用于改进混合动力车辆效率的方法和系统与流程

本说明书涉及用于操作混合动力车辆的动力传动系统的方法和系统。所述方法和系统可以对经由发动机、马达和变速器提供车轮扭矩的混合动力车辆是特别有用的。

背景技术：

混合动力车辆的发动机可以推动所述混合动力车辆或者提供能量，以给所述混合动力车辆的电池充电。所述发动机可以具有广泛的操作范围，使得所述发动机可以在广范的发动机转速和扭矩条件下被操作。然而，可以期望在其最有效的工况下操作所述发动机以节约燃料。确保所述发动机正有效地操作的一种方式是调整发动机工况，使得所述发动机在其最有效的情况的条件下操作。尽管如此，改变驾驶员需求功率和道路条件可以使所述发动机难以保持在其中其燃料消耗是最低的操作范围中。因此，所述发动机可以在低燃料消耗操作区域外操作，以满足驱动条件。如果所述车辆在低燃料消耗发动机工况外操作超过一阈值时间量，则所述车辆的燃料消耗可以增加到大于期望的燃料消耗。

技术实现要素：

本文发明者已经认识到上述问题并且已经开发了一种动力传动系统操作方法，所述方法包括：在第一操作模式下，在第一发动机低燃料消耗操作区域和第二发动机低燃料消耗操作区域之间的发动机功率区域中经由控制器提供驾驶员需求功率和所请求的动力传动系统功率之间的第一关系；在第二操作模式下，在所述发动机功率区域中经由所述控制器提供驾驶员需求功率和所请求的动力传动系统功率之间的第二关系，所述发动机功率区域是高于所述第一发动机低燃料消耗区域和第二发动机低燃料消耗区域的发动机燃料消耗区域；以及响应于所述第一关系和第二关系操作发动机。

通过提供驾驶员需求功率请求和发动机功率请求之间的不同关系，在第一发动机低燃料消耗区域和第二发动机低燃料消耗区域之间更快地转换发动机工况会是可能的。例如，所请求的发动机功率对所请求的驾驶员需求功率的变化可以增加用于位于发动机转速和扭矩值处的发动机操作区域，所述发动机转速和扭矩值是在用于两个低发动机燃料消耗操作区域的发动机转速和扭矩值之间的。因此，驾驶员可以在较短的时间段中从第一低发动机燃料消耗区域转换或移动到第二低发动机燃料消耗操作区域，以改进车辆燃料经济性。

本说明书可以提供若干优点。具体地，所述方法可以提供增加的动力传动系统效率。此外，所述方法向驾驶员提供可以帮助增加车辆燃料效率的反馈。此外，所述方法可以利用马达与发动机结合，以改进车辆驾驶性能。

当单独地或结合附图考虑时，根据下列具体实施方式，上述优点和其他优点以及本发明的特征将显而易见。

应该理解的是，提供上述总结，是为以简化形式介绍在详细描述中进一步描述的概念的选择。这不意在识别所要求保护的主题的关键或主要特征，所要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中所提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

当单独地或参照附图考虑时，本文所述的优点将通过读取在本文称为具体实施方式的实施例的示例被更充分地理解，其中：

图1是发动机的示意图；

图2是混合动力车辆动力传动系统的示意图；

图3是示出示例发动机制动单位燃料消耗量映射图的曲线图；

图4是示出用以减少在位于两个较高发动机操作效率区域之间的低发动机操作效率区域中的发动机操作的示例方式的曲线图；

图5是示例车辆操作顺序的曲线图；以及

图6示出用于操作图1和图2中所示的系统的示例流程图。

具体实施方式

本说明书涉及改进在有效工况下操作混合动力车辆的发动机的可能性。发动机工况可以与马达工况结合调整，以改进动力传动系统效率。在一个示例中，所述发动机可以是图1中所示的类型的发动机。所述发动机和马达可以并入如图2中所示的动力传动系统中。所述发动机可以包括两个低燃料消耗操作区域，如图3中所示的发动机制动单位(brakespecific)燃料消耗量(bfsc)映射图中所示。发动机操作可以如图4中所示调整，以改进在有效操作区域中操作所述发动机的可能性。所述动力传动系统可以在经济性操作模式和非经济性操作模式期间根据图5中所示的顺序操作。所述混合动力车辆可以根据通过图6中所示的流程图描述的方法操作。

参照图1，包括其中一个气缸在图1中示出的多个气缸的内燃发动机10由电子发动机控制器12控制。发动机10由气缸盖35和包括燃烧室30和气缸壁32的气缸体33组成。活塞36定位在其中并且经由到曲轴40的连接往复运动。飞轮97和环形齿轮99联接到曲轴40。起动器96(例如低电压(用30伏以下操作)电机)包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地推进小齿轮95，以接合环形齿轮99。起动器96可以直接地安装到所述发动机的前部或所述发动机的后部。在一些示例中，起动器96可以选择性地经由带或链供应扭矩至曲轴40。在一个示例中，当未接合到所述发动机曲轴时，起动器96处于基础状态。燃烧室30被示出为经由相应进气门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的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。进气门52可以由气门激活装置59选择性地激活和停用。排气门54可以由气门激活装置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被示出为经定位直接喷射燃料到气缸30中，这作为直接喷射为本领域技术人员所熟知。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。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)被输送到燃料喷射器66。在一个示例中，高压、双级燃料系统可以用于产生较高燃料压力。

另外，进气歧管44被示出为与涡轮增压器压缩机162和发动机进气装置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的空气流。升压室45中的压力可以指节气门入口压力，因为节气门62的入口在升压室45内。所述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可以定位在进气门52和进气歧管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在完全打开和完全关闭之间的多个位置。废气门163可以经由控制器12调整，以允许排气选择性地绕过涡轮164来控制压缩机162的转速。空气过滤器43清洁进入发动机进气装置42的空气。

无分电器点火系统88响应于控制器12经由火花塞92提供点火火花至燃烧室30。通用排气氧(uego)传感器126被示出为在催化转化器70的上游联接到排气歧管48。可替代地，双态排气氧传感器可以替换uego传感器126。

在一个示例中，转化器70能够包括多个催化剂砖。在另一个示例中，能够使用多个排放控制装置，其中每个排放控制装置具有多个砖。在一个示例中，转化器70能够是三效型催化剂。

控制器12在图1中作为常规微型计算机示出，所述常规微型计算机包括：微处理器单元(cpu)102、输入/输出端口(i/o)104、只读存储器(rom)106(例如，非临时性存储器)、随机存取存储器(ram)108、保活存储器(kam)110和常规数据总线。控制器12被示出为从联接到发动机10的传感器接收各种信号，除了前面讨论的那些信号外，还包括：来自于联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ect)；联接到加速器踏板130的用于感测由足132施加的力的位置传感器134；触觉致动器131；联接到制动踏板150的用于感测由足152施加的力的位置传感器154；来自于联接到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(map)的测量；来自于感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120的进入所述发动机的空气质量的测量；和来自于传感器68的节气门位置的测量。大气压力也可以经感测(传感器未示出)用于由控制器12处理。在本说明书的优选方面中，发动机位置传感器118在所述曲轴的每转产生预定数量的等距脉冲，从中能够确定发动机转速rpm。

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。通常地，在所述进气冲程期间，所述排气门54关闭并且进气门52打开。空气经由进气歧管44引入燃烧室30，并且活塞36移动到所述气缸的底部，以便增加燃烧室30内的容积。其中活塞36接近所述气缸底部并在其冲程结束时(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(bdc)。

在所述压缩冲程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向所述气缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。其中活塞36在其冲程结束时并最接近所述气缸盖(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)的点通常被本领域的技术人员称为上止点(tdc)。在下文称为喷射的过程中，燃料被引入所述燃烧室中。在下文称为点火的过程中，所喷射的燃料由诸如火花塞92的已知的点火装置点火，从而导致燃烧。

在所述膨胀冲程期间，膨胀气体推动活塞36回到bdc。曲轴40将活塞运动转化成旋转轴的旋转扭矩。最后，在所述排气冲程期间，所述排气门54打开，以释放所燃烧的空气燃料混合物到排气歧管48，并且所述活塞返回到tdc。注意上面仅作为示例示出，并且进气门打开和/或关闭正时和排气门打开和/或关闭正时可以改变，如以提供正气门重叠或负气门重叠、迟的进气门关闭或各种其他示例。

图2是包括动力传动系统或传动系200的车辆225的方框图。图2的动力传动系统包括图1中所示的发动机10。动力传动系统200被示出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和制动控制器250。所述控制器可以通过控制器区域网络(can)299通信。控制器中的每个可以向其他控制器提供信息，如扭矩输出限制(例如，所述装置或组件的扭矩输出经控制未被超过)、扭矩输入限制(例如，所述装置或组件的扭矩输入经控制未被超过)、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，所述车辆系统控制器可以提供命令至发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动控制器250，以实现基于车辆工况的驾驶员输入请求和其他请求。状态信息可以经由人/机器接口/界面(interface)256(例如，键盘和显示器)提供给驾驶员。

例如，响应于驾驶员释放加速器踏板和车辆速度，车辆系统控制器255可以请求期望的车轮扭矩或车轮功率水平，以提供期望的车辆减速速率。所述期望的车轮扭矩可以由车辆系统控制器255请求来自于电机控制器252的第一制动扭矩和来自于制动控制器250的第二制动扭矩而被提供，所述第一扭矩和第二扭矩在车辆车轮216处提供所述期望的制动扭矩。

在其他示例中，动力传动系统控制装置可以不同于图2中所示进行划分。例如，单个控制器可以代替车辆系统控制器255、发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动控制器250。

在此示例中，动力传动系统200可以由发动机10和电机240提供动力。发动机10可以用图1中所示的发动机起动系统或者经由集成起动器/发电机(isg)240起动。isg240(例如，高电压(用30伏以上操作)电机)也可以称为电机、马达和/或发电机。此外，发动机10的扭矩可以经由扭矩致动器204(如燃料喷射器、节气门等)调整。

发动机输出扭矩可以通过双质量飞轮215传输至动力传动系统断开式离合器235的输入侧或第一侧。断开式离合器236可以被电动地或液压地致动。断开式离合器236的下游或第二侧234被示出为机械地联接到isg输入轴237。

isg240可以经操作提供扭矩至动力传动系统200或者在再生模式下将动力传动系统扭矩转化成要存储在电能存储装置275中的电能。isg240具有比图1中所示的起动器96更高的输出扭矩能力。此外，isg240直接地驱动动力传动系统200或者直接地由动力传动系统200驱动。不存在带、齿轮或链将isg240联接到动力传动系统200。相反，isg240以与动力传动系统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机械地联接到液力变矩器206的泵轮285。所述isg240的上游侧机械地联接到所述断开式离合器236。isg240可以通过作为由电机控制器252命令的马达或发电机的操作向动力传动系统200提供正扭矩或负扭矩。

液力变矩器206包括涡轮286，以输出扭矩至输入轴270。输入轴270将液力变矩器206机械地联接至自动变速器208。液力变矩器206也包括液力变矩器旁路锁止离合器212(tcc)。当tcc锁定时，扭矩直接地从泵轮285转移至涡轮286。tcc由控制器12电动地操作。可替代地，tcc可以被液压地锁定。在一个示例中，所述液力变矩器可以被称为变速器的组件。

当液力变矩器锁止离合器212完全脱开时，液力变矩器206经由所述液力变矩器涡轮286和液力变矩器泵轮285之间的流体转移来将发动机扭矩传输至自动变速器208，从而实现扭矩倍增。相比之下，当液力变矩器锁止离合器212完全接合时，所述发动机输出扭矩经由所述液力变矩器离合器被直接地转移至变速器208的输入轴(未示出)。可替代地，所述液力变矩器锁止离合器212可以部分地接合，从而允许调整直接地传送至所述变速器的扭矩量。所述控制器12可以经配置响应于各种发动机工况或根据基于驾驶员的发动机操作请求而通过调整所述液力变矩器锁止离合器来调整由液力变矩器212传输的扭矩量。

自动变速器208包括齿轮离合器(gearclutch)(例如，齿轮1-10)211和前进离合器210。自动变速器208是一种固定比变速器。所述齿轮离合器211和所述前进离合器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。齿轮离合器211可以通过调整经由换挡换挡控制电磁阀209供应至所述离合器的流体接合或脱开。来自于所述自动变速器208的扭矩输出也可以经由输出轴260传送至车轮216，以推进所述车辆。具体地，自动变速器208可以在将输出驱动扭矩传输至所述车轮216之前响应于车辆行进条件在所述输入轴270处转移输入驱动扭矩。变速器控制器254选择性地激活或接合tcc212、齿轮离合器211和前进离合器210。变速器控制器也选择性地停用或脱开tcc212、齿轮离合器211和前进离合器210。

此外，摩擦力可以通过接合摩擦车轮制动器218而被施加于车轮216。在一个示例中，摩擦车轮制动器218可以响应于所述驾驶员在制动踏板(未示出)上压下其足且/或响应于制动控制器250内的指令而接合。此外，制动控制器250可以响应于由车辆系统控制器255做出的信息和/或请求应用制动器218。以相同的方式，通过响应于所述驾驶员从制动踏板释放其足、制动控制器指令和/或车辆系统控制器指令和/或信息而脱开车轮制动器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施加摩擦力至车轮216作为自动发动机止动过程的一部分。

响应于加速车辆225的请求，车辆系统控制器可以从加速器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然后分配所请求的驾驶员需求扭矩的一小部分至所述发动机并分配剩余一小部分至所述isg。车辆系统控制器255请求来自于发动机控制器12的所述发动机扭矩和来自于电机控制器252的所述isg扭矩。如果所述isg扭矩加上所述发动机扭矩小于变速器输入扭矩限制(例如，阈值未被超过)，则所述扭矩被输送到液力变矩器206，然后所述液力变矩器206传送所请求的扭矩的至少一小部分至变速器输入轴270。变速器控制器254选择性地锁定液力变矩器离合器212并响应于可以基于输入轴扭矩和车辆速度的换挡换挡计划和tcc锁止计划经由齿轮离合器211接合齿轮。在一些条件下，当期望给电能存储装置275充电时，充电扭矩(例如，负isg扭矩)可以在存在非零驾驶员需求扭矩的同时进行请求。车辆系统控制器255可以请求增加的发动机扭矩，以克服所述充电扭矩来满足所述驾驶员需求扭矩。

响应于减速车辆225并提供再生制动的请求，车辆系统控制器可以基于车辆速度和制动踏板位置提供期望的负车轮扭矩。然后车辆系统控制器255分配所述期望的负车轮扭矩的一小部分至所述isg240(例如，期望的动力传动系统车轮扭矩)并分配剩余一小部分至摩擦制动器218(例如，期望的摩擦制动车轮扭矩)。此外，车辆系统控制器可以通知变速器控制器254所述车辆处于再生制动模式，使得变速器控制器254基于唯一换挡换挡计划转换齿轮211，以增加再生效率。isg240提供负扭矩至变速器输入轴270，但是由isg240提供的负扭矩可以由输出变速器输入轴负扭矩限制(例如，未被超过阈值)的变速器控制器254限制。此外，isg240的负扭矩可以由车辆系统控制器255或电机控制器252基于电能存储装置275的工况限制(例如，约束为小于阈值负阈值扭矩)。由于变速器或isg限制而不可以由isg240提供的期望的负车轮扭矩的任何部分可以被分配到摩擦制动器218，使得所述期望的车轮扭矩由来自于摩擦制动器218的负车轮扭矩和来自于isg240的负车轮扭矩的组合提供。

因此，所述各种动力传动系统组件的扭矩控制可以由车辆系统控制器255管理，其中用于所述发动机10、变速器208、电机240和制动器218的局部扭矩控制经由发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动控制器250提供。

作为一个示例，可以通过调整火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充气的组合，通过控制用于涡轮增压发动机或机械增压发动机的节气门打开和/或气门正时、气门升程和增压来控制发动机扭矩输出。在柴油发动机的情况下，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所述发动机扭矩输出。在所有情况下，发动机控制可以在逐缸的基础上执行，以控制所述发动机扭矩输出。

电机控制器252可以通过调整流动到和流动自isg的场和/或电枢绕组的电流来控制扭矩输出以及来自于isg240的电能产生，如本领域中熟知的。

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可以通过对来自于位置传感器271的信号进行微分(differentiate)或者计数在预定时间段内已知角距离脉冲的数量来将变速器输入轴位置转化成输入轴转速。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。可替代地，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，控制器254可以计数在预定时间段内的轴位置脉冲，以确定变速器输出轴速度。变速器控制器254也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。

制动控制器250经由车轮速度传感器221接收车轮速度信息并从车辆系统控制器255接收制动请求。制动控制器250也可以直接地或通过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的车轮扭矩命令来提供制动。制动控制器250也可以提供防滑和车辆稳定性制动，以改进车辆制动和稳定性。因此，制动控制器250可以提供车轮扭矩限制(例如，未被超过的阈值负车轮扭矩)至所述车辆系统控制器255，使得负isg扭矩不引起所述车辆扭矩限制被超过。例如，如果控制器250发布50n-m的负车轮扭矩限制，isg扭矩经调整在所述车轮(包括考虑传动装置)处提供小于50n-m(例如，49n-m)的负扭矩。

现在参照图3，示出了发动机制动单位燃料消耗量的示例曲线图或映射图。所述发动机制动单位燃料消耗量映射图是用于在所述发动机和所述isg之间分布驾驶员需求功率或经由电池功率的电动马达功率的基础。所述竖直轴线表示发动机扭矩，并且所述水平轴线表示发动机转速。发动机扭矩在所述竖直轴线箭头的方向上增加，并且发动机转速在所述水平轴线箭头的方向上增加。

曲线306、304、302表示恒定动力传动系统功率曲线。曲线320、322、324、326、328、330、332、334、336、338、340、342和344表示恒定燃料消耗。曲线320和324表示相同的低发动机燃料消耗操作区域(例如，235gm/kwh)。曲线322表示较高的发动机燃料消耗操作区域(例如，240gm/kwh)。曲线326表示240gm/kwh，曲线328表示245gm/kwh，曲线330表示250gm/kwh，曲线332表示255gm/kwh，曲线334表示260gm/kwh，曲线338表示290gm/kwh，曲线340表示350gm/kwh，曲线342表示400gm/kwh，曲线344表示450gm/kwh。曲线302表示120kw的请求恒定功率，曲线304表示80kw的请求恒定功率，并且曲线306表示40kw的请求恒定功率。曲线320-344可以通过以各种转速和扭矩操作发动机，绘制用于所述各种发动机转速和扭矩的燃料消耗值且然后用线连接类似的燃料消耗速率而形成。由所述曲线320-344描画的所述燃料消耗区域可以表示高度调谐和优化的发动机的那些。

如果发动机以用于基于驾驶员动力传动系统功率请求等于40kw的工况360的速度和扭矩操作(例如，线306)，发动机和动力传动系统效率可以通过以在曲线320内的速度和扭矩操作所述发动机而被改进。具体地，为了在维持恒定车辆速度或恒定车辆加速度的同时增加动力传动系统效率，发动机扭矩可以从在360处示出的水平增加到与从360延伸的所述箭头交叉由曲线320环绕的所述低发动机燃料效率区域的所述位置对应的发动机扭矩水平。然而，这种增加的发动机扭矩将增加发动机功率。因此，马达功率可以以相等大小减小，以提供期望的驾驶员需求功率(例如，pdd(驾驶员需求功率)＝peng(发动机功率)+pbatt(消耗的电池功率))。在一个马达系统中，pbatt＝pmot(马达功率)。为了在增加发动机扭矩的同时提供所述驾驶员需求功率，马达扭矩减小(例如，变得更负的)，使得tdd＝teng*k1+tmot*k2，其中tdd是用于请求动力传动系统功率的驾驶员需求，teng是发动机扭矩，k1和k2是用于在所述马达和发动机之间的任何啮合的常数，并且tmot是马达扭矩。以这种方式，所述动力传动系统效率可以通过调整发动机和马达工况而改进。

如果发动机以用于基于驾驶员动力传动系统功率请求等于120kw的工况370的速度和扭矩操作(例如，线302)，则发动机和动力传动系统效率可以通过以在曲线320内的速度和扭矩操作所述发动机而被改进。具体地，为了在维持恒定车辆速度的同时增加动力传动系统效率，发动机扭矩可以从在370处示出的水平减小到与在维持恒定发动机转速的同时从370延伸的所述箭头交叉由曲线310的所述位置对应的发动机扭矩水平。同时，发动机扭矩减小，马达扭矩增加，并且电池功率输出增加到等于发动机功率的减小。以这种方式，所述动力传动系统效率可以通过调整发动机和马达工况而改进。

图6的方法提供从第一低发动机燃料消耗区域(例如，在曲线320内的区域)过渡到第二低发动机燃料消耗区域(例如，在曲线324内的区域)，以节约燃料并将发动机工况从第一功率输出水平改变至第二功率输出水平。箭头350示出用于使发动机工况在所述第一低发动机燃料消耗区域和所述第二低发动机燃料消耗区域之间过渡的一个轨线(trajectory)。在曲线320和324之间的区域是较高的发动机燃料消耗区域。因此，可以期望在曲线320和324之间的区域中花费减少的时间量。

与在由曲线324环绕的区域内的发动机输出相比较，发动机功率输出在由曲线320环绕的区域内是较低的。除了将发动机工况从曲线320改变至曲线324的时间外，通过使发动机工况在由曲线320环绕的区域和由曲线324环绕的区域之间移动，发动机燃料消耗可以维持处于低水平，同时发动机输出功率改变。因此，更大更广的发动机功率输出范围可以通过使发动机工况在两个低发动机燃料消耗区域之间过渡而被提供，并且发动机效率可以通过在所述低发动机燃料消耗区域内的条件下操作所述发动机用于更大量的驾驶员需求功率而得以维持，从而导致驱动行程的更大比例的时间花费在更有效的区域中。

现在参照图4，曲线图示出了在位于两个较高发动机操作效率区域之间的低发动机操作效率区域中用以减少发动机操作的示例方式。所述竖直轴线表示所请求的发动机功率，并且所请求的发动机功率在所述竖直轴线箭头的方向上增加。所述水平轴线表示驾驶员动力传动系统需求功率，并且驾驶员动力传动系统需求功率在所述水平轴线箭头的方向上增加。在一个示例中，驾驶员动力传动系统需求动力传动系统功率是基于加速器踏板位置和车辆速度的。具体地，以经验确定的驾驶员动力传动系统需求功率值以函数或表格存储，所述函数或表格由加速器踏板位置和车辆速度索引。所述表格或函数输出驾驶员动力传动系统需求功率。

水平线408和406界定较高发动机燃料效率的第一发动机功率区域(例如，由图3的曲线320环绕的区域)。水平线404和402界定较高发动机燃料效率的第二发动机功率区域(例如，由图3的曲线324环绕的区域)。在位置dp0-dp4处的竖直线表示不同水平的驾驶员动力传动系统需求功率。

线410表示其中由所述发动机经由所述马达进行的电池充电是零或者未提供的线。所述车辆电池在高于线410的发动机功率水平处充电，并且所述车辆电池在低于线410的发动机功率水平处放电。

粗实线450表示驾驶员动力传动系统需求功率和所请求的发动机功率之间的基础关系。虚线452表示当驾驶员或控制器选择经济性模时驾驶员动力传动系统需求功率和所请求的发动机功率之间的关系。

当在所述基础关系450激活的同时驾驶员请求动力传动系统功率水平在dp0和dp1之间时，发动机功率从初始非零功率水平缓慢地增加。当在所述经济性模式关系452激活的同时驾驶员请求动力传动系统功率水平在dp0和dp1之间时，发动机功率与所述基础关系相同地缓慢地增加。所述车辆电池由所述发动机在这些请求的动力传动系统功率水平处被充电。

当在所述基础关系450激活的同时驾驶员请求动力传动系统功率水平在dp1和dp2之间时，发动机功率以由线450的斜率的增加指示的较高速率增加。当在所述经济性模式关系452激活的同时驾驶员请求动力传动系统功率水平在dp1和dp2之间时，发动机功率在dp1和dp2之间以小于线450的斜率的斜率增加，但是线452的斜率进一步减小使得所请求的发动机功率对于驾驶员动力传动系统需求功率的变化与线450相比增加较少。因此，关系或轮廓452保持在界定较高发动机燃料效率的第一发动机功率区域(例如，由图3的曲线320环绕的区域)的在水平线408和406之间的中心最佳位置(centersweetspot)中。

当驾驶员请求动力传动系统功率水平在dp2和dp3之间时，发动机功率以由线450的斜率的减小指示的稍微低的速率增加。当在所述经济性模式关系452激活的同时驾驶员请求动力传动系统功率水平在dp2和dp3之间时，发动机功率以与驾驶员需求功率相比较低的速率增加。因此，因为发动机功率为对于用于所述经济性模式关系452的在dp1和dp2之间的驾驶员动力传动系统需求功率增加较少，发动机功率保持在由线408和406界定的区域之间，其中与在线406和线404之间的区域相比较，发动机燃料效率得到改进。当所述经济性模式为在dp2和dp3之间的驾驶员需求功率激活时，所述燃料经济性可以大大地改进。当横穿低于线410时，所述车辆电池也为关系452放电。

当驾驶员请求动力传动系统功率水平在dp3和dp4之间时，发动机功率以与由线450的恒定斜率指示的相同的速率增加。当在所述经济性模式关系452激活的同时驾驶员请求动力传动系统功率水平在dp3和dp4之间时，所述发动机功率以比由在dp3和dp4之间的线452的斜率的增加所指示的更快的速率增加。因此，发动机功率增加到在由线404和402界定的区域内的水平，其中当经济性模式关系452激活时，驾驶员动力传动系统需求功率仅具有小的增加。因此，所述发动机可以在较低效率的工况下操作，因为经济性模式关系452对于比所述基础关系450更小的驾驶员动力传动系统需求功率的范围是激活的。因此，所述驾驶员可以倾向于经由加速器踏板位置的小变化使所述发动机在所述第一低发动机燃料消耗区域(例如，由线408和406界定)和所述第二低发动机燃料消耗区域(例如，由线404和402界定)之间过渡。

在大于dp4的驾驶员动力传动系统需求功率情况下，所述发动机功率针对所述基础关系450和所述经济性模式关系452二者增加。所述经济性模式关系452指示高于dp4的两个不同线斜率，但是如果需要可以使用一个斜率。

以这种方式，所述经济性模式关系可以用更小的加速器踏板位置的变化而从所述第一发动机低燃料消耗区域移动到所述第二发动机低燃料消耗区域。具体地，所述基础关系450在dp2和dp4之间从所述第一发动机低燃料消耗区域移动到所述第二发动机低燃料消耗区域，然而所述经济性关系452在dp3和dp4之间从所述第一发动机低燃料消耗区域移动到所述第二发动机低燃料消耗区域。

现在参照图5，示出了示例车辆操作顺序的曲线图。图5的操作顺序可以根据图6的方法经由图1和图2的系统提供。图5示出五个曲线图。所述曲线图是时间对准的并且同时发生。在时间t0-t5处的竖直标记表示在所述顺序期间的感兴趣的时间。

从图5的顶部起的第一曲线图是加速器踏板位置随时间变化的曲线图。所述水平轴线表示时间，并且时间从所述曲线图的左侧到所述曲线图的右侧增加。所述竖直轴线表示加速器踏板位置，并且加速器踏板位置在所述竖直轴线箭头的方向上增加。

从图5的顶部起的第二曲线图是发动机扭矩随时间变化的曲线图。所述水平轴线表示时间，并且时间从所述曲线图的左侧到所述曲线图的右侧增加。所述竖直轴线表示发动机扭矩，并且发动机扭矩在所述竖直轴线箭头的方向上增加。水平线502表示较高发动机燃料效率的第二发动机功率区域的上限。水平线504表示较高发动机燃料效率的第二发动机功率区域的下限。水平线506表示较高发动机燃料效率的第一发动机功率区域的上限。水平线508表示较高发动机燃料效率的第一发动机功率区域的下限。当所述发动机扭矩迹线在较高的燃料效率的第一发动机功率区域或者较高的燃料效率的第二发动机功率区域内时，所述发动机正在较高燃料效率区域中操作。

从图5的顶部起的第三曲线是发动机转速随时间变化的曲线。所述竖直轴线表示发动机转速，并且发动机转速在所述竖直轴线箭头的方向上增加。所述水平轴线表示时间，并且时间从所述曲线图的左侧到所述曲线的右侧增加。

从图5的顶部起的第四曲线是经济性(eco)模式选择随时间变化的曲线图。所述竖直轴线表示经济性模式状态，并且当所述迹线在接近所述竖直轴线箭头的较高水平处时，选择经济性模式。所述水平轴线表示时间，并且时间从所述曲线图的左侧到所述曲线图的右侧增加。

从图5的顶部起的第五曲线图是经济性模式停止状态随时间变化的曲线图。所述水平轴线表示时间，并且时间从所述曲线图的左侧到所述曲线图的右侧增加。所述竖直轴线表示经济性模式停止状态，并且当所述迹线处于接近所述竖直轴线箭头的较高水平时，由于加速器踏板位置，经济性模式处于停止状态。

在时间t0处，所述加速器踏板在较低位置中，并且所述发动机扭矩是低的。所述发动机未在较高燃料效率区域中操作。所述发动机转速是低的，并且未选择经济性模式。所述经济性模式未停止，因为未选择经济性模式。

在时间t1处，所述驾驶员施加所述加速器踏板，并且所述发动机扭矩增加。随着所述发动机扭矩增加，所述发动机转速也增加。未选择经济性模式并且所述经济性模式由于所述加速器踏板位置而未停止。

在时间t1和时间t2之间，所述加速器踏板位置响应于所述驾驶员而增加和减小。所述发动机扭矩响应于在时间t1处所述加速器踏板的施加逐渐地增加。所述发动机在时间t1和时间t2之间的各个时间处在较高发动机燃料效率的第一发动机功率区域和较高发动机燃料效率的第二发动机功率区域中操作。

在时间t2处，驾驶员选择如由过渡到较高水平的所述经济性模式选择迹线指示的经济性模式。所述加速器踏板位置处于较低水平，并且所述发动机转速响应于进入经济性模式而增加。发动机扭矩的增加通过所述马达给所述车辆电池(未示出)充电转化为电能。所述发动机响应于进入经济性模式而进入较高发动机燃料效率的第一发动机功率区域。

在时间t3处，所述驾驶员以与如在时间t1处示出的速率相同的速率施加所述加速器踏板。因此，所述加速器踏板迹线在时间t1和时间t3处是相同的。然而，由于选择了经济性模式，所述发动机扭矩以较快的速率增加，以使发动机工况在所述较高发动机燃料效率的第一发动机功率区域和所述较高发动机燃料效率的第二发动机功率区域之间过渡。因此，所述发动机在较短的时间段内在线506和504之间的较低发动机燃料效率的发动机功率区域中操作。因此，响应于基于第一加速器踏板位置推进(progression)(例如，在时间t1处)的第一请求发动机功率轨线，发动机工况以第一时间量在两个低发动机燃料效率操作区域之间过渡。此外，响应于基于第二加速器踏板位置推进(例如，在时间t3处)的第二请求发动机功率轨线，发动机工况以比所述第一时间量更快的第二时间量在所述两个低发动机燃料消耗操作区域之间过渡，所述第一加速器踏板位置推进和所述第二加速器踏板推进是相同的加速器踏板推进。

在时间t3和时间t4之间，所述加速器踏板位置增加且然后减小。所述车辆保持处于经济性模式，并且所述发动机在所述较高发动机燃料效率的第一发动机功率区域或所述较高发动机燃料效率的第二发动机功率区域中操作绝大部分时间。

在时间t4处，所述驾驶员逐渐地增加所述加速器踏板位置。此后立即地，发动机扭矩增加并退出所述较高发动机燃料效率的第一发动机功率区域，而不进入所述较高发动机燃料效率的第二发动机功率区域。所述发动机转速逐渐地增加，并且所述车辆保持处于经济性模式。

在时间t5处，自所述发动机退出所述较高发动机燃料效率的第一发动机功率区域起的预定的时间量已经过去。因此，所述经济性模式指示经济性模式停止情况(未在有效条件下操作)，使得所述驾驶员可以被警告为所述车辆正在提供低于期望的较差燃料经济性。所述驾驶员可以增加或减小所述加速器踏板位置，以重新进入更多燃料有效操作模式之一。

现在参照图6，示出了用于在经济性模式下操作混合动力车辆的示例流程图。并入图6的方法的至少部分可以作为存储在图1和图2中所示的系统的非临时性存储器中的可执行指令。此外，图6的方法的各部分可以在物理世界中作为由控制器执行以转变一个或多个装置的操作状态的操作或动作而发生。

在602处，方法600判断是否已经选择了经济性模式。经济性模式可以经由人/机器接口或者可替代地由选择经济性模式的控制器选择。如果方法600判断选择了经济性模式，则回答为是并且方法600前进到604。否则，所述回答为否，并且方法600前进到640。

在640处，方法600停用将发动机功率描述为驾驶员需求功率的函数的第二传递函数。与通过减小输送到马达的电池功率的第一传递函数相比，所述第二传递函数可以针对驾驶员需求功率的较小增加而增加较大量的发动机功率。在一个示例中，所述第二传递函数可以类似于图4的452。当所述第二传递函数停用时，加速器踏板位置未经由所述第二传递函数转化为发动机功率。在所述第二传递函数停用之后，方法600前进到642。

在642处，方法600激活将发动机功率描述为驾驶员需求功率的函数的所述第一传递函数。在驾驶员需求的某个范围内，与所述第二传递函数相比，所述第一传递函数可以针对驾驶员需求功率的增加而增加较小量的发动机功率。在一个示例中，所述第二传递函数可以类似于图4的450。当所述第一传递函数激活时，加速器踏板位置经由所述第一传递函数转化为发动机功率。在所述第二传递函数激活之后，方法600前进到620。

在604处，方法600停用将发动机功率描述为驾驶员需求功率的函数的第一传递函数。与所述第二传递函数相比，所述第一传递函数可以针对驾驶员需求功率的增加而增加较小量的发动机功率。在所述第一传递函数停用之后，方法600前进到606。

在606处，方法600激活将发动机功率描述为驾驶员需求功率的函数的所述第二传递函数。与所述第一传递函数相比，所述第二传递函数可以针对驾驶员需求功率的增加而增加较大量的发动机功率。当所述第二传递函数激活时，加速器踏板位置经由所述第二传递函数转化为发动机功率。在所述第二传递函数激活之后，方法600前进到608。

在608处，方法600判断所述车辆的电池是否完全充电。在一个示例中，方法600可以基于所述电池的电压判断所述车辆的电池完全充电。如果方法600判断所述电池完全充电，所述回答为是并且方法600前进到610。否则，所述回答为否并且方法600前进到612。

在610处，方法600向所述驾驶员建议以较高驾驶员需求扭矩操作所述车辆，使得所述电池可以放电。如果所述车辆正以低于所述速度限制的速度或其中较高驾驶员需求扭矩可以适应的其他条件下行进，则所述驾驶员可以命令较高需求扭矩。方法600前进到620。

在612处，方法600判断所述车辆的电池是否完全放电。在一个示例中，方法600可以基于所述电池的电压判断所述车辆的电池完全放电。如果方法600判断所述电池完全放电，所述回答为是并且方法600前进到614。否则，所述回答为否并且方法600前进到616。

在614处，方法600向所述驾驶员建议以较低驾驶员需求扭矩操作所述车辆，使得所述电池可以经由附加的发动机扭矩被充电。所述驾驶员可以命令其中较低驾驶员需求扭矩可以适应的较少的需求扭矩。方法600前进到620。

在616处，方法600判断发动机功率是否在低发动机燃料消耗的发动机操作区域外达大于(g.t.)阈值时间量。所述低燃料消耗的发动机操作区域可以映射为如图3中所示的发动机转速和扭矩的函数。在一个示例中，当所述发动机未在低发动机燃料消耗区域中操作时，启动计数器。计数器计数时间，直到发动机进入低发动机燃料消耗区域。如果方法600判断发动机功率在低发动机燃料消耗的发动机操作区域外达大于阈值时间量，则所述回答为是并且方法600前进到618。否则，所述回答为否并且方法600前进到620。

在618处，方法600向驾驶员指示增加或减小扭矩需求，以增加燃料效率。在一个示例中，所述指示可以经由振动所述加速器踏板的触觉致动器提供给所述驾驶员。此外，视觉指示可以经由人/机器接口提供给所述驾驶员。在指示提供给所述驾驶员以改变加速器踏板位置使得所述发动机进入更有效的操作区域(例如，所述低发动机燃料消耗的第一发动机操作区域或所述低发动机燃料消耗的第二发动机操作区域)之后，方法600前进到620。

在620处，所述发动机和马达经操作提供驾驶员需求功率。所述驾驶员需求功率可以经由加速器踏板输入。所述加速器踏板位置可以经由将加速器踏板位置和车辆速度与驾驶员需求功率相关联的函数而转化为驾驶员需求功率。然后所述驾驶员需求功率基于驾驶员动力传动系统需求功率和发动机功率之间的第一关系或第二关系转化为发动机功率。然后基于所述等式tdd＝teng+tmot确定所述马达功率，其中tdd是用于请求动力传动系统功率的驾驶员需求，teng是发动机扭矩，并且tmot是马达扭矩。方法600寻求通过调整马达扭矩以在所述第一低发动机燃料消耗操作区域或所述第二低发动机燃料消耗操作区域内的扭矩来操作所述发动机。在所述发动机和马达经操作提供所述请求的驾驶员需求功率之后，方法600前进到退出。

