CN108437970A - 混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混合动力车辆。混合动力车辆设置有控制装置，该控制装置被构造成：当蓄电装置的SOC大于第一预定比率，沉积在过滤器上的颗粒物质的量小于第一预定量，或者过滤器的温度低于预定温度时，允许发动机的燃料切断。该控制装置被构造成：当PM量小于比第一预定量小的第二预定量时，将SOC的容许上限比率设定为比第一预定比率大的第二预定比率；以及当PM量等于或大于所述第二预定量时，将SOC的容许上限比率设定为等于或小于所述第一预定比率的第三预定比率。

Description

混合动力车辆
技术领域
本发明涉及一种混合动力车辆，且更具体地涉及一种包括发动机的混合动力车辆，在该发动机中，去除颗粒物质的过滤器被附接至排气系统。
背景技术
在相关技术中，作为这种类型的混合动力车辆，已经提出了包括发动机的混合动力车辆，在该发动机中，去除颗粒物质的过滤器被附接至排气系统并且执行过滤器的再生(例如，参见日本未审专利申请公开No.2015-202832(JP2015-202832A))。在该混合动力车辆中，当过滤器的温度处于适于再生的再生温度范围中时，通过停止将燃料喷射到发动机中并且将包括氧气的空气供给到过滤器以燃烧颗粒物质来执行过滤器的再生。
发明内容
在混合动力车辆中，当停止将燃料喷射到发动机中以执行过滤器的再生时，由于沉积在过滤器上的颗粒物质的燃烧引起的过滤器的温度上升，过滤器可能会过热。
根据本发明的一个方面的混合动力车辆防止附接到发动机的排气系统并且去除颗粒物质的过滤器过热。
根据本发明的一个方面，提供了一种混合动力车辆，该混合动力车辆包括：发动机，发动机的排气系统设置有过滤器，该过滤器被构造成去除颗粒物质；马达，该马达被连接至发动机的输出轴；蓄电装置，该蓄电装置被构造成将电力传输至马达以及从马达接收电力；以及控制装置，该控制装置被构造成控制发动机和马达，使得蓄电装置的荷电状态变得等于或小于容许上限比率，其中，该控制装置被构造成：当蓄电装置的荷电状态大于第一预定比率、沉积在所述过滤器上的颗粒物质的量小于第一预定量、或者过滤器的温度低于预定温度时，允许发动机的燃料切断；以及当蓄电装置的荷电状态等于或小于第一预定比率，沉积在过滤器上的颗粒物质的量等于或大于第一预定量，并且过滤器的温度等于或高于预定温度时，禁止发动机的燃料切断，并且其中，该控制装置被构造成：当沉积在过滤器上的颗粒物质的量小于比第一预定量小的第二预定量时，将容许上限比率设定为比第一预定比率大的第二预定比率；以及当沉积在过滤器上的颗粒物质的量等于或大于第二预定量时，将容许上限比率设定为等于或小于第一预定比率的第三预定比率。
在根据该方面的混合动力车辆中，控制发动机和马达，使得蓄电装置的荷电状态变得等于或小于容许上限比率。当蓄电装置的荷电状态大于第一预定比率，沉积在过滤器上的颗粒物质的量小于第一预定量，或者过滤器的温度低于预定温度时，允许发动机的燃料切断(燃料喷射的停止)，并且当蓄电装置的荷电状态等于或小于第一预定比率，沉积在过滤器上的颗粒物质的量等于或大于第一预定量，并且过滤器的温度等于或高于预定温度时，禁止发动机的燃料切断。这里，“第一预定比率”是用于判定当禁止发动机的燃料切断时(当要求燃料切断并且在不执行燃料切断的情况下继续执行发动机的操作(燃料喷射)时)是否存在电池将会过热的可能性的阈值。“第一预定量”是用于判定过滤器是再生是否必要的阈值。当满足沉积在过滤器上的颗粒物质的量等于或大于第一预定量并且过滤器的温度等于或大于适于过滤器的再生的再生温度的过滤器再生条件时，通过执行发动机的燃料切断(停止燃料喷射)并且向过滤器供给空气(氧气)以使沉积在过滤器上的颗粒物质燃烧，来执行过滤器的再生。“预定温度”是高于过滤器的再生温度的阈值，并且用于在沉积在过滤器上的颗粒物质的量等于或大于第一预定量时(当认为在过滤器的颗粒物质燃烧时产生的热量相对较大时)，判定当执行发动机的燃料切断时是否存在过滤器将会过热的可能性。当蓄电装置的荷电状态大于第一预定比率，沉积在过滤器上的颗粒物质的量小于第一预定量，或者过滤器的温度低于预定温度时，允许发动机的燃料切断，并且因此能够防止蓄电装置的过度充电或者执行过滤器的再生。当蓄电装置的荷电状态等于或小于第一预定比率，沉积在过滤器上的颗粒物质的量等于或大于第一预定量，并且过滤器的温度等于或高于预定温度时，禁止发动机的燃料切断，并且因此能够防止过滤器的颗粒物质被燃烧并防止过滤器过热。