcher die Position der Drosselklappe erfasst, eine Ansaugluftmenge Qa von einem (nicht gezeigten) Luftmassenmesser, welcher an die Ansaugleitung angeschlossen ist, und eine Ansauglufttemperatur Ta von einem (nicht gezeigten) Temperatursensor, welcher an die Ansaugleitung angeschlossen ist. Des Weiteren zählen zu diesen beispielsweise auch Drücke P1 und P2 von Drucksensoren 25a und 25b, welche an die stromaufwärtige Seite und an die stromabwärtige Seite des PM-Filters 25 des Abgassystems angeschlossen sind. Verschiedene Steuerungssignale zur Steuerung des Betriebs der Wärmekraftmaschine 22 werden auch von der Wärmekraftmaschinen-ECU 24 über die Ausgabeanschlüsse ausgegeben. Zu den Signalen, welche von der Wärmekraftmaschinen-ECU 24 ausgegeben werden, zählen zum Beispiel ein Antriebssteuerungssignal für einen Drosselmotor, welcher die Position der Drosselklappe einstellt, ein Antriebssteuerungssignal für ein Kraftstoffeinspritzventil und ein Antriebssteuerungssignal für eine in einem Zünder eingebaute Zündspule. Die Wärmekraftmaschinen-ECU 24 ist mit der HVECU 70 über den Kommunikationsanschluss verbunden. Die Wärmekraftmaschinen-ECU 24 berechnet auf Grundlage des Kurbelwellenwinkels θcr von dem Kurbelwellenpositionssensor 27 eine Drehzahl Ne der Wärmekraftmaschine 22. Des Weiteren berechnet die Wärmekraftmaschinen-ECU 24 auf Grundlage der Ansaugluftmenge Qa von dem Luftmassenmesser und der Drehzahl Ne der Wärmekraftmaschine 22 auch eine Volumeneffizienz KL (Verhältnis des in einem Zyklus tatsächlich eingesaugten Volumens zum Hubvolumen pro Zyklus der Wärmekraftmaschine 22). Des Weiteren berechnet (schätzt) die Wärmekraftmaschinen-ECU 24 auf Grundlage der Druckdifferenz ΔP (ΔP = P1 - P2) zwischen den Drücken P1 und P2 von den Drucksensoren 25a und 25b eine PM Anhäufungsmenge Qpm als die Anhäufungsmenge an Feinstaub, welcher in dem PM-Filter 25 angehäuft ist, oder berechnet (schätzt) die Wärmekraftmaschinen-ECU 24 auf Grundlage des Betriebszustands (Drehzahl Ne und Volumeneffizienz KL) der Wärmekraftmaschine 22 eine Filtertemperatur Tf als die Temperatur des PM-Filters 25.
-
Das Planetengetriebe 30 ist als einstufiger Planetengetriebemechanismus ausgebildet. Der Rotor des zweiten Motors MG2 ist mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes 30 verbunden. Eine über ein Differentialgetriebe 38 mit Antriebsrädern 39a und 39b verbundene Antriebswelle 36 ist mit dem Hohlrad des Planetengetriebes 30 verbunden. Die Kurbelwelle 26 der Wärmekraftmaschine 22 ist über einen Dämpfer 28 mit dem Steg des Planetengetriebes 30 verbunden.
-
Der zweite Motor MG1 ist beispielsweise als ein Synchrongeneratormotor ausgebildet und, wie oben beschrieben, ist der Rotor desselben mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes 30 verbunden. Der Motor MG2 zum Fahren ist beispielsweise als ein Synchrongeneratormotor ausgebildet, und der Rotor desselben ist mit der Antriebswelle 36 verbunden. Die Inverter 41 und 42 sind mit den Motoren MG1 und MG2 verbunden und sind über die elektrischen Stromleitungen 54 auch mit der Batterie 50 verbunden. Das Drehen der Motoren MG1 und MG2 wird angetrieben durch die Schaltsteuerung einer Vielzahl an (nicht gezeigten) Schaltelementen der Inverter 41 und 42 mittels einer für Motoren ausgebildeten elektronischen Steuerungseinheit 40 (nachfolgend bezeichnet als „Motor-ECU“).
