DE102019102209A1

DE102019102209A1 - Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE102019102209A1
Application number: DE102019102209.6A
Authority: DE
Inventors: Shigeki Nakayama
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-01-31
Filing date: 2019-01-29
Publication date: 2019-08-01
Also published as: CN110091728A; US20190232901A1; CN110091728B; JP6835001B2; US10894520B2; JP2019131062A

Abstract

Eine Steuervorrichtung 200 für ein Fahrzeug 100, welches ein Elektroenergie-Zufuhr-Steuerteil aufweist, das die Zufuhr der elektrischen Energie an eine Elektrik steuert, und ein Elektroenergie-Übertragungs-Steuerteil aufweist, das die Übertragung der elektrischen Energie zwischen einer ersten Batterie 50 und einer zweiten Batterie 60 steuert. Das Elektroenergie-Zufuhr-Steuerteil führt die elektrische Energie der zweiten Batterie 60 einer Katalysatorvorrichtung 15 zu, wenn die elektrische Energie, welche durch die erste Batterie 50 abgegeben werden kann, niedriger als die gesamte benötigte elektrische Ausgangsleistung der Elektrik ist, und, wenn eine Notwendigkeit dazu vorliegt, die elektrische Energie der Katalysatorvorrichtung 15 zuzuführen, um die Katalysatorvorrichtung 15 aufzuheizen. Das Elektroenergie-Übertragungs-Steuerteil führt die elektrische Energie aus der ersten Batterie 50 der zweiten Batterie 60 zu, wenn die elektrische Energie, welche aus der ersten Batterie 50 abgegeben werden kann, größer als die gesamte benötigte abgegebene elektrische Energie der Elektrik ist, der Ladezustand der zweiten Batterie 60 niedriger als ein vorbestimmter erster Ladezustand ist, der erforderlich ist, wenn die elektrische Energie aus der zweiten Batterie 60 verwendet wird, um die Katalysatorvorrichtung 15 aufzuheizen, und eine Temperatur der Katalysatorvorrichtung 15 niedriger als eine vorbestimmter Temperatur ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug.
Hintergrund
JP 2017-166463 A offenbart ein Hybridfahrzeug, das mit einer Batterie und einem Kondensator versehen ist, um einen Leistungsmangel der Batterie auszugleichen. Weiterhin ist die Steuervorrichtung eines solchen Hybridfahrzeugs so konfiguriert, entsprechend der Außenluft-Temperatur einen Ladezustand des Kondensators zum Zeitpunkt des Motorstopps auf einen Ziel-Ladezustand zu steuern.
Zusammenfassung
In dem Fall eines Fahrzeugs, welches zur Verringerung der Abgasemission mit einer Katalysatorvorrichtung der Elektroheizbauart (EHC; elektrisch beheizter Katalysator) in einem Abgaskanal eines Verbrennungsmotors versehen ist, ist es effektiv, vor dem Aufheizen der Katalysatorvorrichtung der Katalysatorvorrichtung elektrische Energie zuzuführen, bevor der Verbrennungsmotor gestartet wird, und den Verbrennungsmotor nach dem Abschluss des Aufheizens der Katalysatorvorrichtung zu starten.
Wenn in dem oben beschriebenen, herkömmlichen Hybridfahrzeug die Ausgangsleistung der Batterie unzureichend wird, während es im EV-Modus läuft, muss dieser Mangel durch den Kondensator ausgeglichen werden. Wenn die Notwendigkeit vorliegt, die elektrische Energie der Nebenbatterie zu nutzen, um die Katalysatorvorrichtung aufzuheizen, ist es wahrscheinlich, dass der Ladezustand der Nebenbatterie relativ zur Menge der elektrischen Energie, die für das Aufheizen der Katalysatorvorrichtung erforderlich ist, unzureichend wird.
Die vorliegende Offenbarung wurde im Hinblick auf ein derartiges Problem gemacht und hat es zur Aufgabe, zu verhindern, dass der Ladezustand der Nebenbatterie relativ zur Menge der elektrischen Energie, die zum Aufheizen einer Katalysatorvorrichtung notwendig ist, unzureichend wird, wenn eine Notwendigkeit vorliegt, die elektrische Energie aus der Nebenbatterie zum Aufheizen der Katalysatorvorrichtung zu verwenden.
Um das obige Problem zu lösen, ist gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung eine Steuervorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs vorgesehen. Das Fahrzeug weist einen Verbrennungsmotor, eine Rotationselektromaschine, eine Katalysatorvorrichtung der Elektroheizbauart, die in einem Abgaskanal des Verbrennungsmotors vorgesehen ist, eine erste Batterie zur Zuführung elektrischer Energie an eine Elektrik, die zumindest die Rotationselektromaschine und die Katalysatorvorrichtung aufweist, und eine zweite Batterie zur Zuführung eines elektrischen Energiebedarfs an die Elektrik auf, wenn die elektrische Leistung, welche durch die erste Batterie ausgegeben wird, kleiner als eine gesamte benötigte elektrische Ausgangsleistung der Elektrik ist. Die Steuervorrichtung weist ein Elektroenergie-Zufuhr-Steuerteil auf, das konfiguriert ist, die Zufuhr der elektrischen Energie zur Elektrik zu steuern, und weist ein Elektroenergie-Übertragungs-Steuerteil auf, das konfiguriert ist, die elektrische Energie zwischen der ersten Batterie und der zweiten Batterie zu übertragen. Das Elektroenergie-Zufuhr-Steuerteil ist konfiguriert, um die elektrische Energie aus der zweiten Batterie der Katalysatorvorrichtung zuzuführen, wenn die elektrische Leistung, welche durch die erste Batterie ausgegeben wird, kleiner als die gesamte benötigte elektrische Ausgangsleistung für die Elektrik ist, und die Notwendigkeit zum Zuführen der elektrischen Energie zu der Katalysatorvorrichtung vorliegt, um die Katalysatorvorrichtung aufzuheizen. Das Elektroenergie-Übertragungs-Steuerteil ist konfiguriert, die elektrische Energie aus der ersten Batterie der zweiten Batterie zuzuführen, wenn die elektrische Leistung, welche durch die erste Batterie ausgegeben werden kann, größer als die gesamte erforderliche elektrische Ausgangsleistung für die Elektrik ist, der Ladezustand der zweiten Batterie niedriger als ein vorbestimmter erster Ladezustand ist, welcher erforderlich ist, wenn die elektrische Energie aus der zweiten Batterie verwendet wird, um die Katalysatorvorrichtung aufzuheizen, und wenn die Temperatur der Katalysatorvorrichtung niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Wenn gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Offenbarung eine Notwendigkeit zur Verwendung der elektrischen Energie aus der Nebenbatterie zum Aufheizen der Katalysatorvorrichtung vorliegt, ist es möglich, zu verhindern, dass der Ladezustand der Nebenbatterie relativ zur Menge der elektrischen Energie, die zum Aufheizen der Katalysatorvorrichtung erforderlich ist, unzureichend wird.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht der Konfiguration eines Fahrzeugs und einer elektronischen Steuereinheit, die das Fahrzeug gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung steuert.
2 ist ein Flussdiagramm zur Erklärung der Steuerung für die Zuführung der regenerativen Energie der zweiten Rotationselektromaschine gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
3 ist ein Flussdiagramm zur Erklärung der Steuerung für die Übertragung der elektrischen Energie zwischen einer Hauptbatterie und einer Nebenbatterie gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

Beschreibung der Ausführungsformen
Nachstehend wird unter Bezug auf die Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im Detail erklärt. Es ist anzumerken, dass in der folgenden Erklärung die gleichen Komponentenelemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
1 ist eine schematische Ansicht der Konfiguration eines Fahrzeugs 100 und einer elektrische Steuereinheit 200, die das Fahrzeug gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung steuert.
