CN102765379A - 在混合动力系系统中实现催化转换器的起燃的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在混合动力系系统中实现催化转换器的起燃的方法和装置。一种动力系系统包括混合变速器和结合到排气后处理装置的内燃发动机。一种用于操作所述动力系系统的方法包括：只要牵引扭矩小于阈值，那么在所述内燃发动机处于发动机关闭状态下响应于操作者扭矩请求操作所述混合变速器以产生所述牵引扭矩。当所述操作者扭矩请求超过所述阈值时，在优选的操作条件下在发动机ON状态下操作所述内燃发动机以实现所述排气后处理装置的起燃，并同时地操作所述混合变速器以响应于所述操作者扭矩请求产生牵引扭矩。然后，在所述发动机ON状态下操作所述内燃发动机，以响应于所述操作者扭矩请求产生牵引扭矩。

Description

在混合动力系系统中实现催化转换器的起燃的方法和装置
政府合同权利
美国政府具有本发明的已付许可以及在有限条件下的权利来要求专利所有人依照由美国能源部授予的合同号DE-FC26-08NT04386的条款所提供的合理条款许可他人。
技术领域
本发明涉及混合动力系系统，并控制该混合动力系系统以实现催化转换器的起燃。
背景技术
该部分中的陈述仅提供与本发明有关的背景技术信息，并且可能不构成现有技术。
已知的混合动力系系统使用内燃发动机和扭矩机来产生可以经由变速器装置传递到驱动系的牵引扭矩。已知的扭矩机包括电马达/发电机装置、液压机械装置和将储存的能量转换为机械扭矩的其它机器。
关于能量储存装置，已知的混合动力系系统可以在电荷维持构造或电荷耗尽构造中操作。已知的混合动力系系统包括使用自动起动和自动停止控制方案来控制内燃发动机。已知的扭矩机具有受限的输出扭矩能力。当指令的输出扭矩小于扭矩机的输出扭矩能力并且能量储存装置的荷电状态大于阈值时，已知的混合动力系系统优先使用扭矩机来产生牵引扭矩。这样，只要指令的扭矩输出不超过阈值，并且能量储存装置的荷电状态大于最小阈值，那么混合动力系系统可以在这样的条件下操作，在所述条件下，车辆操作可以在整个接通（key-on）循环期间不包括发动机启动状况。
发明内容
一种动力系系统包括混合变速器和结合到排气后处理装置的内燃发动机。一种用于操作所述动力系系统的方法包括：只要牵引扭矩小于阈值，那么在所述内燃发动机处于发动机关闭状态下响应于操作者扭矩请求操作所述混合变速器以产生所述牵引扭矩。当所述操作者扭矩请求超过所述阈值时，在优选的操作条件下在发动机ON状态下操作所述内燃发动机以实现所述排气后处理装置的起燃，并同时地操作所述混合变速器以响应于所述操作者扭矩请求产生牵引扭矩。然后，在所述发动机ON状态下操作所述内燃发动机，以响应于所述操作者扭矩请求产生牵引扭矩。
本发明还提供如下方案：
1. 一种用于操作动力系系统的方法，所述动力系系统包括混合变速器和结合到排气后处理装置的内燃发动机，所述方法包括：
只要牵引扭矩小于阈值，那么在所述内燃发动机处于发动机关闭状态下响应于操作者扭矩请求操作所述混合变速器以产生牵引扭矩；
当所述操作者扭矩请求超过所述阈值时，在优选的操作条件下在发动机启动状态下操作所述内燃发动机以实现所述排气后处理装置的起燃，并同时地操作所述混合变速器以响应于所述操作者扭矩请求产生牵引扭矩；且然后
响应于所述操作者扭矩请求在所述发动机启动状态下操作所述内燃发动机以产生牵引扭矩。
2. 如方案1所述的方法，其中，所述内燃发动机在优选的操作条件下在发动机启动状态下操作，从而在足以实现所述排气后处理装置的起燃的预定持续时间内实现所述排气后处理装置的起燃。
3. 如方案1所述的方法，其中，所述优选的操作条件包括优选的发动机操作点。
4. 如方案1所述的方法，其中，所述优选的操作条件包括优选的发动机操作点和优选的燃烧正时。
5. 如方案4所述的方法，其中，所述内燃发动机在优选的操作条件下在发动机启动状态下操作，从而在足以实现所述排气后处理装置的起燃的预定持续时间内实现所述排气后处理装置的起燃。
6. 如方案1所述的方法，其中，操作所述混合变速器以产生牵引扭矩包括在第一模式下操作所述混合变速器，所述方法还包括：
当在优选的操作条件下在发动机启动状态下操作所述内燃发动机以实现所述排气后处理装置的起燃之前所述牵引扭矩超过所述阈值时，在第二模式下操作所述混合变速器，从而在所述内燃发动机处于燃料切断状态下响应于所述操作者扭矩请求产生牵引扭矩。
7. 如方案1所述的方法，所述方法还包括：当在所述发动机启动状态下操作所述内燃发动机以响应于所述操作者扭矩请求产生牵引扭矩时，同时地在第一模式和第二模式中的一个模式下操作所述混合变速器。
