混合动力电动车辆控制器和控制混合动力电动车辆的方法
【专利摘要】本发明的实施方式提供了一种用于混合动力电动车辆的控制装置。本发明涉及一种用于混合动力电动车辆的控制器（140），控制器（140）包括能量管理部（EMP），能量管理部（EMP）构造成根据第一组一个或多个车辆参数来确定第一（121）致动器和至少第二（123）致动器中的每一者之间的所需转矩分配，所需转矩分配为需要由每个致动器提供以驱动车辆的转矩的量，控制器（140）构造成提供致动器请求控制输出，由此，每个致动器（121、123）均被控制成提供根据所需转矩分配的转矩的量，控制器（140）还包括动力传动系统模式管理器（PMM）部，PMM部设置成根据第二组一个或多个车辆参数的值来超驰EMP的控制输出。
【专利说明】混合动力电动车辆控制器和控制混合动力电动车辆的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于混合动力电动车辆的控制器以及一种控制混合动力电动车辆(HEV)的方法。
【背景技术】
[0002]已知提供了 一种混合动力电动车辆(HEV)，该混合动力电动车辆(HEV)具有并联地连接至车辆的动力传动系统的电机和内燃发动机(ICE)。
[0003]该车辆可以以电动车辆(EV)模式运行，在该EV模式中，由电机唯一地向动力传动系统提供转矩。替代性地，该车辆可以以并联模式运行，在该并联模式中，转矩由ICE和电机两者提供至动力传动系统。
【发明内容】
[0004]通过参考所附权利要求可以理解本发明的实施方式。
[0005]本发明的方面提供了如所附权利要求中所述的控制装置、车辆以及方法。
[0006]在本发明要求保护的另一方面中，提供了用于混合动力电动车辆的控制装置，
[0007]所述控制装置包括能量管理部(EMP)，该能量管理部(EMP)构造成根据第一组一个或多个车辆参数来确定第一致动器和至少第二致动器中的每一者之间的所需转矩分配，该所需转矩分配为每个致动器需要提供以驱动车辆的转矩的量，所述控制装置构造成提供致动器请求控制输出，由此每个致动器被控制成提供根据该所需转矩分配的转矩的量，
[0008]所述控制装置还包括动力传动系统模式管理器(PMM)部，该PMM部设置成根据第二组一个或多个车辆参数的值来超驰EMP的控制输出。
[0009]本发明的实施方式具有这样的优点，即:如果EMP的控制输出使得满足了关于第二组一个或多个车辆参数的特定条件，则控制器能够超驰EMP的控制输出。在一些实施方式中，这具有可以防止车辆的过度磨损或车辆的损坏的优点。在一些实施方式中，可以减少由车辆产生的二氧化碳或其它不理想的气体的量，以及/或可以减少由车辆消耗的燃料的量。
[0010]应当理解，对能量管理部(EMP)和动力传动系统模式管理器(PMM)部的论述包括对如下实施方式的论述:在该实施方式中，EMP和PMM在控制装置的物理上分离的部分中或者在单个部分中、例如在在单个计算装置上执行的软件代码中实施。
[0011]控制装置可以是包括计算装置、例如基于微处理器的计算机的控制器的形式。控制器可以包括单个计算装置或多个计算装置，例如多个装置模块。PMM部以及控制装置的EMP部可以在在单个计算装置上运行的相应的软件代码中实施。替代性地，相应的代码可以在不同的相应的计算装置上运行。
[0012]实施EMP部的软件代码可以构造成根据能量管理协议来确定所需的转矩分配并且确定致动器中的一个或多个应当开启还是关闭。能量管理协议可以设置成针对减少排气排放和/或增加燃油经济性的要求来平衡对车辆性能和驾驶性能的合理水平的要求，并且确定相应的致动器之间的相对转矩分配。即，确定要由相应的致动器提供以驱动车辆的转矩的相对量。在具有内燃发动机的车辆中，EMP部可以确定发动机在给定的时间点应当开启还是关闭。
[0013]本发明的实施方式具有下述优点，即:构造成根据第一组一个或多个车辆参数确定所需的转矩分配并且确定一个或多个致动器在给定的时间点应当打开还是关闭的EMP部的软件代码在做出决定时不需要考虑第二组一个或多个车辆参数。因而，例如如果PMM部确定出第一致动器由于故障状态而是不可用的，并且EMP部确定出车辆应当以需要第一致动器的运行并需要通过第一致动器进行规定量的转矩的传输的并联再充电模式运行，则PMM部可以超驰要求第一致动器被重启的EMP部的控制输出。
[0014]在一些布置中，PMM部随后可以提供使第二致动器提供所需的驾驶员要求转矩的控制输出。该控制输出可以是发送给第二致动器的控制器的命令的形式，该命令使控制器对驾驶员转矩要求进行监控并且相应地控制第二致动器。替代性地，PMM部可以监控驾驶员转矩要求并且直接命令第二致动器提供PMM部确定的应当被提供的转矩的量(这可能通常对应于驾驶员要求的转矩)。PMM部也可以命令将第一致动器不能操作的通知提供给驾驶员。
[0015]在实施方式中，PMM设置成响应于所述一个或多个车辆参数的值来超驰EMP的所需转矩分配输出，从而将所述一个或多个车辆参数的值保持在规定范围内。
[0016]在实施方式中，PMM设置成响应于来自车辆驾驶室温度控制器的控制信号来超驰EMP的所需转矩分配输出，PMM设置成提供起动第一致动器的控制信号，从而产生热量以加热驾驶室。
[0017]这具有如下优点，即:控制器能够以一个或多个车辆参数的值不偏离到允许的范围之外的方式控制车辆。
[0018]应当理解，PMM可以控制第一致动器起动，但是不连接至传动系统，除非EMP命令第一致动器向传动系统传输转矩。在一些实施方式中，如果PMM命令第一致动器起动，但是不命令第一致动器连接至传动系统，PMM则可以将第一致动器置于速度控制装置的控制下，以将第一致动器速度控制成与第二致动器的速度对应。应当理解的是，如果第一致动器(例如发动机)自动起动，但是旋转速度不随车辆速度而变化，则驾驶员会关注或考虑到发生了故障。通过将第一致动器的速度控制成与第二致动器的速度或车辆速度对应，可以减少驾驶员感知到不正确的车辆操作的风险。
[0019]在实施方式中，PMM响应于设置成处理由第一致动器产生的排气的后处理装置的温度。
[0020]当第一致动器为汽油燃料内燃发动机时，该特征是特别有用的。本发明的实施方式允许后处理装置的温度被保持在其能够充分处理穿过其中的排气时的温度。如果当发动机不传递驱动转矩时执行此操作，则可以减少不理想的排放的量。在一些实施方式中，发动机可以在连接至传动系统之前——即，在穿过后处理装置的排气的流量随着发动机所要求的转矩TQe的增加的发生而大幅增加之前——被起动和暖机。
[0021]在实施方式中，PMM设置成在后处理装置的温度在第一致动器停机时降到第一后处理装置温度阈值以下的情况下通过控制第一致动器起动来将后处理装置的温度保持在规定的第一后处理装置温度阈值以上。[0022]可选地，当后处理装置温度在第二规定的后处理装置温度阈值以下时，PMM设置成通过超驰EMP的关闭第一致动器的命令来将后处理装置的温度保持在规定的第一后处理装置温度阈值以上，其中，第一温度阈值比第二温度阈值低。
[0023]该特征的优点是降低模式了频跳——即接连不断地反复停止及起动发动机以将温度保持在给定的阈值以上一的风险。
[0024]在实施方式中，PMM设置成通过在冷却剂温度降到第一冷却剂温度阈值以下并且发动机关闭的情况下控制内燃发动机起动、以及在冷却剂温度在第二规定的冷却剂温度阈值以下时抑制来自EMP的发动机关闭命令来将冷却剂温度保持在规定的第一冷却剂温度阈值以上。
[0025]这具有如下优点:在一些实施方式中，可以减少由于“冷却”时的重新起动而导致的发动机的机械磨损的量。此外，在一些实施方式中，可以减少由于发动机在降低的温度下的运行而由发动机产生的不理想的燃烧气体的量。
[0026]在实施方式中，第一规定的冷却剂温度阈值比第二规定的冷却剂温度阈值低。
[0027]在实施方式中，PMM响应于能够操作成向第二致动器供电的储能装置的温度，其中，当储能装置的温度在规定值以下时，PMM设置成命令至少下述一项:向储能装置充电；从储能装置放电；以及交替地向储能装置充电和从储能装置放电，从而加热储能装置。该储能装置可以是电力储存装置并且第二致动器可以是电机。
