CN103921787A - 用于电动混合动力车辆的混合动力驱动系统和用于运行混合动力驱动系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动混合动力车辆中的混合动力驱动系统。混合动力驱动系统包括内燃发动机和至少一个电动马达，该内燃发动机被配置为产生功率输出，该电动马达用于驱动电动混合动力车辆，在驱动模式下电动马达输出功率以驱动电动混合动力车辆，而在发电机模式下电动马达接收功率以提供被存储在蓄电器中的电能。混合动力驱动系统还包括排气后处理单元和控制单元，该排气后处理单元处理由内燃发动机产生的排气，该控制单元基于排气后处理单元温度而控制混合动力驱动系统选择性地产生高于驾驶者要求水平的增加的发动机功率输出，从而缩减排气后处理单元的预热阶段。

Description

用于电动混合动力车辆的混合动力驱动系统和用于运行混合动力驱动系统的方法

相关申请的交叉引用

该申请要求2013年1月14日提交的德国专利申请102013200386.2的优先权，为了所有目的，该德国专利申请的整体内容通过引用合并于此。

技术领域

本申请涉及混合动力驱动系统以及用于运行混合动力驱动系统的方法。

背景技术

混合动力车辆包括电动马达和内燃发动机，内燃发动机可以以间歇的周期运行，以便降低车辆的燃料消耗并增加车辆效率。然而，由于间歇运行，发动机冷起动可能更频繁地发生。由于排放控制设备在增加的持续期间内运行于期望运行温度以下，因此来自内燃发动机的排放物可能增加。

已经做出通过使用动力推动的（powered）加热元件将排放控制设备维持在阈值温度之上的尝试。然而，使用动力推动的加热元件来加热排放控制设备降低了车辆的效率并且减少了车辆的电池寿命和行程。因此，降低了车辆的性能，由此降低了客户满意度。

US7,007,464公开了一种混合动力车辆，其在排放控制设备运行于阈值温度以下时增加内燃发动机上的负荷，以试图减少发动机排放物。然而，发明人已经认识到在US7,007,464中公开的混合动力车辆的若干缺点。例如，增加发动机上的负荷不能快速地增加在燃烧期间产生的热量。此外，在某些工况下，增加发动机上的负荷不能引起发动机输出的增加。因此，可能增加催化剂起燃延迟，由此增加发动机排放物以及车辆的环境影响。

发明内容

因此，在一个方案中，已经开发出一种混合动力车辆中的混合动力驱动系统。该混合动力驱动系统包括内燃发动机和至少一个电动马达，该内燃发动机被配置为产生功率输出，该电动马达用于驱动电动混合动力车辆，在驱动模式下该电动马达输出功率以驱动电动混合动力车辆，而在发电机模式下该电动马达接收功率以提供被存储在蓄电器中的电能。该混合动力驱动系统还包括排气后处理单元和控制单元，该排气后处理单元处理由内燃发动机产生的排气，该控制单元基于排气后处理单元温度而控制混合动力驱动系统选择性地产生高于驾驶者要求水平的增加的发动机功率输出，从而缩减排气后处理单元的预热阶段。

以此方式，发动机可以直接响应于排放控制设备中的欠温（under-temperature）条件而输出高于驾驶者要求水平的增加的功率。因此，排放控制设备保持在阈值温度（例如，起燃温度）之下的持续时间被减小，由此减少发动机排放物。因此，降低了车辆的环境影响。

当单独参照以下说明书或结合附图参照以下说明书时，本发明的上述优点和其它优点以及特征将是显而易见的。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或重要特征，要求保护的主题的范围由随附于具体实施方式的权利要求唯一地确定。此外，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提及的任何缺点的实施方式。另外，在此发明人已经认识到上述问题，并且上述问题不被认为是已知的。

