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文档序号:10578605
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【专利摘要】当要求过滤器的再生(S100中为是),并且过滤器温度Tf处在第一温度范围内(S102中为是)时,ECU执行控制过程,所述控制过程包括如下步骤:执行连续电动回转控制(S104),当过滤器温度Tf处在第二温度范围内(S110中为是)时确定间歇电动回转时段、间歇停止时段和间歇数(S112),以及执行间歇电动回转控制(S114)。
【专利说明】
混合动力车辆
技术领域
[0001]本发明涉及混合动力车辆,所述混合动力车辆具有过滤器,该过滤器被构造成捕获流过发动机的排气通路的颗粒物质。
【背景技术】
[0002]已知具有内燃机和马达的混合动力车辆。内燃机例如是汽油发动机或柴油发动机。这些发动机的排气包含颗粒物质(PM)。因此,存在如下情况,即例如DPF(柴油微粒过滤器)或GPF(汽油微粒过滤器)的过滤器被设置在发动机的排气通路上以用于减少PM的目的。
[0003]当PM沉积在这些过滤器上时,排气阻力升高。因此,在合适的时刻执行使用发动机的排气等将沉积在过滤器上的PM燃烧的再生控制。
[0004]此外,如在日本专利公开N0.2009-203934中所公开,已知通过使用马达旋转发动机的输出轴且将空气供给到过滤器以因此燃烧以上所述的PM来促进过滤器的再生的技术。
[0005]引用列表
[0006]专利文献
[0007][专利文献I]日本专利公开N0.2009-203934

【发明内容】

[0008]技术问题
[0009]然而,即使当过滤器的温度处于再生容许温度范围内时,在该温度范围的下限值附近的温度下执行使用马达旋转发动机的输出轴且将空气供给到过滤器的操作的情况下,过滤器的温度也可能被所供给的空气降低到低于再生容许温度范围的下限。
[0010]做出本发明以解决以上所述问题,且本发明的目的是提供一种混合动力车辆,该混合动力车辆能够再生过滤器、同时抑制过滤器温度的降低。
[0011]问题的解决方案
[0012]根据本发明的一个方面的混合动力车辆包括:发动机;旋转电机,该旋转电机被联接到所述发动机的输出轴;过滤器,该过滤器被构造成捕获流过所述发动机的排气通路的颗粒物质;和控制装置,该控制装置被构造成控制所述旋转电机,使得在再生过滤器的情况下,当过滤器的温度低于阈值时,交替地重复第一控制和第二控制。第一控制在所述发动机中停止燃料喷射的状态下使用旋转电机的输出转矩来使所述输出轴旋转。第二控制停止旋转电机的输出转矩的生成。
[0013]以此方式,在再生过滤器的情况下,当过滤器的温度低于阈值时,即使通过在所述发动机中停止燃料喷射的情况下使用旋转电机的输出转矩来使发动机的输出轴旋转的第一控制将含氧的空气供给到过滤器,也可通过随后的停止旋转电机的输出转矩的生成的第二控制抑制将空气过度供给到过滤器。因此,可抑制过滤器温度的降低。此外,交替地重复第一控制和第二控制允许间歇地将空气供给到过滤器。因此,可促进过滤器再生同时抑制过滤器温度的降低。
[0014]优选地,在再生过滤器的情况下,当过滤器的温度高于阈值时,控制装置控制旋转电机,以继续第一控制,直至过滤器的再生完成为止。
[0015]以此方式,当过滤器的温度高于阈值时,继续第一控制直至过滤器的再生完成为止。因此,大量的空气可被供给到过滤器,使得促进PM的燃烧,且促进过滤器的再生以在早期阶段完成过滤器的再生。
[0016]更优选地,阈值是比过滤器的再生容许温度范围的下限值高的值。
[0017]以此方式,在再生过滤器的情况下,当过滤器的温度低于阈值时,交替地重复第一控制和第二控制可抑制过滤器温度的降低。此外,在再生过滤器的情况下,当过滤器温度高于阈值时,继续第一控制直至过滤器的再生完成为止,使得再生过程可在早期阶段完成。
[0018]更优选地,控制装置基于过滤器的温度、发动机的进气温度和外部空气温度中的至少一个温度,来确定执行第一控制的时段和执行第二控制的时段中的至少一个时段。
[0019]以此方式,可基于过滤器的温度、发动机的进气温度和外部空气温度中的至少一个温度合适地确定执行第一控制的时段和执行第二控制的时段。因此,例如可抑制过滤器的温度降低到低于过滤器的再生容许温度范围的下限值。
[0020]更优选地,混合动力车辆进一步包括发动机控制装置,该发动机控制装置被构造成在执行所述第二控制的时段期间运行发动机。以此方式,在执行第二控制的时段期间可通过发动机的排放热升高过滤器的温度。
[0021 ]更优选地,混合动力车辆进一步包括:变速器,该变速器将旋转电机和驱动轮联接;离合器,该离合器被设置在发动机和旋转电机之间,并且将发动机和旋转电机的状态从驱动动力传递状态和动力切断状态中的一个状态切换到另一个状态;和离合器控制装置,离合器控制装置被构造成控制所述离合器,使得在再生过滤器的情况下,发动机和旋转电机的状态变为处于所述驱动动力传递状态。
[0022]以此方式,本发明可应用于如下车辆,该车辆包括:变速器,该变速器将旋转电机和驱动轮联接;和离合器,该离合器被设置在发动机和旋转电机之间。
[0023]更优选地,旋转电机是第一旋转电机。混合动力车辆进一步包括:作为用于所述车辆的驱动动力源的第二旋转电机,和行星齿轮机构,该行星齿轮机构被联接到第一旋转电机、第二旋转电机和发动机中的每一个。
[0024]以此方式,本发明可应用于如下车辆,该车辆包括作为驱动动力源的第二旋转电机和行星齿轮机构,该行星齿轮机构被联接到第一旋转电机、第二旋转电机和发动机中的每一个。
[0025]发明的有利效果