Das Fahrzeug 100 ist mit einem Verbrennungsmotor 10, einem Antriebsleistung-Verteilungsmechanismus 20, einer ersten Rotationselektromaschine 30, einer zweiten Rotationselektromaschine 40, einer Hauptbatterie 50, einer Nebenbatterie 60 und einem elektrischen Energie-Steuerkreis 70 versehen und ist konfiguriert, zu ermöglichen, dass die Antriebsleistung aus dem Verbrennungsmotor 10 und/oder aus der zweiten Rotationselektromaschine 40 über eine Endverzögerungs-Vorrichtung 1 auf eine Radantriebswelle 2 übertragen wird.
Der Verbrennungsmotor 10 bringt zur Erzeugung der Antriebsleistung den Kraftstoff in Zylindern 12, die in einem Motorkörper 11 ausgebildet sind, zum Brennen, um eine Ausgangswelle 13, die mit einer Kurbelwelle verbunden ist, zum Drehen zu bringen. Der Verbrennungsmotor 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Benzinmotor, aber kann genauso ein Dieselmotor sein. Das Abgas, welches aus den Zylindern 12 an einen Abgaskanal 14 abgegeben wird, strömt durch den Abgaskanal 14 und wird in die Atmosphäre abgegeben. Der Abgaskanal 14 ist mit einer Katalysatorvorrichtung der elektrischen Heizbauart (EHC; elektrisch beheizter Katalysator) 15 zur Entfernung gefährlicher Substanzen im Abgas versehen.
Die elektrisch beheizte Katalysatorvorrichtung 15 weist ein Gehäuse 150, einen Honigwaben-Leiterträger 151 zum Stützen eines Katalysators an dessen Oberfläche und ein Paar Elektroden 152 zur Anlegen einer Spannung an den Leiterträger 151 auf. Der Leiterträger 151 ist beispielsweise ein Träger, der durch Siliziumkarbid (SiC), Molybden-Disilizid (MoSi₂) oder aus einem anderen Material ausgebildet ist, welches Wärme erzeugt, wenn es einen Strom leitet. Die Leiterträgereinheit 151 ist in einem elektrisch von dem Gehäuse 150 isolierten Zustand innerhalb des Gehäuses 150 vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Oberfläche des Leiterträgers 151 so ausgeführt, dass sie einen Dreiwegekatalysator stützt, aber die Art des Katalysators, der an der Oberfläche des Leiterträgers 151 gestützt wird, ist nicht besonders beschränkt. Es ist möglich, aus verschiedenen Katalysatoren einen geeigneten Katalysator auszuwählen, der zum Erhalten der gewünschten Abgasreinigungsleistung notwendig ist, und diesen durch den Leiterträger 151 zu stützen.
Stromabwärts des Leiterträgers 151 ist ein Katalysatortemperatursensor 211 zur Detektion einer Temperatur des Leiterträgers 151 (nachstehend als „Katalysatorbett-Temperatur“ bezeichnet) vorgesehen.
Das Elektrodenpaar 152 ist elektrisch jeweils mit dem Leiterträger 151 in einem vom Gehäuse 150 elektrisch isolierten Zustand verbunden und ist durch den elektrischen Energie-Steuerkreis 70 mit der Hauptbatterie 50 und der Nebenbatterie 60 verbunden. Durch das Anlegen einer Spannung über das Elektrodenpaar 152 an den Leiterträger 151 zum Zuführen elektrischer Energie an den Leiterträger 151 fließt Strom zum Leiterträger 151, wodurch der Leiterträger 151 erhitzt wird und der Katalysator, der an der Oberfläche des Leiterträgers 151 gestützt wird, erwärmt wird. Die Spannung, die durch das Elektrodenpaar 152 an den Leiterträger 151 angelegt wird, wird durch die elektronische Steuereinheit 200, die den elektrischen Energie-Steuerkreis 70 steuert, angepasst.
Der Antriebsleistungs-Verteilungsmechanismus 20 ist ein Planetengetriebemechanismus zum Aufteilen der Antriebsleistung des Verbrennungsmotors 10 auf zwei Systeme in eine Antriebsleistung zur Drehung der Radantriebswelle 2 und in eine Antriebsleistung zum Ausführen des regenerativen Betriebs der ersten Rotationselektromaschine 30 und weist ein Sonnenrad 21, ein Hohlrad 22, Planetenräder 23 und einen Planetenträger 24 auf.
Das Sonnenrad 21 ist ein Außenzahnrad und ist in der Mitte des Antriebsleistung-Verteilungsmechanismus 20 angeordnet. Das Sonnenrad 21 ist mit der Rotationswelle 33 der ersten Rotationselektromaschine 30 gekoppelt.
Das Hohlrad 22 ist ein Innenzahnrad und ist um das Sonnenrad 21 herum angeordnet, um mit dem Sonnenrad 21 konzentrisch zu sein. Das Hohlrad 22 ist mit der Rotationswelle 33 der zweiten Rotationselektromaschine 40 gekoppelt. Weiterhin ist am Hohlrad 22 ein integral damit ausgebildetes Antriebsrad 3 zur Übertragung der Drehung des Hohlrades 2 auf die Radantriebswelle 2 durch die Endverzögerungs-Vorrichtung 1 ausgebildet.
Das Planetenrad 23 ist ein Außenzahnrad. Eine Vielzahl davon ist zwischen dem Sonnenrad 21 und dem Hohlrad 22 angeordnet, um mit dem Sonnenrad 21 und dem Hohlrad 22 verzahnt zu sein.
Der Planetenträger 24 ist mit der Ausgangswelle 13 des Verbrennungsmotors 10 gekoppelt und dreht sich um die Ausgangswelle 13. Weiterhin ist der Planetenträger 24 auch mit den Planetenrädern 23 gekoppelt, so dass, wenn sich der Planetenträger 24 dreht, sich die Planetenräder 23 jeweils drehen (rotieren), während sie sich um das Sonnenrad 21 drehen (umdrehen).
Die erste Rotationselektromaschine 30 ist beispielsweise ein Dreiphasen-AC-Synchronmotorgenerator, der mit einem Rotor 31 versehen ist, der an einem Außenumfang einer Rotationswelle 33 angebracht ist, die mit dem Sonnenrad 21 gekoppelt ist, und welcher eine Vielzahl an Permanentmagneten aufweist, die in dessen Umfangsteil eingebettet sind, und ist mit einem Stator 32 versehen, um welchen eine Erregerspule gewickelt ist, die ein Rotationmagnetfeld erzeugt. Die erste Rotationselektromaschine 30 hat die Funktion als ein Motor, der eine Zufuhr der elektrischen Energie aus der Hauptbatterie 50 oder der Nebenbatterie 60 erhält und der einen Leistungsbetrieb ausführt, und hat die Funktion als ein Generator, der die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors 10 erhält und einen regenerativen Betrieb ausführt.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die erste Rotationselektromaschine 30 hauptsächlich als ein Generator verwendet. Weiterhin wird sie als ein Motor verwendet, wenn die Ausgangswelle 13 zu dem Zeitpunkt des Starts des Verbrennungsmotors 10 zum Kurbel-Drehen gebracht wird, und führt diese Rolle als ein Startermotor aus.