[0028]在实施方式中，PMM设置成响应于可释放转矩传递装置的转矩输入部与转矩输出部之间的速度差来超驰EMP的控制输出，以将第一致动器联接至车辆的传动系统，当该速度差超过规定值时，控制装置设置成控制第一致动器的旋转以将速度差减小至规定值以下的值。
[0029]因而，如果第一致动器(例如发动机)关闭并且速度差超过规定值，则PMM设置成起动第一致动器并且控制旋转速度，以确保速度差不超过规定值。
[0030]在实施方式中，控制装置能够操作成控制离合器装置形式的可释放转矩传递装置，以在速度差超过规定值时将发动机形式的第一致动器连接至车辆的传动系统。
[0031]在实施方式中，当第一致动器不运行时，PMM设置成起动第一致动器，从而在制动系统状态标记的状态表示制动压力在规定阈值以下时，为制动泵提供动力。
[0032]因而，在制动泵设置成压缩流体以为一个或多个制动器提供动力的情况下，当制动压力在所需的制动压力(例如液压流体压力)以下时，泵重新起动以恢复制动压力。同样地，如果制动泵设置成产生真空从而为所述一个或多个制动器提供动力，当制动真空压力在所需的制动真空压力以下时，泵重新起动以恢复真空压力。
[0033]在实施方式中，当第一致动器不运行时，控制装置构造成监控车辆的制动器的致动，控制装置能够操作成响应于选自以下各项中的至少一项来命令第一致动器的起动:驾驶员踩下制动踏板的次数；驾驶员将规定值以上的压力施加至制动踏板的次数；以及响应于由驾驶员施加的制动踏板压力对时间的积分的函数。
[0034]该特征具有下述优点，S卩:如果表明制动压力可能已降到规定阈值以下的关于制动操作的一个或多个规定条件发生，则不管制动系统状态标记的状态如何，车辆都设置成起动发动机以为制动泵提供动力。因而，如果制动系统状态标记在压力降到规定阈值以下时未被正确设定，则不管标记的状态如何，如果满足所述一个或多个规定条件，则车辆自动设置成重新起动发动机。
[0035]例如，车辆可以设置成在驾驶员将超过规定值三倍的压力施加至制动踏板时起动发动机。
[0036]在实施方式中，EMP能够操作成提供控制输出以命令第一致动器的起动及停机，PMM能够操作成超驰来自控制装置的起动或停止第一致动器的命令。
[0037]在实施方式中，PMM能够操作成超驰EMP的控制输出，从而命令第一致动器与第二致动器之间的替代性的转矩分配。
[0038]在本发明的一个方面中，提供了 一种包括根据前述方面的控制装置的混合动力电动车辆。第一致动器有利地为内燃发动机，例如汽油发动机、柴油发动机或混合燃料发动机。第二致动器有利地为电机。
[0039]在要求保护的本发明的方面中，提供了一种通过控制装置来控制混合动力电动车辆的方法，
[0040]该方法包括:通过控制装置的能量管理部(EMP)根据第一组一个或多个车辆参数来确定第一致动器和至少第二致动器中的每一者之间的所需转矩分配，该所需转矩分配为需要由每个致动器提供以驱动车辆的转矩的量；以及提供致动器请求控制输出来控制每个致动器，从而提供根据该所需转矩分配的转矩的量，
[0041]该方法还包括根据第二组一个或多个车辆参数的值通过动力传动系统模式管理器(PMM)部来超驰EMP的所需转矩分配输出。
[0042]在要求保护的本发明的另一方面中，提供了用于控制并联式混合动力电动车辆的控制装置，所述控制装置能够操作成控制第一致动器和第二致动器传递驱动转矩从而驱动车辆，其中，在第一控制模式中，控制装置控制第一致动器和第二致动器以驱动车辆，并且在第二控制模式中，控制装置控制第二致动器以驱动车辆并且控制第一致动器不驱动车辆，当在第二控制模式中时，控制装置能够操作成在第一致动器不驱动车辆时将第一致动器的旋转速度控制成以与第二致动器的旋转速度对应的方式变化。
[0043]该特征可以具有与其相关的大量优点。一个优点是当需要通过第一致动器驱动车辆时，由于第一致动器的旋转速度已与第二致动器的旋转速度对应，因此第一致动器可以更快地连接至车辆的传动系统。应当理解，第一致动器的速度与第二致动器的速度可能不相同。然而，如果第二致动器的速度降低，则第一致动器的速度以对应的方式降低，并且如果第二致动器的速度增加，则第一致动器的速度以对应的方式增加。在第一致动器和第二致动器联接至公共的驱动输入装置、例如变速器输入轴的情况下，为了使第一致动器和第二致动器的速度匹配所需要的时间在某些情况下可以减少。
[0044]另一优点是，在第一致动器通过离合装置等与传动系统分离的情况下，可以减小离合装置的输入部与输出部之间的旋转速度差。
[0045]又一优点是，当第一致动器正在运行时，用户可以期望由第一致动器产生的声音以与第二致动器的速度对应的方式变化，第二致动器的速度则可以以与车辆速度对应的方式变化。通过将第一致动器的速度控制成以与第二致动器的速度对应的方式变化，可以增强第一致动器的正确操作的用户感知。
[0046]如果相反第一致动器的速度(以及相关联的噪音)不在第一致动器的初始起动之后随车辆速度而变化，则用户会想知道是否已有故障发生。仅当第一致动器连接至车辆的传动系统时，驾驶员才会观察到第一致动器的速度与第二致动器的速度之间的期望的对应。
[0047]在要求保护的本发明的一个方面中，提供了一种控制并联式混合动力电动车辆的方法，该方法包括:通过控制装置控制第一致动器和第二致动器传递驱动转矩从而驱动车辆，由此，在第一控制模式中，控制装置控制第一致动器和第二致动器以驱动车辆，并且在第二控制模式中，控制装置控制第二致动器以驱动车辆并且控制第一致动器不驱动车辆，由此，当在第二控制模式中时，所述方法包括在第一制动器不驱动车辆时将第一致动器的旋转速度控制成以与第二致动器的旋转速度对应的方式变化。
[0048]第一致动器可以被控制成以与第二致动器的速度对应的方式变化，使得速度基本上是彼此相同的。第一致动器的速度可以由第一致动器速度控制器控制。第一致动器速度控制器可以与控制装置分离。
[0049]第一致动器可以为内燃发动机，例如柴油发动机、汽油发动机或混合燃料发动机。第二致动器可以为电机。
[0050]在要求保护的本发明的方面中，提供了一种混合动力电动车辆，其具有:第一致动器和至少第二致动器，所述第一致动器和至少第二致动器各自能够操作成将转矩传递至传动系统，第一致动器包括内燃发动机，第二致动器包括电机；可释放转矩传递装置，该可释放转矩传递装置能够可释放地操作成将第一致动器联接至传动系统，该可释放转矩传递装置能够在第一致动器与传动系统基本断开的第一状态与第一致动器基本连接至传动系统的第二状态之间操作；控制装置，所述控制装置能够操作成控制车辆在可释放转矩传递装置处于第一状态的第一模式与可释放转矩传递装置处于第二状态的第二模式之间转变，所述控制装置包括能量管理部(EMP)，该能量管理部(EMP)构造成确定第一致动器与至少第二致动器中的每一者之间的所需转矩分配，该所需转矩分配为根据能量管理协议而需要由每个致动器提供至传动系统的转矩的量，控制器构造成提供致动器请求控制输出，由此每个致动器被控制成提供根据能量管理协议所需的转矩的量，所述控制装置还包括动力传动系统模式管理器(PMM)部，该PMM部设置成响应于一个或多个车辆参数的值来超驰EMP的控制输出。
[0051]在实施方式中，PMM设置成响应于一个或多个车辆参数的值来超驰EMP的控制输出，从而将所述一个或多个车辆参数的值保持在规定范围内。
[0052]PMM可以设置成响应于来自车辆驾驶室温度控制器的控制信号来超驰EMP的控制输出，PMM设置成提供控制信号以起动第一致动器，从而根据来自车辆驾驶室温度控制器的控制信号来产生热量以加热驾驶室。
[0053]应当理解，该控制信号可以是标记的形式或任何其他合适的信号。
[0054]在实施方式中，PMM响应于设置成处理由发动机产生的排气的发动机后处理装置的温度。
[0055]PMM可以设置成在处理装置温度降到第一后处理装置温度阈值以下并且发动机关闭的情况下通过控制内燃发动机起动来将后处理装置的温度保持在规定的第一后处理装置温度阈值以上。
