本公開內(nèi)容涉及用于插電式混合動力電動車輛的控制策略。具體而非排他地，本公開內(nèi)容涉及用于控制這種車輛的催化轉(zhuǎn)化器的預熱的策略。本公開內(nèi)容的方面涉及方法、控制系統(tǒng)、車輛、處理器、計算機程序產(chǎn)品以及計算機可讀介質(zhì)。

背景技術：

與常規(guī)混合動力車輛類似，插電式混合動力電動車輛(phev)包括與內(nèi)燃機引擎一起運行以向車輛提供動力的電動推進系統(tǒng)。由于共同特征，phev與常規(guī)混合動力車輛在駕駛效率方面共有許多優(yōu)點。

與常規(guī)混合動力車輛一樣，在插電式混合動力電動車輛中，架構(gòu)可以采取并行布置或串行布置。在并行布置中，引擎和電動推進系統(tǒng)二者都可以直接向車輛變速器供給扭矩。通常，車輛在兩個扭矩源之間交替，盡管在某些時候兩個源被組合使用，例如在從低速度開始加速期間。在純串行布置中，始終由電動推進系統(tǒng)向變速器提供扭矩，并且引擎僅用作向電動推進系統(tǒng)提供電力的發(fā)電機。在其他布置中，例如“動力分流(powersplit)”或者“串并行”配置，電動推進系統(tǒng)和引擎可以根據(jù)需要以獨立或組合的方式來驅(qū)動車輪，當需要時引擎起到發(fā)電機的作用。

相對于常規(guī)混合動力車輛，phev具有如下優(yōu)點：當不使用車輛時，車輛的電池可以以與電動車輛相同的方式從外部電源充電。與電動車輛一樣，這允許phev在相當一段距離上以純電動模式運行，這被稱為“全電動范圍”。相比之下，在常規(guī)混合動力車輛中，可用于動力的總電能低得多，因為存儲在車輛電池中的所有電能例如通過再生制動在內(nèi)部被回收。因此，常規(guī)混合動力車輛可以以純電動方式所覆蓋的距離與phev相比受更多的限制。

phev通常以兩種不同的模式運行：電量消耗模式，在電量消耗模式中，以相對較高的速率使用電池電量；以及電量維持模式，在電量維持模式中，車輛運行以將電池電量維持在限定的公差帶內(nèi)。下面更詳細地描述這些運行模式。

電量消耗模式對應于內(nèi)燃機引擎不起作用的純電動運行，并且車輛完全由電動推進系統(tǒng)驅(qū)動。因此，在該模式中，存儲在車輛電池中的電量的水平(以下稱為“電量狀態(tài)”或“soc”)被相對快地消耗。電量被消耗的速率根據(jù)施加到電動推進系統(tǒng)的載荷而變化，該變化主要由車輛的驅(qū)動方式確定。例如，以硬加速為特征的攻擊性駕駛更快地消耗電池電量，每英里行駛耗費的電量會比更穩(wěn)重的駕駛耗費的電量更多。因此，攻擊性駕駛使車輛的全電動范圍減小。類似地，施加到phev的載荷也將影響全電動范圍，例如，如果牽引載荷或者如果在傾斜表面上行駛。進一步的考慮是內(nèi)部電氣載荷(特別是空調(diào)系統(tǒng)和娛樂系統(tǒng))可以對全電動范圍有重大影響。

在啟動引擎時，如果電池的初始soc足夠，則車輛進入電量消耗模式。當車輛在電量消耗模式下運行時，soc逐漸下降，直到達到最小水平為止，電池在低于該最小水平時無法支持連續(xù)的電動運行。這時，車輛切換到電量維持模式。由于電量消耗的速率取決于車輛被驅(qū)動的方式，所以發(fā)生模式間轉(zhuǎn)變的點是變化的并且預先不可知。為此，電量維持模式例如在某個時間段或某個距離之后不激活，而是參照電池的用于支持駕駛員需求的能力而被觸發(fā)，該能力例如由車輛電池中電量的預定閾值水平來表示。

當進入電量維持模式時，啟動內(nèi)燃機引擎，phev以與常規(guī)混合動力車輛大體相同的方式運行：對于并行布置，引擎成為用于車輛的動力的主要來源，并且電動推進系統(tǒng)與引擎并行使用，以實現(xiàn)最佳的整體傳動系統(tǒng)效率。對于串行布置，電動推進系統(tǒng)繼續(xù)驅(qū)動變速器，但是引擎為電池充電以補償隨后的電力需求。