Die zweite Rotationselektromaschine 40 ist beispielsweise ein Dreiphasen-AC-Synchronmotorgenerator, der mit einem Rotor 41 versehen ist, der an einem Außenumfang einer Rotationswelle 43 angeordnet ist, die mit dem Hohlrad 22 gekoppelt ist, und der eine Vielzahl von Permanentmagneten aufweist, die in dessen Umfangsteil eingebettet sind, und ist mit einem Stator 42 versehen, um welchen eine Trägerspule gewickelt ist, die ein Rotationsmagnetfeld erzeugt. Die zweite Roationselektromaschine 40 hat die Funktion als ein Motor, der eine Zufuhr elektrischer Energie aus der Hauptbatterie 50 oder der Nebenbatterie 60 erhält und einen Leistungsbetrieb ausführt, und hat die Funktion als ein Generator, der die Antriebsleistung von der Radantriebswelle 2 erhält und einen regenerativen Betrieb zum Zeitpunkt des Abbremsens der Fahrzeugs etc. ausführt.
Die Hauptbatterie 50 ist beispielsweise eine Nickel-Cadmium-Speicherbatterie oder eine Nickel-Wasserstoff-Speicherbatterie, eine Lithium-Ionen-Batterie oder eine andere lad-/entladbare chemische Batterie.
Die Hauptbatterie 50 ist durch den elektrischen Energiestromkreis 70 elektrisch mit der ersten Rotationselektromaschine 30 und der zweiten Rotationselektromaschine 40 verbunden, um die elektrische Energie aus der Hauptbatterie 50 der ersten Rotationselektromaschine 30 und der zweiten Rotationselektromaschine 40 zuführen zu können, um den Leistungsbetrieb derselben auszuführen, und um weiterhin die erzeugte elektrische Energie aus der ersten Rotationselektromaschine 30 und der zweiten Rotationselektromaschine 40 speichern zu können. Weiterhin ist auch die Hauptbatterie 50 durch den elektrischen Energie-Steuerkreis 70 mit einem Leiterträger 151 elektrisch verbunden, um die elektrische Energie aus der Hauptbatterie 50 des Leiterträges 151 zuführen zu können, um den Leiterträger 151 aufzuheizen. Weiterhin ist auch die Hauptbatterie 50 je nach Notwendigkeit mit (nicht gezeigten) verschiedenen Arten einer Elektrik elektrisch verbunden, die betrieben wird, während das Fahrzeug 100 angetrieben wird.
Weiterhin ist die Hauptbatterie 50 beispielsweise konfiguriert, durch einen Ladesteuerkreis 51 und eine Ladeklappe 52 elektrisch mit einer Haushaltssteckdose oder einer anderen äußeren Energiequelle verbunden zu sein, so dass sie durch die äußere Energiequelle geladen werden kann. Der Ladesteuerkreis 51 ist ein elektrischer Steuerkreis, der den Wechselstrom, der aus der äußeren Energiequelle zugeführt wird, auf Grundlage von Steuersignalen der elektronischen Steuereinheit 200 in Gleichstrom konvertieren und die Eingangsspannung steigern kann, um die elektrische Energie der außenseitigen Energiequelle in die Hauptbatterie 50 zu laden.
Die Nebenbatterie 60 ist beispielsweise ein Kondensator oder eine andere Batterie, welche ohne Heranziehen einer chemischen Veränderung geladen und entladen werden kann, und ist beispielsweise eine Batterie mit einer höheren (MassenLeistungsdichte [W/kg] (Menge der elektrischen Energie, die geladen / entladen werden kann pro Gewichtseinheit und Zeiteinheit) als die Hauptbatterie 50. Die Nebenbatterie 60 ist durch den elektrischen Energie-Steuerkreis 70 mit der ersten Rotationselektromaschine 30 und mit der zweiten Rotationselektromaschine 40 elektrisch verbunden, um die elektrische Energie aus der Nebenbatterie 60 der ersten Rotationselektromaschine 30 und der zweiten Rotationselektromaschine 40 zuführen zu können, um deren Leistungsbetrieb ausführen zu können und um weiterhin die erzeugte elektrische Energie aus der ersten Rotationselektromaschine 30 und der zweiten Rotationselektromaschine 40 speichern zu können. Weiterhin ist die Nebenbatterie 60 durch den elektrischen Energie-Steuerkreis 70 auch mit dem Leiterträger 151 verbunden, um die elektrische Energie aus der Nebenbatterie 60 dem Leiterträger 151 zuführen zu können, um den Leiterträger 151 aufzuheizen. Weiterhin ist die Nebenbatterie 60, genauso wie die Hauptbatterie 50, je nach Notwendigkeit mit nicht gezeigten, verschiedenen Arten Elektrik elektrisch verbunden.
Der elektrische Energie-Steuerkreis 70 ist ein elektrischer Steuerkreis, der konfiguriert ist, die elektrische Energie aus der Hauptbatterie 50 und der Nebenbatterie 60 auf Grundlage eines Steuersignals von der elektronischen Steuereinheit 200 selektiv/wahlweise der ersten Rotationselektromaschine 30 oder der zweiten Rotationselektromaschine 40, dem Leiterträger 151 etc. zuführen zu können und weiterhin die erzeugte elektrische Energie aus der ersten Rotationselektromaschine 30 und der zweiten Rotationselektromaschine 40 selektiv in die Hauptbatterie 50 und die Nebenbatterie 60 laden zu können.
Die elektronische Steuereinheit 200 besteht aus einem digitalen Computer, der mit Komponenten versehen ist, die miteinander durch einen bidirektionalen Bus 201, wie beispielsweise einen ROM (Einmalspeicher) 202, einen RAM (Random Access Memory), eine CPU (Mikroprozessor), eine Eingangsschnittstelle 205 und eine Ausgangsschnittstelle 206, verbunden sind.
Die Eingangsschnittstelle 205 erhält durch die entsprechenden AD-Konverter 207 als einen Eingang Ausgangssignale von dem oben erwähnten Katalysatortemperatursensor 211, einem ersten SOC-Sensor 212a zum Detektieren des Ladezustands SOCM der Hauptbatterie 50, einem zweiten SOC-Sensor 212b zur Detektierung des Ladezustands SOCS der Nebenbatterie 60, einem Außenluft-Temperatursensor 213 zur Detektion der Außenluft-Temperatur, etc. Weiterhin erhält die Eingangsschnittstelle 205 durch einen entsprechenden AD-Konverter 207 als einen Eingang eine Ausgangsspannung eines Lastsensors 214, der eine Ausgangsspannung erzeugt, die proportional zur Menge des Herabdrückens des Beschleunigungspedals 220 ist (nachstehend als „der Beschleunigungspedal-Drückbetrag“ bezeichnet). Weiterhin erhält die Eingangsschnittstelle 205 als einen Eingang ein Ausgangssignal eines Kurbelwinkelsensors 215, der jedes Mal einen Ausgangspuls dann erzeugt, wenn sich eine Kurbelwelle des Motorkörpers 11, beispielsweise um 15 Grad, dreht, und zwar als ein Signal zur Berechnung einer Motordrehzahl N. Auf diese Weise erhält die Eingangsschnittstelle 205 als Eingang die Ausgangssignale verschiedener Sensoren, die für die Steuerung des Fahrzeugs 100 erforderlich sind.
Mit der Ausgangsschnittstelle 206 sind Zündkerzen (nicht gezeigt) des Motorkörpers 11, der elektrische Energie-Steuerkreis 70 und andere Steuerteile durch die entsprechenden Antriebskreise 208 elektrisch verbunden.
Die elektronische Steuereinheit 200 gibt aus der Ausgangsschnittstelle 206 Steuersignale zur Steuerung der Steuerteile aus, um das Fahrzeug auf Grundlage der Ausgangssignale der verschiedenen Sensoren zu steuern, die an die Eingangsschnittstelle 205 eingegeben wurden.
Nachstehend wird die Steuerung des Fahrzeugs 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erklärt, die durch die elektronische Steuereinheit 200 durchgeführt wird.