8. 如方案1所述的方法，其中，所述阈值对应于在所述内燃发动机处于发动机关闭状态下混合变速器产生牵引扭矩的预定限值。
9. 一种用于操作混合动力系系统的方法，所述混合动力系系统包括内燃发动机和被构造为将扭矩传递到变速器的多个扭矩机，所述变速器结合到驱动系，所述方法包括：
当操作者扭矩请求超过在所述内燃发动机处于发动机关闭状态下扭矩机产生牵引扭矩的预定限值时，在优选的操作条件下在发动机启动状态下操作所述内燃发动机，以实现所述排气后处理装置的起燃，并同时地操作所述扭矩机以响应于所述操作者扭矩请求产生牵引扭矩；以及
在实现所述排气后处理装置的起燃之后，在所述发动机启动状态下操作所述内燃发动机以响应于所述操作者扭矩请求产生牵引扭矩。
10. 如方案9所述的方法，所述方法还包括：只要所述牵引扭矩小于所述预定限值，那么在所述内燃发动机处于所述发动机关闭状态下操作所述扭矩机以响应于所述操作者扭矩请求产生牵引扭矩。
11. 如方案9所述的方法，其中，所述内燃发动机在优选的操作条件下在所述发动机启动状态下操作，从而在足以实现所述排气后处理装置的起燃的预定持续时间内实现所述排气后处理装置的起燃。
12. 如方案9所述的方法，其中，所述优选的操作条件包括优选的发动机操作点。
13. 如方案9所述的方法，其中，所述优选的操作条件包括优选的发动机操作点和优选的燃烧正时。
14. 如方案13所述的方法，其中，所述内燃发动机在优选的操作条件下在所述发动机启动状态下操作，从而在足以实现所述排气后处理装置的起燃的预定持续时间内实现所述排气后处理装置的起燃。
15. 如方案9所述的方法，其中，操作所述混合变速器以产生牵引扭矩包括在第一模式下操作所述混合变速器，所述方法还包括：
当在优选的操作条件下在所述发动机启动状态下操作所述内燃发动机以实现所述排气后处理装置的起燃之前所述牵引扭矩超过所述阈值时，在第二模式下操作所述混合变速器，从而在所述内燃发动机处于燃料切断状态下响应于所述操作者扭矩请求产生牵引扭矩。
16. 如方案9所述的方法，所述方法还包括：当在所述发动机启动状态下操作所述内燃发动机以响应于所述操作者扭矩请求产生牵引扭矩时，同时地在第一模式和第二模式中的一个模式下操作所述混合变速器。
附图说明
现在将参照附图通过举例方式描述一个或多个实施例，附图中：
图1示出了根据本发明的包括结合到驱动系并由控制系统控制的混合动力系系统的车辆的实施例；
图2示出了根据本发明的用于响应于操作者扭矩请求来控制混合动力系的操作以实现排气后处理装置的起燃的控制方案；以及
图3-1、图3-2和图3-3示出了根据本发明的在参照图2描述的控制方案的执行期间包括混合动力系系统的车辆实施例的数据相关操作。
具体实施方式
现在参照附图，其中，示图仅是为了对特定示例性实施例进行举例说明的目的，并且不用于限制特定示例性实施例的目的，图1示出了包括结合到驱动系60并由控制系统10控制的混合动力系系统20的实施例的车辆5。相同的附图标记贯穿描述指示相同的元件。混合动力系系统20采用适当的通信路径55、适当的机械动力路径57和适当的高电压电功率路径59。机械动力路径57机械地结合分别产生、使用和/或传递扭矩的元件，其包括内燃发动机40、第一电动扭矩机35和第二电动扭矩机36、混合变速器50以及驱动系60。高电压电功率路径59电连接产生、使用和/或传递高电压电功率的元件，其包括能量储存装置25、逆变器模块30以及第一电动扭矩机35和第二电动扭矩机36。高电压电功率路径59包括高压总线29。通信路径55包括高速数据传递线路以实现车辆5的各个元件之间的通信，并可以包括直接连接、局域网总线和串行外围接口总线中的一种或多种，并且包括高速通信总线18。包括混合动力系系统20的车辆5的实施例是示例性的。
能量储存装置25可以是任何适当的能量储存装置，例如高电压电池。一个示例性的能量储存装置25是由多个锂离子电池制成的高电压电池。应当明白，能量储存装置25可以包括多个电池、超电容器和被构造为在车上储存电能的任何适当的装置。