在根据该方面的混合动力车辆中，当沉积在过滤器上的颗粒物质的量小于比第一预定量小的第二预定量时，将蓄电装置的容许上限比率设定为比第一预定比率大的第二预定比率，而当沉积在过滤器上的颗粒物质的量等于或大于第二预定量时，将容许上限比率设定为等于或小于第一预定比率的第三预定比率。因此，当沉积在过滤器上的颗粒物质的量等于或大于第二预定量时，能够防止蓄电装置的荷电状态变得大于第一预定比率。因此，当沉积在过滤器上的颗粒物质的量等于或大于第一预定量并且过滤器的温度等于或高于预定温度时，即，当能够判定出存在当执行发动机的燃料切断时过滤器将会过热的可能性时，能够防止发动机的燃料切断被允许。因此，能够防止过滤器的颗粒物质被燃烧并防止过滤器过热。当沉积在过滤器上的颗粒物质的量小于第二预定量时，容许上限比率被设定为第二预定比率，并且因此能够相对地增大蓄电装置的荷电状态的容许范围。由于容许上限比率被设定为第二预定比率，所以当蓄电装置的荷电状态大于第一预定比率时，允许发动机的燃料切断。然而，由于颗粒物质的量相对较小，所以认为当颗粒物质燃烧时产生的热量相对较小，并且即使执行发动机的燃料切断，过滤器过热的可能性也足够低。
在根据该方面的混合动力车辆中，控制装置可以被构造成：当发动机没有因负荷而运转并且发动机的要求功率变得等于或大于阈值时，开始发动机的负荷运转和马达的发电。控制装置可以被构造成：当沉积在过滤器上的颗粒物质的量小于第二预定量时，将所述阈值设定为第一阈值；以及当沉积在过滤器上的颗粒物质的量等于或大于第二预定量时，将所述阈值设定为比第一阈值大的第二阈值。根据该构造，当沉积在过滤器上的颗粒物质的量等于或大于第二预定量时，能够令人满意地防止蓄电装置的荷电状态的上升，且能够令人满意地防止蓄电装置的荷电状态变得大于第一预定比率。
在根据该方面的混合动力车辆中，控制装置可以被构造成：当要求发动机的燃料切断，发动机的燃料切断被允许，并且预定时间比率大于容许上限比率时，执行发动机的燃料切断和使用马达的发动机的拖动，所述预定时间比率是在开始要求发动机的燃料切断时的蓄电装置的荷电状态。控制装置还可以被构造成：当要求发动机的燃料切断，发动机的燃料切断被允许，并且蓄电装置的荷电状态大于容许上限比率时，执行发动机的燃料切断和使用马达的发动机的拖动。根据该构造，在要求发动机的燃料切断并且发动机的燃料切断被允许时，能够在预定时间比率或荷电状态大于容许上限比率时令人满意地防止蓄电装置的荷电状态的上升(促进下降)。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是示意性地示出根据本发明的实施例的混合动力车辆20的构造的示意图。
图2是示出由HVECU 70执行的许可判定例程的示例的流程图。
图3是示出由HVECU 70执行的处理例程的示例的流程图。
图4是示出发动机22的转速Ne或要求功率Pe*、发动机22的控制、电池50的荷电状态SOC或充电/放电电力Pb、PM沉积量Qpm以及过滤器温度Tf的时间变化的示例的示意图；并且
图5是示意性地示出根据改型示例的混合动力车辆120的构造的示意图。
具体实施方式
在下文中，将结合实施例描述本发明的一个方面。
图1是示意性地示出根据本发明的实施例的混合动力车辆20的构造的示意图。如在图中所示，根据实施例的混合动力车辆20包括发动机22、行星齿轮30、马达MG1和MG2、逆变器41和42、用作蓄电装置的电池50、以及混合动力电子控制单元(下文中称为“HVECU”)70。
发动机22被构造为使用汽油、柴油等输出动力的内燃机。颗粒物质去除过滤器(下文中称为“PM过滤器”)25被附接至发动机22的排气系统。PM过滤器25是其中包括贵金属的催化剂25b被附接(施加)至由陶瓷、不锈钢等形成的多孔基材25a以形成一体式构件的构件，并且用于去除排气中的诸如烟尘的颗粒物质(PM)并且去除未燃烧的燃料或氮氧化物。发动机22的运转由发动机电子控制单元(在下文中称为“发动机ECU”)24控制。