Die elektronische Steuereinheit 200 stellt einen Antriebsmotor des Fahrzeugs 100 entweder auf einen EV-(Elektrofahrzeug)-Modus oder auf einen HV-(Hybridfahrzeug)-Modus ein und führt eine Antriebssteuerung gemäß den einzelnen Antriebsmodi durch.
Wenn der Antriebsmodus des Fahrzeugs 100 auf den EV-Modus eingestellt wird, bringt die elektronische Steuereinheit 200 den Verbrennungsmotor 10 zum Stoppen und verwendet in diesem Zustand die elektrische Energie aus der Hauptbatterie 50, um den Leistungsbetrieb der zweiten Rotationselektromaschine 40 auszuführen, und verwendet nur die Antriebsleistung aus der zweiten Rotationselektromaschine 40, um die Radantriebswelle 2 zu drehen.
Zu diesem Zeitpunkt wird im Hinblick auf die Unterdrückung der Verschlechterung der Hauptbatterie 50 ein oberer Grenzwert für die elektrische Ausgangsleistung der Hauptbatterie 50 eingestellt. Wenn der Beschleunigungspedal-Drückbetrag sich zu dem Zeitpunkt erhöht, bei dem die Beschleunigung benötigt wird, und die benötigte elektrische Ausgangsleistung PT [kW] des Fahrzeugs 100 eine vorbestimmte elektrische Leistung oder mehr etc. wird, wird aus diesem Grund beispielsweise der obere Grenzwert für die elektrische Ausgangsleistung PM [kW] der Hauptbatterie 50 (nachstehend als „die elektrische Leistung, welche ausgegeben werden kann“ bezeichnet) manchmal kleiner als die benötigte elektrische Ausgangsleistung PT des Fahrzeugs 100 und die elektrische Leistung wird mit der nur aus der Hauptbatterie 50 ausgegebenen elektrischen Leistung unzureichend. Es ist anzumerken, dass „die benötigte elektrische Ausgangsleistung PT des Fahrzeugs 100 in der vorliegenden Ausführungsform“ der Gesamtbetrag der elektrischen Leistung ist, die für den Betrieb der Elektrik erforderlich ist, deren Betrieb aus den verschiedenen Arten der Elektrik, welche zumindest die zweite Rotationselektromaschinen 40 und die Katalysatorvorrichtung 15 aufweist, benötigt wird, während das Fahrzeug 100 angetrieben wird. Daher kann mit anderen Worten gesagt werden, dass die benötigte elektrische Ausgangsleistung des Fahrzeugs 100 die gesamte benötigte elektrische Leistung der verschiedenen Arten der Elektrik sein kann, welcher die elektrische Energie der Hauptbatterie 50 zugeführt wird.
Daher versucht die elektronische Steuereinheit 200 im Wesentlichen, den elektrischen Energiebedarf durch die elektrische Energie aus der Nebenbatterie 60 auszugleichen, wenn die elektrische Leistung PM, welche aus der Hauptbatterie 50 ausgegeben werden kann, kleiner als die benötigte ausgegebene elektrische Leistung PT des Fahrzeugs 100 wird. Das heißt, dass, wenn die elektrische Leistung mit der nur durch die Hauptbatterie 50 ausgegebenen elektrischen Leistung unzureichend wird, die elektronische Steuereinheit 200 die elektrische Leistung aus der Hauptbatterie 50 und aus der Nebenbatterie 60 verwendet, um den Leistungsbetrieb der zweiten Rotationselektromaschine 40 auszuführen und um die Radantriebswelle 2 nur durch die Antriebsleistung aus der zweiten Rotationselektromaschine 40 zum Drehen zu bringen.
Wenn der Zustand, bei dem die elektrische Leistung PM, die aus der Hauptbatterie 50 ausgegeben werden kann, kleiner als die benötigte elektrische Ausgangsleistung PT des Fahrzeugs 100 wird, für eine lange Zeitspanne andauert und der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 niedriger als ein vorbestimmter Niedrig-Ladezustand SBL wird (beispielsweise von 0 Prozent bis mehrere Prozent oder dergleichen des Voll-Ladezustands), kann die elektronische Steuereinheit 200 nicht länger den Mangel an elektrischer Energie durch die elektrische Energie aus der Nebenbatterie 60 ausgleichen. Daher startet die elektronische Steuereinheit 200 ausnahmsweise den Verbrennungsmotor 10 und überträgt die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors 10 auf die Radantriebswelle 2 und verwendet die elektrische Energie aus der Hauptbatterie 50, um den Leistungsbetrieb der zweiten Rotationselektromaschine 40 auszuführen, und verwendet die Antriebsleistung sowohl von dem Verbrennungsmotor 10 als auch von der zweiten Rotationselektromaschine 40, um die Radantriebswelle 2 zu drehen.
Auf diese Weise ist der EV-Modus ein Modus, bei dem die elektrische Energie aus der Hauptbatterie 50 und aus der Nebenbatterie 60 vorzugsweise dazu verwendet wird, den Leistungsbetrieb der zweiten Rotationselektromaschine 40 auszuführen, und es wird zumindest die Antriebsleistung der zweiten Rotationselektromaschine 40 auf die Radantriebswelle 2 übertragen, um das Fahrzeug 100 auszuführen.
Wenn der Antriebsmodus des Fahrzeugs 100 andererseits auf den HV-Modus eingestellt wird, teilt die elektronische Steuereinheit 200 die Antriebsleistung aus dem Verbrennungsmotor 10 durch den Antriebsleistung-Verteilungsmechanismus 20 auf zwei Systeme auf, überträgt die eine aufgeteilte Antriebsleistung des Verbrennungsmotors 10 auf die Radantriebswelle 2 und verwendet die andere Antriebsleistung, um einen regenerativen Betrieb der ersten Rotationselektromaschine 30 auszuführen. Weiterhin verwendet sie im Wesentlichen die erzeugte elektrische Energie der ersten Rotationselektromaschine 30, um den Leistungsbetrieb der zweiten Rotationselektromaschine 40 auszuführen und überträgt die eine Antriebsleistung aus dem Verbrennungsmotor 10 sowie die Antriebsleistung aus der zweiten Rotationselektromaschine 40 auf die Radantriebswelle 2. Wenn beispielsweise ausnahmsweise eine Anfrage für eine sofortige Beschleunigung auftritt etc., um die Fahrzeugleistung des Fahrzeugs 100 sicherzustellen, verwendet sie die erzeugte elektrische Energie aus der ersten Rotationselektromaschine 30 und die elektrische Energie aus der Hauptbatterie 50, um den Leistungsbetrieb der zweiten Rotationselektromaschine 40 auszuführen, und überträgt die Antriebsleistung aus dem Verbrennungsmotor 100 und aus der zweiten Rotationselektromaschine 40 auf die Radantriebswelle 2.
Auf diese Weise ist der HV-Modus ein Modus, in dem der Verbrennungsmotor 10 angetrieben wird und die erzeugte elektrische Energie der ersten Rotationselektromaschine 30 vorzugsweise dazu verwendet wird, einen Leistungsbetrieb der zweiten Rotationselektromaschine 40 auszuführen und die Antriebsleistung von dem Verbrennungsmotor 10 und von der zweiten Rotationselektromaschine 40 auf die Radantriebswelle 2 übertragen wird, um das Fahrzeug 100 anzutreiben.
