CN104554234A - 车辆及限制动力传动系统排放的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆及限制动力传动系统排放的方法，该车辆具有包括电动马达、内燃发动机和涡轮增压器的动力传动系统。车辆进一步包括配置用于响应于驾驶员需求而对发动机扭矩指令应用可变滤波器的控制器。滤波器影响增加速率高于预定阈值的指令使得发动机扭矩和涡轮增压器转速两者对应的增加速率被限制至各自小于最大可用水平的速率以减小发动机输出排放的激增。此外控制器发布马达扭矩的指令使得总动力传动系统扭矩满足驾驶员需求。

Description

车辆及限制动力传动系统排放的方法

技术领域

本发明涉及混合动力车辆，特别涉及动力传动系统控制系统。

背景技术

已知的混合动力车辆利用具有内燃发动机与电机协作的动力传动系统。双动力源允许使用更小、更高效的发动机。但是响应于特定输入，可能仍然会出现导致较低燃料效率和增加的发动机排放的发动机瞬态。这样的一种输入是发动机的动力或扭矩需求的突然改变。

与发动机连接的一个或多个附加的涡轮增压器对需求的动力传动系统输出的迅速变化展现出不同的响应设置。从需求动力的时间到驾驶员意识到涡轮增压器辅助的时间通常具有延迟。

发明内容

提供一种具有动力传动系统的车辆，该动力传动系统包括电动马达、内燃发动机和涡轮增压器。车辆进一步包括配置用于响应于驾驶员需求对发动机扭矩指令应用滤波器的控制器。滤波器影响增加速率高于预定阈值的指令使得发动机扭矩和涡轮增压器转速两者的对应增加速率被限制至各自小于可用最大值的速率以减小发动机输出排放的激增。此外控制器发布马达扭矩的指令使得总动力传动系统扭矩满足驾驶员需求。

一种限制动力传动系统排放的方法包括对发动机和电动马达中的每者分配扭矩指令以满足驾驶员扭矩需求。方法进一步包含应用滤波器以修改用于发动机的扭矩指令使得响应于驾驶员扭矩需求的激增而将发动机扭矩和涡轮增压器转速两者的增加速率限制至相对各自可用最大速率。方法还进一步包括增加马达的扭矩指令使所增加的量等于发动机的扭矩指令的修改值以满足驾驶员扭矩需求的激增。

根据本发明的一个实施例，所述方法进一步包含以与发动机扭矩的增加速率同量的速率减小马达的扭矩指令。

根据本发明的一个实施例，所述方法进一步包含尽管驾驶员扭矩需求激增但是保持发动机燃烧燃空比在化学计量燃空比的阈值内。

根据本发明的一个实施例，保持燃空比防止了发动机排放输出的激增。

提供一种具有控制器的混合动力车辆，该控制器配置用于对发动机的扭矩指令应用低通滤波器使得随着驾驶员扭矩需求增加而限制发动机扭矩对应的增加速率。控制器进一步配置用于对马达的扭矩指令应用乘法器使得马达的输出扭矩的增加量等于发动机扭矩限制的量。

根据本发明的一个实施例，所述混合动力车辆进一步包含配置用于向发动机提供空气增压的涡轮增压器，其中，滤波器包括根据涡轮增压器增压压力和涡轮增压器转速中至少一者变化的可变时间常数。

