CN113071472A

CN113071472A - 用于混合动力电动动力系的发动机起/停控制

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Publication number: CN113071472A
Application number: CN202110012916.9A
Authority: CN
Inventors: N·K·巴克诺; 李君豪; N·S·希多尔; 李冬旭; S·戈帕拉克里希南
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2020-01-06
Filing date: 2021-01-06
Publication date: 2021-07-06
Anticipated expiration: 2041-01-06
Also published as: US11391331B2; DE102020131932A1; US20210207666A1; CN113071472B

Abstract

控制器执行一种用以管理动力系中的发动机连接/断连决策的方法，该动力系具有发动机、变速器、电机以及电池组和功率逆变器模块（“TPIM”）。响应于车辆地面速度小于校准的最大电动车辆加速器踏板信号（“EV_APS”）水平，控制器通过从实际APS水平中减去按比例缩放的APS值来计算增量APS（“ΔAPS”）值。按比例缩放的APS值是选自最大EVS_APS表的最大EV_APS值的按比例缩放的变量，该最大EVS_APS表是根据逆变器温度、电池组的电荷状态和地面速度来填入数据的。当ΔAPS值超过阈值时，控制器经由发动机断连离合器将发动机连接到变速器。基于车辆的加速度以及上述因素，发动机被断连。

Description

用于混合动力电动动力系的发动机起/停控制

技术领域

本公开涉及混合动力电动动力系中的发动机起/停功能的控制。在本文中所构想的动力系类型中，到变速器的输入扭矩可包括来自内燃发动机的扭矩（“发动机扭矩”）和/或来自一个或多个旋转电机的扭矩（“电动机扭矩”），其中扭矩组成是驱动模式特定的。当变速器输入扭矩仅由电动机扭矩组成时，驱动模式在本领域中被称为电动车辆（“EV”）模式。发动机正在运转并且主动提供一些或全部变速器输入扭矩的驱动模式在本文中被称为“发动机连接”模式。

背景技术

混合动力控制器用来自（一个或多个）旋转电机的电动机扭矩补充或替代可用发动机扭矩的能力使得混合动力电动动力系能够相对于仅依赖发动机扭矩的动力系而减少对化石燃料或替代燃料的依赖。例如，在采用混合动力电动动力系的车辆中的发动机自动停止事件期间，控制器可请求发动机断连，从而导致发动机与变速器解除联接并切断发动机的燃料馈送，之后，发动机的转速降低。当发动机速度达到零时，存在真正的发动机关闭状态。当控制器确定需要发动机扭矩时，可使用起动电动机或者动力系统的其中一个电机来快速转动曲柄并起动发动机。

发明内容

本文中描述了供与混合动力电动动力系一起使用的方法和相关联的功率流架构，该混合动力电动动力系具有内燃发动机、旋转电机和变速器。安置在发动机和变速器的输入轴之间的流体动力学变矩器和/或断连离合器使得发动机能够取决于当前驱动模式根据需要而选择性地与变速器连接或断连。在动力系的所公开的实施例中，经由牵引功率逆变器模块（“TPIM”）和高电压电池组对电机供电，其中电机的转子轴直接连接到变速器的输入构件。

本控制策略用于管理在纯电动/电动车辆（“EV”）驱动模式（其中仅经由来自电机的电动机扭矩为变速器提供动力）和其中发动机被主动地加燃料并运转的驱动模式（“发动机连接模式”）之间的模式转变。在发动机连接模式期间，电机可将或也可不将至少一些输入扭矩提供给变速器。

如本文中所描述的，当面临有限的电驱动功率时，混合动力控制器管理动力系的总体发动机连接/断连决策，其中本方法力求在这种有限的功率条件下最小化传动系扰动，同时最大化燃料经济性。电驱动功率可由于各种因素而受到限制，诸如但不一定限于TPIM和电机的升高的操作温度和/或电操作持续时间，或者仅仅是由于电机及其相关联的功率电子设备的有目的的尺寸不足构型，例如较低功率的高效驱动系统。

用于管理发动机开/关决策的当前方法倾向于基于一组系统约束和当前驾驶员需求来利用优化策略。例如，典型的混合动力电动车辆的控制器可基于系统损失最小化公式的结果来决定何时开启或关闭发动机。相比之下，本方法响应于加速器踏板信号（“APS”）（即，加速器踏板或另一个合适的扭矩请求输入装置的行程百分比）、电池组的电荷状态（“SOC”）、当前车辆地面速度和TPIM的温度（“逆变器温度”），动态地调整发动机关闭驱动包络。附加地，控制器考虑电机的动态长期电动机扭矩极限和操作温度，其可通过电动机控制处理器（“MCP”）实时地传送给控制器。控制器最终基于相关因素做出发动机连接/断连决策。