-
Auch wenn es in der Figur nicht gezeigt ist, ist die Motor-ECU 40 als Mikroprozessor ausgebildet, welcher hauptsächlich eine CPU beinhaltet und welcher zusätzlich zur CPU einen Festwertspeicher (ROM), der Verarbeitungsprogramme speichert, einen Direktzugriffsspeicher (RAM), der Daten temporär speichert, Eingabe-/Ausgabeanschlüsse und Kommunikationsanschlüsse beinhaltet. Signale unterschiedlicher Sensoren, welche zur Steuerung des Antriebs der Motoren MG1 und MG2 notwendig sind, wie zum Beispiel Drehpositionen θm1 und θm2 von Drehpositionserfassungssensoren 43 und 44, die die Drehpositionen der Rotoren der Motoren MG1 und MG2 erfassen, und Phasenströme von einem Stromsensor 51b, der den durch jede Phase der Motoren MG1 und MG2 hindurch fließenden Strom misst, werden in die Motor-ECU 40 über die Eingabeanschlüsse eingegeben. Schaltsteuerungssignale für die (nicht gezeigten) Schaltelemente der Inverter 41 und 42 und Ähnliches werden von der Motor-ECU 40 über die Ausgabeanschlüsse ausgegeben. Die Motor-ECU 40 ist mit der HVECU 70 über die Kommunikationsanschlüsse verbunden. Die Motor-ECU 40 berechnet auf Grundlage der Drehpositionen θm1 und θm2 der Rotoren der Motoren MG1 und MG2 von den Drehpositionserfassungssensoren 43 und 44 Drehzahlen Nm1 und Nm2 der Motoren MG1 und MG2.
-
Die Batterie 50 ist beispielsweise als eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie oder eine Nickel-Wasserstoff-Sekundärbatterie ausgebildet und ist über die elektrischen Stromleitungen 54 mit den Invertern 41 und 42 verbunden. Die Batterie 50 wird durch eine für Batterien ausgebildete elektronische Steuerungseinheit 52 (nachfolgend benannt als „Batterie-ECU“) gesteuert.
-
Auch wenn es in der Figur nicht gezeigt ist, ist die Batterie-ECU 52 als Mikroprozessor ausgebildet, welcher hauptsächlich eine CPU beinhaltet und welcher zusätzlich zur CPU einen Festwertspeicher (ROM), der Verarbeitungsprogramme speichert, einen Direktzugriffsspeicher (RAM), der Daten temporär speichert, Eingabe-/Ausgabeanschlüsse und Kommunikationsanschlüsse beinhaltet. Signale unterschiedlicher Sensoren, welche zur Steuerung der Batterie 50 notwendig sind, werden in die Batterie-ECU 52 über die Eingabeanschlüsse eingegeben. Zu den Signalen, welche in die Batterie-ECU 52 eingegeben werden, zählen zum Beispiel eine Spannung Vb der Batterie 50 von einem Spannungssensor 51a, welcher zwischen den Anschlüssen der Batterie 50 angebracht ist, ein Strom Ib der Batterie 50 von einem Stromsensor 51b, welcher an den Ausgangsanschluss der Batterie 50 angeschlossen ist, und eine Temperatur Tb der Batterie 50 von einem Temperatursensor 51c, welcher an der Batterie 50 angebracht ist. Die Batterie-ECU 52 ist über den Kommunikationsanschluss mit der HVECU 70 verbunden. Die Batterie-ECU 52 berechnet einen Ladungszustand SOC auf der Grundlage des integrierten Werts des Stroms Ib der Batterie 50 von dem Stromsensor 51b oder berechnet Eingangs-/Ausgangsbeschränkungen Win und Wout auf der Grundlage des berechneten Ladezustands SOC und der Temperatur Tb der Batterie 50 von dem Temperatursensor 51c. Der Ladezustand SOC ist das Verhältnis der Kapazität der elektrischen Leistung, welche der Batterie 50 entnommen werden kann, zu der Gesamtkapazität der Batterie 50. Die Eingangs- und Ausgangsbeschränkungen Win und Wout sind die zulässigen elektrischen Auflade- und Entladeleistungen, mit welchen die Batterie 50 aufgeladen und entladen werden kann.
