CN102481923B - 基于用户输入的提供给混合动力交通工具的马达辅助 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种向混合使用电动马达与引擎的交通工具中的内燃引擎提供辅助的方法。该方法包括选择性地运行马达以在引擎的预设运行条件下提供辅助给引擎。在一个或多个预设的运行条件下提供给引擎的辅助是在许多的马达辅助数据的基础上确定的。在交通工具的用户提供的预期的行驶范围的基础上，确定辅助的马达辅助数据是选自许多的马达辅助数据中。

Description

基于用户输入的提供给混合动力交通工具的马达辅助

相关申请的交叉引用

本申请要求下述专利申请的优先权，并将其公开的内容作为一个整体进行参考：印度专利申请，申请号：2108/MUM/2009，申请日：2009年9月15日；印度专利申请，申请号：2109/MUM/2009，申请日：2009年9月15日；国际专利申请，申请号：PCT/IN2009/000655，申请日：2009年11月15日；国际专利申请，申请号：PCT/IN2009/000656，申请日：2009年11月15日；印度专利申请，申请号：1389/MUM/2010，申请日：2010年04月30日。

发明背景

本公开内容通常涉及交通工具传动系统领域。更具体地，本公开内容涉及利用引擎和马达的混合动力交通工具传动系统。

目前在道路上的大多数交通工具需要相对大的内燃引擎以产生快速加速所需要的动力。标准交通工具的引擎是典型的用于峰值功率需求的尺寸。然而，大多数驾驶员仅仅在他们一小部分的驾驶时间中（例如，1%100）利用引擎的峰值功率。大的引擎是沉重的并且效率低的，可导致更多的排放和/或更低的燃料经济性。

通过利用电动马达和引擎的混合动力系统的使用可提高交通工具效率。在一些混合动力系统中，电动马达可提供动力以在一些变化的运转条件下驱动交通工具，而引擎可提供动力以在另一些不同的运行条件下（即，在任意给定的时间内仅有马达或引擎之一提供动力）驱动交通工具。在其他的混合动力系统中，马达可辅助引擎提供动力以驱动交通工具。混合动力系统与非混合动力系统相比能以小的引擎传递所需要的动力。与大的引擎相比，小的引擎更轻、具有更少的汽缸、和/ 或通常在更接近它们的最大负载下运转。小的引擎的使用可提高交通工具的效率（例如，排放、燃料经济性）。

较之现有的混合动力系统，本发明可以更好地提供一种改进的交通工具混合动力系统，它能提高燃料燃烧效率，降低排放量。

发明概要

示例性实施例涉及向混合使用电动马达与引擎的交通工具中的内燃引擎提供辅助的方法。该方法包括选择性地运行马达以在引擎的预设运行条件下提供辅助给引擎。在一个或多个预设的运行条件下提供给引擎的辅助是在许多的马达辅助数据的基础上确定的。在交通工具的用户提供的预期的行驶范围的基础上，确定辅助的马达辅助数据是选自许多的马达辅助数据中。

其它各种实施例涉及利用这种方法配置的马达控制器，计算机可读媒介，系统及交通工具。

附图简述

图1A是根据示例性实施例的交通工具的混合动力系统的示意图。

图1B是根据另一示例性实施例的交通工具的混合动力系统的示意图。

图2A是根据示例性实施例的马达控制系统的框图。

图2B是根据示范性实施例的马达控制系统的更详细的框图。

图3A是根据示范性实施例的控制马达以提供辅助给引擎的过程的流程图。

图3B是根据示范性实施例的确定马达提供给引擎辅助的过程的流程图。

图3C是根据示范性实施例的在各种运行条件下样本引擎的效率的等值线图表。

图3D是根据示范性实施例的来自于尾气测试的排放数据结果的图示。

图4A是根据示范性实施例的在用户输入的基础上确定马达提供辅助给引擎的过程的流程图。

图4B是马达辅助表格，阐述了根据一个示范性实施例的在马达辅助数据的典型设置中的不同的可用能量水平和行驶范围提供的平均辅助。

图4C至图4F是根据示范性实施例的在各种行驶范围中马达提供给引擎的辅助的图示。

图5是根据示范性实施例的带马达提供的辅助的从尾气测试中得到的排放数据结果的图示。

图6A 、6B、7A及7B是根据各种示范性实施例的从尾气测试中得到的排放数据结果的图示。

图8A至8D是根据示范性实施例的在各种运行条件下的样本引擎的效率的图示。

图8E至图8H是根据示范性实施例，分别与图8A至8D代表的数据相关的柱状图。

发明内容

通常参照附图，根据各种示范性实施例描述辅助引擎提供交通工具的驱动动力的系统和方法。马达与引擎结合使用并且配置马达以辅助引擎提供交通工具的驱动力。可选择性地控制马达以在不同运行条件下提供不同的辅助。例如，在辅助的好处（例如，减少排放、增加燃料经济性、增加动力）更多时在运转情况下提供更多的辅助，而在辅助的好处较少时在运转情况下提供更少的辅助。

根据各种示范性实施例，提供的辅助的量和/或提供辅助的运行条件在可用的驱动马达的动力和/或预期的可行驶里程的基础上（例如，在充电之间交通工具预期行驶的距离，如对于插入式混合动力交通工具）变化。  在一些实施例中，在可用的驱动马达的动力的基础上配置辅助（例如，能量存储设备的起始发电深度和最大放电深度之差）。在另一些实施例中，在可替换地或额外地预期的行驶里程的基础上配置辅助。如果辅助不配置至可用的电量和/或预期的行驶里程，那么用户驾车行驶的距离比预期的更短，或能量存储设备具有比预期更多的可用的能量及电荷在行驶周期结束时仍然未用完（例如，可提供比可用辅助的量更少的量）。可替换地，用户可驱动交通工具行驶比预期更长的距离，或能量存储设备具有比预期更少的能量及在行驶周期结束之前用尽电荷（例如，马达至少在行驶周期的部分是不可辅助引擎的）。通过在可用的动力和/或预期的行驶里程的基础上配置辅助，辅助可定制（例如，最优化）至行驶周期中的预期条件及可明智地提供辅助（例如，在行驶周期期间可用的辅助极大地被利用并且马达对于行驶循环的大部分是可用于辅助引擎的）。

现在参照图1A，根据示例性实施例所示混合动力驱动系统100及其中的组件。通过原始设备生产商和/或应用改装，配置混合动力驱动系统100安装在交通工具中（例如汽车，如轿车、卡车、运动型多用途交通工具、小型货车、公共汽车、及诸如此类；三轮车、摩托车、飞机、船艇等）。混合动力驱动系统100可选择性地降低引擎的驱动负载和/或通过辅助引擎的曲轴的旋转增加引擎的最大转矩。与不带混合动力驱动系统100的相同的交通工具的运行相比，混合动力驱动系统100加至交通工具中的目的是提高燃料的经济性、排放率和/或的交通工具的动力。混合动力驱动系统100可安装在交通工具中任何合适的位置并且与任何其他交通工具的组件整合，可以是各种各样的大小、形状及配置，并且根据各种示例性实施例的利用各种各样的制造和装配过程安装。所有这样的变型都认为包括在本公开文本的范围中。

图1A是根据示例性实施例的交通工具和混合动力驱动系统100的示意说明。混合动力驱动系统100通常包括内燃引擎102、电动马达104、马达控制单元106及电源、如图1中包括以电化学电池的形式的若干能量存储设备的电池组108所示（根据其他的示例性实施例，虽然电容设备，如超级电容器和/或双电层电容器，可用于替换或加入电池中）。内燃引擎102通过产生足以驱动交通工具的一个或多个车轮110的转矩输出而作为交通工具的原动力发挥功能。通过减少内燃引擎102的驱动负载和/或增加内燃引擎102的动力来提供电动马达104以辅助内燃引擎102。电动马达104通过电池组108供能及由马达控制单元106控制。

除了通过减少内燃引擎102的负载和/或增加内燃引擎的动力以辅助内燃引擎102外，也可配置电动马达104成作为给电池108充电和/或供应电能给交通工具内各种电力组件的发电机发挥功能。可配置电动马达104以在一个或多个交通工具的运行条件期间作为发电机发挥功能（例如，提供再生功能），例如当交通工具沿斜坡向下滑行时，在刹车过程中，当交通工具由于它的累积的动量一直向前移动时（例如，不需要来自于内燃引擎102的驱动动力），和/或在其他运行条件下可进一步配置电动马达104供应用于运转交通工具中的一个或多个系统的机械能（例如，旋转机械能等）。例如，如下面详述，电动马达104可用于给交通工具空调系统的部分压缩机供能。

