CN110386132A - 混合动力车辆发动机起动/停止系统 - Google Patents

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安东尼·梅拉蒂
哈米德·格尔吉里
帕特里克·劳伦斯·杰克逊·凡霍克
丹尼尔·罗森布拉特
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Abstract

本公开提供了“混合动力车辆发动机起动/停止系统”。一种车辆，其包括：发动机、马达、高电压动力电池和控制器。所述发动机和所述马达各自被配置为推进所述车辆。所述电池被配置为向所述马达供电。所述控制器被编程为基于所述电池的荷电状态和空气污染物含量而选择性地起动所述发动机，使得随着所述空气污染物含量增加，荷电状态发动机起动阈值降低。

Description

混合动力车辆发动机起动/停止系统
技术领域
本公开涉及混合动力车辆和用于混合动力车辆的控制系统。
背景技术
混合动力车辆可以使用多个动力源(包括内燃发动机和电机)在混合动力车辆的动力传动系统内产生功率。
发明内容
一种车辆包括发动机、马达、高电压动力电池和控制器。所述发动机和所述马达各自被配置为推进所述车辆。所述电池被配置为向所述马达供电。所述控制器被编程为基于所述电池的荷电状态和空气污染物含量而选择性地起动所述发动机，使得随着所述空气污染物含量增加，荷电状态发动机起动阈值降低。
一种车辆包括发动机、马达、电池和控制器。所述发动机和所述马达各自被配置为推进所述车辆。所述电池被配置为向所述马达供电。所述控制器被编程为响应于当所述马达单独推进所述车辆时电池荷电状态降低到小于起动阈值而起动所述发动机。所述控制器还被编程为响应于环境空气条件超过污染物阈值而将所述起动阈值从基准值降低到调整值。
一种车辆包括发动机、马达和控制器。所述发动机和电机各自被配置为产生扭矩。所述控制器被编程为响应于当所述电机单独产生功率时扭矩需求超过阈值上限而起动所述发动机。所述控制器还被编程为响应于所述环境空气条件超过污染物阈值而将所述阈值上限从基准值增加到调整值。
附图说明
图1是混合动力电动车辆的代表性动力传动系统的示意图；
图2是示出控制发动机的起动/停止系统的方法的流程图；
图3是示出根据标准操作模式控制起动/停止系统的流程图；以及
图4是示出根据低空气质量操作模式控制起动/停止系统的流程图。
具体实施方式
本文描述了本公开的实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅仅是示例并且其他实施例可以采用各种形式和可选形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导所属领域技术人员以不同方式采用这些实施例的代表性基础。如所属领域普通技术人员将理解，参考任何一个附图示出并描述的各个特征可以结合一个或多个其他附图中示出的特征以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，特定应用或实施方式可以期望与本发明的教导一致的特征的各个组合和修改。
参考图1，示出了根据本公开的一个实施例的具有并联混合动力传动系统的示意性混合动力电动车辆(HEV)10的示意图。图1示出了部件之间的代表性关系。车辆内部的部件的实体布局和定向可以变化。HEV 10包括动力传动系统12。动力传动系统12包括驱动变速器16的发动机14，所述变速器可以被称为模块化混合动力变速器(MHT)。变速器16可以经由变速器挡位选择器而置于PRNDSL(驻车挡、倒挡、空挡、驱动挡、运动挡、低速挡)中。如下文将进一步详细描述的，变速器16包括诸如电动马达/发电机(M/G)18的电机、相关联的动力电池20、变矩器22以及多级传动比自动变速器或齿轮箱24。
发动机14和M/G 18都是HEV 10的驱动源，所述驱动源被配置为用于推进HEV 10。发动机14通常表示动力源，所述动力源可以包括内燃发动机，诸如汽油、柴油或天然气动力发动机，或燃料电池。当发动机14与M/G 18之间的分离离合器26至少部分地接合时，发动机14产生发动机功率和相应的发动机扭矩，所述发动机扭矩被供应给M/G 18。M/G 18可以由多种类型的电机中的任何一种来实施。例如，M/G 18可以是永磁同步马达。电力电子器件将由电池20提供的直流(DC)电力调节为M/G 18的需求，如下面将要描述的。例如，电力电子器件可以向M/G 18提供三相交流电(AC)。
当分离离合器26至少部分地接合时，从发动机14到M/G 18的功率流或从M/G 18到发动机14的功率流是可能的。例如，分离离合器26可以接合，并且M/G 18可以充当发电机以将由曲轴28和M/G轴30提供的旋转能量转换成电能以存储在电池20中。分离离合器26也可以脱离以将发动机14与动力传动系统12的其余部分隔离，使得M/G 18可以充当HEV 10的唯一驱动源。轴30延伸穿过M/G 18。M/G 18连续可驱动地连接到轴30，而发动机14仅在分离离合器26至少部分地接合时可驱动地连接到轴30。
