CN110775045B - 混合动力车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混合动力车辆，其不无益地消耗燃料或电力等能源，可在适当的时机执行用于防止过堆积的发动机的空转控制。车辆(V)包括：汽油机颗粒过滤器(GPF)(33)，设置在排气管，捕获排气中的颗粒物(PM)；发电用马达(GM)，与发动机的曲轴(17)连接；排气温度传感器(43)，取得与GPF(33)的温度具有关联的过滤器温度；以及电子控制单元(ECU)(7)，当过滤器温度为PM燃烧开始温度以上、且作为在GPF(33)中已被燃烧的PM的累计量的PM燃烧累计量未满PM排出累计量时，进行通过发电用马达(GM)来使曲轴(17)旋转的马达驱动控制。

Description

混合动力车辆

技术领域

本发明涉及一种混合动力车辆。更详细而言，本发明涉及一种包括捕获发动机的排气中的粒子状物质的过滤器、及与发动机的输出轴连接的马达的混合动力车辆。

背景技术

在装载发动机作为驱动力产生源的车辆，装载有捕获发动机的排气所含有的粒子状物质(颗粒物(Particulate Matter)，以下也存在使用“PM”这一简称的情况)的过滤器(参照专利文献1)。在车辆的行驶中，通过高温的排气来适宜燃烧去除已被过滤器捕获的PM。

然而，若已被过滤器捕获的PM进行燃烧，则过滤器的温度也上升，堆积在过滤器的PM的量变得越多，另外，因燃料切断(fuel cut)等而流入过滤器的排气的氧浓度变得越高，此时所到达的过滤器的最高温度变得越高。因此，若在比规定的容许上限量多的量的PM已堆积在过滤器的状态(以下，也称为“过堆积状态”)下，PM进行燃烧，则过滤器的温度超过其保证温度，进而也存在过滤器熔损的担忧。因此，近年来，提出有一种以不使超过为了防止过滤器的熔损所决定的容许上限量的量的PM堆积的方式，进行过堆积防止控制的车辆。

然而，在伴随减速的燃料切断的执行时，含有大量氧的新鲜空气流入已在加速时变成高温的过滤器，因此堆积在过滤器的PM进行燃烧，进而过滤器中的PM的堆积量减少。因此，只要是在车辆的减速时进行发动机的燃料切断的车辆，则无需积极地进行如上所述的过堆积防止控制。但是，在不仅包括发动机也包括马达作为驱动力产生源的混合动力车辆中，与仅将发动机作为驱动力产生源的通常的车辆相比，执行燃料切断的机会有限。因此，混合动力车辆存在与通常的车辆相比，积存在过滤器的PM的量变多的倾向，而特别要求过堆积防止控制的执行。

在专利文献1中提出有如下者：在PM的堆积量容易变多的混合动力车辆中，当过滤器的温度为规定的基准温度以上时，使发动机的燃料喷射停止，并且通过马达来使发动机的输出轴旋转。由此，已被吸入非燃烧状态的发动机中的新鲜空气被供给至基准温度以上的过滤器，已被过滤器捕获的PM被燃烧去除，因此可防止过滤器的过堆积。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2017-136935号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

但是，在专利文献1中，未对适合于执行此种使用马达的发动机的空转控制的时机进行充分研究。即，在专利文献1的发明中，当过滤器的温度为基准温度以上时执行空转控制。因此，根据专利文献1的发明，虽然可防止过堆积，但以过高的频度执行空转控制，存在无益地消耗燃料或电力等能源的担忧。

本发明的目的在于提供一种不无益地消耗燃料或电力等能源，可在适当的时机执行用于防止过堆积的发动机的空转控制的混合动力车辆。

[解决问题的技术手段]

(1)本发明的混合动力车辆(例如，后述的车辆V)包括：过滤器(例如，后述的汽油机颗粒过滤器(Gasoline Particulate Filter，GPF)33)，设置在发动机的排气通道(例如，后述的排气管32)，捕获排气中的粒子状物质；马达(例如，后述的发电用马达GM)，与所述发动机的输出轴(例如，后述的曲轴(crankshaft)17)连接；温度取得部件(例如，后述的排气温度传感器43及电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)7)，取得与所述过滤器的温度具有关联的过滤器相关温度；以及控制部件(例如，后述的ECU7)，当所述过滤器相关温度为基准温度以上，且在所述过滤器中进行了燃烧的粒子状物质的累计量的粒子状物质燃烧量未满燃烧量阈值时，通过所述马达来进行使所述输出轴旋转的马达驱动控制。

(2)在此情况下，优选所述控制部件假定在所述过滤器已堆积了容许上限量的粒子状物质，将在所述过滤器中从发动机起动时起已被燃烧的粒子状物质的燃烧累计量作为所述粒子状物质燃烧量来算出。

(3)在此情况下，优选所述控制部件根据所述过滤器相关温度及所述发动机的运转状态，算出所述粒子状物质燃烧量。

(4)在此情况下，优选所述控制部件将从发动机起动时起已被排出的粒子状物质的排出累计量作为所述燃烧量阈值来算出。

(5)在此情况下，优选所述控制部件根据发动机转速、吸入空气量、及发动机水温，算出所述燃烧量阈值。

(6)在此情况下，优选所述控制部件在发动机的起动时的发动机水温的起动时水温为规定的升温范围内的情况下，执行使所述发动机及其排气的温度上升的升温控制，并且在所述起动时水温为所述升温范围的下限以下的情况下，进行所述马达驱动控制。

(7)在此情况下，优选所述控制部件推断所述过滤器中的粒子状物质的堆积量，当在所述起动时水温为所述升温范围的下限以上的状态下且所述堆积量超过了开始阈值时，进行所述马达驱动控制直至所述堆积量变成结束阈值以下为止。

(8)在此情况下，优选所述发动机是将汽油作为燃料的汽油发动机。

(9)在此情况下，优选所述控制部件至少将行驶范围为前进范围、车速为规定的基准车速以上、且要求驱动力未满规定的基准驱动力的情况作为条件来执行所述马达驱动控制。

[发明的效果]

