CN104787034B - 车辆 - Google Patents

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Abstract

一种混合动力车辆包括发动机和通过离合器选择性地结合到发动机的电机。所述发动机、电机和离合器沿共同的轴布置。至少一个控制器被配置为当车辆位于泊车档或空档并且车辆的加速器踏板被踩下时执行多种命令。这响应于加速器踏板运动而提高感知的车辆反应。为了实现这点，控制器被配置为基于加速器踏板的踩下的速率，控制电机的转速增加的速率(例如，“转速控制”)。此外，发动机的扭矩输出被控制到不考虑发动机转速的目标值并且发动机扭矩通过电机被转换为电能(例如，“扭矩控制”)。当发动机起动时，电机的转速增加的速率被改变。

Description

车辆
技术领域
本公开涉及在车辆位于泊车档或空档时，响应于加速器踏板的踩下而控制混合动力车辆中的电机和发动机。
背景技术
在传统的非混合动力车辆中，内燃发动机作为唯一的驱动源。发动机的输出总体上可与加速器踏板的踩下程度成比例。当车辆操作者在车辆位于泊车档或空档而踩下加速器踏板时，操作者接收来自发动机的反馈响应。
混合动力电动车辆包括电机和内燃发动机，从而可用两种驱动源。例如，这与传统的非混合动力车辆相比可提供改善的燃料经济性。有时，混合动力电动车辆中的控制系统在保持运转的同时关闭发动机。这在车辆位于泊车档或空档时保持发动机处于禁用状态是有益的以防止否则将被浪费的发动机的输出。
发明内容
根据一个实施例，提出了一种用于控制车辆的方法。所述车辆包括通过离合器结合到电机的发动机，从而发动机的扭矩输出通过电机转换为电力。所述方法包括：在车辆开启并且位于泊车档或空档时，响应于加速器踏板的踩下，基于加速器踏板的踩下的速率，控制电机的转速增加的速率(即，“转速控制”)。此外，在车辆开启并且位于泊车档时，响应于加速器踏板的踩下并响应于发动机开启，不考虑发动机转速如何，扭矩被控制到目标值(即，“扭矩控制”)，电机的转速增加的速率根据加速器踏板的踩下而改变。当加速器踏板被踩下超过固定的下降阈值时，发动机起动而不管其他因素如何。作为选择地或额外地，当电机的转速达到预定转速时，发动机起动。
根据另一个实施例，一种车辆包括发动机、牵引电池、电机和被构造为选择性地结合发动机和电机的离合器。所述车辆还包括至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为在车辆位于泊车档或空档时，响应于加速器踏板踩下超过固定阈值，不管电池的荷电状态如何，接合离合器并起动发动机。一旦发动机起动，所述至少一个控制器能够被配置为根据加速器踏板的位置而设定电机的转速。所述至少一个控制器还能够被配置为基于加速器踏板的踩下的速率变化而改变电机(即，发动机，由于发动机结合到电机)的转速的变化速率。可使用查找表等提供加速器踩下和命令的电机转速之间的预定的相关性。
根据另一个实施例，一种车辆包括发动机、电机和被构造为选择性地将发动机与电机结合的离合器。至少一个控制器被配置为响应于车辆位于泊车档或空档，在电机开启时，以转速控制模式操作电机，在发动机开启时，以扭矩控制模式操作发动机。例如，转速控制模式是其中控制器主动地将电机的转速控制为加速器踏板的可校准的函数的模式。例如，扭矩控制模式是其中发动机的转速是结合到电机的结果，并且其中发动机的扭矩被吸收并通过电机转换为电能的模式。
根据另一个实施例，一种控制车辆的方法包括：在车辆开启并且位于泊车档或空档时，响应于加速器踏板的踩下，基于踩下的速率，控制电机的转速增加的速率，响应于通过离合器结合到电机而发动机起动使得由发动机的输出扭矩通过电机转换为电力，不考虑发动机转速如何，控制扭矩到目标值，改变电机的转速增加的速率。
根据另一个实施例的一方面，所述方法还包括响应于加速器踏板的位置超过预定阈值，起动发动机。
根据另一个实施例的一方面，所述方法还包括响应于发动机的转速超过预定阈值，起动发动机。
根据另一个实施例的一方面，改变转速增加的速率包括如果电机的转速或发动机转速接近红线转速(一个较高的转速)则降低转速增加的速率。