Hier werden die gefährlichen Substanzen aus dem Abgas, das aus den Zylindern 12 des Verbrennungsmotors 10 an den Abgaskanal 14 gegeben wird, durch die Katalysatorvorrichtung 15, die im Abgaskanal 14 vorgesehen ist, entfernt und werden in die Atmosphäre abgegeben. Damit die Katalysatorvorrichtung 15 die gewünschte Abgasreinigungsleistung erbringen kann, muss die Temperatur des Katalysators, der an dem Leiterträger 151 gestützt ist, auf die Aktivierungstemperatur erhöht werden, um den Katalysator zu aktivieren. Um zu verhindern, dass sich die Abgasemission nach dem Motorstart verschlechtert, wird damit begonnen, vorzugsweise dem Leiterträger 151 vor dem Motorstart Strom zuzuführen, um die Katalysatorvorrichtung 15 aufzuheizen, und der Verbrennungsmotor 10 wird gestartet, nachdem das Aufheizen der Katalysatorvorrichtung 15 abgeschlossen ist (nachdem der Katalysator aktiviert ist).
Wenn allerdings, wie es oben beschrieben ist, während dem EV-Modus beispielsweise eine Anfrage zur plötzlichen Beschleunigung etc. auftritt, wird die elektrische Leistung PM, welche durch die Hauptbatterie 5 abgegeben werden kann, manchmal kleiner als die benötigte elektrische Ausgangsleistung PT des Fahrzeugs 100 und es tritt ein Zustand ein, in dem es notwendig ist, die elektrische Energie aus der Nebenbatterie 60 zusätzlich zu der elektrischen Energie aus der Hauptbatterie 50 zu verwenden (nachstehend als „der Zustand, in dem die elektrische Neben-Leistung benötigt wird“, bezeichnet). Wenn des Weiteren der Zustand, in dem die elektrische Nebenleistung benötigt wird, für eine lange Zeitspanne andauert und der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 niedriger als der Niedrigladezustand SBL wird, muss der Verbrennungsmotor 10 gestartet werden. Während dem EV-Modus hängt die Tatsache, ob der Zustand, in dem die elektrische Nebenleistung benötigt wird, vorliegt, und weiterhin, wie lange der Zustand andauert, in dem die elektrische Nebenleistung benötigt wird, in jedem Augenblick /immer von der Betätigung des Fahrers ab, so dass die Vorhersage derselben schwierig ist.
Um zu verhindern, dass der Verbrennungsmotor 10 während dem EV-Modus startet, ist es daher effektiv, den Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 auf einem hohen Wert zu halten.
Wenn in der vorliegenden Ausführungsform der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 niedriger als ein vorbestimmter Halte-Ziel-Ladezustand SBT ist (in der vorliegenden Ausführungsform der Ladezustand, der dem Voll-Ladezustand der Nebenbatterie 60 entspricht), wird die erzeugte elektrische Energie aus der zweiten Rotationselektromaschine 40 aus diesem Grund zum Zeitpunkt des Abbremsens (nachstehend als die „regenerative Energie“ bezeichnet) vorzugsweise in die Nebenbatterie 60 geladen.
Wenn weiterhin der Zustand, in dem die elektrische Nebenleistung benötigt wird, vorliegt, wenn der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 niedriger als ein vorbestimmter Ladezustand SB1 zur Vorbereitung für das Starten wird, der größer als der Niedrig-Ladezustand SBL ist und kleiner als der Halte-Ziel-Ladezustand SBT ist, wenn die Katalysator-Fetttemperatur TEHC niedriger als die vorbestimmte Aktivierungstemperatur T1 ist, wird die elektrische Energie aus der Nebenbatterie 60 verwendet, um die unzureichende elektrische Ausgangsleistung aus der Hauptbatterie 50 auszugleichen, während die elektrische Energie aus der Nebenbatterie 60 der Katalysatorvorrichtung 15 zugeführt wird, um das Aufheizen der Katalysatorvorrichtung 15 zu starten und das Starten des Verbrennungsmotors 10 vorzubereiten.
Der Ladezustand SB1 zur Vorbereitung für das Starten ist der Ladezustand, der erforderlich ist, wenn die elektrische Energie aus der Nebenbatterie 60 verwendet wird, um die Katalysatorvorrichtung aufzuheizen. Sie ist auf einen Ladezustand eingestellt, der das Beenden des Aufheizens der Katalysatorvorrichtung 15 ermöglicht, bevor der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 der Niedrig-Ladezustand SBL wird, selbst wenn die elektrische Energie aus der Nebenbatterie 50 zusätzlich zu der zweiten Rotationselektromaschine 40 der Katalysatorvorrichtung 15 zugeführt wird, wenn der Zustand eintritt, in dem die elektrische Nebenleistung benötigt wird.
Selbst nachdem der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 niedriger als der Ladezustand SB1 zur Vorbereitung für das Starten geworden ist, dauert daher der Zustand weiter an, in dem die elektrische Nebenleistung erforderlich ist. Selbst nachdem der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 niedriger als der Niedrigladezustand SBL geworden ist und der Verbrennungsmotor 10 gestartet wurde, kann verhindert werden, dass sich die Abgasemission verschlechtert.
Selbst wenn andererseits der Zustand eintritt, in dem die elektrische Nebenleistung erforderlich ist, wird der Zustand, in dem die elektrische Nebenleistung erforderlich ist, manchmal in der Zeitspanne eliminiert, die beginnt, wenn der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 der Ladezustand SB1 zur Vorbereitung für das Starten wird, bis dahin, wenn er auf den Niedrigladezustand SBL fällt. In diesem Fall wird die elektrische Leistung PM, welche aus der Hauptbatterie 50 abgegeben werden kann, größer als die benötigte elektrische Ausgangsleistung PT des Fahrzeugs 100, so dass nicht länger die Notwendigkeit besteht, die elektrische Energie aus der Nebenbatterie 60 zu verwenden und der Verbrennungsmotor 10 nicht länger gestartet werden muss.
Wenn allerdings der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 in einem Ladezustand SBM von dem Niedrig-Ladezustand SBL bis zum Ladezustand SB1 zur Vorbereitung für das Starten belassen wird (nachstehend als „Mittel-Ladezustand“ bezeichnet), tritt das folgende Problem auf.
Das heißt, dass, wenn der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 der Mittel-Ladezustand SBM wird, wenn der Zustand, in dem die elektrische Nebenleistung benötigt wird, beendet ist, der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 wahrscheinlich niedriger als der Niedrigladezustand SBL wird, bevor das Aufheizen der Katalysatorvorrichtung 15 abgeschlossen ist. Wenn dem so ist, wird es notwendig, den Verbrennungsmotor 10 zu starten, bevor das Aufheizen der Katalysatorvorrichtung 15 abgeschlossen ist, um die Antriebsleistung sicherzustellen. Folglich können die gefährlichen Substanzen aus dem Abgas nicht länger ausreichend durch die Katalysatorvorrichtung 15 entfernt werden, so dass sich die Abgasemission verschlechtert. Weiterhin ist es notwendig, zu warten, bis das Aufheizen der Katalysatorvorrichtung 15 abgeschlossen ist, um zu verhindern, dass sich die Abgasemission verschlechtert, und daher ist es nicht länger möglich, die Antriebsleistung sicherzustellen.
Wenn der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 der Mittel-Ladezustand SBM wird, ist es daher wünschenswert, den Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 schnell auf zumindest den Ladezustand SB1 zum Vorbereiten für das Starten zu erhöhen.
Zu diesem Zeitpunkt wird in der vorliegenden Ausführungsform die regenerative Energie vorzugsweise in die Nebenbatterie 60 geladen, aber es ist genauso vorstellbar, dass der Zustand, in dem die elektrische Nebenleistung benötigt wird, wieder vorliegt, bevor die Nebenbatterie 60 mit der regenerativen Energie aufgeladen ist.