发动机40优选地是通过燃烧过程将燃料转换为机械动力的多气缸直接燃料喷射内燃发动机。发动机40流体地结合到排气后处理系统45。发动机40配备有多个感测装置和致动器，其被构造为监测操作并传递燃料以形成燃烧充气，从而产生扭矩。在一个实施例中，发动机40被构造为操作为火花点火发动机，其中，燃烧的正时和相关联的发动机扭矩通过提前或延迟火花点火正时来控制。在一个实施例中，发动机40被构造为在火花点火燃烧模式或可控自动点火（HCCI）燃烧模式下操作的火花点火直接喷射（SIDI）发动机。可选地，发动机40被构造为操作为压缩点火发动机，其中，燃烧的正时和相关联的发动机扭矩通过提前或延迟燃料喷射事件的正时来控制。发动机40被构造为执行发动机供料方案和/或点火正时方案，从而产生适当的废气供给流，从而有助于排气后处理系统45的催化元件的起燃。适当的发动机供料方案可以包括多个燃料喷射事件，具有后燃烧燃料喷射事件和前燃烧燃料喷射事件的分割燃料喷射。适当的火花正时方案可以包括延迟火花正时。发动机40被构造为在车辆系统5的正在进行的操作期间执行自动起动和自动停止控制方案以及燃料切断（FCO）控制方案。通过定义的方式，当发动机40未被供料且不旋转时，发动机40被视为处于发动机关闭（OFF）状态。当发动机40正在旋转但是未被供料和点火时，发动机40被视为处于燃料切断（FCO）状态。当发动机40被供料和点火且优选地正在产生扭矩时，发动机40被视为处于发动机启动（ON）状态。
排气后处理系统45包括用于将废气供给流的组成氧化、还原和以其它方式转换为排出到大气中的优选气体形式的适当的装置。在一个实施例中，排气后处理系统45包括优选地位于第二转换器元件49的上游的电加热催化元件（EHC）48。EHC 48优选地包括具有电阻加热元件的基板，其可电连接到能量储存装置25并可操作地连接到控制系统10。控制系统10控制到EHC 48的电功率流的激活和去激活。在一个实施例中，具有电阻加热元件的基板涂覆有在基板元件被加热时将废气供给流的一部分氧化、还原和以其它方式转换为无害气体的涂层和催化材料。在一个实施例中，第二转换器元件49包括三效催化转换器元件。在一个实施例中，第二转换器元件49包括烃吸附器。在一个实施例中，第二转换器元件49包括NOx吸附器。在一个实施例中，第二转换器元件49包括微粒过滤器。
第一扭矩机35和第二扭矩机36优选地包括电连接到逆变器模块30的多相电马达/发电机，其被构造为将储存的电能转换为机械动力和将机械动力转换为可在能量储存装置25中储存的电能。第一扭矩机35和第二扭矩机36具有以扭矩和转速形式的功率输出的限制。
逆变器模块30包括分别电连接到第一扭矩机35和第二扭矩机36的第一逆变器32和第二逆变器33。第一扭矩机35和第二扭矩机36与相应的第一逆变器32和第二逆变器33互相作用，以将储存的电能转换为机械动力，和将机械动力转换为可在能量储存装置25中储存的电能。第一电功率逆变器32和第二电功率逆变器33可操作以将高电压DC电功率转变为高电压AC电功率，并且还可操作以将高电压AC电功率转换为高电压DC电功率。源自第一扭矩机35的电功率可以经由逆变器模块30和高压总线29电传递到能量储存装置25，和经由逆变器模块30电传递到第二扭矩机36。源自第二扭矩机36的电功率可以经由逆变器模块30和高压总线29电传递到能量储存装置25，和经由逆变器模块30和高压总线29电传递到第一扭矩机35。
混合变速器50优选地包括一个或多个差动齿轮组和可激活的离合器组件，以在发动机40、第一扭矩机35和第二扭矩机36以及输出构件62之间传递扭矩。输出构件62结合到驱动系60，以向其传递牵引扭矩。混合变速器50优选地是双模式传动装置，其被构造为在固定齿轮模式下或者在称为模式1和模式2的两个不同齿轮系中的一个中产生并传递扭矩。模式1包括采用扭矩机中的单个例如第二扭矩机36来产生牵引扭矩。模式2包括采用第一扭矩机35和第二扭矩机36两者来产生牵引扭矩。操作动力系系统10以产生牵引扭矩包括在固定齿轮模式、模式1和模式2中的一个中操作混合变速器50并在ON状态、OFF状态和FCO状态中的一个中控制发动机40。
在一个实施例中，驱动系60可以包括机械地结合到车轴64的差动齿轮装置65或机械地结合到车轮66的半轴。差动齿轮装置65结合到混合动力系系统20的输出构件62，并在它们之间传递输出功率。驱动系60在混合变速器50和路面之间传递牵引动力。
源自发动机40的机械动力可以经由输入构件42传递到第一扭矩机35，并经由混合变速器50传递到输出构件62。源自第一扭矩机35的机械动力可以经由混合变速器50和输入构件42传递到发动机40，并可以经由混合变速器50传递到输出构件62。源自第二扭矩机36的机械动力可以经由混合变速器50传递到输出构件62。机械动力可以经由输出构件62在混合变速器50和驱动系60之间传递。与机械动力传递相关联的操作参数包括在发动机40和混合变速器50之间的由输入扭矩Ti和输入速度Ni指示的动力以及在混合变速器50和驱动系60之间的由牵引扭矩To和输出速度No指示的动力。
当能量储存装置25为高电压电池时，其储存电势电能，并经由高压总线29电连接到连接至第一扭矩机35和第二扭矩机36的逆变器模块30，从而在它们之间传递电功率。在一个实施例中，外部连接器26电连接到高电压电池25，并可连接到外部AC电源，从而提供用于为高电压电池25充电的电功率。
