CN102826085B - 用于响应于发动机温度控制混合动力系统的方法和装置 - Google Patents

用于响应于发动机温度控制混合动力系统的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于响应于发动机温度控制混合动力系统的方法和装置，具体地，用于控制包含内燃发动机的混合动力系统的方法包括：响应于内燃发动机的优选最低冷却剂温度轨迹，控制混合动力系统的运行。

Description

用于响应于发动机温度控制混合动力系统的方法和装置
政府合同权利
本发明在美国政府支持下依据由美国能源部授予的协议编号DE-FC26-08NT04386而完成。美国政府可以享有本发明中的某些权利。
技术领域
本公开涉及对包括扭矩机和内燃发动机的混合动力系统的控制。
背景技术
本部分中的叙述仅仅提供与本公开相关的背景信息。因此，这类叙述不旨在构成对现有技术的承认。
车辆系统包括动力系统，其提供用于推进的牵引扭矩。动力系统可以包括：混合系统、全电动系统、以及续程的电动系统，这些系统可被配置用以在各种运行模式中运行以产生并传递扭矩至传动系。这样的动力系统使用扭矩产生装置、离合器和变速器。扭矩产生装置包括内燃发动机和电驱动马达/发电机，即电机。
在响应于对牵引功率的操作员扭矩请求的同时，已知的动力系统利用控制方案来最小化内燃发动机中的燃料消耗。已知的最小化燃料消耗的控制方案包括减速燃料切断(DFCO)方案和发动机自动停止方案。消耗的燃料产生功率和热，其可以用在动力系统和车辆中的其它地方，诸如在车辆舱室中。已知的车辆系统包括操作员可控的HVAC系统，其产生热需求和电需求，该热需求和电需求实际上是随机的并且因名义预期的预热性质而异。
在某些动力系运行情况下，操作仅最小化燃料消耗的动力系统可以不操作内燃发动机使得：产生热来满足例如客厢舒适性和窗户除霜/除雾的热需求和要求。
发明内容
用于对包含内燃发动机的混合动力系统进行控制的方法包括：响应于内燃发动机的优选最低冷却剂温度轨迹，控制混合动力系统的运行。
本发明提供如下方案：
1. 一种用于控制包含内燃发动机的混合动力系统的方法，所述方法包括：响应于内燃发动机的优选最低冷却剂温度轨迹，控制所述混合动力系统的运行。
2. 根据方案1所述的方法，其中控制所述混合动力系统的运行包括：响应于所述内燃发动机的所述优选最低冷却剂温度轨迹和发动机冷却剂温度，对所述混合动力系统执行闭环控制。
3. 根据方案2所述的方法，其中对所述混合动力系统执行闭环控制包括：
通过相对于所述内燃发动机的所述优选最低冷却剂温度轨迹和所述发动机冷却剂温度之间的差所确定的标量乘数来调节所述发动机的基础发动机排热响应面；以及
控制所述发动机的运行以产生热从而使得所述冷却剂温度遵循所述优选最低冷却剂温度轨迹。
4. 根据方案3所述的方法，其中所述优选最低冷却剂温度轨迹在滞后温度带内。
5. 根据方案4所述的方法，其中所述滞后温度带包括上优选最低冷却剂温度和下优选最低冷却剂温度。
6. 根据方案5所述的方法，其中响应于车辆速度修正所述下优选最低冷却剂温度。
7. 根据方案1所述的方法，其中所述优选最低冷却剂温度轨迹包括与运行的最初预热期和运行的稳定期相关联的温度。
8. 一种用于控制包括内燃发动机的混合动力系统的方法，所述方法包括：
确定所述内燃发动机的优选最低冷却剂温度轨迹；
响应于所述内燃发动机的所述优选最低冷却剂温度轨迹和发动机冷却剂温度，对所述混合动力系统执行闭环控制；以及
控制所述内燃发动机的运行以产生热从而使得所述发动机冷却剂温度以遵循所述优选最低冷却剂温度轨迹。
9. 根据方案8所述的方法，其中所述优选最低冷却剂温度轨迹在滞后温度带内。
10. 根据方案8所述的所述的方法，其中所述优选最低冷却剂温度轨迹包括与运行的最初预热期和运行的稳定期相关联的基于时间的温度。
11. 一种用于控制包括内燃发动机的混合动力系统的方法，所述方法包括：