本发明提供以下技术方案：

1. 一种用于控制机动车辆的混合动力电动动力系的方法，所述混合动力电动动力系包括：内燃发动机，其能够经由发动机断连离合器选择性地连接到变速器的输入轴；旋转电机，其直接连接到变速器；高电压电池组；牵引功率逆变器模块（“TPIM”），其连接到所述电池组和所述电机；以及控制器，所述方法包括：

经由所述控制器确定所述车辆的地面速度、所述电池组的电荷状态、所述TPIM的逆变器温度、以及指示百分比加速器踏板请求的实际加速器位置信号（“APS”）水平；

响应于所述地面速度小于校准的最大电动车辆加速器踏板信号（“EV_APS”）水平，高于所述水平，需要来自所述发动机的扭矩：

通过从所述实际APS水平中减去按比例缩放的APS值来计算增量APS（“ΔAPS”）值，其中，所述按比例缩放的APS值是选自最大EVS_APS表的最大EV_APS值的按比例缩放的变量，所述最大EVS_APS表是基于所述逆变器温度、所述电荷状态和所述地面速度来填充的；以及

响应于所述ΔAPS值超过校准的ΔAPS阈值，通过命令所述发动机断连离合器闭合来将所述发动机连接到所述变速器的输入轴。

2. 根据方案1所述的方法，其中，计算所述ΔAPS值包括求解以下等式：

其中APS是所述实际APS水平，APS_SF是基于所述电机的状态的APS比例因子，且EVAPS是所述最大EV_APS值。

3. 根据方案2所述的方法，其中，所述电机的所述状态包括所述电机的长期扭矩极限和峰值扭矩，并且其中，通过将所述长期扭矩极限除以所述峰值扭矩来确定所述比例因子。

4. 根据方案3所述的方法，其中，所述电机包括电动机控制处理器（“MCP”），所述方法进一步包括：

经由所述MCP将所述长期扭矩极限和所述峰值扭矩传送给所述控制器。

5. 根据方案1所述的方法，所述方法进一步包括：

当所述逆变器温度小于校准的温度阈值时，从标称的最大EVS_APS表中选择所述最大EV_APS值；以及

当所述逆变器温度超过所述校准的温度阈值时，经由所述控制器从温度降额的最大EVS_APS表中选择所述最大EV_APS值。

6. 根据方案1所述的方法，其中，所述控制器被构造成：确定所述变速器的换挡是否在进行中；以及临时延迟将所述发动机连接到所述变速器的输入轴直到所述变速器的换档已完成。

7. 根据方案1所述的方法，所述方法进一步包括：当所述发动机连接到输入轴、所述地面速度小于所述校准的最大EV_APS水平、所述逆变器温度小于所述温度极限、以及所述SOC超过SOC下阈值时：