仍然参照图1A，内燃引擎102包括输出轴，如具有第一输出118和第二输出120的曲轴116所示。配置第一输出118与交通工具的驱动机构连接，用于传递动力给一个或多个车轮110。根据阐述的实施例，交通工具是前轮驱动的交通工具并且驱动机构包括通过一个或多个轴、差速器、联动装置等与前轮110连接的传动装置122（自动传动装置或手动传动装置）。根据各种可替换的实施例，混合动力驱动100可用于后轮驱动交通工具和/或所有轮驱动交通工具。内燃引擎102通过旋转曲轴116经过传动装置122传递旋转机械能给驱动车轮。

电动马达104并联地与内燃引擎102连接以辅助内燃引擎102提供旋转机械能给传动装置122。根据阐述的实施例，电动马达104与曲轴116的第二输出120连接；设置在曲轴116一端的第二输出120与第一输出118相对，这样电动马达104就可以与曲轴116的一端相连，而曲轴相对的另一端与传动装置122相连。将电动马达104在这个位置上与内燃引擎102相连，而不是和传动装置122在同一端，可简化混合动力驱动系统100的加入，特别在改装应用中。进一步的，将电动马达104定位于传动装置122之前使电动马达104具有传动装置122的齿轮传动的优点，减少电动马达104的负载。例如，对于具有5档手动传动装置的交通工具，齿轮比随着齿轮位置从第一档位到第五档位之间的变换可在大约3.45至大约0.8之间变化。因此，对于给定的实施例，在传动装置122之前与曲轴116连接的电动马达104可方便地使得电动马达104提供第一齿轮的输出转矩，比如果在传动机构122之后相同的电动马达104与曲轴116连接的转矩高3.45倍。同样地，与如果在传动装置116后与曲轴116相连的电动马达104相比，系统允许更小的电动马达104符合特殊应用的转矩需求。

电动马达104通过辅助旋转曲轴116而辅助内燃引擎102，从而减少内燃引擎102的驱动负载和/或增加内燃引擎102的动力。因为内燃引擎102的驱动负载能减少燃料的消耗和/或能提高排放率。电动马达104提供的辅助的量，和/或通过电动马达104提供的辅助的时间段，可依赖于混合动力驱动系统100使用中的特殊需求和/或应用的参数而变化。电动马达104的辅助可帮助移动内燃引擎102的运转至更高效的运转区域，产生更少的排放、增加的燃料经济性等。

电动马达104通常包括马达外壳124和输出轴126。根据示例性实施例，电动马达104 的定位与内燃引擎相关。外壳124邻近内燃引擎102的一侧，带基本上平行的及偏移曲轴116的输出轴126。根据显示的实施例，电动马达104定位于内燃引擎102的之前（相对于交通工具的驾驶位置）并且通过滑轮系统126与内燃引擎102连接。滑轮系统126通常包括第一滑轮128及第二滑轮130。第一滑轮128可旋转地与曲轴116的第二输出120连接，同时第二滑轮130可旋转地与电动马达104的输出轴124连接。连接设备（例如，链、带等），如皮带132所示，位于第一滑轮126及第二滑轮128之间。

根据各种可替换的实施例，滑轮系统可以被任意其他合适的连接系统替代，包括但不限于，齿轮系统。参考图1B，通过其他的示例性实施例所示的混合动力驱动系统100。通过阐述的实施例，电动马达104与内燃引擎102相对设置，这样外壳124的一端就与内燃引擎102的一端相向，并且输出轴126至少部分地与曲轴116的第二输出120对准（例如，同轴、共中心的等）。轴连接（例如，万向接头、套管等），如万向轴节136所示，位于输出轴126及第二输出120之间以直接地与使电动马达104与内燃引擎102连接。配置万向轴节136以补偿在输出轴126与第二输出120之间的任何少许的未对准。根据阐述的实施例，万向轴节136安装于第一滑轮128，可旋转地由内燃引擎102支持。与上述详细描述的关于图1A的实施例相似，第一滑轮128可支持连接至少一个交流发电机的和空调系统压缩机的皮带。 

现在参照图2A，混合动力交通工具的马达控制系统200的框图根据示例性实施例所示。马达控制系统200包括马达控制器204，配置为向与前面所述的相似的混合动力驱动系统100结合的电动马达205产生和/或提供一个或多个控制信号。马达控制器204可包括一个或多个处理器（例如，微控制器）和配置的一个或多个计算机可读的媒质（例如，存储器），以存储被马达控制系统200利用的各种数据和/或通过处理器执行的指令以完成各种功能。马达控制器204的存储器可包括产生控制信号控制马达205的马达控制模块。在一些实施例中，马达控制模块可在一个或多个马达辅助数据的基础上产生控制信号，如关于图3和图4中所更详细讨论的一样。也可配置马达控制器204 管理能量存储设备203（例如，电池、电容器、电池组和/或电容器组等）提供的能量。在各种实施例中，能量存储设备203可包括一个或多个铅酸电池、锂离子电池、镍氢电池、超级电容器和/或其他类型的能量存储设备。

马达控制器204可从交通工具传感器、电路系统和/或交通工具的其他组件收到一个或多个交通工具输入201（例如，刹车、离合器、交通工具速度、旋转速度、温度等）在一些实施例中，可配置马达控制器204为在一个或多个交通工具输入201的基础上产生马达的控制信号和/或管理来自于能量存储设备203的能量的使用。可配置马达控制器204产生一个或多个系统输出202。在各种实施例中，系统输出202可包括马达控制器动力输出以切换动力至马达控制器，故障灯输出以指示故障，显示屏输出以显示各种关于马达控制系统200的信息（例如，至交通工具的驾驶员的、维修师等），和/或其他类型的输出。

现在参照图2B，根据示范性实施例所示的可能的控制系统240的更详细的框图。马达控制系统240包括马达控制器254（例如，比例-积分-微分或PID控制器）。马达控制器254包括一个或多个处理器262和存储器264。存储器264可包括一个或多个模块（例如，软件模块）。存储在存储器264中的模块可包括配置的马达控制模块，产生一个或多个控制信号以控制马达260（例如，多相马达、单相马达、交流马达、直流马达、感应马达等）的运转。可使马达260连接于交通工具的引擎（例如，通过万向轴节或皮带）并且配置为向引擎提供辅助。在一些实施例中，马达控制模块268可在一个或多个马达辅助数据的基础上产生控制信号，如关于图3和图4中所更详细讨论的一样。

模块也可包括配置为管理一个或多个能量存储设备253提供的能量的能量管理模块266。能量存储设备253可包括电池、电容器和/或其他类型的存储设备。在一些实施例中，能量存储设备253可电连接配置为短暂地存储电荷的电容器255（例如，在下坡滑行、刹车期间交通工具的能量再生等）。能量存储设备253也可连接于充电设备（例如，插入式混合动力）。可配置能量管理模块266以确定能量存储设备253中剩余的可用电荷量。在一些实施例中，配置能量管理模块266单独地或与马达控制模块268一起根据能量存储设备253中可用电荷的和/或其他交通工具运行条件的基础上改变提供给马达的控制信号。

可配置马达控制器254以接收来自于引擎、能量存储设备253、和/或交通工具的其他组件的各种输入。输入可包括数字输入250（例如，刹车、手刹、离合器、倒档、空调、点火装置、模式选择，例如经济或动力等）、调制的和/或编码的输入251（例如，交通工具速度传感器、引擎速度传感器、编码器等）、模拟输入（例如，马达温度、引擎温度、能量存储设备的温度、节流阀位置、歧管压力、刹车位置等）、和/或其他类型的输入。在一些实施例中，输入250、251和/或252可通过隔离器电路系统（例如，电隔离器）隔离。在输入250、251和/或252中收到的信息可从各种交通工具传感器中（例如，现有的交通工具传感器、加入到交通工具的供马达控制系统240使用的传感器等）接收。在一些实施例中，可从两个或多个微控制器（例如，引擎控制或交通工具控制模块）之间的通信线路接收输入250、251和/或252，如，利用两个控制器之间的线路。在这样的实施例中，可配置控制器之间的线路为控制器区域网络总线（“CAN”-总线）连接或根据另一合适的协议的交通工具内两个控制器之间的连接。

也可配置马达控制器254以产生一个或多个输出（例如，数字输出、模拟输出等），如喷射器输出256和/或系统输出257。配置喷射器输出256以控制燃料喷射器（例如，通过一个或多个控制器），从而延迟和/或限制引擎的燃料的流量。在一些实施例中，可配置马达控制器254控制燃料喷射器而不改装引擎控制单元和/或引擎管理系统。系统输出257可包括动力供应控制输出、马达控制器冷却风扇输出、故障灯输出、泵输出、和/或其他类型的用于提供信息至和/或控制交通工具的各种组件的输出。也可配置马达控制器254以产生用以显示给交通工具的驾驶员的显示信息258（例如，在显示屏上或在交通工具的仪表板上或附近）。