(1)被从发动机中排出，进而已被过滤器捕获的粒子状物质之中，未通过排气的热而燃烧的粒子状物质堆积在过滤器。因此，为了有效率地防止过滤器的过堆积，掌握在过滤器中进行了燃烧的粒子状物质的量变得重要。因此，在本发明的混合动力车辆中，当过滤器相关温度为基准温度以上、且作为在过滤器中进行了燃烧的粒子状物质的累计量的粒子状物质燃烧量未满燃烧量阈值时，进行通过马达来使发动机的输出轴旋转的马达驱动控制。由此，可在粒子状物质燃烧量未满燃烧量阈值的状态，即为了防止过堆积而必须使粒子状物质积极地燃烧时执行马达驱动控制，而促进堆积在过滤器的粒子状物质的燃烧。另外，可防止在粒子状物质燃烧量为燃烧量阈值以上的状态，即已由过滤器捕获的粒子状物质的大部分已燃烧，无法产生过堆积的状态下进行马达驱动控制。由此，可抑制用于执行马达驱动控制的燃料或电力等能源的无益的消耗。

(2)在发动机的刚起动后从发动机中排出特别多的粒子状物质。因此，控制部件算出从可排出特别多的粒子状物质的发动机刚起动后，在过滤器中已被燃烧的粒子状物质的燃烧累计量，并将其设为粒子状物质燃烧量，且根据所述粒子状物质燃烧量来决定执行马达驱动控制的时机。由此，可在适当的时期执行马达驱动控制，进而可抑制马达驱动控制的执行所耗费的能源的无益的消耗。另外，在本发明中，控制部件在算出粒子状物质燃烧量时，假定在过滤器已堆积了容许上限量的粒子状物质。如上所述，过滤器中的粒子状物质的堆积量变得越多，在过滤器中进行燃烧的粒子状物质的量变得越多，因此可将粒子状物质燃烧量预估得比实际多。因此，根据本发明，马达驱动控制的执行频度变得比使用实际的粒子状物质的堆积量算出粒子状物质燃烧量的情况低，因此相应地可抑制用于执行马达驱动控制的燃料或电力等能源的无益的消耗。但是，在此情况下，担心因马达驱动控制的执行频度变低而导致过滤器中的粒子状物质的堆积量增加，但如上所述在本发明中，在容许上限量的粒子状物质已堆积在过滤器这一假定下算出粒子状物质燃烧量，由此可使实际的堆积量不超过容许上限量。

(3)根据本发明，控制部件根据与粒子状物质燃烧量具有关联的过滤器相关温度及发动机的运转状态来算出粒子状物质燃烧量。由此，可高精度地算出粒子状物质燃烧量，因此可在适当的时期执行马达驱动控制，进而可抑制马达驱动控制的执行所耗费的能源的无益的消耗。

(4)如其后参照图5所说明的那样，从发动机起动时起已被排出的粒子状物质的排出累计量在发动机的暖机过程中大幅度增加。因此，控制部件将从发动机起动时起已被排出的粒子状物质的排出累计量设为成为相对于粒子状物质燃烧量的阈值的燃烧量阈值。由此，在堆积量容易大幅度增加的发动机的暖机过程中，可在适当的时期执行马达驱动控制。

(5)在本发明中，控制部件根据发动机转速、吸入空气量、及发动机水温，算出作为从发动机起动时起已被排出的粒子状物质的排出累计量的燃烧量阈值。由此，可高精度地算出燃烧量阈值，因此可在适当的时期执行马达驱动控制，进而可抑制马达驱动控制的执行所耗费的能源的无益的消耗。

(6)控制部件在起动时水温为规定的升温范围内的情况下执行升温控制，由此使发动机及其排气的温度上升，进而提升排气净化装置的排气净化性能。另外，若执行此种升温控制，则排气的温度上升，因此已被过滤器捕获的粒子状物质也进行燃烧。但是，在起动时水温过低的情况下，更具体而言，在起动时水温比升温范围的下限低的情况下，存在即便执行升温控制，也无法提前提升排气净化性能，而使耗油量恶化的担忧，因此控制部件不执行升温控制。相对于此，控制部件在起动时水温为升温范围的下限以下，不执行升温控制的情况下进行马达驱动控制。由此，可防止过滤器中的粒子状物质的堆积量容易增加的车辆的低温启动时的过滤器的过堆积。

(7)如上所述在起动时水温为规定的升温范围内的情况下，虽然执行升温控制，但过滤器中的粒子状物质的堆积量缓慢地上升，有时超过容许上限量。因此，当在起动时水温为升温范围的下限以上的状态下且堆积量超过了开始阈值时，控制部件进行马达驱动控制直至堆积量变成结束阈值以下为止。由此，可防止堆积量大幅度超过容许上限量。

(8)汽油发动机与柴油发动机相比排气温度高，因此存在如下的倾向：即便不如柴油发动机中所使用的柴油机颗粒过滤器(Diesel Particulate Filter，DPF)那样定期地进行强制再生处理，过滤器中的粒子状物质的堆积量也收敛成规定的饱和堆积量。但是，在装载汽油发动机的混合动力车辆中，如上所述执行促进粒子状物质的燃烧的燃料切断的机会有限，因此存在饱和堆积量超过为了防止过滤器的熔损所决定的容许上限量的情况。相对于此，控制部件在过滤器相关温度为基准温度以上、且粒子状物质燃烧量未满燃烧量阈值的情况下，进行通过马达来使发动机的输出轴旋转的马达驱动控制。由此，能够以饱和堆积量不超过容许上限量的方式，在适当的时机进行马达驱动控制。