根据另一个实施例的一方面，所述方法还包括基于从电机输出到所电连接的牵引电池的动力而控制发动机的扭矩。
根据另一个实施例，一种车辆包括：发动机；牵引电池；电机以及被构造为选择性地结合发动机和电机的离合器；至少一个控制器，被配置为在车辆位于泊车档或空档时，响应于加速器踏板踩下超过固定阈值而不管电池的荷电状态如何，接合离合器并起动发动机。
根据另一个实施例的一方面，所述至少一个控制器还被配置为在发动机起动之后，根据加速器踏板的位置而设定电机的转速。
根据另一个实施例的一方面，所述至少一个控制器还被配置为基于加速器踏板的踩下的变化速率而改变电机的转速的变化速率。
根据另一个实施例的一方面，所述至少一个控制器还被配置为响应于电机的转速接近固定转速阈值，使电机和发动机的转速的变化速率减小到小于加速器踏板的踩下的变化速率的量。
根据另一个实施例的一方面，所述发动机、离合器和电机沿共同的驱动轴设置，其中，所述离合器设置在所述发动机和电机之间。
附图说明
图1是的根据一个实施例的混合动力电动车辆的示意图。
图2是示出车辆中的动力流路的车辆的框图。
图3是示出当发动机开启以及关闭时，马达转速和加速器踏板踩下程度之间的关系的图。
图4是示出在车辆位于泊车档或空档时控制发动机运转状态的方法的流程图。
图5是示出实现图2和图3的方法的示例的车辆的时序图表。
具体实施方式
在此描述了本公开的实施例。然而，应理解公开的实施例仅为示例，其它实施例可以采用多种可替代形式。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实施例的代表性基础。本领域内的技术人员将理解，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，与本公开的教导一致的特征的多种组合和变型可以期望用于特定应用或实施。
参照图1，示出了根据本公开的实施例的混合动力电动车辆(HEV)10的示意图。图1示出了部件之间的代表性关系。该车辆内部件的实体布局(Physical placement)和方位可以变化。HEV10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，这可以称为模块化混合动力传动装置(MHT)。如下文将更详细描述的，传动装置16包括电机(例如，电动马达/发电机(M/G或马达)18)、关联的牵引电池20、变矩器22以及多阶梯传动比自动变速器或者齿轮箱24。
发动机14和M/G 18都是用于HEV10的驱动源。发动机14总体上代表可以包括内燃发动机(例如，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/G18之间的分离离合器26至少部分接合时，发动机14产生发动机功率以及提供至M/G 18的对应的发动机扭矩。M/G 18可以实施为多种类型电机中的任何一种。例如，M/G 18可以为永磁同步马达。如下文将要描述的，电力电子器件(power electronics)56将电池20提供的直流电(DC)调节成符合M/G 18的要求。例如，电力电子器件可以向M/G18提供三相交流电(AC)。
当分离离合器26至少部分接合时，可以将动力从发动机14传输至M/G 18或从M/G18传输至发动机14。例如，分离离合器26可以接合并且M/G 18可以作为发电机运转以将曲轴28和M/G轴30提供的旋转能转换成存储在电池20中的电能。也可以将分离离合器26分离以将发动机14与动力传动系统12的其它部分隔离使得M/G 18可以作为HEV 10的单独驱动源运转。轴30延伸通过M/G 18。M/G 18持续可驱动地连接至轴30，但是发动机14仅在分离离合器26至少部分接合时可驱动地连接至轴30。