现在参照图3A，根据示范性实施例所示的控制马达（例如，图1A和1B所示的马达104）提供辅助给引擎（例如，图1A和1B中所示的内燃引擎102）的过程300的流程图。过程300可用于选择性地控制和/或操作马达以在引擎、交通工具和或混合动力系统（例如，马达、能量存储设备等）的一个或多个预设运行条件下提供辅助给引擎。

在步骤302中，过程300监测引擎、交通工具和/或混合动力系统的一个或多个运行条件。马达控制器可监测运行条件，如线速、转速（RPM）、引擎负载、加速度和/或加速需求等。马达控制器可接收来自于一个或多个传感器的输入用于监测引擎的运行条件，如交通工具速度传感器、引擎速度（例如，转速）传感器、节流阀位置、档位等。可配置马达控制器以确定（例如，连续不断地、周期性地等）运行条件的一个或多个设置以便用于确定马达提供的辅助。

在步骤304中，可选择性地在步骤302监测的运行条件的基础上确定马达提供的辅助。辅助是由马达辅助数据图确定的，它确定在不同运行情况下所提供的辅助水平。在一个实施例中，马达辅助数据可以是具有在不同的线速和转速下应提供的辅助水平的数据的查找表（例如，存储在与马达控制器相关的存储器中）。为了对步骤302中马达控制器观察的运行情况进行设置，可配置马达控制器为查找出马达应该提供的辅助，如果有，在马达辅助数据中查找。所述的由马达提供的辅助这时可以根据马达辅助数据图所包含的最接近所显示运行情况的值来设置。例如，马达辅助数据图可包括指示马达在速度20 km/h及RPM为3200RPM下应该提供低水平的辅助（例如，10%的峰值转矩的马达输出转矩）的数值。  在另一个实施例中，马达辅助数据图可指示马达在速度50 km/h及RPM为1300RPM下应该提供更高水平的辅助（例如，90%的峰值转矩的马达输出转矩）。在各种实施例中，反映在马达辅助数据图中的辅助水平可能是在其他运行条件的基础上，例如加速需求、引擎负载、档位等。

在步骤306中，用于控制马达运行（如马达提供的辅助）的信号是根据步骤304中确定的辅助水平来产生的。这些信号可以根据步骤302中显示的运行情况从马达辅助数据图中获得相应的值来产生。所产生的信号然后可发送至马达以控制马达的运转和/或马达提供给引擎的辅助。

在一些实施例中，对于至少一些运行条件（例如，当运行条件要求加速需求），比起连续的额定运行，马达在短暂的或脉冲运行这样的条件期间（例如，要求排放和/或动力需求或加速的快速增加）会以更高的电流（例如，峰值电流）或更高的转矩（例如，峰值转矩）运行。在一些实施例中，在这样的条件下，马达运行以提供辅助的更高的电流和/或转矩是马达连续额定运行的三至四倍。例如，在一个实施例中，具有50安培（“A”）的连续额定电流的马达可以脉动地发出180A的电流水平或高于马达的连续额定50A的一些其他（例如，预设的）的数值。在其他的实施例中，具有30焦耳（“Nm”）的连续额定转矩的马达可以脉冲地发出在40N-m的转矩水平或高于马达的连续额定20N-m的一些其他的数值。通过以短脉冲的形式在高电流和/或高转矩运行马达，可利用小的马达（例如，提供成本节约、更容易整合入现有组件的马达等）在比马达的连续额定运行更高的电流和/或更高的转矩水平运行而基本上不损坏马达。马达可在比它的额定连续值更高的电流和转矩中运行的实施例将参照图3B更详细的讨论。

现在参照图3B，根据示范性实施例的所示确定电动马达（例如，如图1A和1B中所示的马达104）提供给引擎（例如，如图1A和1B中所示的内燃引擎102）的辅助的过程的流程图。过程310可用于确定马达辅助数据图，其规定马达在不同的驾驶情况下如何辅助引擎（例如，在不同的线速和/或转速下提供的辅助量）。可调整马达以在确定马达辅助数据图的基础上向引擎提供选择性的辅助。在一些实施例中，马达辅助引擎的使用（例如，在马达辅助数据图的基础上）可允许引擎更有效率地运转和/或提供减少的交通工具排放、降低的燃料消耗（即增加的燃料经济性）、增加的交通工具动力和/或其他优点。

在过程310的步骤312中，可以根据引擎特有的运行情况变化来确定（如收集或接收）引擎的排放数据。排放数据可包括一氧化碳排放、二氧化碳排放、碳氢化物排放、和/或其他交通工具排放相关的数据。在一些实施例中，其他数据（例如，不同于但与排放数据相关，如引擎负载、档位、加速数据等）可用于确定引擎的马达辅助数据图。每种类型的引擎（例如，汽油、柴油等）与不同的排放数据（例如，不同的排放数据图或曲线）相关。例如，小型两厢汽车的引擎可能产生与大货车的引擎不同的排放数据。不同的排放数据或排放数据图可以确定混合动力系统中使用的每种类型引擎。

在一个实施例中，排放数据可在引擎相关的尾气测试的基础上收集。例如，特定类型的一个或多个样本引擎（例如，用在特别的汽车或系列车型中的引擎）可用于测试排放物。在一个实施例中，可通过在配置的设备（例如，测力计）上运行引擎以测量线速和/或转速（例如，每分钟转数（“RPM”））而同时利用废气分析器或其他排放测试设备测量排放水平（例如，在交通工具的排气管）来测试排放物。速度和RPM分别涉及线速和转速，但是应理解线速和/或转速的其他计量单位也可用在各种实施例中。

排放数据可在测试的基础上收集。在一个实施例中，配置的排放数据可反映出线速、转速及引擎排放物中至少两者之间的关系。在测试多个样本引擎的实施例中，排放数据可在大多数令人满意的和/或正确的结果或结果的结合（例如，结果的平均、结果的标准偏差等）的选择的基础上收集和/或计算。在一个实施例中，在排放数据基础上做出的马达辅助数据图可用于多个或所有引擎的类型试验（例如，利用测试引擎的所有类型汽车或汽车系列）。在测试数据的基础上的引擎的排放数据可降低或消除单独或独立地做出马达辅助数据图来获得引擎和/或交通工具的预设的排放数据的需求（例如，在“黑盒子”环境中创造马达辅助数据图）。在其它实施例中，预定的排放数据可以提供给引擎和/或交通工具（如由引擎和/或交通工具制造商提供），而所提供的排放量信息可用于形成马达辅助数据图。

一旦排放数据从目标引擎获得，排放数据被分析，而在排放数据分析的基础上做出马达辅助数据图（步骤314）。可设计马达辅助数据图以指挥马达以提高引擎效率及降低排放的方式辅助引擎。参照图3C，根据示范性实施例，所示等值线图表350阐述了特定的引擎的效率。图350的X轴代表了转速在最小RPM和最大RPM之间的百分比的增量。图350的y轴代表了引擎负载（例如，在歧管绝对压力，或MAP）在最小负载和最大负载之间的百分比增量。图350包括了引擎在不同效率水平下运行的各种区域352至370。当引擎在相对高的负载和相对低的RPM的区域352内运行时，引擎是最有效率地运转的。图350所示的引擎负载是与引擎速度相关的；通常地，随着交通工具速度增加，引擎负载增加。随着引擎在区域352外的每一个区域运行，引擎的效率顺序地减少。例如，运行的第二高效的区域是区域354，在图350中与区域352紧邻。运行的第三高效的区域是区域356，运行的第四高效的区域是区域358，运行的第五高效的区域是区域360，以此类推。运行的最低效的区域（例如，引擎排放最多的排放物及消耗最多燃料的区域）是区域372。在一些实施例中，过程310可利用马达辅助数据图以向引擎提供辅助，及将运转从低效的区域转换至高效的区域。