发动机ECU 24被构造为包括未示出的作为主单元的CPU的微处理器，并且除了CPU之外还包括存储处理程序的ROM、临时存储数据的RAM、输入/输出端口以及通信端口。控制发动机22的运转所需的来自各种传感器的信号经由输入端口被输入到发动机ECU 24。输入到发动机ECU 24的信号的示例包括来自检测曲轴26的旋转位置的曲柄位置传感器23的曲柄角θcr和来自检测发动机22的冷却剂的温度的冷却剂温度传感器(未示出)的冷却剂温度Tw。其示例还包括：来自检测节气门位置的节气门位置传感器(未示出)的节气门开度TH；来自附接至进气管的空气流量计(未示出)的进气量Qa；以及来自附接至进气管的温度传感器(未示出)的进气温度Ta。其示例还包括来自附接至排气系统中的在PM过滤器25的上游和下游的部分的压力传感器25c和25d的压力P1和P2。用于控制发动机22的运转的各种控制信号经由输出端口从发动机ECU 24输出。从发动机ECU 24输出的信号的示例包括：用于调节节气门的位置的节气门马达的驱动信号；用于燃料喷射阀的驱动信号；以及用于火花塞的驱动信号。发动机ECU 24经由通信端口连接至HVECU 70。发动机ECU 24基于来自曲柄位置传感器23的曲轴角θcr来计算发动机22的转速Ne。发动机ECU 24还基于来自空气流量计的进气量Qa和发动机22的转速Ne来计算容积效率(一个循环中实际吸入的空气体积对发动机22的每个循环的冲程容积的比。此外，发动机ECU 24基于来自压力传感器25c和25d的压力P1和P2之间的压差ΔP(ΔP＝P1-P2)来计算(估算)PM沉积量Qpm，PM沉积量Qpm是沉积在PM过滤器25上的颗粒物质的量，或者基于发动机22的运转状态(转速Ne和容积效率KL)来计算(估算)过滤器温度Tf，过滤器温度Tf是PM过滤器25的温度。
行星齿轮30被构造为单小齿轮式行星齿轮机构。马达MG1的转子被连接至行星齿轮30的太阳齿轮。经由差速齿轮38连接至驱动轮39a和39b的驱动轴36被连接至行星齿轮30的齿圈。发动机22的曲轴26经由减振器28被连接至行星齿轮30的行星架。
马达MG1被构造为例如同步发电电动机，并且如上所述，其转子被连接至行星齿轮30的太阳齿轮。马达MG2被构造为例如同步发电电动机，并且其转子被连接至驱动轴36。逆变器41、42用于驱动马达MG1和MG2，并经由电力线54被连接至电池50。通过使马达电子控制单元(在下文中称为“马达ECU”)40控制逆变器41和42的多个开关元件(未示出)的开关来旋转驱动马达MG1和MG2。
马达ECU 40被构造为包括未示出的作为主单元的CPU的微处理器，并且除了CPU之外还包括存储处理程序的ROM、临时存储数据的RAM、输入/输出端口以及通信端口。用于控制马达MG1和MG2的驱动所需的来自各种传感器的信号，例如，来自检测马达MG1和MG2的转子的旋转位置的旋转位置传感器43和44的旋转位置θm1和θm2以及来自检测在马达MG1和MG2的相中流动的电流的电流传感器的相电流，经由输入端口被输入到马达ECU 40。用于逆变器41和42的多个开关元件(未示出)的开关控制信号经由输出端口从马达ECU 40输出。马达ECU 40经由通信端口连接至HVECU 70。马达ECU 40基于来自旋转位置传感器43和44的马达MG1和MG2的转子的旋转位置θm1和θm2来计算马达MG1和MG2的转速Nm1和Nm2。
电池50被构造为例如锂离子二次电池或镍氢二次电池，并且经由电力线54连接至逆变器41和42。电池50由电池电子设备控制单元(在下文中称为“电池ECU”)52控制。
电池ECU 52被构造为包括未示出的作为主单元的CPU的微处理器，并且除了CPU之外还包括存储处理程序的ROM、临时存储数据的RAM、输入/输出端口以及通信端口。用于控制电池50所需的来自各种传感器的信号经由输入端口被输入到电池ECU 52。输入到电池ECU52的信号的示例包括：来自安装在电池50的端子之间的电压传感器51a的电池50的电压Vb；来自附接至电池50的输出端子的电流传感器51b的电池50的电流Ib；以及来自附接至电池50的温度传感器51c的电池50的温度Tb。电池ECU 52经由通信端口连接至HVECU 70。电池ECU 52基于来自电流传感器51b的电池50的电流Ib的积分值来计算荷电状态SOC。荷电状态SOC是电池50的可放电电力容量对电池50的全部容量的比。
HVECU 70被构造为包括未示出的作为主单元的CPU的微处理器，并且除了CPU之外还包括存储处理程序的ROM、临时存储数据的RAM、输入/输出端口以及通信端口。来自各种传感器的信号经由输入端口被输入到HVECU 70。输入到HVECU 70的信号的示例包括来自点火开关80的点火信号以及来自检测换挡杆81的操作位置的换挡位置传感器82的换挡位置SP。其示例还包括：来自检测加速器踏板83的下压量的加速器踏板位置传感器84的加速器操作量Acc；来自检测制动踏板85的下压量的制动踏板位置传感器86的制动踏板位置BP；以及来自车速传感器88的车速V。如上所述，HVECU 70经由通信端口连接至发动机ECU 24、马达ECU 40以及电池ECU 52。