附图说明

图1示出具有根据本发明的混合动力驱动系统的电动混合动力车辆的示例性实施例，基于原理图利用该混合动力驱动系统能够执行根据本发明的方法；

图2示出图示说明催化转化器处的排气温度在各种负荷情况下的发展的示意图；

图3示出累积的排气焓在各种负荷情况下进行对比的示意图；

图4示出同样在各种负荷情况下累积的CO含量的示意图；以及

图5示出用于运行电动混合动力车辆中的混合动力驱动系统的方法。

具体实施方式

本说明书涉及用于电动混合动力车辆的混合动力驱动系统以及用于运行混合动力驱动系统的方法。在一些示例中，电动混合动力车辆可以是柴油电动混合动力车辆。混合动力驱动系统可以包括内燃发动机和一个或更多个电动马达，以便驱动电动混合动力车辆。在驱动模式下，电动马达输出功率以驱动电动混合动力车辆，而在发电机模式下，电动马达吸收功率以提供电能。此外，混合动力驱动系统可以包括用于存储由电动马达提供的电能的蓄电器、用于控制混合动力驱动系统的控制单元以及用于处理由内燃发动机产生的排气的排气后处理单元。应认识到，排气后处理单元可以被称为排放控制设备。因此，在一个示例中，排放控制设备可以是催化剂。在一个示例中，当排气后处理单元低于期望温度时，可以通过控制单元来运行发动机以产生增加的功率输出，从而增加排气后处理单元的温度。以此方式，排气后处理单元可以更快地到达期望运行温度，由此减少发动机排放物。应认识到，控制单元可以在存储器中存储可由处理器执行的指令。因此，控制单元可以存储限定用于运行混合动力驱动系统的方法的计算机程序，包括用于在本文中描述的各种方法的代码。

特别地，减少由车辆的内燃发动机产生的CO₂排放物及其他排放物已经是汽车研究与开发的一个方面。已经开发出混合动力电动车辆以减少车辆排放物。混合动力电动车辆包括至少一个电动马达并且一般包括内燃发动机。一方面，内燃发动机可以被用来驱动提供电能的发电机，电能被存储在为电动马达供电的蓄电器中。在此背景下，内燃发动机不具有到驱动轴的连接，并且因此不用于直接驱动电动混合动力车辆。另一方面，内燃发动机可以与电动马达一起驱动驱动轴。取决于电动马达的功率，后面的驱动概念也被称为轻度混合或全混合。

在轻度混合或全混合中，内燃发动机或电动马达依据电动混合动力车辆的运行状态提供大部分的功率输出。在市内时停时行模式下，在混合动力车辆中，由于其功率输出在很大程度上独立于旋转速度，因此功率可以主要或完全由电动马达提供，这在频繁加速过程的情况下可能是有利的。另外，可以避免或至少延迟超过市内地区的临界污染浓度。在具有高功率需求的同步运行期间，诸如在乡间道路和高速公路上以比在市内地区显著更高的速度驱动电动混合动力车辆的情况下，内燃发动机可以提供足够比例的功率，因为内燃发动机通常比电动马达功率更大，并且能够运行更长的持续时间。

另外，如果车辆未在全负荷下运行，则电动马达可以被驱动作为发电机，其利用不被需要用于驱动而由内燃发动机提供的功率给蓄电器充电。

优于仅具有内燃发动机的常规驱动概念的耗能优势表现为混合动力电动车辆能够针对分别存在的运行模式的主要功率输出使用更合适的马达。此外，混合动力电动车辆可以提供将在特定时间可能不需要的功率存储在蓄电器中的可能性。由于可以在混合动力电动车辆中使用不同设计的两种马达，因此与常规驱动概念相比，内燃发动机能够被制造得更小（“小型化”），使得耗能可以被进一步减少。因此，能够更容易地满足变得更严厉的环境保护法规。

用于内燃发动机的排气处理装置（例如，排放控制设备如催化剂）的一个问题是预热阶段。由内燃发动机产生的排气如HC和CO可以在预热阶段被排气后处理单元转换为无害气体，或者可以仅被部分地转换，这是因为它们尚未到达期望的转换率。该转换率表示特定排气在每单位时间多少量时能够被气体后处理单元转换为另一种排气，例如CO被转换为CO₂。期望的转换率由排气后处理单元在其运行温度下供应。

在混合动力车辆中，该问题可能被以下事实加重，即由于额外存在的电动马达，内燃发动机频繁地被间歇性地运行，并且在以比完全由内燃发动机运行的车辆的情况更低的旋转速度/负荷范围内运行。

为了缩短预热阶段，作为对策，可以在催化转化器处提供用于预热入口空气的加热设备和/或过量的贵金属。然而，这增加了排气后处理的消耗和/或成本；具体地，后者针对贵金属的大体增加的原材料价格。