现在参照图3D，根据示范性实施例所示图375阐述了样本引擎或交通工具的排放数据（例如，在图3B所示示范性实施例的步骤312中获得）。图375包括排放曲线380，代表与排放轴382相关的确定排放。排放轴382代表在最小排放水平（例如，百万分之）和最大排放水平之间的排放百分比。 在阐述的示范性实施例中反映在排放曲线380中得排放是一氧化碳排放。在其他的示范性实施例中，排放物可以是二氧化碳排放物、碳氢排放物、一氧化二氮排放物或其他类型的排放物。图375也包括代表与速度轴386相关的交通工具速度的速度（例如，线速）曲线384。速度轴386代表线速在最小速度（例如，千米每小时("km/h")）和最大速度之间的百分比。图375进一步包括代表进行测试时间的时间轴388。时间轴388代表从测试开始时间（例如，在短时间内）至测试结束时间的时间百分比。在示范性实施例中，交通工具可以通过换档从低速增加到高速。交通工具在低速档上运行，然后依次增加速度（如固定或变化地增加）直到达到一个高速档，在这个点时交通工具进行换档以达到下一个高速档。该过程重复五个档。在时间轴388上的点390反映了交通工具从一档转换到二档的时间，点392反映了从二档转换到三档，点394反映了从三档转换到四档，点396反映了从四档转换到五档。在各种示范性实施例中，其他的测试或阐述测试的变型可用于获得排放数据。

又参照图3B，在马达应该提供辅助和/或提供的辅助量的水平中引擎运行条件的确定是在排放数据基础上做出的，而根据这个确定做出马达辅助数据图（步骤314）。可在引擎的一个或多个运行条件范围中（例如，线速范围和转速范围）提供辅助。辅助的水平在一个或多个范围之间变化和/或在单个范围内变化。例如，在速度范围从20 km/h至90 km/h和/或RPM范围从1000RPM至3700RPM中可确定应提供的辅助，但是在特定速度下更低RPM子范围（如更高档）中提供的辅助应该比在这个速度下更高RPM子范围（如更低档）中提供的辅助更多。

对于进一步的实施例，在图3D中的图375反映的示范性实施例，在RPM更低的点398中比RPM更高的点397处应提供更多的辅助。高速低档运行时RPM要比同样速度下高档运行时的RPM更高。例如，在紧靠点392之前的点397处，引擎在二档运行的RPM比紧靠点392之后的点398处以同样速度三档运行的RPM更高。在点398处提供更大的辅助比在点397处提供更大的辅助所获得的引擎效能更高效；由于在同样速度下点398处的RPM比点397处的更低，因此排放量就更高（如排放曲线380所示）。

马达给引擎提供辅助使引擎可以达到预计的速度和/或加速，而其运行的RPM比引擎作为单独组件向交通工具提供驱动动力时所能达到的RPM更低。例如，图3C的图350中，所提供的辅助（如图3D的图375中的点397和/或398）会使引擎的运行从一个更低效区（例如，区域368）转换到一个更高效区（例如，区域362）。

在一些实施例中，可通过马达在运行条件的全部范围内提供辅助，但是辅助的程度（例如，量）在运行条件的基础上变化。一旦确定适当范围和/或水平的辅助，就会产生马达辅助数据图以反映马达应该提供的确定辅助。马达辅助数据图可存储在与马达和/或马达控制器相关的存储器中，并且被利用以确定马达应该提供的辅助和辅助水平的运行条件。

在一些实施例中，在需要动力快速增加的运行条件期间，可提供更多的辅助给引擎（例如，排放数据指示临时高排放或排放的上升）。观察图3D的图375指示了在交通工具从低速到高速时（如在速度曲线384中所反映）排放曲线380的上升。在这些运行条件下，马达可提供更多的辅助以抵消排放曲线380所示的排放的临时增加（例如，临时的增加是更小的或与没有马达辅助相比具有更小的振幅），提供更大的动力等。

在一些实施例中，在短时间的或脉冲的运行条件期间（例如，如图3A相关的讨论），与马达的额定连续运转相比，马达在更高的电流（例如，峰值电流）或更高的转矩（例如，峰值转矩）下运转。根据各种实施例，脉冲的持续时间和/或振幅依赖于引擎的辅助需求（例如，加速）和/或排放数据。例如，如果排放数据指示更大或更长时间的排放的持续上升，那么使用的振幅或大小和/或持续时间与更小的或短暂的上升相比脉动更大。在一些实施例中，如果动力需求的变化率仅达到一定的水平（例如，如果加速到达一定临界值）就可应用脉冲。在其他的实施例中，无论要求交通工具加速和/或振幅和/或脉冲的持续依赖于动力需求的变化率（例如，加速），都可应用脉冲。

在各种实施例中，可配置马达控制器限制脉冲的持续时间和/或振幅以使马达免受损坏。在一些实施例中，脉冲的振幅是受限的以致于提供给马达的电流和/或转矩不能超过推荐的马达的峰值电流和/或转矩（例如，两倍至五倍马达的额定连续电流）。在其他的实施例中，脉冲的持续时间（例如，电流和/或转矩的倍数大于额定负载）是受马达温度限制的。例如，如果马达温度输入指示马达正在接近温度临界值（例如，在马达可能损坏的温度），可配置马达控制器以缩短脉冲的持续时间或切断脉冲。

在进一步的实施例中，在各种引擎运行条件下提供辅助是在一个或多个运行条件范围内预期驱动交通工具频率的基础上确定的。例如，交通工具几乎很少在低速运行，如低于20 km/h（例如，由于非常少的道路具有低于20 km/h的速度限制并且驾驶员倾向于相对快地将交通工具加速至正常的行驶速度）。可以确定的是，在这样低的速度范围内只需提供很少的或不提供辅助。在另一个实施例中，可以确定的是，在这样低的速度范围内及RPM高的范围内（例如，2500RPM或更高）的运行条件下提供很少的或不提供辅助，但是在这样低的速度范围内及RPM低的范围内（例如，1000RPM至2500RPM之间）的运行条件下可能需要提供更多的辅助。

交通工具在中间范围的速度时以相对高频驱动（例如，20千米每小时至80千米每小时），在这些速度时交通工具通常在第二至第四或第五档位运行（例如，在低于第五档位的范围）。例如，许多道路将速度限制在中间范围的速度内。在一些实施例中，可配置马达为在这中间范围的速度内提供辅助给引擎。在进一步的实施例中，在这中间范围的速度时，与RPM更低的条件相比较，可配置马达为在RPM更高的运转条件下提供更高水平的辅助（例如，对引擎排放提供更多的影响和/或在这些情况期间移动引擎至更高效区域运转）。

在更进一步的实施例中，提供辅助的确定可能至少部分是基于马达可用的电池电量和/或希望保存的电池电量，这样电池的电荷不会太快地耗完。在一些实施例中，辅助的确定可平衡引擎的效率和/或随着时间排放的降低和/或在电池或电池组中电荷可用的距离。例如，对于速度在非常高的范围（例如，高于90 km/h）的运行条件下排放可能是非常高的，但是在这样的条件下可能几乎不提供辅助，因为提供辅助可能快速地耗尽电池。在一些实施例中，随着在较高范围的速度内速度的增加辅助可能逐步移除。

在一些实施例中，可设置马达辅助使马达提供额外的转矩以允许交通工具随着速度的降低在低的RPM下运行（例如，允许交通工具降低速度而不转换到低档）。在正常的运转时（例如，没有来自于马达的辅助），引擎不能在高档（例如，第四档）低速下（例如，10千米每小时）运行。随着交通工具速度的降低，可提供马达辅助以使用户保持在相同的档位（例如，这样用户不需要调低档位以避免引擎停止）。这使得引擎在较低的速度较低的RPM中运行（例如，连续地），而不是引擎通过一个或多个额外的档位在更高的RPM下运行时。

一旦形成了马达辅助数据图，马达辅助数据图可在混合动力系统中使用（例如，与马达控制器相连接）及可确定在一系列的运行条件下（例如，速度或RPM）伴随来自于马达辅助的引擎的排放数据（步骤315）。在一些实施例中，在步骤315中用于确定排放的测试（例如，运行参数范围、测试设备等）基本上与在312中用于确定排放的测试相似，以保持一致。

可检查和/或分析在步骤315中确定的排放数据以确定是否马达辅助数据图的进一步改变是预期的（步骤320）。如果降低的排放比步骤315中根据预计的一个或多个运行情况的变化来确定的排放数据所反映的更多，那么就进行再修改。如果在步骤315中确定的排放数据与预期的相比反映出一个或多个范围的运行条件的更多的排放的减少，并且马达辅助减少给电池逆向供电，那么也需要修改。如果需要进一步改变马达辅助数据图，可调整马达辅助数据图以进行预期的改变（步骤325），过程310进入步骤315及根据调整的马达辅助数据图来重新确定马达提供辅助的引擎的排放数据。如果不需要进一步改变马达辅助数据图，在马达辅助数据图的基础上调整和/或配置混合动力系统（例如，马达和/或马达控制器）（步骤330）。