具有上述构造的根据实施例的混合动力车辆20以混合动力行驶模式(HV行驶模式)或者电动行驶模式(EV行驶模式)行驶，在混合动力行驶模式中，车辆在发动机22旋转(运转或者在旋转期间切断燃料)的情况下行驶，在电动行驶模式中，车辆在发动机22的旋转停止(运转停止)的情况下行驶。
在HV行驶模式中，HVECU 70基于加速器操作量Acc、制动踏板位置BP以及车速V来设定行驶所要求的(驱动轴36所要求的)要求转矩Td*，并且通过将所设定的要求转矩Td*乘以驱动轴36的转速Nd(例如马达MG2的转速Nm2)来计算行驶所要求的(驱动轴36所要求的)要求功率Pd*。随后，HVECU 70基于电池50的荷电状态SOC来设定要求充电/放电功率Pb*(当从电池50放电时，其具有正值)。这里，要求充电/放电功率Pb*被设定成使得电池50的荷电状态SOC等于或小于容许上限比率Smax(稍后将描述的预定值S1或预定值S2)，即，使得荷电状态SOC接近小于容许上限比率Smax的目标比率SOC*(例如45％、47％或50％)。后文将描述设定容许上限比率Smax的方法。当电池50的荷电状态SOC大于容许上限比率Smax时，要求充电/放电功率Pb*被设定为比当电池50的荷电状态SOC等于或小于容许上限比率Smax时大的值。这是为了通过使电池50放出相对大量的电力而使电池50的荷电状态SOC迅速变得等于或小于容许上限比率Smax。通过从要求功率Pd*减去电池50的要求充电/放电功率Pb*来计算车辆所要求的(对发动机22所要求的)要求功率Pe*。
当以这种方式设定要求功率Pe*时，基本上，发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te*以及马达MG1和MG2的转矩指令Tm1*和Tm2*被设定以使得从发动机22输出要求功率Pe*，并且要求转矩Td*被输出至驱动轴36。发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te*被传输至发动机ECU 24，并且马达MG1和MG2的转矩指令Tm1*和Tm2*被传输至马达ECU 40。当接收到发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te*时，发动机ECU2 4执行发动机22的进气量的控制、燃料喷射控制、点火控制等，使得发动机22基于目标转速Ne*和目标转矩Te*运转。当接收到马达MG1和MG2的转矩命令Tm1*和Tm2*时，马达ECU 40执行逆变器41和42的多个开关元件的开关控制，使得根据转矩指令Tm1*和Tm2*驱动马达MG1和MG2。
在HV行驶模式中，当发动机22因负荷而运转并且要求功率Pe*变得小于阈值Psp(例如7kW、8kW或9kW)时，开始发动机22的燃料切断或无负荷运转。当执行发动机22的燃料切断时，可以执行或者可以不执行使用马达MG1的发动机22的拖动。当执行发动机22的燃料切断，但不执行使用马达MG1的发动机22的拖动，并且发动机22的旋转停止时，行驶模式被转换到EV行驶模式。
在HV行驶模式中，当发动机22没有因负荷而运转(当执行燃料切断或者执行无负荷运转时)并且要求功率Pe*变得等于或大于比阈值Psp大的阈值Pst(后文将描述的预定值Pst1或预定值Pst2)时，如果有必要，则在使用马达MG1拖动发动机22的情况下开始发动机22的负荷运转。后文将描述设定阈值Pst的方法。
在EV行驶模式中，HVECU 70基于加速器操作量Acc、制动踏板位置BP以及车速V来设定要求转矩Td*，将马达MG1的转矩指令Tm1*设定为零值，设定马达MG2的转矩指令Tm2*以使得要求转矩Td*被输出至驱动轴36，并且将马达MG1和MG2的转矩指令Tm1*和Tm2*传输至马达ECU 40。马达ECU 40对逆变器41和42的控制与上述相同。
在EV行驶模式中，当以与在HV行驶模式中相同的方式计算出的要求功率Pe*变得等于或大于比阈值Psp大的阈值Pst时，在使用马达MG1拖动发动机22的情况下启动发动机22，行驶模式转换到HV行驶模式，并且开始发动机22的负荷运转。