确定所述内燃发动机的优选最低冷却剂温度轨迹，所述优选最低冷却剂温度轨迹包括对应于最初预热期和稳定期内的车辆运行的逝去时间的最低冷却剂温度；
响应于所述优选最低冷却剂温度轨迹和发动机冷却剂温度，控制所述混合动力系统；以及
控制所述内燃发动机的运行以产生热从而使得所述发动机冷却剂温度遵循所述优选最低冷却剂温度轨迹。
12. 根据方案11所述的方法，其中所述优选最低冷却剂温度轨迹在滞后温度带内。
13. 根据方案12所述的方法，其中所述滞后温度带包括上优选最低冷却剂温度和下优选最低冷却剂温度。
14. 根据方案13所述的方法，其中所述滞后温度带包括所述上优选最低冷却剂温度和所述下优选最低冷却剂温度，其中响应于车辆速度修正所述下优选最低冷却剂温度。
附图说明
现在将通过举例的方式参考附图描述一个或多个实施例，附图中：
图1示出根据本公开的包括混合动力系统的车辆，该混合动力系统联接到传动系并且受到控制系统的控制；
图2示出根据本公开的用于响应于冷却剂温度和优选冷却剂温度轨迹来控制和管理混合动力系统的运行的控制方案；
图3示出对于利用根据本公开的混合动力系统的车辆来说的相对于车辆运行时间（分钟）的温度(oC)；
图4示出基础发动机排热响应面，其包括基础排热运行成本（kW），该成本相对于根据从根据本公开的混合动力系统中所利用的内燃发动机的发动机速度(RPM)和发动机扭矩(Nm)所限定的发动机运行点而确定；
图5示出修正的发动机排热响应面，其包括修正的发动机排热运行成本（kW），该成本相对于根据从根据本公开的混合动力系统中所利用的内燃发动机的发动机速度(RPM)和发动机扭矩(Nm)所限定的发动机运行点而确定；
图6示出相对于优选最低冷却剂温度和冷却剂温度的示例性加热器性能标量，该优选最低冷却剂温度和冷却剂温度作为针对在根据本公开的混合动力系统中所利用的内燃发动机的车辆运行时间的函数；
图7示出相对于车辆运行时间的优选最低冷却剂温度的滞后温度带和冷却剂温度，该车辆运行时间针对根据本公开的混合动力系统中所利用的内燃发动机而确定；以及
图8示出相对于车辆运行时间的优选最低冷却剂温度的修正的滞后温度带和冷却剂温度，该车辆运行时间针对根据本公开的混合动力系统中所利用的内燃发动机而确定。
具体实施方式
现在参照附图，其中展示仅仅是为了说明某些示例性实施例的目的而不是为了对其进行限制的目的，图1示意性地示出包括混合动力系统20的车辆5，该混合动力系统包括内燃发动机40和非燃烧扭矩机35和36，这些扭矩机联接到变速器50，该变速器联接到传动系60，所有上述均可以由控制系统10控制。在整个说明书中类似的标记表示类似的元件。混合动力系统20可被配置为混合系统（包括串联混合系统、并联混合系统、和复合混合系统中的一种）、续程的电动系统(EREV)、或另一动力系配置，不受限制。车辆5包括内部舱室80，该内部舱室主要包括用于提供座位的客厢舱室。包括混合动力系统20的车辆5是例证性的而不是限制性的。
混合动力系统20利用通信路径55、机械功率路径57、和高压电功率路径59。机械功率路径57机械地联接产生、使用、和/或传递扭矩的元件，分别包括：内燃发动机40、第一电动扭矩机35和第二电动扭矩机36、变速器50、以及传动系60。高压电功率路径59电气地连接产生、使用、和/或传递高压电功率的元件，包括这样的元件如能量储存装置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。高压电功率路径59包括高压直流(DC)总线29。通信路径55可以包括直接数据传递线和高速数据传递线，以影响控制系统10内的通信以及影响控制系统10和车辆5的元件之间的通信。通信路径55可以包括直接模拟连接、数字连接、串行外设接口（SPI）总线、以及高速通信总线18中的一个或多个，该高速通信总线可以包括控制器局域网即CAN总线。