-
Auch wenn es in der Figur nicht gezeigt ist, ist die HVECU 70 als Mikroprozessor ausgebildet, welcher hauptsächlich eine CPU beinhaltet und welcher zusätzlich zur CPU einen Festwertspeicher (ROM), der Verarbeitungsprogramme speichert, einen Direktzugriffsspeicher (RAM), der Daten temporär speichert, Eingabe-/Ausgabeanschlüsse und Kommunikationsanschlüsse beinhaltet. Signale unterschiedlicher Sensoren werden in die HVECU 70 über die Eingabeanschlüsse eingegeben. Zu den Signalen, welche in die HVECU 70 eingegeben werden, zählen zum Beispiel ein Zündsignal von einem Zündschalter 80 und eine Schalthebelposition SP von einem Schaltpositionssensor 82, welcher die Betriebsstellung eines Schalthebels 81 erfasst. Des Weiteren zählen zu diesen beispielsweise auch ein Gaspedalbetätigungsausmaß Acc von einem Gaspedalpositionssensor 84, welcher das Ausmaß der Niedergedrücktheit des Gaspedals 83 erfasst, eine Bremspedalposition BP von einem Bremspedalspositionssensor 86, welcher das Ausmaß der Niedergedrücktheit eines Bremspedals 85 erfasst, und eine Fahrzeuggeschwindigkeit V von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 88. Wie oben beschrieben ist die HVECU 70 über die Kommunikationsanschlüsse mit der Wärmekraftmaschinen-ECU 24, der Motor-ECU 40 und der Batterie-ECU 52 verbunden.
-
Das Hybridfahrzeug 20 des wie oben beschrieben ausgebildeten Beispiels fährt in einem Hybridfahrmodus (HV-Fahrmodus), in welchem das Hybridfahrzeug 20 entsprechend der Drehung (mit laufender oder gestoppter Einspritzung von Kraftstoff während der Drehung) der Wärmekraftmaschine 22 fährt, oder in einem Elektrofahrmodus (EV-Fahrmodus), in welchem das Hybridfahrzeug 20 entsprechend dem Drehungsstopp (Betriebsstopp) der Wärmekraftmaschine 22 fährt.
-
Im HV-Fahrmodus wird im Wesentlichen die folgende HV Normalfahrsteuerung durch zusammenwirkende Steuerung zwischen der HVECU 70, der Wärmekraftmaschinen-ECU 24 und der Motor-ECU 40 ausgeführt. Die HVECU 70 legt auf der Grundlage des Gaspedalbetätigungsausmaßes Acc und der Fahrzeuggeschwindigkeit V ein (für die Antriebswelle 36) benötigtes Drehmoment Td* fest, welches zum Fahren notwendig ist, und berechnet durch Multiplikation des eingestellten Drehmoments Td* mit einer Drehzahl Nd der Antriebswelle 36 eine (für die Antriebswelle 36) benötigte Leistung Pd* welche zum Fahren notwendig ist. Als Drehzahl Nd für die Antriebswelle 36 kann hier eine Drehzahl Nm2 des Motors MG2 zum Fahren, eine durch Multiplikation der Fahrzeuggeschwindigkeit V mit einem Umrechnungsfaktor erhaltene Drehzahl oder Ähnliches verwendet werden. Anschließend wird eine für das Fahrzeug (bzw. für die Wärmekraftmaschine) benötigte Leistung Pe* durch Subtraktion einer zum Aufladen/Entladen benötigten Leistung Pb* (eines Werts, welcher während des Entladens der Batterie 50 positiv ist) auf der Grundlage des Ladezustands der Batterie 50 von der benötigten Leistung Pd* berechnet. Darüber hinaus werden eine Zieldrehzahl Ne* und ein Zieldrehmoment Te* der Wärmekraftmaschine 22 als auch Drehmomentvorgaben Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 derart eingestellt, dass innerhalb der Bereiche der Eingangs-/Ausgangsbeschränkungen Win und Wout der Batterie 50 die benötigte Leistung Pe* von der Wärmekraftmaschine 22 abgegeben wird und das benötigte Drehmoment Td* von der Antriebswelle 36 abgegeben wird. Des Weiteren werden die Zieldrehzahl Ne* und das Zieldrehmoment Te* der Wärmekraftmaschine 22 der Wärmekraftmaschinen-ECU 24 übermittelt und werden die Drehmomentvorgaben Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 der Motor-ECU 40 übermittelt. Wenn die Wärmekraftmaschinen-ECU 24 die Zieldrehzahl Ne* und das Zieldrehmoment Te* der Wärmekraftmaschine 22 erhält, führt die Wärmekraftmaschinen-ECU 24 eine Ansaugluftmengensteuerung, eine Kraftstoffeinspritzsteuerung, eine Zündsteuerung und Ähnliches für die Wärmekraftmaschine 22 aus, um so die Wärmekraftmaschine 22 auf der Grundlage der Zieldrehzahl Ne* und des Zieldrehmoments Te* zu betreiben. Wenn die Motor-ECU 40 die Drehmomentvorgaben Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 erhält, führt die Motor-ECU 40 eine Antriebssteuerung der Motoren MG1 und MG2 aus, um die Motoren MG1 und MG2 unter den Drehmomentvorgaben Tm1* und Tm2* anzutreiben (die Motor-ECU 40 führt die Schaltsteuerung der Schaltelemente der Inverter 41 und 42 aus).