M/G 18经由轴30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因此连接至发动机14。变矩器22包括固定至M/G轴30的泵轮以及固定至变速器输入轴32的涡轮。从而变矩器22提供轴30和变速器输入轴32之间的液力耦合。当泵轮旋转得比涡轮快时，变矩器22将动力从泵轮传输至涡轮。涡轮扭矩和泵轮扭矩的量通常取决于相对转速。当泵轮转速与涡轮转速的比率足够高时，涡轮扭矩是泵轮扭矩的倍数。还可以提供变矩器旁通离合器34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，允许更高效的动力传输。变矩器旁通离合器34可以作为启动离合器运转以提供平顺的车辆启动。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34的应用，可以在M/G 18和齿轮箱24之间提供类似于分离离合器26的启动离合器。在一些应用中，分离离合器26通常称为上游离合器而启动离合器34(可以是变矩器旁通离合器)通常称为下游离合器。
齿轮箱24可以包括通过摩擦元件(例如，离合器和制动器(未示出))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(未示出)。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36和变速器输入轴32之间的传动比的换档计划来控制摩擦元件。齿轮箱24基于多个车辆和环境工况通过关联的控制器(例如，动力传动系统控制单元(PCU)50)从一个传动比自动换档至另一个。齿轮箱24随后将动力传动系统输出扭矩提供至输出轴36。例如，传动装置16或齿轮箱24可包括泊车机构和换档离合器。当泊车机构接合时，齿轮箱24处于泊车档。当泊车机构和换档离合器分离时，齿轮箱24处于空档。可经由通过车辆操作者选择的PRNDL输入使用档位选择来选择空档或泊车档。当齿轮箱24处于泊车档或空档时，流经齿轮箱24的扭矩被阻断，从而输入到齿轮箱24的任何扭矩不传递到输出轴36和车轮42。
应理解的是，与变矩器22一起使用的液压控制的齿轮箱24仅是变速器或传动装置设置的一个示例；在本公开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传动比变速器是可以接受的。例如，齿轮箱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更多个伺服马达的自动机械式(或手动)变速器(AMT)。如本领域普通技术人员通常理解的，例如在较高扭矩需求的应用中可以使用AMT。
如图1中的代表实施例所示，输出轴36连接至差速器40。差速器40经由连接至差速器40的相应轴44驱动一对车轮42。差速器向每个车轮42传输大约相等的扭矩同时允许轻微的转速差异(例如，当车辆转弯时)。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至一个或多个车轮。在一些应用中，例如取决于特定的动力模式或状况，扭矩分配可以变化。
动力传动系统12进一步包括关联的动力传动系统控制单元(PCU)50。虽然示出为一个控制器，但是PCU 50可以是较大控制系统的一部分并且可以通过车辆10中的多个其它控制器(例如，车辆系统控制器(VSC))控制。所以，应理解动力传动系统控制单元50和一个或多个其它控制器可以统称为“控制器”或“控制系统”，所述“控制器”或“控制系统”响应于来自多个传感器的信号而控制多个致动器以控制多种功能，诸如起动/停止发动机14、运转M/G 18以提供车轮扭矩或充电电池20、选择或计划变速器换档等。控制器50可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，计算机可读存储装置或媒介可包括只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)和保活存储器(KAM)中的易失性和易失性非存储。KAM是可以用于在CPU断电时存储多个操作变量的持久或非易失性存储器。计算机可读存储装置或媒介可以实施为使用任意数量的已知存储装置，例如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦可编程序只读存储器)、EEPROM(电子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可由控制器使用以控制发动机或车辆的可执行指令。