M/G 18经由轴30连接到变矩器22。因此，当分离离合器26至少部分地接合时，变矩器22连接到发动机14。变矩器22包括固定到M/G轴30的泵轮和固定到变速器输入轴32的涡轮。变矩器22因此在轴30与变速器输入轴32之间提供液压联接。当泵轮比涡轮旋转得更快时，变矩器22将功率从泵轮传输到涡轮。涡轮扭矩和泵轮扭矩的大小通常取决于相对速度。当泵轮速度与涡轮速度之比足够高时，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(也称为变矩器锁止离合器)，所述变矩器旁通离合器在接合时摩擦地或机械地联接变矩器22的泵轮和涡轮，从而允许更高效的功率传递。变矩器旁通离合器34可以充当起步离合器以提供平稳的车辆起步。可选地或组合地，类似于分离离合器26的起步离合器可以设置在M/G18与齿轮箱24之间，以用于不包括变矩器22或变矩器旁通离合器34的应用。在一些应用中，分离离合器26通常被称为上游离合器，而起步离合器34(其可以是变矩器旁通离合器)通常被称为下游离合器。
齿轮箱24可以包括齿轮组(未示出)，所述齿轮组通过选择性地接合诸如离合器和制动器(未示出)等摩擦元件而选择性地置于不同的传动比中，以建立所需的多个离散传动比或多级传动比。摩擦元件可通过换挡计划来控制，所述换挡计划连接和断开齿轮组的某些元件以控制变速器输出轴36与变速器输入轴32之间的传动比。基于各种车辆和环境工况，齿轮箱24通过相关联的控制器(诸如动力传动系统控制单元(PCU))自动地从一个传动比切换到另一个传动比。来自发动机14和M/G 18两者的功率和扭矩可以被输送到齿轮箱24并由齿轮箱24接收。齿轮箱24然后将动力传动系统输出功率和扭矩提供给输出轴36。
应理解，与变矩器22一起使用的液压控制的齿轮箱24仅仅是齿轮箱或变速器装置的一个示例；接受来自发动机和/或马达的一个或多个输入扭矩并且然后以不同传动比向输出轴提供扭矩的任何多传动比齿轮箱与本公开的实施例一起使用是可接受的。例如，齿轮箱24可以通过自动机械(或手动)变速器(AMT)实施，所述变速器包括一个或多个伺服马达以沿换挡导轨平移/旋转换挡拨叉以选择所需的传动比。如所属领域普通技术人员通常所理解的，AMT可以用于例如具有更高扭矩要求的应用中。
如图1的代表性实施例所示，输出轴36连接到差速器40。差速器40经由连接到差速器40的相应车轴44驱动一对驱动轮42。差速器向每个车轮42传递大致相等的扭矩，同时允许轻微的转速差，诸如当车辆转弯时。可以使用不同类型的差速器或类似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，扭矩分配可以根据例如特定的操作模式或工况而变化。
动力传动系统12还包括相关联的控制器50，诸如动力传动系统控制单元(PCU)。虽然示为一个控制器，但是控制器50可以是较大控制系统的一部分，并且可以由整个车辆10中的各种其他控制器(诸如车辆系统控制器(VSC))控制。因此应理解，动力传动系统控制单元50和一个或多个其他控制器可以统称为“控制器”，所述控制器响应于来自各种传感器的信号来控制各种执行器，以控制诸如起动/停止发动机14、操作M/G 18提供车轮扭矩或为电池20充电、选择或安排变速器换挡等功能。控制器50可以包括与各种类型的计算机可读存储装置或介质通信的微处理器或中央处理单元(CPU)。计算机可读存储装置或介质可以包括例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM)中的易失性和非易失性存储。KAM是可以用于在CPU断电时存储各种操作变量的持久性或非易失性存储器。计算机可读存储装置或介质可以使用许多已知存储器装置中的任一种来实施，诸如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)、快闪存储器或能够存储数据的任何其他电、磁性、光学或组合存储器装置，其中一些数据表示由控制器用于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(包括输入和输出通道)与各种发动机/车辆传感器和执行器通信，所述接口可以被实施为单个集成接口，所述集成接口提供各种原始数据或信号调节、处理和/或转换、短路保护等。可选地，可以使用一个或多个专用硬件或固件芯片以在将信号供应给CPU之前调节和处理特定信号。如图1的代表性实施例中大体上所示，控制器50可以与发动机14、分离离合器26、M/G 18、电池20、起步离合器34、变速器齿轮箱24和电力电子器件56相互传送信号。虽然没有明确示出，但是所属领域普通技术人员将认识到可以由上文表示的每个子系统内的控制器50控制的各种功能或部件。可以使用由控制器执行的控制逻辑和/或算法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、火花塞点火正时(用于火花点火发动机)、进气门/排气门正时和持续时间、前端附件驱动(FEAD)部件(诸如交流发电机、空调压缩机)、电池充电或放电(包括确定最大充放电功率极限)、再生制动、M/G操作、分离离合器26、起步离合器34以及变速器齿轮箱24的离合器压力等。通过I/O接口传送输入的传感器可以用于指示例如：涡轮增压器增压压力、曲轴位置(PIP)、发动机转速(RPM)、轮速(WS1、WS2)、车速(VSS)、冷却剂温度(ECT)、进气歧管压力(MAP)、加速踏板位置(PPS)、点火开关位置(IGN)、节气门位置(TP)、空气温度(TMP)、排气氧(EGO)或其他排气成分浓度或存在、进气流量(MAF)、变速器挡位、传动比或模式、变速器油温(TOT)、变速器涡轮转速(TS)、变矩器旁通离合器34状态(TCC)、减速或换挡模式(MDE)、电池温度、电压、电流或荷电状态(SOC)。
