CN111137272A - 混合动力汽车 - Google Patents

Abstract

一种混合动力汽车，具备：发动机，所述发动机在排气系统中安装有去除颗粒状物质的过滤器；电动机，所述电动机与发动机的输出轴连接；以及蓄电装置，所述蓄电装置与电动机交换电力，基于行驶所要求的行驶用功率设定发动机的目标功率，并对发动机和电动机进行控制，以便从发动机输出目标功率并且基于行驶用功率进行行驶。并且，在堆积于过滤器的颗粒状物质的堆积量为预定量以上时，与堆积量小于预定量时相比，施加限制而对目标功率进行设定。

Description

混合动力汽车

技术领域

本发明涉及混合动力汽车，详细而言，涉及具备在排气系统中安装有去除颗粒状物质的过滤器的发动机的混合动力汽车。

背景技术

以往，作为这种混合动力汽车，提出了如下的混合动力汽车，所述混合动力汽车具备：发动机，所述发动机在排气系统中安装有去除颗粒状物质的过滤器；电动机，所述电动机与发动机的输出轴连接；以及蓄电池，所述蓄电池与电动机交换电力，其中，所述混合动力汽车进行过滤器的再生(例如参照日本特开2015-202832)。在该混合动力汽车中，在要求过滤器的再生时，与未要求过滤器的再生时相比，扩大蓄电池的剩余容量的控制范围，在使剩余容量与控制范围扩大前的下限值相比减少之后，使剩余容量与控制范围扩大前的上限值相比增加，之后，停止发动机的燃料喷射，并且利用电动机使发动机转动。在停止发动机的燃料喷射时，通过向过滤器供给含有氧的空气并使颗粒状物质燃烧，从而进行过滤器的再生。

在上述混合动力汽车中，在为了进行过滤器的再生而停止发动机的燃料喷射时，由于因堆积于过滤器的颗粒状物质的燃烧引起的过滤器的温度上升，有可能会使过滤器损伤。

发明内容

本发明的混合动力汽车的主要目的在于抑制过滤器的损伤。

为了达成上述主要目的，本发明的混合动力汽车采用以下手段。

本发明的混合动力汽车的主旨在于具备：发动机，所述发动机在排气系统中安装有去除颗粒状物质的过滤器；电动机，所述电动机与所述发动机的输出轴连接；蓄电装置，所述蓄电装置与所述电动机交换电力；以及控制装置，所述控制装置基于行驶所要求的行驶用功率设定所述发动机的目标功率，并对所述发动机和所述电动机进行控制，以便从所述发动机输出所述目标功率并且基于所述行驶用功率进行行驶，其中，在堆积于所述过滤器的颗粒状物质的堆积量为预定量以上时，与所述堆积量小于所述预定量时相比，所述控制装置施加限制而对所述目标功率进行设定。

在该本发明的混合动力汽车中，基于行驶所要求的行驶用功率设定发动机的目标功率，并对发动机和电动机进行控制，以便从发动机输出目标功率并且基于行驶用功率进行行驶。并且，在堆积于过滤器的颗粒状物质的堆积量为预定量以上时，与堆积量小于预定量时相比，施加限制而对目标功率进行设定。由此，在堆积量为预定量以上时，能够抑制进行发动机的燃料喷射时的过滤器的温度上升，并抑制之后进行燃料切断时的过滤器的过热。结果，能够抑制过滤器的损伤。

在这样的本发明的混合动力汽车中，也可以是，在所述堆积量为所述预定量以上时，在所述堆积量较多时，与所述堆积量较小时相比，所述控制装置施加严格的限制而对所述目标功率进行设定。发明人通过实验、解析确认了如下情况：堆积量越多，则过滤器有可能损伤的区域越会向过滤器的温度的低温侧扩大。因此，通过像这样设定目标功率，从而能够更适当地抑制过滤器的损伤。

在本发明的混合动力汽车中，也可以是，在所述堆积量为所述预定量以上时，与所述堆积量小于所述预定量时相比，所述控制装置将所述发动机的容许上限功率设定为较小，并基于所述行驶用功率在所述容许上限功率以下的范围内对所述目标功率进行设定。这样一来，在堆积量为预定量以上时，与堆积量小于预定量时相比，能够施加使容许上限功率变小这样的限制而对目标功率进行设定。

在将目标功率设定在发动机的容许上限功率以下的范围内的方案的本发明的混合动力汽车中，也可以是，在所述容许上限功率较小时，与所述容许上限功率较大时相比，所述控制装置将所述发动机的容许上限转速设定为较小，并对所述发动机进行控制，以使所述发动机的转速成为所述容许上限转速以下。发明人通过实验、解析确认了如下情况：发动机的转速越大，则输出同一功率所需的吸入空气量变得越多，另外，吸入空气量越多，则过滤器的温度越容易成为高温。因此，通过像这样设定发动机的容许上限转速并且在容许上限转速以下的范围内对发动机进行控制，从而能够抑制从发动机输出目标功率时的过滤器温度的上升。

在对发动机进行控制以使发动机的转速成为容许上限转速以下的方案的本发明的混合动力汽车中，也可以是，所述混合动力汽车还具备：行星齿轮，所述行星齿轮的三个旋转构件以在共线图中按照所述电动机、所述发动机、连结于车轴的驱动轴的顺序排列的方式与所述发动机、所述电动机及所述驱动轴连接；以及第二电动机，所述第二电动机与所述驱动轴连接，并且与所述蓄电装置交换电力，所述控制装置基于所述容许上限转速、所述电动机的容许转速范围及所述行星齿轮的旋转构件的容许转速范围对容许上限车速进行设定，并对所述发动机、所述电动机及所述第二电动机进行控制，以使车速成为所述容许上限车速以下。这样一来，能够抑制电动机、行星齿轮的旋转构件成为过旋转。