[0026]根据本发明,在再生过滤器的情况下,当过滤器的温度低于阈值时,即使通过在所述发动机中停止燃料喷射的情况下使用旋转电机的输出转矩使发动机的输出轴旋转的第一控制将含氧的空气供给到过滤器,也可通过随后的停止旋转电机的输出转矩的生成的第二控制抑制将空气过度供给到过滤器。因此,可抑制过滤器温度的降低。此外,交替地重复第一控制和第二控制允许间歇地将空气供给到过滤器。因此,可促进过滤器再生同时抑制过滤器温度的降低。因此,可提供再生过滤器同时抑制温度降低的混合动力车辆。
【附图说明】
[0027][图1]图1是表示根据第一实施例的混合动力车辆的总体方框图。
[0028][图2]图2是ECU的功能方框图。
[0029][图3]图3是表示在第一实施例中通过E⑶执行的控制过程的流程图。
[0030][图4]图4是用于解释在过滤器温度高于预定值的情况下执行的连续电动回转控制的图。
[0031][图5]图5是用于解释在过滤器温度低于预定值的情况下执行的间歇电动回转控制的图。
[0032][图6]图6是表示根据第二实施例的混合动力车辆的总体方框图。
[0033][图7]图7是表示在第二实施例中通过E⑶执行的控制过程的流程图。
【具体实施方式】
[0034]在下文中,将参考附图描述本发明的实施例。在如下描述中,相同的部分分配有相同的附图标号。所述部分的名称和功能相同。因此,将不重复其详细描述。
[0035]〈第一实施例〉
[0036]参考图1,将描述根据本实施例的混合动力车辆1(在下文中简称为车辆I)的总体方框图。车辆I包括变速器8、发动机10、驱动轴17、P⑶(电力控制装置)60、电池70、驱动轮72和E⑶(电子控制装置)200。
[0037]变速器8包括输出轴16、第一电动发电机(在下文中称为第一MG) 20、第二电动发电机(在下文中称为第二 MG)30、驱动动力分配装置40和减速器58。
[0038]此车辆I使用从发动机10和第二MG30中的至少一个输出的驱动动力行驶。由发动机10生成的驱动动力通过驱动动力分配装置40被分配成两个路径。两个路径中的一个路径是用于将发动机10的驱动动力通过减速器58传递到驱动轮72的路径。另一个路径是用于将发动机10的驱动动力传递到第一MG 20的路径。
[0039]第一MG 20和第二MG 30例如是三相交流旋转电机。第一MG 20和第二MG 30通过PCU 60驱动。
[0040]第一MG20具有作为发电机(电力生成装置)的功能,所述发电机被构造成使用发动机10的被驱动动力分配装置40分配的驱动动力生成电力,并且通过PCU 60对电池70充电。此外,第一MG 20从电池70接收电力且使作为发动机10的输出轴的曲轴旋转。因此,第一MG 20具有作为被构造成起动发动机10的起动机的功能。
[0041 ]第二MG 30具有作为驱动马达的功能,所述驱动马达使用存储在电池70中的电力和由第一MG 20生成的电力中的至少一种电力将驱动动力设置到驱动轮72。此外,第二MG30具有作为发电机的功能,所述发电机被构造成使用由再生制动生成的电力通过PCU 60对电池70充电。
[0042]发动机10是汽油发动机,并且基于来自ECU200的控制信号S I被控制。发动机10可以是柴油发动机。
[0043]在本实施例中,发动机10包括从第一气缸到第四气缸的四个气缸112。火花塞(未图示)被设置在多个气缸112中的每一个气缸的顶部上。
[0044]发动机10不限制于是如在图1中所图示的直列四缸发动机。例如,发动机10可以是包括多个气缸和气缸排的多种类型的发动机中的任何发动机,例如直列三缸发动机、V型六缸发动机、V型八缸发动机、直列六缸发动机或水平对置四缸或六缸发动机。
[0045]发动机10设有发动机转速传感器11,所述发动机转速传感器11被构造成检测发动机1的曲轴(输出轴)的转速(在下文中,称为发动机转速)Ne ο发动机转速传感器11将指示检测到的发动机转速Ne的信号传递到ECU 200。
[0046]进气通路108的一端通过进气歧管110联接到发动机10。空气滤清器102被设置在进气通路108的另一端处。节气门106被设置在进气通路108的路线上。在空气滤清器102和节气门106之间在进气通路108上,设置被构造成检测进气量Q的空气流量计104和被构造成检测进气温度Ti的进气温度传感器105。空气流量计104将指示检测到的进气量Q的信号传递到E⑶200。进气温度传感器105将指示检测到的进气温度Ti的信号传递到E⑶200。空气流量计104和进气温度传感器105可集成地设置。
[0047]发动机10设有与多个气缸112中的每一个气缸对应的燃料喷射装置(未图示)。燃料喷射装置可被设置在多个气缸112中的每一个气缸中或可被设置在每一个气缸的进气端口中。
[0048]在具有此构造的发动机10中,ECU200将合适的量的燃料在合适的时刻喷射到多个气缸112中的每一个气缸,并且停止燃料到多个气缸112的喷射以控制多个气缸112中的每一个气缸的燃料喷射量。
[0049]排气通路80通过排气歧管联接到发动机10。在下文中将描述排气通路80在本实施例中的布局。
[0050]催化器82被布置在排气通路80上。催化器82将包含在从发动机10排放的排气中的未燃烧成分氧化,并且将所氧化的成分还原。特别地,催化器82吸留氧。在排气包含例如HC和CO的未燃烧成分的情况下,催化器82使用吸留的氧将未燃烧成分氧化。此外,在排气包含例如NOx的氧化成分的情况下,催化器82可将氧化成分还原且吸留释放的氧。因此,催化器82增加了排气中二氧化氮(NO2)的比例。
[0051]作为GPF的过滤器84被布置在排气通路80上催化器82的下游侧的位置处。过滤器84也可具有与催化器82类似的功能。在此情况下,可省去催化器82。此外,过滤器84可被布置在排气通路80上催化器82的上游侧的位置处。过滤器84捕获包含在排气中的颗粒物质(PM)。被捕获的PM沉积在过滤器84上。
[0052]空燃比传感器86被设置在排气通路80上催化器82的上游侧的位置处。此外,氧传感器88被设置在排气通路80上催化器82的下游侧且过滤器84的上游侧的位置处。