发动机40是通过燃烧过程将燃料转换成机械功率的任何内燃发动机。发动机40装备有多个感测装置和致动器，该感测装置和致动器被配置用以监测运行和传送燃料以形成燃烧充气从而产生扭矩。所关注的一个传感器是冷却剂温度传感器41，其被配置用以监测发动机40的运行温度。发动机40被配置为操作成火花点火发动机，并且燃烧的正时以及关联的发动机扭矩受到提前或延迟的火花点火正时的控制。发动机40被配置为以火花点火燃烧模式或受控的自动点火（HCCI）燃烧模式运行的火花点火直接喷射式（SIDI）发动机。替代地，发动机40被配置成操作为压缩点火发动机，并且燃烧的正时以及关联的发动机扭矩受到燃料喷射事件的提前或延迟的正时的控制。发动机40被配置用以在车辆系统5的正在进行的运行期间执行自动启动和自动停止控制方案以及减速燃料切断（DFCO）控制方案。通过定义的方式，发动机40在其被提供燃料并且旋转时视为处于运行(ON)状态，并且在其未被提供燃料并且未旋转时被视为处于关闭(OFF)状态。发动机40在其正在旋转但未被提供燃料时被视为处于DFCO状态。
第一扭矩机35和第二扭矩机36是任何非燃烧扭矩机，并且优选地包括多相电马达/发电机，该电马达/发电机电连接到逆变器模块30，该逆变器模块被配置用以将储存的电能转换成机械功率和将机械功率转换成可以存储在能量储存装置25中的电能。第一扭矩机35和第二扭矩机36在以扭矩和旋转速度的形式的功率输出上具有限制。
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相互作用，以将储存的电能转换成机械功率和将机械功率转换成可以存储能量储存装置25中的电能。第一电功率逆变器32和第二电功率逆变器33可运行以将高压DC电功率转换成高压交流(AC)电功率并且还可运行以将高压AC电功率转换成高压DC电功率。起源于第一扭矩机35的电功率可经由逆变器模块30和高压总线29被电气地传送到能量储存装置25，以及经由逆变器模块30被电气地传送到第二扭矩机36。
变速器50优选地包括一个或多个差动齿轮组和可激活离合器组件，以实现在发动机40、第一扭矩机35和第二扭矩机36、和联接到传动系60的输出构件62之间的扭矩传送。变速器50是双模式变速器装置，该变速器装置被配置成结合第一扭矩机35和第二扭矩机36运行以在被称为模式1和模式2的两个或更多个不同齿轮系之一中传递扭矩。被称为模式1和模式2的两个或更多个不同齿轮系可以包括固定齿轮运行和连续可变运行中的一者或两者。
传动系60可以包括差动齿轮装置65，该差动齿轮装置机械地联接到机械地联接到车轮66的轮轴64或半轴。差动齿轮装置65联接到混合动力系统20的输出构件62，并且在它们之间传递输出功率。传动系60在变速器50和路面之间传递牵引功率。
能量储存装置25可以是任何能量储存装置，例如，高压电池。一个示例性能量储存装置25是用多个锂离子电池制造的高压电池。应了解，能量储存装置25可以包括多个电池、超级电容器、以及被配置用以在车上存储能量和提供电能的其它电化学装置。当能量储存装置25是高压电池时，它经由高压总线29电连接到逆变器模块30，该逆变器模块连接到第一扭矩机35和第二扭矩机36以在其间传递电功率。外部连接器26电连接到高压电池25，并且可连接到外部AC电源以提供电功率用于对高压电池25充电。
控制系统10包括控制模块12，该控制模块以信号连接到操作员界面14。操作员界面14被用来集合地表示多个人/机接口装置，车辆操作员通过该人/机接口装置指令车辆5的运行。应了解，人/机接口装置可以包括：例如用以使操作员能够发动（crank）并启动发动机40的点火开关、加速器踏板、制动踏板、以及变速器范围选择器即PRNDL。车辆操作员指令包括操作员扭矩请求（To），该操作员扭矩请求表示对被输送至传动系60以实现车辆加速的牵引扭矩量的操作员请求。应了解，车辆加速包括正加速事件和负加速事件。