与能量储存装置25相关联的参数包括均由控制系统10监测的荷电状态、温度、可用电压和可用电池功率。可用电池功率描述了电池功率限值，其包括分别描述为最大荷电状态和最小荷电状态的最小可允许电池功率和最大可允许电池功率之间的可允许范围。应当明白，在可规则地监测的参数例如荷电状态（后面称为SOC）或其它适当参数方面测量电池功率。可允许的电池功率限值优选地以阈值水平建立，以防止会导致缩短其使用寿命的损坏的能量储存装置25的过充电或过放电。
电功率管理系统可以是电荷耗尽系统或电荷维持系统。术语电荷耗尽系统和电荷维持系统限定并指示用于在接通循环期间使用并管理混合动力车辆中的储存的电功率的操作策略。在接通循环期间，电荷耗尽系统优先唯一地使用扭矩机来产生牵引扭矩，直到能量储存装置25的SOC小于预定阈值为止，此时，内燃发动机被激活，从而产生用于牵引扭矩和电功率产生中的任一个或两者的扭矩。在接通循环期间，电荷维持系统使用发动机和扭矩机两者来产生牵引扭矩，目的是为了在整个接通循环期间将能量储存装置25的SOC维持在预定的范围内，并且目的是使在接通循环结束时的SOC与在接通循环开始时的SOC基本相同。这里描述的阈值状态幅值被确定且对应于电功率管理系统是电荷耗尽系统还是电荷维持系统。
控制系统10包括以信号方式连接到操作者界面14的控制模块12。控制模块12包括低电压电源，从而向其提供调节的电功率。应当明白，存在多个人/机接口装置，车辆操作者通过其来指令车辆5的操作，包括例如能够使操作者使发动机40、加速器踏板、制动踏板和变速器范围选择器即PRNDL转动并起动的点火开关。车辆操作者指令包括操作者扭矩请求，其指示操作者对传递到驱动系60的牵引扭矩幅值的请求，以实现车辆加速。应当明白，车辆加速包括正加速事件和负加速事件。
虽然控制模块12和操作者界面14被示为单独的分立元件，但是这样的图示是为了便于描述。应当明白，描述为由控制模块12执行的功能可以组合到一个或多个装置中，例如在软件、硬件和/或专用集成电路（ASIC）和与控制模块12分开且不同的辅助电路中执行。应当明白，可以使用包括例如通信总线18的通信路径55来实现传递到控制模块12和从控制模块12传递的信息。
控制模块12优选地经由通信总线18以信号方式且可操作地连接到混合动力系系统20的各个元件。控制模块12以信号方式连接到能量储存装置25、逆变器模块30、第一扭矩机35和第二扭矩机36、发动机40以及混合变速器50中每个的感测装置，以监测操作并确定它们的参数。
控制模块、模块、控制、控制器、控制单元、处理器和类似的术语是指专用集成电路（ASIC）、电子电路、中央处理单元（优选地，微处理器）和执行一项或多项软件或固件程序的相关联的存储器和贮存器（只读、可编程只读、随机存取、硬盘驱动器等）、组合逻辑电路、输入/输出电路和装置、合适的信号调整和缓冲电路以及用于提供所描述功能的其它适当部件中的一个或多个的一种或各种组合。控制模块具有一组控制算法，其包括贮存的软件程序指令和存储在存储器中且被执行以提供期望功能的校准。算法优选地在预设的环循环期间执行。算法例如通过中央处理单元来执行，并可操作以监测来自感测装置和其它网络化的控制模块的监测器输入，并且执行控制和诊断例程来控制致动器的操作。环循环可以在正在进行的发动机和车辆操作期间以规则的间隔例如每隔3.125毫秒、6.25毫秒、12.5毫秒、25毫秒和100毫秒来执行。可选地，算法可以响应于事件的发生来执行。
发动机40的监测参数优选地包括发动机速度、发动机扭矩或负荷以及温度，其包括输入扭矩Ti和输入速度Ni。混合变速器50的监测参数优选地包括旋转速度，其包括牵引扭矩To和输出速度No，以及多个位置处的液压，可以由此确定包括特定扭矩传递离合器的应用的参数。第一扭矩机35和第二扭矩机36的监测参数优选地包括旋转速度和功率流量，例如电流流量，可以由此确定马达扭矩。在一个实施例中，能量储存装置25的监测参数可以包括电池功率、荷电状态和电池温度。
控制模块12可操作地连接到包括第一逆变器32和第二逆变器33的逆变器模块30的致动器、发动机40和混合变速器50，从而根据以算法和校准的形式储存的所执行的控制方案来控制其操作。应当明白，第一逆变器32和第二逆变器33中的每个以适合于利用第一扭矩机35和第二扭矩机36中的一者或两者产生扭矩的方式转变电功率，并根据扭矩输入和操作条件以适合于利用第一扭矩机35和第二扭矩机36中的一者或两者产生电功率的方式转变机械动力。