控制器经由输入/输出(I/O)接口与多个发动机/车辆传感器和致动器通信，所述输入/输出(I/O)接口可以实施为提供多个原始数据或信号调节、处理和/或转换、短路保护等的单个集成接口。可替代地，将信号提供至CPU之前，一个或更多个专用硬件或固件芯片可以用于调节和处理特定的信号。如图1中的代表性实施例总体上说明的，PCU 50可以将信号传达至发动机14、分离离合器26、M/G 18、启动离合器34、传动装置齿轮箱24和电力电子器件56和/或传达来自发动机14、分离离合器26、M/G 18、启动离合器34、传动装置齿轮箱24和电力电子器件56的信号。尽管未明确说明，但是本技术领域的普通技术人员将理解可以通过PCU 50控制的多个功能或部件在上文指出的每个子系统内。可使用通过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、(用于火花式点火发动机的)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(例如，交流发电机、空调压缩器、电池充电、再生制动、M/G运转、用于分离离合器26、启动离合器34和传动装置齿轮箱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、曲轴位置(PIP)、发动机转速(RPM)、车轮转速(WS1、WS2)、车速(VSS)、冷却剂温度(ECT)、进气歧管压力(MAP)、加速器踏板位置(PPS)、点火开关位置(IGN)、节气门位置(TP)、空气温度(TMP)、排气氧(EGO)或其它排气成分浓度或存在、进气流量(MAF)、变速器齿轮、比率或模式、变速器油温度(TOT)、传动装置涡轮转速(TS)、变矩器旁通离合器34状态(TCC)、减速或换档模式(MDE)。
可以通过一个或更多个附图中的流程图或类似图表代表通过PCU 50执行的控制逻辑或功能。这些图提供可以使用一个或更多个处理策略(例如，事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)执行的代表性控制策略和/或逻辑。这样，说明的多个步骤或功能可以以描述的序列并行执行，或在某些情况下有所省略。尽管没有总是明确地说明，但是本领域内的技术人员将理解取决于使用的特定策略可以反复执行一个或更多个说明的步骤或功能。类似地，处理顺序对于需要达到本文描述的特征和优点并非必需的，而提供用于说明和描述的方便。可以主要在通过基于微处理器的车辆、发动机和/或动力传动系统控制器(例如，PCU50)执行的软件中执行控制逻辑。当然，取决于特定应用，可以在一个或更多个控制器中的软件、硬件或者软件和硬件的结合来执行控制逻辑。当在软件中执行时，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存储装置或媒介中提供控制逻辑。计算机可读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、运转变量等的一个或多个已知物理装置。
车辆驾驶员使用加速器踏板52提供需要的扭矩指令、功率指令或驱动指令以推进车辆。通常，踩下和释放踏板52产生加速器踏板位置信号，所述加速器踏板位置信号可以分别被控制器50解释为增加功率或减小功率的需求。至少基于来自踏板的输入，控制器50命令从发动机14和/或M/G 18输出扭矩。控制器50还控制齿轮箱24换档的正时以及分离离合器26和变矩器旁通离合器34的接合或分离。与分离离合器26类似，可在接合和分离位置之间的范围内调节变矩器旁通离合器34。除泵轮和涡轮之间的流体连接产生的可变滑动之外，这产生了变矩器22中的可变滑动。可替代地，取决于特定应用，变矩器旁通离合器34可以运转为锁止或打开而不使用调节的运转模式。
