本说明书涉及用于操作混合动力车辆的传动系的方法及系统。
背景技术：
发动机可以包括在车辆传动系中，所述车辆传动系还包括电机。当电机缺乏提供所需驾驶员需求功率的能力时或者在电池充电低的状况期间，可以起动发动机。如果发动机起动时发动机和发动机的排气系统处于冷态，则发动机排放可能高于期望的发动机排放持续一段时间。当发动机处于冷态时，由于碳氢化合物在没有参与燃烧的情况下可能会排出发动机，发动机可能排出更高水平的碳氢化合物和一氧化碳。例如，在压缩冲程和做功冲程期间，碳氢化合物可能会滞留在活塞与气缸壁之间，但是这些碳氢化合物可能在排气冲程期间从发动机的气缸中喷出。从发动机喷出的碳氢化合物的浓度可以是包括发动机负荷和发动机温度的许多因子的函数。如果发动机的排气系统处于冷态，则更高浓度的碳氢化合物和一氧化碳可能会流入大气。因此，可能希望提供一种在发动机冷起动时减少发动机排放的方法。
技术实现要素：
本文的发明者已经认识到上述问题并开发了一种车辆传动系操作方法，所述方法包括：经由控制器响应于所需发动机功率量加上电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给耦合到高电压总线的高电压附件的功率量大于驾驶员需求功率而减少被供应给耦合到高电压总线的所述高电压附件的功率量。
通过减少被供应给耦合到高电压总线的高电压附件的功率量，可以提供在发动机起动之后减少发动机负荷使得可以减少发动机排放的技术效果。具体地，可以减少被供应给高电压附件的功率量，使得附加功率可以流到向车辆提供推进力的电机。因为可以增加电机的功率输出，所以可以在满足驾驶员需求功率的同时减少来自发动机的功率输出。因此，发动机可以在较低负荷下操作以减少发动机排放，直到发动机变暖或者直到请求更高的驾驶员需求功率。
本说明书可以提供若干优点。例如，所述方法可以在发动机起动后减少发动机排放。此外，所述方法可以在驾驶员请求更高的功率需求时减少催化剂起燃时间。更进一步地，所述方法可以减少发动机起动以满足驾驶员需求功率的情况数量。
从以下单独或结合附图取得的具体实施方式，本说明书的上述优点和其他优点以及特征将是显而易见的。
应当理解的是，上述发明内容的提供是为了以简易形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这并不意味着表示所要求保护的主题的关键或基本特征，所述主题的范围是由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文提及或本公开的任何部分中的任何缺点的实施方式。
附图说明
通过单独地或参考附图阅读本文中称为具体实施方式的实施例的示例，将更全面地理解本文所述的优点，在附图中：
图1是发动机的示意图；
图2是混合动力车辆传动系的示意图；
图3示出了现有技术电机控制序列的示例；
图4示出了根据图10a和图10b的方法的示例性电机控制序列；
图5示出了用于基于催化剂效率调整可用于高电压附件的功率量的示例性函数；
图6示出了现有技术发动机起动序列的示例；
图7至图9示出了根据图10a和图10b的方法的示例性电机控制序列；
图10a和图10b示出了用于控制向传动系和发动机起动提供推进动力的电机的示例性方法；并且
图11示出了用于估计催化剂效率的函数的曲线图。
具体实施方式
本说明书涉及操作包括内燃发动机和电机的混合动力车辆的传动系。在可能将更多数量的碳氢化合物和一氧化碳释放到大气中的状况期间，可以将高电压总线的功率引导到电机而不是其他高电压消耗装置，使得可以减少发动机负荷和排放。另外，可以优先考虑向高电压总线进行功率输送，使得发动机起动可以较不频繁以便节省燃料。内燃发动机可以是图1中所示的类型。发动机可以是传动系或动力传动系统的一部分，所述传动系或动力传动系统包括带集成式起动机/发电机(bisg)和集成式起动机/发电机(isg)，如图2中所示。图3示出了用于控制电机和发动机的现有技术序列。图4示出了根据图10a和图10b的方法的电机操作序列和发动机起动序列。图5示出了用于基于催化剂效率调整高电压附件可用的高电压功率的示例性函数。图6示出了现有技术的发动机起动序列。图7至图9示出了用于根据图10a和图10b的方法控制电机功率的不同场景。图10a和图10b示出了用于控制包括内燃发动机和电机的传动系的方法。图11示出了描述催化剂效率对催化剂温度的函数。
参考图1，内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，所述内燃发动机10包括多个气缸，其中一个气缸在图1中示出。控制器12从图1和图2中所示的各种传感器接收信号。控制器12采用图1和图2中所示的致动器以基于接收的信号和存储在控制器12的存储器中的指令来调整发动机操作。
发动机10由气缸盖35和缸体33组成，所述气缸盖35和缸体33包括燃烧室30和气缸壁32。活塞36位于气缸壁中并且经由与曲轴40的连接来进行往复运动。飞轮97和环形齿轮99联接到曲轴40。可选的起动机96(例如，低电压(以小于30伏操作)电机)包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地使小齿轮95前进以接合环形齿轮99。起动机96可以直接安装到发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中，起动机96可以经由带或链条而选择性地向曲轴40供应扭矩。在一个示例中，起动机96在未接合到发动机曲轴时处于基本状态。
燃烧室30被示为经由相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮51和排气凸轮53操作。进气凸轮51的位置可以通过进气凸轮传感器55来确定。排气凸轮53的位置可以通过排气凸轮传感器57来确定。进气门52可以通过气门激活装置59选择性地激活和停用。排气门54可以通过气门激活装置58选择性地激活和停用。气门激活装置58和59可以是机电装置。
燃料喷射器66被示为定位成将燃料直接喷射到气缸30中，这被所属领域技术人员称为直接喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料通过燃料系统(未示出)被输送至燃料喷射器66，所述燃料系统包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)。在一个示例中，高压双级燃料系统可以用于产生较高的燃料压力。
另外，进气歧管44被示为与涡轮增压器压缩机162和发动机进气口42连通。在其他示例中，压缩机162可以是机械增压器压缩机。轴161将涡轮增压器涡轮164机械地联接到涡轮增压器压缩机162。可选的电子节气门62调整节流板64的位置以控制从压缩机162到进气歧管44的气流。因为节气门62的入口在增压室45内，所以增压室45中的压力可以被称为节气门入口压力。节气门出口在进气歧管44中。在一些示例中，节气门62和节流板64可以位于进气门52与进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。压缩机再循环阀47可以选择性地调整到全开与全闭之间的多个位置。废气门163可以经由控制器12进行调整以允许排气选择性地旁通涡轮164，从而控制压缩机162的转速。空气滤清器43清洁进入发动机进气口42的空气。
无分电器点火系统88响应于控制器12而经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(uego)传感器126被示为在催化转化器70的上游联接到排气歧管48。可选地，双态排气氧传感器可以代替uego传感器126。
排气系统5包括排气歧管48和转化器70。在一个示例中，转化器70可以包括多个催化剂砖。在另一个实例中，可使用多个排放控制装置，每一排放控制装置具有多个砖。在一个示例中，转化器70可以是三元型催化剂。
控制器12在图1中被示为常规的微计算机，所述常规的微计算机包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106(例如，非暂时性存储器)、随机存取存储器108、保活存储器110和常规的数据总线。控制器12被示为除了接收先前讨论的那些信号之外还从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括：来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ect)；联接到加速踏板130以用于感测由人类驾驶员132施加的力的位置传感器134；联接到制动踏板150以感测由人类驾驶员132施加的力的位置传感器154；来自联接到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(map)的测量值；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；从传感器120进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器68的节气门位置的测量值。还可以感测大气压力(传感器未示出)以供控制器12处理。在本说明书的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴的每一转中产生预定数量的等距脉冲，根据所述预定数量的等距脉冲可以确定发动机转速(rpm)。