控制模块12根据第一扭矩机35和第二扭矩机36来执行控制方案以控制发动机40的操作，从而与控制逆变器模块30的操作以管理电功率流量同时地响应于操作者扭矩请求来管理机械动力到驱动系60的传递。这样的控制方案包括将发动机40的操作与和能量储存装置25相关联的可允许功率限值平衡。这包括控制发动机40的操作，以实现优选的发动机速度/负荷操作点，这实现了峰值或以其它方式优选的效率。
图2示出了用于使用适当的高电压电池作为能量储存装置25来控制混合动力系比如参照图1描述的混合动力系20的操作的控制方案100。控制方案100响应于操作者扭矩请求来控制混合动力系20的操作。这包括：当条件需要发动机40的操作来产生用于牵引扭矩和/或用于电功率产生的扭矩时，操作混合动力系系统20，以实现排气后处理装置45的起燃。现在将参照图2和表1对此加以详细描述。
指令的扭矩输出包括从扭矩产生装置例如内燃发动机40以及第一扭矩机35和第二扭矩机36输出的组合扭矩，其响应于操作者扭矩请求和其它动力系系统动力要求，后者包括例如对电功率和液压流量的动力需求。牵引扭矩是传递到驱动系的由扭矩产生装置例如内燃发动机40以及第一扭矩机35和第二扭矩机36产生的输出扭矩的组合。牵引扭矩响应于操作者扭矩请求。
表1被提供为一种手段，其中，如下阐述了参照图2示出的用数字标记的框和控制方案100的相应功能。
表1
框 框内容
102 监测Treq、SOC、To、No、N和Vss
103 To > To_Max_Mode_1_Eng_Off ？
104 No > No_Max_Mode_1_Eng_Off ？
105 响应于Treq在Mode_1_Eng_Off下产生牵引扭矩
106 To < To_Max_Mode_2_Eng_Off ？
107 进行至Mode_2_Eng_Off
108 响应于Treq在Mode_2_FCO下产生牵引扭矩并使发动机旋转
109 发动机供料请求是由于电池功率限值？或Treq超过第一和第二扭矩机的输出扭矩能力？
110 To > 当前发动机速度下的To_Max_Mode_2_FCO？
111 减小To_Max_Mode_2_FCO（下一个事件）
112 Ni能否增大以保持燃料切断？
113 激活EHC加热
114 用于保持燃料切断的目标Ni >>用于催化剂起燃的目标Ni？
115 开始发动机供料和点火；在ON状态下操作发动机
116 在ON状态下操作发动机并控制发动机至预定的速度/负荷操作点和优选的燃烧正时达逝去的时间段，以实现催化剂起燃
118 响应于Treq减去发动机输出扭矩控制扭矩机达逝去的时间段
120 将Treq和To_Max_Mode_2_ LO进行比较
121 中止起燃事件
122 响应于Treq控制发动机
在每个接通循环期间，动力系系统20的元件产生扭矩输出，其包括响应于操作者扭矩请求传递到驱动系60的牵引扭矩。动力系系统20最初在模式1下操作混合变速器50，从而产生牵引扭矩，其中，内燃发动机40处于OFF状态。
在正在进行的操作期间，监测包括操作者扭矩请求（Treq）、牵引扭矩（To）、与车辆速度（Vss）有关的输出速度（No）、发动机速度（N）和能量储存装置25的SOC（荷电状态）的车辆和动力系操作参数（102）。动力系系统20在第一模式例如模式1下操作混合变速器50，第一模式包括利用单个扭矩机例如第二扭矩机36产生牵引扭矩。最初，如这里所描述的，发动机40处于OFF状态。
规律地且定期地将牵引扭矩与和在发动机40处于OFF状态的模式1下操作混合变速器50相关联的第一牵引扭矩阈值进行比较（To> To_Max_Mode_1_Eng_Off？）（103）。第一牵引扭矩阈值（To_ Max_Mode_1_Eng_Off）是当在发动机40处于OFF状态的模式1下利用为了使发动机40旋转并起动所保持的扭矩储备来操作混合变速器50时可由动力系系统20实现的最大牵引扭矩。
当牵引扭矩小于第一牵引扭矩阈值（0）时，将输出速度与第一输出速度阈值进行比较（No> No_Max_Mode_1_Eng_Off？）（104）。第一输出速度阈值（No_Max_Mode_1_Eng_Off）是当在发动机40处于OFF状态的模式1下利用为了使发动机40旋转并起动所保持的扭矩储备来操作混合变速器50时可由动力系系统20实现的最大输出速度。当输出速度小于第一输出速度阈值（0）时，在发动机40处于OFF状态的模式1下操作混合变速器50的同时产生牵引扭矩（105）。