车辆包括可以影响发动机运行、发动机冷却剂温度、以及电负载的其它系统和控制方案。车辆系统具有可控的HVAC系统，响应于操作员输入，可控的HVAC系统发出热负载请求和电负载需求。其它车辆系统可以包括排气热回收（EGHR）系统。一个示例性EGHR包括：第一热交换器，该第一热交换器在排气和发动机冷却剂之间传递热；以及第二热交换器，该第二热交换器在发动机冷却剂和变速器流体之间传递热，其中射流回路流体地连接第一热交换器和第二热交换器。其它车辆系统可以包括可控的电动客厢加热器。其它车辆系统可以包括可控的电动挡风玻璃除雾器。其它车辆系统可以包括可控的电动后窗除雾器。
控制模块12以信号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、以及变速器50中的每一者的感测装置。控制模块12直接地或经由通信总线18操作地连接到发动机40、变速器50、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，从而根据以例程和校准的形式存储的已执行控制方案来控制其运行。
为了便于描述，控制模块12被示出为单个整体元件。控制模块12优选地具有分布式架构，该分布式架构包括多个控制模块装置。被描述为由控制模块12执行的功能可以合并到一个或多个装置，例如在软件、硬件、和/或专用集成电路(ASIC)以及独立于且不同于控制模块12的辅助电路中执行。优选地，主控制模块装置监督并且引导分布式架构的单独的控制模块的运行，单独的控制模块与单独的控制模块装置相关联。单独的控制模块可以分配给并且可以物理地定位成靠近能量储存装置25、逆变器模块30、第一扭矩机35和第二扭矩机36、发动机40、以及变速器50之一以监控并控制其运行。这样，控制模块12的单独的控制模块装置可以直接以信号连接到单独的感测装置并且直接操作地连接到单独的致动器，包括能量储存装置25、逆变器模块30、第一扭矩机35和第二扭矩机36、发动机40、以及变速器50，以监控并控制其运行。
主控制模块装置和控制模块12的单独的控制模块装置之间的通信、以及单独的控制模块装置和能量储存装置25、逆变器模块30、第一扭矩机35和第二扭矩机36、发动机40、变速器50中单独的一个之间的通信使用包括通信总线18的通信路径55实现。通信的消息可以是使用与通信路径55例如串行通信的特定元件相关联的通信协议、以传感器信号和致动器指令的形式。用高速通信总线18的通信协议优选地包括通过例如以12.5毫秒的循环周期定期地发送消息以结构化的方式执行通信。
应了解，控制系统在感测到的事件和相应的响应之间具有等待时间。等待时间可以相关到并且可以包括：传感器响应时间、传感器信号A/D转换（在必要的地方）、用于包含传感器信号的消息的通信协议、包括致动器响应确定的控制器分析、用于包括致动器响应的消息的通信协议、以及与执行致动器指令相关联的协议。等待时间包括因控制模块12的分布式架构所引起的那些。应了解，所感测的事件和相应的响应之间的任何总的等待时间可以是可预测的，因为上述等待时间是可测量并且可预测的。此处所关注的一个等待时间是来自第一电动扭矩机和第二电动扭矩机35和36之一的指令扭矩输出和来自高压能量储存装置25的电功率流中的相应的变化之间的等待时间。
发动机40的受监测参数优选地包括发动机速度(Ne)、发动机扭矩或负载(Te)、以及温度。变速器50的受监测参数优选地包括诸如输出速度(No)的旋转速度、牵引扭矩(To)、以及多个位置处的液压，从这些受监测参数可以确定包括专用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的受监测参数优选地包括旋转速度和例如电流流的功率流，从这些受监测参数可以确定马达扭矩指令(Tm)。能量储存装置25的受监测参数可以包括电池电流和电压（功率）、电荷状态、以及电池温度。应了解，可以直接测量、从直接测量值推断、或以其它方式估计受监测参数。