根据本发明的一个实施例，滤波器的应用限制了涡轮增压器增压压力和涡轮增压器转速中至少一者的变化速率。

根据本发明的一个实施例，控制器进一步配置用于响应于驾驶员扭矩需求的增加而减小发动机的燃空比的激增。

根据本发明的一个实施例，控制器进一步配置用于保持发动机的燃空比在约为化学计量燃空比的预定范围内。

本发明描述的车辆可减小燃烧燃空比(fuel-to-air ratio)的激增以约束该比例使其保持在约为化学计量燃空比的预定范围内。

附图说明

图1是混合动力电动车辆的示意图；

图2A到2E是显示第一运转模式下动力传动系统性能参数的一系列时间图；

图3是对应于本发明的方法的流程图；

图4A到4E显示了根据图3中方法的动力传动系统性能参数的一系列时间图。

具体实施方式

本说明书描述了本发明的实施例。然而，应理解公开的实施例仅为示例，其可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。所以，此处所公开的具体结构和功能细节不应解释为限定，而仅为教导本领域技术人员以多种形式实施本发明的代表性基础。本领域内的技术人员应理解，参考任一附图说明和描述的多个特征可与一个或多个其它附图中说明的特征组合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的组合特征提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本发明的教导一致的特征的多种组合和变型可以根据需要用于特定应用或实施。

参考图1，说明了根据本发明实施例的混合动力电动车辆(HEV)10的示意图。图1说明部件之间的代表性关系。该车辆内部件的实体布局(Physicalplacement)和方位可以改变。车辆10包括动力传动系统12。动力传动系统12包括驱动传动装置16的发动机14。如下文更详细描述的，传动装置16包括电机(比如电动马达/发电机(M/G)18)、关联的牵引电池20、变矩器22以及多阶传动比自动变速器或者变速器24。

发动机14和M/G 18都能提供用于HEV 10的原动力。发动机14整体上代表可以包括内燃发动机(比如汽油、柴油或天然气驱动的发动机)或燃料电池的动力源。当发动机14和M/G 18之间的分离离合器26至少部分接合时发动机14产生提供至M/G 18的发动机功率和对应的发动机扭矩。M/G 18可以实施为多种类型电机中的任何一者。例如，M/G 18可以为永磁同步马达。如下文描述的，电力电子件(Power electronics)28将电池20提供的直流电(DC)调节成M/G 18需要的。例如，电力电子件可以向M/G 18提供三相交流电(AC)。

当分离离合器26至少部分接合时，可以将功率从发动机14传输至M/G18或从M/G 18传输至发动机14。例如，当分离离合器26接合时，M/G 18可以作为发电机运转以通过M/G轴32将曲轴30提供的旋转能量转换成存储在电池20中的电能。也可以将分离离合器26分离以隔离发动机14与动力传动系统12的其它部分使得M/G 18可以作为车辆10的单独驱动源运转。轴32

延伸通过M/G 18。M/G 18持续可驱动地连接至轴32，但是仅在分离离合器26至少部分接合时发动机14可驱动地连接至轴32。

M/G 18还经由轴32连接至变矩器22。所以当分离离合器26至少部分接合时变矩器22还连接至发动机14。变矩器22包括固定至M/G轴32的泵轮以及固定至变速器输入轴34的涡轮。变矩器22提供轴32和变速器输入轴34之间的液力耦合。还可以设置变矩器旁通离合器36使得当接合时摩擦地或机械地连接变矩器22的泵轮和涡轮，允许更高效的功率传输。变矩器旁通离合器36可以作为起动离合器运转以提供平顺的车辆起动。可替代地或者组合地，对于不包括变矩器22或变矩器旁通离合器36的应用，可以在M/G 18和变速器24之间提供类似分离离合器26的动离合器。在一些应用中，分离离合器26通常称为上游离合器而起动离合器36(可以是变矩器旁通离合器)通常称为下游离合器。

变速器24可以包括通过摩擦元件(比如离合器和制动器(未显示))的选择性接合而选择性地置于不同传动比以建立希望的多个离散或阶梯传动比的齿轮组(未显示)。可以通过连接和分离齿轮组的特定元件以控制变速器输出轴38和变速器输入轴34之间的传动比的换档计划来控制摩擦元件。变速器24最终提供动力传动系统输出扭矩至输出轴38。