另外，在对发动机进行控制以使发动机的转速成为容许上限转速以下的方案的本发明的混合动力汽车中，也可以是，所述混合动力汽车还具备：变速器，所述变速器的输出轴与连结于车轴的驱动轴连接；行星齿轮，所述行星齿轮的三个旋转构件以在共线图中按照所述电动机、所述发动机、所述变速器的输入轴的顺序排列的方式与所述发动机、所述电动机及所述输入轴连接；以及第二电动机，所述第二电动机与所述驱动轴连接，并且与所述蓄电装置交换电力，所述控制装置基于所述容许上限转速、所述电动机的容许转速范围及所述行星齿轮的容许转速范围对容许下限变速挡进行设定，并对所述变速器进行控制，以使所述变速器的变速挡成为所述容许下限变速挡以上。这样一来，能够抑制电动机、行星齿轮的旋转构件成为过旋转。

在本发明的混合动力汽车中，也可以是，所述控制装置在施加所述限制而对所述目标功率进行设定的情况下，在不能通过所述行驶用功率行驶时，告知输出不足的信息，在能够通过所述行驶用功率行驶时，不告知所述输出不足的信息。这样一来，能够向驾驶员告知基于施加限制而对目标功率进行设定这一情况的输出不足。另外，在施加限制而对目标功率进行设定的情况下，与不论是否能够通过行驶用功率行驶均告知输出不足的信息的情况相比，能够抑制输出不足的告知的频度过量。

在根据需要告知输出不足的信息的方案的本发明的混合动力汽车中，也可以是，所述控制装置在施加所述限制而对所述目标功率进行设定的情况下，在基于所述行驶用功率的判定用功率大于阈值时，告知所述输出不足的信息，在所述判定用功率为所述阈值以下时，不告知所述输出不足的信息，在要求所述蓄电装置的强制充电时，与未要求所述蓄电装置的强制充电时相比，所述阈值被设定为较小值。这样一来，通过考虑是否要求蓄电装置的强制充电，从而能够更适当地判定是否告知输出不足的信息。在该情况下，也可以是，在未要求所述蓄电装置的强制充电时，所述阈值被设定为所述发动机的容许上限功率与所述蓄电装置的容许输出电力之和，在要求所述蓄电装置的强制充电时，所述阈值被设定为所述发动机的容许上限功率。

另外，在根据需要告知输出不足的信息的方案的本发明的混合动力汽车中，也可以是，所述控制装置在施加所述限制而对所述目标功率进行设定的情况下，考虑向所述发动机吸入的空气的空气密度和所述蓄电装置的充放电要求功率与实际的充放电要求功率的偏差中的至少一方，对所述行驶用功率进行修正，从而设定所述判定用功率。这样一来，通过考虑向发动机吸入的空气的空气密度、蓄电装置的充放电要求功率与实际的充放电要求功率的偏差，并考虑是否要求蓄电装置的强制充电，从而能够更适当地判定是否告知输出不足的信息。

附图说明

以下，参照附图，对本发明的示例性的实施例的特征、优点及技术和工业上的意义进行说明，其中，相同的附图标记表示相同的部件，并且，其中：

图1是示出作为本发明的一实施例的混合动力汽车20的结构的概略的结构图。

图2是示出由HVECU70执行的目标运转点设定例程的一例的流程图。

图3是示出容许上限功率设定用映射的一例的说明图。

图4是示出PM堆积量Qpm、过滤器温度Tf及过滤器损伤区域的关系的一例的说明图。

图5是示出发动机22的动作线的一例与设定临时目标转速Netmp的情形的说明图。

图6是示出容许上限转速设定用映射的一例的说明图。

图7是示出关于发动机22的目标功率Pe*的等功率线与关于发动机22的吸入空气量Qa的等空气量线的关系的一例的说明图。

图8是示出由HVECU70执行的告知例程的一例的流程图。

图9是示出由HVECU70执行的容许上限转矩设定例程的一例的流程图。

图10是示出发动机22的性能起因上下限转速Nemax(co)、Nemin(co)与车速V的关系的一例的说明图。

图11是示出容许上限转矩设定用映射的一例的说明图。

图12是示出变形例的混合动力汽车120的结构的概略的结构图。

图13是示出由HVECU70执行的变速器控制例程的一例的流程图。

图14是示出容许下限变速挡设定用映射的一例的说明图。

图15是示出变形例的混合动力汽车220的结构的概略的结构图。

具体实施方式

接着，使用实施例来说明用于实施本发明的形态。

图1是示出作为本发明的一实施例的混合动力汽车20的结构的概略的结构图。如图示那样，实施例的混合动力汽车20具备发动机22、行星齿轮30、电动机MG1、MG2、变换器41、42、作为蓄电装置的蓄电池50及混合动力用电子控制单元(以下，称为“HVECU”)70。

发动机22构成为将汽油、轻油等作为燃料并输出动力的内燃机，经由减振器28与行星齿轮30的齿轮架连接。在发动机22的排气系统中安装有净化装置25和颗粒状物质去除过滤器(以下，称为“PM过滤器”)25f。净化装置25具有净化发动机22的排气中的未燃烧燃料、氮氧化物的催化剂25a。PM过滤器25f利用陶瓷、不锈钢等形成为多孔质过滤器，并捕捉排气中的烟尘等颗粒状物质(PM：Particulate Matter)。发动机22利用发动机用电子控制单元(以下，称为“发动机ECU”)24进行运转控制。

虽然未进行图示，但发动机ECU24构成为以CPU为中心的微处理器，除了CPU之外，还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口、通信端口。经由输入端口向发动机ECU24输入对发动机22进行运转控制所需的来自各种传感器的信号。作为向发动机ECU24输入的信号，例如可以列举来自检测发动机22的曲轴26的旋转位置的曲轴位置传感器23a的曲轴角θcr、来自检测发动机22的冷却水的温度的水温传感器23b的冷却水温Tw。另外，也可以列举来自发动机22的排气系统中的与净化装置25相比安装于上游侧的空燃比传感器25b的空燃比AF、来自发动机22的排气系统中的与净化装置25相比安装于下游侧的氧传感器25c的氧信号O2。而且，也可以列举来自检测PM过滤器25f的前后的压力差(上游侧与下游侧的压力差)的压力差传感器25g的压力差ΔP。从发动机ECU24经由输出端口输出用于对发动机22进行运转控制的各种控制信号。发动机ECU24经由通信端口与HVECU70连接。