控制模块、模块、控制、控制器、控制单元、处理器和类似的术语指的是一个或多个专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一种或多种软件或固件程序的中央处理单元(优选地微处理器)和相关的存储器和储存器(只读、可编程只读、随机存取、硬盘等)、组合逻辑电路、输入/输出电路和装置、合适的信号调节和缓冲线路、以及提供所公开的功能性的其它合适的部件中的任何合适的一个或各种组合。软件、固件、程序、指令、例程、代码、算法和类似的术语意指包括校准程序和查询表的任何控制器可执行指令组。控制模块具有执行以提供期望的功能的一组控制例程。例程诸如通过中央处理单元执行，并且可运行以监测来自感测装置和其它网络控制模块的输入，并且执行控制和诊断例程以控制致动器的运行。例程在正在进行的发动机和车辆运行期间可以每隔一定间隔执行，例如每3.125毫秒、6.25毫秒、12.5毫秒、25毫秒和100毫秒。
图2示出响应于冷却剂温度和优选的冷却剂温度轨迹用于控制和管理混合动力系统的运行的控制方案200。虽然参考利用图2的混合动力系统20的车辆5描述了控制方案200，但是应理解，控制方案200可以在其它混合动力系统上执行，不受限制。控制方案200包括：响应于内燃发动机的优选最低冷却剂温度轨迹，控制混合动力系统20的运行。
表1被提供作为图2的解释，其中用数字标记的块和相应的功能阐明如下。
表1
控制方案200所关注的受监测的条件包括：外部空气温度、车辆运行时间、车辆保温（soak）时间、以及操作员扭矩请求(202)。外部空气温度、车辆运行时间、和车辆保温时间被用作主题车辆的车辆内部舱室80的温度的指示器。
预热和稳定化运行的要求被确定(204)，并且优选地包括优选最低冷却剂温度轨迹，该优选最低冷却剂温度轨迹包括关于操作逝去时间的、与主题车辆的最初预热时段和稳定化时段相关联的最低冷却剂温度。运行时段相对于车辆运行时间来限定。参考图3示出了包括用于预热和稳定化运行的优选最低冷却剂温度轨迹的一组示例性要求。图3示出数据图300，其示出了相对于车辆运行时间310的温度(oC)305，该车辆运行时间是利用混合动力系统20的车辆5的逝去的运行时间（分钟）。应了解，发动机运行时间对应于在运行的最初预热时段期间的车辆运行时间。数据图300描绘了针对多个外部空气温度的相对于车辆运行时间的优选最低冷却剂温度轨迹，并且包括示例性车辆的预热和稳定化运行。针对包括20oC(312)、10oC(314)、0oC(316)、-10oC(318)和-20oC(320)的多个外部空气温度示出了相对于车辆运行时间的优选最低冷却剂温度轨迹。针对车辆保温时间示出了所描述的优选最低冷却剂温度轨迹，该车辆保温时间具有充分的持续期间以允许主题车辆实现稳定化温度，包括稳定化的冷却剂温度和稳定化的车辆内部舱室的温度。所描述的数据是例证性的而不是限制性的。优选地，存在对优选最低冷却剂温度轨迹的调节，以适应对于包括20oC(312)、10oC(314)、0oC(316)、-10oC(318)和-20oC(320)的多个外部空气温度的每一个来说较少持续期间的车辆保温时间的冷却剂温度和车辆内部舱室的温度上的变化。应了解，优选最低冷却剂温度轨迹针对主题车辆的车辆内部舱室。
外部空气温度、车辆运行时间、和车辆保温时间用于选择优选最低冷却剂温度轨迹(206)，其相对于车辆运行时间和外部空气温度例如 20oC、10oC、0oC、-10oC和 -20oC的外部空气温度来限定，优选地考虑车辆保温时间，并且优选地利用参考图3所示的上述最低冷却剂温度轨迹。优选地，内插方案被实施以确定针对位于20oC、10oC、0oC、-10oC和-20oC的外部空气温度之间的外部空气温度的优选最低冷却剂温度轨迹。
围绕优选最低冷却剂温度轨迹创建滞后温度带(208)。滞后温度带被应用以响应于操作员扭矩请求运行混合动力系统20(222)。混合控制方案利用滞后温度带来控制发动机自动停止事件、发动机自动启动事件和DFCO事件的发生。