如图1中该代表性实施例进一步显示的，输出轴38连接至差速器40。差速器40经由连接至差速器40的各自的轴44驱动一对车轮42。差速器传输大约相等的扭矩至每个车轮42同时比如在车辆转弯时允许轻微的转速差异。可以使用不同类型的差速器或类似的装置将扭矩从动力传动系统分配到一个或多个车轮。在一些应用中，例如取决于特定的运转模式或状况，扭矩分配可以变化。

应理解与变矩器22组合的液压控制的变速器24仅是变速器或传动装置设置的一个示例；在本发明的实施例中使用任何从发动机和/或马达接收输入扭矩并随后以不同的传动比提供扭矩至输出轴的多级变速器都是可以接受的。例如，变速器24可以实施为包括沿换档导轨移动/旋转换档叉以选择希望传动比的一个或多个伺服马达的自动机械式(或手动)变速器(AMT)。通常本技术领域内的技术人员应理解，例如在较高扭矩要求的应用中可以使用AMT。

发动机14可以连接至涡轮增压器46以提供进气压力增加或增压以迫使较高容积的空气进入发动机14的燃烧室。增压通常指进气歧管压力超过大气压力的量。增压进一步代表与没有强制进气实现的相比实现的额外空气压力。与涡轮增压器46向发动机14提供增加的空气压力关联的是可以实现燃料燃烧速率对应的增加。额外的空气增压从而允许发动机14实现额外的输出功率，从而增加发动机扭矩。

可以通过回收的车辆排气来驱动涡轮增压器46以驱动涡轮增压器46内部的涡轮。涡轮的旋转对吸进的空气产生额外压力，并且将来自涡轮增压器46的加压空气排进发动机进气歧管。在发动机转速增加以产生排气流的时间与涡轮增压器46实现建立最大压力输出的时间之间通常存在时间延迟。部分原因在于排气系统和涡轮增压器46需要时间来斜坡上升(ramp up)和产生最大可用增压。相较于自然吸气发动机，涡轮迟滞或响应于节气门变化而改变涡轮增压器46功率输出需要的时间会作为在加速期间犹豫的或较慢的节气门响应而被驾驶员感知到。惯性、摩擦和压缩机负荷共同造成涡轮迟滞。虽然变化程度显著，当需要功率输出迅速变化时涡轮迟滞可能问题最大。

额外地，涡轮迟滞可能基于涡轮增压器的尺寸而变化。较小的涡轮增压器在发动机转速较低时能更迅速地提供增压，但是在较高的发动机转速下在较大容积的空气进入发动机时可能不能提供足够的增压。然而，较小的涡轮增压器在发动机转速较高时当大量排气通过涡轮时旋转太迅速风险也更高。相反，较大的涡轮增压器可以具有较高的可用增压输出，但是更容易产生较高程度的涡轮迟滞。

用于发动机燃烧的化学计量混合物是允许在发动机的燃烧室内燃烧掉所有燃料而没有过量空气的燃料与空气的理想比例。例如，对于汽油发动机，化学计量的燃空比可以约为1：15。可以认为比例高于理想化学计量比例的混合物是富化的混合物。认为具有更小空燃比的混合物是稀化的混合物。车辆10可以配备有用于监视或控制燃空比的至少一个氧传感器或其它反馈回路。车辆10随后可以响应于感测的排气氧或其它排气成分的浓度或存在通过调节运转参数来自动地补偿从理想化学计量比率的偏离。例如，改变传输至燃烧室的燃料容积可以用于调节燃空比。根据本发明的一个方面，车辆10改变运转参数以将发动机的燃空比保持在约为化学计量燃空比的预定范围内。