使用所述地面速度从查找表确定发动机断连加速度极限；

通过将所述车辆的当前加速度通过低通滤波器来确定所述车辆的经滤波的加速度；

将增量加速度值计算为所述发动机断连加速度极限和所述经滤波的加速度之间的差；以及

仅当所述增量加速度值小于增量加速度阈值且所述实际APS为零时，经由所述控制器使所述发动机与所述输入轴断连。

8. 根据方案7所述的方法，所述方法进一步包括：

当所述增量加速度值小于所述增量加速度阈值时，起始发动机断连计时器；以及

在所述发动机断连计时器已到期之后，发生使所述发动机与所述输入轴断连。

9. 根据方案7所述的方法，其中，所述动力系包括安置在所述发动机和所述输入轴之间的流体动力学变矩器，所述方法进一步包括：

在使所述发动机与所述输入轴断连之前，经由所述控制器释放所述流体动力学变矩器的变矩器离合器。

10. 根据方案7所述的方法，其中，所述动力系包括被构造成在所述发动机不运转时将流体供应给所述变速器的辅助泵，所述方法进一步包括：

经由所述控制器确保在使所述发动机与所述输入轴断连之前所述辅助泵正在运转。

11. 一种用于机动车辆的混合动力电动动力系，所述混合动力电动动力系包括：

内燃发动机；

变速器，其具有输入轴；

发动机断连离合器，其被构造成当闭合时选择性地将所述发动机连接到所述输入轴且当断开时使所述发动机与所述输入轴断连；

旋转电机，其直接连接到所述变速器的所述输入轴；

高电压电池组；

牵引功率逆变器模块（“TPIM”），其连接到所述电池组和所述电机并且被构造成将来自所述电池组的DC电压逆变为用于为所述电机供电的AC电压；以及

控制器，其被构造成执行指令以由此使所述控制器：

确定所述车辆的地面速度、所述电池组的电荷状态、所述TPIM的逆变器温度、以及指示百分比加速器踏板请求的实际加速器位置信号（“APS”）水平；以及

12. 根据方案11所述的动力系，其中，所述控制器被构造成通过求解以下等式来计算所述ΔAPS值：

13. 根据方案12所述的动力系，其中，所述电机的状态包括所述电机的长期扭矩极限和峰值扭矩，并且其中，通过将所述长期扭矩极限除以所述峰值扭矩来确定所述比例因子。

14. 根据方案13所述的动力系，其中，所述电机包括被构造成将所述长期扭矩极限和所述峰值扭矩传送给所述控制器的电动机控制处理器（“MCP”）。

15. 根据方案11所述的动力系，其中，所述控制器进一步被构造成：

当所述逆变器温度超过所述校准的温度阈值时，从温度降额的最大EVS_APS表中选择所述最大EV_APS值。

16. 根据方案11所述的动力系，其中，所述控制器进一步被构造成：确定所述变速器的换挡是否在进行中；以及临时延迟将所述发动机连接到所述变速器的输入轴直到所述变速器的换档已完成。

17. 根据方案11所述的动力系，其中，当所述发动机连接到所述输入轴、所述地面速度小于所述校准的最大EV_APS水平、所述逆变器温度小于所述温度极限、以及所述SOC超过SOC下阈值时，所述控制器进一步被构造成：

使用所述地面速度从查找表确定发动机断连加速度极限；

18. 根据方案17所述的动力系，其中，所述控制器进一步被构造成：

在所述发动机断连计时器已到期之后，通过断开所述发动机断连离合器使所述发动机与所述输入轴断连。

19. 根据方案17所述的动力系，其进一步包括安置在所述发动机和所述输入轴之间的流体动力学变矩器，其中，所述控制器进一步被构造成：

20. 根据方案17所述的动力系，其进一步包括被构造成在所述发动机不运转时将流体供应给所述变速器的辅助泵，其中所述控制器进一步被构造成：确保在使所述发动机与所述输入轴断连之前所述辅助泵正在运转。

以上概述并非旨在表示本公开的每个实施例或每个方面。而是，前面的概述仅仅提供了本文中所阐述的新颖构思和特征中的一些的举例说明。当结合附图和所附权利要求书时，从对用于实施本公开的所图示的示例和代表性模式的以下详细描述中，以上特征和优点、以及其他特征和优点将容易明了。此外，本公开明确包括上文和下文所呈现的元件和特征的任何和所有组合和子组合。

附图说明

图1是具有混合动力电动动力系的代表性机动车辆的示意性图示，在该混合动力电动动力系中根据本公开控制发动机连接/断连决策。

图2是一组迹线，其在垂直轴上以应用百分比的形式描绘最大电动车辆加速器位置信号（“EV_APS”）且在水平轴上描绘以公里/小时为单位的车辆地面速度。

图3是图1中所示的示例性动力系的最大EV_APS、车辆地面速度和电池组的电荷状态的示例性三轴曲线图。

图4是描述根据本公开的用于控制发动机连接决策的方法的流程图。

图5是描述各种APS信号和极限的一组迹线，其中百分比APS被描绘在垂直轴上且以秒为单位的时间被描绘在水平轴上。

图6是描述在图1的示例性电动化动力系中用于控制发动机关闭决策的方法的流程图。

图7是在垂直轴上的以米/秒/秒（“m/s/s”）为单位的车辆加速度以及在水平轴上的以公里/小时为单位的车辆地面速度的曲线图。

本公开可扩展到修改和替代形式，其中代表性实施例通过示例在附图中示出并且在下文详细描述。本公开的创造性方面不限于所公开的实施例。而是，本公开旨在覆盖落入如由所附权利要求书限定的本公开的范围内的修改、等同物、组合和替代方案。

具体实施方式

参考附图，其中，贯穿若干视图，相似的附图标记指代相似的特征，在图1中示意性地描绘了具有混合动力电动动力系12的机动车辆10。动力系12包括适合用于推进车辆10的多个扭矩源，在所图示的实施例中，所述扭矩源包括内燃发动机（“E”）14和旋转电机（“M_E”）16。虽然电机16被示为代表性动力系12的一部分，但是在其他实施例中，动力系12可包括附加的电机，且因此单一电机16对于本教导是非限制性的且说明性的。

发动机14和电机16的操作状态经由车载混合动力控制器（“C”）50被独立地和协作地控制，其中控制器50分别经由方法100和200来控制这样的状态，且特别地控制发动机14的开/关状态。为了图示清楚起见，本文中分别地描述了方法100和200（它们的示例性实施例分别在图4和图6中描绘），但是这些方法可被实施为一组结合在一起的控制逻辑。