在图3B中所示的是示范性实施例的根据排放数据的基础上进行的各个步骤。然而，在其他的示范性实施例中，相似的步骤（例如，分析数据和形成马达辅助数据图）可能是根据其他类型的数据或交通工具信息。例如，在一个实施例中，可在引擎负载数据的基础上形成马达辅助数据图和/或改变辅助（例如，在引擎具有更高负载的运行条件下提供更多的辅助，而在引擎具有更低负载的运行条件下提供更少的辅助）。在另一个实施例中，在档位的基础上可形成马达辅助数据图和/或改变辅助（例如，一档、二档、三档等，在这些档位中比在其他档位中提供更多的辅助）。在更进一步的实施例中，可在加速数据和/或加速器（例如，汽车加速踏板）位置的基础上形成马达辅助数据图和/或改变辅助。

现在参照图4A，根据示范性实施例所示为确定在用户输入的基础上马达提供给引擎的辅助的过程400的流程图。限量的动力是来自于能量存储设备（例如，电池组和/或电容器）， 驱动马达提供辅助给引擎。例如，插入式混合动力在混合动力模式（例如，马达辅助）内的充电循环之间仅仅能行驶的有限的距离。该距离依赖于马达提供的辅助的量。虽然，可配置混合动力系统为在一定的条件下（例如，下坡滑行、刹车等）再生动力至能量存储设备，在一定的条件下再生动力是有限的，以致于在可用的电荷耗尽之前交通工具仍然能够行驶有限的距离，然后马达不再提供辅助给引擎。

根据马达辅助数据图（例如，根据上述过程300所述的过程）提供的辅助可以优选地在一个特定的近似距离内或根据特殊的模式设定（例如，提供更优的燃料经济性和更高的效率的经济性模式、提供动力增加的动力模式等）提供辅助。然而，交通工具的驾驶员会希望在不同的时间以不同的距离和/或不同的模式驾驶交通工具。利用过程400，交通工具的驾驶员能指定行驶范围（例如，距离）和/或模式，并且马达辅助数据图可在用户输入的基础上确定及用于控制马达提供的辅助。 例如，驾驶员能指定长的行驶范围，马达辅助数据图可针对长的行驶范围选择和/或定制化，以便于马达可提供辅助给大多数或所有的行驶范围并且可用的能量在旅途中不会早早地耗尽。驾驶员可指定短的行驶范围，马达辅助数据图可针对短的行驶范围选择和/或定制化，以便于大多数或所有的可用的能量可以利用并且马达在行驶范围内能提供更多的辅助。过程400可帮助在各种行驶范围下提高混合动力系统的效率及提供混合动力系统的多用性。

在各种实施例下，过程400的一个或多个步骤可以手动实现（例如，通过人工完成）和/或可以在计算机中（例如，通过存储在一个或多个计算机可读介质（例如，存储器）中的指令并且通过一个或多个处理器执行）完成。例如，过程400的各种步骤可以通过马达控制器如图2A的示范性实施例的马达控制器204和/或如图2B的示范性实施例的马达控制器254实现。

在步骤401，过程400（例如，通过马达控制器如马达控制器204和/或254执行）确定了可用的驱动马达及辅助引擎能量的量。可配置马达控制器为利用一个或多个输入（例如，混合动力系统输入），如能量存储设备的电荷输入状态，来确定可用的能量。在一些实施例中，可用的能量不等于存储在能量存储设备中总能量。可配置混合动力系统为禁止能量存储设备超过一定的最大放电深度（“DOD”）（例如，50%DOD、 60%DOD、70%DOD等），例如以避免损坏能量存储设备。最大放电深度可根据能量存储设备、马达、引擎、交通工具和/或其他因子的特性确定。可用的电荷根据起始DOD和最大DOD之差确定。例如，如果电池的最大DOD确定为电池总容量的60%，并且在行驶周期开始的起始DOD是10%，那么在行驶周期的过程中提供马达辅助的可用的电荷确定为电池总容量的50%。在一些实施例中，最大DOD和/或可用的能量的确定是在因子如电池温度、电池寿命、马达大小和/或其他因子的基础上。

放电深度是已经耗尽的能量存储设备的存储容量的量度。在一些实施例中，提供辅助的可用能量是基于能量存储设备的电荷状态（“SOC”）。能量存储设备的SOC与它的DOD是负相关的。可用能量是根据起始SOC和确定的能量存储设备的最小SOC之差确定。例如，如果最小SOC是电池总容量的40%，起始SOC是90%，那么提供马达辅助的可用电荷确定为电池容量的50%。

在步骤402中，马达控制器收到来自于用户的用于确定马达辅助数据图的输入。用户可通过输入设备提供输入，该设备包含使用户选择输入（例如，旋钮、按钮、触摸屏等）的一个或多个特性。输入设备可定位于车内（例如，在交通工具的仪表板上或靠近交通工具的仪表板）。  在一个实施例中，用户可输入预期的行驶范围或距离。输入的行驶范围可代表在白天期间和/或能量存储设备的充电循环期间用户希望行驶的范围或距离。在一个实施例中，显示屏可提供给用户许多的范围选择（例如，低于20千米、20千米、40千米、60千米、80千米、1000千米、大于100千米等），从中用户可选择范围。在另一个实施例中，用户可指定范围（例如，将编号输入代表行驶范围的按键或触摸屏）。

在进一步的实施例中，用户可选择一个或多个可用的定制各种运行条件下马达提供辅助的模式。例如，用户可选择以增加燃料经济性及效率的方式提供辅助的经济模式。在另一个示范性实施例中，用户可选择以提供额外的动力的方式提供辅助的动力模式。在其他的实施例中，模式可在与交通工具和/或混合动力系统相关的传感器输入的基础上自动选择。

在一些实施例中，马达控制器和/或混合动力系统的其他组件可包括存储器，该存储器存储用户的输入供以后使用的（例如，非易失性存储器）。例如，用户可输入特定的行驶范围（例如，用户一般在工作日行驶的范围）及指定该行驶范围作为默认范围使用。如果用户不输入行驶范围，可用默认范围确定马达应该提供给引擎的辅助。在其他的实施例中，用户可对一组日期和/或各种类型的日期指定行驶范围并且行驶范围可存储在存储器中。例如，针对工作日和周末、一周的每一天、一个月的每一天等的默认值可存储在存储器中。在各种实施例中，可配置用户界面以允许用户覆盖默认范围和输入不同的范围。例如，这样的实施例可用于用户计划行驶其一般不行驶的路线和/或距离（例如，假期）的情况。

在步骤403中，马达辅助数据图可在步骤401确定的可用能量和/或在步骤402收到的用户输入的基础上确定。在一个实施例中，多个马达辅助数据图之中的每一个都与不同的可用能量水平、行驶范围和/或存储在存储器（例如，马达控制器的）中的模式相关，并且适当的马达辅助数据图是选自这些存储的数据图之中。多个马达辅助数据图之中的每一个基于和/或优选特定的可用能量水平和/或行驶范围。与更少的可用能量和/或更长的范围的马达辅助数据图相比，更多的可用能量和/或更短的行驶范围相关的马达辅助数据图在运行条件范围中提供更高水平的辅助。随着给马达供能的可用电荷的减少和/或与马达辅助数据图相关范围的增加，可选择性地减少辅助以延长电池的可用电荷，这样辅助减少了和/或这样的运行情况导致好处（例如，排放、燃料经济性等）的减少。

在一些实施例中，每一个马达辅助数据图基于一个可用能量水平和一个行驶范围。例如，一个马达辅助数据图是与可用能量水平为60%能量存储设备容量和50千米行驶范围相关。另一个马达辅助数据图是与可用能量水平为40%能量存储设备的容量和80千米的行驶范围相关的。对于每一个可用能量水平，可能有几个数据图，其中每一个与不同的行驶范围相关。对于每一个行驶范围，可能有几个数据图，其中每一个与不同的可用能量水平相关。在各种其他的实施例中，每一个马达辅助数据图是基于一个或多个能量水平、行驶范围和/或模式，并且可根据数据图明确依赖的因子来修改。例如，在一个实施例中，马达辅助数据图是基于60千米的行驶范围和假定能量存储设备充满电。如果能量存储设备没有充满电，那么修改马达辅助数据图（例如，通过在一定运行条件中减少或排除辅助）。