Wenn in der vorliegenden Ausführungsform die elektrische Leistung PM, welche aus der Hauptbatterie 50 abgegeben werden kann, größer als die angezeigte elektrische Ausgangsleistung PT des Fahrzeugs 100 wird, wird daher der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 niedriger als der Ladezustand SB1 zur Vorbereitung für das Starten und die Katalysatortemperatur THC wird niedriger als die vorbestimmte Aktivierungstemperatur T1, wobei die elektrische Energie aus der Hauptbatterie 50 der Nebenbatterie 60 zugeführt wird, um die Nebenbatterie 60 zu laden.
Wenn der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 der Mittel-Ladezustand SBM wird, ist es daher möglich, den Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 auf den Ladezustand SB1 zur Vorbereitung für das Starten zu erhöhen, und zwar eher als sich nur auf die regenerative Energie zu verlassen.
Nachstehend wird unter Bezug auf 2 die Steuerung für die Zuführung der regenerativen Energie aus der zweiten Rotationselektromaschine 40 erklärt, dann wird unter Bezug auf 3 die Steuerung für die Übertragung der elektrischen Energie zwischen der Hauptbatterie 50 und der Nebenbatterie 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erklärt.
2 ist ein Flussdiagramm zur Erklärung der Steuerung für die Zuführung der regenerativen Energie aus der zweiten Rotationselektromaschine 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die elektronische Steuereinheit 200 führt wiederholt den vorliegenden Ablauf in einer vorbestimmten Verarbeitungszeitspanne durch.
Im Schritt S1 beurteilt die elektronische Steuereinheit 200, ob das Fahrzeug abgebremst wird. In der vorliegenden Ausführungsform beurteilt die elektronische Steuereinheit 200, ob der Bremspedal-Herabdrückbetrag null ist. Die elektronische Steuereinheit 100 fährt mit dem Vorgang von Schritt S2 fort, wenn das Fahrzeug abgebremst wird, und beendet den aktuellen Vorgang, wenn es nicht abgebremst wird.
Bei Schritt S2 beurteilt die elektronische Steuereinheit 200, ob der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 niedriger als der Halte-Ziel-Ladezustand SBT ist. Die elektronische Steuereinheit 200 fährt mit dem Prozess von Schritt S3 fort, wenn der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 niedriger als der Halte-Ziel-Ladezustand SBT ist. Andererseits fährt die elektronische Steuereinheit 200 mit dem Prozess von Schritt S4 fort, wenn der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 der erste Ladezustand SB1 oder mehr ist.
In Schritt S3 lädt die elektronische Steuereinheit 200 die regenerative Energie aus der zweiten Rotationselektromaschine 40 in die Nebenbatterie 60.
Bei Schritt S4 beurteilt die elektronische Steuereinheit 200, ob der Ladezustand SOCM der Hauptbatterie 50 niedriger als der Voll-Ladezustand MBF der Hauptbatterie 50 ist. Die elektronische Steuereinheit 200 fährt mit dem Vorgang von Schritt S5 fort, wenn der Ladezustand SOCM der Hauptbatterie 50 niedriger als der Voll-Ladezustand MBF ist. Andererseits fährt die elektronische Steuereinheit 200 mit dem Prozess von Schritt S6 fort, wenn der Ladezustand SOCM der Hauptbatterie 50 der Voll-Ladezustand MBF ist.
Bei Schritt S5 lädt die elektronische Steuereinheit 200 die regenerative Energie aus der zweiten Rotationselektromaschine 50 in die Hauptbatterie 50.
Bei Schritt S6 führt die elektronische Steuereinheit 200 die regenerative Energie aus der zweiten Rotationselektromaschine 40 oder der Katalysatorvorrichtung 50 oder der anderen Elektrik zu, welche je nach Notwendigkeit verwendet wird und die sich von der zweiten Rotationselektromaschine 40 unterscheidet.
3 ist ein Flussdiagramm zur Erklärung der Steuerung der Übertragung der elektrischen Energie zwischen der Hauptbatterie 50 und der Nebenbatterie 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die elektronische Steuereinheit 200 führt wiederholt den vorliegenden Ablauf in einer vorbestimmten Verarbeitungszeitspanne durch.
In Schritt S11 berechnet die elektronische Steuereinheit 200 die erforderliche elektrische Ausgangsleistung PT (die gesamte erforderliche elektrische Ausgangsleistung für die Elektrik) des Fahrzeugs 100. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die elektronische Steuereinheit 200 die Summe der benötigten elektrischen Energie der zweiten Rotationselektromaschine 40, die auf Grundlage des Bremspedal-Herabdrück-Betrags und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird, welche auf ein Kennfeld Bezug nimmt, welches im Vorhinein durch Experimente vorbereitet wird etc., und der benötigten elektrischen Ausgangsleistung der Elektrik, für welche die Betätigung erforderlich ist, welche sich von der zweiten Rotationselektromaschine 40 unterscheidet, als die benötigte elektrische Ausgangsleistung PT des Fahrzeugs 100.
Bei Schritt S12 berechnet die elektronische Steuereinheit 200 die elektrische Leistung PM [kW], welche aus der Hauptbatterie 50 ausgegeben werden kann. In der vorliegenden Ausführungsform bezieht sich die elektronische Steuereinheit 200 auf ein Kennfeld, das im Vorhinein durch Experimente vorbereitet wird etc. und berechnet die elektrische Leistung PM, welche aus der Hauptbatterie 50 ausgegeben werden kann, auf Grundlage des Ladezustands SOCM der Hauptbatterie 50 und der Außenluft-Temperatur. Die elektrische Leistung PM, welche aus der Hauptbatterie 50 ausgegeben werden kann, wird im Wesentlichen tendenziell größer, wenn der Ladezustand SOCM der Hauptbatterie 50 groß ist, im Vergleich dazu, wenn er klein ist. Weiterhin wird die elektrische Leistung PM, welche aus der Hauptbatterie 50 ausgegeben wird, im Wesentlichen tendenziell größer, wenn die Außenluft-Temperatur hoch ist, im Vergleich dazu, wenn sie niedrig ist.
Es ist anzumerken, dass die Parameter zur Berechnung der elektrischen Leistung PM, welche aus der Hauptbatterie 50 ausgegeben werden kann, nicht auf den Ladezustand SOCM der Hauptbatterie 50 und die Außenluft-Temperatur beschränkt sind. Zusätzlich dazu oder anstelle derselben ist es auch möglich, andere Parameter zu verwenden, die mit der elektrischen Leistung PM korrelieren, welche aus der Hauptbatterie 50 ausgegeben werden kann (beispielsweise die Temperatur der Hauptbatterie 50 etc.) Weiterhin wird die elektrische Leistung PM in der vorliegenden Ausführungsform, welche aus der Hauptbatterie 50 ausgeben werden kann, auf Grundlage des Ladezustands SOCM der Hauptbatterie 50 und der Außenluft-Temperatur berechnet, aber sie kann auch ein im Vorhinein eingestellter fixierter Wert sein.
Bei Schritt S13 beurteilt die elektronische Steuereinheit 200, ob die elektrische Leistung PM, welche aus der Hauptbatterie 50 ausgegeben werden kann, größer als die benötigte elektrische Ausgangsleistung PT des Fahrzeugs 100 ist. Die elektronische Steuereinheit 200 fährt mit dem Vorgang von Schritt S14 fort, wenn die elektrische Leistung PM, die aus der Hauptbatterie 50 ausgegeben werden kann, größer als die benötigte elektrische Ausgangsleistung PT des Fahrzeugs 100 ist. Andererseits beendet die elektronische Steuereinheit 200 den aktuellen Vorgang, wenn die elektrische Leistung PM, welche aus der Hautbatterie 50 abgegeben werden kann, die benötigte elektrische Ausgangsleistung PT des Fahrzeugs 100 oder weniger ist.