控制器12还可以从人/机界面11接收输入。可以经由人类和人/机界面11的输入来生成发动机或车辆起动或停止的请求。人/机界面可以是触摸屏显示器、按钮、钥匙开关或其他已知装置。
在操作期间，发动机10内的每个气缸通常经历四冲程循环：所述循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，一般来讲，排气门54关闭而进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入燃烧室30，并且活塞36移动到气缸的底部以便增大燃烧室30内的体积。活塞36靠近气缸底部并且处于其冲程终点(例如，当燃烧室30处于其最大体积时)的位置通常被所属领域技术人员称为下止点(bdc)。
在压缩冲程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向气缸盖移动以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36处于其冲程终点并且最靠近气缸盖时(例如，当燃烧室30处于其最小体积时)的点通常被所属领域技术人员称为上止点(tdc)。在下文被称为喷射的过程中，将燃料引入燃烧室。在下文被称为点火的过程中，由诸如火花塞92的已知点火装置点燃喷射的燃料，从而导致燃烧。
在膨胀冲程期间，膨胀气体将活塞36推回到bdc。曲轴40将活塞运动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧的空气燃料混合物释放到排气歧管48，并且活塞返回到tdc。注意，上文仅作为实例示出，且进气门和排气门打开和/或关闭正时可变化，例如以提供正或负气门重叠、迟进气门关闭或各种其他实例。
图2是包括动力传动系统或传动系200的车辆225的框图。图2的传动系包括图1中所示的发动机10。传动系200被示为包括车辆系统控制器255、发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254、能量存储装置控制器253和制动器控制器250。控制器可以通过控制器局域网(can)299进行通信。每个控制器都可以向其他控制器提供信息，诸如扭矩输出极限(例如，被控制为不得被超过的装置或部件的扭矩输出)、扭矩输入限制(例如，被控制为不得被超过的装置或部件的扭矩输入)、被控制的装置的扭矩输出、传感器和致动器数据、诊断信息(例如，关于劣化的变速器的信息、关于劣化的发动机的信息、关于劣化的电机的信息、关于劣化的制动器的信息)。此外，车辆系统控制器255可以向发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250提供命令以实现驾驶员输入请求和基于车辆工况的其他请求。
例如，响应于驾驶员释放加速踏板和车速，车辆系统控制器255可以请求所需车轮扭矩或车轮功率水平以提供所需车辆减速率。所需车轮扭矩可以由车辆系统控制器255请求来自电机控制器252的第一制动扭矩和来自制动器控制器250的第二制动扭矩来提供，所述第一扭矩和第二扭矩在车轮216处提供所需制动扭矩。
在其他示例中，传动系控制装置的划分可以与图2所示的不同。例如，单个控制器可以取代车辆系统控制器255、发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250。可选地，车辆系统控制器255和发动机控制器12可以是单个单元，而电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250是独立控制器。
在该示例中，传动系200可以由发动机10和电机240提供动力。在其他示例中，可以省略发动机10。发动机10可以用图1中所示的发动机起动系统经由带集成式起动机/发电机(bisg)219或经由也被称为集成式起动机/发电机的传动系集成式起动机/发电机(isg)240来起动。可以经由可选的bisg转速传感器203来确定bisg219的转速。在一些示例中，bisg219可以简称为isg。传动系isg240(例如，高电压(以大于30伏操作)电机)也可以被称为电机、马达和/或发电机。此外，发动机10的扭矩可以经由诸如燃料喷射器、节气门等的扭矩致动器204进行调整。
bisg219可以经由带231或其他装置机械地联接到发动机10。bisg219可以联接到曲轴40或凸轮轴(例如，图1的51或53)。当经由电能存储装置275或低电压电池280供应电力时，bisg219可以充当马达。bisg219可以充当向电能存储装置275或低电压电池280供应电力的发电机。双向dc/dc转换器281可以将电能从高电压总线274传输到低电压总线273，反之亦然。低电压电池280和bisg219电耦合到低电压总线273。电能存储装置275电耦合到高电压总线274。低电压电池280向起动机马达96和bisg219选择性地供应电能。高电压总线可以向高电压附件供应电力，所述高电压附件包括用于加热车辆225的乘客舱的正温度系数(ptc)加热器266、气候控制系统268的压缩机267(例如，冷却或加热乘客舱的热泵)和dc/dc转换器281。控制器255或控制器12可以经由通过can299提供的命令选择性地减少或增加由高电压附件消耗的电力。
发动机输出扭矩可以通过双质量飞轮215传输到传动系分离离合器235的输入侧或第一侧。分离离合器236可以是电致动或液压致动的。分离离合器236的下游或第二侧234被示为机械地联接到isg输入轴237。
可以操作isg240以向传动系200提供扭矩或者在再生模式下将传动系扭矩转换为电能以存储在电能存储装置275中。逆变器265选择性地向isg240提供电力或从isg240接收电力；或者向高电压总线274提供电力或从高电压总线274接收电力。isg240具有比图1中所示的起动机96或bisg219更高的输出扭矩容量。此外，isg240直接驱动传动系200或由传动系200直接驱动。没有将isg240联接到传动系200的带、齿轮或链条。更确切地，isg240以与传动系200相同的速率旋转。电能存储装置275(例如，高电压电池或电源)可以是电池、电容器或电感器。isg240的下游侧经由轴241机械地联接到变矩器206的泵轮285。isg240的上游侧机械地联接到分离离合器236。isg240可以经由如电机控制器252所指示的那样充当马达或发电机而向传动系200提供正扭矩或负扭矩。应当注意，图2中所示的系统不是可以应用本文描述的方法的唯一配置。例如，电机可以包括在串联或并联混合动力传动系中。
变矩器206包括涡轮286以将扭矩输出到输入轴270。输入轴270将变矩器206机械地联接到自动变速器208。变矩器206还包括变矩器旁通锁止离合器212(tcc)。当tcc被锁定时，扭矩从泵轮285直接传输到涡轮286。tcc由控制器12电操作。可选地，tcc可以被液压锁定。在一个示例中，变矩器可以被称为变速器的部件。
当变矩器锁止离合器212完全脱离时，变矩器206经由变矩器涡轮286与变矩器泵轮285之间的流体传输将发动机扭矩传输到自动变速器208，由此实现扭矩倍增。相比之下，当变矩器锁止离合器212完全接合时，发动机输出扭矩经由变矩器离合器直接传输到变速器208的输入轴270。可选地，变矩器锁止离合器212可以部分地接合，由此能够调整直接中继到变速器的扭矩的量。变速器控制器254可以被配置为通过响应于各种发动机工况或者根据基于驾驶员的发动机操作请求调整变矩器锁止离合器而调整由变矩器212传输的扭矩的量。
变矩器206还包括泵283，所述泵283对流体加压以操作分离离合器236、前进挡离合器210和挡位离合器211。泵283经由泵轮285驱动，所述泵轮285以与isg240相同的转速旋转。
自动变速器208包括挡位离合器(例如，挡位1至10)211和前进挡离合器210。自动变速器208是固定传动比变速器。挡位离合器211和前进挡离合器210可以选择性地接合，以改变输入轴270的实际总转数与车轮216的实际总转数的比。通过经由换挡控制电磁阀209调整被供应给离合器的流体，可以使挡位离合器211接合或脱离。来自自动变速器208的扭矩输出也可以经由输出轴260中继到车轮216以推进车辆。具体地，自动变速器208可以响应于在将输出驱动扭矩传输到车轮216之前的车辆行驶状况而在输入轴270处传输输入驱动扭矩。变速器控制器254选择性地激活或接合tcc212、挡位离合器211和前进挡离合器210。变速器控制器还选择性地停用或脱离tcc212、挡位离合器211和前进挡离合器210。
此外，可以通过接合摩擦车轮制动器218来向车轮216施加摩擦力。在一个示例中，摩擦车轮制动器218可以响应于驾驶员将他的脚压在制动踏板(未示出)上和/或响应于制动器控制器250内的指令而接合。此外，制动器控制器250可以响应于由车辆系统控制器255发出的信息和/或请求而施加制动器218。以相同方式，通过响应于驾驶员从制动踏板释放他的脚、制动器控制器指令和/或车辆系统控制器指令和/或信息而脱离车轮制动器218，可以减小到车轮216的摩擦力。例如，车辆制动器可以经由控制器250向车轮216施加摩擦力，作为自动化的发动机停止程序的一部分。