发动机ECU24基于来自曲轴位置传感器23a的曲轴角θcr对发动机22的转速Ne进行运算，或基于来自水温传感器23b的冷却水温Tw等对催化剂25a的温度(催化剂温度)Tc进行运算(推定)。另外，发动机ECU24基于来自空气流量计(省略图示)的吸入空气量Qa和发动机22的转速Ne对体积效率(在一次循环中实际吸入的空气的容积相对于发动机22的每一次循环的行程容积的容积比)KL进行运算。而且，发动机ECU24基于来自压力差传感器25g的压力差ΔP对作为堆积于PM过滤器25f的颗粒状物质的堆积量的PM堆积量Qpm进行运算，或基于发动机22的转速Ne、体积效率KL对作为PM过滤器25f的温度的过滤器温度Tf进行运算。

行星齿轮30构成为单小齿轮式的行星齿轮机构，并具有太阳轮、齿圈、分别啮合于太阳轮及齿圈的多个小齿轮、以及将多个小齿轮支承为自转(旋转)且公转自如的齿轮架。电动机MG1的转子与行星齿轮30的太阳轮连接。经由差动齿轮38连结于驱动轮39a、39b的驱动轴36与行星齿轮30的齿圈连接。如上所述，发动机22的曲轴26经由减振器28与行星齿轮30的齿轮架连接。因此，可以说，电动机MG1、发动机22、驱动轴36及电动机MG2以在行星齿轮30的共线图中按照该顺序排列的方式与作为行星齿轮30的三个旋转构件的太阳轮、齿轮架、齿圈连接。

电动机MG1例如构成为同步发电电动机，如上所述，转子与行星齿轮30的太阳轮连接。电动机MG2例如构成为同步发电电动机，转子与驱动轴36连接。变换器41、42用于电动机MG1、MG2的驱动，并且经由电力线54与蓄电池50连接。在电力线54上安装有平滑用的电容器57。通过利用电动机用电子控制单元(以下，称为“电动机ECU”)40对变换器41、42的未图示的多个开关元件进行开关控制，从而对电动机MG1、MG2进行旋转驱动。

虽然未进行图示，但电动机ECU40构成为以CPU为中心的微处理器，除了CPU之外，还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口、通信端口。经由输入端口向电动机ECU40输入对电动机MG1、MG2进行驱动控制所需的来自各种传感器的信号，例如输入来自检测电动机MG1、MG2的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器43、44的旋转位置θm1、θm2、来自检测在电动机MG1、MG2的各相中流动的电流的电流传感器45u、45v、46u、46v的相电流Iu1、Iv1、Iu2、Iv2等。从电动机ECU40经由输出端口输出向变换器41、42的多个开关元件的开关控制信号等。电动机ECU40经由通信端口与HVECU70连接。电动机ECU40基于来自旋转位置检测传感器43、44的电动机MG1、MG2的转子的旋转位置θm1、θm2，运算电动机MG1、MG2的电角度θe1、θe2、角速度ωm1、ωm2、转速Nm1、Nm2。

蓄电池50例如构成为锂离子二次电池、镍氢二次电池，并与电力线54连接。该蓄电池50由蓄电池用电子控制单元(以下，称为“蓄电池ECU”)52管理。

虽然未进行图示，但蓄电池ECU52构成为以CPU为中心的微处理器，除了CPU之外，还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口、通信端口。经由输入端口向蓄电池ECU52输入管理蓄电池50所需的来自各种传感器的信号。作为向蓄电池ECU52输入的信号，例如可以列举来自安装于蓄电池50的端子间的电压传感器51a的蓄电池50的电压Vb、来自安装于蓄电池50的输出端子的电流传感器51b的蓄电池50的电流Ib、来自安装于蓄电池50的温度传感器51c的蓄电池50的温度Tb。蓄电池ECU52经由通信端口与HVECU70连接。蓄电池ECU52基于来自电流传感器51b的蓄电池50的电流Ib的累计值运算蓄电比例SOC，或基于运算出的蓄电比例SOC和来自温度传感器51c的蓄电池50的温度Tb运算蓄电池50的输入输出限制Win、Wout。蓄电比例SOC为能够从蓄电池50放电的电力量相对于蓄电池50的全部容量的比例，输入输出限制Win、Wout为可以对蓄电池50进行充放电的容许输入输出电力。

虽然未进行图示，但HVECU70构成为以CPU为中心的微处理器，除了CPU之外，还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口、通信端口。经由输入端口向HVECU70输入来自各种传感器的信号。作为向HVECU70输入的信号，例如可以列举来自点火开关80的点火信号、来自检测变速杆81的操作位置的挡位传感器82的挡位SP。另外，也可以列举来自检测加速器踏板83的踩踏量的加速器踏板位置传感器84的加速器开度Acc、来自检测制动器踏板85的踩踏量的制动器踏板位置传感器86的制动器踏板位置BP、来自车速传感器88的车速V。从HVECU70经由输出端口输出向显示各种信息的显示器89的控制信号等。如上所述，HVECU70经由通信端口与发动机ECU24、电动机ECU40、蓄电池ECU52连接。

像这样构成的实施例的混合动力汽车20以伴随着发动机22的旋转而行驶的混合动力行驶模式(HV行驶模式)、伴随着发动机22的旋转停止而行驶的电动行驶模式(EV行驶模式)进行行驶。

当在HV行驶模式下加速器接通时，HVECU70基于加速器开度Acc和车速V设定行驶所要求的(驱动轴36所要求的)行驶用转矩Td*，使设定的行驶用转矩Td*乘以驱动轴36的转速Nd(电动机MG2的转速Nm2)，计算行驶所要求的行驶用功率Pd*。接着，从行驶用功率Pd*中减去蓄电池50的充放电要求功率Pb*(从蓄电池50放电时为正值)，对发动机22所要求的要求功率Petag进行运算，并且基于运算出的发动机22的要求功率Petag设定发动机22的目标功率Pe*，并设定作为发动机22的目标运转点的目标转速Ne*及目标转矩Te*，以便从发动机22输出目标功率Pe*。随后叙述发动机22的目标功率Pe*、目标转速Ne*及目标转矩Te*的设定方法的详细内容。