使排气后处理单元更快到达其运行温度的另一方式是通过发电机增加内燃发动机上的负荷。在US7,007,464中描述了这种方法。在某些工况下，发动机上增加的负荷可以增加排气后处理单元的温度。然而，即使在额外发动机负荷不会显著改善排气后处理单元的起燃行为的非常不利的情况下，也可能发生发动机负荷的增加。在这种情况下，柴油发动机的额外消耗被排气后处理的零益处或仅微小的益处所抵消。

在本文中所描述的系统和方法可以运行电动混合动力车辆的混合动力驱动系统，借此通过缩短排放控制设备的预热阶段减少了由车辆排放的排气如HC和CO，其中降低了（例如，最小化）额外的燃料消耗。

这可以通过用于运行混合动力驱动系统的方法来实现。该方法可以被存储在可由处理器执行的存储器中。在一个示例中，该方法可以作为如同计算机程序一样的指令存储在存储器中，并且可由处理器执行。

运行车辆的混合动力驱动系统的方法包含以下事实，即根据内燃发动机的各运行状态选择性地控制额外输出功率的提供以实现如下效果，即在通过额外的功率能够实现预热阶段的特别显著缩短的发动机运行状态下提供额外的功率，或以升压方式提供额外的功率。

应当认识到，在一个示例中，如果能够在特别大程度上缩短排气后处理单元的预热阶段，则可以致动内燃发动机以使得发动机产生比所需功率更多的功率。发动机中更大的功率输出意味着更多的燃料被燃烧并且排气含有更多的焓，因此通过在上面详细说明的效果缩短了预热阶段。排气后处理单元的温度变化是多维问题。在一个示例中，期望缩短预热时间的程度（例如，预热阶段期望被减少的时间量）可以与功率增加量成比例，并且因此通过涡轮增压器提供进气升压量。

已经发现通过以下事实可以显著缩减预热阶段，即排气后处理单元被调整为在几个点处尽可能快地到达其运行温度。由排气后处理单元催化的反应主要是放热的，结果在该反应期间释放的热量有助于预热排气后处理单元的其他区域，由此缩短了预热阶段。特别地，可以考虑内燃发动机的特性，因此后者能够被致动以使得这种效果被提升并且排气后处理单元被更快地预热。

例如，高于驱动电动混合动力车辆可能需要的功率的过多功率可以被用来驱动电动马达，该电动马达提供被存储在蓄电器中的电能。尽管耗能以及例如HC和CO原始排放物在短期内略微增加，但该额外的耗能将在整个驱动循环期间通过电动马达的相应更频繁使用而再次抵消相当多的成分，因此当整体考虑时，通过少量的额外消耗获得了污染正平衡，因为HC和CO排放物在整个驱动循环期间下降。

在一个示例中，一种经由控制单元实施的方法包括考虑由发动机产生的排气的温度而致动内燃发动机，为此目的，混合动力驱动系统或确定设备包含排气温度测量设备。特别地，在诸如暂时发生的相对高的排气温度下（例如，在加速过程中），由内燃发动机输出的增加功率导致的排气温度增加10至15℃能够在少数部分中被用来快速地将排气后处理单元调整至其运行温度。如前所述，这些部分中在增加的程度上发生的放热反应能够辅助排气后处理单元的其他部分的预热。在这种意义上，在具有相对高排气温度的阶段（例如加速阶段）中内燃发动机的功率输出的增加（这会导致排气温度增加10至15℃）可以显著缩短排气后处理单元的预热阶段，而使例如HC和CO排放物不会由内燃发动机的额外消耗而显著增加。

基于由发动机产生的排气的温度以及排气后处理单元的温度，控制单元可以致动内燃发动机。由于排气后处理单元的温度可以通过排气的体积流量和温度而被确定，其也能够利用确定排气的体积流量和温度的测量单元而被间接确定。通过利用热力学模型，控制单元能够确定排气后处理单元的温度。在该示例方法中，有可能不但确定绝对温度，而且还确定排气与排气后处理单元之间的温度差异。因此内燃发动机能够被更精确地致动，结果是内燃发动机能够被致动而使得其可以不额外提供比缩短预热阶段所需功率更多的功率。预热阶段的缩短因此通过减少量（例如，最小量）的额外功率以及相关的额外消耗来实现。