[0056]在实施方式中，当发动机在车辆处于第一模式时由PMM响应于后处理装置的温度而起动的情况下，除非要求转变到第二模式，否则PMM设置成将车辆保持在第一运行模式。[0057]PMM可以设置成当后处理装置温度在第二规定后处理装置温度阈值以下时通过抑制来自EMP的发动机关闭命令来将后处理装置的温度保持在规定的第一后处理装置温度阈值以上。
[0058]该特征具有的优点是，可以减少在后处理装置处于第一规定温度以下的温度的情况下已穿过后处理装置的释放到大气中的燃烧气体的量。
[0059]可选地，第一规定后处理装置温度阈值与第二规定后处理装置温度阈值基本相同。
[0060]在实施方式中，第一规定后处理装置温度阈值比第二规定后处理装置温度阈值低。
[0061]PMM可以设置成将第一致动器的冷却剂温度保持在规定的冷却剂温度阈值以上。
[0062]在实施方式中，PMM设置成通过在冷却剂温度降到第一冷却剂温度阈值以下并且发动机关闭的情况下控制内燃发动机起动、以及在冷却剂温度降到第二规定冷却剂温度阈值以下时抑制来自EMP的发动机关闭命令来将冷却剂温度保持在规定的第一冷却剂温度阈值以上。
[0063]第一规定冷却剂温度阈值可以与第二规定冷却剂温度阈值基本相同。
[0064]有利地，第一规定冷却剂温度阈值比第二规定冷却剂温度阈值低。
[0065]用于起动发动机的冷却剂温度的值与抑制发动机停止的冷却剂温度的值之间的差值的引入具有如下优点，即:可以降低车辆反复开启及关闭第一致动器的模式频跳的风险。
[0066]PMM可以响应于能够操作成向电机提供动力的储能装置的温度。
[0067]可选地，当储能装置的温度在规定值以下时，PMM设置成控制车辆以执行给储能装置充电和从储能装置放电中的至少一者，从而加热储能装置。
[0068]在实施方式中，当储能装置的温度在规定值以下时，PMM设置成控制车辆，以通过所述致动器中一个或多个致动器来交替地为储能装置充电和从储能装置放电。
[0069]PMM可以设置成响应于可释放转矩传输装置的转矩输入部与转矩输出部之间的速度差来超驰EMP的控制输出，当速度差超过规定值时，控制器设置成控制第一致动器的旋转以将速度差降低至规定值以下的值。
[0070]PMM可以设置成在速度差超过规定值时将可释放转矩传递装置控制成采取第二状态。
[0071 ] 可释放转矩传递装置可以包括离合器装置。
[0072]在实施方式中，第一致动器能够操作成驱动制动泵，该制动泵设置成泵送流体从而提供动力以致动车辆的一个或多个制动器，所述一个或多个车辆参数中的一个参数处于制动系统状态标记的状态，制动系统状态标记的状态响应于制动流体压力。
[0073]制动泵可以是设置成泵送气体以在制动系统(用于具有这种制动系统的车辆)中建立真空的真空泵，或者可以是设置成压缩气体或液体形式的液压流体以对制动系统(用于具有这种制动系统的车辆)中的流体加压的压力泵。
[0074]当车辆处于第一模式时，PMM可以设置成起动第一致动器，从而在制动系统状态标记的状态表明制动压力在规定阈值以下时为制动泵提供动力。
[0075]因而，在制动泵设置成压缩流体以为所述一个或多个制动器提供动力的情况下，当制动压力在所需的制动压力(例如液压流体压力)以下时，泵重启以恢复制动压力。同样地，如果制动泵设置成产生真空从而为所述一个或多个制动器提供动力，那么当制动真空压力在所需的制动真空压力以下时，泵重启以恢复真空压力。
[0076]在实施方式中，当车辆处于第一模式并且第一致动器关闭时，车辆设置成在第一致动器关闭的时期期间对车辆的制动器的致动进行监控，车辆设置成响应于选自以下各项中的至少一项来控制车辆起动发动机:驾驶员踩下制动踏板的次数；驾驶员将规定值以上的压力施加至制动踏板的次数；以及响应于由驾驶员施加的制动踏板压力对时间的积分的函数。
[0077]该特征具有下述优点，S卩:如果表明制动压力可能已降到规定阈值以下的关于制动操作的一个或多个规定条件发生，则不管制动系统状态标记的状态如何，车辆都设置成起动发动机以为制动泵提供动力。因而，如果制动系统状态标记在压力降到规定阈值以下时未被正确设定，则不管标记的状态如何，车辆都自动设置成重新起动发动机。
[0078]例如，车辆可以设置成在驾驶员将超过规定值三倍的压力施加至制动踏板时起动发动机。
[0079]在本发明的另一方面中，提供了一种控制混合动力电动车辆的方法，该混合动力电动车辆具有第一致动器和至少第二致动器，所述第一致动器和至少第二致动器各自能够操作成将转矩传递至车辆的传动系统，第一致动器包括内燃发动机，第二致动器包括电机；该方法包括:通过控制器的能量管理部(EMP)来确定第一致动器和至少第二致动器中的每一者之间的所需转矩分配，该所需转矩分配为根据能量管理协议而需要由每个致动器提供至传动系统的转矩的量；根据能量管理协议控制每个致动器提供所需的转矩的量；以及通过PMM部响应于一个或多个车辆参数的值来超驰EMP的控制输出。
[0080]在本申请的范围内，能够想到在前述段落中、在权利要求中和/或在下文的描述和附图中陈述的本申请的各个方面、实施方式、示例和替代方案、以及特别是特征可以被独立地或以它们的任何组合的方式采用。例如，结合一个实施方式描述的特征能够应用于所有实施方式，除非这些特征是不相容的。
【专利附图】
【附图说明】
[0081]现在将参照附图通过仅为示例的方式对本发明的实施方式进行描述，在附图中:
[0082]图1为根据本发明的实施方式的混合动力电动车辆的示意图；以及
[0083]图2为用于根据本发明的实施方式的混合动力电动车辆的控制器的示意图。
【具体实施方式】
[0084]图1示出了根据本发明的实施方式的混合动力电动车辆(HEV) 100。该HEV100具有内燃发动机121形式的一个致动器，内燃发动机121通过离合器122可释放地联接至曲轴集成马达/发电机(CMG) 123形式的第二致动器。离合器122具有联接至发动机的曲轴并设置成与该曲轴一起旋转的输入轴122IN。离合器122还具有联接至CMG123并设置成与CMG123 —起旋转的输出轴1220UT。
[0085]离合器122具有分别固定地联接至输入轴122IN和输出轴1220UT的一对板122A、122B。[0086]离合器122能够操作成在打开状态与闭合状态之间进行转换。在打开状态下，板122AU22B彼此分离，使得基本上没有转矩从输入轴122IN传输至输出轴1220UT。在闭合状态下，板122AU22B被推压在一起，使得由发动机121施加到输入轴122IN的转矩基本上直接传输至输出轴1220UT。
[0087]在离合器122从打开状态转换到闭合状态时，离合器122能够操作成使板122A、122B朝向彼此移动，由此，从输入轴122IN传输至输出轴1220UT的转矩的量可以以受控的方式增大。
[0088]类似地，在离合器从闭合状态转换到打开状态时，离合器122能够操作成使板122A、122B离开彼此移动。
[0089]CMG123转而联接至自动变速器124。在图1的实施方式中，离合器122为湿式多片离合器组122而不是(比如说)变矩器，并且离合器122与CMG123 —样安装在自动变速器124的壳体内，尽管其他布置也是有用的。在一些实施方式中，离合器122可以设置在自动变速器124的壳体外部的单独壳体中。
[0090]变速器124设置成通过一对前驱动轴118对车辆100的一对前轮111、112进行驱动。变速器124还设置成通过具有辅助驱动轴132、后差速器135以及一对后驱动轴139的辅助动力传动系统130来驱动一对后轮114、115。
[0091]应当理解的是，其他布置也是有用的。例如，变速器124可以永久地设置成驱动后轮114、115以及在需要时除后轮之外还驱动前轮111、112。
[0092]设置了可以电联接至CMG123的电池150以在CMG123作为马达运转时给CMG123供以动力。替代性地，电池150可以联接至CMG123以在CMG123作为发电机运转时接收充电，从而给电池150再充电。
[0093]车辆100构造成以并联模式和电动车辆(EV)模式中的任一模式运行。
[0094]在并联运行模式下，离合器122闭合并且发动机121设置成将转矩提供给变速器124。在这种模式下，CMG123可以作为马达或者作为发电机运转。