接着，设定电动机MG1的转矩指令Tm1*，以便在蓄电池50的输入输出限制Win、Wout的范围内使发动机22的转速Ne成为目标转速Ne*，并且，基于行驶用转矩Td*和电动机MG1的转矩指令Tm1*设定电动机MG2的转矩指令Tm2*，以便向驱动轴36输出行驶用转矩Td*(行驶用功率Pd*)。然后，向发动机ECU24发送发动机22的目标转速Ne*、目标转矩Te*，并且向电动机ECU40发送电动机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*。发动机ECU24在接收到发动机22的目标转速Ne*及目标转矩Te*时，对发动机22进行运转控制(吸入空气量控制、燃料喷射控制、点火控制等)，以使发动机22基于目标转速Ne*及目标转矩Te*进行运转。电动机ECU40在接收到电动机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*时，对变换器41、42的多个开关元件进行开关控制，以使电动机MG1、MG2以转矩指令Tm1*、Tm2*进行驱动。

当在HV行驶模式下加速器断开时，HVECU70基于车速V设定行驶用转矩Td*(基本上为负值)，并设定电动机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*，以便通过发动机22的燃料切断、基于电动机MG1的发动机22的转动及电动机MG2的再生驱动，或者通过发动机22的自主运转和电动机MG2的再生驱动，在蓄电池50的输入输出限制Win、Wout的范围内向驱动轴36输出行驶用转矩Td*。然后，向发动机ECU24发送发动机22的燃料切断指令或自主运转指令，并且向电动机ECU40发送电动机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*。发动机ECU24在接收到燃料切断指令时，停止发动机22的燃料喷射控制及点火控制，在接收到自主运转指令时，对发动机22进行运转控制，以使发动机22进行自主运转。由电动机ECU40进行的对变换器41、42的控制如上所述。

在EV行驶模式下，HVECU70基于加速器开度Acc和车速V设定行驶用转矩Td*，将电动机MG1的转矩指令Tm1*设定为值0，并且设定电动机MG2的转矩指令Tm2*，以便在蓄电池50的输入输出限制Win、Wout的范围内向驱动轴36输出行驶用转矩Td*，HVECU70向电动机ECU40发送电动机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*。由电动机ECU40进行的对变换器41、42的控制如上所述。

另外，在实施例的混合动力汽车20中，在HV行驶模式下，在用于使PM过滤器25f再生的过滤器再生条件成立时，在将加速器断开并进行发动机22的燃料切断(及基于电动机MG1的发动机22的转动)时，通过向PM过滤器25f供给空气(氧)并使堆积于PM过滤器25f的颗粒状物质燃烧，从而进行PM过滤器25f的再生。在此，作为过滤器再生条件，使用PM堆积量Qpm为阈值Qpmref1以上且PM过滤器25f的过滤器温度Tf为阈值Tfref以上的条件。阈值Qpmref是用于判断是否需要PM过滤器25f的再生的阈值，例如使用3g/L、4g/L、5g/L等。阈值Tfref是用于判断过滤器温度Tf是否已到达适合PM过滤器25f的再生的可再生温度的阈值，例如使用580℃、600℃、620℃等。

接着，说明像这样构成的实施例的混合动力汽车20的动作、特别是设定作为发动机22的目标运转点的目标转速Ne*及目标转矩Te*时的动作。图2是示出由HVECU70执行的目标运转点设定例程的一例的流程图。当在HV行驶模式下加速器接通时，反复执行该例程。

在执行图2的目标运转点设定例程时，HVECU70首先输入PM堆积量Qpm、发动机22的要求功率Petag等数据(步骤S100)。在此，作为PM堆积量Qpm，通过通信输入利用发动机ECU24运算出的值。如上所述，作为发动机22的要求功率Petag，输入基于行驶用功率Pd*和蓄电池50的充放电要求功率Pb*而设定的值，该行驶用功率Pd*是基于加速器开度Acc和车速V的值。

在像这样输入数据时，基于输入的PM堆积量Qpm设定发动机22的容许上限功率Pemax(步骤S110)，以容许上限功率Pemax对发动机22的要求功率Petag进行限制(上限保护)，并设定发动机22的目标功率Pe*(步骤S120)。

在此，在实施例中，作为发动机22的容许上限功率Pemax，预先设定PM堆积量Qpm与容许上限功率Pemax的关系并将该关系作为容许上限功率设定用映射而预先存储在未图示的ROM中，在赋予PM堆积量Qpm时，从该映射导出对应的容许上限功率Pemax。图3是示出容许上限功率设定用映射的一例的说明图。如图示那样，作为容许上限功率Pemax，在PM堆积量Qpm小于阈值Qpmref2的区域设定发动机22的额定输出Perat，在PM堆积量Qpm为阈值Qpmref2以上的区域，在小于发动机22的额定输出Perat的范围内设定成PM堆积量Qpm越多，则容许上限功率Pemax变得越小。将阈值Qpmref2确定为即使之后进行发动机22的燃料切断也不存在PM过滤器25f损伤的可能性的PM堆积量Qpm的上限，可以使用与上述阈值Qpmref1相同或比上述阈值Qpmref1稍小的值。