当输出速度大于第一输出速度阈值（1）时，将牵引扭矩与和在模式2下操作混合变速器50相关联的第二牵引扭矩阈值进行比较（To> To_Max_Mode_2_Eng_Off？）（106）。第二牵引扭矩阈值（To_ Max_Mode_2_Eng_Off）是当在发动机40处于OFF状态的模式2下利用为了使发动机40旋转并起动所保持的扭矩储备来操作混合变速器50时可由动力系系统20实现的最大牵引扭矩。
当牵引扭矩小于与在模式2下操作混合变速器50相关联的第二牵引扭矩阈值（0）时，在发动机40处于OFF状态的模式2下指令操作（107）。在发动机40处于OFF状态的模式2下操作混合变速器50包括在发动机40处于OFF状态的情况下利用第一扭矩机35和第二扭矩机36两者来产生牵引扭矩。只要能量储存装置25的SOC大于阈值，并且第一扭矩机35和第二扭矩机36能够实现操作者扭矩请求，那么动力系系统10响应于操作者扭矩请求在模式2下利用混合变速器50操作。
当牵引扭矩大于与在模式2下操作混合变速器50相关联的第二牵引扭矩阈值（1）时，在FCO状态的模式2（Mode_2_FCO）下指令操作，以产生牵引扭矩，并将扭矩传递到输入构件42，以使发动机40旋转（108）。此时，在包括电加热催化元件例如EHC 48的实施例中，可以激活EHC 48。发动机40随后旋转，但最初在FCO状态下旋转。在一个实施例中，采用第一扭矩机35使发动机40旋转，并采用第二扭矩机36来产生牵引扭矩。
在发动机40处于FCO状态的操作期间，判断使发动机40旋转并起动的请求是否与电池功率相关联，即，如果SOC小于优选的幅值，从而需要发动机40的操作来产生用于牵引扭矩并用于电池充电的功率，或者如果在模式2下操作的同时操作者扭矩请求是否大于第一扭矩机35和第二扭矩机36的输出扭矩能力（109）。如果是（109）（1），则减小最大牵引扭矩（To_ Max_Mode_2_FCO）（111），并通过开始发动机供料、将发动机点火并在ON状态下操作发动机40来继续操作，以实现催化剂起燃（115）。最大牵引扭矩（To_Max_Mode_2_FCO）是当在发动机40处于FCO模式的模式2下操作混合变速器50时可由动力系系统20实现的最大牵引扭矩。如果否（109）（0），则使发动机40旋转的请求与操作者扭矩请求相关联，并将牵引扭矩与在当前发动机速度（N）下确定的当前发动机速度的最大牵引扭矩进行比较（To> To_Max_Mode_2_FCO_N？）（110）。
当牵引扭矩大于当前发动机速度的最大牵引扭矩（1）时，确定发动机速度是否能够增大至目标输入速度（保持燃料切断）（112）。
当发动机速度不能增大至目标输入速度（0）时，通过开始发动机供料、将发动机点火并在ON状态下操作发动机40来继续操作，以实现催化剂起燃（115）。
当发动机输入速度能够增大至目标输入速度（1）时，通过激活到如此配备的系统上的EHC 48的电功率流量来继续操作（113），并将目标输入速度与用于催化剂起燃的目标发动机速度进行比较（114）。当目标输入速度充分地大于用于催化剂起燃的目标发动机速度（1）时，电功率升压转换器被激活，以将第一扭矩机35的速度增大至如此配备的系统上的目标输入速度。优选地，系统通过激活的电功率升压转换器执行至少一个环。在通过激活的电功率升压转换器执行至少一个环之后，系统开始使发动机供料开始、将发动机点火并在ON状态下操作发动机40，以实现催化剂起燃（115）。
在ON状态下操作发动机并将操作控制到预定的速度/负荷操作点以实现催化剂起燃包括在优选的速度/负荷操作点和优选的燃烧正时下操作发动机40达逝去的时间段（116）。在该时段期间，发动机40优选地产生预定幅值的发动机扭矩，而不考虑操作者扭矩请求。相应地，混合变速器50正在第一扭矩机35和第二扭矩机36受控的模式2下操作，以产生响应于操作者扭矩请求并将发动机40的输出扭矩考虑在内的牵引扭矩（118）。因此，响应于操作者扭矩请求，第一扭矩机35和第二扭矩机36被控制为首要负荷跟随器（follower）。在该逝去的时间段期间，优选地不响应于暂时负荷和速度调节发动机40的操作。
在ON状态下操作发动机以实现排气后处理装置45的起燃的逝去时间段（116）期间，用于操作发动机40的预定操作条件包括发动机速度、发动机空气流量（负荷）、火花正时以及燃料喷射质量和正时的预定状态，以实现优选的速度/负荷操作点和优选的燃烧正时，包括产生预定幅值的发动机扭矩。操作发动机40优选地包括通过控制火花正时和/或燃料喷射正时来控制燃烧正时，以产生包括适合于实现催化剂起燃的优选组成的废气供给流。控制燃烧正时可以包括延迟火花正时、延迟燃料喷射正时、执行包括后燃烧燃料喷射的分割燃料喷射策略和/或其它适当的控制方案，以产生包括适合于实现催化剂起燃的优选组成的废气供给流。