在根据该实施例的混合动力车辆20中，当在HV行驶模式中满足用于再生PM过滤器25的过滤器再生条件并且停止向发动机22喷射燃料(执行燃料切断)时，通过向PM过滤器25供给空气(氧气)以燃烧沉积在PM过滤器25上的颗粒物质来执行PM过滤器25的再生。这里，作为过滤器再生条件，使用PM沉积量Qpm(其为沉积在PM过滤器25上的颗粒物质的量)等于或大于阈值Qpmref1并且过滤器温度Tf(其为PM过滤器25的温度)等于或大于阈值Tfref1的条件。阈值Qpmref1是用于判定PM过滤器25的再生是否必要的阈值，并且其示例包括4g/L、4.5g/L和5g/L。阈值Tfref1是用于判定过滤器温度Tf是否达到适于PM过滤器25的再生的再生温度的阈值，并且其示例包括580℃、600℃和620℃。
下面将描述具有上述构造的根据该实施例的混合动力车辆20的操作。图2是示出由HVECU 70执行以允许或禁止发动机22的燃料切断的许可判定例程的示例的流程图。图3是示出由HVECU 70执行以设定电池50的容许上限比率Smax或阈值Pst的处理例程的示例的流程图。这些例程被重复执行。在下面将依次描述这些例程。
下面将描述图2中所示的许可判定例程。当该例程被执行时，首先，HVECU 70接收诸如PM沉积量Qpm、过滤器温度Tf和电池50的荷电状态SOC的数据(步骤S100)。这里，作为PM沉积量Qpm，通过通信从发动机ECU 24输入已经基于来自压力传感器25c和25d的压力P1和P2之间的压差ΔP(ΔP＝P1-P2)计算(估算)出的值。作为过滤器温度Tf，通过通信从发动机ECU24输入已经基于发动机22的运转状态计算(估算)出的值。作为电池50的荷电状态SOC，通过通信从电池ECU 52输入已经基于来自电流传感器51b的电池50的电流Ib的积分值计算出的值。
当以这种方式输入数据时，将电池50的荷电状态SOC与荷电状态SOC的阈值Sref进行比较(步骤S110)。这里，阈值Sref是用于判定当禁止发动机22的燃料切断时(当要求燃料切断并且在不执行燃料切断的情况下继续执行该操作(燃料喷射)时)是否存在电池50将被过度充电的可能性的阈值，并且其示例包括68％、70％和72％。在HV行驶模式中在要求功率Pe*变得小于的阈值Psp之后并且在HV行驶模式或EV行驶模式中直到要求功率Pe*变得等于或大于阈值Pst之前，要求发动机22切断燃料。
当在步骤S110中判定出电池50的荷电状态SOC等于或小于阈值Sref时，判定出即使当发动机22的燃料切断被禁止时电池50将被过度充电的可能性也足够低。将PM沉积量Qpm与阈值Qpmref1进行比较(步骤S120)，并且当PM沉积量Qpm等于或大于阈值Qpmref1时，将过滤器温度Tf与高于阈值Tfref1的阈值Tfref2进行比较(步骤S130)。步骤S120和S130的处理是用于判定当执行发动机22的燃料切断时是否存在PM过滤器25将会过热的可能性的处理。
阈值Tfref2是用于判定当PM沉积量Qpm等于或大于阈值Qpmref1时(当假设在PM过滤器25的颗粒物质燃烧时产生的热量相对大时)，当执行发动机22的燃料切断时是否存在PM过滤器25将会过热的可能性(过滤器温度Tf将增加到等于或高于过热温度Tfot)的阈值，并且被认为是比过热温度Tfot低50℃、100℃或150℃的温度。当PM沉积量Qpm小于阈值Qpmref1时，颗粒物质的量相对较小。因此，即使当执行发动机22的燃料切断时，在颗粒物质燃烧时产生的热量也相对小，并且认为PM过滤器25将会过热的可能性足够低。过热温度Tfot是用于判定PM过滤器25是否过热的温度，是在PM过滤器25中将发生某种异常(例如，基材25a或催化剂25b的损坏)的可能性的温度或略低于该温度的温度，并且其示例包括930℃、950℃和970℃。
当在步骤S120中判定出PM沉积量Qpm小于阈值Qpmref1或者在步骤S130中判定出过滤器温度Tf低于阈值Tfref2时，判定出即使当执行发动机22的燃料切断时PM过滤器25将过热的可能性也足够低，允许发动机22的燃料切断(步骤S140)，并且该例程结束。
在该情形中，当发动机22在HV行驶模式中因负荷而运转并且要求功率Pe*变得小于阈值Psp时，开始发动机22的燃料切断。当满足过滤器再生条件并且执行发动机22的燃料切断时，如上所述地执行PM过滤器25的再生。当执行发动机22的燃料切断并且发动机22的旋转停止时，行驶模式转换为EV行驶模式。