以下，说明将发动机22的容许上限功率Pemax设定为图3那样的倾向的理由。图4是示出PM堆积量Qpm、过滤器温度Tf及PM过滤器25f有可能损伤的区域(以下，称为“过滤器损伤区域”)的关系的一例的说明图。发明人通过实验、解析确认了如下情况：如图示那样，过滤器损伤区域处于PM堆积量Qpm为阈值Qpmref2以上的范围内，且PM堆积量Qpm越多，则越会向过滤器温度Tf的低温侧扩大。另外，还确认了如下情况：在进行发动机22的燃料切断时，由于堆积于PM过滤器25f的颗粒状物质的燃烧，与进行着发动机22的燃料喷射时相比，过滤器温度Tf容易成为高温。而且，还确认了如下情况：在进行着发动机22的燃料喷射时，发动机22的吸入空气量Qa越多，则发动机22的输出变得越大，过滤器温度Tf越容易成为高温。因此，将发动机22的容许上限功率Pemax设定为图3那样的倾向，即，设定为在PM堆积量Qpm为阈值Qpmref2以上的区域，PM堆积量Qpm越多，则容许上限功率Pemax变得越小，以所设定的容许上限功率Pemax对发动机22的要求功率Petag进行上限保护，设定发动机22的目标功率Pe*并对发动机22进行控制，由此，在之后进行发动机22的燃料切断时，能够抑制过滤器温度Tf到达过滤器损伤区域，能够抑制PM过滤器25f损伤。此外，发动机22的燃料切断例如在将加速器断开时与基于电动机MG1的发动机22的转动一起进行。

当在步骤S120中设定发动机22的目标功率Pe*时，基于所设定的发动机22的目标功率Pe*和用于使发动机22高效地运转的动作线，设定作为发动机22的目标转速Ne*的临时值的临时目标转速Netmp(步骤S130)。图5是示出发动机22的动作线的一例和设定临时目标转速Netmp的情形的说明图。通过将发动机22的目标功率Pe*恒定的曲线与发动机22的动作线的交点处的转速Ne1设定为临时目标转速Netmp，从而进行发动机22的临时目标转速Netmp的设定处理。

接着，基于发动机22的容许上限功率Pemax设定发动机22的容许上限转速Nemax(步骤S140)，以容许上限转速Nemax对发动机22的临时目标转速Netmp进行限制(上限保护)，并设定发动机22的目标转速Ne*(步骤S150)，使发动机22的目标功率Pe*除以发动机22的目标转速Ne*而对发动机22的目标转矩Te*进行运算(步骤S160)，并结束本例程。

在此，在实施例中，作为发动机22的容许上限转速Nemax，预先设定容许上限功率Pemax与容许上限转速Nemax的关系并将该关系作为容许上限转速设定用映射而预先存储在未图示的ROM中，在赋予容许上限功率Pemax时，从该映射导出对应的容许上限转速Nemax并进行设定。图6是示出容许上限转速设定用映射的一例的说明图。如图示那样，将发动机22的容许上限转速Nemax设定为发动机22的容许上限功率Pemax越小，则容许上限转速Nemax越小。

以下，说明将发动机22的容许上限转速Nemax设定为图6那样的倾向的理由。图7是示出关于发动机22的目标功率Pe*的等功率线与关于发动机22的吸入空气量Qa的等空气量线的关系的一例的说明图。发明人通过实验、解析确认了如下情况：如图示那样，发动机22的转速Ne越大，则输出同一功率所需的吸入空气量Qa变得越多。并且，如上所述，发动机22的吸入空气量Qa越多，则过滤器温度Tf越容易成为高温。因此，通过将发动机22的容许上限转速Nemax设定为图6那样的倾向，即设定为发动机22的容许上限功率Pemax越小，则容许上限转速Nemax变得越小，从而能够抑制从发动机22输出目标功率Pe*时的过滤器温度Tf的上升。

在以上说明的实施例的混合动力汽车20中，在PM堆积量Qpm为阈值Qpmref2以上时，与PM堆积量Qpm小于阈值Qpmref2时相比，将发动机22的容许上限功率Pemax设定为较小，基于行驶用功率Pd*在发动机22的容许上限功率Pemax以下的范围内设定发动机22的目标功率Pe*并对发动机22进行控制。由此，在之后进行发动机22的燃料切断时，能够抑制过滤器温度Tf到达过滤器损伤区域，能够抑制PM过滤器25f损伤。

在实施例的混合动力汽车20中，在PM堆积量Qpm为阈值Qpmref2以上时，在小于发动机22的额定输出Perat的范围内，将发动机22的容许上限功率Pemax设定为PM堆积量Qpm越多，则容许上限功率Pemax变得越小。但是，在PM堆积量Qpm为阈值Qpmref2以上时，只要处于小于发动机22的额定输出Perat的范围内，则也可以构成为不论PM堆积量Qpm如何均使用同样的值。

在实施例的混合动力汽车20中，在PM堆积量Qpm为阈值Qpmref2以上时，与PM堆积量Qpm小于阈值Qpmref2时相比，将发动机22的容许上限功率Pemax设定为较小，以容许上限功率Pemax对发动机22的要求功率Petag进行限制(上限保护)并设定发动机22的目标功率Pe*。但是，也可以是，在PM堆积量Qpm小于阈值Qpmref2时，将发动机22的要求功率Petag设定为目标功率Pe*，在PM堆积量Qpm为阈值Qpmref2以上时，将使发动机22的要求功率Petag乘以比值1小的修正系数kp而得到的值设定为发动机22的目标功率Pe*。在该情况下，系数kp既可以被确定为PM堆积量Qpm越多，则该系数kp变得越小，也可以构成为不论PM堆积量Qpm如何均使用同样的值。

在实施例的混合动力汽车20中，将发动机22的容许上限转速Nemax设定为发动机22的容许上限功率Pemax越小，则容许上限转速Nemax变得越小，但也可以构成为不论发动机22的容许上限功率Pemax如何均使用同样的值作为发动机22的容许上限转速Nemax。

在实施例的混合动力汽车20中，虽然未进行说明，但当在图2的目标运转点设定例程中设定的发动机22的容许上限功率Pemax小于额定输出Perat时，HVECU70也可以与该例程并行地反复执行图8的告知例程。

在执行图8的告知例程时，HVECU70首先输入蓄电池50的电压Vb、蓄电比例SOC、输出限制Wout、发动机22的容许上限功率Pemax(步骤S200)。在此，作为蓄电池50的电压Vb，输入利用电压传感器51a检测出的值。作为蓄电池50的蓄电比例SOC、输出限制Wout，通过通信输入利用蓄电池ECU52运算出的值。如上所述，作为行驶用功率Pd*，输入基于加速器开度Acc和车速V而设定的值。作为发动机22的容许上限功率Pemax，输入通过图2的目标运转点设定例程设定的值。