因此，图6的方法提供了动力传动系统操作方法，所述方法包括：在第一操作模式下，在第一发动机低燃料消耗操作区域和第二发动机低燃料消耗操作区域之间的发动机功率区域中经由控制器提供驾驶员动力传动系统需求功率和所请求的动力传动系统功率之间的第一关系；在第二操作模式下，在所述发动机功率区域中经由所述控制器提供驾驶员动力传动系统需求功率和所请求的动力传动系统功率(例如，发动机和马达功率)之间的第二关系，所述发动机功率区域是比所述第一发动机低燃料消耗区域和第二发动机低燃料消耗区域更高的发动机燃料消耗区域；以及响应于所述第一关系和第二关系，操作发动机。

在一个示例中，所述方法包括其中在所述较高发动机燃料消耗区域中描述所述第二关系的线的斜率大于描述所述第一关系的线的斜率。所述方法包括其中所述第一发动机低燃料消耗操作区域和所述第二发动机低燃料消耗操作区域基于发动机制动单位燃料消耗量映射图。所述方法包括其中所述第二发动机功率区域是比在所述第一发动机低燃料消耗操作区域内的发动机功率区域更高的发动机功率区域。所述方法包括其中所述第二发动机功率区域是比在所述第二发动机低燃料消耗操作区域内的发动机功率区域更低的发动机功率区域。所述方法还包括响应于电池荷电状态大于第一阈值而向驾驶员提供进入第二发动机低燃料消耗区域的指示。所述方法还包括响应于所述电池荷电状态小于第二阈值而向驾驶员提供进入所述第一发动机低燃料消耗区域的指示。

图6的方法还提供动力传动系统操作方法，所述方法包括：响应于位于在第一发动机低燃料消耗操作区域和第二发动机低燃料消耗操作区域之间的发动机高燃料消耗操作区域中的所请求的动力传动系统功率，调整发动机的操作；以及响应于所述请求发动机功率在所述高燃料消耗操作区域中达大于阈值时间量，向驾驶员提供触觉反馈。所述方法包括其中在所述发动机高燃料消耗操作区域内的发动机功率区域是比在所述第一发动机低燃料消耗操作区域内的发动机功率区域更高的发动机功率区域。所述方法包括其中在所述发动机高燃料消耗操作区域内的发动机功率区域是比在所述第二发动机低燃料消耗操作区域内的发动机功率区域更低的发动机功率区域。

在一些示例中，图6的方法包括其中所述触觉反馈是振动的加速器踏板。所述方法包括其中所述触觉反馈在第一模式下提供且在第二模式下未提供，所述第一模式是燃料经济性模式。所述方法还包括响应于电池荷电状态大于阈值而向所述驾驶员提供触觉反馈，所述触觉反馈是使所述发动机在所述第二发动机低燃料消耗操作区域中操作且使所述发动机不在所述第一发动机低燃料消耗操作区域中操作的请求。所述方法还包括响应于电池荷电状态小于阈值而向所述驾驶员提供触觉反馈，所述触觉反馈是使所述发动机在所述第一发动机低燃料消耗操作区域中操作且使所述发动机不在所述第二发动机低燃料消耗操作区域中操作的请求。

图6的方法还提供动力传动系统操作方法，所述方法包括：响应于基于第一加速器踏板位置推进的第一请求的发动机功率轨线，在第一时间量内使发动机工况在两个低发动机燃料消耗操作区域之间过渡；以及响应于基于第二加速器踏板位置推进的第二请求的发动机功率轨线，在第二时间量内使发动机工况在所述两个低发动机燃料消耗操作区域之间过渡，所述第一加速器踏板位置推进和所述第二加速器踏板位置推进是相同的加速器踏板推进。所述方法包括其中所述第一加速器踏板位置推进是在一时间段内从第一位置到第二位置的加速器踏板运动。所述方法包括其中所述第一时间量大于所述第二时间量。所述方法包括其中在两个低发动机燃料消耗操作区域之间过渡包括在位于所述两个低发动机燃料消耗操作区域之间的发动机制动单位燃料消耗量映射图中的较高发动机燃料消耗的操作区域中操作发动机。所述方法还包括当使发动机工况在所述两个低发动机燃料消耗操作区域之间过渡时，调整马达操作，以提供期望的动力传动系统扭矩。所述方法包括其中所述第一请求的发动机功率轨线在经济性模式期间发生，并且其中所述第二请求的发动机功率轨线在非经济性模式期间发生。

注意，本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中，并且可以由包括与各种传感器、致动器和其他发动机硬件相结合的控制器的控制系统执行。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作或功能可以按所示顺序、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文中所描述的本发明的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略，所示出的动作、操作或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、操作或功能的至少一部分可以图形地表示被编入控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代码。当所描述的动作通过在包括与一个或多个控制器结合的各种发动机硬件组件的系统中执行所述指令而实施时，所述控制动作也可以在物理世界中转换一个或多个传感器或致动器的操作状态。在此结束本说明书。本领域的技术人员通过对本说明书的阅读将在不偏离本说明书的精神和范围的情况下，将想到许多改变和修改。例如，在天然气、汽油、柴油或可替代燃料配置中操作的i3、i4、i5、v6、v8、v10和v12发动机可以使用本说明书来获益。