为了通过发动机14驱动车辆，至少部分地接合分离离合器26以将至少一部分发动机扭矩通过分离离合器传输至M/G 18并且再从M/G 18通过变矩器22和齿轮箱24。M/G 18可以通过提供使轴30转动的额外功率而辅助发动机14。该运转模式可以称为“混合动力模式”或“电动辅助模式”。
为了利用M/G 18作为唯一动力源驱动车辆，除分离离合器26将发动机14和动力传动系统12的剩余部分分开之外，动力流保持相同。这段时间期间可以停用或者关闭发动机14中的燃烧以节省燃料。例如，牵引电池20通过线路54将存储的电能传输至可以包括逆变器的电力电子器件56。电力电子器件56将来自电池20的直流(DC)电压转换成M/G 18使用的交流(AC)电压。PCU 50命令电力电子器件56将来自电池20的电压转换成提供至M/G 18的AC电压以提供正或负扭矩至轴30。该运转模式可以称为“纯电动”运转模式。
在任一运转模式中，M/G 18可以作为马达运转并且为动力传动系统12提供驱动力。另外，M/G 18可以作为发电机运转并且将来自动力传动系统12的动能转换成电能存储在电池20中。例如，当发动机14提供用于车辆10的推进动力时，M/G 18可以作为发电机运转。此外在来自旋转的车轮42的旋转能通过齿轮箱24回传并转换成电能存储在电池20中的再生制动期间，M/G18可以作为发电机运转。
M/G 18和电池20具有提供最大正扭矩和负扭矩或可用功率的电力极限。电力极限可取决于多个因素，包括但不限于M/G温度、电池荷电状态、电池温度、最大电机扭矩和转速等。电力极限可随着车辆操作状况变化而改变，并且可通过控制系统或控制器50来确定。控制器50可监控电池温度、电压、电流、荷电状态(SOC)并确定此时可允许的最大放电电力极限和可允许的最大充电电力极限。
控制器50还提供传动装置齿轮箱24的传动比和换档控制。控制器50可接收来自用户输入(例如，变速杆)的PRNDL。当用户请求泊车(P)时，控制器接合齿轮箱24中的泊车机构。当用户请求空档(N)时，控制器将泊车机构和/或换档离合器分离。
应理解图1中说明的示意图仅仅是示例并且不意味着限制。可以预想利用发动机和马达两者的选择性接合以通过传动装置传输的其它配置。例如，M/G 18可以与曲轴28偏转、可以提供额外的马达来起动发动机14和/或可以在变矩器22和齿轮箱24之间提供M/G18。不脱离本公开的范围的情况下，可以预想其它配置。
在传统非混合动力车辆中，加速器踏板踩下使发动机的输出相应增加。尤其是在车辆处于泊车档或空档时，因为此时发动机以怠速运转。在混合动力车辆中(例如，图1的车辆)，发动机能够在车辆处于泊车档或空档时被停用以节省燃料。在所有操作时间，控制系统管理发动机和M/G之间的动力分配。根据本公开的控制系统管理发动机和M/G之间的动力分配，以在车辆处于泊车档或空档时管理动力传动系的行为。
参照图2，该图示出了当车辆处于泊车档或空档时车辆10的动力流路。基于不同的车辆动力请求，控制器确定需要发动机运转以实现这些车辆动力请求。车辆动力请求可包括使M/G 18用作发电机为电池20充电，例如，当电池20的荷电状态低于阈值时。车辆动力请求可还包括其它车辆系统或部件(例如，HVAC系统)的请求。例如，可能需要使发动机14运转以向客舱提供热量。或者，可能需要使发动机14运转以操作在HVAC系统中的空调而使客舱凉爽。车辆动力请求可还包括(例如)用户将设备连接至车辆以从车辆请求电力来操作的附加负载。如果这些(或其它)车辆动力请求中的任意一种表明需要来自发动机14的额外的动力，那么控制器通过接合并锁止分离离合器26而使发动机14起动。
在分离离合器锁止的情况下，在泵轮处或输入轴30至变矩器22的扭矩关系是：
τimp＝τe+τg
其中，τe是发动机14的扭矩输出，τg是M/G 18的扭矩输出，如果机器作为马达运转，则M/G 18的扭矩输出τg为正。如果M/G 18作为发电机运转以为电池20充电或提供电力，则M/G 18的扭矩输出τg为负。