-
Im EV-Fahrmodus wird im Wesentlichen die folgende EV Normalfahrsteuerung durch zusammenwirkende Steuerung zwischen der HVECU 70, der Wärmekraftmaschinen-ECU 24 und der Motor-ECU 40 ausgeführt. Die HVECU 70 legt auf der Grundlage des Gaspedalbetätigungsausmaßes Acc und der Fahrzeuggeschwindigkeit V die Drehmomentvorgabe Tm1* des zweiten Motors MG1 auf den Wert Null fest, legt die Drehmomentvorgabe Tm2* des Motors MG2 zum Fahren so fest, dass das benötigte Drehmoment Td* an die Antriebswelle 36 innerhalb der Bereiche der Eingangs-/Ausgangsbeschränkungen Win und Wout der Batterie 50 abgegeben wird, und übermittelt die Drehmomentvorgaben Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 an die Motor-ECU 40. Die Antriebssteuerung der Motoren MG1 und MG2 von der Motor-ECU 40 ist oben beschrieben.
-
Im Hybridfahrzeug 20 des Beispiels wird im HV-Fahrmodus, wenn ein Filterregenerationszustand zur Regeneration des PM-Filters 25 vorliegt, wenn die Einspritzung des Kraftstoffs in die Wärmekraftmaschine 22 gestoppt ist, Luft (Sauerstoff) dem PM-Filter 25 zugeführt und der in dem PM-Filter 25 angehäufte Feinstaub wird verbrannt, wodurch der PM-Filter 25 regeneriert wird. Als Filterregenerationszustand zählt hier ein Zustand, in welchem die PM Anhäufungsmenge Qpm als die Anhäufungsmenge an Feinstaub, welcher in dem PM-Filter 25 angehäuft ist, größer oder gleich einer vorbestimmten Anhäufungsmenge Qpmref ist und die Filtertemperatur Tf als Temperatur des PM-Filters 25 größer oder gleich einer vorbestimmten Temperatur Tfref ist. Die vorbestimmte Anhäufungsmenge Qpmref ist die untere Grenze des PM Anhäufungsmengenbereichs, mittels derer bestimmt werden kann, dass eine Regeneration des PM-Filters 25 notwendig ist, und kann beispielsweise 3 g/L, 4 g/L oder 5 g/L sein. Die vorbestimmte Temperatur Tfref ist die untere Grenze des regenerierbaren Temperaturbereichs, welcher für die Regeneration des PM-Filters 25 geeignet ist, und kann beispielsweise 580 °C, 600 °C oder 620 °C sein. Der Filterregenerationszustand kann daher als Zustand angesehen werden, in welchem die Regeneration des PM-Filters 25 benötigt wird und in welchem die Filtertemperatur Tf innerhalb des regenerierbaren Temperaturbereichs liegt.
-
Als nächstes wird der Betrieb des Hybridfahrzeugs 20 des wie oben beschrieben ausgebildeten Beispiels und der Betrieb der Wärmekraftmaschine 22 während des HV-Fahrmodus beschrieben. 2 ist ein Flussdiagramm ist, welches ein Beispiel einer durch eine HVECU 70 des Beispiels ausgeführten Verarbeitungsroutine zeigt. Die Routine wird während des HV-Fahrmodus wiederholt ausgeführt.
-
Wenn die Verarbeitungsroutine der 2 ausgeführt wird, erhält die HVECU 70 als Eingabe Daten wie das Gaspedalbetätigungsausmaß Acc, die benötigte Leistung Pe* und einen Grenzwert Peref (Schritt S100). Als Gaspedalbetätigungsausmaß Acc wird hier ein durch den Gaspedalpositionssensor 84 gemessener Wert eingegeben. Als benötigte Leistung Pe* wird ein wie oben beschrieben festgelegter Wert eingegeben. Als Grenzwert Peref wird ein durch eine wie unten beschriebene Grenzwertfestlegungsroutine festgelegter Wert eingegeben.