由控制器50执行的控制逻辑或功能可以由一个或多个附图中的流程图或类似图来表示。这些附图提供了可以使用一个或多个处理策略(诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)来实施的代表性控制策略和/或逻辑。因此，所示的各种步骤或功能可以所示顺序执行、并行地执行，或者在某些情况下被省略。虽然没有总是明确示出，但是所属领域普通技术人员将认识到，可以取决于所使用的特定处理策略而重复执行所示步骤或功能中的一者或多者。类似地，处理顺序不一定是实现本文所描述的特征和优点所必需的，而是为了易于说明和描述而提供的。控制逻辑可以主要以由基于微处理器的车辆、发动机和/或动力传动系统控制器(诸如控制器50)执行的软件实施。当然，取决于特定应用，控制逻辑可以在一个或多个控制器中以软件、硬件或软件与硬件的组合来实施。当以软件实施时，控制逻辑可以在存储有数据的一个或多个计算机可读存储装置或介质中提供，所述数据表示由计算机执行以控制车辆或其子系统的代码或指令。计算机可读存储装置或介质可以包括多个已知物理装置中的一者或多者，所述物理装置利用电、磁性和/或光学存储来保存可执行指令和相关联的校准信息、操作变量等。
车辆驾驶员使用加速踏板52来向动力传动系统12(或更具体地，发动机14和/或M/G 18)提供推动车辆的所需扭矩、功率或驱动命令。通常，踩下和释放加速踏板52产生加速踏板位置信号，所述加速踏板位置信号可以由控制器50分别解释为需要增加功率或减小功率。车辆驾驶员还使用制动踏板58来提供所需的制动扭矩以使车辆减速。通常，踩下和释放制动踏板58产生制动踏板位置信号，所述制动踏板位置信号可以由控制器50解释为降低车速的要求。基于来自加速踏板52和制动踏板58的输入，控制器50命令到发动机14、M/G 18以及摩擦制动器60的扭矩和/或功率。控制器50还控制齿轮箱24内的换挡正时以及分离离合器26和变矩器旁通离合器34的接合或脱离。与分离离合器26一样，变矩器旁通离合器34可以在接合位置与脱离位置之间的范围内被调节。除了由泵轮与涡轮之间的液压联接产生的可变滑差之外，这也在变矩器22中产生可变滑差。可选地，取决于特定应用，变矩器旁通离合器34可以在不使用经调节的操作模式的情况下被操作为锁定或断开。
为了用发动机14驱动车辆，分离离合器26至少部分地接合以将发动机扭矩的至少一部分通过分离离合器26传递到M/G 18，然后从M/G 18传递通过变矩器22和齿轮箱24。M/G18可以通过提供附加的功率使轴30转动来辅助发动机14。该操作模式可以被称为“混合动力模式”或“电动辅助模式”。
为了以M/G 18作为唯一动力源来驱动车辆，除了分离离合器26将发动机14与动力传动系统12的其余部分隔离之外，功率流保持不变。在此期间，发动机14中的燃烧可以被禁用或以其他方式关闭以节省燃料。动力电池20通过线路54将存储的电能传输到电力电子器件56，所述电力电子器件56可以包括例如逆变器。电力电子器件56将来自电池20的DC电压转换为将由M/G 18使用的AC电压。控制器50命令电力电子器件56将来自电池20的电压转换为提供给M/G18的AC电压以向轴30提供正或负扭矩。该操作模式可以被称为“纯电动”或“EV”操作模式。
在任何操作模式中，M/G 18都可以用作马达并且为动力传动系统12提供驱动力。可选地，M/G 18可以用作发电机并将来自动力传动系统12的动能转换成电能以存储在电池20中。例如，当发动机14为车辆10提供推进动力时，M/G 18可以用作发电机。M/G 18还可以在再生制动期间用作发电机，在再生制动中来自旋转车轮42的扭矩和旋转能量(或动能)通过齿轮箱24、变矩器22(和/或变矩器旁通离合器34)传递回来并被转换成电能以存储在电池20中。
电池20和M/G 18还可以被配置为向一个或多个车辆附件62提供电力。车辆附件62可以包括但不限于暖通空调(HVAC)系统、动力转向系统、电加热器、音响系统、收音机、娱乐系统或任何其他电动操作的系统或装置。
一体式起动发电机(ISG)64可以联接到发动机14(即，可以联接到发动机14的曲轴28)。ISG 64可以被配置为在发动机起动事件期间充当马达来起动发动机14，或者在车辆操作期间向动力传动系统12提供附加的扭矩。ISG 64还可以被配置为从发动机14接收扭矩并充当发电机。ISG 64可以通过离合器66、皮带68以及一对滑轮70选择性地联接到发动机。如果ISG 64通过皮带68联接到发动机，则它可以被称为带传动起动发电机(BISG)。控制器50可以被配置为向ISG 64传输信号以将ISG 64充当马达或发电机。控制器还可以被配置为向离合器66传输信号以便断开或闭合离合器66。ISG 64在离合器处于闭合状态时将联接到发动机14，而在离合器66处于断开状态时将与发动机14分离。在充当发电机时，ISG 64可以被配置为提供电能以对附件电池72、动力电池20充电，或者提供电能以对车辆附件62供电。附件电池72也可以被配置为对车辆附件62供电。