关于图2，在齿轮箱24处于泊车档或空档并且分离离合器26锁止的情况下，发动机14可被操作为提供输出扭矩，同时M/G 18作为发电机运转以提供电力为电池充电或为其它车辆或附加请求供应电力。流入发动机的燃料的质量流率是(千克每秒)。在80，kJ/s(或kW)的动力进入发动机14，其中，E是燃料的热值。在82，在考虑发动机惯性之前，发动机14的机械动力输出为Pe＝τe·ωe,其中，Pe是发动机的动力输出，以KW表示，ωe是发动机输出轴的转速(弧度每秒)。
发动机14动力的一部分可用于克服在变矩器22中的任何损耗。发动机动力的另一部分驱动用作发电机的电机18以产生用于电池20的电力。当分离离合器26锁止时，发电机与发动机以相同的转速运转，使得ωe＝ωg，由于M/G作为发电机运转，所以M/G扭矩为负。电机18的机械动力是τgωg。
在84，M/G 18输出电力的形式为：
Pbatt＝τgωg-Peloss(τg，ωg)
其中，在84，Pbatt是来自发电机的电池输入电力(或发电机输出动力),Peloss(τg，ωg)是发电机的损耗并且是电机转速和扭矩的函数。
在下面的段落中，将对“转速控制模式”和“扭矩控制模式”进行说明。根据本公开，M/G在“转速控制模式”下运转，其中，控制器将M/G的转速主动地控制为加速器踏板的(校准的)函数。如果发动机开启，则其在“扭矩控制模式”下运转，其中在扭矩被M/G吸收并被转化为储存在电池中的电能的情况下，所命令的发动机扭矩由M/G操作转速下的系统损耗和电池电力需求来确定。在M/G的下游实现的发动机扭矩是常数。例如，当M/G驱动发动机(作为反作用部件)到更高的转速时，发动机能够在扭矩控制模式下运转。
当车辆处于泊车档或空档时，本公开的控制系统必须以动力传动系向驾驶员提供直观的合意的反馈的方式控制动力传动系。例如，当车辆处于泊车档或空档时，如果车辆的驾驶员踩下加速器踏板，则应该给予驾驶员一定量的物理反馈。根据本公开，当车辆保持在泊车档或空档时，不管发动机的状态如何，M/G在转速控制模式下运转。当加速器踏板被踩下时，M/G的转速增加(或提速)以提供能够被驾驶员发觉的反馈。如果由于踏板的运动发动机已经致动或开启同时M/G的转速增加，那么发动机以扭矩控制模式运转。在扭矩控制模式期间，由于分离离合器26锁止，发动机转速等于M/G的转速。
当车辆处于泊车档或空档时，M/G的转速(如果发动机开启，是发动机转速)可通过图3示出。应该理解的是，图3仅是一个示例；马达转速和加速器输入之间的关系应该是可校准的以在多种踏板输入程度下提供不同程度的响应。
参照图3，在加速器踏板输入为0％处，有两条绘制的线。一条线示出在发动机开启的情况下，马达转速/加速器输入的关系，另一条线示出在发动机关闭的情况下，马达转速/加速器输入的关系。如果发动机开启，当加速器踏板释放时，那么M/G的转速等于发动机怠速运转的转速。响应于加速器踏板输入，控制器命令M/G(以转速控制模式运转)的转速相应的增加。这使得由于分离离合器26闭合而使发动机(以扭矩控制模式运转)转速随着M/G增加。
或者，如果发动机关闭，当没有加速器踏板输入时，M/G的转速为零。随着踏板被踩下，M/G(以转速控制模式运转)的转速相应的增加。当在加速器踏板被踩下而M/G转速增加时，发动机可被命令为起动以为动力传动系提供足够的动力(参照下面图3所描述的)。如果在踏板踩下期间，M/G获得某一特定转速(例如，600rpms、1200rpms、1500rpms)，或者如果踏板踩下超过下压阈值(例如，2-5％)，则命令发动机起动。那么M/G的转速线遵循图3中所示的线。在加速器踏板踩下100％时，马达/发动机转速处于最大转速极限。
图4示出了三种示例性情况，其中，在车辆处于泊车档或空档时，控制器50可命令发动机14开启。在100，发动机14关闭或者不通过分离离合器26传输动力。在102，控制器50确定加速器踏板被踩下的量是否已经超过踏板下压阈值量。例如，在车辆处于泊车档或空档时，加速器踏板踩下可表明操作者期望使发动机加速。在104，基于加速器踏板位移，控制系统通过至少部分地接合分离离合器26并命令发动机14点火而命令发动机起动。这通过使发动机14的输出轴能够按照相应的用户请求旋转而为驾驶员提供想要的反馈和传统车辆的感觉。