-
Wenn die Daten auf diese Weise eingegeben sind, stellt die HVECU 70 fest, ob die Wärmekraftmaschine 22 in Betrieb ist (die Kraftstoffeinspritzung ausgeführt wird) oder ob die Kraftstoffeinspritzung gestoppt ist (Schritt S110). Wenn die HVECU 70 feststellt, dass die Wärmekraftmaschine 22 in Betrieb ist (die Kraftstoffeinspritzung ausgeführt wird), stellt die HVECU 70 auf der Grundlage des Gaspedalbetätigungsausmaßes Acc fest (Schritt S120), ob die Beschleunigung ausgeschaltet ist oder nicht. Wenn die HVECU 70 feststellt, dass die Beschleunigung nicht ausgeschaltet ist, bestimmt die HVECU 70, dass die Wärmekraftmaschine 22 (bzw. die Kraftstoffeinspritzung) weiter in Betrieb bleibt und die Routine endet. In diesem Fall wird die HV Normalfahrsteuerung ausgeführt.
-
Wenn die HVECU 70 in Schritt S120 feststellt, dass die Beschleunigung ausgeschaltet ist, wird an die Wärmekraftmaschinen-ECU 24 ein Befehl zum Stoppen der Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 übermittelt, wird an die Motor-ECU 40 ein Fahrbefehl übermittelt (Schritt S130) und endet die Routine. Wenn die Wärmekraftmaschinen-ECU 24 den Befehl zum Stoppen der Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 erhält, wird die Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 gestoppt. Wenn die Motor-ECU 40 den Fahrbefehl erhält, steuert die Motor-ECU 40 den Antrieb des zweiten Motors MG1 derart, dass die Wärmekraftmaschine 22 von dem zweiten Motor MG1 angetrieben wird. Die HV Normalfahrsteuerung wird auf diese Weise gestoppt. Während der Filterregenerationszustand vorliegt und die Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 gestoppt ist, wird darüber hinaus dem PM-Filter 25 Luft (Sauerstoff) zugeführt und wird der in dem PM-Filter 25 angehäufte Feinstaub verbrannt, wodurch der PM-Filter 25 regeneriert wird. Des Weiteren kann, während der Filterregenerationszustand vorliegt und die Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 gestoppt ist, durch das Antreiben der Wärmekraftmaschine 22 durch den zweiten Motor MG1 eine größere Menge an Luft (Sauerstoff) dem PM-Filter 25 zugeführt werden. Darüber hinaus kann die zur Ausführung der Regeneration des PM-Filters 25 notwendige Zeit verkürzt werden. In diesem Fall legt die HVECU 70 die Drehmomentvorgabe Tm1* des zweiten Motors MG1 derart fest, dass ein Antreiben der Wärmekraftmaschine 22 durch den zweiten Motor MG1 bewirkt wird, legt die HVECU 70 die Drehmomentvorgabe Tm2* des Motors MG2 zum Fahren derart fest, dass ein an die Antriebswelle 36 abzugebendes notwendiges Drehmoment Td* innerhalb der Bereiche der Eingangs-/Ausgangsbeschränkungen Win und Wout der Batterie 50 bewirkt wird, und übermittelt die HVECU 70 die festgelegten Drehmomentvorgaben Tm1* und Tm2* an die Motor-ECU 40. Die Motor-ECU 40 steuert das Antreiben der Motoren MG1 und MG2 derart, dass sie die Motoren MG1 und MG2 entsprechend der Drehmomentvorgaben Tm1* und Tm2* antreibt.
-
Wenn die HVECU 70 in Schritt S110 feststellt, dass die Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 gestoppt ist, wird die benötigte Leistung Pe* mit dem Grenzwert Peref verglichen (Schritt S140). Wenn die benötigte Leistung Pe* kleiner als der Grenzwert Peref ist, bestimmt die HVECU 70, dass die Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 gestoppt ist, wird die Wärmekraftmaschine 22 weiterhin durch den zweiten Motor MG1 angetrieben und wird die Routine beendet.