响应于优选最低冷却剂温度轨迹，对混合动力系统执行闭环控制(210)。闭环控制包括优选地使用冷却剂温度传感器来直接监测冷却剂温度（230）。通过利用优选最低冷却剂温度轨迹来确定冷却剂温度和对应于车辆运行时间的优选最低冷却剂温度之间的差(212)。
确定加热器性能标量(214)，该加热器性能标量对应于针对当前车辆运行时间的冷却剂温度和优选最低冷却剂温度之间的差。对应于优选最低冷却剂温度和冷却剂温度之间的差的加热器性能标量的大小，可以使用非线性比例控制方案、比例积分控制方案、或另一控制方案来确定。图6示出相对于优选最低冷却剂温度610和冷却剂温度620的示例性加热器性能标量630，该优选最低冷却剂温度和冷却剂温度作为在混合动力系统20中所利用的内燃发动机40的当前车辆运行时间640的函数。加热器性能标量的大小从最初的高值下降，并且作为针对当前车辆运行时间620的冷却剂温度和优选最低冷却剂温度610之间的差的函数变化。
产生用于混合动力系统的发动机的基础发动机排热响应面(216)。参考图4示出了示例性基础发动机排热响应面，其根据作为发动机速度/负载运行点的函数的功率损耗表征发动机排热。图4示出基础发动机排热响应面，其包括多个基础排热运行成本（kW）430 ，该运行成本相对于用于应用在混合动力系统20中的内燃发动机40来说的发动机速度(RPM)420和发动机扭矩(Nm)410所限定的发动机运行点来确定。名义上0kW的最低排热成本发生在具有最大排热量的速度/负载运行点处。排热可以根据原始排热或结合发动机功率每燃料率的排热。
为内燃发动机形成的基础发动机排热响应面倍增加热器性能标量(218)以产生修正的排热响应面(220)，其参考图5来示出。图5示出相对于根据对于内燃发动机20的发动机速度(RPM)520和发动机扭矩(Nm)510所限定的发动机运行点的修正的发动机排热响应面500，其包括运行成本(kW)530，运行成本530通过将基础排热运行成本(kW)430倍增加热器性能标量而确定。名义上0kW的最低排热成本在具有最大排热量的速度/负载运行点处发生。因此，加热器性能标量被利用以修正基础发动机排热响应面，从而激励混合动力系统选择具有较高排热率的发动机运行点。
通过观察优选最低冷却剂温度和冷却剂温度之间的差，控制系统行为仅在冷却剂温度小于优选最低冷却剂温度的轨迹时被修正。加热器性能标量的大小被调节以最小化与实现优选最低冷却剂温度相关联的发动机运行。这样的操作有利于基本运行（primary operation），该基本运行通过对发动机运行的最小修正来实现冷却剂温度的预热以优化燃料经济性。
响应于操作员扭矩请求，利用修正的发动机功率损耗响应面(220)和围绕优选最低冷却剂温度轨迹所创建的滞后温度带(208)以及冷却剂温度来运行混合动力系统20(222)。运行混合动力系统20包括：为发动机40(Te)和非燃烧扭矩机35和36(Tm)确定优选的扭矩指令以产生传递至传动系60的输出扭矩，该输出扭矩是对操作员扭矩请求的响应，其中发动机40产生足够的热量以使得冷却剂温度遵循滞后温度带内的优选最低冷却剂温度轨迹。这样的运行包括控制发动机自动停止事件、发动机自动启动事件、和DFCO事件的发生。
扭矩管理控制方案被利用来为发动机40(Te)和在变速器50组合的非燃烧扭矩机35和36(Tm)确定优选的扭矩指令，以产生可传递至传动系60的输出扭矩，该输出扭矩是对操作员扭矩请求的响应。扭矩管理控制方案使发动机的运行成本和相应的输出扭矩与扭矩机的运行成本和相应的输出扭矩平衡，以响应于操作员扭矩请求确定用于控制发动机和扭矩机的运行的优选的运行点。优选的运行点对应于实现输出扭矩的运行点，该输出扭矩是对操作员扭矩请求的响应并且最小化总运行成本。以功率单位（kW）测量的修正的运行成本在较低速度/负载运行点下指示较高的运行成本，并且在高速/负载运行点下指示较低的运行成本。发动机在较高的速度/负载运行点下以较高的排热率运行。因此，当优选最低冷却剂温度大于冷却剂温度时，修正的发动机功率损耗响应面激励发动机在具有相应的较高的排热率的较高的速度/负载点下运行。