Bei Schritt S14 beurteilt die elektronische Steuereinheit 200, ob der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 niedriger als der Ladezustand SB1 zur Vorbereitung für das Starten ist. Die elektronische Steuereinheit 200 fährt mit dem Vorgang von Schritt S15 fort, wenn der Ladezustand SBL der Nebenbatterie 60 niedriger als der Ladezustand SB1 zur Vorbereitung für das Starten ist. Andererseits fährt die elektronische Steuereinheit 200 mit dem Vorgang von Schritt S17 fort, wenn der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 der Ladezustand SB1 zur Vorbereitung für das Starten oder höher ist.
Bei Schritt S15 beurteilt die elektronische Steuereinheit 200, ob die Katalysatorbett-Temperatur TEHC, die durch den Katalysatortemperatursensor 211 detektiert wird, niedriger als eine vorbestimmte Aktivierungstemperatur T1 ist. Die elektronische Steuereinheit 200 fährt mit dem Vorgang von Schritt S16 fort, wenn die Katalysatorbett-Temperatur TEHC niedriger als die Aktivierungstemperatur T1 ist. Andererseits beendet die elektronische Steuereinheit 200 den aktuellen Vorgang, wenn die Katalysatorbett-Temperatur TEHC die Aktivierungstemperatur T1 oder höher ist.
In Schritt S16 führt die elektronische Steuereinheit 200 die elektrische Energie aus der Hauptbatterie 50 der Nebenbatterie 60 zu, um die Nebenbatterie 60 zu laden.
Wenn der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 der Mittel-Ladezustand SBM ist, kann daher der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 schnell auf den Ladezustand SB1 zur Vorbereitung für das Starten erhöht werden, eher, als sich nur auf die regenerative Energie zu verlassen.
In Schritt S17 beurteilt die elektronische Steuereinheit 200, ob der Ladezustand SOCM der Hauptbatterie 50 niedriger als der Voll-Ladezustand MBF ist. Die elektronische Steuereinheit 200 fährt mit dem Vorgang von Schritt S18 fort, wenn der Ladezustand SOCM der Hauptbatterie 50 niedriger als der Voll-Ladezustand MBF ist. Andererseits beendet die elektronische Steuereinheit 200 den aktuellen Vorgang, wenn der Ladezustand SOCM der Hauptbatterie 50 der Voll-Ladezustand MBF ist.
Bei Schritt S18 führt die elektronische Steuereinheit 200 die elektrische Energie aus der Nebenbatterie 60 der Hauptbatterie 50 zu, um die Hauptbatterie 50 zu laden.
Wenn der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 in der vorliegenden Ausführungsform der Ladezustand SB1 zur Vorbereitung für das Starten oder höher ist, wird auf diese Weise die elektrische Energie aus der Nebenbatterie 60 der Hauptbatterie 50 zugeführt, um die Hauptbatterie 50 zu laden, aber dies geschieht aus folgendem Grund.
Wie es oben erklärt ist, ist die Nebenbatterie 60 eine Batterie mit einer höheren Massenleistungsdichte im Vergleich zu der Hauptbatterie 50. Die Menge an elektrischer Energie, die pro Zeiteinheit geladen/entladen werden kann, ist größer als die der Hauptbatterie 50. Aus diesem Grund ist es durch vorzugsweises Laden der regenerativen Energie aus der zweiten Rotationselektromaschine 40 in die Nebenbatterie 60, wie in der vorliegenden Ausführungsform, möglich, die regenerative Energie ohne Verluste so weit wie möglich wiederzugewinnen. Daher ist es notwendig, den Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 niedriger als im Voll-Ladezustand zu machen, um die regenerative Energie der zweiten Rotationselektromaschine 40 ohne Verluste soweit wie möglich wiederzugewinnen.
Unter Berücksichtigung des Ladezustands SOCS der Nebenbatterie 60 kann die Katalysatorvorrichtung 15 weiterhin das Aufheizen abschließen, bevor der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 der Niedrig-Ladezustand SBL wird, wenn es möglich ist, zumindest den Ladezustand SB1 zum Vorbereiten für das Starten zu halten, selbst wenn der Zustand, in dem die elektrische Nebenleistung erforderlich ist, für eine lange Zeitspanne andauert.
Wenn der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 der Ladezustand SB1 zum Vorbereiten für das Starten oder höher ist, wird daher die elektrische Energie aus der Nebenbatterie 60 der Hauptbatterie 50 zugeführt, um die Hauptbatterie 50 zu laden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die oben erklärt ist, ist eine elektronische Steuereinheit 200 (Steuervorrichtung) für das Steuern eines Fahrzeugs 100 vorgesehen, welche mit einem Verbrennungsmotor 10, einer zweiten Rotationselektromaschine 40 (Rotationselektromaschine), einer elektrischen Heizkatalysatorvorrichtung 15, die in einem Abgaskanal 14 des Verbrennungsmotors 10 vorgesehen ist, einer Hauptbatterie 50 (erste Batterie) zur Zuführung der elektrischen Energie an die Elektrik einschließlich zumindest der zweiten Rotationselektromaschine 40 und der Katalysatorvorrichtung 15, und einer Nebenbatterie 60 (zweite Batterie) zum Zuführen eines elektrischen Energiebedarfs an die Elektrik versehen ist, wenn die elektrische Leistung PM, welche aus der Hauptbatterie 50 abgegeben werden kann, kleiner als die gesamte benötigte elektrische Ausgangsleistung der Elektrik ist, d. h., die benötigte elektrische Ausgangsleistung PT des Fahrzeugs 100, wobei die elektronische Steuereinheit 200 ein Elektroenergie-Zufuhr-Steuerteil aufweist, das die Zufuhr der elektrischen Energie an die Elektrik steuert, und ein Elektroenergie-Steuer-Übertragungsteil aufweist, das die Übertragung der elektrischen Energie zwischen der Hauptbatterie 50 und der Nebenbatterie 60 steuert.
Weiterhin ist das Elektroenergie-Zufuhr-Steuerteil konfiguriert, die elektrische Energie der Nebenbatterie 60 der Katalysatorvorrichtung 15 zuzuführen, wenn die elektrische Leistung PM, welche aus der Hauptbatterie 50 abgegeben werden kann, kleiner als die gesamte benötigte elektrische Ausgangsleistung der Elektrik ist, und wenn eine Notwendigkeit vorliegt, die elektrische Energie der Katalysatorvorrichtung 15 zuzuführen, um die Katalysatorvorrichtung 15 aufzuheizen. Weiterhin ist das Elektroenergie-Übertragungs-Steuerteil konfiguriert, die elektrische Energie aus der Hauptbatterie 50 der Nebenbatterie 60 zuzuführen, wenn die elektrische Leistung PM, welche aus der Hauptbatterie 50 abgegeben werden kann, größer als die gesamte benötigte elektrische Ausgangsleistung der Elektrik ist, der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 niedriger als ein vorbestimmter Ladezustand SB1 zum Vorbereiten für das Starten (erster Ladezustand) ist, die erforderlich ist, wenn die elektrische Energie aus der Nebenbatterie 60 verwendet wird, um die Katalysatorvorrichtung 15 aufzuheizen, und wenn die Temperatur TEHC der Katalysatorvorrichtung 15 niedriger als die Aktivierungstemperatur T1 (vorbestimmte Temperatur) ist.
Wenn der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 niedriger als der Ladezustand SB1 zur Vorbereitung für das Starten ist, ist es daher möglich, anstatt sich nur auf die regenerative Energie zu verlassen, die elektrische Energie aus der Hauptbatterie 50 zu verwenden, um den Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 schnell zu erhöhen. Wenn eine Notwendigkeit zur Verwendung der elektrischen Energie aus der Nebenbatterie 60 besteht, um die Katalysatorvorrichtung 15 aufzuheizen, ist es aus diesem Grund möglich, den Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 daran zu hindern, dass er relativ zu dem Betrag der elektrischen Energie, die für das Aufheizen der Katalysatorvorrichtung 15 erforderlich ist, unzureichend wird.