响应于使车辆225加速的请求，车辆系统控制器可以从加速踏板或其他装置获得驾驶员需求扭矩或功率请求。车辆系统控制器255然后将所请求的驾驶员需求功率的一部分分配给发动机，并将其余部分分配给isg或bisg。车辆系统控制器255请求来自发动机控制器12的发动机功率和来自电机控制器252的isg扭矩。如果isg功率加上发动机功率小于变速器输入功率极限(例如，不得被超过的阈值)，则将功率输送到变矩器206，然后变矩器将所请求的功率的至少一部分中继到变速器输入轴270。变速器控制器254响应于可以基于输入轴扭矩和车速的换挡规律和tcc锁止规律而选择性地锁定变矩器离合器212并经由挡位离合器211接合挡位。在一些状况下，当可能期望对电能存储装置275充电时，可以在存在非零驾驶员需求功率的同时请求充电功率(例如，负isg扭矩)。车辆系统控制器255可以请求增加发动机功率以克服充电功率，从而满足驾驶员需求功率。
响应于使车辆225减速并提供再生制动的请求，车辆系统控制器可以基于车速和制动踏板位置来提供负的所需车轮功率。然后，车辆系统控制器255将负的所需车轮功率的一部分分配给isg240(例如，所需传动系车轮扭矩)，并将其余部分分配给摩擦制动器218(例如，所需摩擦制动车轮扭矩)。此外，车辆系统控制器可以向变速器控制器254通知车辆处于再生制动模式，使得变速器控制器254基于独特的换挡规律来改变挡位211以提高再生效率。isg240向变速器输入轴270供应负功率，但是由isg240提供的负功率可以受变速器控制器254限制，所述变速器控制器254输出变速器输入轴负功率极限(例如，不得被超过的阈值)。此外，isg240的负扭矩可以基于电能存储装置275的工况而受车辆系统控制器255或电机控制器252限制(例如，被约束到小于阈值负阈值扭矩)。由于变速器或isg极限而不能由isg240提供的所需负车轮功率的任何部分可以被分配给摩擦制动器218，使得所需车轮功率由来自摩擦制动器218和isg240的负车轮功率的组合提供。
因此，各种传动系部件的功率或扭矩控制可以由车辆系统控制器255监督，其中经由发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250提供针对发动机10、变速器208、电机240和制动器218的局部扭矩控制。
作为一个示例，通过控制涡轮增压发动机或机械增压发动机的节气门开度和/或气门正时、气门升程和增压调整火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充气的组合，可以控制发动机扭矩输出。在柴油发动机的情况中，控制器12可以通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和空气充气的组合来控制发动机扭矩输出。在所有情况下，可以逐缸地执行发动机控制以控制发动机扭矩输出。
电机控制器252可以通过调整流入和流出isg的磁场绕组和/或电枢绕组的电流来控制来自isg240的功率输出和电能产生，如所属领域中已知的。
变速器控制器254经由位置传感器271接收变速器输入轴位置。变速器控制器254可以经由对来自位置传感器271的信号进行微分或者对预定时间间隔内的多个已知的角距离脉冲进行计数来将变速器输入轴位置转换为输入轴转速。变速器控制器254可以从扭矩传感器272接收变速器输出轴扭矩。可选地，传感器272可以是位置传感器或扭矩和位置传感器。如果传感器272是位置传感器，则控制器254可以对预定时间间隔内的轴位置脉冲进行计数以确定变速器输出轴速度。变速器控制器254还可以对变速器输出轴速度进行微分以确定变速器输出轴加速度。变速器控制器254、发动机控制器12和车辆系统控制器255还可以从传感器277接收附加的变速器信息，所述传感器可以包括但不限于泵输出管线压力传感器、变速器液压传感器(例如，挡位离合器流体压力传感器)、isg温度传感器以及bisg温度和环境温度传感器。
制动器控制器250经由轮速传感器221接收轮速信息并从车辆系统控制器255接收制动请求。制动器控制器250还可以直接地或通过can299从图1中所示的制动踏板传感器154接收制动踏板位置信息。制动器控制器250可以响应于来自车辆系统控制器255的车轮扭矩命令而提供制动。制动器控制器250还可以提供防抱死和车辆稳定性制动以改善车辆制动和稳定性。因此，制动器控制器250可以向车辆系统控制器255提供车轮扭矩极限(例如，不得被超过的阈值负车轮扭矩)，使得负isg扭矩不会导致超过车轮扭矩极限。例如，如果控制器250发出50n-m的负车轮扭矩极限，则调整isg扭矩以在车轮处提供小于50n-m(例如，49n-m)的负扭矩，包括考虑变速器齿轮传动。
图1和图2的系统提供了一种系统，所述系统包括：车辆传动系，其包括向车轮提供推进力的发动机和电机；高电压总线，其耦合到多个耗电装置；以及控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，以响应于驾驶员需求功率大于电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给多个高电压附件的功率量而减少被供应给所述多个耗电装置中的至少一者的功率量。所述系统还包括附加指令以响应于所需发动机功率量加上所述电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给所述高电压附件的功率量大于所述驾驶员需求功率而减少被供应给所述高电压附件的所述功率量。所述系统还包括附加指令以与被供应给所述多个高电压附件的所述功率量的减少成比例地增加高电压电能存储装置可供所述电机使用的电力的阈值量。所述系统还包括附加指令以响应于所述驾驶员需求功率超过所述电能存储装置放电功率上限阈值量而起动所述发动机。所述系统还包括附加指令以记录自从被供应给所述多个耗电装置中的至少一者的所述功率量已经减少的最近时间以来的时间量。所述系统还包括附加指令以响应于所述驾驶员需求小于所述电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给所述多个高电压附件的功率量而减少所述时间量。
现在参考图3，示出了图示现有技术电机控制序列的两个曲线图。这两个曲线图在时间上对齐并且它们同时发生。时间t0至t3处的垂直线表示序列中感兴趣的时间。
图3顶部的第一曲线图是功率对时间的曲线图。垂直轴表示功率，并且功率沿垂直轴箭头方向增加。第一曲线图的水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。水平线350表示上部电能存储装置放电功率上限阈值量(例如，从电能存储装置放电且不得被超过的电力量)。水平线352表示高电压电能存储装置可供电机(例如，isg240)使用的电力的阈值量(例如，从电能存储装置供应给电机240且不得被超过的电力量)。实线304表示被提供给高电压附件(例如，气候控制系统压缩机、dc/dc转换器和ptc加热器)的电力量。点划线302表示驾驶员需求功率(例如，车辆的人类驾驶员或自主驾驶员向车轮提供功率所请求的功率量)。
图3顶部的第二曲线图是扭矩对时间的曲线图。垂直轴表示扭矩，并且扭矩沿垂直轴箭头方向增加。第二曲线图的水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。实线308表示发动机扭矩或请求的发动机扭矩。点划线306表示电机扭矩或请求的电机扭矩。
在时间t0，驾驶员需求功率低并且被提供给高电压附件的电力量处于中等水平并且恒定。电动马达扭矩输出低，并且发动机扭矩输出低。
在时间t1，驾驶员需求功率开始增加并且电机扭矩增加以满足驾驶员需求功率。发动机扭矩保持在其先前水平，并且被提供给高电压附件的电力量保持在其先前水平。
在时间t1与时间t2之间，驾驶员需求功率继续增加并且电机扭矩增加以满足驾驶员需求功率。发动机扭矩保持在其先前水平，并且被提供给高电压附件的电力量保持在其先前水平。
在时间t2，驾驶员需求功率达到阈值352并且发动机扭矩增加以满足驾驶员需求功率。因为电机功率加上被提供给高电压附件的功率等于上部电能存储装置放电功率阈值量，所以电机转矩不会增加。因此，在驾驶员需求功率增加时，当电机功率加上被提供给高电压附件的功率等于上部电能存储装置放电功率上限阈值量时，发动机功率输出增加，使得可以满足驾驶员需求功率。然而，在发动机处于冷态并且催化剂处于冷态的状况期间，较高的发动机负荷可能增加碳氢化合物和一氧化碳排放。
在时间t2与时间t3之间，驾驶员需求功率继续增加并且电机扭矩保持在其先前量。结合电机扭矩增加发动机扭矩以满足驾驶员需求功率。被提供给高电压附件的电力量保持在其先前水平。
在时间t3，驾驶员需求功率超过上部电能存储装置放电功率上限阈值量，但是通过增加发动机扭矩仍然满足驾驶员需求功率。电机扭矩保持不变，并且被供应给高电压附件的电力量保持在其先前水平。
因此，尽管现有技术方法可以满足驾驶员需求功率，但是发动机排放可能高于期望的发动机排放，因为发动机可以在更高输出水平下操作。此外，如果高电压附件负荷为高，则可以针对更小的驾驶员需求功率水平增加发动机扭矩，使得当催化剂效率可能为低时，发动机排放可能在车辆驾驶循环中更早地增加。
现在参考图4，示出了图示电机控制序列的两个预测曲线图。这两个曲线图在时间上对齐并且它们同时发生。时间t10至t13处的垂直线表示序列中感兴趣的时间。可以经由图1和图2的系统与图10a和图10b的方法配合来执行所述序列。
图4顶部的第一曲线图是功率对时间的曲线图。垂直轴表示功率，并且功率沿垂直轴箭头方向增加。第一曲线图的水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。水平线450表示上部电能存储装置放电功率上限阈值量(例如，从电能存储装置放电且不得被超过的电力量)。水平线452表示高电压电能存储装置可供电机(例如，isg240)使用的电力的阈值量(例如，从电能存储装置供应给电机且不得被超过的电力量)。实线404表示被提供给高电压附件(例如，气候控制系统压缩机、dc/dc转换器和ptc加热器)的电力量。点划线402表示驾驶员需求功率(例如，车辆的人类驾驶员或自主驾驶员向车轮提供功率所请求的功率量)。
图4顶部的第二曲线图是扭矩对时间的曲线图。垂直轴表示扭矩，并且扭矩沿垂直轴箭头方向增加。第二曲线图的水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。实线408表示发动机扭矩或请求的发动机扭矩。点划线406表示电机扭矩或请求的电机扭矩。
在时间t10，驾驶员需求功率低并且被提供给高电压附件的电力量处于中等水平并且恒定。电动马达扭矩输出低，并且发动机扭矩输出低。
在时间t11，驾驶员需求功率开始增加并且电机扭矩增加以满足驾驶员需求功率。发动机扭矩保持在其先前水平，并且被提供给高电压附件的电力量保持在其先前水平。
在时间t11与时间t12之间，驾驶员需求功率继续增加并且电机扭矩增加以满足驾驶员需求功率。发动机扭矩保持在其先前水平，并且被提供给高电压附件的电力量保持在其先前水平。
在时间t12，驾驶员需求功率达到阈值452，并且响应于驾驶员需求功率达到阈值452而减少被供应给高电压附件的电力量。在一个示例中，至少在驾驶员需求功率小于上部电能存储装置放电功率上限阈值量时，高电压附件减少的功率量等于驾驶员需求功率超过电机可用的电力的阈值量的功率量。电机可用的电力的阈值量(例如，452)增加了从高电压附件取回的功率量。这允许将附加的功率输送到电机，由此增加电机的扭矩输出。因此，响应于从高电压附件取回功率，电机的输出扭矩开始进一步增加，所述高电压附件经由高电压电池或电能存储装置275供电。发动机输出扭矩保持在先前水平。
在时间t12与时间t13之间，驾驶员需求功率继续增加并且电机扭矩随着驾驶员需求功率的增加而增加。另外，随着驾驶员需求功率继续增加，被供应给高电压附件的电力量继续减少。电机可用的电力的阈值量(例如，452)也继续增加从高电压附件取回的功率量。发动机输出扭矩保持在先前水平。
在时间t13，驾驶员需求功率超过上部电能存储装置放电功率上限阈值量。因此，不向电机提供附加电力，但是通过增加发动机扭矩仍然满足驾驶员需求功率。被供应给高电压附件的电力量达到零值。在时间t13之后发动机扭矩输出增加以满足高驾驶员功率需求水平。
因此，在被供应给高电压附件的电力量加上被供应给推进车辆的电机的功率等于上部电能存储装置放电功率上限阈值量之后，可以减少被供应给电耦合到高电压总线的高电压附件负荷的电力。这允许附加电力从电能存储装置转移到电机，使得可以不必增加发动机功率来满足驾驶员需求功率。因此，当发动机处于冷态时，发动机起动后的发动机排放可能会减少。
现在参考图5，示出了图示可以用于高电压附件的高电压功率量对催化剂效率的示例性函数。垂直轴表示在驾驶员需求功率大于电机(例如，图2中的240)可用的高电压电池或电能存储装置放电功率之后高电压电气附件或消耗装置可以使用的电力量(例如，千瓦(kw))。电气附件可用的电力是被供应给电机的功率量不得超过的电力量。
可以观察到，当催化剂效率低时，高电压电气附件可用的电力量低。随着催化剂效率的提高，高电压电气附件可用的电力量增加。因此，当催化剂效率低时，较低电力量可用于高电压电气附件，并且更大电力量可用于可以向传动系提供推进动力的电机。这允许电机输出在较低的催化剂温度下更大，使得可以减小发动机负荷，由此改善发动机排放。在高催化剂效率水平下，更大电力量可用于高电压电气附件，并且较少电力量可用于电机。增加高电压附件可用的电力量允许高电压附件以全容量操作。在该示例中，当催化剂效率为50％时，可以向高电压附件提供小于2kw，并且当催化剂效率接近100％时，可以向高电压附件提供8kw。
现在参考图6，示出了图示现有技术发动机起动序列的两个曲线图。这两个曲线图在时间上对齐并且它们同时发生。时间t20至t23处的垂直线表示序列中感兴趣的时间。
图6顶部的第一曲线图是功率对时间的曲线图。垂直轴表示功率，并且功率沿垂直轴箭头方向增加。第一曲线图的水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。水平线650表示上部电能存储装置放电功率上限阈值量(例如，从电能存储装置放电且不得被超过的电力量)。水平线652表示高电压电能存储装置可供电机(例如，isg240)使用的电力的阈值量(例如，从电能存储装置供应给电机且不得被超过的电力量)。点划线602表示驾驶员需求功率(例如，车辆的人类驾驶员或自主驾驶员向车轮提供功率所请求的功率量)。实线604表示可以被提供给高电压附件(例如，气候控制系统压缩机、dc/dc转换器和ptc加热器)的电力量。
图6顶部的第二曲线图是发动机起动命令对时间的曲线图。垂直轴表示发动机起动命令的状态，并且当迹线606在垂直轴箭头附近处于较高水平时，命令发动机起动和运行(例如，燃烧燃料)。当迹线606在水平轴附近处于较低水平时，不命令起动发动机。第二曲线图的水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。点划线606表示发动机起动命令的状态。
在时间t20，驾驶员需求功率低并且被提供给高电压附件的电力量处于中等水平并且恒定。发动机停止(例如，不运行和燃烧)。
在时间t21，驾驶员需求功率开始增加。发动机保持停止，并且被提供给高电压附件的电力量保持在其先前水平。
在时间t21与时间t22之间，驾驶员需求功率继续增加。发动机保持停止，并且被提供给高电压附件的电力量保持在其先前水平。
在时间t22，驾驶员需求功率达到阈值652并且发动机起动以满足驾驶员需求功率。因为电机功率加上被提供给高电压附件的功率等于上部电能存储装置放电功率阈值量，所以电机转矩(未示出)不会增加。因此，在驾驶员需求功率增加时，当电机功率加上被提供给高电压附件的功率等于上部电能存储装置放电功率上限阈值量时，发动机起动，使得可以满足驾驶员需求功率。
在时间t22与时间t23之间，驾驶员需求功率继续增加并且发动机扭矩增加(未示出)以满足驾驶员需求功率。然后，驾驶员需求功率降低，但是发动机继续运行，因为它已经起动并且在起动发动机之后发动机很快停止可能是低效的。被供应给高电压附件的电力量保持在其先前水平。
在时间t3，驾驶员需求功率降低到小于阈值652的水平，但是发动机保持运行，使得发动机可以对电能存储装置再充电。被供应给高电压附件的电力量保持在其先前水平。
因此，尽管现有技术方法可以满足驾驶员需求功率，但是在不需要发动机功率来满足驾驶员需求功率之前，发动机可能起动和运行仅持续短时间段。因此，传动系效率可能会降低并且发动机排放可能会增加。
现在参考图7，示出了图示示例性电机控制序列的三个曲线图。这三个曲线图在时间上对齐并且它们同时发生。时间t30至t33处的垂直线表示序列中感兴趣的时间。可以经由图1和图2的系统与图10a和图10b的方法配合来执行所述序列。
图7顶部的第一曲线图是功率对时间的曲线图。垂直轴表示功率，并且功率沿垂直轴箭头方向增加。第一曲线图的水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。水平线750表示上部电能存储装置放电功率上限阈值量(例如，从电能存储装置放电且不得被超过的电力量)。水平线752表示高电压电能存储装置可供电机(例如，isg240)使用的电力的阈值量(例如，从电能存储装置供应给电机且不得被超过的电力量)。点划线702表示驾驶员需求功率(例如，车辆的人类驾驶员或自主驾驶员向车轮提供功率所请求的功率量)。实线704表示被提供给高电压附件(例如，气候控制系统压缩机、dc/dc转换器和ptc加热器)的电力量。
图7顶部的第二曲线图是发动机起动命令对时间的曲线图。垂直轴表示发动机起动命令的状态，并且当迹线706在垂直轴箭头附近处于较高水平时，命令发动机起动和运行(例如，燃烧燃料)。当迹线706在水平轴附近处于较低水平时，不命令起动发动机。第二曲线图的水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。实线706表示发动机起动命令的状态。
图7顶部的第三曲线图是高电压甩负荷(loadshed)计时器值对时间的曲线图。垂直轴表示高电压甩负荷计时器值，并且高电压甩负荷计时器的值沿垂直轴箭头方向增加。当迹线708在水平轴附近处于较低水平时，高电压甩负荷计时器的值为零。第三曲线图的水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。实线708表示高电压甩负荷计时器值。水平线754表示高电压甩负荷计时器上限阈值(例如，不得被超过的高电压甩负荷计时器值)。
在时间t30，驾驶员需求功率低并且被提供给高电压附件的电力量处于中等水平并且恒定。因为由于高的驾驶员需求功率，被输送到高电压附件的电力量不会减少，所以高电压甩负荷计时器的值为零。
在时间t31，驾驶员需求功率开始增加。被提供给高电压附件的电力量保持在其先前值。发动机保持停止。因为由于高的驾驶员需求功率，被输送到高电压附件的电力量不会减少，所以高电压甩负荷计时器的值为零。
在时间t31与时间t32之间，驾驶员需求功率继续增加。发动机保持停止，并且被提供给高电压附件的电力量保持在其先前水平。因为由于高的驾驶员需求功率，被输送到高电压附件的电力量不会减少，所以高电压甩负荷计时器的值为零。
在时间t32，驾驶员需求功率达到阈值752，但是发动机不会起动以满足驾驶员需求功率。更确切地，被供应给高电压耗电装置的电力量减少，并且电机(例如，240)可用的电力的阈值量增加了从高电压附件取回的电力量。这允许被供应给电机的电力量增加(未示出)以满足驾驶员需求功率。在一个示例中，至少在驾驶员需求功率小于上部电能存储装置放电功率上限阈值量时，高电压附件减少的功率量等于驾驶员需求功率超过电机可用的电力的阈值量的功率量。电机可用的电力的阈值量(例如，752)增加了从高电压附件取回的功率量。这允许将附加的功率输送到电机(未示出)，由此增加电机的扭矩输出(未示出)。因此，响应于从高电压附件取回功率，电机的输出扭矩开始进一步增加(未示出)，所述高电压附件经由高电压电池或电能存储装置275供电。高电压甩负荷计时器的值开始增加，因为被供应给高电压附件的电气负荷或功率正在减小，使得电机可以满足驾驶员需求功率。
在时间t32与时间t33之间，驾驶员需求功率继续增加，并且与驾驶员需求功率的增加成比例地减小被供应给高电压耗电装置的电力量。电机可用的电力的阈值量(例如，752)也继续增加从高电压附件取回的功率量。然后，驾驶员需求功率降低，并且被供应给高电压耗电装置的电力量与驾驶员需求功率的降低成比例地增加，使得可以增加高电压附件的输出。电机可用的电力的阈值量(例如，752)然后降低了高电压附件可用的功率量。因为驾驶员需求功率小于阈值750并且因为高电压负荷计时器的值小于阈值754，所以发动机保持停止。
在时间t33，驾驶员需求功率降低到小于阈值752的水平。发动机保持停止，并且高电压甩负荷计时器的值开始降低。电机可用的电力的阈值量(例如，752)以基于高电压附件可用的功率量的恒定水平继续。
因此，因为响应于驾驶员需求功率增加而减少了被提供给高电压附件的电力，所以发动机可以在电机满足驾驶员需求功率的同时保持停止。这可以节省燃料并减少发动机排放。
现在参考图8，示出了图示第二示例性电机控制序列的三个曲线图。这三个曲线图在时间上对齐并且它们同时发生。时间t40至t43处的垂直线表示序列中感兴趣的时间。可以经由图1和图2的系统与图10a和图10b的方法配合来执行所述序列。
图8顶部的第一曲线图是功率对时间的曲线图。垂直轴表示功率，并且功率沿垂直轴箭头方向增加。第一曲线图的水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。水平线850表示上部电能存储装置放电功率上限阈值量(例如，从电能存储装置放电且不得被超过的电力量)。水平线852表示高电压电能存储装置可供电机(例如，isg240)使用的电力的阈值量(例如，从电能存储装置供应给电机且不得被超过的电力量)。点划线802表示驾驶员需求功率(例如，车辆的人类驾驶员或自主驾驶员向车轮提供功率所请求的功率量)。实线804表示被提供给高电压附件(例如，气候控制系统压缩机、dc/dc转换器和ptc加热器)的电力量。
图8顶部的第二曲线图是发动机起动命令对时间的曲线图。垂直轴表示发动机起动命令的状态，并且当迹线806在垂直轴箭头附近处于较高水平时，命令发动机起动和运行(例如，燃烧燃料)。当迹线806在水平轴附近处于较低水平时，不命令起动发动机。第二曲线图的水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。实线806表示发动机起动命令的状态。
图8顶部的第三曲线图是高电压甩负荷计时器值对时间的曲线图。垂直轴表示高电压甩负荷计时器值，并且高电压甩负荷计时器的值沿垂直轴箭头方向增加。当迹线808在水平轴附近处于较低水平时，高电压甩负荷计时器的值为零。第三曲线图的水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。实线808表示高电压甩负荷计时器值。水平线850表示高电压甩负荷计时器上限阈值(例如，不得被超过的高电压甩负荷计时器值)。
在时间t40，驾驶员需求功率低并且被提供给高电压附件的电力量处于中等水平并且恒定。因为由于高的驾驶员需求功率，被输送到高电压附件的电力量不会减少，所以高电压甩负荷计时器的值为零。
在时间t41，驾驶员需求功率开始增加。被提供给高电压附件的电力量保持在其先前值。发动机保持停止。因为由于高的驾驶员需求功率，被输送到高电压附件的电力量不会减少，所以高电压甩负荷计时器的值为零。
在时间t41与时间t42之间，驾驶员需求功率继续增加。发动机保持停止，并且被提供给高电压附件的电力量保持在其先前水平。因为由于高的驾驶员需求功率，被输送到高电压附件的电力量不会减少，所以高电压甩负荷计时器的值为零。
在时间t42，驾驶员需求功率达到阈值852，但是发动机不会起动以满足驾驶员需求功率。相反，被供应给高电压耗电装置的电力量减少，并且电机可用的电力的阈值量增加了从高电压附件取回的电力量。这允许被供应给电机的电力量增加(未示出)以满足驾驶员需求功率。在一个示例中，至少在驾驶员需求功率小于上部电能存储装置放电功率上限阈值量时，高电压附件减少的功率量等于驾驶员需求功率超过电机可用的电力的阈值量的功率量。电机可用的电力的阈值量(例如，852)增加了从高电压附件取回的功率量。这允许将附加的功率输送到电机(未示出)，由此增加电机的扭矩输出(未示出)。结果，响应于从高电压附件取回功率，电机的输出扭矩开始进一步增加(未示出)，所述高电压附件经由高电压电池或电能存储装置275供电。高电压甩负荷计时器的值开始增加，因为被供应给高电压附件的电气负荷或功率正在减小，使得电机可以满足驾驶员需求功率。
在时间t42与时间t43之间，驾驶员需求功率增加，然后在阈值850与阈值852之间的恒定值处趋于稳定。电机可用的电力的阈值量也增加，然后因为驾驶员需求功率趋于稳定并且因为被供应给高电压附件的电力量停止减少而趋于稳定。发动机保持停止，并且高电压甩负荷计时器值继续增加。
在时间t43，驾驶员需求功率保持为高，但是高电压甩负荷计时器的值超过阈值850，因此发动机起动。来自发动机的扭矩(未示出)被输送到传动系，使得电机可用的电力的阈值量减小，并且使得可以增加被提供给高电压附件的电力量。响应于施加发动机扭矩以满足驾驶员需求功率并且被提供给电机的电能量小于阈值852(未示出)，减小高电压甩负荷计时器值。
通过这种方式，在被提供给高电压附件的电力量已经减少持续预定时间量之后，可以起动发动机以满足驾驶员需求功率，使得电机可以满足驾驶员需求功率。这些措施可以节省燃料并减少发动机排放，同时仍然允许发动机在被提供给高电压附件的电力长时间减少之后起动。
现在参考图9，示出了图示第二示例性电机控制序列的三个曲线图。这三个曲线图在时间上对齐并且它们同时发生。时间t50至t53处的垂直线表示序列中感兴趣的时间。可以经由图1和图2的系统与图10a和图10b的方法配合来执行所述序列。
图9顶部的第一曲线图是功率对时间的曲线图。垂直轴表示功率，并且功率沿垂直轴箭头方向增加。第一曲线图的水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。水平线950表示上部电能存储装置放电功率上限阈值量(例如，从电能存储装置放电且不得被超过的电力量)。水平线952表示高电压电能存储装置可供电机(例如，isg240)使用的电力的阈值量(例如，从电能存储装置供应给电机且不得被超过的电力量)。点划线902表示驾驶员需求功率(例如，车辆的人类驾驶员或自主驾驶员向车轮提供功率所请求的功率量)。实线904表示被提供给高电压附件(例如，气候控制系统压缩机、dc/dc转换器和ptc加热器)的电力量。
图9顶部的第二曲线图是发动机起动命令对时间的曲线图。垂直轴表示发动机起动命令的状态，并且当迹线906在垂直轴箭头附近处于较高水平时，命令发动机起动和运行(例如，燃烧燃料)。当迹线906在水平轴附近处于较低水平时，不命令起动发动机。第二曲线图的水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。实线906表示发动机起动命令的状态。
图9顶部的第三曲线图是高电压甩负荷计时器值对时间的曲线图。垂直轴表示高电压甩负荷计时器值，并且高电压甩负荷计时器的值沿垂直轴箭头方向增加。当迹线908在水平轴附近处于较低水平时，高电压甩负荷计时器的值为零。第三曲线图的水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。实线908表示高电压甩负荷计时器值。水平线950表示高电压甩负荷计时器上限阈值(例如，不得被超过的高电压甩负荷计时器值)。
在时间t50，驾驶员需求功率低并且被提供给高电压附件的电力量处于中等水平并且恒定。因为由于高的驾驶员需求功率，被输送到高电压附件的电力量不会减少，所以高电压甩负荷计时器的值为零。
在时间t51，驾驶员需求功率开始增加。被提供给高电压附件的电力量保持在其先前值。发动机保持停止。因为由于高的驾驶员需求功率，被输送到高电压附件的电力量不会减少，所以高电压甩负荷计时器的值为零。
在时间t51与时间t52之间，驾驶员需求功率继续增加。发动机保持停止，并且被提供给高电压附件的电力量保持在其先前水平。因为由于高的驾驶员需求功率，被输送到高电压附件的电力量不会减少，所以高电压甩负荷计时器的值为零。
在时间t52，驾驶员需求功率达到阈值952，但是发动机不会起动以满足驾驶员需求功率。相反，被供应给高电压耗电装置的电力量减少，并且电机可用的电力的阈值量增加了从高电压附件取回的电力量。这允许被供应给电机的电力量增加(未示出)以满足驾驶员需求功率。至少在驾驶员需求功率小于上部电能存储装置放电功率上限阈值量时，高电压附件减少的功率量可以等于驾驶员需求功率超过电机可用的电力的阈值量的功率量。电机可用的电力的阈值量(例如，952)增加了从高电压附件取回的功率量。这允许将附加的功率输送到电机(未示出)，由此增加电机的扭矩输出(未示出)。结果，响应于从高电压附件取回功率，电机的输出扭矩开始进一步增加(未示出)，所述高电压附件经由高电压电池或电能存储装置275供电。高电压甩负荷计时器的值开始增加，因为被供应给高电压附件的电气负荷或功率正在减小，使得电机可以满足驾驶员需求功率。
在时间t52与时间t53之间，驾驶员需求功率继续增加。随着驾驶员需求功率继续增加，被供应给高电压附件的电力量继续减少。因为被供应给高电压附件的电力量减少，所以发动机保持停止并且高电压甩负荷计时器的值继续增加。
在时间t53，驾驶员需求功率增加以超过阈值950。因此，发动机起动使得电机和发动机可以满足驾驶员需求功率。即使高电压甩负荷计时器的值未超过阈值950，发动机也可以起动。一旦发动机起动，在时间t53之后就会将来自发动机的功率供应给传动系，使得可以增加被供应给高电压附件的电力量。响应于被供应给高电压附件的电力量的增加，高电压甩负荷计时器的值减小。
通过这种方式，即使高电压甩负荷计时器的值小于阈值950，也可以在驾驶员需求功率超过阈值950之后起动发动机以满足驾驶员需求功率。这些措施可以允许在重负荷状况期间满足驾驶员需求功率，同时还提供被提供给高电压附件的电力。
现在参考图10a和图10b，示出了用于操作车辆传动系的发动机的方法的流程图。图10a和图10b的方法可以包含在图1和图2的系统中并且可以与其配合。此外，图10a和图10b的方法的至少部分可以被结合作为存储在非暂时性存储器中的可执行指令，而所述方法的其他部分可以经由控制器来执行，所述控制器变换物理世界中的装置和致动器的操作状态。
在1002处，方法1000确定工况。工况可以包括但不限于发动机转速、发动机温度、bisg扭矩、isg扭矩、驾驶员需求功率、发动机负荷、环境温度、环境压力、车速和bisg转速。方法1000前进到1004。
在1004处，方法1000判断发动机是否正在运行(例如，燃烧燃料)。如果燃料被喷射到发动机并且发动机转速大于阈值转速，则方法1000可以判断发动机正在运行。如果方法1000判断发动机正在运行，则答案为是并且方法1000前进到1006。否则，答案为否并且方法1000前进到1020。
在1006处，方法1000判断是否期望增加高电压附件甩负荷(例如，减少被供应给电耦合到高电压总线的附件的电力)。在一个示例中，当驾驶员需求功率大于所需发动机功率加上电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给高电压附件或耦合到高电压总线的附件的功率量时，方法可以判断需要增加高电压附件甩负荷。这些条件可以被表达为：
dd_功率＞d_eng_功率+sd_disc_lim-hv_acc
其中dd_功率是驾驶员需求功率，d_eng_功率是所需发动机功率，sd_disc_lim是电能存储装置放电功率上限阈值功率量(例如，图4的450)，并且hv_acc是可以被供应给电耦合到高电压总线的附件(例如，从高电压电源转移电荷的导体)的电力量。如果方法1000判断驾驶员需求功率大于所需发动机功率加上电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给高电压附件或耦合到高电压总线的附件的功率量，则答案为是并且方法1000前进到1008。否则，答案为否并且方法1000前进到1007。
在1008处，方法1000增加电机可用的电力的阈值量(例如，图4中的阈值452)。在一个示例中，所述增加可以被表达为：
ep_avail_thres(k)＝min(dd-功率+偏移，sd_disc_lim)
其中ep_avail_thres是电机可用于推进车辆的电力的阈值，min是返回自变量(dd_功率+偏移)和自变量sd_disc_lim中的较小值的函数，k是迭代值，并且偏移是确保dd_功率小于ep_avail_thres直到dd_功率大于sd_disc_lim为止的预定标量值。min函数确保可用于为可以向传动系提供推进力的电机供电的电力的阈值量小于或等于上部电能存储装置放电功率上限阈值量。方法1000前进到1010。
在1010处，方法1000调整高电压(hv)电气附件可用的电力量。具体地，当所需驾驶员需求功率增加时，随后根据以下方程减小电机可用的电力的阈值量：
hv_acc_功率＝sd-disc_lim-ep_avail_thres
其中hv_acc_功率是被提供给高电压附件的电力量，尽管高电压附件不需要消耗这个量的功率。
另外，在一些示例中，方法1000可以基于催化剂效率来补偿被提供给高电压附件的电力的量。基于催化剂效率补偿的被提供给高电压附件的电力量可以被表达为：
hv_acc_功率_comp＝min(hva_acc_功率，(hv_cat_fim(cat_eff)))
其中hv_acc_功率_comp是被提供给高电压附件的电力量的催化剂补偿值，min是返回自变量hv_acc_功率和hv_cat_fun(cat_eff)中的较小值的函数，hv_cat_fun是返回可以基于催化剂温度被提供给高电压附件的电力量的函数(例如，图5中所示的函数)，并且cat_eff是催化剂效率的估计值。可以根据与图11中所示的函数类似的函数来估计催化剂效率。方法1000前进到1012。
在1007处，方法1000可以减小电机可用的电力的阈值量(例如，图4中的阈值452)。在一个示例中，所述减小可以被表达为：
ep_avail_thres(k)＝max(ep_avail_min，(ep_avail_thresh(k-1)-偏移_a))
其中ep_avail_thres(k)是电机可用于推进车辆的电力的新阈值量，k是迭代值，max是返回自变量(ep_avail_thresh(k-1)-偏移_a)和自变量ep_avail_min中的较大值的函数，k是迭代值，偏移_a是确保预定值减小速率的预定标量值，并且ep_avail_min是可以向车辆传动系提供推进力的电机可用的最小功率量。可以经由从sd_disc_lim的值中减去可以被输送到电耦合到高电压总线的附件的最大电力量来确定ep_avail_min的值。
在1009处，方法1000调整高电压(hv)电气附件可用的电力量。具体地，当所需驾驶员需求功率减小时，随后根据以下方程增加电机可用的电力的阈值量：
hv_acc_功率(k)＝sd_alisc_lim-ep_avail_thres(k)
其中hv_acc_功率(k)是被提供给高电压附件的电力量，尽管高电压附件不需要消耗这个量的功率。
另外，在一些示例中，方法1000可以基于催化剂效率来补偿被提供给高电压附件的电力的量。基于催化剂效率补偿的被提供给高电压附件的电力量可以被表达为：
hv_acc_功率_comp(k)＝min(hv_acc_功率(k)，(hv_cat_fim(cat_eff)))
其中hv_acc_功率_comp(k)是被提供给高电压附件的电力量的催化剂补偿值，min是返回自变量hv_acc_功率和hv_cat_fun(cat_eff)中的较小值的函数，hv_cat_fun是返回可以基于催化剂温度被提供给高电压附件的电力量的函数(例如，图5中所示的函数)，并且cat_eff是催化剂效率的估计值。可以根据与图11中所示的函数类似的函数来估计催化剂效率。方法1000前进到1012。
在1012处，方法1000确定发动机功率和电机功率以满足驾驶员需求功率。在一个示例中，方法1000通过经由驾驶员需求功率、电能存储装置荷电状态和电能存储装置温度引用的查找表或函数来确定电机功率。查找表或函数输出所需电机功率delec_功率。查找表中的值可以经由使用功率计操作电机和电能存储装置绘制电机功率对传动系效率的结果来以经验确定。可以通过以下方程确定所需发动机功率：
deng_功率＝dd_功率-delec_功率
其中deng_功率是所需发动机功率，dd_功率是驾驶员需求功率，并且delec_功率是所需电机功率。方法1000前进到1014。
在1014处，方法1000命令发动机获得变量deng_功率的值的功率。方法1000还命令电机获得变量delec_功率的功率值。然而，delec_功率的值被约束为小于或等于ep_avail_thres(k)的值，使得电能存储装置的输出不超过sd_disc_lim。另外，方法1000将被提供给高电压附件的电力量约束为小于hv_acc_功率_comp(k)的值。在一些示例中，hv_acc_功率_comp(k)的值可以是预定值和高电压附件所需的电力量(例如，高电压附件要以所需水平执行的电力量)中的较小者。
在1020处，方法1000判断驾驶员需求功率是否大于上部电能存储装置放电功率上限阈值量(例如，图9的950)。可以经验确定上部电能存储装置放电功率上限阈值量的值并将其存储在控制器存储器中。在一个示例中，可以经由监控电能存储装置温度和电能存储装置功率输出来确定上部电能存储装置放电功率上限阈值量。如果方法1000判断驾驶员需求功率大于上部电能存储装置放电功率上限阈值量，则答案为是并且方法1000前进到1050。否则，答案为否并且方法1000前进到1020。
在1050处，方法1000起动发动机并开始将功率从发动机传输到传动系。从发动机传输递到传动系的功率量可以基于驾驶员需求功率、电能存储装置荷电状态、电能存储装置温度和其他车辆状况。发动机在起动预定时间量之后运行(例如，燃烧燃料)，使得发动机和催化剂在关闭之前预热，使得可以改善发动机排放和效率。方法1000前进到1052。
在1052处，方法1000将耗电装置甩负荷计时器中的值递减，所述耗电装置甩负荷计时器累加自从被供应给耦合到高电压总线的高电压附件的功率已经减少的最近时间以来被供应给耦合到高电压总线的高电压附件的电力已经减少的时间量。耗电装置甩负荷计时器中的值可以递减，直到它达到最小值零。方法1000前进到1054。
在1054处，方法1000经由电机和发动机将驾驶员需求功率输送到传动系。在一个示例中，方法1000通过经由驾驶员需求功率、电能存储装置荷电状态和电能存储装置温度参考的查找表或函数来确定电机功率。查找表或函数输出所需电机功率delec_功率。查找表中的值可以经由使用测力计操作电机和电能存储装置绘制电机功率对传动系效率的结果来以经验确定。可以通过以下方程确定所需发动机功率：
deng_功率＝dd_功率-delec_功率
其中deng_功率是所需发动机功率，dd_功率是驾驶员需求功率，并且delec_功率是所需电机功率。方法1000命令发动机获得变量deng_功率的值的功率。方法1000还命令电机获得变量delec_功率的功率值。然而，delec_功率的值被约束为小于或等于ep_avail_thres(k)的值，使得电能存储装置的输出不超过sd_disc_lim。另外，方法1000将被提供给高电压附件的电力量约束为小于hv_acc_功率_comp(k)的值。在一些示例中，hv_acc_功率_comp(k)的值可以是预定值和高电压附件所需的电力量(例如，高电压附件要以所需水平执行的电力量)中的较小者。方法1000前进以退出。
在1022处，方法1000判断是否需要高电压附件甩负荷以及耗电装置甩负荷计时器的值是否小于阈值(例如，20秒)。在一个示例中，当驾驶员需求功率大于电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给高电压附件或耦合到高电压总线的附件的功率量时，方法1000可以判断需要增加高电压附件甩负荷。这些条件可以被表达为：
dd_功率＞sd_disc_lim-hv_acc
其中dd_功率是驾驶员需求功率，sd_disc_lim是电能存储装置放电功率上限阈值功率量(例如，图7的750)，并且hv_acc是被供应给电耦合到高电压总线的附件(例如，从高电压电源转移电荷的导体)的电力量。如果方法1000判断驾驶员需求功率大于电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给高电压附件或耦合到高电压总线的附件的功率量，则答案为是并且方法1000前进到1024。否则，答案为否并且方法1000前进到1040。
在1024处，方法1000将耗电装置甩负荷计时器的值递增，所述耗电装置甩负荷计时器累加自从被供应给耦合到高电压总线的高电压附件的功率已经减少的最近时间以来被供应给耦合到高电压总线的高电压附件的电力已经减少的时间量。方法1000前进到1026。
在1026处，方法1000增加电机可用的电力的阈值量(例如，图7中的阈值752)。在一个示例中，所述增加可以被表达为：
ep_avail_thres(k)＝min(dd_功率+偏移，sd_disc_lim)
其中ep_avail_thres是电机可用于推进车辆的电力的阈值，min是返回自变量(dd_功率+偏移)和自变量sd_disc_lim中的较小值的函数，k是迭代值，并且偏移是确保dd_功率小于ep_avail_thres直到dd_功率大于sd_disc_lim为止的预定标量值。min函数确保可用于为可以向传动系提供推进力的电机供电的电力的阈值量小于或等于上部电能存储装置放电功率上限阈值量。方法1000前进到1028。
在1028处，方法1000调整高电压(hv)电气附件可用的电力量。具体地，当所需驾驶员需求功率增加时，随后根据以下方程减小电机可用的电力的阈值量：
hv_acc_功率＝sd_disc_lim-ep_avail_thres
其中hv_acc_功率是被提供给高电压附件的电力量，尽管高电压附件不需要消耗这个量的功率。方法1000前进到1044。
在1040处，方法400判断是否需要高电压附件甩负荷以及耗电装置甩负荷计时器的值是否大于阈值(例如，20秒)。在一个示例中，当驾驶员需求功率大于电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给高电压附件或耦合到高电压总线的附件的功率量时，方法1000可以判断需要增加高电压附件甩负荷。这些条件可以被表达为：
dd_功率＞sd_disc_lim-hv_acc
其中dd_功率是驾驶员需求功率，sd_disc_lim是电能存储装置放电功率上限阈值功率量(例如，图7的750)，并且hv_acc是被供应给电耦合到高电压总线的附件(例如，从高电压电源转移电荷的导体)的电力量。如果方法1000判断驾驶员需求功率大于电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给高电压附件或耦合到高电压总线的附件的功率量，则答案为是并且方法1000前进到1050。否则，答案为否并且方法1000前进到1042。
在1042处，方法1000将耗电装置甩负荷计时器中的值递减，所述耗电装置甩负荷计时器累加自从被供应给耦合到高电压总线的高电压附件的功率已经减少的最近时间以来被供应给耦合到高电压总线的高电压附件的电力已经减少的时间量。耗电装置甩负荷计时器中的值可以递减，直到它达到最小值零。方法1000前进到1044。
在1044处，方法1000经由电机和发动机将驾驶员需求功率输送到传动系。在一个示例中，方法1000通过经由驾驶员需求功率、电能存储装置荷电状态和电能存储装置温度引用的查找表或函数来确定电机功率。查找表或函数输出所需电机功率delec_功率。查找表中的值可以经由使用功率计操作电机和电能存储装置绘制电机功率对传动系效率的结果来以经验确定。方法1000还命令电机获得变量delec_功率的功率值。然而，delec_功率的值被约束为小于或等于ep_avail_thres(k)的值，使得电能存储装置的输出不超过sd_disc_lim。另外，方法1000将被提供给高电压附件的电力量约束为小于hv_acc_功率_comp(k)的值。在一些示例中，hv_acc_功率_comp(k)的值可以是预定值和高电压附件所需的电力量(例如，高电压附件要以所需水平执行的电力量)中的较小者。方法1000前进以退出。
通过这种方式，可以控制被供应给向传动系供电的电机的功率量以及发动机功率。此外，可以在电机缺乏提供所需驾驶员需求功率的能力的状况期间起动发动机。
图10a和图10b的方法提供了一种车辆传动系操作方法，所述方法包括：经由控制器响应于所需发动机功率量加上电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给耦合到高电压总线的高电压附件的功率量大于驾驶员需求功率而减少被供应给耦合到高电压总线的所述高电压附件的功率量。所述方法还包括与被供应给耦合到所述高电压总线的高电压附件的所述功率量的减少成比例地增加高电压电能存储装置可供电机使用的电力的阈值量。所述方法包括其中响应于发动机的排气系统中的催化剂的效率而调整被供应给所述高电压附件的所述功率量的减少。所述方法包括其中所述高电压附件包括电动气候控制系统。所述方法包括其中所述电动气候控制系统是热泵。所述方法包括其中所述高电压附件包括dc/dc转换器。所述方法包括其中所述高电压附件包括用于气候控制系统的正温度系数加热元件。
图10a和图10b的方法提供了一种发动机操作方法，所述方法包括：经由控制器响应于发动机排气系统中的催化剂的效率提高而减少被供应给向车辆传动系提供推进扭矩的电机的功率量并增加被供应给耦合到高电压总线的高电压附件的功率量。所述方法包括其中当所需发动机功率量加上电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给耦合到高电压总线的所述高电压附件的功率量大于驾驶员需求功率时执行所述减少和所述增加。所述方法还包括响应于所述驾驶员需求功率超过所述电能存储装置放电功率上限阈值量而增加发动机的功率输出。所述方法还包括响应于驾驶员需求功率超过电能存储装置放电功率上限阈值量并且计时器的值小于阈值而减少被供应给耦合到所述高电压总线的高电压附件的功率量。所述方法包括其中所述计时器是耗电装置甩负荷计时器，所述耗电装置甩负荷计时器响应于电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给耦合到高电压总线的高电压附件的功率量大于驾驶员需求功率而累加自从被供应给耦合到高电压总线的所述高电压附件的功率已经减少的最近时间以来被供应给耦合到高电压总线的高电压附件的电力已经减少的时间量。所述方法包括其中所述催化剂效率基于催化剂温度。所述方法还包括与被供应给耦合到所述高电压总线的所述高电压附件的功率量的减少成比例地调整高电压电能存储装置可供电机使用的电力的阈值量。
现在参考图11，示出了可以作为估计催化剂效率的基础的示例性函数。垂直轴表示当发动机燃烧化学计量空燃比时的催化剂效率，所述化学计量空燃比以约化学计量(例如，在化学计量的10％内)振荡。催化剂效率沿垂直轴箭头方向增加。水平轴表示催化剂温度，并且催化剂温度沿水平轴箭头方向升高。迹线1102表示催化剂温度与催化剂效率之间的关系。
可以观察到，当催化剂温度低时，催化剂效率低。随着催化剂温度的升高，催化剂效率提高。可以通过经由催化剂温度对函数1100进行索引或引用来估计催化剂效率。所述函数输出催化剂效率的估计值，所述估计值可以作为控制电机输出功率的基础。
注意，本文所包括的示例性控制和估计程序可以结合各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体程序可以表示任何数量的处理策略中的一者或多者，诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的处理策略等。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以通过所示的顺序、并行地执行或者在某些情况下省略。同样，处理顺序不一定是实现本文描述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供。可以根据所使用的特定策略重复执行所示动作、操作和/或功能中的一者或多者。此外，所描述的动作、操作和/或功能的至少一部分可以通过图形方式表示将要编程到控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码。当通过在包括各种发动机硬件部件与一个或多个控制器的组合的系统中执行指令来执行所描述的动作时，控制动作还可以变换物理世界中的一个或多个传感器或致动器的操作状态。
说明书到此结束。在不脱离本说明书的精神和范围的情况下，所属领域技术人员对本说明书的阅读将使人想到许多改变和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或可选的燃料配置操作的i3、i4、i5、v6、v8、v10和v12发动机可以使用本说明书来获益。
根据本发明，一种车辆传动系操作方法包括：经由控制器响应于所需发动机功率量加上电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给耦合到高电压总线的高电压附件的功率量大于驾驶员需求功率而减少被供应给耦合到高电压总线的所述高电压附件的功率量。
根据一个实施例，本发明的特征还在于与被供应给耦合到所述高电压总线的高电压附件的所述功率量的减少成比例地增加高电压电能存储装置可供电机使用的电力的阈值量。
根据一个实施例，响应于发动机的排气系统中的催化剂的效率而调整被供应给所述高电压附件的所述功率量的减少。
根据一个实施例，所述高电压附件包括电动气候控制系统。
根据一个实施例，所述电动气候控制系统是热泵。
根据一个实施例，所述高电压附件包括dc/dc转换器。
根据一个实施例，所述高电压附件包括用于气候控制系统的正温度系数加热元件。
根据本发明，一种发动机操作方法包括：经由控制器响应于发动机排气系统中的催化剂的效率提高而减少被供应给向车辆传动系提供推进扭矩的电机的功率量并增加被供应给耦合到高电压总线的高电压附件的功率量。
根据一个实施例，当所需发动机功率量加上电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给耦合到高电压总线的所述高电压附件的功率量大于驾驶员需求功率时执行所述减少和所述增加。
根据一个实施例，本发明的特征还在于响应于所述驾驶员需求功率超过所述电能存储装置放电功率上限阈值量而增加发动机的功率输出。
根据一个实施例，本发明的特征还在于响应于驾驶员需求功率超过电能存储装置放电功率上限阈值量并且计时器的值小于阈值而减少被供应给耦合到所述高电压总线的高电压附件的功率量。
根据一个实施例，所述方法包括其中所述计时器是耗电装置甩负荷计时器，所述耗电装置甩负荷计时器响应于电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给耦合到高电压总线的高电压附件的功率量大于驾驶员需求功率而累加自从被供应给耦合到高电压总线的所述高电压附件的功率已经减少的最近时间以来被供应给耦合到高电压总线的高电压附件的电力已经减少的时间量。
根据一个实施例，所述催化剂效率基于催化剂温度。
根据一个实施例，本发明的特征还在于与被供应给耦合到所述高电压总线的所述高电压附件的功率量的减少成比例地调整高电压电能存储装置可供电机使用的电力的阈值量。
根据本发明，提供了一种系统，所述系统具有：车辆传动系，其包括向车轮提供推进力的发动机和电机；高电压总线，其耦合到多个耗电装置；以及控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，以响应于驾驶员需求功率大于电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给多个高电压附件的功率量而减少被供应给所述多个耗电装置中的至少一者的功率量。
根据一个实施例，本发明的特征还在于附加指令以响应于所需发动机功率量加上所述电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给所述高电压附件的功率量大于所述驾驶员需求功率而减少被供应给所述高电压附件的所述功率量。
根据一个实施例，本发明的特征还在于附加指令以与被供应给所述多个高电压附件的所述功率量的减少成比例地增加高电压电能存储装置可供所述电机使用的电力的阈值量。
根据一个实施例，本发明的特征还在于附加指令以响应于所述驾驶员需求功率超过所述电能存储装置放电功率上限阈值量而起动所述发动机。
根据一个实施例，本发明的特征还在于附加指令以记录自从被供应给所述多个耗电装置中的至少一者的所述功率量已经减少的最近时间以来的时间量。
根据一个实施例，本发明的特征还在于附加指令以响应于所述驾驶员需求小于所述电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给所述多个高电压附件的功率量而减少所述时间量。
技术特征：
1.一种车辆传动系操作方法，包括：
经由控制器响应于所需发动机功率量加上电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给耦合到高电压总线的高电压附件的功率量大于驾驶员需求功率而减少被供应给耦合到高电压总线的所述高电压附件的功率量。
2.如权利要求1所述的方法，还包括与被供应给耦合到所述高电压总线的高电压附件的所述功率量的减少成比例地增加高电压电能存储装置可供电机使用的电力的阈值量。
3.如权利要求1所述的方法，其中响应于发动机的排气系统中的催化剂的效率而调整被供应给所述高电压附件的所述功率量的减少。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述高电压附件包括电动气候控制系统。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述电动气候控制系统是热泵。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述高电压附件包括dc/dc转换器。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述高电压附件包括用于气候控制系统的正温度系数加热元件。
8.如权利要求1所述的方法，还包括：
经由所述控制器响应于发动机排气系统中的催化剂的效率提高而减少被供应给向所述车辆传动系提供推进扭矩的所述电机的功率量并增加被供应给耦合到所述高电压总线的高电压附件的所述功率量。
9.如权利要求8所述的方法，其中当所需发动机功率量加上电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给耦合到高电压总线的所述高电压附件的功率量大于驾驶员需求功率时执行所述减少和所述增加。
10.一种系统，包括：
车辆传动系，其包括向车轮提供推进力的发动机和电机；
高电压总线，其耦合到多个耗电装置；以及
控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，以响应于驾驶员需求功率大于电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给多个高电压附件的功率量而减少被供应给所述多个耗电装置中的至少一者的功率量。
11.如权利要求10所述的系统，还包括附加指令以响应于所需发动机功率量加上所述电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给所述高电压附件的功率量大于所述驾驶员需求功率而减少被供应给所述高电压附件的所述功率量。
12.如权利要求10所述的系统，还包括附加指令以与被供应给所述多个高电压附件的所述功率量的减少成比例地增加高电压电能存储装置可供所述电机使用的电力的阈值量。
13.如权利要求10所述的系统，还包括附加指令以响应于所述驾驶员需求功率超过所述电能存储装置放电功率上限阈值量而起动所述发动机。
14.如权利要求10所述的系统，还包括附加指令以记录自从被供应给所述多个耗电装置中的至少一者的所述功率量已经减少的最近时间以来的时间量。
15.如权利要求10所述的系统，还包括附加指令以响应于所述驾驶员需求小于所述电能存储装置放电功率上限阈值量减去被供应给所述多个高电压附件的功率量而减少所述时间量。
技术总结
本公开提供了“操作车辆传动系的方法及系统”。描述了用于操作包括发动机和电机的车辆传动系的系统及方法。在一个示例中，响应于催化剂的温度而调整电耦合到高电压总线的耗电装置可用的电力量以减少发动机排放。
技术研发人员：安德鲁·伯特;乔希·德瓦尔特;卡·伟·凯文·索赵
受保护的技术使用者：福特全球技术公司
技术研发日：.08.13
技术公布日：.02.21