用于实现排气后处理装置45的起燃的逝去时间段是可以通过实验确定的适当的时间段，与发动机40和排气后处理装置45的特定设计和操作特性相关联，并优选地在5秒至10秒的范围内。
在逝去的时间段期间，将操作者扭矩请求（Treq）与在混合变速器50在模式2下操作且结合发动机40在优选的速度负荷操作点下操作以实现催化剂起燃的情况下第一扭矩机35和第二扭矩机36的输出扭矩能力（To_Max_Mode_2 _LO）进行比较（120）。
当操作者扭矩请求基本上大于在结合发动机40在优选的速度/负荷操作点下操作的情况下第一扭矩机35和第二扭矩机36的输出扭矩能力（1）时，中止催化剂起燃操作（121），并且响应于操作者扭矩请求操作发动机40。另外，当使用当前操作方案不能满足与电池、第一扭矩机35和第二扭矩机36或其它输出功率相关联的输出功率请求时，可以中止用于实现催化剂起燃的发动机40在逝去的时间段内在优选的速度/负荷操作点下的操作。当用于实现催化剂起燃的发动机40在逝去的时间段内在优选的速度/负荷操作点下的操作被频繁地中止时，可以减小被用来开始使发动机旋转、发动机供料和相关联的操作以实现催化剂起燃的阈值扭矩（To_ Max_Mode_2_FCO）。
在逝去的时间段之后用于实现催化剂起燃的发动机40的操作包括在响应于操作者扭矩请求的速度/负荷操作点下控制发动机40（122）。因此，在该时段期间，发动机40可以是响应于操作者扭矩请求的首要负荷跟随器。相应地，混合变速器50以固定齿轮模式、模式1和模式2中的适当一个模式操作，以将扭矩传递到驱动系60。然而，优选地不响应于操作者扭矩请求来控制来自混合变速器50的扭矩输出。发动机操作可以包括进一步响应于高电压电池25的荷电状态的功率产生。
应当明白，随后的发动机操作可以包括：操作发动机40以基本上产生所有牵引扭矩、在FCO状态下操作发动机、执行自动停止控制方案并在使用第一扭矩机35和第二扭矩机36中的一者或两者来产生牵引扭矩的情况下在OFF状态下操作发动机，或者在发动机以及第一扭矩机35和第二扭矩机36中的一者或两者响应于操作者扭矩请求产生牵引扭矩的情况下在模式1或模式2下操作。
图3-1、图3-2和图3-3用图示出了包括被构造为执行控制方案100的混合动力系系统20的车辆5的实施例的数据相关操作。示出的数据如这里参照相应的图所描述的，其中，在y轴上示出了逝去时间（105）的共同刻度。
图3-1示出了旋转速度（RPM）202、燃料流率（gm/sec）204、扭矩（N-m）206和车辆速度（km/h）208的y轴刻度，并示出了与包括以车辆速度（210）和指令的最小目标车辆速度（215）的形式的操作者扭矩请求在内的仿真车辆操作相关联的数据，以示出其时率变化。示出了以发动机速度（220）、发动机制动扭矩（223）和发动机燃料流率（225）的形式的发动机操作。
图3-2包括旋转速度（RPM）202的y轴刻度，并示出了均与参照图3-1示出的车辆操作对应的第一扭矩机35（230）和第二扭矩机36（235）的旋转速度以及发动机速度（220）。
图3-3包括扭矩（N-m）206的y轴刻度，并示出了与参照图3-1示出的车辆操作对应的第一扭矩机35（240）、第二扭矩机36（245）和发动机制动扭矩（N-m）（223）的扭矩输出。还示出了第一扭矩机35（247）的马达驱动限制扭矩和第二扭矩机36（249）的马达驱动限制扭矩。
图3-1、图3-2和图3-3示出：在最初操作时段（260）期间，由指令的最小目标车辆速度（215）指示的操作者扭矩请求可以使用来自第一扭矩机35和第二扭矩机36的扭矩输出来实现，并且没有来自发动机40的扭矩贡献。发动机40既没有在操作也没有在旋转，如所示。
在时间点265，由指令的最小目标车辆速度（215）指示的操作者扭矩请求超过允许使发动机40旋转的扭矩的第二扭矩机36的扭矩能力。控制系统用于使发动机40旋转，并且发动机速度（220）增大。如所示，发动机供料（225）随后在发动机在ON状态下操作的情况下基本上立即开始。
在时间点270，发动机在ON状态下操作，从而增大以实现优选的发动机速度，其接近1300rpm（220）。
在时间点272，发动机速度（220）接近优选的发动机速度（220）例如接近1300rpm以及由发动机供料（225）指示的优选的负荷点，从而产生优选的发动机制动扭矩（223），如所示。最初，首先使用第二扭矩机36产生牵引扭矩，其中发动机40提供一些受限的贡献。发动机40首要地操作以产生实现排气后处理系统45的起燃的废气供给流。发动机制动扭矩（223）可以用来有助于牵引扭矩，或者可以与第一扭矩机35一起使用，从而通过第二扭矩机36产生用于牵引扭矩产生的电功率。发动机操作被控制到优选的发动机速度和如由发动机供料（225）指示的优选的负荷点，从而在已经为特定发动机40和排气后处理系统45确定的逝去的时间段内产生优选的发动机制动扭矩（223）。