在实施例中，在执行发动机22的燃料切断时，当预定时间比率SOCa等于或小于容许上限比率Smax时，不执行使用马达MG1的发动机22的拖动，并且当预定时间比率SOCa大于容许上限比率Smax时，执行使用马达MG1的发动机22的拖动，所述预定时间比率SOCa是在要求功率Pe*变得小于阈值Psp时的电池50的荷电状态SOC。在前者中，行驶模式较有可能转换为EV行驶模式。在后者中，由于马达MG1的电力消耗，能够令人满意地防止电池50的荷电状态SOC的上升(能够促进下降)。当在HV行驶模式中要求功率Pe*小于的阈值Psp并且要求转矩Td*为负值时，在前者中，要求转矩Td*由通过马达MG2的再生操作施加至驱动轴36的制动转矩(下文中称为“再生制动转矩”)覆盖，而在后者中，要求转矩Td*由通过使用马达MG1的发动机22的拖动而施加至驱动轴36的制动转矩(下文中称为“拖动制动转矩”)覆盖或者由再生制动转矩和拖动制动转矩两者覆盖。
当在步骤S120中判定出PM沉积量Qpm等于或大于阈值Qpmref1并且在步骤S130中判定出过滤器温度Tf等于或高于阈值Tfref2时，判定出当执行发动机22的燃料切断时存在PM过滤器25将会过热的可能性，禁止发动机22的燃料切断(步骤S150)，并且然后该例程结束。
在该情形中，当发动机22在HV行驶模式中因负荷而运转并且要求功率Pe*变得小于阈值Psp时，开始发动机22的无负荷运转。因此，与执行发动机22的燃料切断的情形相比，能够防止PM过滤器25的颗粒物质燃烧并且防止PM过滤器25的过热。因此，能够进一步保护PM过滤器25(基材25a或催化剂25b)。当在HV行驶模式中要求功率Pe*小于阈值Psp并且要求转矩Td*为负值时，要求转矩Td*由再生制动转矩覆盖。
当在步骤S110中判定出电池50的荷电状态SOC大于阈值Sref时，判定出当禁止发动机22的燃料切断时存在电池50将被过度充电的可能性，允许发动机22的燃料切断(步骤S140)，并且然后该例程结束。
在该情形中，当发动机22在HV行驶模式中因负荷而运转并且要求功率Pe*变得小于阈值Psp时，开始发动机22的燃料切断。当满足过滤器再生条件并且执行发动机22的燃料切断时，执行PM过滤器25的再生。在该实施例中，当执行发动机22的燃料切断时，执行使用马达MG1的发动机22的拖动。因此，能够通过马达MG1的电力消耗而更令人满意地防止电池50的荷电状态SOC上升(促进下降)并且更令人满意地防止电池50被过度充电。当在HV行驶模式中要求功率Pe*小于阈值Psp并且要求转矩Td*为负值时，禁止马达MG2的再生操作(不使用再生制动转矩)，并且要求转矩Td*由拖动制动转矩覆盖。因此，能够更令人满意地防止电池50被过度充电。
下面将描述图3中示出的处理例程。当执行该例程时，HVECU 70接收PM沉积量Qpm(步骤S200)，并且将接收到的PM沉积量Qpm与小于阈值Qpmref1的阈值Qpmref2进行比较(步骤S210)。上面已经描述了输入PM沉积量Qpm的方法。阈值Qpmref2的示例包括1g/L、1.5g/L和2g/L。
当在步骤S210中判定出PM沉积量Qpm小于阈值Qpmref2时，电池50的容许上限比率Smax被设定为大于阈值Sref的预定值S1(步骤S220)，阈值Pst被设定为预定值Pst1(步骤S230)，并且然后该例程结束。例如，预定值S1是比阈值Sref大3％、5％或7％的值。例如，预定值Pst1是比阈值Psp大7kW、8kW或9kW的值。
当在步骤S210中判定出PM沉积量Qpm等于或大于阈值Qpmref2时，电池50的容许上限比率Smax被设定为等于或小于阈值Sref的预定值S2(步骤S240)，阈值Pst被设定为大于预定值Pst1的预定值Pst2(步骤S250)，并且然后该例程结束。例如，预定值S2是比阈值Sref小5％、7％或10％的值。例如，预定值Pst2是比预定值Pst1大2kW、3kW或4kW的值。
以此方式，当PM沉积量Qpm等于或大于阈值Qpmref2时，电池50的容许上限比率Smax被设定为等于或小于阈值Sref的预定值S2，并且因此能够防止电池50的荷电状态SOC变得大于阈值Sref。因此，当PM沉积量Qpm等于或大于阈值Qpmref1并且过滤器温度Tf等于或高于阈值Tfref2时，即，当存在PM过滤器25将在执行发动机22的燃料切断时过热的可能性时，能够防止发动机22的燃料切断被允许。因此，能够防止PM过滤器25的颗粒物质燃烧并且防止PM过滤器25过热(防止过滤器温度Tf变得等于或大于过热温度Tfot)。因此，能够进一步保护PM过滤器25(基材25a或催化剂25b)。当PM沉积量Qpm小于阈值Qpmref2时，电池50的容许上限比率Smax被设定为大于阈值Sref的预定值S1，并且因此能够相对地扩大电池50的荷电状态SOC的容许范围。此时，当电池50的荷电状态SOC大于阈值Sref但PM过滤器25的颗粒物质的量相对较小时，通过图2所示的许可判定例程来允许发动机22的燃料切断。因此，即使当执行发动机22的燃料切断时，也认为当颗粒物质燃烧时产生的热量相对较小，并且PM过滤器25将会过热的可能性足够低。