(9)在行驶范围并非前进范围的情况、或车速比基准车速低的情况下，即便执行马达驱动控制，也无法将足够量的空气供给至过滤器，使粒子状物质进行燃烧的效果小。另外，在马达驱动控制中，无法通过发动机来产生驱动力，因此若在要求驱动力比基准驱动力大的状态下执行马达驱动控制，则存在无法产生对应于要求驱动力的驱动力，车辆的动力性能下降的情况。因此，控制部件将行驶范围为前进范围、车速为规定的基准车速以上、且要求驱动力未满规定的基准驱动力的情况作为条件来执行马达驱动控制。由此，可不使车辆的动力性能下降而执行马达驱动控制，进而可通过所述马达驱动控制来使粒子状物质有效地燃烧。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的车辆的结构的图。

图2是表示发动机与其排气净化系统的结构的图。

图3是表示PM堆积量与行驶距离的关系的图。

图4是表示过堆积防止控制的具体的程序的流程图。

图5是表示被从发动机中排出的PM的累计量的时间变化的图。

图6是表示算出PM推断堆积量的具体的程序的图。

图7是表示时常过堆积防止控制的具体的程序的流程图。

图8是表示起动时过堆积防止控制的具体的程序的流程图。

图9是表示算出PM燃烧累计量的具体的程序的图。

图10是表示算出PM排出累计量的具体的程序的图。

图11是表示过堆积防止控制的具体例的时序图。

[符号的说明]

V：车辆(混合动力车辆)

1：发动机

17：曲轴(输出轴)

2：排气净化系统

32：排气管(排气通道)

33：GPF(过滤器)

43：排气温度传感器(温度取得部件)

7：ECU(温度取得部件、控制部件)

GM：发电用马达(马达)

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对本发明的一实施方式进行说明。

图1是表示本实施方式的车辆V的结构的图。车辆V是包括发动机1及驱动用马达TM作为驱动力产生源的所谓的混合动力车辆。更具体而言，车辆V包括：发动机1；发电用马达GM，与发动机1的输出轴连接；离合器C，将发动机1的输出轴与驱动轮W连接或阻断；驱动用马达TM，其输出轴与驱动轮W连接；以及电池B，经由未图示的逆变器或转换器等而与驱动用马达TM进行电力的授受。

车辆V可在大致分为电动车辆(Electric Vehicle，EV)行驶、串联(series)行驶、及发动机行驶的三种行驶模式下行驶。

在EV行驶中，车辆V通过利用从电池B供给的电力对驱动用马达TM进行驱动来行驶。在EV行驶中，发动机1及发电用马达GM基本上停止。

在串联行驶中，车辆V利用离合器C将发动机1与驱动轮W的连接阻断，并且利用发动机1对发电用马达GM进行驱动。另外，在串联行驶中，通过对驱动用马达TM供给来自电池B的电力、及如上所述由发电用马达GM所产生的发电电力来行驶。

在发动机行驶中，车辆V通过利用离合器C将发动机1与驱动轮W连接，并且利用发动机1对驱动轮W进行驱动来行驶。

车辆V在车辆的减速时，通过驱动用马达TM来进行减速再生，因此行驶模式基本上变成EV行驶模式，发动机1停止。因此，在作为混合动力车辆的车辆V中，与仅将发动机作为驱动力产生源的通常的车辆相比，发动机1进行减速燃料切断的机会少。

图2是表示发动机1与其排气净化系统2的结构的图。排气净化系统2包括：与作为发动机1的输出轴的曲轴17连接的发电用马达GM、及控制发动机1或发电用马达GM的电子控制单元7(以下，称为“ECU7”)。

发动机1是将汽油作为燃料，包括多个汽缸11(图1中仅图示一个)的多汽缸的汽油发动机。发动机1包括：设置在每个汽缸11的活塞12、设置在每个汽缸11的燃料喷射阀13及火花塞14、设置在与各汽缸11连通的吸气口的吸气阀15、将空气引导至吸气口的吸气管31、设置在与各汽缸11连通的排气口的排气阀16、供从排气口中流出的排气进行流动的排气管32、以及经由连接杆而与活塞12连结的曲轴17。

在发动机1设置有经由正时皮带(timing belt)而与曲轴17连结，伴随曲轴17的旋转而进行旋转的吸气凸轮轴18及排气凸轮轴19。更具体而言，若曲轴17旋转两次，则凸轮轴18、凸轮轴19旋转一次。在吸气凸轮轴18设置有对吸气阀15进行开闭驱动的吸气凸轮，在排气凸轮轴19设置有对排气阀16进行开闭驱动的排气凸轮。由此，若凸轮轴18、凸轮轴19进行旋转，则吸气阀15及排气阀16以对应于设置在凸轮轴18、凸轮轴19的凸轮的轮廓的形态进退(开闭)。

在排气管32设置有捕获汽油发动机的排气所含有的PM的排气净化过滤器33(Gasoline Particulate Filter，以下使用“GPF”这一简称)。GPF33例如为包括由多个多孔质壁划分形成的多个单元的壁流(wall flow)型。即，GPF33通过排气穿过这些多孔质壁内的微细的细孔时，PM堆积在多孔质壁的表面来捕获PM。另外，在GPF33的多孔质壁，例如承载有用于净化排气中所含有的CO、HC及NOx的三元催化剂。

此处，一边参照图3，一边对作为GPF33中的PM的堆积量的PM堆积量[g]与行驶距离的关系进行说明。图3是表示PM堆积量与行驶距离的关系的图。在图3中，实线表示已被装载在如本实施方式的混合动力车辆的GPF的PM堆积量的变化，虚线表示已被装载在仅包括发动机作为驱动力产生源的通常的车辆的GPF的PM堆积量的变化。

如图3所示，行驶距离变得越长，GPF的PM堆积量变得越多。更具体而言，存在如下的倾向：在行驶距离短的期间，即PM堆积量少的期间内，PM堆积量与行驶距离大致成比例地增加，随着行驶距离变长，PM堆积量以规定量变成固定。其由如下的原因造成。