[0053]空燃比传感器86是被构造成检测供给到多个气缸112中的每一个气缸的燃料和空气的混合物的空燃比的传感器。空燃比传感器86检测排气的空燃比且将指示检测到的空燃比的信号传递到E⑶200。
[0054]氧传感器88是被构造成检测供给到多个气缸112中的每一个的燃料和空气的混合物的氧浓度的传感器。氧传感器88检测排气中的氧浓度且将指示检测到的氧浓度的信号传递到E⑶200200基于接收到的信号计算空燃比。
[0055]过滤器84设有过滤器温度传感器85,过滤器温度传感器85被构造成检测过滤器84的温度(在下文中称为过滤器温度)Tf。过滤器温度传感器85将检测到的过滤器温度Tf传递到ECU 200。除过滤器温度传感器85的检测结果外,E⑶200还可考虑到进气温度、发动机10的生成热量和辐射热量、排气通路80的辐射热量和排气温度等来估计过滤器温度Tf。
[0056]此外,上游侧压力传感器90被设置在排气通路80上过滤器84上游侧且氧传感器88下游侧的位置处。下游侧压力传感器92被设置在排气通路80上过滤器84下游侧的位置处。
[0057]上游侧压力传感器90和下游侧压力传感器92都是被构造成检测排气通路80中的压力的传感器。上游侧压力传感器90将指示检测到的排气通路80中的压力(上游侧压力)的信号(第一压力检测信号)传递到ECU 200。下游侧压力传感器92将指示检测到的排气通路80中的压力(下游侧压力)的信号(第二压力检测信号)传递到ECU 200。
[0058]在确定要求过滤器84的再生的情况下,E⑶200执行过滤器84的再生控制。过滤器84的再生控制是如下控制:将过滤器温度Tf升高使得过滤器温度Tf落在再生容许温度(激活温度)范围(例如,具有预定温度Tf (0)(例如,大约500°C)的下限值的范围)内(在下文中也称为温度升高控制),在发动机10中停止燃料喷射,并且使用第一MG 20的输出转矩使发动机10的输出轴以预定转速旋转,以因此将含氧的空气供给到过滤器84,燃烧并移除沉积在过滤器84处的PM。再生控制导致沉积在过滤器84处的PM通过与O2的燃烧反应被氧化且从过滤器84被移除。在以下说明中,将发动机10中停止燃料喷射且通过第一 MG 20使发动机1的输出轴以预定转速旋转的操作描述为"电动回转",或在一些情况下描述为"通过使用第一MG 20的电动回转"。预定转速必须考虑到如下方面而确定:可供给能够促进PM的燃烧的量的空气,并且通过电动回转所生成的振动被抑制到不使乘客感觉到不适的程度,并且预定转速不受特别地限制。例如,在电动回转时的转速可根据车辆的行驶状态变化,或电动回转时的转速可根据过滤器温度Tf变化。例如,电动回转时的转速可设定为过滤器温度Tf越低则越高。
[0059]此外,在电动回转时,节气门106的开度例如可处于全开状态以减少栗送损失,或节气门106的开度可根据过滤器温度Tf变化。例如,节气门106的开度可设定为过滤器温度Tf越低则越小。
[0060]而且,在执行燃料燃烧控制期间,在流过排气通路80的气体中存在氧成分的情况下,可通过燃烧且移除沉积在过滤器84处的PM来执行再生控制。
[0061 ] E⑶200确定在PM沉积在过滤器84处达到不由于PM的燃烧导致OT(过温)的程度的情况下要求过滤器84的再生。在本实施例中,ECU 200使用上游侧压力传感器90和下游侧压力传感器92来确定是否要求过滤器84的再生。
[0062]特别地,E⑶200确定在由上游侧压力传感器90检测到的上游侧压力和由下游侧压力传感器92检测到的下游侧压力之间的差异高于阈值的情况下要求过滤器84的再生。阈值是用于估计在过滤器84处沉积的PM的量大于或等于预定量的值,并且阈值可以是通过实验或设计适配的预定值,或可以是根据发动机10的运行状态变化的值。
[0063]用于确定是否要求过滤器84的再生的方法不限制于以上的使用上游侧压力传感器90和下游侧压力传感器92的方法。可采用如下方法,在所述方法中,ECT 200通过使用例如氧传感器、空燃比传感器、空气流量计、节气门开度传感器和水温传感器的多种传感器来估计过滤器温度Tf,或从发动机10的运行历史、运行时间、输出降低量等估计过滤器84处PM的沉积量,以在估计的沉积量大于或等于预定量的情况下确定要求过滤器84的再生。
[0064]驱动动力分配装置40被构造成能将由发动机10生成的驱动动力分配成通过输出轴16到驱动轴17的路径和到第一MG 20的路径。可使用行星齿轮机构作为驱动动力分配装置40,所述行星齿轮机构具有太阳齿轮、行星齿轮和环齿轮的三个旋转轴。例如,通过将第一MG 20的转子连接到太阳齿轮、将发动机10的输出轴连接到行星齿轮且将输出轴16连接到环齿轮,发动机10、第一MG 20和第二MG 30可机械地连接到驱动动力分配装置40。
[0065]也连接到第二MG30的转子的输出轴16通过减速器58与构造成旋转地驱动驱动轮72的驱动轴17联接。变速器可进一步合并在第二MG 30的旋转轴和输出轴16之间。
[0066]P⑶60将从电池70供给的直流电力转换成交流电力,并且驱动第一MG 20和第二MG 30。此外,P⑶60将由第一MG 20和第二MG30生成的交流电力转换成直流电力,并且对电池70充电。例如,PCU60被构造成包括用于DC/AC电力转换的逆变器(未图示)和用于执行逆变器的直流链路侧与电池70之间的直流电压转换的转换器(未图示)。
[0067]电池70是电力存储装置,且是可再充电的直流电源。使用例如镍氢可再充电电池、锂离子可再充电电池等的可再充电电池作为电池70。电池70的电压例如为大约200V。电池70可使用由如上所述的第一MG 20和/或第二MG 30生成的电力充电,或可使用从外部电源(未图示)供给的电力充电。电池70不限制于可再充电电池。电池70可以是能够生成直流电压的元件,例如电容器、太阳能电池、燃料电池等。能够使用外部电源对电池70充电的充电装置可被安装在车辆I上。