在参照图3A中所示的示范性实施例所讨论的相似的方法和/或考虑的基础上，可形成和/或定制对于每一个可用能量水平和/或行驶范围的马达辅助数据图。在一些实施例中，通过与具有更小的行驶范围和/或更高的可用能量水平的马达辅助数据图相比较，减少在一个或多个运行条件中提供的辅助，可产生用于更大的行驶范围和/或更低的可用能量水平的马达辅助数据图。例如，在一个或多个运行条件下，当辅助具有更少的好的影响时（例如，排放或燃料经济性），提供的辅助水平可以减少。进一步的，与更高的行驶范围和/或更低的可用能量水平相关的马达辅助数据图相比较，对于更低的行驶范围和/或更高的可用能量水平，可通过增加在一个或多个运行条件下提供的辅助产生马达辅助数据图。例如，在一个或多个运行条件下，当所提供的辅助有一个更大的好的影响时，所提供的辅助水平增加。

在其他的实施例中，在不同的运行条件下向不同的马达辅助数据图提供辅助。例如，在一些实施例中，与更低的行驶范围和/或更高的可用能量水平相关的马达辅助数据图相比较，对于更高的行驶范围和/或更低的可用能量水平，可通过增加在一个或多个运行条件下提供的辅助产生马达辅助数据图。例如，一个或多个运行条件下，当辅助具有更少的好的影响（如排放量和/或燃料燃烧效率）时，不提供辅助。进一步的，根据具有更小的行驶范围和/或更高的可用能量水平的马达辅助数据图，在没有提供辅助的一个或多个运行条件中，通过提供辅助可产生针对于更小的行驶范围和/或更高的可用能量水平的马达辅助数据图。例如，在一个或多个运行条件下，当辅助具有更多好的影响的，可加入辅助。

现在参照图4B，根据一个典型实施例所示，阐述了在马达辅助数据图中实例设置的不同的可用能量水平和行驶范围中提供的平均辅助的马达辅助表格410。表格410包括代表不同预期的行驶范围的四列（例如，40千米、60千米、80千米、100千米）和代表不同的可用能量水平（例如，以能量存储设备的总容量的百分率为代表）的四行。在表格410的不同单元格中的数值代表了针对不同行驶范围和可用能量水平的整个行驶周期（例如，在充电循环之间的时间）提供的平均辅助。在表格410中，60千米的行驶周期和70%可用的电荷代表了基础条件，而针对其他条件的平均辅助是相对于该基础条件提供的。例如，如果可用的能量确定为70%且行驶范围设定为40千米，整个行驶周期提供的平均辅助可能为120%、或者比针对60千米的行驶范围提供的平均辅助多20%。如果可用的能量确定为55%且行驶范围设定为60千米，提供的平均辅助可能为80%、或者比针对70%的可用能量水平提供的平均辅助少20%。各种其他的条件可产生如表格410中所阐述的不同的平均辅助水平。表410表明马达提供的辅助在可用能量水平和/或选择的行驶范围的基础上变化，并且辅助如何在不同的条件下变化的一个实施例。应理解，提供的辅助的运行条件和/或以各种不同方式的辅助的程度在不同的示范性实施例中是变化的。应进一步理解，可用能量水平、行驶范围和/或辅助水平之间的层次在各种的示范性实施例中是变化的。所有这些变型都认为是在本公开内容的范围内。

现在参照图4C至4F，图示为根据一些马达辅助数据图提供的辅助，该引擎数据图与示范性实施例中不同的行驶范围相关。特别是参照图4C，根据示范性实施例所示为最短的行驶范围（例如，40千米）对应的马达辅助数据图的图420。图420包括转速轴424（例如，表示为在最小RPM和最大RPM之间的百分点）和马达驱动电流轴422（例如，表示为最小驱动电流和最大驱动电流之间的百分点）。在一些实施例中，轴422可代表马达的输出转矩（例如，当输出转矩与驱动电流是成比例的）。图420也包括代表分别在一档、二档、三档、四档和五档的不同的RPM水平中提供的平均辅助的一些曲线426、428、430、432和434。

现在参照图4D至4F，分别根据示范性实施例所示为图440、460和480。图440、460和480与逐渐变大的行驶范围（例如，分别为60千米、80千米、100千米）的马达辅助数据图相对应。  例如，在图440中，与图420相比在一档时提供更少的辅助（例如，将40千米范围的一档曲线426与60千米范围的一档曲线446相比较）。在中等范围的档位（例如，二、三和/或四档）提供的辅助相对连续地保持在40千米及60千米的范围之间（例如，将40千米范围的曲线428、430和/或432与60千米范围的448、450和/或452相比较）。参照图4E和4F，在其他运行条件下（例如，二、三和/或四档）减少辅助之前可设计马达辅助数据图以选择性地在一定的运行条件下针对增加的行驶范围（例如，第一和/或第五档）减少辅助。

图4C至4F阐述了针对档位的辅助水平，但是应理解马达提供的辅助是基于各种运行条件（例如，线速、转速等），而不是必须基于档位。图420、440、460和480阐述马达提供的辅助如何在所选择的行驶范围基础上变化，仅仅是辅助如何在不同的条件下变化的一个实施例。应理解，以各种不同的方式提供的辅助和/或辅助的程度的运行情况在各种示范性实施例是变化的，并且所有这些变型都认为是在本公开内容的范围内。

又参照图4A，在不同的实施例中，可用（例如，默认）马达辅助数据图在可用能量水平、行驶范围和/或模式（例如，而不是选自多个马达辅助数据图之中）的基础上改变或调整。例如，与60千米相关的默认的马达辅助数据图可根据用户收到的80千米的行驶范围改变或最优化。如果从用户处收到的行驶范围小于与默认的马达辅助数据图相关的行驶范围（例如，默认的马达辅助数据图是与60千米的行驶范围相关而用户提供了40千米的行驶范围），可改变默认的马达辅助数据图为在某些运行条件期间提供更高的辅助水平和/或在默认的马达辅助数据图中没有提供辅助的某些运行条件下提供辅助。如果在步骤401中确定的可用能量水平高于与默认的马达辅助数据图相关的能量水平（例如，确定的可用能量水平是70%而默认的马达辅助数据图是与50%的可用能量水平相关），可改变默认的马达辅助数据图以在某些运行条件中提供更高的辅助水平和/或在默认的马达辅助数据图中没有提供辅助的某些运行条件下提供辅助。该变化是基于如与图3A中所述的方法，如引擎的RPM、交通工具速度、档位、加速度等。

如果用户接收的行驶周期大于与默认的马达辅助数据图相关的行驶周期（例如，默认的马达辅助数据图是与60千米的行驶范围相关而用户已提供了90千米的行驶范围），可改变马达辅助数据图以在某些运行条件中提供更低的辅助水平和/或在默认的马达辅助数据图中提供的辅助用于保存电荷的某些条件下去掉辅助。如果在步骤401中确定的可用能量水平低于与默认的马达辅助数据图相关的能量水平（例如，确定的可用能量水平是40%，而默认的马达辅助数据图是与50%可用能量水平相关），可改变马达辅助数据图以在某些运行条件中提供更低的辅助水平和/或在默认的马达辅助数据图中提供辅助的某些条件下去除辅助。例如，可在中高RPM、低的（例如，一）或高的（例如，五）档位等中减少或去除辅助。

在步骤404中，配置马达控制器产生控制信号以在确定的马达辅助数据图的基础上控制马达的运行。可提供产生的控制信号给马达并且规定马达在各种运行条件下将如何提供辅助给引擎。

在一些实施例中，可配置马达控制器监测（例如，连续不断地、周期性地等）能量存储设备的电荷水平（例如，电流电荷水平、DOD、SOC等）以确保电荷水平不会超过最大DOD（或，可替换地，降至最小SOC之下）。例如，可利用来自于能量存储设备、能量存储设备的充电设备、能量存储设备的监测设备等的输入监测电荷水平。在各种实施例中，如果马达控制器确定电荷水平（例如，电流DOD）是接近最大DOD、在最大DOD、或最大DOD之上，马达控制器可切断马达的动力（例如，关闭给引擎的马达辅助）。

在一些实施例中，当切断马达辅助时（例如，在刹车期间、沿斜坡向下滑行等），混合动力系统可再生能量至能量存储设备。再生可导致能量存储设备的可用能量的增加及SOC的上升或DOD的下降。在一些实施例中，一旦能量存储设备的DOD回到最大DOD之下，可配置马达控制器恢复马达辅助。在另一些实施例中，如果DOD到达或超过能量存储设备的最大DOD之下特定的临界值（例如，用户定义的、混合动力系统定义的、静态的、动态的、在电池和/或马达的特性的基础上定义的等），可配置马达控制器恢复马达辅助。例如，电池的DOD可以是电池容量的60%，而临界值设定为低于最大DOD的20%，这样如果电池的电荷超过60%的最大DOD，那么将切断马达辅助， 在电池电荷回到（例如，通过再生）不大于40%DOD之前时，马达辅助将不会恢复。在一些实施例中，当马达辅助恢复时，辅助可根据在切断辅助之前使用的相同的马达辅助数据图确定。