[0095]在EV运行模式下，离合器122打开并且发动机121关闭。同样，CIMG123随后作为马达或者作为发电机运转。应当理解的是，CMG123可以设置成在EV模式下用作发电机以使车辆的再生制动生效。
[0096]车辆100具有控制器140，控制器140能够操作成控制车辆100在需要时在并联模式与EV模式之间进行转换。
[0097]在本实施方式中，当需要从EV模式转换到并联模式时，控制器140构造成通过起动马达121M起动发动机121并且控制发动机转速We以在闭合离合器122之前大致匹配离合器122的输出轴1220UT的速度。在图1的实施方式中，输出轴1220UT的速度对应于CIMG123的速度W。。控制器140通过参考发动机转速传感器121S的输出来控制We，其中，发动机转速传感器121S提供对应于给定时间t下的实际发动机速度WJt)的信号。
[0098]图2为示出了控制器140的构型的示意图。控制器140为构造成执行软件代码的计算装置。代码设置成执行如下六个控制函数:动力传动系统模式管理器(PMM)函数141、发动机转速控制(ESC)函数143、能量管理协议(EMP)函数142、转矩控制(TC)函数144、动力传动系统控制函数145 (也被称为动力传动系统控制模块函数(PCM) 145)和车辆模式过程(VMP)函数160。在一些实施方式中，这些函数中的一个或多个在一个或多个单独的计算装置的软件代码中、例如在单独的控制模块中执行。
[0099]EMP函数142构造成向发动机121和CMG123提供关于发动机121和CMG123分别需要在给定时间点形成的转矩的量的控制信号。因此，EMP函数142确定发动机121与CIMG123之间的所需转矩分配——即为了提供驾驶员要求转矩TQd的所需值而需要由这些致动器中的每个致动器提供的转矩的量。
[0100]EMP函数142设置成向TC函数144提供关于发动机121和CMG123分别所需的转矩值的控制信号。TC函数144向发动机121和CIMG123分别提供相应的转矩请求输出信号TQe、TQ。。应当理解的是，TC函数144可以根据EMP函数发送给TC函数144的转矩量改变发动机121和CIMG123要求的转矩量。例如，在档位变化期间或者当动态稳定控制(DSC)函数需要时，所要求的转矩量可以立刻减小。
[0101]如果EMP函数142确定发动机121应当关闭，则EMP函数142向PMM函数141提供控制信号SeEMP，该PMM函数141转而与PCM函数145通信以关闭发动机121。
[0102]值SeEMP = O表示EMP函数142已经确定发动机121应当保持在关闭状态，而值Sefflp=I表示EMP函数142已经确定发动机121应当保持在打开状态。
[0103]PMM函数141设置成向PCM函数145提供对应于发动机121的所需状态的控制信号Se。值Se = O表示需要将发动机保持在关闭状态,而值Se = I表示需要将发动机保持在打开状态。
[0104]PCM函数145设置成转而向PMM函数141提供表示发动机121的实际状态的返回信号S’e。来自PCM函数145的返回信号S’e = O表示发动机关闭，而返回信号S’e = I表示发动机启动。PMM函数141设置成根据PCM函数145通知发动机121的实际状态Se’的EMP函数142。在一些实施方式中，作为将S/的值提供给EMP函数142的补充或替代，PMM函数141将Se’的值提供给EMP函数142。
[0105]PCM函数145还将表示发动机121的温度的信号Te提供给PMM函数141。在一些实施方式中，Te对应于发动机121的冷却剂温度。
[0106]ESC函数143设置成响应于来自PMM141的控制发动机121以获得所需的目标旋转速度WeT的请求来对TC函数144产生发动机转矩请求信号。因此，PMM141能够操作成在需要时将发动机121置于ESC函数143的控制下以获得和/或保持所需的目标速度WeT。
[0107]应当理解的是，当发动机121起动时，发动机121可以置于ESC函数143的控制下，并且需要在离合器122闭合之前获得发动机转速We的特定值。
[0108]当需要使离合器122闭合时，PMM函数141设置成向变速器控制模块(TCM) 131提供控制信号SK(I。TCM131构造成响应于信号Skci来控制与离合器122相关联的致动器以闭合或打开离合器122。如果Skci = 0，则离合器122置于打开状态下，而如果Skci = 1，则离合器122置于闭合状态下。
[0109]TCMl31还构造成向PMM函数141提供对应于离合器122的实际状态——即，离合器122是打开(Skq = O)还是闭合(Skq = I)——的输出信号S' KQ。
[0110]应当理解的是，在一些实施方式中，PMM145设置成设定对应于发动机121的状态(打开还是关闭)、由TCM131输入的离合器122的状态(打开还是闭合)以及电池150的状态(例如，温度)的标记。该标记可以设置为设定状态矢量的值，其中该状态矢量为具有响应于发动机121、离合器122和电池150的状态的值的矢量，使得EMP142能够通过参考单个状态变量来确定发动机121、离合器122以及电池150的状态。这具有可以减少控制信号的数量的优点。
[0111]在车辆以EV模式运行并且需要转换到并联模式的情况下，PMM函数141构造成将控制信号Se = I提供给发动机121以起动发动机121。一旦发动机121已经通过PCM函数145起动，则PMM函数141将发动机121置于ESC函数143的控制下。PMM函数141向ESC函数143提供所需的WeT值并且ESC函数143控制发动机121使得发动机转速We变得基本
上等于WeT。
[0112]应当理解的是，由于PMM函数141将发动机121置于ESC函数143的控制下，因此当离合器122闭合时由驾驶员经历的NVH(噪声、振动和声振粗糙度)的大小可以被减小。这是因为如果离合器122的输入轴122IN和输出轴1220UT在离合器122闭合时以大致相同的速度旋转，则当离合器122闭合时产生的NVH的大小将通常小于轴122IN，1220UT以不同的速度旋转的情况时的NVH的大小。然而，还可以享受到其他益处，例如减小了从EV模式转换到并联模式所需的时间。
[0113]如以上所指出的，可以采用ESC函数143来控制发动机121以在离合器122闭合之前获得weT。在一些实施方式中，WeT设定为基本上等于W。的值。在一些替代性实施方式中，Wel设定为大于W。的值。如果WeT被设定为大于W。的值，则PMM141可以设置成在We随着We朝向WeT增大而达到(或超过)W。时设定Skq = I。
[0114]应当理解的是，在PMM函数141确定关于一个或多个车辆参数存在一个或多个规定状态的情况下，PMM函数141可以设置成超驰EMP函数142的一个或多个控制信号，例如在EV模式与并联模式之间进行转换的控制信号或保持在EV模式与并联模式中的一者中的控制信号。
[0115]EV模式中的最大CMG速度Wc
[0116]例如，在CMG速度W。超过规定最大值Wemax并且车辆处于EV模式(B卩，离合器122打开)的情况下，PMM函数141可以设置成控制车辆转换到并联模式，即使当EMP函数142需要车辆保持在EV模式下时，也是如此。这是因为离合器122构造成使得在离合器122的输入轴122IN与输出轴1220UT之间存在最大允许速度差。应当理解的是，在一些实施方式中，这是因为在输入轴122IN与输出轴1220UT之间的速度差超过规定值的情况下可能发生对离合器122损坏。从EV模式到并联模式的转换将速度差减小到基本为零，从而减小了损坏离合器122的风险。
[0117]应当理解的是，PMM函数141可以向EMP函数142提供表示需要从EV模式转换到并联模式并且这种转换即将发生(或正在发生)的控制信号。
[0118]在一些实施方式中，发动机121可以加快旋转以减小发动机121与CMG123之间的速度差，但离合器122可以保持打开。