在該模式下，控制車輛以便將電池的soc保持在接近于用于最初觸發(fā)電量維持模式的閾值。這意味著當使用電動推進系統(tǒng)例如以幫助將車輛從靜止位置移開時，電池電量從諸如再生制動或從內(nèi)燃機引擎直接產(chǎn)生的內(nèi)部源補充。

注意，車輛在電量維持模式下繼續(xù)運行，直到電池下一次從外部電源充電以將其soc升高至最小水平以上為止。這主要是因為使用從電網(wǎng)供給的電能通常比使用引擎對電機充電更經(jīng)濟并且更節(jié)能；使用引擎作為發(fā)電機對電池進行完全充電是相對低效并且高成本的。因此，通常優(yōu)選使用引擎來將soc維持在某個公差帶內(nèi)的最小水平，然后當不使用車輛時從外部源進行完全充電。

在phev布置中出現(xiàn)的問題在于，當在電量消耗模式和電量維持模式之間的轉(zhuǎn)換期間啟動引擎時，附接到引擎的引擎廢氣后處理系統(tǒng)的部件(例如催化轉(zhuǎn)化器)處于大約環(huán)境溫度。本領域技術人員將理解，催化轉(zhuǎn)化器不起到催化地轉(zhuǎn)化廢氣中的污染物的作用，直到在超過550℃中運行時為止。如果引擎的運行專門用于加熱廢氣的目的，則從20℃的環(huán)境達到這個溫度大約需要20秒。

特別令人關注的是來自引擎的nox排放，引擎廢氣后處理系統(tǒng)被布置成管理該排放。許多國家對車輛nox排放實施限制，如果車輛在催化轉(zhuǎn)化器較長時間低于最佳溫度的情況下運行，則排放可能超過這些國家的限定值。

在常規(guī)內(nèi)燃機引擎動力車輛中，在車輛移動之前，在引擎啟動之后通常存在引擎空轉(zhuǎn)的時間段。催化轉(zhuǎn)化器在這段時間期間進行加熱，使得當隨后將載荷施加到引擎時，催化轉(zhuǎn)化器有效地處理廢氣。廢氣后處理系統(tǒng)的加熱可以例如通過以下而被優(yōu)化：在引擎的曲軸未耦接到車輛的傳動系時使用高引擎空轉(zhuǎn)速度，以及/或者通過調(diào)節(jié)燃燒以優(yōu)化熱的產(chǎn)生。

相比之下，在phev布置中，在引擎啟動后幾乎可以立即將載荷施加到引擎，因此催化轉(zhuǎn)化器沒有時間加熱。因此，在從電量消耗模式轉(zhuǎn)換到電量維持模式之后的短時間段內(nèi)，存在超過排放限制的風險。

正是在這種背景下設計了本發(fā)明。

技術實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種控制包括電動推進系統(tǒng)、引擎以及與引擎相關聯(lián)的催化轉(zhuǎn)化器的插電式混合動力電動車輛的方法，該車輛能夠操作在電量消耗模式和電量維持模式下。當車輛在電量消耗模式下運行時，該方法包括：監(jiān)測車輛電池的電量狀態(tài)，確定電量狀態(tài)的消耗速率，根據(jù)消耗速率估計耗盡時間段的持續(xù)時間，耗盡時間段表示直到將達到電池的最小電量狀態(tài)為止的剩余時間。當車輛在電量消耗模式下運行時，該方法還包括：確定催化轉(zhuǎn)化器的加熱時間段的持續(xù)時間，將耗盡時間段的持續(xù)時間與加熱時間段的持續(xù)時間進行比較，以及如果耗盡時間段的持續(xù)時間小于或等于加熱時間段的持續(xù)時間，則啟動引擎。該方法還包括：當車輛的電池達到最小電量狀態(tài)時，將車輛的操作從電量消耗模式切換到電量維持模式。

該方法可以包括：監(jiān)測環(huán)境溫度，并且基于環(huán)境溫度以及在加熱時間段期間要驅(qū)動引擎的預定引擎速度來確定加熱時間段。在本實施方式中，預定引擎速度可以對應于引擎空轉(zhuǎn)，或者可替選地，預定引擎速度可以是相對于引擎空轉(zhuǎn)的經(jīng)提高的轉(zhuǎn)速。