在各种其他的实施例中，可配置马达控制器在监测的电荷水平基础上选择不同的数据图。在一些实施例中，如果电荷水平降至预设的临界值之下（例如，在电池最大DOD的20%以内），可配置马达控制器选择不同的数据图。指示马达辅助的新数据图可以根据一个比电荷水平低于临界值时使用的马达辅助数据图更低的可用电荷和/或更大的行驶范围来选择。例如，如果电荷水平降至在与60%的可用电荷水平和50千米的行驶范围相关的马达辅助数据图的临界值之下，新的马达辅助数据图可选为与20%可用的电荷水平和/或100千米的行驶范围相关。在其他的实施例中，在电荷水平降至临界值之下时是激活的马达辅助数据图可改变和/或该辅助在低电荷水平的基础上减少。例如，在一个或多个运行条件中提供给马达的辅助可以减少和/或一个或多个运行条件下辅助可消除。

在一些实施例中，可用能量水平和/或马达提供的辅助可在行驶范围过程中预期的混合动力系统再生能量的近似量的基础上确定和/修改。在一些实施例中，预期的再生能量的量可在一定的距离（例如，存储在与马达控制器相关的存储器中）间再生能量的平均量（例如，固定的）的基础上再生。例如，利用混合动力系统的交通工具公知可再生15%的电池容量以提供动力给马达驱动每行驶60千米。如果行驶周期的行驶范围是60千米，预期再生的能量的量确定为电池容量的15%。如果行驶周期的行驶范围是40千米，预期再生的能量的量确定为电池容量的10%。

预期再生能量的量可在存储器中存储的历史再生数据的基础上确定。例如，可配置马达控制器收集与不同长度和在不同时间的行驶周期内再生能量的量相关的数据（如，使用例如从电池充电设备或电池监测设备收到的电池电荷数据）。在一个实施例中，马达控制器可配置为在一个或多个相似距离的在先行驶周期或行驶范围中再生能量的基础上估计预期的再生能量。例如，如果选择行驶范围为50千米，那么马达控制器可确定预期的再生能量是之前的行驶范围接近50千米的行驶周期中再生能量的平均值。在另一个实施例中，马达控制器可配置为根据之前一个或多个日期内选择性或附加的再生数据来确定预期的再生能量。例如，如果预期的再生能量的行驶周期确定是在星期三，那么预期的再生能量是在许多之前的星期三的再生数据的基础上确定。

在一些实施例中，步骤401中确定的可用能量水平可通过在行驶周期间再生的预期能量的量而增加。例如，如果确定的可用能量水平是电池容量的50%，那么混合动力系统可预期再生足够的能量以补充10%的电池电荷，可用能量水平就可设定为或增加至60%。

在其他的实施例中，马达提供的辅助可在行驶周期内再生的预期能量的基础上修改。在一个实施例中，可根据预期的再生能量来选择不同的马达辅助数据图。例如，如果在步骤401中确定的可用能量水平是40%（没有考虑预期的再生），行驶范围是50千米，而预期的再生能量是电池容量的20%，可选择与60%可用能量水平和50千米的行驶范围相关的马达辅助数据图。在另一个实施例中，选择的或默认的马达辅助数据图可在预期的再生能量基础上修改。在一个或多个运行条件中可提供更多的辅助和/或一个或多个运行条件中可提供辅助，而在未修改的数据图中没有提供辅助的。在各种实施例中，由于预期的再生能量增加，因此所提供的辅助也更多（如在平均值）。

现在参照图5，根据示范性实施例所示为马达提供辅助时，从尾气测试获得的排放数据的曲线图500。曲线500所示的数据可利用与图3D中的曲线图375相似的或相同的测试获得。曲线图375包括排放曲线505，它表示如本文的各种示范性实施例所述， 由包括马达提供选择性辅助的混合动力系统的交通工具中获得的排放数据。

没有马达的辅助的运行与有辅助的运行之间的效果的不同根据曲线图375的排放曲线380与曲线图500的排放曲线505的比较变得明显。两个排放曲线的比较清楚地显示，在尾气测试的过程中，有马达的选择性辅助的排放曲线505的总排放实际上低于没有马达辅助的排放曲线380。进一步的，两个排放曲线的比较显示了在不同的运行条件中提供的辅助的不同水平。例如，显示了速度范围从25%至67%中所提供的辅助比速度范围从0%至25%的辅助更大，而在前一个速度范围时排放曲线380和505的差异比在后一个速度范围时排放曲线380和505的差异是更显著的。

如根据本文中各种示范性实施例所述，利用来自于马达的选择性辅助的交通工具可实现排放的大量减少和/或燃料经济性的增加。在一个实施例中，对于约11千米的行驶范围，将利用提供辅助给引擎的混合动力系统的交通工具与没有马达辅助的相似的交通工具相比，可引起约43%一氧化碳排放物的减少、约16%碳氢化合物排放物的减少、约53%一氧化二氮排放物的减少、 约35%二氧化碳排放物的减少和/或约55%的燃料经济性的增加。在各种其他的示范性实施例中，益处甚至更大地依赖于提供给引擎的辅助、存储的系统可用的能量、预期的行驶范围和/或其他因子。在一些实施例中，燃料经济性可通过利用来自于马达的辅助增加至130%或更多。这时加速到一个较高速（如速度变化中最高速度的百分之七十）后的交通工具慢慢减速到一个较低速度（如百分之五十），再回到所述的较高速度（如百分之七十），然后在交通工具静止前加速到一个更高的速度（如百分之九十）。

现在参照图6A、6B、7A和7B，根据各种示范性实施例所示为来自于另外的尾气测试的排放数据的图示。在图6A至图7B中的基础尾气测试是不同于图3D和图5中的基础测试的。图6A至图7B所示的基础尾气测试是交通工具从停止到快速地加速至一些不同的速度然后在达到每一速度后回到停止的驾驶测试（如速度曲线605所示）。交通工具然后加速至更高的速度（例如，在速度范围中最高速度的70%），减速至更低的速度（例如，50%），再回到该更高的速度（例如，70%），然后在交通工具停止之前加速至甚至更高的速度（例如，90%）。

图6A包括曲线图600，表示没有马达辅助的交通工具（例如，非混合动力交通工具）经过测试的二氧化碳排放数据。二氧化碳排放曲线610是这样的测试获得的二氧化碳排放数据的图示。图6B包括表示二氧化碳排放数据的曲线图620，来自于具有马达辅助（例如，在混合动力模式）的相似交通工具上进行的测试。二氧化碳曲线630是二氧化碳排放数据的图示，可从利用本文中所讨论的特性的混合动力模式的测试中获得。比较排放曲线610和630说明，在一些不同的运行条件下通过使用马达辅助可选择性降低二氧化碳的排放。

图7A包括表示一氧化碳排放数据的曲线图700，来自于在非混合动力交通工具上运行的测试。一氧化碳排放曲线710是从这样的测试中获得的一氧化碳排放数据的图示。图7B包括表示一氧化碳排放数据的曲线图720，来自于在具有马达辅助（例如，在混合动力模式中）的相似的交通工具上运行的测试。一氧化碳排放曲线730是一氧化碳排放数据的图示，可从利用本文中所讨论的特性的混合动力模式的测试中获得。比较排放曲线710和730说明，在一些不同的运行条件下通过使用马达辅助可选择性降低一氧化碳的排放。

现在参照图8A至图8D，图中四个曲线图800、805、810和815图示了利用本发明图1至4F所述的混合动力系统的各种实施例所获得的样品结果。曲线图500、800、805、810和815的X轴代表在最小RPM和最大RPM之间的转速百分比增量。曲线图800、805、810和815的y轴代表在最小负载和最大负载之间的引擎负载（例如，测量的歧管绝对压力、或MAP）百分比增量。在曲线图800、805、810和815上的每一点代表在在模拟驾驶测试的不同的时间点和/或的不同的运行条件时收集的数据点。

现在详细参照图8A和8B，两个曲线图800和805阐述了针对非混合动力交通工具的或未激活混合动力模式的交通工具的示范性数据。曲线图800阐述了非混合动力交通工具在打开空调系统运行时的数据，而曲线图805阐述了非混合动力交通工具在关闭空调系统运行时的数据。  曲线图800和805反映了引擎没有接受来自于马达的辅助时的数据。在曲线图800和805中所示数据点主要相对集中在高转速处，表示引擎在高RPM中频繁地运转。