首先，被从发动机1中排出的PM的大致全部由GPF捕获，但已被GPF捕获的PM的一部分通过排气的热而进行燃烧。因此，若将被从发动机中排出的PM的每单位时间的量设为PM排出量[g/s]，将在GPF中进行燃烧的PM的每单位时间的量设为PM燃烧量[g/s]，则可认为当PM排出量比PM燃烧量大时，PM堆积量与行驶距离成比例地变大，当PM排出量与PM燃烧量大致相等时，不论行驶距离的增加，PM堆积量均变成固定。即，PM堆积量变得越多，GPF中的PM燃烧量越增加，因此可认为随着行驶距离变长，PM堆积量收敛成固定的量(以下，也称为“饱和堆积量”)。

另外，如图3所示，被装载在混合动力车辆的GPF的PM堆积量(参照图3中的粗实线)的饱和堆积量比被装载在通常的车辆的GPF的PM堆积量(参照图3中的粗虚线)的饱和堆积量大。即，被装载在混合动力车辆的GPF在堆积有比被装载在通常的车辆的GPF多的PM的状态下变得稳定。其由如下的原因造成。

可认为排气的氧浓度变得越高，GPF中的PM燃烧量越增加。因此，在减速时使发动机1的燃料喷射量暂时变成0的燃料切断的执行时，含有大量氧的新鲜空气流入已在加速时变成高温的GPF，因此PM燃烧量变多。相对于此，在如本实施方式的混合动力车辆中，在减速时进行使用驱动用马达TM的再生驾驶，因此与通常的车辆相比执行燃料切断的次数少。因此，混合动力车辆与通常的车辆相比PM燃烧量变少，因此可认为PM堆积量的饱和堆积量变大。

如上所述，存在被装载在作为混合动力车辆的车辆V的GPF33的PM堆积量变得比被装载在通常的车辆的GPF的PM堆积量多的倾向，因此PM堆积量容易变成超过为了防止GPF的熔损所决定的规定的容许上限量的过堆积状态。另外，若变成过堆积状态，则如上所述也存在GPF33熔损的担忧。因此，如其后参照图4所说明的那样，ECU7在适当的时机进行对GPF33供给含有大量氧的新鲜空气，促进堆积在GPF33的PM的燃烧的过堆积防止控制，由此使GPF33不变成过堆积状态。

回到图2，发动机1的曲轴17经由未图示的动力传达机构而与发电用马达GM的输出轴连接。因此，在串联行驶时，利用发动机1对发电用马达GM进行驱动，并将由所述发电用马达GM所发电的电力供给至驱动用马达TM，由此可使车辆行驶。

另外，在车辆的减速时，停止从燃料喷射阀13中的燃料喷射，并且执行如下的马达驱动控制：将蓄积在电池B的电力供给至发电用马达GM，通过发电用马达GM来使发动机1的曲轴17旋转。由此，可通过活塞12的抽吸(pumping)，从吸气管31朝排气管32的GPF33供给含有大量氧的空气，而促进堆积在GPF33的PM的燃烧。

另外，在车辆V设置有用于检测发动机1或GPF33等的状态的多个传感器41～传感器43。

水温传感器41检测对发动机1进行冷却的冷却水的温度，并朝ECU7发送对应于检测值的信号。ECU7通过使用所述水温传感器41的检测信号，而取得作为发动机1的冷却水温度的发动机水温[℃]。

车速传感器42朝ECU7发送对应于与驱动轮W连结的车轴的旋转速度的脉冲信号。ECU7通过使用从所述车速传感器42发送的脉冲信号，而算出车辆V的车速[km/h]。

排气温度传感器43设置在排气管32中的GPF33的下游侧。排气温度传感器43检测从GPF33中流出的排气的温度，并朝ECU7发送对应于检测值的信号。ECU7通过使用所述排气温度传感器43的检测信号，而取得从GPF33中流出的排气的温度，进而通过根据所述排气的温度的未图示的运算，而推断作为GPF33的温度的过滤器温度。因此，在本实施方式中，温度取得部件包含排气温度传感器43及ECU7。

另外，在本实施方式中，通过使用排气温度传感器43的检测信号来推断过滤器温度，但本发明并不限定于此。例如也可以通过设置直接接触GPF33的温度传感器来直接取得过滤器温度。

图4是表示防止GPF33的过堆积的过堆积防止控制的具体的程序的流程图。在从对应于由司机操作未图示的点火开关而使车辆启动，至对应于其后再次操作点火开关而使车辆停止为止的驾驶循环的期间内，在ECU7中以规定的控制周期重复执行图4的过堆积防止控制。

图5是表示在由细线表示的行驶模式下被从发动机1中排出的PM的累计量[g]的时间变化的图。在图5中，变更线的种类来图示使发动机的起动时的发动机水温(以下，称为“起动时水温”)变化成-15℃、-20℃、-30℃的情况下的PM的累计量的时间变化。

如图5所示，PM的累计量在时刻t0处，在刚使发动机1起动后急剧地增加，其后在发动机1的暖机完成的时刻t1以后，缓慢地上升。即，被从暖机后的发动机1中排出的PM的量若与被从暖机完成前的发动机1中排出的PM的量相比，则十分少。另外，如图5所示，起动时水温变得越低，在发动机1的暖机完成前的期间内被排出的PM的累计量越增加。如上所述，被从发动机1中排出的PM的累计量尤其容易在低温环境下的发动机的刚起动后上升，因此容易变成过堆积状态。因此，如图4所示，本实施方式的过堆积防止控制包括：起动时过堆积防止控制(参照S10)，对容易变成过堆积状态的发动机刚起动后加以关注来执行马达驱动控制；及时常过堆积防止控制(参照S5)，在PM堆积量已变多的情况下不论时期均执行马达驱动控制。