可以通过控制器(比如动力传动系统控制单元(PCU))指示动力传动系统12的运转状态。虽然说明为单个控制器，但是PCU可以是较大控制系统的一部分并且受到遍布车辆10中的多个其它控制器(比如车辆系统控制器(VSC)48)的影响。这些包括在VSC 48内的其它控制器的示例包括制动系统控制模块(BSCM)、高压电池控制器(BECM)以及与负责多个车辆功能的相通信的其它控制器。一个或多个其它控制器可以统称为响应于来自多个传感器的信号而指令多个致动器的控制器。VSC 48响应可以指示或影响多个车辆功能，比如起动/停止发动机14、运转M/G 18以提供车轮扭矩或再充电牵引电池20、选择或计划变速器换档等。VSC 48可以进一步包括与多种类型的计算机可读存储装置或媒介通信的微处理器或中央处理单元(CPU)。例如，计算机可读的存储器装置可媒介可以包括只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)和保活存储器(KAM)的易失性和非易失性存储。KAM是可以用于在CPU断电时存储多个运转变量的持续或非易失性存储器。计算机可读的存储装置或媒介可以实施为任何个已知存储装置，比如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电可编程序只读存储器)、EEPROM(电可擦可编程序只读存储器)、闪存或能存储数据的任何其它电子、磁性、光学或其组合的存储装置，这些数据中的一些代表由控制器使用以控制发动机或车辆的可执行指令。

VSC 48经由可以实施为提供多个数据或信号调整、处理和/或转换、短路保护等的单个集成接口的输入/输出(I/O)接口与多个发动机/车辆传感器和致动器通信。可替代地，一个或多个专用硬件或固件芯片可以用于将特定信号提供至CPU之前调整并处理该特定信号。如图1中的代表性实施例整体说明的，VSC 48可以通信至和/或自发动机14、涡轮增压器46、分离离合器26、M/G 18、起动离合器36、变速器24和电力电子件28。尽管未明确说明，本领域内的技术人员应理解每个上文描述的子系统内可以通过VSC 48控制的多个功能或部件。可以使用控制器执行的控制逻辑直接或间接致动的参数、系统和/或部件的代表性示例包括燃料喷射正时、速率和持续时间、节气门位置、(用于点火式发动机的)火花塞点火正时、进气/排气门正时和持续时间、前端附件驱动(FEAD)部件(比如交流发电机、空调压缩机)、电池充电、再生制动、M/G运转、用于分离离合器26、起动离合器36和变速器24的离合器压力等。例如，通过I/O接口通信输入的传感器可以用于指示涡轮增压器增压压力、涡轮增压器旋转转速、曲轴位置、发动机转速(RPM)、车轮转速、车速、发动机冷却剂温度、进气歧管压力、加速器踏板位置、点火开关位置、节气门位置、空气温度、排气氧或其它排气成分的浓度或存在、进气流量、变速器档位、传动比或模式、变速器机油温度、变速器涡轮转速、变矩器旁通离合器36状态、减速或换档模式。

VSC 48还包括扭矩控制逻辑特征。VSC 48能够解释基于多个车辆输入的驾驶员请求。这些输入可以包括例如档位选择(泊车档P、倒档R、空档N、行驶档D、低速档L)、加速器踏板输入、电池温度、电压、电流和电池荷电状态(SOC)。VSC 48从而可以基于扭矩需求基于至少一些上述输入而将档位选择指令信号提供至传动装置的变速器。

车辆10的驾驶员可以在加速器踏板50处提供输入并建立需求的扭矩、功率或驱动指令以推进车辆10。通常、压下和释放踏板50产生可以通过VSC48分别解释为增加功率或减小功率的需求的加速器输入信号。至少基于来自该踏板的输入，控制器48可以在发动机14和/或M/G 18的每者之间分配扭矩指令以满足驾驶员需求的扭矩。控制器48还可以控制变速器24内换档的正时以及分离离合器26和变矩器旁通离合器36的接合或分离。类似于分离离合器26，可以在接合和分离位置之间的范围内调整变矩器旁通离合器36。除泵轮和涡轮之间的液压耦合产生的可变打滑之外，这在变矩器22中产生可变打滑。可替代地，变矩器旁通阀36可以取决于特定应用而运转为不使用调整运转模式的锁定或打开。