在102，踏板下压阈值是可校准的，并被设置为如果加速器踏板踩下超过阈值则命令发动机起动。可设置加速器踏板位移传感器(未示出)，用于确定加速器踏板52的踩下的量。阈值优选地设定或固定在加速器踏板52的全部允许位移的2％-5％之间。阈值允许控制系统忽略小的或无意识的小于阈值的踏板踩下，因为它们表示不指-示操作者期望增加发动机的动力输出。在104，发动机可以不考虑其它因素(例如，电池的SOC)，基于在102的加速器踏板的踩下而起动。
控制器可基于马达的转速来致动发动机而不是监控加速器踏板位移，或者控制器可基于马达转速并结合对加速器踏板位移的监视来致动发动机。例如，在处于泊车档或空档时，最初的加速器踏板运动可立即致动M/G旋转。一旦M/G的转速已经达到预定阈值(例如，1200rpm)，控制器将起动发动机。
在106，控制系统将电池20的SOC与阈值荷电量进行比较。如果电池的SOC相对低并在阈值量之下，那么，控制系统根据前面描述的方法致动发动机。根据上文描述的方法和动力流程，使发动机向M/G提供动力以产生储存在电池中的电力。
在请求发动机致动的动作的另一个示例中，在108，控制器将发动机的温度与阈值进行比较。如果发动机的温度低于温度阈值，则控制器命令发动机起动以使发动机变热。例如，如果在寒冷的天气中，车辆驻车或停止一长段时间，发动机温度达到并维持周围环境的温度。当操作者将车辆打开时，可以推断之后短时间车辆将位于行驶档，在此过程中，会需要发动机提供驱动扭矩。然而，如果发动机是冷的，那么会限制发动机的最大动力输出。在车辆处于泊车档或空档时，基于发动机的温度起动发动机，由此为即将到来的发动机致动事件准备发动机，提高发动机未来的效率。
在上文提到的任何一种情况中致动发动机，在车辆保持在泊车档或空档时，发动机以扭矩控制模式保持运转。当发动机开启时，发动机扭矩是马达(M/G)扭矩的函数。马达扭矩由下面的关系确定：
Pbatt＝τgωg-Peloss(τg，ωg)
其中，Pbatt是电池电力需求并通过电池控制来提供，ωg是马达转速，等于发动机转速，上文参照图2已经描述，Peloss是马达的电损耗特性，τg是马达扭矩，仅τg是未知的，因此可从公式确定。
随着马达扭矩τg的确定，发动机扭矩可使用下面的关系确定：
τimp＝τe+τg
其中，τimp是变矩器22的泵轮的扭矩，τe是发动机扭矩。τimp代表当位于泊车档或空档时，变矩器和传动装置扭矩的旋转损耗。简言之，发动机产生扭矩(τe)，控制器命令M/G以调节马达和连接的发动机的转速，发动机扭矩通过M/G吸收并在电池中储存为用于提供电池电力(Pbatt)的电能。
图5示出了用于实现上述控制系统的实施例的时序图或信号图的示例。附图不必按比例绘制而是意在结合下文的描述用作说明的目的。
在时间T1之前，车辆在发动机被禁用的纯电的操作模式下运转。车辆的操作者从加速器踏板去掉压力。车辆可完全停止，并且在T1，操作者通过改变PRNDL机构将车辆置于泊车档或空档。在T1和T2之间，车辆保持在泊车档或空档，没有给予加速器踏板输入。
在T2，操作者开始踩下加速器踏板。这时，尽管没有扭矩通过变速器传递，但M/G的转速立即跟随用户的请求。操作者可感觉到来自M/G的输出而不是来自发动机的响应。在加速器踏板继续被踩下时，M/G在转速控制模式下运转(以上描述的)并且作为踏板踩下的变化的直接结果是改变转速。
一旦加速器踏板已经被踩下超过下降阈值，那么在T3，分离离合器接合并且发动机起动。在T3，一旦M/G的转速达到预定转速阈值，发动机起动，如前面所述。在T4，一旦离合器完全结合，那么发动机转速和M/G的转速变为相等。两者的转速均继续增加以满足加速器踏板请求的增加。
在T4，示出了加速器踏板请求略微下降的图。可以看出，由加速器踏板踩下/电机转速关系(在图2-3中描述的)控制的发动机和马达的转速相应的下降。这在车辆处于泊车档和空档时的踏板运动期间，继续为操作者提供发动机响应的直接感觉。
在T5，加速器踏板请求开始平稳。这可能由于加速器踏板到达(例如)节气门全开的位置。在一个实施例中，发动机和M/G的转速曲线以稍微缓慢的增加速率增加以在接近红线转速时给予操作者反馈。这里所说的红线转速是指一个相对较高的速度(例如，5000RPM)。