[0119]电池充电状态(SoC)
[0120]在电池SoC降到规定值以下并且车辆100处于EV模式的情况下，EMP函数142设置成触发车辆100从EV模式到并联模式的转换。这是为了允许电池SoC增大从而防止由于过度放电而损坏电池。
[0121]发动机温度Te
[0122]在一些实施方式中，PMM141设置成确保Te在车辆运行期间始终保持在规定的温度处或保持在规定的温度以上。在一些实施方式中，这能够使车辆100的驾驶室温度能够保持在舒适的温度。另外地或替代地，Te可以保持在规定值或保持在规定值以上以在发动机121重新起动时减小发动机121的磨损量和/或减小不理想的气体排放。
[0123]因此，在Te降到规定值以下并且发动机121关闭的情况下，PMM函数141可以构造成向PCM函数145提供控制信号Se = I以起动发动机121。
[0124]在一些优选实施方式中，PMM函数141还控制车辆100以在Te降到规定值以下时转换到并联运行模式。
[0125]如果当发动机121运行时Te在规定值以下，则PMM函数141设置成抑制EV模式。换句话说，PMM函数141设置成超驰来自EMP函数142的关闭发动机121的控制信号(例如从并联模式转换到EV模式的信号)。由此，如果当发动机121运行时I；在规定值以上，则PMM函数141设置成不超驰来自EMP函数142的关闭发动机121的控制信号。
[0126]在一些实施方式中，PMM函数141设置成通过向EMP142提供相应的抑制信号来超驰EMP142的控制信号。因此，在PMM函数141确定车辆100应当对当前选择的模式采取不同的模式(例如当车辆100处于EV模式时，采取并联模式)的情况下，PMM函数141可以设置成向EMP函数142提供“EV抑制”或类似信号，EMP函数142转而控制车辆采取并联模式。
[0127]应当理解的是，在其以下时PMM函数141起动发动机121的Te的规定值可以与在其以上时PMM函数141不再抑制发动机121的停止的Te的规定值相同。
[0128]替代性地，在一些实施方式中，关于Te的规定值的滞后现象被引入以降低模式频跳的风险，其中，在该模式频跳中，PCM函数145接收到接连不断地重复打开和关闭发动机121的命令。
[0129]因此，在其以下时PMM函数141打开发动机121的Te的规定值可以设置成比在其以上时PMM函数141不再抑制发动机121的停止的Te的规定值低。
[0130]在一个实施方式中，如果确定驾驶员需要使用车辆加热、通风和空调(HVAC)系统以加热驾驶室，则HVAC控制器(未图示)将相应的控制信号提供给PMM函数141。如果Te在规定值以下，则PMM函数141可以设置成起动发动机121并且抑制发动机121的停止，直到Te上升到规定值以上为止。在一些实施方式中，当需要使用HVAC系统时，PMM函数141设置成不抑制EMP142将车辆100控制成在EV模式下运行，而在一些实施方式中，PMM函数141可以将在这种情形下抑制EV模式下的运行的信号提供给EMP函数142。另外，如上所述，关于在其以下时发动机121起动的T6的值以及在其以上时不抑制发动机121的停止的T6的值可以引入滞后现象。
[0131]在一些实施方式中，PMM函数141可以设置成监控电池150的温度。在电池150的温度下降到规定值以下的情况下，PMM函数141可以设置成抑制EV模式并且起动发动机121以通过电池加热回路使电池150变热。应当理解的是，电池加热回路可以是流体管路或者类似的管路，通过该管路使发动机冷却剂流动以加热电池150。替代性地或者另外地，电池加热回路可以包括能够操作成通过电流来加热回路的电加热元件。
[0132]另外地或替代地，PMM函数141可以设置成使车辆100被控制以交替地从电池150吸收电荷以及给电池150再充电以使电池150变热。
[0133]应当理解的是，在一些实施方式中，PMM函数141设置成响应于周围温度Ta而独立于发动机温度Te或者结合发动机温度Te来起动发动机121或抑制发动机121的停止。
[0134]制动真空水平
[0135]PMM函数141还可以响应于车辆的制动系统的压力。
[0136]在一些实施方式中，车辆100设置有发机动驱动真空泵和电动真空泵。在制动真空压力水平劣化到规定值以上的值并且车辆处于EV模式(即，发动机121处于关闭状态)的情况下，PMM函数141可以设置成控制车辆100以起动发动机121。这具有如下效果:由发机动驱动的真空泵起动以将制动真空水平恢复到处于规定阈值压力水平的值或低于规定阈值压力水平的值。
[0137]应当理解的是，在一些实施方式中，在车辆100的电动真空泵在真空水平劣化时不能够足够快地恢复制动真空水平的情况下，发动机121起动以驱动由发动机驱动的真空栗。
[0138]应当理解的是，车辆100可以设置成根据制动真空压力来设定状态矢量。当制动真空压力达到规定值时，状态矢量被设定为表示真空压力已经达到不能接受的水平的值，从而要求重新起动真空泵。
[0139]PMM函数141可以响应于状态矢量的值，PMM函数141构造成在状态矢量表示制动真空压力已经充分劣化时起动发动机121。
[0140]在一些实施方式中，PMM函数141设置成控制车辆100以在真空压力劣化到不可接受地接近大气压力的值时从EV模式转换到并联模式。
[0141]在一些替代性实施方式中，PMM函数141设置成起动发动机121以在状态矢量表示制动真空压力已经充分劣化时恢复制动真空压力，但是不触发从EV模式到并联模式的转换。即，PMM函数141不向EMP142提供触发向并联模式的转换的信号，例如“EV抑制”信号等。这具有不需要中断EMP142的优点。这在一些实施方式中具有如下优点:由车辆100消耗的燃料的量和/或由车辆100排放的二氧化碳的量可以减少。
[0142]在一些实施方式中，PMM函数141设置成监控车辆100的制动踏板162的致动。如果驾驶员将超过规定值多于(例如)三倍的压力施加到制动踏板162并且状态矢量不表示真空泵应当重新起动，则PMM函数141构造成自动地起动发动机121。
[0143]在一些实施方式中，PMM函数141还设置成将状态矢量的值设定为表示真空泵应当起动的值。在一些实施方式中，状态矢量被设定为表示状态矢量处于错误状态的值。当状态矢量处于这种状态时，发动机121可以在车辆处于激活模式时永久地运行。
[0144]应当理解的是，在一些实施方式中，不管制动真空状态矢量的状态如何，驾驶员都需要在发动机121自动地起动之前将超过规定值多于或少于三倍的压力施加到制动踏板162。
[0145]发动机后处理系统
[0146]在一些实施方式中，PMM函数141构造成接收对应于发动机后处理装置或系统的一个或多个部件的温度的输入信号。在图2的实施方式中，PMM函数141构造成接收对应于气体收集器的温度Ttrap以及催化转换器的温度Trat的输入信号。
[0147]气体收集器设置成在发动机初次起动时收集发动机排气中所含的某些气体种类。这是为了使催化转换器有时间加热到催化转换器能够执行排气所需的后处理时的规定操作范围内的温度。[0148]换句话说，气体收集器捕获某些排气(或一定量的一种或多种排气)，同时TMt增大到规定范围内的值。
[0149]一旦气体收集器的温度Ttrap超过第一规定值Ttrairi (对应于Teat在规定范围内时的温度)，则收集在气体收集器中的气体被释放以通过定位在气体收集器下游的催化转换器处理。如前面所指出的，应当理解的是，Ttrairi设置成Teat足够高以允许排气的所需后处理时的温度。
[0150]此外，当发动机121继续运行并且Ttrap还进一步增大时，发现气体收集器在Ttrap达到第二规定值Ttrap_2时将基本为空的。
[0151]应当理解的是，除非Ttrap大于或等于TtMp_2，否则PMM函数141可以构造成防止发动机关闭。这使得当发动机121接下来重新起动时，气体收集器将基本为空的。
[0152]此外，PMM函数141还可以构造成在Teat下降到规定的最小值以下的情况下起动发动机121。这是为了降低来自发动机121的燃烧气体将在没有被充分处理的情况下被释放到环境中的风险。PMM函数141还可以构造成在TMt在规定值以下的情况下防止发动机121关闭。