当PM沉积量Qpm等于或大于阈值Qpmref2时，阈值Pst被设定为比当PM沉积量Qpm小于阈值Qpmref2时大的值。因此，当发动机22不因负荷而运转时，能够防止负荷运转(以及马达MG1的发电)开始。因此，能够令人满意地防止电池50的荷电状态SOC的上升并且令人满意地防止荷电状态SOC变得大于阈值Sref。
图4是示出发动机22的转速Ne或要求功率Pe*、发动机22的控制、电池50的荷电状态SOC或充电/放电电力Pb、PM沉积量Qpm以及过滤器温度Tf的时间变化的示例的示意图。在图4中，小于阈值Sref的值被用作预定值S2。如该图所示，当在时刻t11处在HV行驶模式中要求功率Pe*变得小于阈值Psp时，此时的电池50的荷电状态SOC等于或小于阈值Sref和容许上限比率Smax(预定值S1)，并且执行发动机22的燃料切断，但不执行使用马达MG1的发动机22的拖动。当发动机22的旋转停止时，行驶模式从HV行驶模式转换为EV行驶模式。当在时刻t12处在EV行驶模式中要求功率Pe*变得等于或大于阈值Pst(预定值Pst1)时，发动机22启动，行驶模式转换为HV行驶模式，并且开始发动机22的负荷运转和马达MG1的发电。当在时刻t13处PM沉积量Qpm变得等于或大于阈值Qpmref2时，阈值Pst被从预定值Pst1切换到大于预定值Pst1的预定值Pst2，并且容许上限比率Smax被从预定值S1切换到小于预定值S1的预定值S2。当电池50的荷电状态SOC由于容许上限比率Smax的下降而变得大于容许上限比率Smax时，发动机22及马达MG1和MG2被控制以使得促进电池50的放电。当在时刻t14处要求功率Pe*变得小于阈值Psp时，此时的电池50的荷电状态SOC(预定时间比率SOCa)大于容许上限比率Smax，并且执行发动机22的燃料切断和使用马达MG1的发动机22的拖动。因此，能够通过马达MG1的电力消耗来促进电池50的荷电状态SOC的下降。当在时刻t15处要求功率Pe*变得等于或大于阈值Pst时，开始发动机22的负荷运转和马达MG1的发电。当在时刻t16处满足过滤器再生条件，并且在时刻t17处要求功率Pe*变得小于阈值Psp时，此时的过滤器温度Tf等于或高于阈值Tfref2，禁止发动机22的燃料切断，并且开始无负荷运转。因此，能够防止PM过滤器25的颗粒物质燃烧并且防止PM过滤器25过热。因此，能够进一步保护PM过滤器25(基材25a或催化剂25b)。
在根据该实施例的上述混合动力车辆20中，当PM沉积量Qpm等于或大于比阈值Qpmref1小的阈值Qpmref2时，电池50的容许上限比率Smax被设定为预定值S2，所述预定值S2等于或小于阈值Sref。因此，能够防止电池50的荷电状态SOC变得大于阈值Sref。因此，当PM沉积量Qpm等于或大于阈值Qpmref1并且过滤器温度Tf等于或高于阈值Tfref2时，即，当存在PM过滤器25在执行发动机22的燃料切断时将会过热的可能性时，能够防止发动机22的燃料切断被允许并且防止PM过滤器25的颗粒物质被燃烧。因此，能够防止PM过滤器25过热并进一步保护PM过滤器25(基材25a或催化剂25b)。当PM沉积量Qpm小于阈值Qpmref2时，电池50的容许上限比率Smax被设定为大于阈值Sref的预定值S1。因此，能够相对地增大电池50的荷电状态SOC的容许范围。
在根据该实施例的混合动力车辆20中，当PM沉积量Qpm等于或大于阈值Qpmref2时，阈值Pst被设定为比当PM沉积量Qpm小于阈值Qpmref2时大的值。然而，阈值Pst可以被设定为固定值，而与PM沉积量Qpm无关。