HEV 10还可以包括可以与控制器50通信的全球定位系统(GPS)74。GPS 74可以被配置为确定HEV 10的全局坐标。GPS 74可以包括被配置为提供从当前定位到期望目的地的方向的道路地图和算法。人机界面(HMI)可以被配置为接收从车辆驾驶员输入的期望目的地。所述输入可以是期望目的地的地址或一般地理区域。HMI可以包括输出当前位置和通向期望目的地的路线的显示屏。
HEV还可以包括可以与控制器50通信的污染物或空气质量传感器76。空气质量传感器可以检测一氧化碳(CO)水平、二氧化碳(CO2)水平、NOx气体水平，或紧邻汽车外部的空气的任何其他污染物水平。NOx气体可以包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。在检测到污染物水平超过可允许阈值时，HEV 10的HVAC系统可以关闭进入HEV 10的舱室的进入空气的流量并且切换到使舱室内的空气再循环的模式。HVAC系统还可以自动地接通先进的空气过滤系统。
控制器50可以被配置为经由电信号接收图1中所示的各种车辆部件的各种状态或状况。可以经由输入通道将电信号从各种部件输送至控制器50。另外，从各种部件接收的电信号可以指示用于改变或更改车辆10的一个或多个相应部件的状态的请求或命令。控制器50包括被配置为(经由电信号)向各种车辆部件输送请求或命令的输出通道。控制器50包括控制逻辑和/或算法，所述控制逻辑和/或算法被配置为基于各种车辆部件的请求、命令、状况或状态来生成通过输出通道输送的请求或命令。
输入通道和输出通道如图1中的虚线示出。应理解，单一虚线可以表示进出单个元件的输入通道和输出通道两者。此外，进入一个元件的输出通道可以充当通往另一元件的输入通道，反之亦然。
应理解，图1中所示的示意图仅仅是代表性的，而不意图是限制性的。可以预期使用发动机和马达的选择性接合来通过变速器传输功率的其他配置。例如，M/G 18可以偏离曲轴28，和/或M/G 18可以设置在变矩器22与齿轮箱24之间。在不脱离本公开的范围的情况下，可以预期其他配置。
还应理解，包括EV模式(其中电机单独为车辆提供动力)和混合动力模式(其中发动机和电机都为车辆提供动力)的其他混合动力车辆配置应当按本文所公开进行解释。其他车辆配置可以包括但不限于串联混合动力车辆、并联混合动力车辆、串并联混合动力车辆、插电式混合动力电动车辆(PHEV)或所属领域普通技术人员已知的任何其他混合动力车辆配置。
在对空气污染物敏感的区域(例如，风力很小且人口密集的低洼城市)，需要减少汽油发动机的排放。电动车辆开始解决排放问题，但是许多混合动力车辆仍然拥有能够产生排放的汽油发动机。为了减少对空气污染物敏感的区域中的混合动力车辆的排放，混合动力车辆可以避免或减少已经认为其中的空气被污染的汽油发动机的运行。如果确定当前区域受到严重污染，则混合动力车辆可以进入EV模式操作以减少排放。此外，如果确定当前区域受到严重污染，则混合动力车辆可以引入更多极限(例如，电池荷电状态极限或扭矩需求极限)以防止车辆退出EV模式并起动发动机14(是转换到混合动力模式还是转换到发动机14正在运转并且M/G 18关闭的纯发动机模式)。
参考图2，示出了控制发动机的起动/停止功能的方法100的流程图。方法100可以由包括发动机和电机两者的任何类型的混合动力车辆使用，所述发动机和电机各自被配置为在车辆的动力传动系统内产生扭矩和功率。然而，出于简化目的，在描述方法100的步骤时，将参考图1中的HEV 10。方法100可以作为控制逻辑或算法存储在一个或多个控制器(例如，控制器50)中。一个或多个控制器可以被编程为经由基于由一个或多个控制器经由输入信号接收的混合动力车辆的各种状况或状态(或基于混合动力车辆的各种子部件或子系统的状况或状态)向各种部件发送输出信号以控制各种部件来实施方法100。
方法100在开始框102处开始。一旦HEV 10的点火装置转到“开启”位置，就可以发起方法100。接下来，方法100前进到框104，确定HEV 10周围的紧邻区域的空气污染物含量是否大于阈值。换句话说，框104确定环境空气条件是否超过污染物阈值。空气污染物含量可以指代一氧化碳(CO)水平、二氧化碳(CO2)水平、NOx气体水平，或紧邻汽车外部的空气的任何其他污染物水平。空气污染物含量可以由空气质量传感器76确定，或者可以基于HEV10相对于所产生的空气质量图的当前位置。可以基于空气质量传感器76先前对空气污染物含量的记录来生成空气质量图。然后可以经由GPS 74将空气污染物含量的先前记录映射到特定位置。可选地，可以通过在特定地理区域内的空气污染物含量的众包数据(例如，通过将其上载到云)来生成空气质量图。众包数据可以由其他车辆或外部机构/组织，诸如环境保护机构(EPA)提供。地图数据可以包括GPS坐标和连续数或离散/定性值形式的空气质量数据。所述数据可以用于确定时域中的几种类型的空气质量问题，诸如瞬时/临时低空气质量、长期低空气质量和循环低空气质量。可以随时间分析数据以确定哪些因素导致低空气质量。所述数据还可以用于在准备进入低空气质量区时对电池20充分充电来减少此类区中的排放。在准备进入低空气质量区时对电池充分充电(准备模式)可以基于硬件和软件控制策略采取各种形式。在电池侧，可以在软件控制中改变进出电池的电力极限以及电池热控制策略，以允许在准备模式中有更大的电再生并减少电力使用。在动力传动系统硬件上，发动机、马达和变速器软件控制可以在准备模式期间临时改变，以提供更多的再生制动能量并且使得更高的发动机、马达和变速器性能能够将更多的汽油能量转换成电能。