如所了解的，当优选最低冷却剂温度和冷却剂温度之间的差被最小化或消除时，参考图5所示的修正的发动机功率损耗响应面500类似于参考图4所示的基部发动机功率损耗响应面400，并且混合动力系控制系统控制运行以最小化燃料消耗量，而无需考虑实现或维持优选的冷却剂温度。
围绕优选最低冷却剂温度轨迹所创建的滞后温度带在混合控制方案中被利用以运行混合动力系统20从而控制发动机自动停止事件、发动机自动启动事件和DFCO事件的发生，以限制发动机自动停止和自动启动事务和允许DFCO事件。图7示出相对于针对混合动力系统20中所利用的内燃发动机40所确定的车辆运行时间715的冷却剂温度710和优选最低冷却剂温度的滞后温度带725。滞后温度带725包括上优选最低冷却剂温度720和下优选最低冷却剂温度730。示出了自动停止启用指令740。如所指出的，自动停止启用指令740最初被去活(0)，并且内燃发动机在冷起动事件之后运行，冷却剂温度710增加。自动停止启用指令740仅在冷却剂温度710超过上优选最低冷却剂温度720之后被激活(1)，允许发动机自动停止事件和DFCO事件。当自动停止启用指令740被去活(0)时，不允许发动机自动停止事件和DFCO事件。
仅在冷却剂温度710小于下优选最低冷却剂温度730之后，自动停止启用指令740随后被去活（0）。与自动停止启用指令740的去活(1)相一致，内燃发动机被指示到ON状态。如所指示的，当车辆从预热运行期转至稳定化运行期时，优选最低冷却剂温度的滞后温度带725的大小随着车辆运行时间715增加。
滞后温度带可响应于车辆速度被修正以减少发动机自动启动事件在低车辆速度下和在停止条件/空转条件发生。图8示出相对于针对混合动力系统20中所利用的内燃发动机40所确定的车辆运行时间815的优选最低冷却剂温度的修正的滞后温度带825和冷却剂温度810。修正的滞后温度带825包括上优选最低冷却剂温度820、下优选最低冷却剂温度830、和修正的下优选最低冷却剂温度835。示出了车辆速度850。示出了自动停止启用指令840和自动停止激活指令870。修正的下优选最低冷却剂温度835降低与车辆速度850直接关联。
自动停止启用指令840最初地被去活（0），并且自动停止激活指令870在发动机预热期间被去活(0)。当冷却剂温度820超过上优选最低冷却剂温度820时，自动停止启用指令840被激活(1)，允许自动停止运行。响应于通过车辆速度的减慢所指示的操作员扭矩请求，自动停止激活指令870被激活（1）。响应于启用（1）自动停止激活指令870，发动机执行自动停止。当车辆速度在例如小于15km/h的低速度范围内或车辆处于停止状态时，仅在冷却剂温度810降到低于下优选最低冷却剂温度830之后，或仅在冷却剂温度810降到低于修正的下优选最低冷却剂温度835之后，自动停止启用指令840随后被去活（0）。这在860中示出。在低车辆速度条件下，自动停止激活指令840被去活，除非冷却剂温度810下降到可能比下优选最低冷却剂温度830低6oC至9oC的修正的下优选最低冷却剂温度835之下。
因此，在车辆速度在低速/空转范围内的情况下，控制系统将不执行自动启动事件，直到冷却剂温度810小于修正的下优选最低冷却剂温度835为止，这种情况的实例以860指示。
仅在冷却剂温度810小于修正的下优选最低冷却剂温度835之后，自动停止激活指令870被去活（0）。与自动停止启用指令840的去活(0)和自动停止激活指令870的去活(0)相一致，内燃发动机被指示即使在修正的下优选最低冷却剂温度835下运行。
响应于操作员指令和单独的控制方案，控制混合动力系统20的运行以及影响发动机运行、冷却剂温度和电负载的其它车辆和动力系统(224)，并且优选地使用冷却剂温度传感器来直接监测冷却剂温度(230)。影响发动机运行、冷却剂温度和电负载的示例性车辆和动力系统包括：上述可控的HVAC系统；被配置用以在排气、发动机冷却剂、和变速器流体之间传递热的EGHR；可控的电动客厢加热器；可控的电动挡风玻璃除雾器；以及可控的电动后窗除雾器。