確定加熱時間段可以包括：確定催化轉(zhuǎn)化器的冷卻速率。

冷卻速率可以基于對穿過催化轉(zhuǎn)化器的空氣流量的測量來確定。

該方法可以包括:監(jiān)測環(huán)境壓力，并且基于環(huán)境壓力來確定加熱時間段。

確定加熱時間段可以包括：獲得加熱時間段的預定查找值，以使所需的處理功率最小化。

確定加熱時間段可以包括:確定從催化轉(zhuǎn)化器最近一次運行起經(jīng)過的時間。

將耗盡時間段的持續(xù)時間與加熱時間段的持續(xù)時間進行比較可以包括：確定電量狀態(tài)閾值，并且將電量狀態(tài)閾值與電池的電量狀態(tài)進行比較，以確定何時耗盡時間段的持續(xù)時間小于或等于加熱時間段的持續(xù)時間。在本實施方式中，該方法可以包括：將指數(shù)分配給電量狀態(tài)的范圍，限定包含電量狀態(tài)閾值的閾值指數(shù)，并且將電池的電量狀態(tài)與閾值指數(shù)的邊界進行比較，以確定何時耗盡時間段的持續(xù)時間小于或等于加熱時間段的持續(xù)時間。

該方法可以包括：確定在第一時間段內(nèi)電量狀態(tài)的第一消耗速率，并且確定在第二時間段內(nèi)電量狀態(tài)的第二消耗速率，其中，第一時間段與第二時間段交疊。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于包括電動推進系統(tǒng)、引擎以及與所述引擎相關聯(lián)的催化轉(zhuǎn)化器的插電式混合動力電動車輛的控制系統(tǒng)，所述車輛能夠操作在電量消耗模式和電量維持模式下。控制系統(tǒng)包括：感測裝置，該感測裝置被布置成在處于電量消耗模式時監(jiān)測車輛的電池的電量狀態(tài)；處理裝置，該處理裝置被布置成當處于電量消耗模式時確定電量狀態(tài)的消耗速率，以根據(jù)消耗速率來估計耗盡時間段，所述耗盡時間段表示直到將達到最小電量狀態(tài)為止的剩余時間，并且確定催化轉(zhuǎn)化器的加熱時間段的持續(xù)時間；以及輸出裝置，該輸出裝置被布置成當處于電量消耗模式時，如果耗盡時間段小于或等于加熱時間段則啟動引擎，該輸出裝置還被布置成當車輛的電池達到最小電量狀態(tài)時，將車輛的運行從電量消耗模式切換到電量維持模式。

在其他方面中，本發(fā)明還擴展為：一種能夠在處理器上執(zhí)行以實現(xiàn)本發(fā)明的方法的計算機程序產(chǎn)品；一種加載有權(quán)利要求10的計算機程序產(chǎn)品的非暫態(tài)計算機可讀介質(zhì)；一種被布置成實現(xiàn)本發(fā)明的方法或者計算機程序產(chǎn)品的處理器；以及被布置成實現(xiàn)本發(fā)明的方法或者包括本發(fā)明的控制系統(tǒng)或處理器的車輛。

在本申請的范圍內(nèi)，明確地意圖是，在前面段落中、在權(quán)利要求中和/或下文的描述和附圖中闡述的各個方面、實施方式、示例和替代方案以及特別是其各個特征可以被獨立地采用或者以任何組合采用。也就是說，所有的實施方式和/或任何實施方式的特征可以按任何方式和/或組合來進行結(jié)合，除非這些特征不兼容。申請人保留更改任何原始提交的權(quán)利要求或者相應地提交新的權(quán)利要求的權(quán)利，包括對任何原始提交的權(quán)利要求進行修改的權(quán)利，以引用和/或并入任何其他權(quán)利要求的任何特征，盡管并非最初以該方式聲明。