在T6，发生加速器踏板抬起，发动机和M/G两者立即跟随加速器踏板的曲线，将两者动力源的工作朝零减小。在T6之后的一些时间，在车辆位于泊车档或空档时，分离离合器可分离并且发动机可关闭以节省燃料。当分离离合器分离时，发动机转速与M/G转速分开，并且因此，发动机转速可以以比M/G更快的速率下降。发动机的停用可通过滤波器进行时间延迟以考虑到非预期的加速器踏板的踩下，或者操作者突然改变主意之后加速器请求的另一次增加。
在此公开的过程、方法或算法能够传送到处理装置、控制器或计算机/通过处理装置、控制器或计算机执行，所述过程、方法或算法可包括任何现有的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，所述过程、方法或算法能够以多种形式被存储为可通过控制器或计算机执行的数据和指令，其包括(但不限于)永久储存在不可写存储介质上(例如ROM装置)上的信息和可变地存储在可写存储介质(例如，软盘、磁带、CD、RAM装置以及其它磁性介质和光学介质)上的信息。所述过程、方法或算法也能够以软件可执行对象被实施。或者，所述过程、方法或算法可全部或部分地使用合适的硬件组件(例如，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)，状态机，控制器或任何其他硬件组件或装置)、或硬件、软件和固件组件的组合来实施。
虽然以上描述了示例性实施例，但是这些实施例不是意在描述权利要求包含的所有可能的形式。在说明书中使用的词语是描述性的词语而不是限制性的词语，并且应该理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。如前面所描述的，可以对各种实施例的特征进行组合以形成本发明的可能没有明确描述或说明的进一步的实施例。虽然关于一个或更多个期望的特性，各种实施例已经被描述为提供优点或优于其它实施例或现有技术实施方式，但是本领域的普通技术人员意识到，根据具体应用和实施方式，可以折衷一个或更多个特点或特性，以实现期望的整体系统属性。这些特性可能包括，但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、维修保养方便性、重量、可制造性、易组装性等。这样，关于一个或更多个特性，被描述为不如其他实施例或现有技术实施方式的实施例不在本公开的范围之外，并且可以期望用于特定的应用。

Claims (7)

1.一种车辆，包括：
发动机；
电机；
离合器，被构造为选择性地将所述发动机与所述电机结合；以及
至少一个控制器，被配置为响应于车辆位于泊车档或空档，在电机开启时，在转速控制模式下操作电机，在发动机开启时，在扭矩控制模式下操作发动机。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为响应于加速器踏板踩下超过预定阈值，接合离合器并起动发动机。
3.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为响应于发动机的温度小于温度阈值，接合离合器并起动发动机。
4.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为(i)响应于加速器踏板踩下而增加电机转速；(ii)响应于电机转速超过预定阈值而接合离合器并起动发动机。
5.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为命令所述电机以与加速器踏板踩下程度成比例的速度运转。
6.根据权利要求1所述的车辆，其中，当发动机关闭时，所述电机的转速以与加速器踏板输入相对应的第一速率增加，当发动机开启时，所述电机的转速以与加速器踏板输入相对应的第二速率增加。
7.根据权利要求6所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为以总体上与加速器踏板的踩下的量成比例的速率使电机的转速增加。
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