[0068]车辆I设有构造成检测外部空气温度To的外部空气温度传感器164。外部空气温度传感器164将指示检测到的外部空气温度To的信号传递到E⑶200。
[0069]E⑶200基于电池70的电流、电压和电池温度估计指示电池70的充电状态的荷电状态(在下文中简称为SOC)。ECU 200例如通过将OCV(开路电压)、充电电流和放电电流积分来估计电池70的SOC。
[0070]E⑶200基于驱动轮72的转速或第二MG 30的转速计算车辆速度V。
[0071]E⑶200生成用于控制发动机10的控制信号SI,且将所生成的控制信号SI输出到发动机10。此外,E⑶200生成用于控制P⑶60的控制信号S2,且将所生成的控制信号S2输出到PCU 60。
[0072]E⑶200是被构造成控制发动机10、P⑶60等的控制装置,以控制整个混合动力系统,换言之,控制控制电池70的充/放电状态以及发动机10、第一MG 20和第二MG 30的运行状态,以允许车辆I最有效地运行。
[0073]ECU 200计算与被设置在驾驶员座椅处的加速器踏板的行程量AP以及车辆速度V对应的车辆要求动力。此外,在运行辅助机器的情况下,ECU 200将运行辅助机器所要求的动力加到计算的车辆要求动力。辅助机器例如是空调装置。此外,在对电池70充电的情况下,ECU200将对电池充电所要求的动力加到计算的车辆要求动力。ECU 200根据计算的车辆要求动力来控制第一MG 20的转矩、第二MG 30的转矩或发动机10的输出。
[0074]在具有如上所述的此构造的车辆I中,在过滤器84的温度升高到再生容许温度范围内的情况下,沉积在过滤器84处的PM被燃烧,且出现火源。在此状态下,如果将合适量的空气供给到过滤器84,则可促进PM的燃烧。然而,即使当过滤器温度Tf处于过滤器84的再生容许温度范围内时,如果在过滤器温度Tf接近温度范围的下限值的情况下执行停止燃料喷射且使用第一MG 20使发动机1的输出轴旋转以将空气供给到过滤器84的操作,则过度供给的空气也削弱了过滤器84处的火源。因此,存在如下情况,即过滤器温度Tf降低到低于再生容许温度范围的下限值。低于再生容许温度范围的下限值的过滤器温度Tf不促进PM的燃烧。因此,由于在过滤器处的再生PM的燃烧导致的过滤器温度Tf的温度升高被进一步降低。
[0075]因此,本实施例的特征在于,在过滤器84再生的情况下,当过滤器温度Tf低于作为阈值的预定温度Tf(I)时,E⑶200控制第一MG 20以交替地重复第一控制(电动回转控制)和第二控制,所述第一控制在发动机1中停止燃料喷射的状态下使用第一MG 20的输出转矩使发动机10的输出轴旋转,所述第二控制停止第一MG 20的输出转矩的生成。在如下描述中,交替地重复第一控制和第二控制的操作被描述为"间歇电动回转",并且持续第一控制的操作被描述为"连续电动回转",并且执行第一控制的时段被描述为"电动回转时段",并且执行第二控制的时段被描述为"电动回转停止时段"。
[0076]此外,在再生过滤器84的情况下,当过滤器温度Tf高于预定温度Tf (I)时,ECU 200控制第一MG 20以执行连续电动回转,直至过滤器84的再生完成为止。
[0077]此外,E⑶200基于发动机10的过滤器温度Tf、发动机10的进气温度Ti和外部空气温度To中的至少一个温度来确定电动回转时段和电动回转停止时段中的至少一个时段。
[0078]图2是表示安装在根据本实施例的车辆I上的ECU200的功能方框图。E⑶200包括再生要求确定单元202、温度确定单元204、时段确定单元206、电动回转控制装置208和完成确定单元210。
[0079]再生要求确定单元202确定是否要求过滤器84的再生。在上文中描述了用于确定是否要求过滤器84的再生的方法。因此,将不重复其详细描述。
[0080]温度确定单元204确定过滤器温度Tf是否处在大于或等于预定温度Tf(I)的第一温度范围内,过滤器温度Tf是否处于大于或等于再生容许温度范围的下限值Tf (O)且小于或等于预定温度Tf (I)的第二温度范围内,或过滤器温度Tf是否处于小于再生容许温度范围的下限值Tf (O)的第三温度范围内。
[0081]预定温度Tf(I)是比过滤器84的再生容许温度范围的下限值Tf(O)高的值。预定温度Tf (I)被设定成使得,即使在第一控制连续执行直至过滤器84的再生完成为止的情况下,过滤器温度Tf也不落在过滤器84的再生容许温度范围的下限值Tf(O)以下。
[0082]在再生要求确定单元202确定要求过滤器84的再生且温度确定单元204确定过滤器温度Tf处在第二温度范围内的情况下,时段确定单元206确定电动回转时段和电动回转停止时段中的每一个时段。
[0083]时段确定单元206基于例如过滤器温度Tf (特别地,过滤器温度Tf的测量值和预定温度Tf (I)之间的差异)、进气温度Ti和外部空气温度To中的至少一个温度确定电动回转时段和电动回转停止时段。
[0084]在例如过滤器温度Tf、进气温度Ti和外部空气温度To中的至少一个温度较低时,时段确定单元206可确定电动回转时段,使得电动回转时段被缩短以减少在电动回转时段中过滤器温度Tf的降低量。
[0085]此外,在例如过滤器温度Tf、进气温度Ti和外部空气温度To中的至少一个温度较低时,时段确定单元206可确定电动回转停止时段,使得电动回转停止时段延长以增加过滤器温度Tf的升高量。
[0086]在电动回转时段和电动回转停止时段被确定的情况下,时段确定单元206确定指示重复第一控制和第二控制的数目的间歇数。时段确定单元206基于例如过滤器84处的PM沉积量确定燃烧PM所要求的空气的供给量。时段确定单元206计算用于供给所确定的供给量所要求的电动回转时段。时段确定单元206计算电动回转时段的数目,使得电动回转时段的总和超过计算的电动回转时段。间歇数可以是预定值。