在时间点275，用于实现排气后处理系统45的起燃的逝去的时间段期满，发动机40被控制到发动机速度/负荷操作点，以响应于操作者扭矩请求结合第二扭矩机36产生牵引扭矩。从第二扭矩机36输出的扭矩相应地减小。
操作者扭矩请求会随后减小（如所示），包括减小至这样的点，即，在该点，执行自动停止控制方案，以停止发动机40，并在发动机处于OFF状态下的模式1或模式2中的一个模式下重新开始操作。使用第一扭矩机35和第二扭矩机36产生牵引扭矩，其可以包括操作再生制动控制方案，从而在制动期间从车辆动力恢复电功率。
本发明已经描述了特定的优选实施例及其修改。在阅读并理解本说明书的基础上，可以对其它实施例进行进一步的修改和改变。因此，本发明旨在不局限于作为预期用于实施本发明的最佳模式所公开的特定实施例，而是本发明将包括落在所附权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种用于操作动力系系统的方法，所述动力系系统包括混合变速器和结合到排气后处理装置的内燃发动机，所述方法包括：
只要牵引扭矩小于阈值，那么在所述内燃发动机处于发动机关闭状态下响应于操作者扭矩请求操作所述混合变速器以产生牵引扭矩；
当所述操作者扭矩请求超过所述阈值时，在优选的操作条件下在发动机启动状态下操作所述内燃发动机以实现所述排气后处理装置的起燃，并同时地操作所述混合变速器以响应于所述操作者扭矩请求产生牵引扭矩；且然后
响应于所述操作者扭矩请求在所述发动机启动状态下操作所述内燃发动机以产生牵引扭矩。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述内燃发动机在优选的操作条件下在发动机启动状态下操作，从而在足以实现所述排气后处理装置的起燃的预定持续时间内实现所述排气后处理装置的起燃。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述优选的操作条件包括优选的发动机操作点。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述优选的操作条件包括优选的发动机操作点和优选的燃烧正时。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述内燃发动机在优选的操作条件下在发动机启动状态下操作，从而在足以实现所述排气后处理装置的起燃的预定持续时间内实现所述排气后处理装置的起燃。
6.如权利要求1所述的方法，其中，操作所述混合变速器以产生牵引扭矩包括在第一模式下操作所述混合变速器，所述方法还包括：
当在优选的操作条件下在发动机启动状态下操作所述内燃发动机以实现所述排气后处理装置的起燃之前所述牵引扭矩超过所述阈值时，在第二模式下操作所述混合变速器，从而在所述内燃发动机处于燃料切断状态下响应于所述操作者扭矩请求产生牵引扭矩。
7.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：当在所述发动机启动状态下操作所述内燃发动机以响应于所述操作者扭矩请求产生牵引扭矩时，同时地在第一模式和第二模式中的一个模式下操作所述混合变速器。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述阈值对应于在所述内燃发动机处于发动机关闭状态下混合变速器产生牵引扭矩的预定限值。
9.一种用于操作混合动力系系统的方法，所述混合动力系系统包括内燃发动机和被构造为将扭矩传递到变速器的多个扭矩机，所述变速器结合到驱动系，所述方法包括：
当操作者扭矩请求超过在所述内燃发动机处于发动机关闭状态下扭矩机产生牵引扭矩的预定限值时，在优选的操作条件下在发动机启动状态下操作所述内燃发动机，以实现所述排气后处理装置的起燃，并同时地操作所述扭矩机以响应于所述操作者扭矩请求产生牵引扭矩；以及
在实现所述排气后处理装置的起燃之后，在所述发动机启动状态下操作所述内燃发动机以响应于所述操作者扭矩请求产生牵引扭矩。
10.如权利要求9所述的方法，所述方法还包括：只要所述牵引扭矩小于所述预定限值，那么在所述内燃发动机处于所述发动机关闭状态下操作所述扭矩机以响应于所述操作者扭矩请求产生牵引扭矩。
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