本公开已经描述了某些优选的实施例和对其的修改。在阅读和理解本说明书之后可能会想到进一步的修改和变更。因此，意图是，本公开不受到被公开作为用于实施本公开的最佳方式所构思的特定实施例的限制，而是本公开将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (12)

1.一种用于控制包含内燃发动机和非燃烧扭矩机的混合动力系统的方法，所述方法包括控制所述混合动力系统的运行，其包括控制所述内燃发动机以产生热从而使得冷却剂温度遵循优选最低冷却剂温度轨迹，其中所述优选最低冷却剂温度轨迹包括相对于外部空气温度和车辆保温时间选择的对于在预热运行时期和稳定化运行时期期间最低冷却剂温度的基于车辆的运行时间的轨迹。
2.根据权利要求1所述的方法，其中控制所述混合动力系统的运行包括：对所述混合动力系统执行闭环控制以确定用于所述内燃发动机和非燃烧扭矩机的扭矩指令以响应于操作员扭矩请求产生来自于所述混合动力系统的输出扭矩。
3.根据权利要求2所述的方法，其中对所述混合动力系统执行闭环控制包括：
通过相对于所述内燃发动机的所述优选最低冷却剂温度轨迹和所述发动机冷却剂温度之间的差所确定的标量乘数来调节所述发动机的基础发动机排热响应面；以及
控制所述发动机的运行以产生热从而使得所述冷却剂温度遵循所述优选最低冷却剂温度轨迹。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述优选最低冷却剂温度轨迹在滞后温度带内。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述滞后温度带包括上优选最低冷却剂温度和下优选最低冷却剂温度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中响应于车辆速度修正所述下优选最低冷却剂温度。
7.一种用于控制包括内燃发动机的混合动力系统的方法，所述方法包括：
确定所述内燃发动机的优选最低冷却剂温度轨迹，其中所述优选最低冷却剂温度轨迹包括相对于外部空气温度和车辆保温时间选择的对于在预热运行时期和稳定化运行时期期间最低冷却剂温度的基于车辆的运行时间的轨迹；
响应于所述内燃发动机的所述优选最低冷却剂温度轨迹和发动机冷却剂温度，对所述混合动力系统执行闭环控制；以及
控制所述内燃发动机的运行以产生热从而使得所述发动机冷却剂温度以遵循所述优选最低冷却剂温度轨迹。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述优选最低冷却剂温度轨迹在滞后温度带内。
9.一种用于控制包括内燃发动机的混合动力系统的方法，所述方法包括：
确定所述内燃发动机的优选最低冷却剂温度轨迹，所述优选最低冷却剂温度轨迹包括相对于外部空气温度和车辆保温时间选择的对于在预热运行时期和稳定化运行时期期间最低冷却剂温度的基于车辆的运行时间的轨迹；
响应于所述优选最低冷却剂温度轨迹和发动机冷却剂温度，控制所述混合动力系统；以及
控制所述内燃发动机的运行以产生热从而使得所述发动机冷却剂温度遵循所述优选最低冷却剂温度轨迹。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述优选最低冷却剂温度轨迹在滞后温度带内。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述滞后温度带包括上优选最低冷却剂温度和下优选最低冷却剂温度。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述滞后温度带包括所述上优选最低冷却剂温度和所述下优选最低冷却剂温度，其中响应于车辆速度修正所述下优选最低冷却剂温度。
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