在像这样输入数据时，使用输入的蓄电池50的电压Vb及蓄电比例SOC来判定是否要求蓄电池50的强制充电(步骤S210)。例如，通过将蓄电池50的电压Vb与容许下限电压Vbmin进行比较，并且将蓄电池50的蓄电比例SOC与容许下限比例Slo进行比较，从而进行该判定处理。作为蓄电池50的容许下限电压Vbmin，使用比蓄电池50的额定电压Vbrat充分低的值，作为蓄电池50的容许下限比例Slo，例如使用30％、35％、40％等。

此外，在要求蓄电池50的强制充电时，将在负的范围内充分小的(作为绝对值较大的)值设定为蓄电池50的充放电要求功率Pb*，使发动机22的要求功率Petag比行驶用功率Pd*充分大。由此，将发动机22的容许上限功率Pemax比行驶用功率Pd*大作为条件，发动机22的目标功率Pe*、即来自发动机22的功率变得比行驶用功率Pd*大，强制性地对蓄电池50进行充电。结果，能够抑制蓄电池50的过放电。

当在步骤S210中未要求蓄电池50的强制充电时，将发动机22的容许上限功率Pemax与蓄电池50的输出限制Wout之和设定为在是否能够向驱动轴36输出行驶用功率Pd*并进行行驶的判定中使用的阈值Pref(步骤S220)，在要求蓄电池50的强制充电时，将发动机22的容许上限功率Pemax设定为阈值Pref(步骤S230)。这是因为，前者可以在蓄电池50的输出限制Wout的范围内从蓄电池50放电，相对于此，后者并不优选从蓄电池50放电。

接着，基于行驶用功率Pd*设定判定用功率Pjdg(步骤S240)。在此，判定用功率Pjdg例如如式(1)所示，能够通过对行驶用功率Pd*实施使用了修正值α1和修正值α2的修正来进行运算，所述修正值α1是基于发动机22的吸入空气的空气密度的修正值，所述修正值α2是基于蓄电池50的充放电要求功率Pb*与实际的充放电功率Pb的偏差ΔPb的修正值。使用修正值α1的原因在于：发动机22相对于同一目标功率Pe*的输出会根据发动机22的吸入空气的空气密度(依赖于气温、标高)而不同，会给向驱动轴36输出的功率带来影响。使用修正值α2的原因在于：蓄电池50的充放电要求功率Pb*与实际的充放电功率Pb的偏差ΔPb会给向驱动轴36输出的功率带来影响。

Pjdg＝Pd*·α1+α2 (1)

接着，将判定用功率Pjdg与判定阈值Pref进行比较(步骤S250)。并且，在判定用功率Pjdg大于阈值Pref时，判断为不能向驱动轴36输出行驶用功率Pd*并进行行驶，在显示器89显示基于发动机22的容许上限功率Pemax小于额定输出Perat这一情况的输出不足的信息(步骤S260)，并结束本例程。由此，能够向驾驶员告知基于发动机22的容许上限功率Pemax小于额定输出Perat这一情况的输出不足的信息。

当在步骤S250中判定用功率Pjdg为阈值Pref以下时，判断为能够向驱动轴36输出行驶用功率Pd*并进行行驶，不在显示器89显示输出不足的信息地结束本例程。由此，在发动机22的容许上限功率Pemax小于额定输出Perat时，与不论行驶用功率Pd*、判定用功率Pjdg如何均告知输出不足的信息的情况相比，能够抑制输出不足的信息的告知的频度过量。

在该变形例中，在发动机22的容许上限功率Pemax小于额定输出Perat时，在判定用功率Pjdg大于阈值Pref时，告知输出不足的信息，在判定用功率Pjdg为阈值Pref以下时，不告知输出不足的信息。也可以代替该情况，在发动机22的容许上限功率Pemax小于额定输出Perat时，不论行驶用功率Pd*、判定用功率Pjdg如何，均告知发动机22的容许上限功率Pemax小于额定输出Perat的信息(有可能由此产生输出不足的信息)。

另外，在该变形例中，对行驶用功率Pd*实施使用了修正值α1、α2的修正而对判定用功率Pjdg进行设定，但既可以对行驶用功率Pd*实施仅使用了修正值α1、α2中的任一个的修正而对判定用功率Pjdg进行设定，也可以将行驶用功率Pd*直接设定为判定用功率Pjdg。

在实施例的混合动力汽车20中，虽然未进行说明，但HVECU70也可以与图2的目标运转点设定例程等并行地执行图9的容许上限转矩设定例程。在HV行驶模式时反复执行该例程。

在执行图9的容许上限转矩设定例程时，HVECU70首先输入在图2的目标运转点设定例程中设定的发动机22的容许上限转速Nemax(步骤S300)，基于输入的发动机22的容许上限转速Nemax设定容许上限车速Vmax(步骤S310)。图10是示出基于发动机22、电动机MG1、行星齿轮30的小齿轮的性能的发动机22的上下限转速(以下，称为“性能起因上下限转速”)Nemax(co)、Nemin(co)与车速V的关系的一例的说明图。

如图示那样，作为发动机22的性能起因上限转速Nemax(co)，设定发动机22的额定转速Nerat、基于电动机MG1的性能的发动机22的上限转速Nemax(mg1)以及基于行星齿轮30的小齿轮的性能的发动机22的上限转速Nemax(pin)中的最小值。在此，在使用电动机MG1的正侧的额定转速Nm1rat1、行星齿轮30的齿轮比ρ(太阳轮的齿数/齿圈的齿数)以及用于将车速V换算为驱动轴36的转速Nd的换算系数kv时，基于电动机MG1的性能的发动机22的上限转速Nemax(mg1)与车速V具有式(2)的关系。另外，在使用小齿轮的正侧的额定转速Npinrat1、行星齿轮30的相对于小齿轮33的齿轮比γ以及换算系数kv时，基于行星齿轮30的小齿轮的性能的发动机22的上限转速Nemax(pin)与车速V具有式(3)的关系。