为此，控制器50配备有处理器（“Pr”）和足够的存储器（“M”），存储器即有形的非暂时性存储器（诸如，只读存储器），其可以是光学的、磁性的、快闪的等。控制器50还包括应用足够量的随机存取存储器、电可擦除可编程只读存储器等、高速时钟、模数和数模电路、输入/输出电路和装置、以及适当的信号调节和缓冲电路。

由控制器50响应于来自各种传感器和/或网络化控制模块的输入信号（箭头CC_I）来执行控制例程。作为本控制策略的一部分，控制器50与电机16的电动机控制处理器（“MCP”）50M通信，其中MCP 50M单独地或作为控制信号（箭头CC_I）的一部分提供电机16的当前状态（箭头S₁₆），包括操作温度、运转持续时间及其长期扭矩极限，如由本领域普通技术人员将理解的。作为本方法的一部分，具有踏板传感器11S的加速器踏板11测量实际APS值并将实际APS传送（箭头APS）给控制器50，其中该实际APS值是加速器踏板的行程的测量百分比，其范围为从0％应用至100％应用。

如本文中所使用的术语“控制器”指一个或多个专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、（一个或多个）电子电路、（一个或多个）中央处理单元（例如，（一个或多个）微处理器）、以及呈存储器（M）和存储装置形式的相关联的（一个或多个）非暂时性存储器部件（只读、可编程只读、随机存取、硬盘驱动器等）。非暂时性存储器部件能够以以下各形式来存储机器可读指令：一个或多个软件或固件程序或例程、（一个或多个）组合逻辑电路、（一个或多个）输入/输出电路和装置、信号调节和缓冲电路、以及可以由一个或多个处理器访问以提供所描述的功能的其他部件。

控制器50和MCP 50M、车辆10的在本文中未具体提到和/或描绘的其他独立控制模块以及与其一起使用的致动器和传感器之间的通信可使用直接有线的点对点链路、网络化通信总线链路、无线链路或另一种合适的通信链路来实现。通信可包括以合适形式交换数据信号，包括通过导电介质传输电信号、经由作为传输介质的空气传输电磁信号、经由光学波导传输光学信号，等等。数据信号可包括表示来自传感器的输入的离散、模拟或数字化模拟信号、致动器命令和控制器之间的通信。术语“信号”指传递信息的物理上可辨别的指示物，并且可以是能够通过介质行进的合适波形（例如，电的、光学的、磁性的、机械的或电磁的），诸如直流电流（“DC”）、交流电流（“AC”）、正弦波、三角波、方波、振动等。参数在本文中被定义为表示装置或其他元件的物理性质并且使用一个或多个传感器和/或物理模型可辨别的可测量的量。参数可以具有离散值，例如“1”或“0”，或者参数可以是在数值上无限可变的。

仍然参考图1，电机16连接到变速器（“Trans”）18的输入轴17。由控制器50对实施方法100和200的指令的执行使控制器50除其他过程之外能够确定何时开启（方法100）或关闭（方法200）发动机14并由此相应地将动力系12从全电动/电动车辆（“EV”）驱动模式中转变出来或转变入全电动/电动车辆（“EV”）驱动模式。如本文中和本领域中所使用的，EV驱动模式是其中仅通过来自电机16的转子16R的电动机扭矩（箭头T_M）来提供被供应给变速器18的输入扭矩（箭头T_I）的模式。当发动机14连接到变速器18时，电机16可将电动机扭矩（箭头T_M）提供给输入构件17，而在其他模式中，发动机14独自为变速器18提供动力。

动力系12可包括流体动力学变矩器（“TC”）20，该流体动力学变矩器具有叶轮/泵（“P”）22、定子（“S”）21和涡轮（“T”）26。泵22例如经由介于其间的挠性板15连接到发动机14并由其驱动。当发动机14被主动地加燃料并通过变矩器20机械地联接到变速器18的输入轴17时，所产生的发动机扭矩（箭头T_E）从旋转泵22跨越定子21流体地传递到涡轮26。当涡轮26连接到输入轴17时，取决于操作模式，发动机扭矩（箭头T_E）作为输入扭矩（箭头T_I）的贡献者独自地或与来自电机16的电动机扭矩（箭头T_M）结合地能够得到。

发动机断连离合器30在本文中可选地被实施为被动式单向离合器（“OWC”）。在这样的实施例中，发动机断连离合器30不是可选择的或可主动控制的装置，且因此作为图6的方法200的一部分，其状态由控制器50使用如下文所解释的其他值来确定。如由方框20A所指示，在一些构型中，发动机断连离合器30可以是变矩器组件20的一体式部件。在Li等人的美国专利No. 10,288,159中公开了这样的一体式变矩器构型的示例，该专利通过引用整体地并入于本文中。同样在变矩器20内，泵22可经由变矩器离合器（“TCC”）28的操作在校准的阈值转速以上被选择性地锁定到涡轮26。阻尼器组件（“DA”）29可安置成与TCC 28串联，以有效地抑制由于TCC 28的操作所导致的所得噪音、振动和声振粗糙度。

在图1的所图示的实施例中，电机16的转子轴16R经由一组滑轮32A和32B以及驱动元件32（例如，链或驱动带的闭环）或经合适构造的齿轮组而连接到输入轴17。之后，来自变速器18的输出扭矩（箭头T_O）被传递到变速器18的输出轴36。输出轴36可连接到被驱动负载，诸如在示例性应用中作为机动车辆10的一部分的主减速器单元38和一组驱动轮40。电动/辅助流体泵（“P_AUX”）39可从油底壳139抽取适合应用的流体，例如，变速器流体，并在发动机14不运转时使流体循环到变速器18，如由本领域普通技术人员将理解的。作为方法200的一部分，流体泵39的状态可用于通知发动机关闭决策，如下文参考图6所阐述的。即，控制器50被构造成确保在将发动机14与输入轴17断连之前辅助泵39正在运转。

图1的电机16在本文中被实施为由环形定子和转子（未示出）组成的电动机/发电机单元，其中转子连接到转子轴16R以与其结合旋转。转子轴16R继而连接到滑轮32A中的一者，该滑轮的旋转最终在EV驱动模式和其中电机16与发动机14结合使用的其他模式中为变速器18提供动力。可选地，电机16可被实施为从牵引功率逆变器模块（“TPIM”）42和高电压电池组（“B_HV”）44汲取功率的多相/AC电机，其中“高电压”是应用特定值，例如，在一些实施例中为60 V或在其他实施例中为300 V或更高。

在这样的实施例中，AC电压（“VAC”）在TPIM 42的AC侧上为电机16的相绕组供电，而DC电压（“VDC”）存在于TPIM 42的DC侧上（即，高电压总线）。DC-DC转换器（“DC-DC”）45可如图所示连接到这样的高电压总线，并且被构造成将DC总线电压减小到例如12-15 V辅助电平（“V_AUX”）以用于存储在辅助电池（“B_AUX”）46（例如，铅酸电池）中。

参考图2，代表性曲线图51包括迹线54、154、56和156，这些迹线在垂直轴上以加速器踏板11（图1）的最大踏板行程的百分比（％）的形式描述代表性的最大EV加速器踏板信号（“Max EV APS”）驱动极限。车辆地面速度（“N₁₀”）在水平轴上以公里/小时（“kph”）为单位被描绘。一般而言，曲线图51图示了本文中所考虑的最大EV APS量是地面速度连同图1的电池组44的SOC的函数，如下文参考图3所描述的。

接下来参考图4所描述的方法100涉及基于各种因素对EV_APS驱动极限的选择性和实时降额（de-rating，降低额定值）。例如，具有相对高的SOC的电池组44可具有如由迹线54（“SOC_H”）表示的对应的EV APS驱动极限。例如，如果图1的车辆10的操作员要在约2 kph的地面速度施加大于25％的踏板应用时，控制器50将把该输入视为需要一定量的发动机扭矩（图1的箭头T_E），因此潜在地触发发动机连接事件。迹线154（“SOC_H,DR”）对应于迹线54的温度降额变型，其中在踏板应用百分比方面，迹线154相对于迹线54具有较低的发动机连接操作点。迹线56和156类似地图示了代表性的低SOC EV APS驱动极限，其中迹线156（“SOC_L,DR”）是温度降额的，并且迹线56（“SOC_L”）是标称的EV_APS驱动极限。

如上文在图2中的简化的两轴描绘中所述，电池组44的SOC是根据本公开确定适当的EV APS驱动极限的因素。图3的表面151示出了以百分比形式的标称的（即，未降额的）EVAPS驱动极限、车辆地面速度和以百分比形式的SOC之间的示例性关系。即，较高的SOC通常在车辆10的较低速度范围内（例如，0-20 kph）对应于较高的EV APS驱动极限。

发动机连接决策

图4描述了上述方法100的示例性实施例。对实施方法100的指令的执行允许控制器50确定何时开启发动机14并最终将发动机14连接到变速器18的输入轴17。

从框B102开始，控制器50确定当前车辆地面速度（N₁₀）并将地面速度值与校准的最大EV速度（EV_MAX）进行比较，例如约12 kph直到约20 kph的离散阈值速度。当车辆地面速度（N₁₀）小于最大EV速度（“N₁₀ < EV_MAX”）时，方法100进行到框B104。然而，当车辆地面速度（N₁₀）超过最大EV速度时，方法100代之以进行到框B112。

框B104需要确定图1的TPIM 42的当前操作温度作为控制信号（箭头CC_I）的一部分，其中这样的值在本文中被称为逆变器温度（“T_INV”）。作为对动力系12的各种部件的状态的正在进行的监测的一部分，周期性地通知控制器50逆变器温度，且因此其能够将该值与校准的温度极限（“T_LIM”）进行比较。当逆变器温度小于校准的温度极限时，方法100进行到框B105。当逆变器温度超过温度极限（“T_INV > T_LIM”）时，方法100代之以进行到框B106。

框B105和B106包括接收当前车辆地面速度（N₁₀）和图1的电池组44的当前SOC，其中，后者可能地由专用电池系统管理者使用来自与电池组44相关联的单元电池感测电路（未示出）的信息，如将理解的，且然后参考先前记录在控制器50的存储器（M）中的相应的标称的和温度降额的校准的最大EV_APS查找表来周期性地计算。在框B105（当TPIM 42相对于校准的温度极限不是过热时到达该框）中，控制器50从上述标称的查找表中选择校准的最大EV_APS值（“EV_APS CAL”）。这样的表可例如从图2的代表性迹线54或56中的一者输出一个值，其中迹线54和56的实际值随应用而变化。在框B106中，当逆变器温度超过上述温度阈值时，控制器50从温度降额的查找表中，例如，从图2的迹线154或156或其应用特定变型中，提取一个值（“EV_APS ^* CAL”）。

然后，在框B108中将来自框B105或B106的两个查找表中的一者的输出用作最大EV_APS值，即，图1中所示的加速器踏板11的踏板应用或踏板行程的百分比量，高于该最大EV_APS值，控制器50将打开发动机14并将发动机14连接到变速器18。然而，在方法100的其余部分有待执行之际，控制器50可根据需要向下或向上调整来自框B105或B106的最大EV_APS值，其中由控制器50使用来自MCP 50M的状态信息来作出此进一步确定和可能的调整。

即，框B108基于在框B104处进行的比较结果从框B105或B106接收最大EV_APS值。同样在框B108处，控制器50接收由图1的踏板传感器11S输出的实际APS水平（箭头APS）。例如，如果车辆10的操作员要将加速器踏板11下压到其最大行程量的20％，则传送给控制器50的实际APS水平将是20％。

附加地，作为框B108的一部分，控制器50导出作为从所述表中的一个中选择的上述最大EV_APS值的按比例缩放的变量的按比例缩放的APS值。为此，控制器50可基于电机16的状态来计算APS比例因子（箭头APS_SF），如下文所解释的。即，控制器50接收如由MCP 50M报告的状态信息（图1的箭头S₁₆），其中示例状态信息包括电机16的长期扭矩极限和峰值扭矩能力。如将理解的，这样的值由MCP 50M实时地确定，例如，根据电机16及其相关联的功率电子设备的温度和经过的操作时间。

在实施例中，可由控制器50如下导出APS比例因子（箭头APS_SF）：

即，电机16的长期扭矩极限除以电机16的峰值扭矩。然后，框B108可通过执行以下运算来计算增量APS值，本文中缩写为ΔAPS：

然后将ΔAPS值用作到框B110的输入。

在框B110处，控制器50接下来将来自框B108的ΔAPS值与校准的ΔAPS最小下限（例如，0或0.1）进行比较，以查看由实际APS指示的来自操作员的实际踏板请求是否从来自框B105或B106的最大EV_APS值有意义地变化，如通过经MCP 50M通知的APS比例因子所修改的。当ΔAPS值超过最小极限（“ΔAPS> min”）时，方法100进行到框B112。否则，方法100返回到框B102，从而通过方法100的另一个循环有效地保持处于EV驱动模式。

框B112包括：当控制器50被构造成控制发动机14的操作时，将发动机连接请求（“REQ E(14) CONN”）从控制器50传输到发动机控制单元或传输到控制器50的相关联的逻辑。然后，方法100进行到框B114。

框B114可能需要确定变速器18的先前请求的换挡或其他速比变化当前是否在进行中（“(18) SHFT

”）。如果换挡或速比变化不在进行中，则方法100进行到框B116。否则，方法100返回到框B102，并且对于方法100的另一个循环保持处于EV驱动模式。

在框B116处，方法100包括将发动机14连接到图1中所示的变速器18的输入构件17。取决于图1的动力系12的特定构型，框B116可能需要闭合发动机断连离合器30，且在变矩器20的适当低打滑点处，之后接合TCC 28以将泵22锁定到涡轮26。当不使用TC 20时，发动机14可经由盘式离合器或其他合适的扭矩传递装置而被连接。

简要地参考图5，一组迹线60描述了三个不同的APS极限，其中百分比（%）极限被描绘在垂直轴上且以秒为单位的时间被描绘在水平轴上。迹线62表示校准的最大APS水平，高于该校准的最大APS水平，控制器50将通常请求给图1的发动机14加燃料并将发动机14连接到变速器18。本方法100和200允许控制器50确定何时相应地开启或关闭发动机14、以及如何确定如何以及在何种程度上调整迹线62的标称极限。

在示例性迹线60中，迹线64表示上述实际APS，即，操作员向图1的加速器踏板11施加的实际行程量。例如，车辆10可处于停止直到t = 25s左右为止，此时操作员以12-13％的踏板行程下压加速器踏板11。在执行如上文所解释的方法100的过程中，控制器50可例如基于逆变器温度来使用迹线62的EV APS的温度降额变型。方法100的结果可以是动态调整的EV APS（迹线66）。例如，看阴影区域68，实际APS有时超过动态调整的EV APS（迹线66）。因此，图1的控制器50将把这种情况视为需要主动加燃料并连接发动机14，以便用来自发动机14的发动机扭矩（箭头T_E）补充来自电机16的电动机扭矩（箭头T_M）。

发动机关闭决策

图6描述了方法200的示例性实施例，其中当发动机14开启并连接到变速器18时，方法200开始。对实施方法200的指令的执行允许控制器50确定何时关闭发动机14并最终使发动机14与变速器18的输入轴17断连。这样的动作导致进入EV驱动模式。

从框B202开始，控制器50确定当前车辆地面速度（N₁₀）并将地面速度值与校准的最大EV速度（EV_MAX）进行比较，其中框B102类似于图4的框B102。当车辆地面速度小于最大EV速度（“N₁₀ < EV_MAX”）时，方法100进行到框B204。否则，当车辆地面速度超过最大EV速度时，方法100代之以进行到框B203。

框B203需要保持发动机14连接到变速器18（“E(14) = CONN”）。对于方法200的另一个循环，动力系12因此保持处于发动机连接的驱动模式。

框B204类似于图4的框B104，并且需要确定逆变器温度（“T_INV”）并将该值与上述校准的温度极限（“T_LIM”）进行比较。当逆变器温度超过校准的温度极限时，方法100进行到框B203。当逆变器温度小于温度极限（“T_INV < T_LIM”）时，方法100代之以进行到框B206。

在框B206处，控制器50将图1中所示的电池组44的当前SOC与校准的SOC下限进行比较（“SOC > SOC_L

”）。当当前SOC超过校准的SOC下限时，方法200进行到框B208，且在另一个可选择的方案中方法200进行到框B203。

框B208接收车辆地面速度（N₁₀）作为输入，并且参考校准的查找表以确定对应的发动机断连加速度极限（“E(14) DISCONN ACCEL”）。如将理解的，当通知控制器50何时关闭发动机14时，在动力系12和车辆10中发生的类型的加速度事件指负加速度，即减速度。

简要地参考图7，迹线70图示了这样的发动机断连加速度极限的示例，其中以m/s/s为单位的加速度被描绘在垂直轴上且以kph为单位的车辆地面速度（N₁₀）被描绘在水平轴上。区域（1）和（2）分别被限定在迹线70上方和下方。在区域（1）中，图1的发动机14保持连接到变速器18的输入构件17（“E(14) = CONN”）。在迹线70下方，即在区域（2）中，发动机14可被断连（“E(14) = DISCONN”）。

因此，在图6的框B208中，控制器50可从上述查找表中识别对应于当前车辆地面速度（N₁₀）的特定加速度极限（“ACCEL_LIM”）。之后，在框B210中，将对应的加速度极限用作输入。方法200进行到框B210。

框B209与框B208同时执行。在框B209中，控制器50确定图1的车辆10的当前加速度（箭头ACCEL₁₀），例如，使用加速度计或经由计算被确定，并将该值馈送到低通滤波器（“LPF”）和/或其他限制器中以减少瞬态噪音。之后将经滤波的加速度（箭头ACC_FILT）作为另一个输入馈送到框B210。然后，方法200进行到框B210。

在框B210处，控制器50从框B209的输出中减去框B208的输出，即：

其中结果ΔACC在本文中称为“增量加速度值”并用作到框B212的输入。然后，方法200进行到框212。

在框B212处，控制器50将来自框B210的增量加速度值与校准的增量加速度阈值进行比较（“ΔACC < CAL

”），然后当增量加速度值小于校准的增量加速度阈值时进行到框B214以最终使发动机14断连。当来自框B210的增量加速度值超过阈值时，控制器50代之以进行到框B203。

框B214可选地可包括起始发动机断连计时器以通过校准的延迟间隔（例如，2-3s）开始计数。框B214的目的是为了避免对瞬态减速度条件做出反应，诸如车辆10轧过隆起或坑洼。在起始发动机断连计时器之后，控制器50进行到框B216。

框B216包括确定在框B216处开始的发动机断连计时器是否已到期。当计时器尚未到期时，方法200进行到框B212，且在另一个可选择的方案中方法200进行到框B218。

在框B218处，控制器50确定实际APS是否为零，即，当前是否没有应用图1中所示的加速器踏板11。当APS为零（“APS = 0”）时或在指示驾驶员已释放加速器踏板11的其非常低的容许范围内时，方法200进行到框B220，且当APS为正时，方法200进行到框B203。

在框B220处，控制器50请求使图1的发动机14断连（“REQ E(14) DISCONN”）。当上文描述的增量加速度值小于增量加速度阈值时，到达框220。例如，框B220可能需要将发动机断连信号传输到单独的发动机控制模块。之后，方法200进行到框B222。

框B222可包括经由控制器50确定变速器18的换挡是否在进行中。当这样的换挡不在进行中时，方法200进行到框B224。当变速器18的换挡在进行中时，方法200代之以进行到框B203。

在框B224处，控制器50可确定图1的辅助流体泵39和TCC 28的状态以验证条件适合于使发动机14断连。例如，控制器50可验证辅助流体泵39的速度以确保流体泵39已开始且因此做好准备以开始对变速器18加压。同样，框B224可能需要确保或以其他方式验证TCC28已脱离/断开，使得发动机14的随后断连将不导致可察觉的传动系干扰。然后，方法200进行到框B226。

在框B226处，控制器50命令发动机14与变速器18断连。框B226需要断开图1的发动机断连离合器30，使得即使发动机14仍在旋转，发动机扭矩（箭头T_E）也不传递到变速器18的输入构件17。

如由本领域普通技术人员考虑到前述公开内容将理解的，本方法100和200允许图1的控制器50以一种方式来控制在示例性车辆10上的发动机开/关决策，该方式改善了燃料经济性并且相对于基于成本函数的损失最小化策略而提供了较少干涉的发动机状态转变。方法100和200的执行还提供了改善的驾驶性能，同时更紧密地匹配了动力系12的部件限制。控制器50可用作混合动力控制系统的一部分，该混合动力控制系统被构造成响应于操作员的踏板请求或车辆10的减速率以及其他因素（诸如，动态电动机扭矩极限、逆变器温度和电池组44的SOC）而动态地扩展或缩小发动机关闭驱动包络。使用如上文参考各种图阐述的本教导来实现这些益处和其他益处。

已参考所图示的实施例以一般术语并且详细地描述了本公开的各方面。在不脱离所描述的实施例的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以做出各种修改。相关领域的技术人员还将认识到，在不脱离本公开的范围的情况下，所公开的方法和支持的硬件实施方式可替代地以其他特定形式来实施。因此，前述公开内容旨在说明本教导，而不限制仅由所附权利要求书限定的发明范围。

Claims

1.一种用于机动车辆的混合动力电动动力系，所述混合动力电动动力系包括：

内燃发动机；

变速器，其具有输入轴；

旋转电机，其直接连接到所述变速器的所述输入轴；

高电压电池组；

控制器，其被构造成执行指令以由此使所述控制器：

2.根据权利要求1所述的动力系，其中，所述控制器被构造成通过求解以下等式来计算所述ΔAPS值：

3.根据权利要求2所述的动力系，其中，所述电机的状态包括所述电机的长期扭矩极限和峰值扭矩，并且其中，通过将所述长期扭矩极限除以所述峰值扭矩来确定所述比例因子。

4.根据权利要求3所述的动力系，其中，所述电机包括被构造成将所述长期扭矩极限和所述峰值扭矩传送给所述控制器的电动机控制处理器（“MCP”）。

5.根据权利要求1所述的动力系，其中，所述控制器进一步被构造成：

6.根据权利要求1所述的动力系，其中，所述控制器进一步被构造成：确定所述变速器的换挡是否在进行中；以及临时延迟将所述发动机连接到所述变速器的输入轴直到所述变速器的换档已完成。

7.根据权利要求1所述的动力系，其中，当所述发动机连接到所述输入轴、所述地面速度小于所述校准的最大EV_APS水平、所述逆变器温度小于所述温度极限、以及所述SOC超过SOC下阈值时，所述控制器进一步被构造成：

使用所述地面速度从查找表确定发动机断连加速度极限；

8.根据权利要求7所述的动力系，其中，所述控制器进一步被构造成：

9.根据权利要求7所述的动力系，其进一步包括安置在所述发动机和所述输入轴之间的流体动力学变矩器，其中，所述控制器进一步被构造成：

10.根据权利要求7所述的动力系，其进一步包括被构造成在所述发动机不运转时将流体供应给所述变速器的辅助泵，其中所述控制器进一步被构造成：确保在使所述发动机与所述输入轴断连之前所述辅助泵正在运转。