[0087]在本实施例中,描述了时段确定单元206不改变电动回转时段和电动回转停止时段直至电动回转时段和电动回转停止时段重复了确定的间歇数为止。然而,对于每一个间歇电动回转,电动回转时段和电动回转停止时段可基于过滤器温度Tf、进气温度Ti和外部空气温度To中的至少一个温度改变。
[0088]此外,例如,在图1中所示的混合动力车辆的构造中,期望使得时段确定单元206考虑到第一MG 20的响应(将转数升高到预定转数的时间,或在第一MG的输出转矩停止生成之后使发动机10的转数成为零的时间)来确定电动回转时段和电动回转停止时段。例如,期望将电动回转停止时段设定成,使发动机1的转数(未成为零)从第一MG的输出转矩停止生成持续到下一个电动回转时段。以此方式,发动机10的转速可在电动回转时段期间迅速地升高到预定转速。
[0089]在温度确定单元204确定过滤器温度Tf处在第一温度范围内的情况下,电动回转控制装置208执行连续电动回转。换言之,电动回转控制装置208基于PM的沉积量确定用于供给燃烧PM所要求的量的空气的电动回转时段,且控制第一MG 20以使用第一MG 20执行电动回转,直至经过确定的连续电动回转时段为止。此时,电动回转控制装置208控制发动机1以停止向发动机1的燃料喷射。
[0090]在经过连续电动回转时段之后不要求过滤器84的再生的情况下,电动回转控制装置208完成连续电动回转。此时,电动回转控制装置208控制发动机1以恢复向发动机1的燃料喷射。此外,在即使经过连续电动回转时段之后仍要求过滤器84的再生的情况下,电动回转控制装置208再次执行连续电动回转。
[0091 ]在温度确定单元204确定变速器温度Tf处于第二温度范围内的情况下,电动回转控制装置208执行间歇电动回转。换言之,电动回转控制装置208控制第一MG 20,以根据通过时段确定单元206确定的电动回转时段执行第一控制,根据电动回转停止时段执行第二控制,并且通过确定的间歇数交替地重复第一控制和第二控制。
[0092]在以间歇数交替地重复第一控制和第二控制之后不要求过滤器84的再生的情况下,电动回转控制装置208完成间歇电动回转。此时,电动回转控制装置208控制发动机10以恢复向发动机10的燃料喷射。此外,在通过间歇数交替地重复第一控制和第二控制之后要求过滤器84的再生的情况下,电动回转控制装置208再次执行间歇电动回转。
[0093]完成确定单元210确定过滤器84的再生是否完成。完成确定单元210通过使用上游侧压力传感器90和下游侧压力传感器92来确定过滤器84的再生是否完成。
[0094]特别地,在通过上游侧压力传感器90检测到的上游侧压力和通过下游侧压力传感器92检测到的下游侧压力之间的差异低于阈值的情况下,完成确定单元210确定过滤器84的再生完成。
[0095]用于确定过滤器84的再生是否完成的阈值可以是通过实验或设计适配的预定值,或可以根据发动机10的运行状态变化。
[0096]此外,用于确定过滤器84的再生是否完成的阈值可以是与用于确定是否要求过滤器84的再生的阈值相同的值,或可以是比用于确定是否要求过滤器84的再生的阈值小的值。
[0097]在本实施例中,已描述电动回转控制装置208执行连续电动回转直至经过连续电动回转时段为止,以因此执行连续电动回转直至过滤器84的再生完成为止。然而,例如在执行连续电动回转期间,连续电动回转可执行直至完成确定单元210确定过滤器84的再生完成为止。
[0098]参考图3,将描述通过安装在根据本实施例的车辆I上的E⑶200执行的控制过程。例如,在车辆I的系统启动之后,E⑶200执行如下控制过程。
[0099]在步骤(下文中步骤将简称为SHOO中,E⑶200确定是否要求过滤器84的再生。当确定要求过滤器84的再生(S100中为是)时,过程前进到S102。如果不要求(S100中为否),则此过程终止。例如,在E⑶200确定要求过滤器84的再生的情况下,E⑶200可开启再生要求
Vlli' O
[0100]在S102中,E⑶200确定温度Tf是否处在第一温度范围内(换言之,处在大于或等于预定温度Tf (I)的范围内)。当确定过滤器温度Tf处在第一温度范围内(S102中为是)时,过程前进到S104。如果不处在第一温度范围内(在S102中为否),则过程前进到S110。例如,当过滤器温度Tf处在第一温度范围内时,E⑶200可开启第一温度确定标志。
[0101]在S104中,E⑶200执行连续电动回转。因为连续电动回转如上所述,所以将不重复其详细描述。例如,当再生要求标志和第一温度确定标志处于开启状态时,E⑶200可执行连续电动回转。
[0102]在S106中,E⑶200确定是否要求过滤器84的再生。当确定要求过滤器84的再生(S106中为是)时,过程返回到S104。如果不要求(S106中为否),则过程前进到S108。
[0103]在S108中,E⑶200终止电动回转(连续电动回转或间歇电动回转)。在SllO中,E⑶200确定过滤器温度Tf是否处于第二温度范围(换言之,大于或等于过滤器84的再生容许温度范围的下限值Tf (O)且小于预定温度Tf (I)的温度范围)内。当确定过滤器温度Tf处于第二温度范围内(SI 10中为是)时,过程前进到SI 12。如果不处于第二温度范围内(SI 10中为否),则此过程终止。例如,当过滤器温度Tf处于第二温度范围内时,E⑶200可开启第二温度确定标志。
[0104]在S112中,E⑶200基于温度条件(过滤器温度Tf、进气温度和外部空气温度中的至少一个温度),确定电动回转时段和电动回转停止时段。
[0105]在S114中,E⑶200执行间歇电动回转。间歇电动回转如上所述。因此,将不重复其详细描述。在再生要求标志和第二温度确定标志都处于开启状态时,E⑶200可执行间歇电动回转。
[0106]在S118中,E⑶200确定是否要求过滤器84的再生。当确定要求过滤器84的再生(S118中为是)时,过程前进到S118。如果不要求(S118中为否),则过程前进到S108。例如,在通过电动回转控制装置208完成电动回转(连续电动回转或间歇电动回转)之后,ECU 200可确定是否要求过滤器84的再生(换言之,是否完成过滤器84的再生),并且当不要求过滤器84的再生(换言之,当确定过滤器84的再生完成)时,关闭再生要求标志。