如果HEV 10周围的紧邻区域的空气污染物含量不大于污染物阈值，则方法100从框104前进到框106，其中根据标准操作模式来操作发动机起动/停止系统(即，控制器50内控制起动和停止发动机14以在纯发动机或混合动力操作模式与EV模式操作之间转换的控制逻辑)。如果HEV 10周围的紧邻区域的空气污染物含量大于污染物阈值，则方法100从框104前进到框108，其中根据低空气质量操作模式来操作发动机起动/停止系统。一旦发动机起动/停止系统在低空气质量操作模式下操作，被输送到附件62的电力也可以在框110处降低以便节省动力电池20的电能。被输送到附件62的电力的降低可以是设定量或者可以与空气污染物含量的量成比例。
然后方法100前进到框112，其中可以请求HEV 10通过再生制动再生其电力的能力的增加以确保车辆具有足够的电池能量或电荷以便在空气污染物高于阈值的区域中以纯EV模式操作。可以在一个或多个控制器(例如，控制器50)中提高用于接收电力的电池再生电流极限，并且还可以在一个或多个控制器(例如，控制器50)中提高马达再生扭矩极限。
一旦根据标准操作模式操作起动/停止系统，方法100就会继续从框106再循环回到框104，以便促进改变空气质量操作模式，这可以在确定HEV 10周围的紧邻区域的空气污染物含量变得大于污染物阈值时发生。一旦根据低空气质量操作模式操作起动/停止系统，方法100又会继续从框112再循环回到框104，以便促进改变标准操作模式，这可以在确定HEV 10周围的紧邻区域的空气污染物含量变得小于污染物阈值时发生。
现在参考图3，示出了示出根据标准操作模式200(在图2中的框106处实施)控制起动/停止系统的流程图。根据标准操作模式200控制起动/停止系统的步骤可以作为控制逻辑或算法存储在一个或多个控制器(例如，控制器50)中。一个或多个控制器可以被编程为经由基于由一个或多个控制器经由输入信号接收的混合动力车辆的各种状况或状态(或基于混合动力车辆的各种子部件或子系统的状况或状态)向各种部件发送输出信号以控制各种部件来实施起动/停止系统200的标准操作模式。
起动/停止系统200的标准操作模式开始于框202，其中确定HEV10(或更具体地，动力传动系统12)是否在EV模式下操作，在所述EV模式中，发动机14关闭并且仅M/G 18在动力传动系统12内产生功率。如果在框202处确定HEV 10(或更具体地，动力传动系统12)未在EV模式下操作，则起动/停止系统200的标准操作模式前进到框204，其中确定HEV 10是以其中发动机14和M/G 18都在动力传动系统12内产生功率的混合动力模式操作还是以其中仅发动机14在动力传动系统12内产生功率的纯发动机模式操作。如果在框204处确定HEV 10未在混合动力模式或纯发动机模式下操作，则起动/停止系统200的标准操作模式再循环回到框202的开始。
返回到框202，如果确定HEV 10正在EV模式下操作，则起动/停止系统200的标准操作模式前进到框206，其中确定电池20的荷电状态是否已经降低到小于起动阈值的基准值(起动阈值可以是其中允许HEV 10在EV模式下操作的电池20的荷电状态范围的阈值下限)。如果在框206处确定电池20的荷电状态已经降低到小于起动阈值的基准值，则起动/停止系统200的标准操作模式前进到框208，其中发动机14被命令起动。如果在框206处确定电池20的荷电状态没有降低到小于起动阈值的基准值，则起动/停止系统200的标准操作模式前进到框210，其中确定动力传动系统扭矩需求(即，待由发动机14和/或M/G 18在动力传动系统内产生的请求扭矩)是否已增加到(或超过)扭矩阈值的基准值(扭矩阈值可以是其中允许HEV 10以EV模式操作的扭矩需求的扭矩阈值上限)。如果动力传动系统扭矩需求已经超过扭矩阈值的基准值，则起动/停止系统200的标准操作模式前进到框208，其中发动机14被命令起动。因为超过了扭矩阈值上限导致在框208处起动发动机14，所以扭矩阈值上限也可以称为发动机起动扭矩阈值。如果动力传动系统扭矩需求未超过扭矩阈值，则起动/停止系统200的标准操作模式再循环回到框206的开始。还应理解，框206和框210不一定按时间顺序示出。可以在框206之前发起框210，或者可以同时操作框206和210。
返回到框204，如果确定HEV 10正在混合动力模式或纯发动机模式下操作，则起动/停止系统200的标准操作模式前进到框212，其中确定电池20的荷电状态是否已经增加到大于关闭阈值的基准值(关闭阈值可以是电池20的荷电状态的滞后值，所述滞后值对应于充分大于起动阈值以确保HEV 10将保持在EV模式足够长的时间量以防止发动机14的过度起动和停止(这可能导致燃料效率降低)的值)。如果确定电池20的荷电状态未增加到大于关闭阈值的基准值，则起动/停止系统200的标准操作模式再循环回到框212的开始。如果确定电池20的荷电状态已经增加到大于关闭阈值的基准值，则起动/停止系统200的标准操作模式前进到框214，其中发动机14被命令关闭。