首先，在S1中，ECU7算出相当于当前的GPF中的PM堆积量的推断值的PM推断堆积量[g]，然后移至S2。

图6是表示在ECU7中算出PM推断堆积量的具体的程序的图。ECU7包括：排出量推断部71，算出相当于PM排出量的推断值的PM推断排出量[g/s]；燃烧量推断部72，算出相当于PM燃烧量的推断值的PM推断燃烧量[g/s]；以及累计部73，通过对已算出的PM推断排出量与PM推断燃烧量的差进行累计来算出PM推断堆积量。在ECU7中，在每个规定的控制周期重复执行利用所述排出量推断部71、燃烧量推断部72、及累计部73的运算，由此算出PM推断堆积量。

PM排出量根据发动机1的运转状态而变化。因此，排出量推断部71将作为确定发动机1的运转状态的参数的发动机转速及发动机1的吸入空气量输入基本排出量图MP1，由此算出基本排出量，将作为确定发动机1的运转状态的参数的发动机水温输入水温校正图MP2，由此算出1.0以上的水温校正系数，进而使所述基本排出量与水温校正系数相乘，由此算出PM推断排出量。如图6所示，根据基本排出量图MP1，吸入空气量变得越多，基本排出量变得越多，另外，发动机转速变得越高，基本排出量变得越多。另外，根据水温校正图MP2，发动机水温变得越低，水温校正系数变成越大的值，发动机水温变得越高，水温校正系数越接近1.0。因此，吸入空气量变得越多，PM推断排出量变得越多，发动机转速变得越高，PM推断排出量变得越多，发动机水温变得越高，PM推断排出量变得越少。

PM燃烧量对应于GPF33的PM堆积量及过滤器温度而变化。更具体而言，PM堆积量变得越多，PM燃烧量越增加，另外，过滤器温度变得越高，PM燃烧量越增加。另外，PM燃烧量根据发动机1的运转状态而变化。因此，在燃烧量推断部72，针对发动机1的各运转状态规定PM燃烧量图，所述PM燃烧量图是输入PM堆积量及过滤器温度且输出每单位时间的PM燃烧量的图。更具体而言，发动机1的运转状态被分成将空燃比设为理论空燃比的理论配比运转时、将空燃比设为比理论空燃比浓(rich)的高负荷运转时、及将燃料喷射量设为0且将空气供给至GPF33的马达驱动控制时。在燃烧量推断部72，定义有理论配比运转时的PM燃烧量图MP3、高负荷运转时的PM燃烧量图MP4、及马达驱动控制时的PM燃烧量图MP5。

如图6所示，根据理论配比运转时的PM燃烧量图MP3，如上所述PM堆积量变得越多，PM燃烧量越增加，另外，过滤器温度变得越高，PM燃烧量越增加。另外，在高负荷运转时，空燃比变得比理论空燃比浓，排气的氧浓度变得比理论配比运转时低，因此已被GPF33捕获的PM几乎不燃烧。因此，根据高负荷运转时的PM燃烧量图MP4，不论PM堆积量及过滤器温度，PM燃烧量均大致变成0。另外，在马达驱动控制时，比理论配比运转时多的氧被供给至GPF33。因此，根据马达驱动控制时的PM燃烧量图MP5，PM燃烧量比理论配比运转时多。

燃烧量推断部72从PM燃烧量图MP3～PM燃烧量图MP5中，选择对应于当前的发动机1的运转状态的PM燃烧量图，并且将根据排气温度传感器43的检测信号所取得的过滤器温度、及PM推断堆积量的上次值输入已选择的PM燃烧量图，由此算出PM推断燃烧量。

累计部73对从已由排出量推断部71算出的PM推断排出量减去已由燃烧量推断部72算出的PM推断燃烧量所得者进行累计，由此算出PM推断堆积量。

回到图4，在S2中，ECU7判定时常过堆积防止旗标的值是否为1。所述时常过堆积防止旗标是表示后述的时常过堆积防止控制(参照S5)正在执行的旗标，在PM推断堆积量已变成开始阈值以上的情况下被设置成1(参照后述的S4)，其后在PM推断堆积量已变得比结束阈值小的情况(参照后述的S7)或车辆已停止的情况下被重置成0。ECU7在S2的判定结果为否(NO)的情况下移至S3，在S2的判定结果为是(YES)的情况下移至S6。

在S3中，ECU7判定PM推断堆积量是否为为了决定时常过堆积防止控制的执行开始时期所设定的开始阈值[g]以上。ECU7在S3的判定结果为是(YES)的情况下，判断已到达开始时常过堆积防止控制的时期，并将时常过堆积防止旗标的值设置成1(参照S4)，而开始时常过堆积防止控制(参照S5)。由此，从此以后，PM堆积量逐渐地减少。另外，关于所述时常过堆积防止控制的具体的程序，其后参照图7进行说明。另外，ECU7在S3的判定结果为否(NO)的情况下，移至S8。另外，将所述开始阈值设定成与为了防止GPF的熔损所决定的容许上限量相等、或在所述容许上限量的附近。

在S6中，ECU7判定PM推断堆积量是否比为了决定时常过堆积防止控制的执行结束时期所设定的结束阈值[g]小。ECU7在S6的判定结果为否(NO)的情况下，为了接着继续执行时常过堆积防止控制，而移至S5。另外，在S6的判定结果为是(YES)的情况下，ECU7判断已到达结束时常过堆积防止控制的时期，并将时常过堆积防止旗标的值重置成0(参照S7)，然后移至S8。此处，将结束阈值设定成比所述开始阈值小的值。由此，在PM推断堆积量超过了开始阈值的情况下，执行时常过堆积防止控制直至PM推断堆积量变成结束阈值以下为止。

继而，在S8中，ECU7判定在从车辆被启动至当前时间点为止的期间内，使发动机1及其排气的温度上升的升温控制是否已被执行。在所述升温控制中，ECU7使利用火花塞14的点火时期或利用燃料喷射阀13的燃料喷射时期等比通常运转时所决定的时期延迟化，由此使发动机1及排气的温度上升。在发动机1起动后，在此种升温控制已被执行的情况下，GPF33的温度变得比PM进行燃烧的温度高，因此判断没有在GPF33中产生过堆积的担忧。因此，ECU7在S8的判定结果为是(YES)的情况下，不执行以下的处理而立即结束图4的处理，在S8的判定结果为否(NO)的情况下，移至S9。