另外，在一个示例中，可以在电动混合动力车辆的特定运行状态中提供额外的输出功率，为此目的，混合动力驱动系统包含用于确定电动混合动力车辆的运行状态的确定设备。可以存在这样的运行状态，其中可以通过无正当理由的额外消耗来实现预热阶段的缩短。相反，可以存在这样的运行状态，其中增加的功率供应是特别有效的。控制单元考虑电动混合动力车辆的运行状态，以便在其能够特别有效地缩短预热阶段时准确地致动内燃发动机，并且以便在实施成本不超过排放减少所实现的益处的其他工况下不致动发动机以提供超过不缩短预热阶段所需要的功率的增加功率。

一个示例包括在电动混合动力车辆的加速过程中额外输出功率被输出。已经发现，在加速过程中供应额外功率可以缩短预热阶段，其中额外的燃料消耗能够被减少（例如，被最小化）。例如，从预热阶段开始以后能够以限于预定数量的加速过程的方式提供额外功率，并且一旦实现这个数量，就可以不再提供额外功率。

在一个示例中，由控制单元执行的方法可以包括考虑发动机旋转速度而致动内燃发动机，为此目的，混合动力驱动系统或确定设备包含旋转速度测量设备。控制单元可以包含映射旋转速度与功率输出或发动机负荷的算法。由此，有可能检测在什么样的旋转速度或功率输出下额外供应功率会致使排气含有尽可能多的焓，以便明显缩短排气后处理单元的预热时间。

控制单元可以考虑电动混合动力车辆的速度而致动内燃发动机，为此目的，柴油混合动力驱动系统或确定设备（例如，传感器）包含速度测量设备。考虑速度能实现电动混合动力车辆的瞬时运行状态的检测。取决于电动混合动力车辆的瞬时速度，额外功率的供应可能更适当或更不适当。在这方面，在柴油发动机的致动中考虑速度也提供了有效缩短排气后处理单元的预热阶段的可能性，因此如果需要，能够在不具有大量额外燃料消耗的情况下实现上述优势。

另外，控制单元可以考虑柴油发动机的机油温度和/或冷却液温度而致动柴油发动机，为此目的，混合动力驱动系统或确定设备包含用于确定机油温度和/或冷却液温度的测量设备。机油温度和/或冷却液温度不提供关于内燃发动机本身是否处于预热阶段的任何信息。在该预热阶段中，内燃发动机产生特别大量的排气如HC和CO，这些排气可以被排气后处理单元转化成其他成分，只要排气后处理单元本身已经到达运行温度即可。然而，在多种情况下，当内燃发动机还处于预热阶段时，排气后处理单元实际上也处于预热阶段。在这方面，一个目的可能是减少有害排气。凭借内燃发动机以缩短其预热阶段的方式被致动的事实可以至少部分地实现这一目的。然而，由于内燃发动机的缩短的预热阶段同样引起排气后处理单元的缩短的预热阶段，考虑机油温度和/或冷却液温度测量不会与缩短排气后处理单元的预热阶段的持续时间的目的背道而驰。此外，为了缩短排气后处理单元的预热阶段的持续时间，可以根据排气后处理单元本身是否处于预热阶段或者已经到达运行温度而致动内燃发动机。特别地，对于是否适合致动内燃发动机以便其提供或不提供额外功率来说机油温度和/或冷却液温度是决定性的。在非常低的外部温度下，可能适当的是首先运行内燃发动机以便其提供减少的功率，从而避免不必要地增加污染物的排放以及能耗。

另外，在另一示例中，可以根据成本函数选择性地提供来自发动机的额外功率，作为发动机运行参数的函数的成本函数将排气处理装置的预热阶段的预期缩短与适当方式的预期的额外燃料消耗联系起来。通过使用该成本函数，则有可能根据各发动机工况决定何时提供额外功率以及何时不提供额外功率，以便在预定的预热时间（例如，最大预热时间）内实现排气处理装置的预热。越接近预定的预热时间并且排气处理装置的实际温度越低，提供额外功率时的燃料方面的劣势越大。

当控制单元考虑由导航系统产生的关于车辆行进时沿着的路线的数据而致动额外功率的供应时，可以使用此成本函数。预期路线轮廓因此能够在内燃发动机的致动中被预先考虑。特别地，通过分析预期路线轮廓，有可能基于速度限制减小的取消或正坡度的取消或由于带有后续加速的关闭过程而预测预期的加速过程。另外，即使加速过程的预期数量级也能够被预测，当然由于当前的交通状况也可能存在偏差。基于该预期加速曲线以及成本函数（其表示由于人工增加负荷而导致的额外燃料消耗），有可能估计在何种发动机旋转速度/负荷情况下将会具体地实施负荷的人工增加。例如，如果导航系统预测即将在高速公路上或在相对大的正坡度上行进，则升高额外负荷的应用阈值以便系统因此等待直至最佳的负荷情况出现可能是合适的。

催化转化器的预热或启动行为依赖于多种因素。然而，非线性关系可能起主要作用，特别是由于基本的阿仑尼乌斯（Arrhenius）方程根据该方程，化学反应速率以指数方式依赖于反应温度T。E_a表示活化能。

为了增加反应速率并因此缩短启动阶段，有可能减少活化能，这可能需要更多地使用成本密集型贵金属，或者温度可能被升高。

在冷启动的情况下，催化转化器中的温度发展进而依赖于多种因素。一方面，当然，其依赖于流过催化转化器的排气中包含的焓，并且所述焓直接依赖于排气温度。催化转化器的温度同样依赖于热传递速率，所述热传递速率依赖于排气与催化转化器材料和基底之间的传递速率以及催化转化器的热惯量。另外，该变量依赖于流动情况。

已经发现，在温度仅相对微小变化的情况下（例如，暂时到达的排气峰值温度增加10K），在其他恒定条件下（特别是实际上未变化的焓流），根据那里的类似阿仑尼乌斯的反应行为，温度的微小变化能够在催化转化器中局部引起反应。这些反应可以显著缩短预热时间。

下面参照图2-4中的示意图对此进行解释，图2-4示出了来自滚筒试验台测量系列的与排气处理相关的各种参数随时间的发展，其中车辆遭受具有周期性加速的典型测试循环（在这种情况下所谓的NEDC循环）。

在每一种情况下，在此介绍两种不同的负荷情况，根据测试技术通过驱动阻力的不同预先设定值实施这些负荷情况（“减速试验（coast down）”）。在测试循环中，高驱动阻力可能需要更高的加速。应认识到，驱动阻力可能受到车辆行进的道路表面的坡度、风速等的影响。

因此，在图2中，很明显催化转化器上游的排气温度在高“减速试验”的情况下（特别是在峰值处（对应于加速过程））比在低“减速试验”的情况下到达显著更高的值。与之相比，在其他发动机运行状态下（例如，怠速），低“减速试验”与高“减速试验”之间的温度区别不明显。

基于累积的排气焓或热通量的依赖时间的图示说明，图3示出了在时间轴上高“减速试验”与低“减速试验”之间的相当明显的温度差异在大约50秒的启动行为方面有区别，这已经构成了显著差异。

最后，图4图示说明了在催化转化器（虚线曲线图）上游以及催化转化器下游的进给气体中累积的CO量。在这种情况下，在高负荷的情况下，在催化转化器下游累积的污染物含量显著更少，这显然是因为催化转化器相当早地启动。由此，显而易见的是，在相对高负荷的情况下温度的增加具有特别积极的效果。

已经在上面进行陈述，将会在下面参照图1解释具有混合动力驱动系统12的电动混合动力车辆10的基本设计。混合动力驱动系统12可以是轻度混合配置或全混合配置。电动混合动力车辆10具有从动前轴14和非从动后轴16，二者均包含两个车轮17_V、17_H。前轴14由混合动力驱动系统12驱动，混合动力驱动系统12具有柴油发动机18和电动马达20。电动马达20和柴油发动机18作用于轴22，轴22经由变速器24将由柴油发动机18以及由电动马达20提供的扭矩传递给前轴14。离合器26被布置在轴22中，处于变速器24与柴油发动机18之间。应认识到，在其他示例中，柴油发动机可以是更一般的内燃发动机。该内燃发动机可以使用诸如汽油、醇（例如，甲醇、乙醇）等燃料运行。

电动马达20能够以两种不同的模式运行：在驱动模式下，其提供功率用于驱动电动混合动力车辆10，并且因此被用作实际的马达。因此在驱动模式下，电动马达为车辆提供动力。而在发电机模式下，其吸收功率以提供电能，因而作为发电机运行。在发电机模式下，由于电动混合动力车辆10的速度与质量而导致或由柴油发动机18提供的动能被输入作为发动机运行并将该动能转换为电能的电动马达20。在发电机模式下提供的电能被存储在蓄电器28中。

经由电气线路31连接至电动马达20和蓄电器28的控制单元30控制电动马达20以及柴油发动机18的交互。

由柴油发动机18产生的排气经由排气区段32被输出到周围环境中。在此背景下，排气后处理单元34中的有害排气（诸如HC和CO）被转换成无害排气。可以通过被布置在排气区段32中的排气温度测量设备36来确定排气温度。此外，混合动力驱动系统12包含用于确定柴油发动机18的机油温度和/或冷却液温度的测量设备38。

为了能确定电动混合动力车辆10的运行状态，混合动力驱动系统12具有确定单元48，该确定单元48包含速度测量设备40、加速度测量设备42以及旋转速度测量设备44。旋转速度测量设备44测量柴油发动机18的旋转速度。此外，电动混合动力车辆10包含用于确定位置相关数据以及路线相关数据的导航系统46。路线相关数据可以包括可以由车辆操作者确定的车辆的预期行进路径。

由各种测量设备以及由导航系统46确定的所有数据经由（总线）线路（未示出）被传输给确定单元48，在此基础上，所述确定单元48定义电动混合动力车辆10的运行状态并且将其传递给控制单元20。基于该运行状态，控制单元20致动柴油发动机18以使得排气后处理单元34的预热阶段可以被缩短，这借助于柴油发动机18输出比驱动电动混合动力车辆10所需的功率更多的功率的事实而发生。另外，提供了用于确定排气后处理单元34和排气传感器50的温度的装置47，所述排气传感器50被布置在排气区段32中的排气后处理单元34的下游并且确定排气的成分。基于传感器信号，控制单元30能够确定排气后处理单元34是否仍处于预热阶段。

以超过驱动电动车辆10的功率被输出的功率由电动马达20转换为电能，并且被存储在蓄电器28中。在蓄电器28已经被完全充电的情况下，可以提供在这种情况下被充电的缓冲蓄电器52。缓冲蓄电器52的容量可以显著低于实际蓄电器28的容量。可替代地，控制单元30可以给蓄电器28充电以使得存在能够在这些情况下被使用的一定剩余的空闲容量。

图5示出用于运行混合动力驱动系统的方法500。方法500可以被用来运行上面关于图1描述的混合动力驱动系统，或者可以被用来运行另一合适的混合动力驱动系统。因此，混合动力驱动系统可以被包括在电动混合动力车辆中。如前所述，该方法可以是被存储在存储器中可由处理器执行的代码。

在502处，该方法包括基于排气后处理单元的温度而选择性地将发动机功率输出增加至驾驶者要求水平之上。在一个示例中，基于成本函数而选择性地增加发动机功率输出。在另一示例中，基于由车辆导航系统产生的导航数据而选择性地增加发动机功率，该导航数据包括车辆行进的预期路线。在另一示例中，通过内燃发动机中的节气门调整和燃料喷射调整中的至少一个而选择性地增加发动机功率输出。在另一示例中，基于发动机转速而选择性地增加发动机功率输出。如图所示，在第一工况下实施选择性地增加发动机功率输出。然而，在其他示例中，在第一工况下可以不实施步骤502。在504处，该方法包括在第二工况下以驾驶者要求水平产生发动机功率输出。在一个示例中，第一工况是当排气后处理单元低于阈值运行温度时，而第二工况是当排气后处理单元超过阈值运行温度时。

注意，在本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统构造一起使用。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、操作和/或功能可以所示顺序、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样地，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，但是为了便于图示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、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复执行。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以以图形方式表示被编程到发动机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。

图1-5提供一种电动混合动力车辆中的混合动力驱动系统，其包含内燃发动机、至少一个电动马达、排气后处理单元以及控制单元，该内燃发动机被配置为产生功率输出，该电动马达用于驱动电动混合动力车辆，在驱动模式下该电动马达输出功率以驱动电动混合动力车辆，而在发电机模式下该电动马达接收功率以提供被存储在蓄电器中的电能，该排气后处理单元处理由内燃发动机产生的排气，该控制单元基于排气后处理单元温度而控制混合动力驱动系统选择性地产生高于驾驶者要求水平的增加的发动机功率输出，从而缩减排气后处理单元的预热阶段。

图1-5还提供一种混合动力驱动系统，其中内燃发动机是柴油内燃发动机。图1-5还提供一种混合动力驱动系统，其中控制单元包含用于确定发动机转速的确定设备，并且该控制单元被配置为在加速过程中产生增加的发动机功率输出并被配置为从预热阶段开始起将增加的发动机功率的产生限制于预定数量的加速过程。

图1-5还提供一种混合动力驱动系统，其中控制单元基于由内燃发动机产生的排气的温度而选择性地产生增加的发动机功率输出。

图1-5还提供一种混合动力驱动系统，其中控制单元被配置为基于发动机的旋转速度而选择性地产生增加的发动机功率输出。

图1-5还提供一种混合动力驱动系统，其中控制单元被配置为基于发动机机油温度和发动机冷却液温度中的至少一个而选择性地产生增加的发动机功率输出。图1-5还提供一种混合动力驱动系统，其中控制单元被配置为基于成本函数而选择性地产生增加的发动机功率输出，该成本函数将排气处理装置的预热阶段的预期缩短与预期的额外燃料消耗联系起来。

图1-5还提供一种混合动力驱动系统，其中控制单元基于由导航系统产生的导航数据而选择性地产生增加的发动机功率输出，该导航数据包括电动混合动力车辆将要行进的预期路线。图1-5还提供一种混合动力驱动系统，其中控制单元被配置为通过电动马达将由发动机产生的过量功率传递给蓄电器。

图1-5还提供一种混合动力驱动系统，其中控制单元被配置为当排气后处理单元到达期望运行温度时阻止产生增加的发动机功率输出。图1-5还提供一种混合动力驱动系统，其中控制单元包含用于存储可由处理器执行的指令的存储器。

图1-5提供一种用于运行电动混合动力车辆中的混合动力驱动系统的方法，其包含基于排气后处理单元的温度而选择性地将发动机功率输出增加到高于驾驶者要求水平。

图1-5还提供一种方法，其中基于成本函数而选择性地增加发动机功率输出。图1-5还提供一种方法，其中基于由车辆导航系统产生的导航数据而选择性地增加发动机功率，该导航数据包括车辆行进的预期路线。

图1-5还提供一种方法，其中通过内燃发动机中的节气门调整和燃料喷射调整中的至少一个来选择性地增加发动机功率输出。图1-5还提供一种方法，其中基于发动机转速而选择性地增加发动机功率输出。图1-5还提供一种方法，其中在第一工况期间实施选择性地增加发动机功率输出，并且该方法还包含在第二工况期间以驾驶者要求水平产生发动机功率输出。

图1-5提供一种混合动力车辆，其包含内燃发动机、电动马达、排放控制设备以及控制单元，该内燃发动机被配置为产生功率输出，该电动马达被耦连至发动机并具有驱动模式和发电机模式，该排放控制设备接收来自内燃发动机的排气，该控制单元被配置为基于排放控制设备温度而选择性地产生高于驾驶者要求水平的增加的发动机功率输出。

图1-5还提供一种混合动力车辆，其中排放控制设备是三元催化剂。图1-5还提供一种混合动力车辆，其中电动马达被配置为在驱动模式下提供动力，而在发电机模式下将能量传递给蓄电器。

应认识到，在本文中所公开的构造和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造和其它的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

所附权利要求特别指出被认为是新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。应当理解，这样的权利要求包括纳入一个或更多个这样的元件，既不必也不排除两个或更多个这样的元件。在这个或相关的申请中，通过修改本权利要求或提出新权利要求，所公开的特征、功能、元件和/或性质的其它组合和子组合可以被要求保护。这样的权利要求，无论是比原权利要求范围宽、窄、相同或不同，均被认为包含在本发明的主题内。