[0107]在S120中,E⑶200确定过滤器温度Tf是否处于第一温度范围内。当确定过滤器温度Tf处于第一温度范围内(S120中为是)时,过程前进到S104。如果不处于第一温度范围内(S120中为否),则过程前进到S114。
[0108]将参考图4和图5描述基于以上所阐述的结构和流程图的安装在根据本实施例的车辆I上的E⑶200的操作。
[0109]如在图4中所示,在时刻T(O)时,当要求过滤器84的再生(S100中为是)并且过滤器温度Tf处于第一温度范围内(S102中为是)时,执行连续电动回转(S104)。
[0110]因此,从时刻T(O)至时刻T (I)连续地执行电动回转,在所述时刻T (I)处经过连续电动回转时段。因为通过连续地执行电动回转将大量的空气供给到过滤器84,所以过滤器温度Tf 一度降低。然而,因为在过滤器84处的火源强,所以通过供给空气促进PM的燃烧,使得随时间的经过通过燃烧的热等使温度升高。在过滤器84处,通过PM的燃烧减少了 PM的沉积量。
[0111]在时刻T(I)处,如果不要求过滤器84的再生(S106中为否),则连续电动回转完成(S108)。
[0112]另一方面,如在图5中所示,在时刻T'(O)处,当要求过滤器84的再生(S100中为是)并且过滤器温度Tf处在第二温度范围内(S12中为否且SllO中为是)时,基于温度条件确定电动回转时段、电动回转停止时段和间歇数(S112)且执行间歇电动回转(S114)。
[0113]因此,从时刻T'(O)至经过确定的电动回转时段的时刻T'(I)执行电动回转。此后,停止电动回转直至经过电动回转停止时段的时刻T'(2)为止,并且发动机10变为处于运行状态下。此时,随着电动回转的开始,由第一MG 20将旋转力赋予发动机1的输出轴,使得发动机1的转速达到预定转速,并且通过停止电动回转而停止第一MG 20的输出转矩的生成(换言之,停止向发动机10的输出轴赋予旋转力)。这样的操作被重复预定间歇数(在图5中为七次)。在执行第一控制的电动回转时段,当空气被供给到过滤器84时,过滤器温度Tf降低。然而,因为空气到过滤器84的供给在执行第二控制的随后的电动回转停止时段期间停止,并且发动机10达到运行状态,所以发动机10的排放热使过滤器84的温度升高。因为以这样的方式交替地重复第一控制和第二控制抑制了将空气过度供给到过滤器84,所以抑制了在过滤器84处火源的削弱。因为在电动回转停止时段期间过滤器温度Tf的升高量大于在电动回转时段期间过滤器温度Tf的降低量,所以通过重复增加和减小使过滤器温度Tf随时间的经过升高。因此,抑制了过滤器温度Tf降低到低于再生容许温度范围的下限值。因此,因为促进PM的燃烧,所以减少了在过滤器84处的PM的沉积量。
[0114]在重复确定的间歇数之后的时刻T'(3)处,当不要求过滤器84的再生(S116中为否)时,间歇电动回转完成(S108)。
[0115]此外,在时刻T'(3)处,当要求过滤器84的再生(S116中为是)且过滤器温度Tf升高到处于第一温度范围内(S118中为是)时,执行连续电动回转(S104)。如果过滤器温度Tf停留在第二温度范围内(S118中为否),则执行间歇电动回转(S114)。
[0116]以上述方式,根据本实施例的混合动力车辆,在再生过滤器84的情况下,即使当过滤器温度Tf低于预定温度Tf(I),并且通过在发动机10中停止燃料喷射的状态下使用第一MG 20的输出转矩使发动机10的输出轴旋转的第一控制将含氧空气供给到过滤器84时,也可通过随后的停止第一MG 20的输出转矩的生成的第二控制抑制将的空气过度供给到过滤器84,使得可抑制过滤器温度Tf的降低。此外,因为空气可通过交替地重复第一控制和第二控制被间歇地供给到过滤器84,所以可促进过滤器的再生同时抑制过滤器温度Tf的降低。因此,可提供将过滤器再生同时抑制过滤器温度降低的混合动力车辆。
[0117]此外,在再生过滤器84的情况下,当过滤器温度Tf大于或等于预定温度T( I)时,E⑶200控制第一MG 20以继续第一控制,直至过滤器84的再生完成为止。因此,因为可将大量的空气供给到过滤器84,所以通过促进PM的燃烧以促进过滤器84的再生可在早期阶段完成过滤器的再生。
[0118]此外,因为E⑶200可通过基于过滤器温度Tf、发动机10的进气温度Ti和外部空气温度To中的至少一个温度确定电动回转时段和电动回转停止时段中的至少一个时段来合适地确定电动回转时段和电动回转停止时段,所以可例如通过执行间歇电动回转来抑制过滤器温度Tf降低到低于过滤器84的再生容许温度范围的下限值。
[0119]E⑶200可基于过滤器温度Tf、发动机10的进气温度Ti和外部空气温度To中的至少一个温度确定连续电动回转时段。
[0120]此外,在电动回转停止时段期间,通过运行发动机10在电动回转停止时段期间,E⑶200可使用发动机10的排放热升高过滤器温度Tf。
[0121]当确定过滤器温度Tf不处于第一温度范围或第二温度范围内(换言之,当确定过滤器温度Tf处于第三温度范围内)时,E⑶200可执行将过滤器温度Tf升高到高于再生容许温度范围的至少下限值Tf(O)的温度升高控制,或可等待,直至过滤器温度Tf通过发动机10的排放热升高到高于再生容许温度范围的至少下限值Tf(O)为止。
[0122]在本实施例中,已描述例如假定发动机10如下运行,即在要求过滤器84的再生的情况下,当过滤器温度Tf处于第二温度范围内时,在电动回转时段期间停止向发动机10的燃料喷射且执行电动回转,且在电动回转停止时段期间停止电动回转且运行发动机10。然而,例如在向发动机10的燃料喷射停止的状态下在允许车辆I仅以第二MG 30作为驱动源行驶的EV行驶期间要求过滤器84再生的情况下,并且当过滤器温度Tf处于第二温度范围内时,可执行间歇电动回转。在此情况下,在电动回转停止时段期间,可维持向发动机10的燃料喷射的停止状态,或可运行发动机10。