另外，ECU7在起动时水温为规定的升温下限温度(例如，-10℃)与规定的升温上限温度(例如，80℃)之间的升温范围内的情况下，执行所述升温控制，由此使发动机1、排气、及设置在排气管32的GPF33或未图示的排气净化催化剂等的温度上升，而使耗油量或排气净化性能迅速地上升。另外，优选在起动时水温为所述升温下限温度以下的情况下也执行此种升温控制。但是，在起动时水温比升温下限温度低的情况下，存在即便执行升温控制，也无法使发动机1或排气等的温度充分地上升，而使耗油量恶化的担忧。因此，ECU7在起动时水温为升温下限温度以下的情况下，不执行升温控制。因此，ECU7至少将起动时水温为升温下限温度以下作为条件来执行后述的起动时过堆积防止控制(参照后述的S10)。

继而，在S9中，ECU7取得起动时水温，并判定所述起动时水温是否比规定的PM产生温度(例如，80℃)高。发动机1的PM排出量[g/s]具有如下的特性：起动时水温变得越高，发动机1的PM排出量变得越少，若起动时水温变得比所述PM产生温度高，则发动机1的PM排出量大致变成0。因此，ECU7在S9的判定结果为是(YES)的情况(即，起动时水温比PM产生温度高的情况)下，判断从使发动机1起动至当前为止几乎未从发动机1中排出PM，不执行以下的处理而立即结束图4的处理。另外，ECU7在S9的判定结果为否(NO)的情况下，移至S10，执行起动时过堆积防止控制。关于所述起动时过堆积防止控制的具体的程序，其后一边参照图8一边进行说明。

图7是表示时常过堆积防止控制的具体的程序的流程图。

首先，在S20中，ECU7取得作为GPF33的温度的过滤器温度，并判定所述过滤器温度是否为规定的PM燃烧开始温度(例如，350℃)以上。在GPF33的温度比所述PM燃烧开始温度低的情况下，即便执行后述的马达驱动控制，将空气供给至GPF33，PM也不进行燃烧。因此，ECU7在S20的判定结果为否(NO)的情况(即，过滤器温度比PM燃烧开始温度低的情况)下，判断GPF33中的PM不进行燃烧，不执行以下的处理而立即结束图7的处理，在S20的判定结果为是(YES)的情况下，移至S21。

继而，在S21中，ECU7判定是否行驶范围为前进范围、车速为规定的基准车速以上、且司机的要求驱动力未满规定的基准驱动力。在行驶范围并非前进范围的情况、或车速比所述基准车速低的情况下，即便执行马达驱动控制，也无法将足够量的空气供给至GPF33，使PM进行燃烧的效果小。在马达驱动控制中，无法通过发动机1来产生驱动力，因此若在要求驱动力比基准驱动力大的状态下执行马达驱动控制，则存在仅通过驱动用马达TM无法产生对应于要求驱动力的驱动力，车辆V的动力性能下降的情况。因此，ECU7在S21的判定结果为否(NO)的情况下，不执行以下的处理而立即结束图7的处理，在S21的判定结果为是(YES)的情况下，移至S22。

继而，在S22中，ECU7停止从燃料喷射阀13中的燃料喷射，并且执行通过发电用马达GM来使曲轴17旋转的马达驱动控制，然后结束图7的处理。由此，至少对温度已高达PM进行燃烧的温度以上的GPF33供给空气，因此促进已被GPF33捕获的PM的燃烧。

图8是表示起动时过堆积防止控制的具体的程序的流程图。

首先，在S30中，ECU7通过与图7的S20的处理相同的程序，判定过滤器温度是否为PM燃烧开始温度以上。ECU7在S30的判定结果为否(NO)的情况下，不执行以下的处理而立即结束图8的处理，在S30的判定结果为是(YES)的情况下，移至S31。

继而，在S31中，ECU7通过与图7的S21的处理相同的程序，判定是否行驶范围为前进范围、车速为基准车速以上、且司机的要求驱动力未满基准驱动力。在S31的判定结果为否(NO)的情况下，不执行以下的处理而立即结束图8的处理，在S31的判定结果为是(YES)的情况下，移至S32。

继而，在S32中，ECU7算出相当于在从发动机起动时至当前时间点为止的期间内，在GPF33中已被燃烧的PM的累计量的推断值的PM燃烧累计量[g]，然后移至S33。

图9是表示在ECU7中算出PM燃烧累计量的具体的程序的图。ECU7取得根据排气温度传感器43的检测信号所取得的过滤器温度、及发动机1的运转状态，并根据所述过滤器温度及运转状态，在每个规定的控制周期重复执行图9中所示的运算，由此算出PM燃烧累计量。

ECU7通过使用参照图6所说明的PM燃烧量图MP3～PM燃烧量图MP5来算出PM燃烧累计量。更具体而言，从PM燃烧量图MP3～PM燃烧量图MP5中，选择对应于当前的发动机1的运转状态的PM燃烧量图，并且将根据排气温度传感器43的检测信号所取得的过滤器温度、及PM堆积量输入已选择的PM燃烧量图，由此算出PM燃烧量，并对其进行累计，由此算出PM燃烧累计量。

另外，优选ECU7在如此使用PM燃烧量图MP3～PM燃烧量图MP5来算出PM燃烧累计量时，将并非实际的PM堆积量而是事先决定的固定值的容许上限量作为PM堆积量，输入所述PM燃烧量图MP3～PM燃烧量图MP5。换言之，优选ECU7假定容许上限量的PM已堆积在过滤器，而算出PM燃烧累计量。如上所述，GPF33中的PM堆积量变得越多，GPF33中的PM燃烧量变得越多，因此可将PM燃烧累计量预估得比实际多。因此，后述的马达驱动控制(参照S35)的执行频度变得比使用实际的PM堆积量算出PM燃烧累计量的情况低，因此相应地可抑制用于执行马达驱动控制的燃料或电力等能源的无益的消耗。但是，在此情况下，担心因马达驱动控制的执行频度变低而导致GPF33中的PM堆积量增加，但如上所述在容许上限量的PM已堆积在GPF33这一假定下算出PM燃烧累计量，由此可使实际的PM堆积量不超过容许上限量。