现在参考图4，示出了示出根据低空气质量操作模式300(在图2中的框108处实施)控制起动/停止系统的流程图。根据低空气质量操作模式300控制起动/停止系统的步骤可以作为控制逻辑或算法存储在一个或多个控制器(例如，控制器50)中。一个或多个控制器可以被编程为经由基于由一个或多个控制器经由输入信号接收的混合动力车辆的各种状况或状态(或基于混合动力车辆的各种子部件或子系统的状况或状态)向各种部件发送输出信号以控制各种部件来实施起动/停止系统300的低空气质量操作模式。
起动/停止系统300的低空气质量操作模式开始于框302，其中确定HEV 10(或更具体地，动力传动系统12)是否在EV模式下操作，在所述EV模式中，发动机14关闭并且仅M/G18在动力传动系统12内产生功率。如果在框302处确定HEV 10(或更具体地，动力传动系统12)未在EV模式下操作，则起动/停止系统300的低空气质量操作模式前进到框304，其中确定HEV 10是以其中发动机14和M/G 18都在动力传动系统12内产生功率的混合动力模式操作还是以其中仅发动机14在动力传动系统12内产生功率的纯发动机模式操作。如果在框304处确定HEV 10未在混合动力模式或纯发动机模式下操作，则起动/停止系统300的低空气质量操作模式再循环回到框302的开始。
返回到框302，如果确定HEV 10正在EV模式下操作，则起动/停止系统300的低空气质量操作模式前进到框306，其中确定电池20的荷电状态是否已经降低到小于起动阈值的调整值，所述调整值小于起动阈值的基准值。如果在框306处确定电池20的荷电状态已经降低到小于起动阈值的调整值，则起动/停止系统300的低空气质量操作模式前进到框308，其中发动机14被命令起动。如果在框306处确定电池20的荷电状态没有降低到小于起动阈值的调整值，则起动/停止系统300的低空气质量操作模式前进到框310，其中确定动力传动系统扭矩需求是否已增加到(或超过)扭矩阈值的调整值，所述调整值大于扭矩阈值的基准值。如果动力传动系统扭矩需求已经超过扭矩阈值的调整值，则起动/停止系统300的低空气质量操作模式前进到框308，其中发动机14被命令起动。如果动力传动系统扭矩需求未超过扭矩阈值的调整值，则起动/停止系统300的低空气质量操作模式再循环回到框306的开始。还应理解，框306和310不一定按时间顺序示出。可以在框306之前发起框310，或者可以同时操作框306和310。
返回到框304，如果确定HEV 10正在混合动力模式或纯发动机模式下操作，则起动/停止系统300的低空气质量操作模式前进到框312，其中确定电池20的荷电状态是否已经增加到大于关闭阈值的调整值，所述调整值小于起动阈值的基准值。如果确定电池20的荷电状态未增加到大于关闭阈值的调整值，则起动/停止系统300的低空气质量操作模式再循环回到框312的开始。如果确定电池20的荷电状态已经增加到大于关闭阈值的调整值，则起动/停止系统300的低空气质量操作模式前进到框314，其中发动机14被命令关闭。
图2中描绘的方法100促进在图3中描绘的起动/停止系统200的标准操作模式与在图4中描绘的起动/停止系统300的低空气质量操作模式之间切换。从起动/停止系统200的标准操作模式切换到起动/停止系统300的低空气质量操作模式对应于将电池20的荷电状态的发动机起动阈值从基准值降低到调整值，将动力传动系统扭矩需求的发动机起动扭矩阈值从基准值增加到调整值，以及将电池20的荷电状态的发动机关闭阈值从基准值降低到调整值。从起动/停止系统300的低空气质量操作模式切换到起动/停止系统200的标准操作模式对应于将电池20的荷电状态的发动机起动阈值从调整值增加到基准值，将动力传动系统扭矩需求的发动机起动扭矩阈值从调整值降低到基准值，以及将电池20的荷电状态的发动机关闭阈值从调整值增加到基准值。
可选地，电池20的荷电状态的发动机起动阈值可以响应于空气污染物的增加而成比例地降低，并且响应于空气污染物的减少而成比例地增加；动力传动系统扭矩需求的发动机起动扭矩阈值可以响应于空气污染物的增加而成比例地增加，并且响应于空气污染物的减少而成比例地降低；并且电池20的荷电状态的发动机关闭阈值可以响应于空气污染物的增加而成比例地降低，并且响应于空气污染物的减少而成比例地增加。
起动阈值(无论它是基准值还是调整值)与关闭阈值(无论它是基准值还是调整值)之间的差值可以称为“滞后区”，所述滞后区被设计成防止在关闭后立即起动或者防止在起动后立即关闭。“滞后区”可以保持相对恒定。因此，在其中起动阈值暂时增加的情况下，关闭阈值也可以暂时增加大致相同的量。此外，在其中关闭阈值暂时降低的情况下，起动阈值也可以暂时降低大致相同的量。
应理解，图2至图4中的流程图仅用于说明目的，并且方法100、起动/停止系统200的标准操作模式以及起动/停止系统300的低空气质量操作模式不应被解释为限于图2至图4中的流程图。方法100的一些步骤、起动/停止系统200的标准操作模式和/或起动/停止系统300的低空气质量操作模式可以被重新布置，而其他步骤可以完全省略。