参考编号列表

10      电动混合动力车辆

12      混合动力驱动系统

14      前轴

16      后轴

17_V，17_H车轮

18      柴油发动机

20      电动马达

22      轴

24      变速器

26      离合器

28      蓄电器

30      控制单元

31      电气线路

32      排气区段

34      排气处理单元

36      排气温度测量设备

38      测量设备

40      速度测量设备

42      加速度测量设备

44      旋转速度测量设备

46      导航系统

47      装置/手段

48      确定设备

50      排气氧传感器

52      缓冲蓄电器

Claims (20)

1.一种电动混合动力车辆中的混合动力驱动系统，其包含：

内燃发动机，其被配置为产生功率输出；

至少一个电动马达，其用于驱动所述电动混合动力车辆，在驱动模式下所述电动马达输出功率以驱动所述电动混合动力车辆，而在发电机模式下所述电动马达接收功率以提供被存储在蓄电器中的电能；

排气后处理单元，其处理由所述内燃发动机产生的排气；以及

控制单元，其基于排气后处理单元温度而控制所述混合动力驱动系统选择性地产生高于驾驶者要求水平的增加的发动机功率输出，从而缩减所述排气后处理单元的预热阶段。

2.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其中所述内燃发动机是柴油内燃发动机。

3.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其中所述控制单元包含用于确定发动机转速的确定设备，并且所述控制单元被配置为在加速过程中产生增加的发动机功率输出并被配置为自所述预热阶段开始以后将增加的发动机功率的产生限制于预定数量的加速过程。

4.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其中所述控制单元基于由所述内燃发动机产生的排气的温度而选择性地产生增加的发动机功率输出。

5.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其中所述控制单元被配置为基于所述发动机的旋转速度而选择性地产生增加的发动机功率输出。

6.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其中所述控制单元被配置为基于发动机机油温度和发动机冷却液温度中的至少一个而选择性地产生增加的发动机功率输出。

7.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其中所述控制单元被配置为基于成本函数而选择性地产生增加的发动机功率输出，所述成本函数将所述排气处理装置的所述预热阶段的预期缩短与预期的额外燃料消耗联系起来。

8.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其中所述控制单元基于由导航系统产生的导航数据而选择性地产生增加的发动机功率输出，所述导航数据包括所述电动混合动力车辆将要行进的预期路线。

9.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其中所述控制单元被配置为经由所述电动马达将由所述发动机产生的过量功率传递给蓄电器。

10.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其中所述控制单元被配置为当所述排气后处理单元到达期望运行温度时阻止产生增加的发动机功率输出。

11.根据权利要求1所述的混合动力驱动系统，其中所述控制单元包含用于存储可由处理器执行的指令的存储器。

12.一种用于运行电动混合动力车辆中的混合动力驱动系统的方法，其包含：

基于排气后处理单元的温度而选择性地将发动机功率输出增加至驾驶者要求水平之上，并且将过量功率输出存储在蓄电器中。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述发动机功率输出基于成本函数而被选择性地增加。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述发动机功率基于由车辆导航系统产生的导航数据而被选择性地增加，所述导航数据包括车辆行进的预期路线。

15.根据权利要求12所述的方法，其中通过所述内燃发动机中的节气门调整和燃料喷射调整中的至少一个而选择性地增加所述发动机功率输出。

16.根据权利要求12所述的方法，其中所述发动机功率输出基于发动机转速而被选择性地增加。

17.根据权利要求12所述的方法，其中在第一工况下实施选择性地增加所述发动机功率输出，并且所述方法还包含在第二工况下以驾驶者要求水平产生发动机功率输出。

18.一种混合动力车辆，其包含：

内燃发动机，其被配置为产生功率输出；

耦连至所述发动机的电动马达，其具有驱动模式和发电机模式；

排放控制设备，其接收来自所述内燃发动机的排气；以及

控制单元，其被配置为基于排放控制设备温度而选择性地产生高于驾驶者要求水平的增加的发动机功率输出。

19.根据权利要求18所述的混合动力车辆，其中所述排放控制设备是三元催化剂。

20.根据权利要求18所述的混合动力车辆，其中所述电动马达被配置为在所述驱动模式下提供动力，而在所述发电机模式下将能量传递给蓄电器。