回到图8，在S33中，ECU7算出成为相对于PM燃烧累计量的阈值的PM排出累计量[g]，然后移至S34。所述PM排出累计量相当于从发动机1的起动时起已被排出的PM的累计量的推断值。

图10是表示在ECU7中算出PM排出累计量的具体的程序的图。ECU7根据发动机转速、发动机1的吸入空气量、及发动机水温来算出PM排出累计量。更具体而言，ECU7通过使用参照图6所说明的基本排出量图MP1及水温校正图MP2来算出PM排出累计量。更具体而言，ECU7将发动机转速及吸入空气量输入基本排出量图MP1，由此算出基本排出量，将发动机水温输入水温校正图MP2，由此算出水温校正系数，使所述基本排出量与水温校正系数相乘，由此算出PM推断排出量，进而对所述PM推断排出量进行累计，由此算出PM排出累计量。

回到图8，在S34中，ECU7判定在S32中所算出的PM燃烧累计量是否未满在S33中所算出的PM排出累计量。ECU7在S34的判定结果为是(YES)的情况下，移至S35，停止从燃料喷射阀13中的燃料喷射，并且执行通过发电用马达GM来使曲轴17旋转的马达驱动控制，然后结束图8的处理。由此，至少对温度已高达PM进行燃烧的温度以上的GPF33供给空气，因此促进已被GPF33捕获的PM的燃烧。另外，ECU7在S34的判定结果为否(NO)的情况下，不执行所述马达驱动控制而立即结束图8的处理。

图11是表示如上所述的过堆积防止控制的具体例的时序图。在图11中，表示横跨四个周期的驾驶循环(时刻t0～时刻t1、时刻t1～时刻t4、时刻t4～时刻t6、时刻t6～时刻t9)的PM堆积量、发动机水温、时常过堆积防止控制的执行的有无、及起动时过堆积防止控制的执行的有无。

在时刻t0～时刻t1的驾驶循环中，起动时水温比作为执行升温控制的温度范围的下限的升温下限温度低。在此情况下，如参照图5所说明的那样，发动机1的刚起动后的PM排出量多，另外，也不执行升温控制，因此容易变成过堆积状态。因此，ECU7在时刻t0～时刻t1的驾驶循环中，执行起动时过堆积防止控制(参照S10)。在所述起动时过堆积防止控制中，在规定的条件(参照S30及S31)得到满足且PM燃烧累计量比PM排出累计量少的情况(参照S34)下，执行马达驱动控制(参照S35)，由此促进GPF33中的PM的燃烧，以不变成过堆积状态。

在时刻t1～时刻t4的驾驶循环中，起动时水温比升温下限温度高。因此，在时刻t1～时刻t4的驾驶循环中，不执行起动时过堆积防止控制。另外，在此驾驶循环中，在时刻t2处PM堆积量超过了设定在容许上限量的附近的开始阈值，ECU7对应于此而执行时常过堆积防止控制(参照S5)。在所述时常过堆积防止控制中，ECU7在规定的条件(参照S20及S21)得到满足的情况下执行马达驱动控制(参照S22)，由此促进GPF33中的PM的燃烧，以不变成过堆积状态。在开始此种时常过堆积防止控制后，在时刻t3处PM堆积量已低于结束阈值，ECU7对应于此而结束时常过堆积防止控制(参照S6)。

在时刻t4～时刻t6的驾驶循环中，起动时水温比升温下限温度高。因此，在时刻t4～时刻t6的驾驶循环中，不执行起动时过堆积防止控制。另外，在此驾驶循环中，在时刻t5处PM堆积量超过了开始阈值，ECU7对应于此而执行时常过堆积防止控制(参照S5)。由此，与时刻t1～时刻t4的驾驶循环同样地，PM堆积量转变成减少，但在时刻t6处，在PM堆积量到达结束阈值之前使车辆停止。在此情况下，ECU7如上所述将时常过堆积防止旗标的值重置成0。因此，在下次的驾驶循环中，不继续执行时常过堆积防止控制。

在时刻t6～时刻t9的驾驶循环中，起动时水温比升温下限温度高。因此，在时刻t6～时刻t9的驾驶循环中，不执行起动时过堆积防止控制。另外，在此驾驶循环中，从在时刻t7处PM堆积量超过开始阈值，至其后在时刻t8处PM堆积量低于结束阈值为止，ECU7执行时常过堆积防止控制(参照S5)。

根据本实施方式的车辆V，取得以下的效果。

(1)在车辆V中，当过滤器温度为PM燃烧开始温度以上、且PM燃烧累计量未满PM排出累计量时，进行通过发电用马达GM来使发动机1的曲轴17旋转的马达驱动控制(参照S35)。由此，可在PM燃烧累计量未满PM排出累计量的状态，即为了防止过堆积而必须使PM积极地燃烧时执行马达驱动控制，而促进堆积在GPF33的PM的燃烧。另外，可防止在PM燃烧累计量为PM排出累计量以上的状态，即已由GPF33捕获的PM的大部分已燃烧，无法产生过堆积的状态下进行马达驱动控制。由此，可抑制用于执行马达驱动控制的燃料或电力等能源的无益的消耗。