用在说明书中的词汇是描述性词汇，而不是限制性的词汇，并且应当理解，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如前所述，各种实施例的特征可以组合以形成可以不明确描述或示出的其他实施例。尽管各种实施例可能已经被描述为关于一个或多个期望的特性提供了优点或者优于其他实施例或现有技术实现方式，但所属领域普通技术人员应认识到，根据具体应用和实现方式，一个或多个特征或特性可以折衷以实现期望的总体系统属性。因此，关于一个或多个特性被描述为不如其他实施例或现有技术实施方式理想的实施例并不在本公开的范围之外，并且可能是特定应用所期望的。
根据本发明，提供了一种车辆，所述车辆具有：发动机和马达，它们各自被配置为推进所述车辆；电池，其被配置为向所述马达供电；以及控制器，其被编程为基于所述电池的荷电状态和空气污染物含量而选择性地起动所述发动机，使得随着所述空气污染物含量增加，荷电状态发动机起动阈值降低。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为基于所述电池的荷电状态和所述空气污染物含量而选择性地关闭所述发动机，使得随着所述空气污染物含量增加，荷电状态发动机关闭阈值降低。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为基于扭矩需求和所述空气污染物含量而选择性地起动所述发动机，使得随着所述空气污染物含量增加，扭矩需求发动机起动阈值增加。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为基于所述空气污染物含量而选择性地降低从所述电池到附件装置的电力流量，使得随着所述空气污染物含量增加，从所述电池到附件装置的所述电力流量降低。
根据本发明，提供了一种车辆，所述车辆具有：发动机和马达，它们各自被配置为推进所述车辆；电池，其被配置为向所述马达供电；以及控制器，其被编程为响应于当所述马达单独推进所述车辆时电池荷电状态降低到小于起动阈值而起动所述发动机，以及响应于环境空气条件超过污染物阈值而将所述起动阈值从基准值降低到调整值。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于所述环境空气条件超过所述污染物阈值并且当所述马达单独推进所述车辆时所述电池荷电状态降低到小于所述调整值而起动所述发动机。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于所述发动机和马达都推进所述车辆并且所述电池荷电状态增加到大于关闭阈值而关闭所述发动机。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于所述环境空气条件超过所述污染物阈值而将所述关闭阈值从第二基准值降低到第二调整值。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于所述环境空气条件超过所述污染物阈值并且当所述发动机和马达都推进所述车辆时所述电池荷电状态增加到大于所述第二调整值而关闭所述发动机。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于当所述马达单独产生功率时扭矩需求增加到大于阈值上限而起动所述发动机。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于所述环境空气条件超过所述污染物阈值而将所述阈值上限从第二基准值增加到第二调整值。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于所述环境空气条件超过所述污染物阈值并且当所述马达单独产生功率时所述扭矩需求增加到大于所述第二调整值而起动所述发动机。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于所述环境空气条件超过所述污染物阈值而降低从所述电池到附件装置的电力流量。
根据本发明，提供了一种车辆，所述车辆具有：发动机和电机，它们各自被配置为产生扭矩；以及控制器，其被编程为响应于当所述电机单独产生功率时扭矩需求超过阈值上限而起动发动机，以及响应于环境空气条件超过污染物阈值而将所述阈值上限从基准值增加到调整值。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于所述环境空气条件超过所述污染物阈值并且当所述电机单独产生功率时所述扭矩需求增加到大于所述调整值而起动所述发动机。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于当所述电机单独推进所述车辆时电池荷电状态降低到小于起动阈值而起动所述发动机。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于所述环境空气条件超过污染物阈值而将所述起动阈值从第二基准值降低到第二调整值。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于所述环境空气条件超过所述污染物阈值并且当所述电机单独推进所述车辆时所述电池荷电状态降低到小于所述第二调整值而起动所述发动机。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于所述发动机和马达都推进所述车辆并且电池荷电状态增加到大于关闭阈值而关闭所述发动机。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于所述环境空气条件超过所述污染物阈值而将所述关闭阈值从第二基准值降低到第二调整值。