Weiterhin ist die elektronische Steuereinheit 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einem Wiedergewonnene-Leistungs-Zufuhr-Steuerteil versehen, welches steuert, wohin die regenerative Energie aus der zweiten Rotationselektromaschine 40 (Rotationselektromaschine) zugeführt wird. Weiterhin ist die Nebenbatterie 60 (zweite Batterie) eine Batterie mit einer höheren Energiedichte als die Hauptbatterie 50 (erste Batterie). Das Wiedergewonnene-Leistungs-Zufuhr-Steuerteil ist konfiguriert, um die regenerative Energie aus der zweiten Rotationselektromaschine 40 vorzugsweise der Nebenbatterie 60 zuzuführen, wenn der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 niedriger als ein vorbestimmter Halte-Ziel-Ladezustand SBT (zweiter Ladezustand) ist, der größer als der Ladezustand SB1 zur Vorbereitung für das Starten ist. Weiterhin ist das elektrische Energie-Übertragungs-Steuerteil konfiguriert, um die elektrische Energie aus der Nebenbatterie 60 der Hauptbatterie 50 zuzuführen, wenn der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 der Ladezustand SB1 zur Vorbereitung für das Starten oder höher ist, und wenn der Ladezustand SOCM der Hauptbatterie 50 niedriger als der Ladezustand MBF ist.
Daher ist es möglich, die regenerative Energie aus der zweiten Rotationselektromaschine 40 mit so wenig Verlust wie möglich wiederzugewinnen. Weiterhin wird der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 zumindest auf dem Ladezustand SB1 zur Vorbereitung für das Starten gehalten, so dass, selbst wenn der Zustand, in dem die elektrische Nebenleistung erforderlich ist, für eine lange Zeitdauer anhält, die Katalysatorvorrichtung 15 fertig aufgeheizt sein kann, bevor der Ladezustand der Nebenbatterie 60 niedriger als der Ladezustand SBL wird.
Weiterhin ist das Elektroenergie-Zufuhr-Steuerteil der elektronischen Steuereinheit 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform konfiguriert, die elektrische Energie aus der Nebenbatterie 60 der Katalysatorvorrichtung 15 zuzuführen, um das Aufheizen der Katalysatorvorrichtung 15 zu starten, wenn die elektrische Leistung PM, welche aus der Hauptbatterie 50 (erste Batterie) ausgegeben werden kann, kleiner als die gesamte benötigte elektrische Ausgangsleistung der Elektrik ist, der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 (zweite Batterie) niedriger als der Ladezustand SB1 zur Vorbereitung für das Starten (erster Ladezustand) wird und die Temperatur TEHC der Katalysatorvorrichtung 15 niedriger als die Aktivierungstemperatur T1 (vorbestimmte Temperatur) ist.
Selbst nachdem der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 niedriger als ein Ladezustand SB1 zur Vorbereitung für das Starten geworden ist, hält daher der Zustand an, in dem die elektrische Zusatzenergie erforderlich ist. Selbst wenn der Ladezustand SOCS der Nebenbatterie 60 niedriger als der Niedrig-Ladezustand SBL wird und der Verbrennungsmotor 10 gestartet werden muss, kann verhindert werden, dass sich die Abgasemission verschlechtert.
Zuvor wurde eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erklärt, aber die obige Ausführungsform zeigt nur eines der Beispiele der Anwendung der vorliegenden Offenbarung und soll den technischen Kern der vorliegenden Offenbarung nicht auf die spezifische Beschaffenheit der obigen Ausführungsform begrenzen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017166463 A [0002]

Claims

Steuervorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug aufweist: einen Verbrennungsmotor; eine Rotationselektromaschine; eine Katalysatorvorrichtung der Elektroheizbauart, die in einem Abgaskanal des Verbrennungsmotors vorgesehen ist; eine erste Batterie zur Zuführung elektrischer Energie an eine Elektrik, die zumindest die Rotationselektromaschine und die Katalysatorvorrichtung aufweist; und eine zweite Batterie zur Zuführung eines elektrischen Energiebedarfs an die Elektrik, wenn die elektrische Leistung, welche durch die erste Batterie ausgegeben werden kann, kleiner als eine gesamte erforderliche elektrische Ausgangsleistung der Elektrik ist, wobei die Steuervorrichtung aufweist: ein Elektroenergie-Zufuhr-Steuerteil, das konfiguriert ist, eine Zufuhr elektrischer Energie an die Elektrik zu steuern; und ein Elektroenergie-Übertragungs-Steuerteil, das konfiguriert ist, die Übertragung der elektrischen Energie zwischen der ersten Batterie und der zweiten Batterie zu steuern, und wobei das Elektroenergie-Zufuhr-Steuerteil konfiguriert ist, die elektrische Energie aus der zweiten Batterie der Katalysatorvorrichtung zuzuführen, wenn die elektrische Leistung, welche aus der ersten Batterie ausgegeben werden kann, kleiner als die gesamte elektrische Ausgangsleistung der Elektrik ist und wenn eine Notwendigkeit zur Zuführung von elektrischer Energie an die Katalysatorvorrichtung vorliegt, um die Katalysatorvorrichtung aufzuheizen, und wobei das Elektroenergie-Übertragungs-Steuerteil konfiguriert ist, die elektrische Energie aus der ersten Batterie der zweiten Batterie zuzuführen, wenn die elektrische Leistung, welche aus der ersten Batterie ausgegeben werden kann, größer als die gesamte benötigte elektrische Ausgangsleistung der Elektrik ist, der Ladezustand der zweiten Batterie niedriger als ein vorbestimmter erster Ladezustand ist, welcher erforderlich ist, wenn die elektrische Energie aus der zweiten Batterie dazu verwendet wird, die Katalysatorvorrichtung aufzuheizen und wenn die Temperatur der Katalysatorvorrichtung niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung ferner ein Regenerative-Energie-Zufuhr-Steuerteil aufweist, das konfiguriert ist, zu steuern, wohin die regenerative Energie aus der Rotationselektromaschine zugeführt wird, die zweite Batterie eine Batterie mit einer höheren Leistungsdichte als die erste Batterie ist, das Regenerative-Energie-Zufuhr-Steuerteil konfiguriert ist, die regenerative Energie aus der Rotationselektromaschine vorzugsweise der zweiten Batterie zuzuführen, wenn der Ladezustand der zweiten Batterie niedriger als ein vorbestimmter zweiter Ladezustand ist, der größer als der erste Ladezustand ist, und das Elektroenergie-Übertragungs-Steuerteil konfiguriert ist, die elektrische Energie aus der zweiten Batterie der ersten Batterie zuzuführen, wenn der Ladezustand der zweiten Batterie der erste Ladezustand oder höher ist und wenn der Ladezustand der ersten Batterie niedriger als der Voll-Ladezustand ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Elektroenergie-Zufuhr-Steuerteil konfiguriert ist, die elektrische Energie aus der zweiten Batterie der Katalysatorvorrichtung zuzuführen, um das Aufheizen der Katalysatorvorrichtung zu starten, wenn die elektrische Leistung, welche aus der ersten Batterie ausgegeben werden kann, kleiner als die gesamte benötigte elektrische Ausgangsleistung der Elektrik ist, der Ladezustand der zweiten Batterie niedriger als der erste Ladezustand wird und die Temperatur der Katalysatorvorrichtung niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist.