CN112498329A - 用于混合动力电动车辆换挡期间发动机控制的方法和系统 - Google Patents

用于混合动力电动车辆换挡期间发动机控制的方法和系统 Download PDF

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CN112498329A
CN112498329A CN202010960562.6A CN202010960562A CN112498329A CN 112498329 A CN112498329 A CN 112498329A CN 202010960562 A CN202010960562 A CN 202010960562A CN 112498329 A CN112498329 A CN 112498329A
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CN
China
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power
engine
transmission
battery
shift
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CN202010960562.6A
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English (en)
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杜希扬·K·帕莱吉亚
詹森·迈耶
拉吉特·约里
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Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
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Abstract

本公开提供了“用于混合动力电动车辆换挡期间发动机控制的方法和系统”。提供了用于响应于对变速器换挡的请求而控制发动机操作的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括：维持发动机的工况并且当传动系以串联模式操作时响应于对变速器换挡的请求而将经由所述发动机产生的电力从牵引马达重新引导到电池。通过这种方式，当动力传动系统以串联模式操作时，响应于换挡请求，可以改善发动机效率并且可以减少用于将变速器换挡的时间范围。

Description

用于混合动力电动车辆换挡期间发动机控制的方法和系统
技术领域
本说明书总体上涉及用于在车辆以串联模式操作时在换挡事件期间控制车辆发动机以对车载能量存储装置充电的方法和系统。
背景技术
混合动力车辆可以包括一个以上的动力源和一个或多个能量存储装置。混合动力车辆的目标是将若干类似或不同类型的能量存储装置和/或能量转换器与不同的驱动部件组合，并且在不同的条件下以导致总的能量节省比原本可以经由单个动力源实现的能量节省更多的方式操作每个动力源。混合动力车辆的第一动力源可以是经由燃料提供动力的发动机，并且第二动力源可以是经由电能提供动力的电动马达/发电机。依赖于车辆的第一动力源和第二动力源两者独立地向车辆的车轮传输动力的混合动力车辆可以被称为并联混合动力车辆。替代地，仅依赖于第二动力源向车辆的车轮传输动力的混合动力车辆可以被称为串联混合动力车辆。对于串联混合动力车辆，第一动力源可以用于转换能量并提供动力，所述动力用于为第二动力源提供动力，其中第一动力源未机械地连接到车辆的车轮。组合串联和并联混合动力两者的操作能力的混合动力车辆被称为串并联混合动力。
串并联混合动力的一个示例可以包括发动机，所述发动机联接到集成式起动机/发电机(ISG)，所述发动机和所述ISG经由第一离合器选择性地联接到牵引马达，所述牵引马达联接到变速器，所述变速器包括第二离合器。当车辆以串联操作模式操作时，发动机和ISG可以向牵引马达供应电力。然而，当牵引马达输出减小到零时，如果在变速器换挡期间调整发动机操作，则发动机效率可能降低。更具体地，当在车辆以串联模式操作时请求换挡时，在可以发起换挡之前，变速器的输入扭矩可能必须非常低。将牵引马达命令到低功率值以便减小变速器的输入扭矩可以等效于暂时地命令低驾驶员需求功率以进行换挡，这可以迫使发动机在依赖于驾驶员需求功率的发动机功率命令方面超出其最有效的工况。由于暂时改变发动机功率命令而产生的相关问题是：与经由牵引马达引起的驾驶员需求功率的实际变化相比，发动机功率的实际变化可能更慢。如果发动机功率命令反映驾驶员需求功率暂时变化，则可以延长换挡持续时间。
发明内容
本文的发明人已经认识到上述问题，并且已经开发出用于至少部分地解决这些问题的系统和方法。在一个示例中，一种传动系操作方法包括：维持发动机的工况并且当所述传动系以串联模式操作时响应于对变速器换挡的请求而将经由所述发动机产生的电力从牵引马达重新引导到电池。通过这种方式，可以避免(或显著减少)发动机操作的变化，这可以改善发动机效率并减小换挡事件的时间范围。
在一个示例中，工况可以是发动机转速和发动机负荷。变速器可以在传动系中定位在牵引马达的下游。对变速器换挡的请求可以包括对将变速器从较低挡位换挡到较高挡位的请求，并且将变速器换挡可以包括控制变速器牙嵌式离合器的打开和关闭状态。作为一个示例，所述方法可以包括在推断出由牵引马达使用的全部电力可以被重新引导到电池时维持工况。在另一个示例中，所述方法可以包括响应于紧接在对所述变速器换挡的所述请求之前所述电池没有足够的容量来存储发动机输出而减小发动机负荷并向所述电池供应最大功率。
根据以下具体实施方式并单独地或结合附图来理解，本描述的以上优点和其他优点以及特征将显而易见。
应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由在具体实施方式之后的权利要求界定。另外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实现方式。
附图说明
图1是发动机的示意图；
图2是混合动力车辆动力传动系统的示意图；
图3描述了用于在车辆传动系以串联混合动力操作模式操作时响应于换挡请求而操作发动机的方法；
图4描绘了用于在其中驾驶员需求功率小于用于对车载能量存储装置充电的容量的条件下在传动系处于串联模式时的换挡请求期间控制发动机操作的预示性示例；
图5描绘了用于在其中驾驶员需求功率大于用于对车载能量存储装置充电的容量的条件下在传动系处于串联模式时的换挡请求期间控制发动机操作的预示性示例；
图6描绘了用于在其中驾驶员需求功率大于用于对车载能量存储装置充电的容量的条件下刚好在传动系处于串联模式时的换挡请求之前和期间控制发动机操作的预示性示例。
具体实施方式
以下描述涉及用于在车辆动力传动系统以串联模式操作时控制变速器换挡的发动机操作的系统和方法。因此，图1描绘了发动机系统。图2描绘了可以串联模式操作的动力传动系统的示例性图示。图3描绘了用于在动力传动系统处于串联操作模式时响应于对变速器换挡的请求而控制发动机操作的示例性方法。图4至图6描绘了根据图3的方法控制用于换挡事件的发动机操作的预示性示例。
参考图1，内燃发动机10(包括多个气缸，图1中示出其中一个气缸)由电子发动机控制器12控制。控制器12从图1至图2中所示的各种传感器接收信号，并基于所接收的信号和存储在控制器12的存储器中的指令采用图1至图2中所示的致动器来调整发动机操作。
发动机10由气缸盖35和缸体33组成，所述气缸盖和缸体包括燃烧室30和气缸壁32。活塞36定位在其中并且经由与曲轴40的连接而进行往复运动。飞轮97和环形齿轮99联接到曲轴40。任选的起动机96(例如，低电压(以小于30伏特操作)电机)包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可选择性地推进小齿轮95以接合环形齿轮99。起动机96可以直接安装到发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中，起动机96可以选择性地通过带或链条向曲轴40供应扭矩。在一个示例中，起动机96在未接合到发动机曲轴时处于基本状态。燃烧室30示出为经由相应的进气门52和排气门54而与进气歧管44和排气歧管48连通。可通过进气凸轮51和排气凸轮53来操作每个进气门和排气门。进气凸轮51的位置可由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。进气门52可由气门激活装置59选择性地激活和停用。排气门54可由气门激活装置58选择性地激活和停用。气门激活装置58和59可为机电装置。
燃料喷射器66被示出为定位成将燃料直接喷射到气缸30中，这被所属领域技术人员称为直接喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)输送到燃料喷射器66。在一个示例中，高压双级燃料系统可以用于产生较高的燃料压力。
另外，进气歧管44被示出为与涡轮增压器压缩机162和发动机进气口42连通。在其他示例中，压缩机162可以是机械增压器压缩机。轴161将涡轮增压器涡轮164机械地联接到涡轮增压器压缩机162。任选的电子节气门62调整节流板64的位置以控制从压缩机162到进气歧管44的空气流。因为节气门62的入口在增压室45内，因此增压室45中的压力可称为节气门入口压力。节气门出口位于进气歧管44中。在一些示例中，节气门62和节流板64可以位于进气门52与进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。压缩机再循环阀47可选择性地调整到介于完全打开和完全关闭之间的多个位置。废气门163可以经由控制器12进行调整以允许排气选择性地绕开涡轮164，从而控制压缩机162的转速。空气滤清器43清洁进入发动机进气口42的空气。
无分电器点火系统88响应于控制器12而经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(UEGO)传感器126被示出为在催化转化器70上游联接到排气歧管48。替代地，双态排气氧传感器可代替UEGO传感器126。
在一个示例中，转化器70可包括多个催化剂砖。在另一个示例中，可使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多个砖。在一个示例中，转化器70可以是三元型催化器。
控制器12在图1中被示为常规的微计算机，所述常规的微计算机包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106(例如，非暂时性存储器)、随机存取存储器108、保活存储器110和常规的数据总线。控制器12被示为除了接收先前讨论的那些信号之外还从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括：来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；联接到加速踏板130以感测由人类驾驶员132施加的力的位置传感器134；联接到制动踏板150以感测由人类驾驶员132施加的力的位置传感器154；来自联接到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；从传感器120进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器68的节气门位置的测量值。还可感测(传感器未示出)大气压力以供控制器12处理。在本说明书的优选方面，曲轴每旋转一转，发动机位置传感器118产生预定数量的等距脉冲，据此可以确定发动机转速(RPM)。
控制器12还可从人/机界面11接收输入。对起动发动机或车辆的请求可经由人类生成并输入到人/机界面11。人/机界面可为触摸屏显示器、按钮、钥匙开关或其他已知装置。
在操作期间，发动机10内的每个气缸通常经历四冲程循环：所述循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，一般来说，排气门54关闭并且进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入到燃烧室30中，并且活塞36移动到气缸的底部以便增加燃烧室30内的体积。活塞36在气缸的底部附近并且处于其冲程结束时的位置(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)通常被所属领域技术人员称为下止点(BDC)。
在压缩冲程期间，关闭进气门52和排气门54。活塞36朝向气缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36处于其冲程的结束并最靠近气缸盖时(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)的点典型地被所属领域的技术人员称为上止点(TDC)。在下文被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室中。在下文称为点火的过程中，由诸如火花塞92的已知点火装置点燃所喷射的燃料，从而导致燃烧。
在膨胀冲程期间，膨胀气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞运动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧的空气燃料混合物释放到排气歧管48，并且活塞返回到TDC。应注意，以上仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可变化，诸如以提供正或负气门重叠、迟进气门关闭或各种其他示例。
图2是包括动力传动系统或传动系200的车辆225的框图。图2的动力传动系统包括在图1中示出的发动机10。动力传动系统200被示出为包括车辆系统控制器255、发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254、能量存储装置控制器253和制动器控制器250。控制器可以通过控制器局域网(CAN)299进行通信。控制器中的每一者可以向其他控制器提供信息，诸如扭矩输出极限(例如，被控制为不被超过的装置或部件的扭矩输出)、扭矩输入极限(例如，被控制为不被超过的装置或部件的扭矩输入)、被控制的装置的扭矩输出、传感器和致动器数据、诊断信息(例如，关于劣化的变速器的信息、关于劣化的发动机的信息、关于劣化的电机的信息、关于劣化的制动器的信息)。此外，车辆系统控制器255可将命令提供给发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250以实现驾驶员输入请求和基于车辆工况的其他请求。
例如，响应于驾驶员释放加速踏板和车辆速度降低，车辆系统控制器255可以请求期望的车轮扭矩或车轮功率水平以提供期望的车辆减速速率。期望的车轮扭矩可以通过车辆系统控制器255请求来自电机控制器252的第一制动扭矩和来自制动器控制器250的第二制动扭矩来提供，第一扭矩和第二扭矩在车轮216处提供期望的制动扭矩。
在其他示例中，控制动力传动系统装置的划分可以与图2中所示的划分不同。例如，单个控制器可以取代车辆系统控制器255、发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250。替代地，车辆系统控制器255和发动机控制器12可以是单个单元，而电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250是独立的控制器。
在该示例中，动力传动系统200可由发动机10、电机240和牵引马达282中的一者或多者提供动力。在其他示例中，可以省略发动机10。发动机10可以用图1所示的发动机起动系统、经由BISG 219或者经由也称为集成式起动机/发电机的传动系集成式起动机/发电机(ISG)240起动。BISG 219的速度可经由任选的BISG速度传感器203来确定。传动系ISG 240(例如，高电压(以大于30伏的电压操作的)电机)也可称为电机、马达和/或发电机。此外，发动机10的扭矩可以经由诸如燃料喷射器、节气门等的扭矩致动器204进行调整。
BISG经由带231机械地联接到发动机10。BISG可以联接到曲轴40或凸轮轴(例如，图1的51或53)。当经由电能存储装置275或低电压电池280供应电力时，BISG可作为马达操作。BISG可以充当发电机，从而向电能存储装置275或低压电池280供应电力。双向DC/DC转换器281可以将电能从高压总线274传递到低压总线273，反之亦然。低压电池280电联接到低压总线273。电能存储装置275电联接到高压总线274。低电压电池280选择性地向起动机马达96供应电能。
发动机输出扭矩可以通过与ISG输入轴237联接的双质量飞轮215传输到ISG 240的输入端或第一侧。分离离合器236可以沿着轴241定位在ISG 240与牵引马达282之间。分离离合器236可以是电致动或液压致动的。
可以操作ISG 240以向动力传动系统200提供扭矩，或者在再生模式中将动力传动系统扭矩转换成将存储在电能存储装置275中的电能。ISG 240与能量存储装置275电通信。ISG 240具有比起动机96或BISG 219更高的输出扭矩容量。另外，ISG 240直接驱动动力传动系统200或由动力传动系统200直接驱动。不存在将ISG 240联接到动力传动系统200的带、齿轮或链条。相反，ISG 240以与动力传动系统200相同的速率旋转。电能存储装置275(例如，高压电池或电源)可以是电池、电容器或电感器。ISG 240可以经由如电机控制器252所指示充当马达或发电机向动力传动系统200提供正扭矩或负扭矩。
电机控制器252可以通过调整流入和流出ISG 240的磁场绕组和/或电枢绕组的电流来控制来自ISG的扭矩输出和电能产生，如所属领域中已知的。类似地，电机控制器252可以通过调整流入和流出牵引马达282的磁场绕组和/或电枢绕组的电流来控制来自牵引马达282的扭矩输出和电能产生，如所属领域中已知的。
自动变速器208包括挡位离合器(例如，挡位1至10)211和前进离合器210。自动变速器208是固定速比变速器。挡位离合器211和前进离合器210可选择性地接合，以改变输入轴270的实际总转数与车轮216的实际总转数的比率。通过经由换挡控制电磁阀209调整被供应给离合器的流体，可使挡位离合器211接合或松开。来自自动变速器208的扭矩输出还可经由输出轴260传递到车轮216以推进车辆。具体地，自动变速器208可以响应于在将输出驱动扭矩传输到车轮216之前的车辆行驶状况而在输入轴270处传递输入驱动扭矩。变速器控制器254选择性地激活或接合挡位离合器211和前进离合器210。变速器控制器还选择性地停用或松开挡位离合器211和前进离合器210。
变速器控制器254经由位置传感器271接收变速器输入轴位置。变速器控制器254可以通过对来自位置传感器271的信号求导或者在预定时间间隔内对若干已知的角距离脉冲进行计数，将变速器输入轴位置转换成输入轴转速。变速器控制器254可以从扭矩传感器272接收变速器输出轴扭矩。替代地，传感器272可以是位置传感器或扭矩和位置传感器。如果传感器272是位置传感器，则控制器254可对预定时间间隔内的轴位置脉冲进行计数以确定变速器输出轴转速。变速器控制器254还可对变速器输出轴转速求导以确定变速器输出轴加速度。变速器控制器254、发动机控制器12和车辆系统控制器255还可以从传感器277接收附加的变速器信息，所述传感器可以包括但不限于泵输出管线压力传感器、变速器液压传感器(例如，挡位离合器流体压力传感器)、ISG温度传感器、牵引马达温度传感器、BISG温度传感器和环境温度传感器。
此外，可以通过接合摩擦车轮制动器218将摩擦力施加到车轮216。在一个示例中，摩擦车轮制动器218可以响应于驾驶员将脚压在制动踏板(例如，图1中的制动踏板150)上和/或响应于制动器控制器250内的指令而接合。此外，制动器控制器250可以响应于由车辆系统控制器255做出的信息和/或请求而应用制动器218。通过相同的方式，通过响应于驾驶员从制动踏板释放脚、制动器控制器指令和/或车辆系统控制器指令和/或信息而松开车轮制动器218，可减小对车轮216的摩擦力。例如，作为自动化发动机停止程序的一部分，车辆制动器可经由控制器250向车轮216施加摩擦力。
制动器控制器250经由车轮转速传感器221接收车轮转速信息并且从车辆系统控制器255接收制动请求。制动器控制器250还可直接地或通过CAN 299从图1中示出的制动踏板传感器154接收制动踏板位置信息。制动器控制器250可响应于来自车辆系统控制器255的车轮扭矩命令而提供制动。制动器控制器250还可提供防抱死和车辆稳定性制动以提高车辆制动和稳定性。因此，制动器控制器250可以向车辆系统控制器255提供车轮扭矩极限(例如，不得被超过的阈值负车轮扭矩)，使得负ISG扭矩(或牵引马达扭矩)不会导致超过车轮扭矩极限。例如，如果控制器250发出50N-m的负车轮扭矩极限，则调整ISG扭矩(或牵引马达扭矩，这取决于分离离合器236的当前状态)以在车轮处提供小于50N-m(例如，49N-m)的负扭矩，包括考虑变速器齿轮传动。
因此，基于以上内容，可以理解，动力传动系统200可以在并联操作模式下操作，其中分离离合器236被命令完全关闭，并且可以经由发动机扭矩与ISG扭矩和牵引马达扭矩中的一者或多者的某个组合来提供车轮扭矩。在另一个示例中，动力传动系统200可以在串联操作模式下操作，其中分离离合器236被命令完全打开，使得发动机10和ISG 240与牵引马达282、自动变速器208和车轮216机械地分离。在该串联操作模式中，ISG 240维持电耦合到电能存储装置275和牵引马达282，因此使得发动机10能够经由ISG 240向电能存储装置275和/或牵引马达282供电。
作为一个示例，可以通过调整点火正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充气的组合、通过控制涡轮增压发动机或机械增压发动机的节气门开度和/或气门正时、气门升程和增压来控制发动机扭矩输出。在柴油发动机的情况下，控制器12可通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和空气充气的组合来控制发动机扭矩输出。在所有情况下，可逐缸地执行发动机控制以控制发动机扭矩输出。
驾驶员请求可以由车辆系统控制器255解译。驾驶员请求包括挡位选择和加速踏板位置，以解译驾驶员对期望的车轮扭矩的意图。驾驶员对制动踏板的输入可以由制动器控制器250解译，并且车轮扭矩修改请求可以被发送到车辆系统控制器255以调整最终车轮扭矩。车辆系统控制器255还可以监测来自与外部电源297连接的任何外部负荷的功率请求。例如，电能存储装置275可以提供直流电(DC)源，所述DC源经由DC-AC转换器298转换成交流电(AC)。交流电可以用于通过将外部负荷电耦合到外部电源297来为外部负荷(例如，电动工具、机器等)供电。能量存储装置控制器253可以监测电能存储装置温度、电压、电流、荷电状态(SOC)，并且可以确定最大可允许放电力极限和最大可允许充电功率极限。车辆系统控制器255可以确定动力传动系统操作点以维持电池荷电状态、将燃料消耗最小化、输送驾驶员所需的车辆操作，并且在一些示例中控制对外部电源297的功率。作为车辆系统控制器255的一部分的扭矩控制特征件可以负责确定发动机与马达扭矩命令之间的扭矩分配以及变速器挡位选择。
因此，各种动力传动系统部件的扭矩控制可以由车辆系统控制器255监控，其中对发动机10、变速器208、电机240和牵引马达282以及制动器218的局部扭矩控制分别经由发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250提供。
因此，在其中动力传动系统200在分离离合器236完全打开的情况下以串联模式操作的条件下，发动机10可以开启并且产生动力，所述动力经由ISG 240转换成电力。可以理解，在分离离合器236完全打开的情况下，发动机10和ISG 240两者与传动系和从动轮216机械地分离。在这种情况下，来自发动机和ISG的电力可以用于一个或多个目的。作为一个示例，来自发动机10和ISG 240的电力可以用于提供由牵引马达282消耗的电力以输送驾驶员需求的扭矩。另外或替代地，来自发动机10和ISG 240的电力可以用于对电能存储装置275充电。另外或替代地，来自发动机10和ISG 240的电力可以用于对外部负荷供电。
可以理解，在上述示例中的每一者中，发动机功率命令可以被确定为驾驶员需求功率、电池充电请求功率和外部附件功率之和，如根据公式(1)所示：
(1)发动机功率命令＝驾驶员需求功率+电池充电请求功率+附件功率
可以理解，电池充电请求功率可以被计算为在瞬态驾驶条件期间将电池的SOC维持在期望范围内与优化扭矩输送之间的折衷。尽管许多因素可能影响电池充电请求功率，但是三个主要因素包括SOC、驾驶员需求功率和车辆速度。
当(例如，经由驾驶员或经由车辆系统控制器的扭矩控制特征件)请求换挡时，在适当的变速器离合器(例如，图2中的挡位离合器211)可以被致动(例如，打开)以发起换挡之前，变速器208的输入扭矩可能必须非常低(例如，在0N-m的阈值扭矩内)。将牵引马达控制到该低值可以被理解为等效于分配类似的低驾驶员需求功率(例如，在0瓦阈值功率内的驾驶员需求功率)暂时持续换挡程序的持续时间。
在串联操作中，车辆系统控制器255可以旨在针对给定的发动机功率命令在其最有效条件下操作发动机。可以理解，优选地是将发动机操作维持在其最有效条件下并且不会因功率需求的暂时变化而干扰操作。如上文所讨论的，因为换挡引入了驾驶员需求功率的暂时减小，所以这可能会迫使发动机操作超出其根据上面的公式(1)的最有效工况，这是由于发动机功率命令直接取决于驾驶员需求功率。
关于暂时改变发动机功率命令而产生的相关问题是：与经由牵引马达引起的驾驶员需求功率的实际变化相比，发动机功率的实际变化可能更慢。具体地，这意味着如果发动机功率命令反映驾驶员需求功率的暂时变化，则可以增加换挡的持续时间。
因此，如本文所讨论的系统和方法提供如下优点：可以将因换挡引发的发动机操作变化的影响最小化，同时将所述影响保持在动力传动系统的约束内。相关优点是：本文讨论的系统和方法将发动机操作对换挡持续时间的影响最小化，这可以实现更快换挡。
如本文所讨论，一种用于混合动力电动车辆的系统可以包括传动系分离离合器，所述传动系分离离合器定位在集成式起动机/发电机与牵引马达之间，所述牵引马达在所述集成式起动机/发电机的下游和变速器的上游。所述系统还可以包括发动机，所述发动机定位在所述集成式起动机/发电机的上游。所述系统还可以包括电能存储装置。所述系统还可以包括控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器：在其中所述传动系分离离合器完全打开并且其中所述牵引马达经由通过所述发动机产生的电力向所述车辆的从动轮提供驾驶员需求功率的条件下响应于对所述变速器换挡的请求，确定所述电能存储装置的存储容量；以及维持发动机功率输出并且在其中所述驾驶员需求功率小于所述电能存储装置的所述存储容量的条件下从所述牵引马达传递等于所述驾驶员需求功率的电力以对所述电能存储装置充电。
对于这种系统，所述控制器可以存储用于进行以下操作的其他指令：在其中所述驾驶员需求功率大于所述电能存储装置的所述存储容量的条件下，调整所述发动机功率输出以将所述电能存储装置充电到所述电能存储装置的最大充电功率极限。
对于这种系统，所述控制器可以存储用于进行以下操作的其他指令：紧接在对所述变速器换挡的所述请求之前调整所述发动机功率输出。
对于这种系统，所述变速器可以包括牙嵌式离合器，所述牙嵌式离合器用于控制所述变速器的换挡。所述控制器可以存储用于进行以下操作的其他指令：控制所述牙嵌式离合器的打开状态和关闭状态以执行对所述变速器换挡的所述请求。
现在转向图3，描绘了用于响应于对变速器换挡的请求而控制发动机操作的示例性方法300。具体地，方法300包括在车辆传动系以串联操作模式操作时响应于对换挡的请求，确定电能存储装置(例如，图2中的电能存储装置275)的剩余容量或备用容量，确定驾驶员需求功率是否小于或超过备用容量，以及根据驾驶员需求功率是否小于或大于备用容量来控制发动机操作以对所述电能存储装置充电。如本文所讨论，电能存储装置可以被称为电池。
因此，尽管方法300将参考在本文中描述并且在图1至图2中示出的系统和部件进行描述，但是应当明白，在不脱离本公开的范围的情况下，类似的方法可应用于其他系统和部件。用于实施方法300和包括在本文中的其余方法的指令可以由控制器(诸如图1的控制器12)基于存储在非暂时性存储器中的指令并且结合从如关于图1至图2的发动机系统和车辆传动系的传感器接收到的信号来执行。控制器可以采用诸如发动机扭矩致动器(例如，图2中的扭矩致动器204)、ISG(例如，图2中的ISG 240)、牵引马达(例如，图2中的牵引马达282)等致动器来根据下文描述的方法改变物理世界中的装置状态。
方法300开始于305并且包括估计和/或测量车辆工况。可以估计、测量和/或推断工况，并且所述工况可以包括：一种或多种车辆状况，诸如车辆速度、车辆位置等；各种发动机状况，诸如发动机状态、发动机负荷、发动机转速、空燃比、歧管空气压力、BISG扭矩、ISG扭矩、牵引马达扭矩、电池SOC等；各种燃料系统状况，诸如燃料水平、燃料类型、燃料温度等；以及各种环境状况，诸如环境温度、湿度、大气压力等。
前进到310，方法300包括指示动力传动系统当前是否以串联模式操作。在其中分离离合器(例如，图2中的分离离合器236)打开并且发动机正在操作以经由ISG(例如，图2中的ISG 240)对电池(例如，图2中的电能存储装置275)充电和/或提供电能以对牵引马达(例如，图2中的牵引马达282)供电的情况下，可以理解，动力传动系统以串联模式操作。
如果在310处指示动力传动系统未以串联模式操作，则方法300可以前进到315，其中可以维持当前工况。例如，如果动力传动系统以并联操作模式操作，则可以维持此类工况。替代地，如果车辆单独地经由电能来供电，则可以维持此类工况。然后，方法300可以结束。尽管方法300被描绘为在步骤315之后结束，但是可以理解，方法300可以在车辆操作继续时返回到开始，以便确定何时进入串联模式。
返回到310，响应于车辆动力传动系统未以串联模式操作的指示，方法300可以前进到320。在320处，方法300可以包括将发动机功率命令设定为等于驾驶员需求功率、电池充电请求功率和用于为任何电气附件供电的功率之和。换句话说，可以根据上述公式(1)来设定发动机功率命令。包括但不限于一个或多个燃料喷射器、一个或多个火花塞、进气节气门等的发动机致动器(例如，图2中的扭矩致动器204)可以经由发动机控制器使用来控制发动机以满足发动机功率命令。
继续到325，方法300包括指示是否请求变速器换挡。可以经由驾驶员(例如，经由换挡杆或变速杆)或者经由作为车辆系统控制器(例如，图2中的车辆系统控制器255)的一部分的扭矩控制特征件来请求换挡。在没有请求换挡的情况下，方法300可以返回到320，其中根据如所讨论的以上公式(1)命令发动机功率。替代地，响应于在325处指示请求换挡，方法300可以前进到330。
在330处，方法300确定电池的备用充电容量。可以由车辆系统控制器基于从电池和/或电池控制器(例如，图2中的能量存储装置控制器253)检索的信息来执行确定电池的备用充电容量。电池的备用充电容量可以被确定为电池的最大充电功率极限与当前请求的电池充电功率之间的差值。
在330处确定了电池的备用充电容量的情况下，方法300前进到335。在335处，方法300包括确定当前驾驶员需求功率是否小于电池的备用充电容量。例如，当前驾驶员需求功率可以是加速踏板位置的函数。如果确定驾驶员需求功率小于电池的备用充电容量，则方法300前进到340。在340处，方法300包括将全部驾驶员需求功率分配给附加的电池充电。换句话说，当驾驶员需求功率小于电池的备用充电容量时，可以分配所有驾驶员需求功率以对电池充电。因此，在345处，方法300包括将总电池充电功率设定为等于驾驶员需求功率与当前请求的电池充电功率之和。
在将总电池充电功率命令为驾驶员需求功率与当前请求的电池充电功率之和的情况下，方法300前进到350。在350处，方法300包括将发动机功率命令设定为等于总电池充电功率与经由通过电池供电的任何附件负荷使用的功率之和。可以理解，当步骤350在步骤345之后时，总电池充电功率是驾驶员需求功率与当前请求的电池充电功率之和，如所讨论的。因此，可以理解，当步骤350在步骤345之后时，驾驶员需求功率与当前请求的电池充电功率之和可能小于最大电池充电功率极限。
尽管未明确示出，但是可以理解，在350处设定发动机功率命令时，可以控制发动机扭矩致动器以便将发动机功率控制为发动机功率命令。例如，可以控制向发动机气缸提供燃料的量和速率，以便将发动机功率控制为命令的发动机功率。另外或替代地，可以控制节气门开度的量以便将发动机功率控制为命令的发动机功率。另外或替代地，可以控制火花正时以便将发动机功率控制为命令的发动机功率。
因此，前进到355，方法300包括指示实际发动机功率是否在来自步骤350的命令的发动机功率的预定阈值内。如果否，则方法300可以继续命令一个或多个发动机致动器将发动机功率控制为命令的发动机功率。可以基于发动机扭矩和发动机转速的估计值来确定实际发动机功率，所述估计值可以基于来自曲轴位置传感器(例如，图1中的霍尔效应传感器118)的输出结合车辆速度来推断。在一些示例中，可以包括专用发动机扭矩传感器(未示出)以用于监测发动机扭矩。
响应于实际发动机功率在命令的发动机功率的阈值内，方法300前进到360。在360处，方法300包括执行换挡。例如，如果变速器处于第二挡位，则执行换挡可以包括将接合的挡位从变速器的第二挡位改变为第三挡位。为了执行换挡，可以理解，电机控制器(例如，图2中的电机控制器252)可以将牵引马达命令为阈值0N-m(例如，1至2N-m或更小)内的扭矩值。一旦变速器的输入扭矩在0N-m阈值内，就可以打开变速器牙嵌式离合器以执行换挡。作为一个示例，可以理解，这种变速器牙嵌式离合器的基本操作可以包括：响应于对变速器换挡的请求，减小变速器的输入轴的输入扭矩，将滑动牙嵌式离合器盘从固定的牙嵌式离合器盘移开(例如，打开当前挡位的牙嵌式离合器)，使变速器输入轴转速与输出轴转速同步，以及将不同的牙嵌式离合器盘(例如，期望的牙嵌式离合器盘)移动到固定的牙嵌式离合器盘以关闭牙嵌式离合器以得到期望挡位。
在365处，方法300包括判断换挡事件是否已完成。如果否，则换挡的过程可以在步骤360处继续。替代地，响应于指示换挡完成，方法300可以前进到370。在370处，方法300包括再次将发动机功率命令设定为等于驾驶员需求功率、当前请求的电池充电功率和被请求用于为附件供电的任何功率之和。尽管未具体示出，但是可以理解，响应于已经发生换挡事件，可以命令牵引马达根据驾驶员需求向从动轮提供扭矩。然后，方法300可以结束。
返回到335，在其中驾驶员需求功率等于或超过电池的备用充电容量的示例中，方法300前进到375。换句话说，在其中驾驶员需求功率不小于电池的备用充电容量的情况下，方法300前进到375。在375处，方法300包括(例如，除了当前请求的电池充电功率之外)将驾驶员需求功率的一部分分配给附加的电池充电。换句话说，因为驾驶员需求功率不小于电池的备用充电容量时，所以可能无法将全部驾驶员需求功率分配给附加的电池充电。相反，驾驶员需求功率的可以被分配给附加的电池充电的部分可以等于电池的备用充电容量。因此，在375处，方法300包括将驾驶员需求功率的与电池的备用充电容量相等的一部分分配给附加的电池充电。
因此，前进到380，方法300包括将总电池充电功率设定为等于最大电池充电功率极限。然后，前进到350，方法300包括将发动机功率命令设定为等于总电池充电功率加上从附件电气负荷请求的任何功率。因此，可以理解，当步骤350在步骤380之后时，发动机功率命令等于电池的最大充电功率加上从附件电气负荷请求的任何功率。
尽管未明确示出，但是可以理解，在350处设定发动机功率命令时，可以控制发动机扭矩致动器以便将发动机功率控制为发动机功率命令。例如，可以控制向发动机气缸提供燃料的量和速率，以便将发动机功率控制为命令的发动机功率。另外或替代地，可以控制节气门开度的量以便将发动机功率控制为命令的发动机功率。另外或替代地，可以控制火花正时以便将发动机功率控制为命令的发动机功率。
方法300的其余部分基本上如上文所讨论的那样前进，并且因此将简要讨论剩余步骤355至370。在355处，方法300包括指示实际发动机功率是否在发动机功率命令的阈值内。如果否，则可以继续依赖发动机致动器来将实际发动机功率控制为发动机功率命令。响应于实际发动机功率在发动机功率命令的阈值内，方法300前进到360，其中执行换挡。尽管未明确示出，但是可以理解，为了执行换挡，电机控制器(例如，图2中的电机控制器252)可以将牵引马达命令为阈值0N-m(例如，1至2N-m或更小)内的扭矩值。响应于变速器的输入扭矩在0N-m阈值内，可以进行换挡。具体地，变速器牙嵌式离合器可以被致动打开以执行换挡。
响应于指示在365处发生换挡，方法300可以包括再次将发动机功率命令设定为等于驾驶员需求功率、当前请求的电池充电功率和被请求用于为附件供电的任何功率之和。尽管未具体示出，但是可以理解，响应于已经发生换挡事件，可以命令牵引马达根据驾驶员需求向从动轮提供扭矩。然后，方法300可以结束。
因此，如本文所讨论，一种传动系操作方法可以包括：维持发动机的工况并且当所述传动系以串联模式操作时响应于对变速器换挡的请求而将经由所述发动机产生的电力从牵引马达重新引导到电池。
在这种方法中，所述工况可以是发动机转速和发动机负荷。
在这种方法中，所述变速器可以在所述传动系中定位在所述牵引马达的下游。
在这种方法中，对所述变速器换挡的所述请求可以包括对将所述变速器从较低挡位换挡到较高挡位的请求。
在这种方法中，所述变速器换挡可以包括控制变速器牙嵌式离合器的打开和关闭状态。
在这种方法中，所述方法还可以包括响应于推断出由所述牵引马达使用的全部电力可以被重新引导到所述电池而维持工况。
在这种方法中，所述方法还可以包括响应于紧接在对所述变速器换挡的所述请求之前所述电池没有足够的容量来存储发动机输出而减小发动机负荷并向所述电池供应最大功率。
在这种方法中，所述方法还可以包括继续维持所述发动机的工况并且响应于执行所述换挡而将所述电力从所述电池重新引导回到所述牵引马达。
一种方法的另一个示例可以包括以串联模式操作车辆的动力传动系统，并且响应于对变速器换挡的请求，控制所述车辆的发动机以对电池充电一定量，所述量是驾驶员需求功率是否大于所述电池的备用充电容量或者小于所述备用充电容量的函数。
在这种方法中，当所述驾驶员需求功率大于或等于所述备用充电容量时，所述量可以等于所述备用充电容量。
在这种方法中，当所述驾驶员需求功率小于所述备用充电容量时，所述量可以等于所述驾驶员需求功率。
在这种方法中，以所述串联模式操作所述动力传动系统可以包括命令打开传动系分离离合器，所述传动系分离离合器位于所述传动系分离离合器下游和所述变速器上游的牵引马达与所述传动系分离离合器上游和所述发动机下游的集成式起动机/发电机之间。
在这种方法中，所述方法还可以包括将所述变速器的输入扭矩减小到0N-m阈值内以用于将所述变速器换挡。
在这种方法中，控制所述发动机以对所述电池充电可以包括当所述驾驶员需求功率小于所述备用充电容量时维持所述发动机的工况，并且相反地包括当所述驾驶员需求功率大于所述备用充电容量时调整所述发动机的工况。所述工况可以是发动机转速和发动机负荷中的一者或多者。
在这种方法中，将所述变速器换挡可以包括控制变速器牙嵌式离合器。
如上面关于方法300所讨论的，在动力传动系统以串联模式操作时的换挡事件期间的发动机功率命令可能是不同的，这取决于驾驶员需求功率和电池的备用充电容量。因此，图4至图5描绘了两个不同的时间线，所述时间线示出了可以如何根据图3描绘的方法300来差异地控制发动机功率。
现在转向图4，描绘了示例性时间线400，所述时间线示出了在其中电池能够接受等于全部驾驶员需求功率的附加充电的情况下在传动系以串联模式操作的换挡事件期间如何控制发动机操作。时间线400包括：随时间变化的曲线图405，其指示命令的发动机功率；以及随时间变化的曲线图408，其指示实际发动机功率。时间线400还包括：随时间变化的曲线图410，其指示电池的最大充电功率极限；以及随时间变化的曲线图415，其指示当前请求的电池充电功率。线412示出了电池的备用充电容量。随时间变化的曲线图420描绘了由于驾驶员需求功率小于电池的备用充电容量而被分配用于对电池充电的附加的电池充电功率量，并且随时间变化的曲线图425描绘了作为附加的电池充电功率量与当前请求的电池充电功率之和的总电池充电功率。时间线400还包括：随时间变化的曲线图430，其指示驾驶员需求功率；以及随时间变化的曲线图440，其描绘被请求用于向一个或多个附件负荷供电的功率。随时间变化的曲线图435描绘了被命令到牵引马达(例如，图2中的牵引马达282)的功率。时间线400还包括随时间变化的曲线图445，其指示变速器换挡是否被请求，是否已经完成或当前是否不适用(n/a)。时间线400还包括随时间变化的曲线图447，其指示车辆是否以串联操作模式操作(是或否)。
关于示例性时间线400，发动机功率(命令的和实际的)沿着y轴在箭头方向上增加(参见插图450)，电池充电沿着y轴在箭头方向上增加，并且驾驶员需求功率和附件功率沿着y轴在箭头方向上增加。时间沿着x轴在箭头方向上增加。
在时间t0处，发动机处于燃烧空气和燃料的操作中，并且实际发动机功率(曲线图408)反映发动机功率命令(曲线图405)。可以理解，在时间t0处，发动机功率命令是驾驶员需求功率(曲线图430)、当前请求的电池充电功率(曲线图415)和从任何附件负荷请求的功率(曲线图440)之和。在时间t0处，当前请求的电池充电功率(曲线图415)低于电池的最大充电功率极限(曲线图410)，并且电池的最大充电功率极限与当前请求的电池充电功率之间的差值是电池的备用充电容量(曲线图412)。在时间t0处，不存在对变速器换挡的请求(曲线图445)，并且动力传动系统以串联模式操作(曲线图447)。
在时间t0与t1之间，驾驶员需求功率开始增加(曲线图430)。所述增加反映在发动机功率命令(曲线图405)中，因为发动机功率命令是驾驶员需求功率的函数。然而，在时间t0与t1之间，增加的驾驶员需求功率不足以引发对从一个挡位(例如，第二挡位)到另一个挡位(例如，第三挡位)的换挡的请求(曲线图445)。在时间t0与t1之间，经由牵引马达(例如，图2中的牵引马达282)向从动轮(例如，图2中的车轮216)提供驾驶员需求功率，其中发动机操作以经由ISG(例如，图2中的ISG 240)向电能存储装置(例如，图2中的电能存储装置275)提供电能。此外，在时间t0与t1之间，可以理解，总电池充电功率(曲线图425)等于当前请求的电池充电功率(曲线图415)。
在时间t1处，请求变速器换挡(曲线图445)。换句话说，在时间t1处存在对将变速器从一个挡位(例如，第二挡位)换挡到另一个挡位(例如，第三挡位)的请求。因为动力传动系统以串联模式操作，所以为了执行换挡，在可以致动(例如，松开)适当的离合器以发起所述换挡之前，变速器(例如，经由图2中的输入轴270)的输入扭矩必须非常低(例如，在0N-m的阈值扭矩内)。为了减小变速器的输入扭矩，可以命令牵引马达以使得输入轴能够快速达到期望的低扭矩以用于换挡执行的方式减小其功率输出。如上面所讨论的，因为经由牵引马达提供了驾驶员需求功率，所以牵引马达输出功率的任何减小都可以作为驾驶员需求功率的减小暂时反映在发动机功率命令中，这可能导致发动机操作以降低效率的方式非期望地波动。此外，响应于发动机功率命令的暂时变化而引起的实际发动机功率变化可能比由牵引马达产生的驾驶员需求功率的实际变化更慢，并且因此如果发动机功率命令反映驾驶员需求功率的暂时变化，则换挡持续时间可能比发动机功率命令未反映驾驶员需求功率的暂时变化的情况更长。
因此，在时间t1处，命令牵引马达(曲线图435)将其功率输出减小到使得变速器的扭矩输入在0N-m阈值内的水平。控制器评估驾驶员需求功率(曲线图430)是否小于电池的备用充电容量(线412)，并且尽管未明确示出，但是可以理解，在该示例性时间线中，确定驾驶员需求功率小于电池的备用充电容量。因此，分配全部驾驶员需求功率以对电池充电。曲线图420描绘了被分配给电池的等于驾驶员需求功率的附加充电功率量，并且曲线图425描绘了作为被分配给电池的附加的充电功率量(曲线图420)与当前请求的电池充电功率(曲线图415)之和的总电池充电功率。在时间t1与t2之间，总电池充电功率(曲线图425)根据驾驶员需求功率(曲线图430)而增加，但是保持低于电池的最大功率充电极限(曲线图410)。可以理解，在时间t1与t2之间，提供给电池的充电功率等于由曲线图425所描绘的总充电功率。此外，在时间t1与t2之间，发动机功率命令(曲线图405)是总充电功率(曲线图425)与从一个或多个附件负荷请求的功率(曲线图440)之和。
在时间t1处，可以理解，在牵引马达功率输出减小的情况下，变速器的输入扭矩在0N-m阈值内。因为可以将全部驾驶员需求功率分配给附加的电池充电，所以发动机功率命令不改变，并且因此在时间t1开始换挡，因为实际发动机功率(曲线图408)在发动机功率命令(曲线图405)的阈值内(参考图3中的判定框355)。在时间t2处，换挡完成(曲线图445)。换句话说，在时间t2处，完成从一个挡位(例如，第二挡位)到另一个挡位(例如，第三挡位)的换挡，使得接合与换挡请求相对应的期望挡位。在已经在时间t2执行了换挡的情况下，经由命令牵引马达产生等于驾驶员需求功率的扭矩输出而增加变速器的输入扭矩(参见与曲线图430相比的曲线图435)。在时间t2之后，电池充电功率再次是当前请求的电池充电功率(曲线图415)。此外，在时间t2之后，发动机功率命令再次是驾驶员需求功率(曲线图430)、当前请求的电池充电功率(曲线图415)和从一个或多个任何附件负荷请求的功率(曲线图440)之和。
因此，图4的时间线描绘了其中动力传动系统以串联模式操作的情况，其中牵引电池以基于驾驶员需求功率的水平向变速器提供扭矩输出，并且其中当请求换挡时驾驶员需求功率小于电池的备用充电容量。通过将驾驶员需求功率分配给附加的电池充电，发动机功率命令不反映源自牵引马达输出功率降低的功率需求的暂时变化，这与其中发动机功率命令反映功率需求的暂时变化的情况相比改善发动机效率。此外，通过将驾驶员需求功率分配给附加的电池充电而不是暂时改变发动机功率命令，与其中驾驶员需求功率未被分配给附加的电池充电的情况相比，时间t1与t2之间的换挡持续时间可以缩短。
现在转向图5，描绘了示例性时间线500，所述时间线示出了在其中电池无法接受与全部驾驶员需求功率相对应的附加充电功率反而能够接受与驾驶员需求功率的一部分相对应的附加充电功率的情况下在传动系以串联模式操作的换挡事件期间如何控制发动机操作。时间线500包括：随时间变化的曲线图505，其指示命令的发动机功率；以及随时间变化的曲线图510，其指示实际发动机功率。时间线500还包括：随时间变化的曲线图515，其指示电池的最大充电功率极限；以及随时间变化的曲线图520，其指示当前请求的电池充电功率。线518示出了电池的备用充电容量。随时间变化的曲线图525描绘了基于驾驶员需求功率和电池的备用充电容量而被分配用于对电池充电的附加的电池充电功率量，并且随时间变化的曲线图530描绘了作为附加的电池充电功率量与当前请求的电池充电功率之和的总电池充电功率。时间线500还包括：随时间变化的曲线图535，其指示驾驶员需求功率；以及随时间变化的曲线图540，其指示被请求用于向一个或多个附件负荷供电的功率。随时间变化的曲线图543描绘了被命令到牵引马达(例如，图2中的牵引马达282)的功率输出。时间线500还包括随时间变化的曲线图545，其指示变速器换挡是否被请求，是否已经开始，是否已经完成或当前是否不适用(n/a)。时间线500还包括随时间变化的曲线图547，其指示车辆是否以串联操作模式操作(是或否)。
关于示例性时间线500，发动机功率命令沿着y轴在箭头方向上增加(参见插图550)，电池充电沿着y轴在箭头方向上增加，并且驾驶员需求功率和附件功率沿着y轴在箭头方向上增加。时间沿着x轴在箭头方向上增加。
在时间t0处，可以理解，发动机正在燃烧空气和燃料，并且发动机功率命令(曲线图505)是驾驶员需求功率(曲线图535)、当前请求的电池充电功率(曲线图520)和被请求对一个或多个附件负荷供电的任何功率量(曲线图540)之和。在时间t0处，动力传动系统以串联模式操作，使得发动机操作经由ISG(例如，图2中的ISG 240)向电能存储装置(例如，图2中的电能存储装置275)提供电力源以对牵引马达(例如，图2中的牵引马达282)供电。在时间t0处，驾驶员需求功率使得不请求换挡(曲线图545)。
在时间t0与t1之间，驾驶员需求功率(曲线图535)开始增加，并且驾驶员需求功率的增加反映在发动机功率命令(曲线图505)中。在时间t1处，请求变速器换挡(曲线图545)。例如，所述请求可以是对将变速器齿轮传动从一个挡位(例如，第三挡位)换挡到另一个挡位(例如，第四挡位)的请求。可以在车辆的控制器(例如，图2中的车辆系统控制器255)处接收所述请求。
在时间t1处已经接收到请求的情况下，控制器确定电池的备用充电容量(线518)。如上文所讨论的电池的备用充电容量是电池的最大充电功率极限(曲线图515)与当前请求的电池充电功率(曲线图520)之间的差值。此外，控制器确定驾驶员需求功率(曲线图535)是否小于电池的备用充电容量。尽管未明确示出，但是在该示例性时间线500中，可以理解，控制器确定驾驶员需求功率大于电池的备用充电容量。因此，与图4描绘的情况相比，可能不会将所有驾驶员需求功率分配给附加充电，因为这样做要求电池充电功率大于最大充电功率极限。相反，可以将等于电池的备用充电容量的驾驶员需求功率分配给附加的电池充电。换句话说，可以仅分配驾驶员需求功率的一部分以对电池充电，并且所述部分等于电池的备用充电容量。
因此，在时间t1处，响应于换挡请求并且响应于确定驾驶员需求功率大于电池的备用充电容量，命令总电池充电功率(曲线图530)等于最大充电功率极限(曲线图515)。曲线图525描绘了被分配用于对电池充电的附加的电池充电功率量，其仅等于电池的备用充电容量。当前请求的电池充电功率(曲线图520)与附加的电池充电功率量(曲线图525)之和等于最大充电功率极限(曲线图515)。
因为全部驾驶员需求功率大于电池的备用充电容量，所以发动机功率命令改变。具体地，发动机功率命令减小驾驶员需求功率与电池的备用充电容量之间的差值。换句话说，发动机功率命令变为总电池充电功率(曲线图530)与被请求为一个或多个附件负荷供电的任何功率(曲线图540)之和。因此，如在曲线图505处可以看出，发动机功率命令下降到较低值，但是可以理解，如果驾驶员需求功率的一部分未被分配用于对电池充电，则发动机功率命令被更显著地修改(等于全部驾驶员需求功率)。
如上所述，在发出发动机功率命令与实际发动机功率达到发动机功率命令之间存在时间滞后。因此，在时间t1与t2之间，实际发动机功率(曲线图510)以比发动机功率命令(曲线图505)更慢的速率减小。为了将实际发动机功率控制为命令的发动机功率，可以使用一个或多个发动机扭矩致动器(例如，图2中的发动机扭矩致动器96)。例如，在一些示例中，可以将进气节气门命令到更关闭的位置。另外或替代地，可以减少提供给发动机的燃料的正时和/或量。另外或替代地，可以修改火花正时以便减少发动机功率输出。
在时间t2处，实际发动机功率(曲线图510)在命令的发动机功率(曲线图505)的阈值内。因此，发起换挡过程，其包括命令牵引马达将其功率输出减小到其中变速器的输入扭矩达到0N-m阈值内的水平的点，如曲线图543所描绘。在时间t2与t3之间，执行换挡过程，使得变速器松开一个挡位并接合另一个挡位。例如，换挡可以包括将变速器从第三挡位换挡到第四挡位。
在时间t3处，换挡事件已经完成(曲线图545)。在已经执行换挡的情况下，再次命令牵引马达(参见曲线图543)产生等于驾驶员需求功率的输出功率。在时间t3处的发动机功率命令(曲线图505)因此再次是驾驶员需求功率(曲线图535)、当前请求的电池充电功率(曲线图520)和被请求对一个或多个附件负荷供电的任何功率(曲线图540)之和。在时间t3之后，在已经设定了发动机功率命令的情况下，命令发动机扭矩致动器增加发动机功率输出，以便产生等于命令功率的功率输出。例如，进气节气门可以更大程度地打开，可以增加向发动机提供燃料的量或速率，可以修改火花正时等，以便将发动机功率输出增加到命令的发动机功率输出。在时间t3之后不久，实际发动机功率输出变为在发动机功率命令的阈值内。
因此，图5的时间线描绘了其中车辆动力传动系统以串联模式操作并且在换挡请求时电池的备用充电容量的量小于驾驶员需求的功率的情形。因此，附加充电量被设定为等于电池的备用充电容量，并且驾驶员需求功率与电池的备用充电容量之间的差值反映在发动机功率命令中。换句话说，发动机功率命令减小等于驾驶员需求功率与电池的备用充电容量之间的差值的量，而非在换挡时发动机功率命令减小等于驾驶员需求功率的量。如果未将附加的充电功率量分配给电池，则预期发动机功率命令将改变更大的量(等于驾驶员需求功率)，这可能降低发动机效率。此外，如果未将附加的充电功率量分配给电池，则可以延长换挡持续时间，因为实际发动机功率可能需要更长的时间才能达到用于开始换挡的发动机功率命令。
如关于图5所描绘，在时间t1处的换挡请求与在时间t2处的换挡开始之间稍微存在延迟，以允许实际发动机功率等于发动机功率命令(或在发动机功率命令的阈值内)。在替代示例中，可以通过依赖于车辆系统控制器(例如，图2中的VSC 255)主动约束发动机充电来避免或显著地减少延迟。例如，当车辆接近换挡点时，发动机功率命令可以减小到最大电池充电功率极限。通过对上述方法的这种修改，实际发动机功率可以等于换挡点处的电池充电功率极限，因此减少或避免在换挡请求之后将发动机功率与命令的发动机功率匹配所花费的时间。
因此，转向图6，示出了示例性时间线600，所述时间线描绘了其中在其中推断出驾驶员需求功率大于或等于电池的备用充电容量的条件下通过紧接在换挡请求之前(诸如在10秒、5秒、1秒、小于1秒等的阈值持续时间内)减小发动机功率命令来避免或减小换挡请求与换挡开始之间的稍微延迟的情况。
时间线600包括：随时间变化的曲线图605，其指示命令的发动机功率；以及随时间变化的曲线图610，其指示实际发动机功率。时间线600还包括：随时间变化的615，其指示电池的最大充电功率极限；以及随时间变化的曲线图620，其指示当前请求的电池充电功率。线618示出了电池的备用充电容量。随时间变化的曲线图625描绘了基于驾驶员需求功率和电池的备用充电容量而被分配用于对电池充电的附加的电池充电功率量，并且随时间变化的曲线图630描绘了作为附加的电池充电功率量与当前请求的电池充电功率之和的总电池充电功率。时间线600还包括：随时间变化的曲线图635，其指示驾驶员需求功率；以及随时间变化的曲线图640，其指示被请求用于向一个或多个附件负荷供电的功率。随时间变化的曲线图643描绘了被命令到牵引马达(例如，图2中的牵引马达282)的功率输出。时间线600还包括随时间变化的曲线图645，其指示变速器换挡是否被请求/开始，是否已经完成或当前是否不适用(n/a)。可以理解，如将在下面进一步详细阐述的，对于该示例性时间线600，换挡开始与换挡请求一致。换句话说，因为发动机功率输出在请求变速器换挡之前被控制，所以实际发动机功率在所述请求时命令的发动机功率的阈值内，因此使得能够避免或减少换挡请求与换挡开始之间的延迟(所述延迟替代地未经由在图5的时间线处描绘的控制策略来避免)。时间线600还包括：随时间变化的曲线图647，其指示车辆是否正在以串联操作模式操作(是或否)；以及随时间变化的曲线图648，其指示车辆系统控制器是否推断出即将到来的换挡(是或否)。
关于示例性时间线600，发动机功率命令沿着y轴在箭头方向上增加(参见插图650)，电池充电沿着y轴在箭头方向上增加，并且驾驶员需求功率和附件功率沿着y轴在箭头方向上增加。时间沿着x轴在箭头方向上增加。
在时间t0处，可以理解，发动机正在燃烧空气和燃料，并且发动机功率命令(曲线图605)是驾驶员需求功率(曲线图635)、当前请求的电池充电功率(曲线图620)和被请求对一个或多个附件负荷供电的任何功率量(曲线图640)之和。在时间t0处，动力传动系统以串联模式操作，使得发动机操作经由ISG(例如，图2中的ISG 240)向电能存储装置(例如，图2中的电能存储装置275)提供电力源以对牵引马达(例如，图2中的牵引马达282)供电。在时间t0处，驾驶员需求功率使得不请求换挡(曲线图545)。
在时间t0与t1之间，驾驶员需求功率(曲线图635)开始增加，并且驾驶员需求功率的增加反映在发动机功率命令(曲线图605)中。在时间t1处，车辆系统控制器(例如，图2中的VSC 255)推断出将在预定持续时间内请求即将到来的换挡(曲线图648)。在一些示例中，预定持续时间可以是可变的，这取决于工况，所述工况包括但不限于发动机转速、发动机负荷、电池的备用充电容量、命令给发动机的当前发动机功率、驾驶员需求功率等。例如，如果推断出驾驶员需求功率大于电池的备用充电容量，则可以设定发动机功率命令以将电池充电与如上文所讨论的电池的备用充电容量相对应的附加量，这可能导致发动机必须被控制为发动机功率命令，所述发动机功率命令反映提供给电池的附加充电量。然而，取决于驾驶员需求功率与电池的备用充电容量之间的差值，将实际发动机功率输出控制为命令的发动机功率可能需要可变的时间量。因此，推断即将到来的换挡与请求换挡之间的预定持续时间可以变化。换句话说，与其中实际发动机功率必须改变较小量以与发动机功率命令匹配的条件相比，车辆系统控制器可以在其中实际发动机功率必须改变更大的量以与发动机功率命令匹配的条件下更早地推断出即将到来的换挡。
可以基于发动机转速和发动机负荷、所接合的当前变速器挡位、到变速器的牵引马达功率输出、ISG输出、节气门位置、推断的即将到来的加速请求等中的一者或多者来推断即将到来的换挡。因此，即将到来的换挡可以基于在未来几秒内推断的驾驶员需求来推断。作为一个示例性情形，车辆可以在自适应巡航控制(例如，设定为目标巡航速度)下操作，其中当前车辆速度由于车辆前方存在另一车辆而较低(例如，低于目标巡航速度)时。响应于车辆前方的其他车辆变道(导致前方道路通畅)，可以基于目标巡航速度来推断接下来几秒的驾驶员需求。基于当前车辆速度与目标巡航速度之间的差值，也可以推断出使得车辆能够达到目标速度所需的所有换挡。可以理解，以上示例旨在是代表性的，并且用于推断驾驶员需求的其他方法在本公开的范围内。
在一些示例中，即将到来的换挡可以基于所学习的驾驶行为，并且在一些示例中可以基于车辆沿着其行驶的学习路线。
在时间t1处推断出即将到来的换挡的情况下，控制器确定电池的备用充电容量(线618)以及驾驶员需求功率(曲线图635)。尽管未明确示出，但是在该示例性时间线中，可以理解，驾驶员需求功率大于电池的备用充电容量。因此，在时间t1处，命令总电池充电功率(曲线图630)等于最大充电功率极限(曲线图615)。曲线图625描绘了被分配用于对电池充电的附加的电池充电功率量，其仅等于电池的备用充电容量。当前请求的电池充电功率(曲线图620)与附加的电池充电功率量(曲线图625)之和等于最大充电功率极限(曲线图615)。
因为驾驶员需求功率大于电池的备用充电容量，所以调整发动机功率命令。具体地，发动机功率命令减小驾驶员需求功率与电池的备用充电容量之间的差值。换句话说，发动机功率命令变为总电池充电功率(曲线图630)与被请求为一个或多个附件负荷供电的任何功率(曲线图640)之和。因此，如在曲线图605处可以看到的，发动机功率命令下降到较低值。
在发动机功率命令在时间t1处改变的情况下，在时间t1至t2之间，控制实际发动机功率以与发动机功率命令基本上匹配。如上所述，发动机扭矩致动器可以用于将实际发动机功率控制在发动机功率命令的阈值内。在时间t1与t2之间(对应于推断即将到来的换挡与请求即将到来的换挡之间的持续时间)，实际发动机功率被控制在发动机功率命令的阈值内。
在时间t2处，请求变速器换挡(曲线图645)。例如，所述请求可以是对将变速器齿轮传动从一个挡位(例如，第三挡位)换挡到另一个挡位(例如，第四挡位)的请求。可以在车辆的控制器(例如，图2中的车辆系统控制器255)处接收所述请求。
因为在时间t2处，实际发动机功率(曲线图610)已经在命令的发动机功率(曲线图605)的阈值内，所以发起换挡过程而不必等待实际发动机功率达到命令的发动机功率。具体地，在时间t2处通过命令牵引马达将其功率输出减小到其中变速器的输入扭矩达到0N-m阈值内的水平的点来发起换挡过程，如曲线图643所描绘。在时间t2与t3之间，执行换挡过程，使得变速器松开一个挡位并接合另一个挡位。例如，换挡可以包括将变速器从第三挡位换挡到第四挡位。
在时间t3处，换挡事件已经完成(曲线图645)。在已经执行换挡的情况下，再次命令牵引马达(参见曲线图643)产生等于驾驶员需求功率的输出功率。在时间t3处的发动机功率命令(曲线图605)因此再次是驾驶员需求功率(曲线图635)、当前请求的电池充电功率(曲线图620)和被请求对一个或多个附件负荷供电的任何功率(曲线图640)之和。在时间t3之后，在已经设定了发动机功率命令的情况下，命令发动机扭矩致动器增加发动机功率输出，以便产生等于命令功率的功率输出。例如，进气节气门可以更大程度地打开，可以增加向发动机提供燃料的量或速率，可以修改火花正时等，以便将发动机功率输出增加到命令的发动机功率输出。在时间t3之后不久，实际发动机功率输出变为在发动机功率命令的阈值内。
通过这种方式，对于在串联操作模式下操作的车辆，可以改善发动机效率并且可以减少与换挡事件相对应的持续时间，其中传动系包括分离离合器，所述分离离合器定位在ISG与牵引马达之间，所述牵引马达在ISG的下游和自动变速器的上游，所述ISG在发动机的下游。变速器可以是牙嵌式变速器。
将驾驶员需求功率的全部或一部分分配给附加的电池充电的技术效果是减少或避免当车辆以串联模式操作时用于换挡的发动机操作的变化。减少或避免发动机操作的变化可以改善发动机效率并且可以减少换挡持续时间。改善发动机效率可以延长发动机寿命，减少与不期望的蒸发排放释放到大气相关的问题，并且提高客户满意度。减少换挡的持续时间可导致改善变速器换挡质量，这可以延长变速器寿命并进一步提高客户满意度。
因此，本文讨论的系统和本文讨论的方法可以一起实现一个或多个系统和一种或多种方法。在一个示例中，一种传动系操作方法包括：维持发动机的工况并且当所述传动系以串联模式操作时响应于对变速器换挡的请求而将经由所述发动机产生的电力从牵引马达重新引导到电池。在所述方法的第一示例中，所述方法还包括其中所述工况是发动机转速和发动机负荷。所述方法的第二示例任选地包括所述第一示例，并且还包括其中所述变速器在所述传动系中定位在所述牵引马达的下游。所述方法的第三示例任选地包括所述第一示例至所述第二示例中的任一者或多者或每一者，并且还包括其中对所述变速器换挡的所述请求包括对将所述变速器从较低挡位换挡到较高挡位的请求。所述方法的第四示例任选地包括所述第一示例至所述第三示例中的任一者或多者或每一者，并且还包括其中将所述变速器换挡包括控制变速器牙嵌离合器的打开和关闭状态。所述方法的第五示例任选地包括所述第一示例至所述第四示例中的任一者或多者或每一者，并且还包括响应于推断出由所述牵引马达使用的全部电力可以被重新引导到所述电池而维持工况。所述方法的第六示例任选地包括所述第一示例至所述第五示例中的任一者或多者或每一者，并且还包括响应于紧接在对所述变速器换挡的所述请求之前所述电池没有足够的容量来存储发动机输出而减小发动机负荷并向所述电池供应最大功率。所述方法的第七示例任选地包括所述第一示例至所述第六示例中的任一者或多者或每一者，并且还包括继续维持所述发动机的工况并且响应于执行所述换挡而将所述电力从所述电池重新引导回到所述牵引马达。
一种方法的另一个示例包括以串联模式操作车辆的动力传动系统，并且响应于对变速器换挡的请求，控制所述车辆的发动机以对电池充电一定量，所述量是驾驶员需求功率是否大于所述电池的备用充电容量或者小于所述备用充电容量的函数。在所述方法的第一示例中，所述方法还包括其中当所述驾驶员需求功率大于或等于所述备用充电容量时，所述量等于所述备用充电容量。所述方法的第二示例任选地包括所述第一示例，并且还包括其中当所述驾驶员需求功率小于所述备用充电容量时，所述量等于所述驾驶员需求功率。所述方法的第三示例任选地包括所述第一示例至所述第二示例中的任一者或多者或每一者，并且还包括其中以所述串联模式操作所述动力传动系统包括命令打开传动系分离离合器，所述传动系分离离合器位于所述传动系分离离合器下游和所述变速器上游的牵引马达与所述传动系分离离合器上游和所述发动机下游的集成式起动机/发电机之间。所述方法的第四示例任选地包括所述第一示例至所述第三示例中的任一者或多者或每一者，并且还包括将所述变速器的输入扭矩减小到0N-m阈值内以用于将所述变速器换挡。所述方法的第五示例任选地包括所述第一示例至所述第四示例中的任一者或多者或每一者，并且还包括其中控制所述发动机以对所述电池充电包括当所述驾驶员需求功率小于所述备用充电容量时维持所述发动机的工况，并且相反地包括当所述驾驶员需求功率大于所述备用充电容量时调整所述发动机的工况。所述方法的第六示例任选地包括所述第一示例至所述第五示例中的任一者或多者或每一者，并且还包括其中所述工况是发动机转速和发动机负荷中的一者或多者。所述方法的第七示例任选地包括所述第一示例至所述第六示例中的任一者或多者或每一者，并且还包括其中将所述变速器换挡包括控制变速器牙嵌离合器。
一种用于混合动力电动车辆的示例包括：传动系分离离合器，所述传动系分离离合器被定位在集成式起动机/发电机与牵引马达之间，所述牵引马达在所述集成式起动机/发电机的下游和变速器的上游；发动机，所述发动机被定位在所述集成式起动机/发电机的上游；电能存储装置；以及控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器：在其中所述传动系分离离合器完全打开并且其中所述牵引马达经由通过所述发动机产生的电力向所述车辆的从动轮提供驾驶员需求功率的条件下响应于对所述变速器换挡的请求，确定所述电能存储装置的存储容量；以及维持发动机功率输出并且在其中所述驾驶员需求功率小于所述电能存储装置的所述存储容量的条件下从所述牵引马达传递等于所述驾驶员需求功率的电力以对所述电能存储装置充电。在所述系统的第一示例中，所述系统还包括其中所述控制器存储用于进行以下操作的其他指令：在其中所述驾驶员需求功率大于所述电能存储装置的所述存储容量的条件下，调整所述发动机功率输出以将所述电能存储装置充电到所述电能存储装置的最大充电功率极限。所述系统的第二示例任选地包括所述第一示例，并且还包括其中所述控制器存储用于进行以下操作的其他指令：紧接在对所述变速器换挡的所述请求之前调整所述发动机功率输出。所述系统的第三示例任选地包括所述第一示例至所述第二示例中的任一者或多者或每一者，并且还包括其中所述变速器包括牙嵌式离合器，所述牙嵌式离合器用于控制所述变速器的换挡；并且其中所述控制器存储用于进行以下操作的其他指令：控制所述牙嵌式离合器的打开状态和关闭状态以执行对所述变速器换挡的所述请求。
在另一种表示中，一种方法包括：在车辆动力传动系统处于串联模式的情况下，推断即将到来的变速器换挡请求；命令发动机功率输出以将电池充电到其最大充电容量；以及将实际发动机功率输出在接收到所述即将到来的换挡请求之前调整到所述即将到来的换挡请求的阈值内。