Claims (15)

1.一种车辆，其包括：
发动机和马达，所述发动机和马达各自被配置为推进所述车辆；
电池，所述电池被配置为向所述马达供电；以及
控制器，所述控制器被编程为基于所述电池的荷电状态和空气污染物含量而选择性地起动所述发动机，使得随着所述空气污染物含量增加，荷电状态发动机起动阈值降低。
2.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为基于所述电池的荷电状态和所述空气污染物含量而选择性地关闭所述发动机，使得随着所述空气污染物含量增加，荷电状态发动机关闭阈值降低。
3.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为基于扭矩需求和所述空气污染物含量而选择性地起动所述发动机，使得随着所述空气污染物含量增加，扭矩需求发动机起动阈值增加。
4.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为基于所述空气污染物含量而选择性地降低从所述电池到附件装置的电力流量，使得随着所述空气污染物含量增加，从所述电池到附件装置的所述电力流量降低。
5.一种车辆，其包括：
发动机和马达，所述发动机和马达各自被配置为推进所述车辆；
电池，所述电池被配置为向所述马达供电；以及
控制器，所述控制器被编程为，
响应于当所述马达单独推进所述车辆时电池荷电状态降低到小于起动阈值而起动所述发动机，以及
响应于环境空气条件超过污染物阈值而将所述起动阈值从基准值降低到调整值。
6.如权利要求5所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于所述环境空气条件超过所述污染物阈值并且当所述马达单独推进所述车辆时所述电池荷电状态降低到小于所述调整值而起动所述发动机。
7.如权利要求5所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于所述发动机和马达都推进所述车辆并且所述电池荷电状态增加到大于关闭阈值而关闭所述发动机。
8.如权利要求7所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于所述环境空气条件超过所述污染物阈值而将所述关闭阈值从第二基准值降低到第二调整值。
9.如权利要求8所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于所述环境空气条件超过所述污染物阈值并且当所述发动机和马达都推进所述车辆时所述电池荷电状态增加到大于所述第二调整值而关闭所述发动机。
10.如权利要求5所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于当所述马达单独产生功率时扭矩需求增加到大于阈值上限而起动所述发动机。
11.如权利要求10所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于所述环境空气条件超过所述污染物阈值而将所述阈值上限从第二基准值增加到第二调整值。
12.如权利要求11所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于所述环境空气条件超过所述污染物阈值并且当所述马达单独产生功率时所述扭矩需求增加到大于所述第二调整值而起动所述发动机。
13.一种车辆，其包括：
发动机和电机，所述发动机和电机各自被配置为产生扭矩；以及
控制器，所述控制器被编程为，
响应于当所述电机单独产生功率时扭矩需求超过阈值上限而起动发动机，以及
响应于环境空气条件超过污染物阈值而将所述阈值上限从基准值增加到调整值。
14.如权利要求13所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于所述环境空气条件超过所述污染物阈值并且当所述电机单独产生功率时所述扭矩需求增加到大于所述调整值而起动所述发动机。
15.如权利要求13所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于当所述电机单独推进所述车辆时电池荷电状态降低到小于起动阈值而起动所述发动机，并且其中所述控制器还被编程为响应于所述环境空气条件超过污染物阈值而将所述起动阈值从第二基准值降低到第二调整值。
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