为了通过发动机14驱动车辆，分离离合器26至少部分地接合以传输至少一部分发动机扭矩通过分离离合器26至M/G 18并随后从M/G 18通过变矩器22和变速器24。M/G 18可以通过提供额外驱动的扭矩转动轴32来辅助发动机14。该运转模式可以称为“混合动力模式”或“电动辅助模式”。如上文所述，VSC 48可以进一步操作，发布指令以分配发动机14和M/G18两者的扭矩输出使得这两者扭矩输出的组合满足来自驾驶员的加速器50输入。

为了通过M/G 18作为单独动力源驱动车辆10，除了分离离合器26隔离发动机14和动力传动系统12的剩余部分之外动力流保持相同。例如，在这段时间期间可以停用发动机14中的燃烧或者关闭发动机以节省燃料。牵引电池20通过线52传输存储的电能至可以包括逆变器的电力电子件28。电力电子件28将来自电池20的高压直流电转换为M/G 18使用的交流电。此外VSC48可以发布指令至电力电子件28使得M/G 18起用以提供正或负扭矩至轴32。该运转模式可以称为“纯电动”运转模式。

在任何运转模式中，M/G 18可以作为马达运转并提供用于动力传动系统12的驱动力。特别在需要较高的动力传动系统扭矩增加速率的状况下(比如车辆从静止起动)，可以放大马达扭矩指令以提供充足的总动力传动系统扭矩。M/G 18可以具有较高的初始输出扭矩来补充动力传动系统扭矩直到发动机扭矩达到最大可用扭矩。一旦发动机扭矩处于最大可用扭矩，可以减小或停用马达扭矩输出。

可替代地，M/G 18可以作为发电机运转以将来自动力传动系统12的动能转换为存储在电池20中的电能。例如，当发动机提供用于车辆10的唯一推进动力时M/G 18可以作为发电机运转。此外在将来自旋转的车轮42的旋转能回传通过变速器24并转换为存储在电池20中的电能的再生制动期间M/G 18作为发电机运转。

应理解图1中示意说明的仅是示例性并且不意味着限制。可以预想利用发动机和马达两者的选择性接合来通过变速器传输的其它配置。例如，M/G 18可以与曲轴30偏置，可以提供额外的马达来起动发动机14，并且/或者M/G 18可以设置在变矩器22和变速器24之间。不偏离本发明的范围可以预想其它配置。

驾驶员扭矩需求的突然增加通常使得发动机节气门位置迅速响应以尝试增加发动机扭矩并尽可能快地达到最大输出以满足驾驶员需求。发动机扭矩的较高变化速率可能从而导致燃空比的激增。更加富化燃烧的混合物可以允许从发动机14排出一部分未燃烧的燃料，并且由于迅速加速导致车辆排放激增。

图2描述用于多个动力传动系统运转参数的一系列对应的时间图。图2A至图2E中的每幅图在时间上对应并且显示响应于驾驶员需求而产生的不同车辆运转参数。图2A是驾驶员需求相对于时间的图。曲线110代表显示通过阶梯输入代表的驾驶员需求突然增加的驾驶员输入。阶梯输入在时间T0处增加。

图2B是多个动力传动系统扭矩参数对应的时间图。曲线112代表响应于驾驶员需求增加而在T0处开始增加的发动机扭矩指令。注意在常规运转期间发动机扭矩指令112也模拟像驾驶员需求突然增加那样的阶梯增加。曲线114描述响应于发动机扭矩指令的实际发动机扭矩输出。由于发动机扭矩通常可能不会立刻增加，实际的发动机扭矩输出曲线114以斜线116显示的初始变化速率增加。在车辆系统中(比如图2的车辆系统中)，发动机扭矩输出仅受发动机能力的上限限制。曲线118代表马达的输出扭矩。通常，与发动机扭矩相比电动马达扭矩可以显著更快地增加。这样，马达扭矩118响应于驾驶员需求可以迅速增加以在发动机扭矩斜坡增加期间补充动力传动系统扭矩。马达扭矩随后对应于实际发动机输出扭矩114的增加而减小。在点120处，马达可以完全停用并且成为发动机的负荷并且施加负扭矩(例如处于发电机模式)。

图2C是发动机燃烧室内燃空比的时间图。曲线122代表驾驶员需求的突然增加怎样影响燃空比。区域124描述基本上处于稳态的化学计量区域。在时间T0处，响应于驾驶员需求的突然变化，尝试突然增加动力传动系统扭矩所致的富化燃烧状况导致燃空比存在激增126。一旦发动机扭矩的增加速率减小，燃空比返回至128处的稳态化学计量混合。

图2D是涡轮增压器增压的时间图，其中曲线130显示增压压力对驾驶员扭矩需求突然增加的响应。在T0处增压随着涡轮增压器转速的增加而开始斜坡上升直到在点132处达到最大可用增压。点T0和点132之间的时间段会被驾驶员感知为上文讨论的涡轮迟滞。

图2E是来自车辆发动机的排放输出的时间图。曲线134代表与上文描述的图2C中燃空比激增关联的排放响应。同样与尝试迅速增加发动机扭矩关联的，排放存在激增136。对应于燃料和空气混合物的变化，一旦发动机达到全部扭矩并且基本上以稳态输出运转，排放在138处返回至大体上稳态。

提供一种算法通过防止通常响应于驾驶员扭矩需求突然增加的燃料空气混合物比例的激增来减小排放。图3描述代表VSC的扭矩控制逻辑的实施例的方法200。扭矩控制逻辑可以使用驾驶员扭矩需求202和涡轮增压器的运转参数204作为输入。步骤206可以包括感测涡轮增压器转速。类似地，步骤208可能需要感测涡轮增压器增压压力。

初始地，方法200可以包括在步骤210和212处在发动机和马达之间分配希望的扭矩指令以满足驾驶员需求。初始分配可以基于最大可用发动机扭矩和补充的马达扭矩来确定混合动力运转以满足202处的驾驶员扭矩需求。如上文讨论的，在扭矩迅速增加的实例期间，利用最大可用发动机扭矩可能导致发动机的燃空比和/或排放输出的激增。于是，方法200包括应用可变的低通滤波器以指令发动机扭矩输出。

步骤214包括计算用于低通滤波器的可变时间常数。时间常数可以基于步骤206处感测的涡轮增压器转速和在208处感测的涡轮增压器压力增压中的至少一者而变化。这样，滤波器的影响随着涡轮增压器斜坡上升至其完全运转能力而持续变化。此外时间常数可以与上述涡轮增压器参数中的至少一者具有函数关系。例如，控制器可以存储有指示预定时间常数值的查值表或者实时执行数学计算以得到滤波器的时间常数。

在步骤216处对在210处计算的希望的发动机扭矩指令应用低通滤波器。利用在步骤214处确定的时间常数，尽管驾驶员需求突然增加但是滤波器运转以限制发动机扭矩指令的增加速率。由于滤波器时间常数可变的性质，过滤掉的指令信号的量随涡轮增压器建立最大输出而变化。在216处对希望的发动机扭矩的滤波器应用产生可能是最终限制实际发动机扭矩输出的增加速率的减小扭矩的修改的发动机扭矩。滤波器有效地减小了增加速率高于预定阈值的发动机扭矩指令。在步骤218处基于过滤过的最初希望的发动机扭矩将修改的扭矩指令发布至发动机。尽管本说明书描述了低通滤波器，应理解替代的滤波器拓扑学可以适用于修改发动机扭矩指令以减小排放以及用于其它目的。其它类型的滤波器也可以提供有上文描述的可变时间常数。

为了使车辆动力传动系统完全满足驾驶员扭矩需求，可能需要将马达扭矩增加超过最初希望的马达扭矩以充分地补充动力传动系统输出。在步骤220处，至少部分基于源于过滤过的扭矩指令造成的发动机扭矩的任何差额来计算修改的马达扭矩。修改的马达扭矩可以增加的量等于在过滤步骤216处发动机扭矩限制的数量。可替代地，马达扭矩指令信号可以应用乘法器以实现类似的效果。在222处发布马达扭矩指令信号。

本发明描述的控制算法通过多种方式改善了车辆运转性能。在扭矩输出迅速变化期间可以实现发动机排放输出减小。此外，通过测量发动机扭矩的增加可以至少部分地避免涡轮迟滞的效应。图4描述用于多个动力传动系统运转参数的一系列对应时间图。图4A至4E中的每幅图在时间上彼此对应并且显示与图2类似响应于驾驶员需求而发生的车辆运转参数。图4A是驾驶员需求相对于时间的图。曲线310代表驾驶员输入，显示了通过阶梯输入代表的驾驶员需求突然增加。阶梯输入在时间T0处增加。

图4B是多个动力传动系统扭矩参数对应的时间图。曲线312代表响应于驾驶员需求增加而在T0处开始增加的发动机扭矩指令。与常规运转相比，尽管驾驶员需求突然增加，曲线312代表的发动机扭矩指令的改变速率限制在发动机可用全部扭矩以下。曲线314描述响应于发动机扭矩指令312的实际发动机扭矩输出。与限制发动机扭矩指令312的增加速率关联的，实际的发动机扭矩输出曲线314以斜线316显示的初始增加速率增加。应注意与常规系统相比实际的发动机输出能更加紧密地贴近测量的发动机扭矩指令。曲线318代表马达的输出扭矩。在其它情况下，马达扭矩318响应于驾驶员需求而迅速增加以补充动力传动系统扭矩。然而，较长时间保持较高的输出马达输出扭矩以允许发动机更慢地逐渐增加扭矩。在点320处马达停用并且可以开始对动力传动系统施加负扭矩。

图4C是发动机燃烧室内燃空比的时间图。曲线322代表燃空比响应于驾驶员需求的突然增加可以怎样变化。区域324描述基本上处于稳态的化学计量区域。在时间T0处，响应于驾驶员需求的突然变化，在326处空燃比可能存在一些变化量。然而，根据本发明的系统可以配置用于保持燃空比在约为化学计量燃空比的预定范围328内。这样，尽管驾驶员需求激增，燃烧燃空比保持接近稳态状况。

图4D是涡轮增压器增压的时间图，其中曲线330显示增压压力对驾驶员扭矩需求突然增加的响应。在T0处增压随着涡轮增压器转速增加而开始斜坡上升直到在点332处达到最大可用增压。尽管在图中未描述，由于与限制发动机扭矩增加关联的影响，涡轮增压器转速的增加速率可以基本恒定。在斜坡上升的特定部分期间涡轮增压器转速可以线性增加并且限制在最大可用输出以下。此外，与其它系统相比在类似的持续时间之后涡轮增压器仍然可以达到最大涡轮增压器输出。因为马达的补充程度可以基于涡轮增压器的状态，驾驶员感受到的涡轮迟滞的效应减小了。

图4E是车辆发动机排放输出的时间图。曲线334代表排放输出对驾驶员需求突然增加的响应。由于避免了燃烧燃空比的激增，排放能类似地保持处于更加稳定的状况。如位置336处所指示的响应于激进的车辆加速可能仍然存在一些波动，但是如本说明书讨论的在很大程度上限制了发动机输出排放的激增。

本说明书提供的代表性控制策略和/或逻辑可以使用一个或多个处理策略，比如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等来实施。这样，所描述的多个步骤或功能可以描述的序列、并行执行，或在某些情况下有所省略。尽管并未总是明确说明，本技术领域的技术人员应理解，取决于使用的特定策略可以反复执行一个或多个说明的步骤或功能。同样，由于便于说明和描述，处理顺序并非达到本发明中示例实施例所描述的特征和优点所必需的，而提供用于说明和描述的方便。

可以主要在基于微处理器的车辆、发动机和/或动力传动系统控制器执行的软件中实施控制逻辑。当然，取决于特定应用，可以一个或多个控制器中的软件、硬件或软件和硬件的组合来实施控制逻辑。当在软件中实施时，可以在存储有代表通过计算机执行以控制车辆或其子系统的代码或指令的数据的一个或多个计算机可读的存储装置或媒介中提供控制逻辑。计算机可读的存储装置或媒介可以包括利用电子、磁性和/或光学存储以保持可执行指令和关联的校准信息、运转变量等的多个已知物理装置中的一者或多者。可替代地，可以使用适当的硬件部件整体地或部分地包含该程序、方法或算法，比如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机(state machine)、控制器或其它硬件部件或设备，或者硬件、软件和固件部件的结合。

虽然上文描述了示例实施例，但是并不意味着这些实施例描述了权利要求包含的所有可能的形式。说明书中使用的词语为描述性词语而非限定，并且应理解不脱离本发明的精神和范围可以作出各种改变。如上所述，可以组合多个实施例的特征以形成本发明没有明确描述或说明的进一步的实施例。尽管已经描述了多个实施例就一个或多个期望特性来说提供了优点或相较于其他实施例或现有技术应用更为优选，本领域技术人员应该认识到，取决于具体应用和实施，为了达到期望的整体系统属性可以对一个或多个特征或特性妥协。这些属性可包括但不限于：成本、强度、耐用性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、易于装配等。因此，描述的实施例在一个或多个特性上相对于其他实施例或现有技术应用不令人满意也未超出本发明的范围，并且这些实施例可以满足特定应用。

Claims (10)

1.一种车辆，包含：

包括电动马达、内燃发动机和涡轮增压器的动力传动系统；以及

控制器，配置用于：

响应于驾驶员需求而对发动机扭矩的指令应用滤波器使得对于增加速率高于预定阈值的指令而言将发动机扭矩和涡轮增压器转速两者的对应增加速率限制至各自小于最大值的速率以减小发动机输出排放的激增，并且

发布马达扭矩的指令使动力传动系统扭矩满足所述驾驶员需求。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述滤波器是低通滤波器，其中，所述滤波器的时间常数根据所述涡轮增压器转速和涡轮增压器增压压力中至少一者而变化。

3.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述涡轮增压器转速的所述增加速率基本恒定。

4.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述马达扭矩的指令增加的量等于所述发动机扭矩的指令在应用所述滤波器之前和之后之间的差异。

5.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，尽管所述驾驶员需求激增，所述控制器应用所述滤波器使所述车辆输出的排放基本上处于稳态。

6.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于，所述控制器进一步配置用于保持发动机的燃空比在约为化学计量燃空比的预定范围内。

7.一种限制动力传动系统排放的方法，包含：

对发动机和电动马达中的每者分配扭矩指令以满足驾驶员扭矩需求；

应用低通滤波器以修改用于发动机的扭矩指令；

修改发动机的扭矩指令使得响应于驾驶员扭矩需求的激增而相对于各自可用的最大速率限制发动机扭矩和涡轮增压器转速两者的增加速率；以及

增加马达的扭矩指令使马达的扭矩的增加量等于发动机的扭矩指令的修改值以满足驾驶员扭矩需求的激增。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包含：基于涡轮增压器增压和涡轮增压器转速中的至少一者来改变低通滤波器的时间常数。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，限制发动机扭矩的增加速率进一步使发动机基本上处于稳态的燃空比。

10.一种车辆，包含：

控制器，配置用于：

对发动机的扭矩指令应用可变滤波器使得随着驾驶员扭矩需求增加而限制发动机扭矩对应的增加速率；以及

对马达的扭矩指令应用乘法器使得所述马达的输出扭矩的增加量等于发动机扭矩受限制的量。