-
Wenn die benötigte Leistung Pe* in Schritt S140 größer oder gleich dem Grenzwert Peref ist, wird an die Wärmekraftmaschinen-ECU 24 ein Befehl zum Wiederstarten der Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 übermittelt, wird an die Motor-ECU 40 ein Befehl zum Beenden des Antreibens übermittelt (Schritt S150) und wird die Routine beendet. Wenn die Wärmekraftmaschinen-ECU 24 den Befehl zum Wiederstarten der Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 erhält, wird die Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 (Betrieb) wieder gestartet. Wenn die Motor-ECU 40 den Befehl zum Beenden des Antreibens erhält, wird das Abgeben eines Antriebsdrehmoments von dem zweiten Motor MG1 beendet. Der HV Normalfahrmodus wird auf diese Weise wieder gestartet.
-
Als nächstes wird ein Verfahren zur Festlegung des Grenzwerts Peref beschrieben, welches in der Verarbeitungsroutine der 2 Verwendung findet. 3 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel einer durch die HVECU 70 des Beispiels ausgeführten Grenzwertfestlegungsroutine zeigt. Die Routine wird parallel zu der Verarbeitungsroutine der 2 wiederholt ausgeführt.
-
Wenn die Grenzwertfestlegungsroutine der 3 ausgeführt wird, erhält die HVECU 70 als Eingabe zunächst Daten wie die PM Anhäufungsmenge Qpm und die Filtertemperatur Tf (Schritt S200). Als die PM Anhäufungsmenge Qpm wird hier von der Wärmekraftmaschinen-ECU 24 mittels Datenübertragung ein Wert eingegeben, welcher auf der Grundlage der Druckdifferenz ΔP (ΔP = P1 - P2) zwischen den Drücken P1 und P2 der Drucksensoren 25a und 25b berechnet (abgeschätzt) wird. Als die Filtertemperatur Tf wird von der Wärmekraftmaschinen-ECU 24 mittels Datenübertragung ein Wert eingegeben, welcher auf der Grundlage des Betriebszustands der Wärmekraftmaschine 22 berechnet (abgeschätzt) wird.
-
Wenn die Daten auf diese Weise eingegeben sind, wird die eingegebene PM Anhäufungsmenge Qpm mit der vorbestimmten Anhäufungsmenge Qpmref verglichen (Schritt S210). Wenn die PM Anhäufungsmenge Qpm größer oder gleich der vorbestimmten Anhäufungsmenge Qpmref ist, wird die Filtertemperatur Tf mit der vorbestimmten Temperatur Tfref verglichen (Schritt S220). Die Vorgänge in den Schritten S210 und S220 werden durchlaufen, um festzustellen, ob der oben beschriebene Filterregenerationszustand vorliegt oder nicht.
-
Wenn die PM Anhäufungsmenge Qpm in Schritt S210 kleiner als die vorbestimmte Anhäufungsmenge Qpmref ist oder wenn in Schrift S210 die PM Anhäufungsmenge Qpm größer oder gleich der vorbestimmten Anhäufungsmenge Qpmref ist und die Filtertemperatur Tf in Schritt S220 kleiner als die vorbestimmte Temperatur Tfref ist, stellt die HVECU 70 fest, dass der Filterregenerationszustand nicht vorliegt, wird der Grenzwert Peref in dem Schritt S230 auf einen vorbestimmten Wert Pe1 gesetzt und wird die Routine beendet. Der vorbestimmte Wert Pe1 kann hier beispielsweise 8 kW, 10 kW oder 12 kW sein.
-
Wenn die HVECU 70 feststellt, dass die PM Anhäufungsmenge Qpm in Schritt S210 größer oder gleich der vorbestimmten Anhäufungsmenge Qpmref ist und dass die Filtertemperatur Tf in Schritt S220 größer oder gleich der vorbestimmten Temperatur Tfref ist, stellt die HVECU 70 fest, dass der Filterregenerationszustand vorliegt, wird der Grenzwert Peref auf einen vorbestimmten Wert Pe2 gesetzt, welcher größer ist als der vorbestimmte Wert Pe1 (Schritt S240), und wird die Routine beendet. Der vorbestimmte Wert Pe2 kann hier beispielsweise ein Wert sein, welcher um 3 kW, 5 kW oder 7 kW größer ist als der vorbestimmte Wert Pe1. Wenn der Filterregenerationszustand vorliegt, wird, wie oben beschrieben, der Grenzwert Peref auf einen größeren Wert gesetzt, als wenn der Filterregenerationszustand nicht vorliegt. Dementsprechend kann, während der Filterregenerationszustand vorliegt und die Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 gestoppt ist, verhindert werden, dass die benötigte Leistung Pe* auf den Grenzwert Peref oder weiter ansteigt, und kann verhindert werden, dass die Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 wieder startet (Betrieb). Dadurch kann die Regeneration des PM-Filters 25 umfangreicher ausgeführt werden.