Nemax(mg1)＝ρ·Nm1rat1/(1+ρ)+V·k/(1+ρ) (2)

Nemax(pin)＝V·k+γ·Npinrat1 (3)

另外，如图示那样，作为发动机22的性能起因下限转速Nemin(co)，设定值0、基于电动机MG1的性能的发动机22的下限转速Nemin(mg1)以及基于行星齿轮30的小齿轮的性能的发动机22的下限转速Nemin(pin)中的最大值。在此，在使用电动机MG1的负侧的额定转速Nm1rat2、行星齿轮30的齿轮比ρ以及换算系数kv时，基于电动机MG1的性能的发动机22的下限转速Nemin(mg1)与车速V具有式(4)的关系。另外，在使用小齿轮的负侧的额定转速Npinrat2、行星齿轮30的相对于小齿轮33的齿轮比γ以及换算系数kv时，基于行星齿轮30的小齿轮的性能的发动机22的下限转速Nemin(pin)与车速V具有式(5)的关系。

Nemin(mg1)＝ρ·Nm1rat2/(1+ρ)+V·k/(1+ρ) (4)

Nemin(pin)＝V·k+γ·Npinrat2 (5)

在步骤S310的处理中，使用在图2的目标运转点设定例程中设定的(在步骤S300中输入的)发动机22的容许上限转速Nemax和图10，将发动机22的容许上限转速Nemax与性能起因下限转速Nemin(co)的交点设定为容许上限车速Vmax。这样一来，能够基于电动机MG1、行星齿轮30的小齿轮的性能，在能够抑制它们的过旋转的范围内对容许上限车速Vmax进行设定。

在像这样设定容许上限车速Vmax时，基于所设定的容许上限车速Vmax设定容许上限转矩Tdmax(步骤S320)，并结束本例程。在此，在该变形例中，作为容许上限转矩Tdmax，预先设定容许上限车速Vmax与容许上限转矩Tdmax的关系并将该关系作为容许上限转矩设定用映射而预先存储在未图示的ROM中，在赋予容许上限车速Vmax时，从该映射导出对应的容许上限转矩Tdmax并进行设定。图11是示出容许上限转矩设定用映射的一例的说明图。容许上限转矩Tdmax如图示那样被设定成车速V越高，则容许上限转矩Tdmax变得越小。在像这样设定容许上限转矩Tdmax时，基于加速器开度Acc和车速V在容许上限转矩Tdmax以下的范围内设定行驶用转矩Td*。这样一来，通过根据车速V对行驶用转矩Td*进行限制，从而能够抑制车速V超过容许上限车速Vmax。结果，能够抑制电动机MG1、行星齿轮30的小齿轮的过旋转。

在实施例的混合动力汽车20中，行星齿轮30及电动机MG2连接于与驱动轮39a、39b连结的驱动轴36，但也可以如图12的变形例的混合动力汽车120所示，在驱动轴36与连接有行星齿轮30及电动机MG2的中间轴128之间设置变速器130。

变速器130具有输入轴、输出轴、多个行星齿轮及液压驱动的多个摩擦卡合构件(离合器、制动器)，输入轴与中间轴128连接，并且输出轴与驱动轴36连接。该变速器130通过多个摩擦卡合构件的卡合或脱离而形成从第一挡起到第五挡为止的前进挡、后退挡，并在输入轴与输出轴之间传递动力。另外，该变速器130由HVECU70控制。

在像这样构成的变形例的混合动力汽车120中，HVECU70也可以与图2的目标运转点设定例程等并行地执行图13的变速器控制例程，来代替执行图9的容许上限转矩设定例程。

在执行图13的变速器控制例程时，HVECU70首先输入加速器开度Acc、车速V、发动机22的容许上限转速Nemax等数据(步骤S400)。作为加速器开度Acc，输入利用加速器踏板位置传感器84检测出的值。作为车速V，输入利用车速传感器88检测出的值。作为发动机22的容许上限转速Nemax，输入在图2的目标运转点设定例程中设定的值。

在像这样输入数据时，基于输入的车速V及发动机22的容许上限转速Nemax设定变速器130的容许下限变速挡Mmin(步骤S410)，基于加速器开度Acc及车速V，在容许下限变速挡Mmin以上的范围内设定变速器130的目标变速挡M*(步骤S420)，对变速器130进行控制，以使变速器130的变速挡M成为目标变速挡M*(步骤S430)，并结束本例程。

在此，在该变形例中，作为变速器130的容许下限变速挡Mmin，预先设定车速V及发动机22的容许上限转速Nemax与变速器130的容许下限变速挡Mmin的关系并将该关系作为容许下限变速挡设定用映射而预先存储在未图示的ROM中，在赋予车速V及发动机22的容许上限转速Nemax时，从该映射导出对应的变速器130的容许下限变速挡Mmin并进行设定。图14是示出容许下限变速挡设定用映射的一例的说明图。变速器130的容许下限变速挡Mmin如图示那样，被设定成车速V越高，则越会成为高速挡，且发动机22的容许下限转速Nemin越低，则越会成为高速挡。这是因为：变速器130的变速挡M越为高速挡侧，则中间轴128相对于同一车速V的转速变得越低，在将图10的横轴的“车速V”置换为“中间轴128的转速Nin”时，容许降低发动机22的容许下限转速Nemin。通过在像这样设定的变速器130的容许下限变速挡Mmin以上的范围内设定变速器130的目标变速挡M*并对变速器130进行控制，从而与执行图9的容许上限转矩设定例程的情况同样地，能够抑制电动机MG1、行星齿轮30的小齿轮的过旋转。