现在参照图8C和8D，曲线图810和815阐述了如图1至图4F的所述的混合动力系统是激活的及由马达提供辅助给引擎的交通工具（例如，相同或相似的交通工具）的示范性数据。曲线图810阐述了混合动力交通工具在打开空调的运行时的数据，曲线图815阐述了混合动力交通工具在最适合的换挡时（例如，交通工具在档位在最有效的倍数和/或运行条件之间转换）的数据。曲线图810和815的数据点与曲线图800和805相比通常集中在较低的转速， 表明与未激活混合动力系统（例如，图曲线图800和805所示）时相比，引擎更频繁地在较低的RPM范围内运行。

在运行时不带马达的辅助与运行时带辅助之间的效果差异通过图8A至8D与图3B之间的比较而变得显著。参照图3B，当引擎在更低的RPM运行时，引擎更频繁地在更高效的运行区域运行。将图8A至图8D分别中与图3B比较（例如，图8A和8C），可以知道，与图8A和8B（例如，反映了马达没有提供辅助）相比，在图8C和8D中（例如，反映马达提供了辅助）更多的数据点在更高效的运行区域中。

比较图8E至8H的数据更显著显示辅助的效果。根据示范性实施例，图8E至图8H阐述了与分别在图8A至图8D中所示的数据相关的柱状图。图8E至8H包括柱状图820、825、830和835，分别在曲线图800、805、810和815中所示数据点分布的基础上产生。柱状图820、825、830和835提供了分析图8A至8D中所示的示范性实施例中引擎在不同RPM范围中运行的频率的另一方法。柱状图820和825与柱状图830和835的比较证明，当收到来自于马达的辅助时，引擎会更频繁地比在没有收到辅助时更低的RPM下运行。如图3C所述，当引擎在更低的RPM运行时，引擎会在更高效的运行区域运行。

文中所使用的术语“约”、“大概”、“基本”及相似的术语的目的是有一个与普通含义一致的更宽泛的含义，并且被本发明相关领域的普通技术人员接受。阅读本公开内容的本领域技术人员应该理解， 这些术语的目的是描述一定特征和权利要求而非限制这些特征的范围在提供的准确数值范围中。因此，这些术语应理解为，所述主题的非实质的或不重要的改变或变化都认为是在本公开内容的范围中。

应该注意，文中所使用的用于描述各种实施例的术语“示范性的”的目的是表明这样的实施例是可能的例子、代表和/或可能的实施例的图示（而这样的术语不是意味着这样的实施例是非常特别的或最优的例子）。

应该注意，根据其他示范性实施例，各种因子的情况是有差异的，并且这样的变型的是包含在本公开文本中。

应该非常注意，在各种示范性实施例中的因子的构建和排列仅仅是说明性的。其他的替换、修改、变化和省略都可用于用在各种示范性实施例的设计和排列中而不偏离本公开内容的范围。本发明重点关注了用于完成各种运行且计算机可读取的方法，系统和程序产品。本发明的实施例可以利用现有的集成电路，计算机处理器完成，或是通过一个合适系统中具有专用，与这个或另一个专用结合的计算机处理器完成，或是通过一个有线系统完成任务。本发明保护范围的具体实施包括含计算机可读媒介的程序产品，该媒介使完成或有计算机可执行指令或信息结构可以存储在其上。这种计算机可读的媒介可以是任意可用的媒介，它能被通用或专用计算机或其它有一个处理的计算机访问。例如，这种计算机可读媒介可以包括RAM, ROM, EPROM, EEPROM, CD-ROM或其它光盘存储，磁盘存储或其他磁性存储设备，或者任意其它能用于携带或储存预计的程序代码的媒介，所述的代码为机器可执行的指令或数据结构的形式，并能被一个通用或专用计算机或其它机器的处理器进入。当信息通过一个网络或另一个通信连接（可以是有线的，无线的，或者有线无线结合的）传送或提供给一个机器，这个机器适于查看作为一个机器可读媒介的连接。因此任意这个连接适于作为一个机器可读媒介。机器可执行的指令包括，例如使一个通用计算机，专用计算机或专用处理机器能完成某个程序或某组程序的指令和信息。

本公开内容在于方法、系统及用于完成各种运转的在任何机器可读介质上的程序产品。本公开内容的实施例利用现有的集成电路、计算机处理器或通过针对适当的系统的特殊目的的计算机处理器、用于这一目的或其他的目的的整合、或通过电路系统实现。本公开内容的范围中的实施例包括包含用于携带或具有机器可执行指令或存储在其上的数据结构的机器可读的介质的程序产品。这样的机器可读介质可以是能通过一般目的或特殊目的的计算机或带处理器的其他机器读取的任何可用的介质。举例来说，这样的机器可读介质可包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储器、磁盘存储器或其他的磁性存储器设备、或能用于携带或存储所需的机器可执行的指令的形式的程序代码或数据结构的及能通过一般目的或特殊目的的计算机或带处理器的其他机器读取的任何其他的介质。当信息通过至机器的网络或其他通信连接（或电路的、无线的、电路的连接或无线连接）传输或提供，机器适当地以机器可读介质观察连接。因此，任何这样的连接都适当地称为机器可读介质：以上的连接也包括在机器可读介质范围内。机器可执行的指令，包括，例如，由一般目的的计算机、特殊目的的计算机或特殊目的以完成一定功能或功能组的处理机器引起指令和数据。

虽然图表显示了方法步骤的特定顺序，步骤的顺序也可以与所描述的不同。两个或多个步骤也可以同时或部分同时地完成。在各种实施例中，在不偏离本公开内容的范围内可利用更多的、更少的或不同的步骤的特殊的方法。这些变型将依赖于选择的软件和硬件系统及设计者的选择。所有这样的变型都在本公开内容的范围内。同样地，软件的执行能以基于规则逻辑和其他逻辑的标准程序技术来完成各种连接步骤、处理步骤、比较步骤及决定步骤。

Claims (10)

1.利用连接于引擎的电动马达来提供辅助给交通工具的内燃引擎的方法，该方法包括：

选择性地运行马达以在引擎的预设运行条件下提供辅助给引擎，其中在一个或多个预设的运行条件下提供给引擎的辅助是在许多的马达辅助数据的基础上确定的，其中在交通工具的用户提供的预期的行驶范围的基础上，确定辅助的马达辅助数据是选自许多的马达辅助数据中，其中在一个或多个预设的运行条件下提供给引擎的辅助至少部分是根据配置为向电动马达提供能量的能量存储设备的可用能量水平确定的，其中可用能量水平是基于起始能量水平和最小能量水平之差来确定的，其中最小能量水平高于能量存储设备的最低可能的能量水平，以致可用能量水平是低于存储在能量存储设备中的总能量，

其中在一个或多个预设的运行条件下提供给引擎的辅助至少部分是基于在预期的行驶范围中预期再生的能量的量来确定的，其中预期再生的能量的量是基于一个或多个之前的行驶周期中再生的能量的量来预测的，

由此，通过分配预期再生的能量和能量存储设备的可用能量以便于用户能够在混合动力模式中实现所选择的行驶范围。

2.权利要求1的方法，在各种引擎运行条件下提供辅助是在一个或多个运行条件范围内预期驱动交通工具频率的基础上确定的。

3.权利要求1的方法，进一步包括：

监测能量存储设备的现有能量水平，其中在一个或多个预设的运行条件中提供给引擎的辅助是基于现有能量水平而变化。

4.权利要求3的方法，其中当现有能量水平低于最小能量水平时，不激活给引擎的辅助。

5.权利要求3的方法，进一步包括：

当未激活辅助并且现有能量水平超过能量水平临界值时，重新激活来自于马达的辅助。

6.权利要求1的方法，其中确定的辅助的马达辅助数据图选自多个马达辅助数据图之中，进一步基于能量存储设备的可用能量水平。

7.权利要求1的方法，其中多个马达辅助数据图中的至少一个是基于用户提供的预期行驶范围而通过改变默认马达辅助数据图来产生。

8.权利要求1-7中任一权利要求的方法，进一步包括根据从一个或多个传感器收到的输入来确定交通工具加速度数据，其中当加速度数据指示加速需求时，配置一个或多个控制信号来控制电动马达，通过在高于电动马达的连续额定电流的电流运行电动马达，一次或多次提供至少一个辅助脉冲。

9.权利要求1-7中任一权利要求的方法，其中电动马达连接于引擎曲轴，其中电动马达连接于引擎的第一端的曲轴，而传动装置连接于与第一端相对的引擎的第二端的曲轴。

10.权利要求8的方法，其中电动马达连接于引擎曲轴，其中电动马达连接于引擎的第一端的曲轴，而传动装置连接于与第一端相对的引擎的第二端的曲轴。