[0123]在本实施例中,已描述确定电动回转时段和电动回转停止时段,使得过滤器温度Tf随时间的经过而增加同时通过间歇电动回转重复过滤器温度的增加和减小。然而,例如电动回转时段和电动回转停止时段可确定为,使得过滤器温度Tf通过间歇电动回转重复增加和减小,以在预定温度范围内或在预定目标温度(例如,预定温度Tf (I))附近增加和减小。
[0124]〈第二实施例〉
[0125]在下文中,将描述根据第二实施例的混合动力车辆。与根据上述第一实施例的车辆I的构造相比,根据本实施例的混合动力车辆I在车辆I的驱动系统和ECU 200的操作方面不同。其它构造与根据上述第一实施例的车辆I的构造相同。相同的部分被分配相同的附图标记。这些相同部分的功能也相同。因此,将不重复其详细描述。
[0126]如在图6中所示,根据本实施例的车辆I包括发动机10、电动发电机22(在下文中描述为MG 22)、自动变速器23、变矩器24、驱动轮72和油压控制装置28。
[0127]KO离合器26被设置在发动机10的输出轴和MG 22的输出轴之间。KO离合器26在发动机10的输出轴和MG 22的输出轴之间从动力传递状态和动力切断状态中的一个状态切换到另一个状态。
[0128]变矩器24包括联接到MG22的输出轴的栗轮24a和联接到自动变速器的输入轴的涡轮24b。导轮被设置在栗轮24a和涡轮24b之间。变矩器24的输入轴和输出轴通过达到接合状态的锁止离合器25同步旋转,并且通过达到释放状态的锁止离合器25取消旋转的同步。
[0129]自动变速器23可以是有级自动变速器或无级变速器(CVT)。
[0130]油压控制装置28包括电磁阀,该电磁阀是被构造成基于例如来自ECU 200的控制信号S3来开关油路等并且控制供给到锁止离合器25的油压(锁止离合器25的接合力)和供给到KO离合器26的油压(K0离合器26的接合力)的阀。
[0131]此外,油压控制装置28基于来自E⑶200的控制信号S3,控制自动变速器23的传动齿数比。
[0132]参考图7,将描述由安装在根据本实施例的车辆I上的ECU200执行的控制过程。
[0133]图7中所示的流程图的S200和SlOO至S118的过程与图3中所示的流程图的SlOO至S118的过程相同。因此,将不重复其详细描述。
[0134]当确定过滤器温度Tf处在第一温度范围内(S102中为是)时,E⑶200在S200中控制KO离合器26的接合力,使得KO离合器26达到接合状态(开启状态)。在此之后,E⑶200允许过程前进到S104。
[0135]当确定变速器温度Tf处于第二温度范围内(S110中为是)时,E⑶200在S202中控制KO离合器26的接合力,使得KO离合器26达到接合状态(开启状态)。在此之后,E⑶200允许过程前进到SI 12。
[0136]将基于以上所论述的结构和流程图描述安装在根据本实施例的车辆I上的ECU200的操作。
[0137]当要求过滤器84的再生(S100中为是)且过滤器温度Tf处于第一温度范围内(S102中为是)时,KO离合器26的接合力被控制成使得KO离合器26达到接合状态(S200),并且执行连续电动回转(S104)。
[0138]因此,电动回转连续地执行,直至经过连续电动回转时段为止。因为通过连续执行电动回转而将大量的空气供给到过滤器84,所以过滤器温度Tf 一度降低。然而,因为通过供给空气促进PM的燃烧,所以过滤器84的温度随时间的经过通过燃烧的热等升高。在过滤器84处,通过PM的燃烧减少了 PM的沉积量。
[0139]在经过连续电动回转时段之后,如果不要求过滤器84的再生(S106中为否),则完成连续电动回转(S108)。
[0140]另一方面,当要求过滤器84的再生(S100中为是)且过滤器温度Tf处于第二温度范围内(S102中为否且SI 10中为是)时,控制KO离合器26的接合力使得KO离合器26达到接合状态(S202),且基于温度条件(S112)确定电动回转时段、电动回转停止时段和间歇数,并且执行间歇电动回转(SI 14)。
[0141]因此,执行电动回转,直至经过预定电动回转时段为止,并且然后停止电动回转直至经过电动回转停止时段为止,并且发动机10达到运行状态。此时,由第一MG 20生成的旋转力被赋予发动机10的输出轴,使得在开始电动回转时发动机10的转速达到预定转速,并且通过停止电动回转停止第一MG 20的输出转矩的生成(换言之,停止向发动机1的输出轴赋予旋转力)。这样的运行被重复预定间歇数。在执行第一控制的电动回转时段期间,当空气被供给到过滤器84时,过滤器温度Tf降低。然而,在随后的执行第二控制的电动回转停止时段期间停止向过滤器84供给空气,并且发动机10达到运行状态,使得发动机10的排放热等将过滤器84的温度升高。因为通过以此方式交替地重复第一控制和第二控制抑制了向过滤器84过度供给空气,所以抑制了过滤器84处的火源的削弱。因为在电动回转停止时段期间过滤器温度Tf的升高量大于在电动回转时段期间过滤器温度Tf的降低量,所以在重复增加和减小的同时过滤器温度Tf随着时间的经过升高。因此,抑制了过滤器温度Tf降低到低于再生容许温度范围的下限值。因此,因为促进PM的燃烧,所以减少了过滤器84处的PM的沉积量。
[0142]在重复预定间歇数之后,如果不要求过滤器84的再生(S116中为否),则间歇电动回转完成(S108)。
[0143]以上述方式,根据根据本实施例的混合动力车辆,在再生过滤器84的情况下,即使当过滤器温度Tf低于预定温度Tf (I),并且KO离合器26达到接合状态,并且通过在发动机10中停止喷射燃料的状态下使用第一MG 20的输出转矩使发动机1的输出轴旋转的第一控制将含氧空气供给到过滤器84时,也可通过随后的停止第一MG 20的输出转矩的生成的第二控制抑制将空气过度供给到过滤器84,使得可抑制过滤器温度Tf的降低。此外,因为可通过交替地重复第一控制和第二控制将空气间歇地供给到过滤器84,所以可促进过滤器的再生同时抑制过滤器温度Tf的降低。因此,可提供将过滤器再生同时抑制过滤器温度降低的混合动力车辆。
[0144]本发明所应用的混合动力车辆的构造不特别地限制于在第一实施例中所述的混合动力车辆的构造和在第二实施例中所述的混合动力车辆的构造。例如,混合动力车辆可具有如下构造,其中,作为主驱动动力的发动机的输出轴和驱动轮通过变速器联接,且通过作为辅助驱动动力的马达辅助发动机的输出。
[0145]替代地,混合动力车辆可具有如下构造,其中,发动机和第一电动发电机被联接,且第二电动发电机和驱动轮被联接,且发动机和驱动轮通过离合器被联接。
[0146]例如在具有此构造的混合动力车辆中,允许离合器达到在发动机和驱动轮之间的切断状态使得能够执行在发动机作为驱动动力源的情况下向第二电动发电机供给由第一电动发电机生成的电力的串行操作,或允许离合器达到在发动机和驱动轮之间传递动力以使发动机和第二电动发电机作为驱动动力源的并行操作。
[0147]应理解的是,在此所公开的实施例在每个方面是阐述性的而非限制性的。本发明的范围通过权利要求的项而非通过前述实施例的描述来限定,并且意在包括在与权利要求的术语等同的范围和意义内的任何变型。
[0148]附图标记列表
[0149]I混合动力车辆;
[0150]8变速器;
[0151]10发动机;
[0152]11发动机转速传感器;
[0153]16输出轴;
[0154]17驱动轴;
[0155]20、22、30 MG;
[0156]23自动变速器;
[0157]24变矩器;
[0158]24a 栗轮;
[0159]24b 涡轮;
[0160]25锁止离合器;
[0161]26 离合器K0;
[0162]28油压控制装置;
[0163]40驱动动力分配装置;
[0164]58减速器;
[0165]60 PCU;
[0166]70 电池;
[0167]72驱动轮;
[0168]80排气通路;
[0169]82催化器;
[0170]84过滤器;
[0171]85过滤器温度传感器;
[0172]86空燃比传感器;
[0173]88氧传感器;
[0174]90上游侧压力传感器;
[0175]92下游侧压力传感器;
[0176]102空气滤清器;
[0177]104空气流量计;
[0178]105进气温度传感器;
[0179]106 进气门;
[0180]108进气通路;
[0181]HO进气歧管;
[0182]112 气缸;
[0183]164外部空气温度传感器;
[0184]200 ECU;
[0185]202再生要求确定单元;
[0186]204温度确定单元;
[0187]206时段确定单元;
[0188]208电动回转控制装置;
[0189]210完成确定单元。
【主权项】
1.一种混合动力车辆,包括: 发动机; 旋转电机,所述旋转电机被联接到所述发动机的输出轴; 过滤器,所述过滤器被构造成捕获流过所述发动机的排气通路的颗粒物质; 控制装置,所述控制装置被构造成控制所述旋转电机,使得在再生所述过滤器的情况下,当所述过滤器的温度低于阈值时,交替地重复第一控制和第二控制,所述第一控制在所述发动机中停止燃料喷射的状态下使用所述旋转电机的输出转矩来使所述输出轴旋转,所述第二控制停止所述旋转电机的输出转矩的生成。2.根据权利要求1所述的混合动力车辆,其中,在再生所述过滤器的情况下,当所述过滤器的温度高于所述阈值时,所述控制装置控制所述旋转电机以继续所述第一控制,直至所述过滤器的再生完成为止。3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆,其中,所述阈值是比所述过滤器的再生容许温度范围的下限值高的值。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的混合动力车辆,其中,所述控制装置基于所述过滤器的温度、所述发动机的进气温度和外部空气温度中的至少一个温度,来确定执行所述第一控制的时段和执行所述第二控制的时段中的至少一个时段。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的混合动力车辆,其中,所述混合动力车辆进一步包括发动机控制装置,所述发动机控制装置被构造成在执行所述第二控制的时段期间运行所述发动机。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的混合动力车辆,进一步包括: 变速器,所述变速器将所述旋转电机和所述驱动轮联接; 离合器,所述离合器被设置在所述发动机和所述旋转电机之间,并且将所述发动机和所述旋转电机的状态从驱动动力传递状态和动力切断状态中的一个状态切换到另一个状态;和 离合器控制装置,所述离合器控制装置被构造成控制所述离合器,使得在再生所述过滤器的情况下,所述发动机和所述旋转电机的状态变为处于所述驱动动力传递状态。7.根据权利要求1至5中的任一项所述的混合动力车辆,其中,所述旋转电机是第一旋转电机,并且所述混合动力车辆进一步包括: 作为用于所述车辆的驱动动力源的第二旋转电机;和 行星齿轮机构,所述行星齿轮机构被联接到所述第一旋转电机、所述第二旋转电机和所述发动机中的每一个。
【文档编号】B60W20/15GK105939914SQ201480074350
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2014年12月17日
【发明人】井上敏夫,安部司,本田友明,福井启太,绳田英和,大泽泰地,丹羽悠太
【申请人】丰田自动车株式会社
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