[0153]另外，在EMP函数142请求发动机121关闭的情况下，可以关于在其以下PMM函数141命令PCM函数145起动发动机121时的Teat的值以及在其以上发动机121的关闭不被PMM函数141抑制时的温度引入滞后现象。因此，在其以下PMM函数141命令发动机起动时的TMt的值可以低于在其以上PMM函数141不抑制发动机停止时的TMt的值。
[0154]在一些实施方式中，当发动机121起动时，PMM函数141构造成在起动发动机121之后、在允许离合器122闭合之前保持离合器122处于打开状态。这是为了当离合器闭合并且更高的转矩要求TQe置于发动机上时允许在增大流量之前以相对较低的排气流量加热催化转换器。这具有如下优点:在催化转换器达到规定运行温度之前流动通过催化转换器的排气的量可以被减小。这具有如下优点:减小了在催化转换器达到能够执行通过催化转换器的排气的所需的处理时的温度之前释放到环境的燃烧气体的量。
[0155]在一些实施方式中，PMM函数141构造成允许在允许离合器122变化之前流逝规定的时间段。另外地或替代地，在一些实施方式中，PMM函数构造成一直等到催化转换器在离合器122闭合之前已经加热到规定温度。
[0156]应当理解的是，在一些实施方式中，发动机后处理系统包括催化转换器并不包括气体收集器。
[0157]在发动机后处理系统包括催化转换器和气体收集器的一些实施方式中，PMM函数141可以响应于催化转换器的温度或者气体收集器的温度。
[0158]其他布置也是有用的。
[0159]电池温度Tb
[0160]在图2的实施方式中，VMP函数160设置成接收表示电池150的温度的信号TB。如果车辆在并联模式下运行并且Tb超过规定值，则VMP函数160将控制信号提供给PMM函数141，响应于该控制信号，PMM函数141可以防止从并联模式到EV模式的转换。这具有如下效果:由于EV模式下相对较高的预期电流消耗而导致的电池150的温度进一步上升的风险可以被降低。
[0161]类似地，如果车辆处于EV模式下并且Tb超过规定值，则VMP函数160可以将控制信号提供给PMM函数141，响应于该控制信号可以进行到并联模式的转换。
[0162]应当理解的是，在并联模式下，由于并联模式下TQd的一部分由发动机121提供，因此从电池150吸取的电流的量有望小于EV模式下吸取的电流的量。
[0163]应当理解的是，其他布置也是有用的。
[0164]例如，在一些实施方式中，VMP函数160可以设置成将控制信号提供给PMM函数141，响应于该控制信号，PMM函数141设置成当Tb超过规定值时防止CMG123用作发电机。这是为了减小流到电池150中的电流的量以降低Tb进一步升高的风险。
[0165]在一些实施方式中，VMP函数160迫使PMM函数141抑制EV模式，将发动机起动请求命令提供给EMP函数142，并且车辆100被控制成防止CMG123用作发电机。
[0166]VMP函数160通过将控制信号提供给动力传动系统转矩限制(DLT)模块来获得这些效果，该动力传动系统转矩限制(DLT)模块转而限制CMG123允许形成的转矩的量。为了防止CMG123用作发电机，DLT可以例如通过将CMG123可以产生的转矩的“允许范围”减小到例如仅为正值来接收表示将不产生(当CMG123用作发电机时所产生的)负转矩的信号。应当理解的是，在一些实施方式中，CMG123可以通过将允许范围设定为零来防止被用来产生正转矩或负转矩。其他布置也是有用的。
[0167]在一些实施方式中，当PMM函数141确定Tb在规定值(低于该值电池性能可能劣化)以下时，PMM函数141可以设置成抑制车辆100在EV模式下的运行，从而降低电池150要求的电流量对电池150造成损害或电池充电状态(SoC)过度降低的风险。
[0168]在一些实施方式中，PMM函数141请求EMP函数142在Tb在规定值以下时例如通过CMG123来将车辆100控制成交替地对电池150充电和放电。这可以具有加热电池150的效果。
[0169]故障状态
[0170]此外，PMM函数141设置成接收来自车辆模式过程(VMP)函数149的控制信号，该控制信号表不存在可能影响车辆性能的一个或多个故障。
[0171]在VMP函数149通知PMM函数141存在有故障的情况下，在一些实施方式中PMM函数141响应于已经发生的故障的类型。
[0172]例如，如果VMP函数149通知PMM函数141存在致使电池150不能够操作的故障(例如电池150的故障或与电池150相关联的电路、例如用于将向CMG123供电的逆变器电路的故障)，或者CIMG123存在故障，则PMM函数141可以设置成使车辆100被控制为使得驾驶员要求的转矩TQd基本上完全由发动机121提供，S卩，TQe被设定成基本等于TQd。在一些实施方式中，这可以通过如上所述地将CMG123可以产生的转矩的允许范围设定成基本为零来完成。其他布置也是有用的。
[0173]在一些实施方式中，在检测到电池150或相关联的系统的故障，从而确定不应再由CMG123向电池150供电的情况下，PMM函数141可以控制CMG123采取分流模式。在分流模式中，由CMG123产生的电流或者可以作为热量转储给车辆100的电阻分流负载，或者可以供应至车辆100的诸如12V电气系统之类的电气系统。CMG123还可以被控制成在发现CIMG123存在故障的情况下采取分流模式。
[0174]另一方面，如果VMP函数149通知PMM函数141存在致使发动机121不能够操作的故障，则PMM函数141可以设置成关闭发动机121 (并且抑制其起动)并且控制车辆100以使得TQd基本上完全由CMG123提供，S卩，TQc基本等于TQd。
[0175]在一些替代性实施方式中，PMM141可以设置成在出现故障状态时根据默认模式控制车辆。例如，PMM141可以设置成使车辆100被控制为使得不管故障状态如何，TQd都基本上完全由发动机121提供，S卩，TQe都基本等于TQd。如果发动机121存在故障，则PMM函数141可以设置成致使发动机121和CMG123都不能够操作。
[0176]其他布置也是有用的。
[0177]应当理解的是，文中所述的诸如PMM函数141、PCM函数145、EMP函数142之类的函数可以以在微处理器上运行的软件代码实施。与控制器140相关联的函数(PMM函数141、EMP函数142、ESC函数143、TC函数144和PCM函数145)可以以在同一个计算装置上运行的软件代码实施。替代性地，所述函数中的一个或多个函数可以以在一个或多个单独的计算装置上运行的软件代码实施。
[0178]类似地，VMP函数160和TCM131中的一者或两者可以以在与上述函数相同的计算装置上运行的软件代码实施，或者以在一个或多个单独的计算装置上运行的软件代码实施。在图2的实施方式中，VMP函数160以在与车辆100的与上述函数141、142、143、144、145分开的电子控制单元(ECU)相关联的单独的计算装置上运行的软件代码实施。类似地，TCM131可以以在与离合器122相关联的计算装置上运行的软件代码实施，其中，离合器122转而与以上所讨论的变速器124相关联。
[0179]现在将进一步讨论通制器140并且特别是通过PMM函数141对车辆100的控制的方面。
[0180]车辆100具有“准备好”状态和非“准备好”状态。如果车辆100处于非“准备好”状态，则不允许发动机121运行。在点火已经打开以通过曲柄起动发动机121 (在具有点火系统的车辆100中)或者操作起动按钮(或类似的起动装置)以起动车辆之前，车辆不处于“准备好”状态。
[0181]另外，在点火已经关闭或起动按钮已经被按下以使车辆100停止之后，车辆100不处于“准备好”状态。在这种状态下，请求离合器122保持打开并且不请求发动机121起动。
[0182]控制器140通过判断是否需要立即起动来准备发动机起动。