-
Bezüglich des Wiederstartens der Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 (Betrieb), wenn die benötigte Leistung Pe* den Grenzwert Peref oder einen höheren Wert erreicht, während die Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 gestoppt ist, wenn der Filterregenerationszustand vorliegt, wird in dem Hybridfahrzeug 20 des oben beschriebenen Beispiels der Grenzwert Peref auf einen Wert gesetzt, welcher größer oder gleich einem entsprechenden Wert ist, der vorliegt, wenn der Filterregenerationszustand nicht vorliegt. Während der Filterregenerationszustand vorliegt und die Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 gestoppt ist, kann dementsprechend ein Anstieg der benötigten Leistung Pe* auf den Grenzwert Peref oder einen höheren Wert unterbunden werden und kann ein Wiederstarten der Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 (Betrieb) unterbunden werden. Dadurch kann die Regeneration des PM-Filters 25 umfangreicher ausgeführt werden. Während der Filterregenerationszustand vorliegt und die Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 gestoppt ist, kann des Weiteren durch Antreiben der Wärmekraftmaschine 22 mittels des zweiten Motors MG1 eine größere Menge an Luft (Sauerstoff) dem PM-Filter 25 zugeführt werden. Darüber hinaus kann die zum Ausführen der Regeneration des PM-Filters 25 benötigte Zeit verkürzt werden.
-
Während die Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 gestoppt ist, wird in dem Hybridfahrzeug 20 des Beispiels, ungeachtet dessen, ob der Filterregenerationszustand vorliegt oder nicht, die Wärmekraftmaschine 22 von dem zweiten Motor MG1 angetrieben. Wenn jedoch der Filterregenerationszustand vorliegt, während die Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 gestoppt ist, kann die Wärmekraftmaschine 22 von dem zweiten Motor MG1 angetrieben werden. Wenn der Filterregenerationszustand nicht vorliegt, kann die Wärmekraftmaschine 22 nicht von dem zweiten Motor MG1 angetrieben werden. Während die Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 gestoppt ist, kann darüber hinaus ungeachtet dessen, ob der Filterregenerationszustand vorliegt oder nicht, die Wärmekraftmaschine 22 nicht von dem zweiten Motor MG1 angetrieben werden.
-
Bezüglich des Wiederstartens der Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 (Betrieb), wenn die benötigte Leistung Pe* den Grenzwert Peref oder einen höheren Wert erreicht, während die Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 gestoppt ist, wenn der Filterregenerationszustand vorliegt, wird in dem Hybridfahrzeug 20 des Beispiels der Grenzwert Peref auf einen Wert gesetzt, welcher größer oder gleich einem entsprechenden Wert ist, der vorliegt, wenn der Filterregenerationszustand nicht vorliegt. Bezüglich des Wiederstartens der Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22, wenn die benötigte Leistung Pd* den Grenzwert Pdref oder einen höheren Wert erreicht, wenn der Filterregenerationszustand vorliegt, wird jedoch der Grenzwert Pdref auf einen Wert gesetzt, welcher größer oder gleich einem entsprechenden Wert ist, der vorliegt, wenn der Filterregenerationszustand nicht vorliegt. Bezüglich des Wiederstartens der Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22, wenn das benötigte Drehmoment Td* einen Grenzwert Tdref oder einen höheren Wert erreicht, wenn der Filterregenerationszustand vorliegt, kann der Grenzwert Tdref auf einen Wert gesetzt werden, welcher größer oder gleich einem entsprechenden Wert ist, der vorliegt, wenn der Filterregenerationszustand nicht vorliegt. Es ist sogar in diesen Fälle möglich, dieselben Ergebnisse zu erzielen wie das Beispiel.