在根据该实施例的混合动力车辆20中，当在HV行驶模式中要求发动机22的燃料切断，发动机22的燃料切断被允许，并且预定时间比率SOCa大于容许上限比率Smax时，执行发动机22的燃料切断和使用马达MG1的发动机22的拖动。在该情形中，当预定时间比率SOCa大于容许上限比率Smax时，能够令人满意地防止电池50的荷电状态SOC的上升(促进下降)。然而，当电池50的荷电状态SOC(逐渐变化的值)大于容许上限比率Smax时，可以执行发动机22的燃料切断和使用马达MG1的发动机22的拖动。在该情形中，当电池50的荷电状态SOC大于容许上限比率Smax时，能够更令人满意地防止电池50的荷电状态SOC的上升(促进下降)。
在根据该实施例的混合动力车辆20中，电池50被用作蓄电装置。然而，诸如电容器的任意装置可以被用作蓄电装置，只要其能够蓄电即可。
根据该实施例的混合动力车辆20包括发动机ECU 24、马达ECU40、电池ECU 52和HVECU 70，但是其中的至少两个可以被构造为单个电子控制单元。
在该实施例中，混合动力车辆20具有如下构造以进行换挡，即：发动机22和马达MG1经由行星齿轮30被连接至与驱动轮39a和39b连接的驱动轴36，并且马达MG2被连接至驱动轴36。然而，如在根据图5所示的改型示例的混合动力车辆120中，混合动力车辆120可以具有如下构造，即：马达MG经由变速器130连接至与驱动轮39a和39b连接的驱动轴36，并且发动机22经由离合器129连接至马达MG。即，只要是包括发动机(其中，去除颗粒物质的颗粒物质去除过滤器被附接至排气系统)、马达(其连接至发动机的输出轴)和蓄电装置(其将电力传输至马达以及从马达接收电力)的混合动力车辆的构造，就可以采用混合动力车辆的任意构造。
下面将描述实施例中的元件与权利要求中的元件之间的对应关系。实施例中的发动机22用作“发动机”，马达MG1用作“马达”，电池50用作“蓄电装置”，并且HVECU70、发动机ECU 24、马达ECU 40以及电池ECU 52用作“控制装置”。
本发明能够应用于制造混合动力车辆的行业。

Claims (4)

1.一种混合动力车辆，包括：
发动机，所述发动机的排气系统设置有过滤器，所述过滤器被构造成去除颗粒物质；
马达，所述马达被连接至所述发动机的输出轴；
蓄电装置，所述蓄电装置被构造成将电力传输至所述马达以及从所述马达接收电力；以及
控制装置，所述控制装置被构造成控制所述发动机和所述马达，使得所述蓄电装置的荷电状态变得等于或小于容许上限比率，
其中，所述控制装置被构造成：当所述蓄电装置的荷电状态大于第一预定比率，沉积在所述过滤器上的颗粒物质的量小于第一预定量，或者所述过滤器的温度低于预定温度时，允许所述发动机的燃料切断；以及当所述蓄电装置的荷电状态等于或小于所述第一预定比率，沉积在所述过滤器上的颗粒物质的量等于或大于所述第一预定量，并且所述过滤器的温度等于或高于所述预定温度时，禁止所述发动机的燃料切断，并且
其中，所述控制装置被构造成：当沉积在所述过滤器上的颗粒物质的量小于比所述第一预定量小的第二预定量时，将所述容许上限比率设定为比所述第一预定比率大的第二预定比率；以及当沉积在所述过滤器上的颗粒物质的量等于或大于所述第二预定量时，将所述容许上限比率设定为等于或小于所述第一预定比率的第三预定比率。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中，所述控制装置被构造成：当所述发动机没有因负荷而运转并且所述发动机的要求功率变得等于或大于阈值时，开始所述发动机的负荷运转和所述马达的发电，并且
其中，所述控制装置被构造成：当沉积在所述过滤器上的颗粒物质的量小于所述第二预定量时，将所述阈值设定为第一阈值；以及当沉积在所述过滤器上的颗粒物质的量等于或大于所述第二预定量时，将所述阈值设定为比所述第一阈值大的第二阈值。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆，其中，所述控制装置被构造成：当要求所述发动机的燃料切断，所述发动机的燃料切断被允许，并且预定时间比率大于所述容许上限比率时，执行所述发动机的燃料切断和使用所述马达的所述发动机的拖动，所述预定时间比率是在开始要求所述发动机的燃料切断时的所述蓄电装置的荷电状态。
4.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆，其中，所述控制装置被构造成：当要求所述发动机的燃料切断，所述发动机的燃料切断被允许，并且所述蓄电装置的荷电状态大于所述容许上限比率时，执行所述发动机的燃料切断和使用所述马达的所述发动机的拖动。
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