[0183]当车辆100通过使用者将点火开关转动到适当位置或者按下起动按钮以激活车辆的驱动模式(相当于使用者在常规的车辆中通过曲柄起动发动机)而进入“准备好”状态时，如果发动机121不需要立即起动，则车辆100预置到EV模式下。在EV模式下，发动机121不被命令运行并且离合器122保持分离。在这种状态下，CIMG123能够用于将驱动转矩提供给变速器124但是发动机121不能够用于将转矩提供给变速器124。应当理解的是，可能需要在EV模式中一段时间之后起动发动机121。
[0184]如果发动机121需要立即起动，则当使用者如上所述激活车辆100时，控制器140可以命令发动机121通过曲柄起动。
[0185]不论车辆预置到EV模式并且随后请求发动机在一段时间之后起动，还是需要发动机121在车辆100进入“准备好”状态时立即起动，都可以遵循相同的发动机起动顺序。
[0186]当控制器140确定发动机121需要起动时，控制器140在PMM函数141的控制下经历以下状态顺序:
[0187]I) “曲柄起动”状态，在该状态中，发动机121通过曲柄起动并且被加速到比怠速更大的速度；
[0188]2) “内务处理”状态，在该状态中，发动机121完成其起动，ESC函数143激活并且车辆系统准备好将牵引转矩提供给两个或更多个车轮111、112、114、115 ;以及
[0189]3) “激活”状态，在该状态中，发动机121能够用于将牵引转矩提供给车轮111、112、114、115中的两个或更多个车轮和/或驱动CIMG123对电池充电。
[0190]应当理解的是，在图2的实施方式中，不可能在串联模式下运行车辆100，在串联模式中，发动机121通过将转矩提供给CMG123而不同时将转矩通过变速器124提供给两个或更多个车轮111、112、114、115来对电池充电。这是因为CMG123直接连接至变速器，SP，在CMG123与变速器124之间没有设置离合器，并且没有设置另外的马达或马达/发电机装置。
[0191]然而，在设置有另外的马达(或马达/发电机)并且在CMG123与变速器124之间设置有离合器的一些实施方式中，可以驱动作为发电机的CIMG123以对电池150充电并且同时通过所述另外的马达或马达/发电机而非发动机121将转矩提供给两个或更多个车轮 111、112、114、115。
[0192]替代性地，可以将另外的发电机装置直接联接至发动机121以产生电力来对电池150再充电。然后，可以通过将离合器122保持在打开状态并且借助于CMG123将转矩提供给变速器124而在串联模式下运行车辆。
[0193]其他布置也是有用的，例如所述马达/发电机和离合器中的一个或更多个的替代位置。
[0194]因此，应当理解的是，本发明的实施方式能够应用于串联混合动力运行以及并联混合动力运行。
[0195]曲柄起动模式
[0196]PMM函数141设置成控制控制器140以在EMP函数141请求发动机起动时进入曲柄起动状态。然后，PMM函数141将曲柄起动发动机121的信号提供给PCM函数145。
[0197]当发动机121正在被曲柄起动时，ESC函数143在一些实施方式中不激活。与发动机121相关联并且设置成控制发动机的运行的基本发动机控制器函数(图2中未示出)可以设置有修改的控制参数(例如反馈控制参数)以提高曲柄起动期间的起动性能。基本控制器函数还可以用来将发动机加速到怠速。另外，离合器122 (以及一个或多个其他离合器)可以被命令闭合。
[0198]应当理解的是，在一些实施方式中，曲柄起动可以通过滑移起动方法执行，在滑移起动方法中，离合器1122在车辆100移动的同时至少部分地闭合。
[0199]内务处理模式
[0200]当发动机转速We超过阈值时，控制器140开始特定的“内务处理”操作，以便为激活状态做好准备。如果不预先激活，则发动机转速控制通过PMM函数141传递到ESC函数143。在图2的实施方式中，由于ESC函数141以在控制器140的计算装置上运行的软件代码实施，因此ESC函数141也可以被称为“局部发动机转速控制”函数。
[0201]在变速器124处于“行驶”模式(例如，“行驶”、“运动”或“倒档”模式)的情况下或者在W。超过如上所述的阈值的情况下，离合器122同样被命令闭合。
[0202]如果TCM131报告离合器122不处于能够执行离合器122的闭合的状态，则可以延迟闭合离合器122的命令。
[0203]激活模式
[0204]当离合器122已经闭合并且变速器124是运行的时，控制器140根据变速器124的选定模式进入激活模式，在激活模式中，发动机121或者用来对电池150充电(在车辆的怠速充电模式中)，或者主要用来将牵引转矩提供给从动轮(在并联模式中)。
[0205]在变速器124处于“停车”模式、“空挡”模式或未定义的模式的情况下，可以采取车辆100的怠速充电模式。在怠速充电模式中，发动机121用来对电池150充电并且不将转矩提供给车轮111、112、114、115中的任一车轮。
[0206]在这种状态下，ESC函数143激活并且PMM函数141命令离合器122保持在打开状态中。
[0207]替代性地，PCM函数145而非ESC函数143可以是激活的，从而控制发动机121的怠速。
[0208]并联模式
[0209]在并联模式中，如果变速器处于行驶、运动或倒档模式(或任何其他“行驶”模式)，则发动机121和CMG123用来将转矩提供给变速器124，CIMG123可选地用来在需要的情况下对电池150充电。CMG123可以被控制成在需要的情况下提供基本为零的转矩。
[0210]在这种状态下，ESC函数143不激活并且PMM函数141继续命令离合器122保持闭合。
[0211]串联模式
[0212]如以上所指出的，在本发明的一些实施方式中，能够获得车辆100的串联运行模式。当在串联模式下运行时，PMM函数141将控制信号提供给ESC函数143，以控制发动机121获得并保持驱动联接至发动机的发电机(图1中未示出)的目标发动机转速WeT。在这种状态下，ESC函数143激活并且离合器122被命令打开。然后，CIMG123可以用来将转矩提供给变速器124。
[0213]当以串联模式运行时，Wel的值可以被选择为对应于如下速度:在该速度处，由发电机产生的电能的量相对于由发动机消耗的燃料的量或者产生的排气(例如二氧化碳)的量被优化。其它布置也是有用的。
[0214]应当理解的是，控制器140设置成根据所选择的变速器124运行模式以及离合器122的状态Skci在内务处理状态、并联状态与怠速充电状态之间进行自由地转换。
[0215]在一些实施方式中，例如在发动机121为汽油发动机的一些实施方式中，当发动机121起动时，离合器1122保持打开并且发动机保持在怠速，直到发动机121已经加热到适当的运行温度。
[0216]应当理解的是，如果发动机121在其达到合适的运行温度之前置于负载下，则由车辆排放的不理想气体的量可能高得无法接受。
[0217]在一些实施方式中，发动机121的速度We可以在发动机121暖机的同时被控制成遵循CIMG的速度W。。这使得驾驶员对发动机121响应于发动机起动后的节流阀运动的方式的感知是一致的，从而降低了驾驶员在发动机起动与发动机暖机期间以及离合器闭合之后的时期期间分心的风险。
[0218]这具有如下的进一步优点:离合器121的输入轴122IN的旋转速度与输出轴1220UT的旋转速度的差值被减小，从而降低了将形成轴122INU220UT之间的旋转速度的不可接受的差值的风险。此外，如果在发动机暖机期间由驾驶员要求的转矩的量超过CIMG123单独可以提供的转矩的量，则离合器122可以闭合并且发动机121被控制成供应由CIMG123提供的转矩。
[0219]在一些实施方式中，We被控制成追随具有正(或负)速度偏移量的W。。假设正速度偏移量(其中We被控制成大于W。)具有如下优点:当决定闭合离合器122时，在离合器122完全闭合并且W6 = W。时，由发动机121产生的转矩量可以大于在贯穿离合器闭合的整个时期在We = W。的情况下产生的转矩值。这具有如下优点:由发动机提供的转矩的量根据计算出的转矩分配可以更接近EMP142所需的转矩量。