-
Wenn die Beschleunigung während des Betriebs der Wärmekraftmaschine 22 ausgeschaltet ist, wird in dem Hybridfahrzeug 20 des Beispiels die Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 gestoppt. Wenn die benötigte Leistung Pe* während des Betriebs der Wärmekraftmaschine 22 jedoch einen Grenzwert Peref2 oder einen niedrigeren Wert erreicht, welcher ausreichend kleiner als der Grenzwert Peref (der vorbestimmte Wert Pe1 oder der vorbestimmte Wert Pe2) ist, kann die Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 gestoppt werden. Wenn die benötigte Leistung Pd* kleiner als die Eingangsbeschränkung Win (<0) der Batterie 50 (größer als der absolute Wert) ist, das heißt, wenn die benötigte Leistung Pd* nicht von dem regenerativen Antrieb des Motors MG2 zum Fahren gedeckt ist, kann des Weiteren die Kraftstoffeinspritzung in die Wärmekraftmaschine 22 gestoppt werden.
-
In dem Hybridfahrzeug 20 des Beispiels wird als Energiespeicher die Batterie 50 genutzt, jedoch kann auch ein Kondensator genutzt werden.
-
In dem Hybridfahrzeug 20 des Beispiels sind die Wärmekraftmaschinen-ECU 24, die Motor-ECU 40, die Batterie-ECU 52 und die HVECU 70 vorgesehen. Jedoch können zumindest zwei dieser Komponenten als eine gemeinsame elektronische Steuerungseinheit ausgebildet werden.
-
In dem Beispiel ist die Erfindung auf ein Hybridfahrzeug angewendet, in welchem der zweite Motor MG1 mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes 30 verbunden ist, die Wärmekraftmaschine 22 über den Dämpfer 28 mit dem Steg verbunden ist und die Antriebswelle 36, die mit den Antriebsrädern 39a und 39b sowie den Motor MG2 zum Fahren verbunden ist, mit dem Hohlrad verbunden ist. Die Erfindung kann jedoch auch auf ein Hybridfahrzeug angewendet werden, welches irgendeine Konfiguration besitzt, solange das Hybridfahrzeug versehen ist mit einer Wärmekraftmaschine zum Fahren, in der ein Filter zum Entfernen von Feinstaub an ein Abgassystem angeschlossen ist, und mit einem Motor zum Fahren. Wie beispielsweise an einem Hybridfahrzeug 120 eines modifizierten Beispiels der 4 gezeigt, kann die Erfindung auch auf das Hybridfahrzeug 120 angewendet werden, in welchem ein Motor MG mit einer Antriebswelle 36 verbunden ist, die über eine Getriebe 130 mit Antriebsräder 39a und 39b verbunden ist, und in welchem eine Wärmekraftmaschine 22 über eine Kupplung 129 mit dem Motor MG verbunden ist.
-
Die Übereinstimmung zwischen den Hauptelementen des Beispiels und den Hauptelementen der im Absatz „Zusammenfassung der Erfindung“ beschriebenen Erfindung wird nun erläutert. Die Wärmekraftmaschine 22 des Beispiels stimmte mit der „Wärmekraftmaschine“ überein, der Motor MG1 stimmt mit dem „zweiten Motor“ überein, das Planetengetriebe 30 stimmt mit dem „Planetengetriebe“ überein, der Motor MG2 stimmt mit dem „Motor zum Fahren“ überein, die Batterie 50 stimmt mit der „Energiespeichervorrichtung“ überein und die HVECU 70, die Wärmekraftmaschinen-ECU 24, die Motor-ECU 40 und die Batterie-ECU 52 stimmen mit der elektronischen Steuerungseinheit überein.
-
Die Übereinstimmung zwischen den Hauptelementen des Beispiels und den Hauptelementen der im Absatz „Zusammenfassung der Erfindung“ beschriebenen Erfindung ist ein Beispiel für eine spezifische Beschreibung der Ausführungsformen der beispielhaften Ausführung der im Absatz „Zusammenfassung der Erfindung“ beschriebenen Erfindung und schränkt nicht die Elemente der im Absatz „Zusammenfassung der Erfindung“ beschriebenen Erfindung ein. Das heißt, die Interpretation der im Absatz „Zusammenfassung der Erfindung“ beschriebenen Erfindung ist auf der Grundlage der Beschreibung im Absatz „Zusammenfassung der Erfindung“ zu machen und das Beispiel ist lediglich ein spezifisches Beispiel der im Absatz „Zusammenfassung der Erfindung“ beschriebenen Erfindung.
-
Auch wenn die Ausführungsformen der Ausführung der Erfindung oben anhand von Beispielen beschrieben sind, ist die Erfindung nicht auf die Beispiele beschränkt und können Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
-
Die Erfindung ist anwendbar in der produzierenden Industrie von Hybridfahrzeugen und Ähnlichem.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