(2)在发动机1的刚起动后从发动机1中排出特别多的PM。因此，ECU7算出在从可排出特别多的PM的发动机刚起动后至当前时间点为止的期间内，在GPF33中已被燃烧的PM的累计量即PM燃烧累计量，并通过对所述PM燃烧累计量与PM排出累计量进行比较来执行马达驱动控制。由此，可在适当的时期执行马达驱动控制，进而可抑制马达驱动控制的执行所耗费的能源的无益的消耗。另外，ECU7在算出PM燃烧累计量时，假定容许上限量的PM已堆积在GPF33。由此，根据本实施方式，马达驱动控制的执行频度变得比使用实际的PM堆积量算出PM燃烧累计量的情况低，因此相应地可抑制用于执行马达驱动控制的燃料或电力等能源的无益的消耗。但是，在此情况下，担心因马达驱动控制的执行频度变低而导致GPF33中的PM堆积量增加，但如上所述在本实施方式中，在容许上限量的PM已堆积在GPF33这一假定下算出PM燃烧累计量，由此可使实际的PM堆积量不超过容许上限量。

(3)ECU7根据与PM燃烧累计量具有关联的过滤器温度及发动机1的运转状态来算出PM燃烧累计量。由此，可高精度地算出PM燃烧累计量，因此可在适当的时期执行马达驱动控制，进而可抑制马达驱动控制的执行所耗费的能源的无益的消耗。

(4)如参照图5所说明的那样，从发动机1的起动时起已被排出的PM的累计量在发动机的暖机过程中大幅度增加。因此，ECU7将从发动机起动时起已被排出的PM的累计量即PM排出累计量设为相对于PM燃烧累计量的阈值，判断能否执行马达驱动控制(参照S34)。由此，在PM堆积量容易大幅度增加的发动机1的暖机过程中，可在适当的时期执行马达驱动控制。

(5)ECU7根据发动机转速、吸入空气量、及发动机水温来算出PM排出累计量。由此，可高精度地算出PM排出累计量，因此可在适当的时期执行马达驱动控制，进而可抑制马达驱动控制的执行所耗费的能源的无益的消耗。

(6)ECU7在起动时水温为升温下限温度与升温上限温度之间的升温范围内的情况下执行升温控制，由此使发动机1及其排气的温度上升，进而提升GPF33的排气净化性能。另外，若执行此种升温控制，则排气的温度上升，因此已被GPF33捕获的PM也进行燃烧。但是，在起动时水温比升温下限温度低的情况下，存在即便执行升温控制，也无法提前提升排气净化性能，而使耗油量恶化的担忧，因此ECU7不执行升温控制。相对于此，ECU7在起动时水温为升温下限温度以下，不执行升温控制的情况下进行马达驱动控制。由此，可防止GPF33中的PM堆积量容易增加的车辆V的低温启动时的GPF33的过堆积。

(7)如上所述在起动时水温为升温范围内的情况下，虽然执行升温控制，但GPF33中的PM堆积量缓慢地上升，有时超过容许上限量。因此，当在起动时水温为升温下限温度以上的状态下PM堆积量超过了设定在容许上限量的附近的开始阈值时，ECU7进行马达驱动控制直至PM堆积量变成结束阈值以下为止。由此，可防止PM堆积量大幅度超过容许上限量。

(8)ECU7在过滤器温度为PM燃烧开始温度以上且PM燃烧累计量比PM排出累计量少的情况下，进行通过发电用马达GM来使曲轴17旋转的马达驱动控制。由此，能够以饱和堆积量不超过容许上限量的方式，即GPF33不变成过堆积状态的方式，在适当的时机进行马达驱动控制。

(9)ECU7将行驶范围为前进范围、车速为规定的基准车速以上、且要求驱动力未满规定的基准驱动力作为条件来执行马达驱动控制。由此，可不使车辆的动力性能下降而执行马达驱动控制，进而可通过所述马达驱动控制来使PM有效地燃烧。

以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此。也可以在本发明的主旨的范围内适宜变更细微部分的结构。

Claims (8)

1.一种混合动力车辆，包括设置在发动机的排气通道并捕获排气中的粒子状物质的过滤器、及与所述发动机的输出轴连接的马达，其特征在于，包括：

温度取得部件，取得与所述过滤器的温度具有关联的过滤器相关温度；以及

控制部件，将从发动机起动时起已被排出的粒子状物质的排出累计量作为燃烧量阈值来算出，当所述过滤器相关温度为基准温度以上，且在所述过滤器中进行了燃烧的粒子状物质的累计量的粒子状物质燃烧量未满所述燃烧量阈值时，通过所述马达来进行使所述输出轴旋转的马达驱动控制。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于，

所述控制部件假定在所述过滤器已堆积了容许上限量的粒子状物质，将在所述过滤器中从发动机起动时起已被燃烧的粒子状物质的燃烧累计量作为所述粒子状物质燃烧量来算出。

3.根据权利要求2所述的混合动力车辆，其特征在于，

所述控制部件根据所述过滤器相关温度及所述发动机的运转状态，算出所述粒子状物质燃烧量。

4.根据权利要求3所述的混合动力车辆，其特征在于，

所述控制部件根据发动机转速、吸入空气量、及发动机水温，算出所述燃烧量阈值。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的混合动力车辆，其特征在于，

所述控制部件在发动机的起动时的发动机水温的起动时水温为规定的升温范围内的情况下，执行使所述发动机及其排气的温度上升的升温控制，并且在所述起动时水温为所述升温范围的下限以下的情况下，进行所述马达驱动控制。

6.根据权利要求5所述的混合动力车辆，其特征在于，

所述控制部件推断所述过滤器中的粒子状物质的堆积量，当在所述起动时水温为所述升温范围的下限以上的状态下且所述堆积量超过了开始阈值时，进行所述马达驱动控制直至所述堆积量变成结束阈值以下为止。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的混合动力车辆，其特征在于，

所述发动机是将汽油作为燃料的汽油发动机。

8.根据权利要求1至4任一项所述的混合动力车辆，其特征在于，

所述控制部件至少将行驶范围为前进范围、车速为规定的基准车速以上、且要求驱动力未满规定的基准驱动力的情况作为条件来执行所述马达驱动控制。

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