[0220]关闭顺序
[0221]当发动机121正在运行并且需要关闭发动机121时(例如由于从并联模式到EV模式的转换或者当驾驶员已经使车辆100驻车时)，PMM函数121设置成调整发动机关闭顺序，该关闭顺序设置成以优化的方式停止发动机121。停止顺序还重置车辆100的某些其他部件的状态。
[0222]当PMM函数141确定发动机121应当关闭时，通过PMM函数141将信号Se = O提供给PCM函数145。PCM函数145设置成进入斜降/预关闭模式，在该模式中，We斜降到怠速速度并且发动机要求的转矩的量TQe向零倾斜。在这种模式下，ESC函数143不激活并且信号Skci = O被提供给TCM131。因此离合器122打开(或者在已经打开的情况下保持在打开状态)。
[0223]当We和TQe已经充分减小时，PMM函数141起动计时器。
[0224]当TCM131报告离合器实际打开时，即，控制信号S’ K(l = O被PMM函数141接收到并且计时器已经超时(即，预定时间段已经过去)，PMM控制函数141进入关闭模式。在关闭模式中，ESC函数143继续不激活并且PMM函数141继续命令离合器122保持打开。
[0225]另外，实际停止发动机121的命令被发送到PCM函数145。一旦发动机停止命令已经发出，则在发动机121由于“内部”请求(即，不是由于停止发动机121的驾驶员命令)被停止的情况下，PMM函数141可以控制车辆在一旦PCM函数145报告发动机已经停止运行(S卩，PMM函数141确定控制信号S’ e = O)时就采取EV模式。
[0226]替代性地,如果车辆100已经被使用者停止使用，则PMM函数141重新进入初始化状态。
[0227]贯穿本文的描述和权利要求，词语“包括”和“包含”以及这些词语的变体，例如“包括有”和“含有”意味着“包括但不限制于”，并且不意在(并且不)排除其他部分、添加物、部件、整体或步骤。
[0228]贯穿本文的描述和权利要求，除非上下文另有所指，否则单数的表述也包含复数。特别地，在使用不定冠词的情况下，除非上下文另有所指，否则说明书应被理解为考虑多数个以及单数个。
[0229]除非互不相容，否则结合本发明的特定方面、实施方式或示例描述的特征、整数、特性、化合物、化学部分或组应被理解为能够应用于文中所描述的任何其他方面、实施方式或示例。
【权利要求】
1.一种用于混合动力电动车辆的控制器，所述控制器包括能量管理部(EMP)，所述能量管理部(EMP)构造成根据第一组一个或多个车辆参数来确定第一致动器和至少第二致动器中的每一者之间的所需转矩分配，所述所需转矩分配为需要由每个致动器提供以驱动所述车辆的转矩的量，所述控制器构造成提供致动器请求控制输出，由此，每个致动器均被控制成提供根据所述所需转矩分配的转矩的量， 所述控制器还包括动力传动系统模式管理器(PMM)部，所述PMM部设置成根据第二组一个或多个车辆参数的值来超驰所述EMP的控制输出。
2.根据权利要求1所述的控制器，其中，所述PMM设置成响应于所述一个或多个车辆参数的值来超驰所述EMP的所需转矩分配输出，从而将所述一个或多个车辆参数的值保持在规定范围内。
3.根据权利要求1或2所述的控制器，其中，所述PMM设置成响应于来自车辆驾驶室温度控制器的控制信号来超驰所述EMP的所需转矩分配输出，所述PMM设置成提供控制信号以起动第一致动器，从而产生热量来加热驾驶室。
4.根据前述权利要求中任一项所述的控制器，其中，所述PMM响应于设置成处理由所述第一致动器产生的排气的后处理装置的温度，其中，所述PMM设置成在后处理装置温度降到规定的第一后处理装置温度阈值以下并且所述第一致动器停止的情况下通过控制所述第一致动器起动而将所述后处理装置的温度保持在规定的所述第一后处理装置温度阈值以上。
5.根据权利要求4所述的控制器，其中，所述PMM设置成在所述后处理装置温度在第二规定后处理装置温度阈值以下时通过超驰所述EMP的关闭所述第一致动器的命令而将所述后处理装置的温度保持 在规定的所述第一后处理装置温度阈值以上，其中，所述第一温度阈值比所述第二温度阈值低。
6.根据前述权利要求中任一项所述的控制器，其中，所述PMM设置成在冷却剂温度降到规定的第一冷却剂温度阈值以下的情况下通过控制所述第一致动器起动、以及在所述冷却剂温度在第二规定冷却剂温度阈值以下时抑制所述EMP使所述第一致动器停止而将所述冷却剂温度保持在规定的第一冷却剂温度阈值以上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的控制器，其中，所述PMM响应于能够操作成向所述第二致动器提供动力的储能装置的温度，其中，当所述储能装置的温度在规定值以下时，所述PMM设置成命令以下各项中的至少一项:给所述储能装置充电；从所述储能装置放电；以及交替地给所述储能装置充电和从所述储能装置放电，从而使所述储能装置变热。
8.根据前述权利要求中任一项所述的控制器，其中，所述PMM设置成响应于用于将所述第一致动器联接至所述车辆的传动系的可释放转矩传输装置的转矩输入部与转矩输出部之间的速度差来超驰所述EMP的控制输出，当所述速度差超过规定值时，所述控制器设置成控制所述第一致动器的旋转以将所述速度差减小到所述规定值以下的值， 其中，可选地，所述可释放转矩传输装置为离合器装置并且所述控制器能够操作成控制所述离合器装置以在所述速度差超过所述规定值时将发动机形式的第一致动器连接至所述车辆的所述传动系。
9.根据前述权利要求中任一项所述的控制器，其中，当所述第一致动器不运行时，所述PMM设置成起动所述第一致动器，从而在制动系统状态标记的状态表示制动压力在规定阈值以下时向制动泵提供动力。
10.根据权利要求9所述的控制器，其中，当所述第一致动器不运行时，所述控制器构造成监控所述车辆的制动器的致动，所述控制器能够操作成响应于选自驾驶员踩下制动踏板的次数、驾驶员将规定值以上的压力施加到所述制动踏板的次数、以及响应于由驾驶员施加的制动踏板压力对时间的积分的函数中的至少一项来命令所述第一致动器的起动。
11.根据前述权利要求中任一项所述的控制器，其中，所述EMP能够操作成提供控制输出以命令所述第一致动器的起动和停止，所述PMM能够操作成超驰来自所述控制器的起动或停止所述第一致动器的命令。
12.根据前述权利要求中任一项所述的控制器，其中，所述PMM能够操作成超驰所述EMP的控制输出，从而命令所述第一致动器与所述第二致动器之间的替代性的转矩分配。
13.一种混合动力电动车辆，包括根据前述权利要求中任一项所述的控制器，其中，所述车辆的第一致动器包括发动机并且所述车辆的第二致动器包括电机。
14.一种通过控制装置来控制混合动力电动车辆的方法， 所述方法包括:根据第一组一个或多个车辆参数通过控制器的能量管理部(EMP)来确定第一致动器和至少第二致动器中的每一者之间的所需转矩分配，所述所需转矩分配为需要由每个致动器提供以驱动车辆的转矩的量；以及提供致动器请求控制输出以控制每个致动器提供根据所述所需转矩分配的转矩的量， 所述方法还包括根据第二组一个或多个车辆参数的值通过动力传动系统模式管理器部来超驰所述EMP的所需转矩分配输出。
15.一种用于控制并联式混合动力电动车辆的控制器，所述控制器能够操作成控制第一致动器和第二致动器以传 输驱动转矩，从而驱动车辆，其中，在第一控制模式下，所述控制器控制所述第一致动器和所述第二致动器驱动车辆，并且在第二控制模式下，所述控制器控制第二致动器驱动车辆并且控制第一致动器不驱动车辆，当在所述第二控制模式下时，所述控制器能够操作成在所述第一致动器不驱动车辆时将第一致动器的旋转速度控制成以与第二致动器的旋转速度对应的方式变化。
【文档编号】B60W10/30GK103547497SQ201280016939
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年1月31日 优先权日:2011年2月1日
【发明者】克莱门特·德克斯特雷 申请人:捷豹路虎有限公司