在该变形例中，作为变速器130，使用十挡变速的变速器，但并不限定于此，也可以使用四挡变速、五挡变速、六挡变速、八挡变速等的变速器。

在实施例的混合动力汽车20中，使用蓄电池50作为蓄电装置，但也可以代替蓄电池50而使用电容器。

在实施例的混合动力汽车20中，具备发动机ECU24、电动机ECU40、蓄电池ECU52及HVECU70，但也可以构成为将它们中的至少两个作为单一的电子控制单元。

在实施例的混合动力汽车20中，设为如下结构，即：经由行星齿轮30将发动机22及电动机MG1连接于与驱动轮39a、39b连结的驱动轴36，并且将电动机MG2连接于驱动轴36，经由电力线将蓄电池50连接于电动机MG1、MG2。但是，也可以如图15的变形例的混合动力汽车220所示，设为如下结构，即：经由变速器230将电动机MG连接于与驱动轮39a、39b连结的驱动轴36，并且经由离合器229将发动机22连接于电动机MG，经由电力线将蓄电池50连接于电动机MG。

说明实施例的主要构件与在用于解决课题的手段这一栏记载的发明的主要构件的对应关系。在实施例中，发动机22相当于“发动机”，电动机MG1相当于“电动机”，蓄电池50相当于“蓄电装置”，HVECU70、发动机ECU24及电动机ECU40相当于“控制装置”。另外，行星齿轮30相当于“行星齿轮”，电动机MG2相当于“第二电动机”。而且，变速器130相当于“变速器”。

此外，对于实施例的主要构件与在用于解决课题的手段这一栏记载的发明的主要构件的对应关系而言，由于实施例是为了具体地说明用于实施在用于解决课题的手段这一栏记载的发明的形态的一例，所以并不限定在用于解决课题的手段这一栏记载的发明的构件。即，关于在用于解决课题的手段这一栏记载的发明的解释应当基于这一栏的记载来进行，实施例只不过是在用于解决课题的手段这一栏记载的发明的具体的一例。

以上，使用实施例，对用于实施本发明的形态进行了说明，但本发明丝毫不限定于这样的实施例，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内以各种形态实施。

本发明能够在混合动力汽车的制造产业等中利用。

Claims (10)

1.一种混合动力汽车，具备：发动机，所述发动机在排气系统中安装有去除颗粒状物质的过滤器；电动机，所述电动机与所述发动机的输出轴连接；蓄电装置，所述蓄电装置与所述电动机交换电力；以及控制装置，所述控制装置基于行驶所要求的行驶用功率设定所述发动机的目标功率，并对所述发动机和所述电动机进行控制，以便从所述发动机输出所述目标功率并且基于所述行驶用功率进行行驶，其中，

在堆积于所述过滤器的颗粒状物质的堆积量为预定量以上时，与所述堆积量小于所述预定量时相比，所述控制装置施加限制而对所述目标功率进行设定。

2.根据权利要求1所述的混合动力汽车，其中，

在所述堆积量为所述预定量以上时，在所述堆积量较多时，与所述堆积量较小时相比，所述控制装置施加严格的限制而对所述目标功率进行设定。

3.根据权利要求1或2所述的混合动力汽车，其中，

在所述堆积量为所述预定量以上时，与所述堆积量小于所述预定量时相比，所述控制装置将所述发动机的容许上限功率设定为较小，并基于所述行驶用功率在所述容许上限功率以下的范围内对所述目标功率进行设定。

4.根据权利要求3所述的混合动力汽车，其中，

在所述容许上限功率较小时，与所述容许上限功率较大时相比，所述控制装置将所述发动机的容许上限转速设定为较小，并对所述发动机进行控制，以使所述发动机的转速成为所述容许上限转速以下。

5.根据权利要求4所述的混合动力汽车，其中，

所述混合动力汽车还具备：行星齿轮，所述行星齿轮的三个旋转构件以在共线图中按照所述电动机、所述发动机、连结于车轴的驱动轴的顺序排列的方式与所述发动机、所述电动机及所述驱动轴连接；以及第二电动机，所述第二电动机与所述驱动轴连接，并且与所述蓄电装置交换电力，所述控制装置基于所述容许上限转速、所述电动机的容许转速范围及所述行星齿轮的旋转构件的容许转速范围对容许上限车速进行设定，并对所述发动机、所述电动机及所述第二电动机进行控制，以使车速成为所述容许上限车速以下。

6.根据权利要求4所述的混合动力汽车，其中，

所述混合动力汽车还具备：变速器，所述变速器的输出轴与连结于车轴的驱动轴连接；行星齿轮，所述行星齿轮的三个旋转构件以在共线图中按照所述电动机、所述发动机、所述变速器的输入轴的顺序排列的方式与所述发动机、所述电动机及所述输入轴连接；以及第二电动机，所述第二电动机与所述驱动轴连接，并且与所述蓄电装置交换电力，所述控制装置基于所述容许上限转速、所述电动机的容许转速范围及所述行星齿轮的容许转速范围对容许下限变速挡进行设定，并对所述变速器进行控制，以使所述变速器的变速挡成为所述容许下限变速挡以上。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的混合动力汽车，其中，

所述控制装置在施加所述限制而对所述目标功率进行设定的情况下，在不能通过所述行驶用功率行驶时，告知输出不足的信息，在能够通过所述行驶用功率行驶时，不告知所述输出不足的信息。

8.根据权利要求7所述的混合动力汽车，其中，

所述控制装置在施加所述限制而对所述目标功率进行设定的情况下，在基于所述行驶用功率的判定用功率大于阈值时，告知所述输出不足的信息，在所述判定用功率为所述阈值以下时，不告知所述输出不足的信息，在要求所述蓄电装置的强制充电时，与未要求所述蓄电装置的强制充电时相比，所述阈值被设定为较小值。

9.根据权利要求8所述的混合动力汽车，其中，

在未要求所述蓄电装置的强制充电时，所述阈值被设定为所述发动机的容许上限功率与所述蓄电装置的容许输出电力之和，在要求所述蓄电装置的强制充电时，所述阈值被设定为所述发动机的容许上限功率。

10.根据权利要求8或9所述的混合动力汽车，其中，

所述控制装置在施加所述限制而对所述目标功率进行设定的情况下，考虑向所述发动机吸入的空气的空气密度和所述蓄电装置的充放电要求功率与实际的充放电要求功率的偏差中的至少一方，对所述行驶用功率进行修正，从而设定所述判定用功率。

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