应注意，本文所包括的示例性控制和估计程序可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体程序可表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等)中的一种或多种。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可按所示的顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样地，处理次序不一定是实现本文描述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。所示的动作、操作和/或功能中的一者或多者可根据所使用的特定策略重复地执行。此外，所描述的动作、操作和/或功能可图形地表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中所描述的动作通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令来实施。
应了解，本文公开的配置和程序在本质上是示例性的，并且不应以限制意义看待这些特定实施例，因为众多变化是可能的。例如，以上技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置与其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非明显的组合和子组合。
如本文所使用，除非另有指定，否则术语“约”被解释为表示所述范围的±5％。
所附权利要求特别指出被视为新颖且非显而易见的特定组合和子组合。这些权利要求可涉及“一个”要素或“第一”要素或其等效物。这些权利要求应当理解为包括一个或多个此类要素的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可通过修正本权利要求或通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护。此类权利要求与原权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同都被视为包括在本公开的主题内。
根据本发明，一种传动系操作方法包括：维持发动机的工况并且当所述传动系以串联模式操作时响应于对变速器换挡的请求而将经由所述发动机产生的电力从牵引马达重新引导到电池。
在本发明的一方面中，所述工况是发动机转速和发动机负荷中的一者或多者。
在本发明的一方面中，所述变速器在所述传动系中定位在所述牵引马达的下游。
在本发明的一方面中，对所述变速器换挡的所述请求包括对将所述变速器从较低挡位换挡到较高挡位的请求。
在本发明的一方面中，所述变速器换挡包括控制变速器牙嵌式离合器的打开和关闭状态。
在本发明的一方面中，所述方法包括响应于推断出由所述牵引马达使用的全部电力可以被重新引导到所述电池而维持工况。
在本发明的一方面中，所述方法包括响应于紧接在对所述变速器换挡的所述请求之前所述电池没有足够的容量来存储发动机输出而减小发动机负荷并向所述电池供应最大功率。
在本发明的一方面中，所述方法包括继续维持所述发动机的工况并且响应于执行所述换挡而将所述电力从所述电池重新引导回到所述牵引马达。
根据本发明，一种方法包括以串联模式操作车辆的动力传动系统，并且响应于对变速器换挡的请求，控制所述车辆的发动机以对电池充电一定量，所述量是驾驶员需求功率是否大于所述电池的备用充电容量或者小于所述备用充电容量的函数。
在本发明的一方面中，当所述驾驶员需求功率大于或等于所述备用充电容量时，所述量等于所述备用充电容量。
在本发明的一方面中，当所述驾驶员需求功率小于所述备用充电容量时，所述量等于所述驾驶员需求功率。
在本发明的一方面中，以所述串联模式操作所述动力传动系统包括命令打开传动系分离离合器，所述传动系分离离合器位于所述传动系分离离合器下游和所述变速器上游的牵引马达与所述传动系分离离合器上游和所述发动机下游的集成式起动机/发电机之间。
在本发明的一方面中，所述方法包括将所述变速器的输入扭矩减小到0N-m阈值内以用于将所述变速器换挡。
在本发明的一方面中，控制所述发动机以对所述电池充电包括当所述驾驶员需求功率小于所述备用充电容量时维持所述发动机的工况，并且相反地包括当所述驾驶员需求功率大于所述备用充电容量时调整所述发动机的工况。
在本发明的一方面中，所述工况是发动机转速和发动机负荷中的一者或多者。
在本发明的一方面中，将所述变速器换挡包括控制变速器牙嵌式离合器。
根据本发明，提供了一种混合动力电动车辆，所述混合动力电动车辆具有：传动系分离离合器，所述传动系分离离合器被定位在集成式起动机/发电机与牵引马达之间，所述牵引马达在所述集成式起动机/发电机的下游和变速器的上游；发动机，所述发动机被定位在所述集成式起动机/发电机的上游；电能存储装置；以及控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器：在其中所述传动系分离离合器完全打开并且其中所述牵引马达经由通过所述发动机产生的电力向所述车辆的从动轮提供驾驶员需求功率的条件下响应于对所述变速器换挡的请求，确定所述电能存储装置的存储容量；以及维持发动机功率输出并且在其中所述驾驶员需求功率小于所述电能存储装置的所述存储容量的条件下从所述牵引马达传递等于所述驾驶员需求功率的电力以对所述电能存储装置充电。
根据一个实施例，所述控制器存储用于进行以下操作的其他指令：在其中所述驾驶员需求功率大于所述电能存储装置的所述存储容量的条件下，调整所述发动机功率输出以将所述电能存储装置充电到所述电能存储装置的最大充电功率极限。
根据一个实施例，所述控制器存储用于进行以下操作的其他指令：紧接在对所述变速器换挡的所述请求之前调整所述发动机功率输出。
根据一个实施例，所述变速器包括牙嵌式离合器，所述牙嵌式离合器用于控制所述变速器的换挡；并且其中所述控制器存储用于进行以下操作的其他指令：控制所述牙嵌式离合器的打开状态和关闭状态以执行对所述变速器换挡的所述请求。

Claims (15)

1.一种方法，其包括：
以串联模式操作车辆的动力传动系统，并且响应于对变速器换挡的请求，控制所述车辆的发动机以对电池充电一定量，所述量是驾驶员需求功率是否大于所述电池的备用充电容量或者小于所述备用充电容量的函数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中当所述驾驶员需求功率大于或等于所述备用充电容量时，所述量等于所述备用充电容量。
3.根据权利要求1所述的方法，其中当所述驾驶员需求功率小于所述备用充电容量时，所述量等于所述驾驶员需求功率。
4.根据权利要求1所述的方法，其中以所述串联模式操作所述动力传动系统包括命令打开传动系分离离合器，所述传动系分离离合器位于所述传动系分离离合器下游和所述变速器上游的牵引马达与所述传动系分离离合器上游和所述发动机下游的集成式起动机/发电机之间。
5.根据权利要求4所述的方法，其中控制所述车辆的所述发动机以对所述电池充电还包括响应于对所述变速器换挡的所述请求而将经由所述发动机产生的电力从所述牵引马达重新引导到所述电池。
6.根据权利要求1所述的方法，其还包括将所述变速器的输入扭矩减小到0N-m阈值内以用于将所述变速器换挡。
7.根据权利要求1所述的方法，其中控制所述发动机以对所述电池充电包括当所述驾驶员需求功率小于所述备用充电容量时维持所述发动机的工况，并且相反地包括当所述驾驶员需求功率大于所述备用充电容量时调整所述发动机的工况。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述工况是发动机转速和发动机负荷中的一者或多者。
9.根据权利要求8所述的方法，其还包括当所述驾驶员需求功率大于所述备用充电容量时，减小所述发动机转速和/或所述发动机负荷中的一者或多者。
10.根据权利要求1所述的方法，其中将所述变速器换挡包括控制变速器牙嵌式离合器。
11.根据权利要求1所述的方法，其中对所述变速器换挡的所述请求包括对将所述变速器从较低挡位换挡到较高挡位的请求。
12.一种用于混合动力电动车辆的系统，其包括：
传动系分离离合器，所述传动系分离离合器被定位在集成式起动机/发电机与牵引马达之间，所述牵引马达在所述集成式起动机/发电机的下游和变速器的上游；
发动机，所述发动机被定位在所述集成式起动机/发电机的上游；
电能存储装置；以及
控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器：
在其中所述传动系分离离合器完全打开并且其中所述牵引马达经由通过所述发动机产生的电力向所述车辆的从动轮提供驾驶员需求功率的条件下响应于对所述变速器换挡的请求，确定所述电能存储装置的存储容量；以及
维持发动机功率输出并且在其中所述驾驶员需求功率小于所述电能存储装置的所述存储容量的条件下从所述牵引马达传递等于所述驾驶员需求功率的电力以对所述电能存储装置充电。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述控制器存储用于进行以下操作的其他指令：在其中所述驾驶员需求功率大于所述电能存储装置的所述存储容量的条件下，调整所述发动机功率输出以将所述电能存储装置充电到所述电能存储装置的最大充电功率极限。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述控制器存储用于进行以下操作的其他指令：紧接在对所述变速器换挡的所述请求之前调整所述发动机功率输出。
15.根据权利要求12所述的系统，其中所述变速器包括牙嵌式离合器，所述牙嵌式离合器用于控制所述变速器的换挡；并且
其中所述控制器存储用于进行以下操作的其他指令：控制所述牙嵌式离合器的打开状态和关闭状态以执行对所述变速器换挡的所述请求。
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