附圖說明

現(xiàn)在，將參照附圖僅通過示例的方式來描述本發(fā)明的實施方式，在附圖中，相同的部件被分配了相同的附圖標記，并且在附圖中：

圖1是適用于使用本發(fā)明的實施方式的插電式混合動力電動車輛的已知架構(gòu)的示例的示意圖；

圖2是示出phev電池的電量狀態(tài)相對于時間的曲線圖；

圖3是示出包括電量消耗模式與電量維持模式之間的轉(zhuǎn)變的時間段內(nèi)車輛的參數(shù)范圍相對于時間的曲線圖；以及

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的控制phev的方法的流程圖。

具體實施方式

圖1以示意圖的形式示出了用于phev10的簡化架構(gòu)。所描繪的布置是本領域技術人員熟悉的“動力分流”類型，雖然應當理解該架構(gòu)僅以示例的方式提及；本發(fā)明的實施方式可以應用于許多替選的架構(gòu)，例如純“串行”或“并行”類型布置。

由于該架構(gòu)在本領域中是公知的，因此僅對該架構(gòu)進行廣義描述以便為隨后引入的本發(fā)明的實施方式提供上下文。應當理解，該架構(gòu)根據(jù)上文概述的phev的原理運行。

phev10包括內(nèi)燃機引擎12，該內(nèi)燃機引擎12被布置成以組合式集成電機發(fā)電機(cimg)14的形式與電動推進系統(tǒng)并行運行。cimg14能夠操作為電動機或發(fā)電機。引擎12和cimg14二者都可以向變速器16供給扭矩，變速器16通過傳動系來驅(qū)動承載一對輪20的一個或更多個軸18。

引擎12還能夠操作為驅(qū)動作為發(fā)電機的cimg14以產(chǎn)生要被存儲在車輛的電池22中的電能。設置在cimg14與電池22之間的逆變器24將cimg14的原始電力輸出轉(zhuǎn)換成合適的電池輸入。逆變器24也可以相反地運行，以允許cimg14從電池22汲取電力以產(chǎn)生扭矩。電池22包括被配置成與外部電源如電網(wǎng)電源連接的輸入端26，使得當不使用phev10時能夠在延長的時間段內(nèi)對電池22進行充分的再充電。

變速器16包括第一差動齒輪28和第二差動齒輪30，所述差動齒輪在系統(tǒng)的部件之間傳遞扭矩。第一差動齒輪28耦接到引擎12的輸出軸32、cimg14的輸入/輸出軸34以及與變速器16相關聯(lián)的驅(qū)動軸36。第一差動齒輪28被配置成使得當引擎12輸出扭矩時，驅(qū)動軸36和cimg14二者都被驅(qū)動。相反，當引擎12不活動時，cimg14可以驅(qū)動驅(qū)動軸36。以這種方式，變速器16有利于隔離布置，在該隔離布置中，引擎12和cimg14可以各自獨立于彼此來驅(qū)動變速器16。可替選地，引擎12和cimg14可以同步地對驅(qū)動軸36進行驅(qū)動。在替選實施方式中，離合器設置在引擎12與第一差動齒輪之間，以根據(jù)需要提供對引擎12的完全隔離。

驅(qū)動軸36相對于軸18正交設置，第二差動齒輪30用于適應角度的變化。第二差動齒輪30還在驅(qū)動軸36與軸18之間提供適當?shù)霓D(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。

設置廢氣系統(tǒng)以引導廢氣離開引擎12的燃燒室。廢氣系統(tǒng)包括廢氣后處理系統(tǒng)，該廢氣后處理系統(tǒng)包括催化轉(zhuǎn)化器38，該催化轉(zhuǎn)化器38減少廢氣中的污染物如nox。如上所述，催化轉(zhuǎn)化器38僅在達到自身的運行溫度時才是完全有效的。相應地，催化轉(zhuǎn)化器38依靠熱廢氣穿過自身來升高其溫度。因此，如果催化轉(zhuǎn)化器38近期沒有被運行并且因此處于環(huán)境溫度，則當引擎12不活動時催化轉(zhuǎn)化器38保持在環(huán)境溫度。如果催化轉(zhuǎn)化器38在最近的運行之后已經(jīng)是熱的，則在引擎12不運轉(zhuǎn)的時候催化轉(zhuǎn)化器38將冷卻至環(huán)境溫度。

加熱時間段被限定為催化轉(zhuǎn)化器38達到自身運行溫度所花費的時間，加熱時間段由其起始溫度、加熱速率和目標運行溫度的組合來確定。如果近期催化轉(zhuǎn)化器38未被加熱，則起始溫度主要由環(huán)境溫度來決定。否則，起始溫度由上次運行后經(jīng)過的時間與由環(huán)境溫度決定的冷卻速度相結(jié)合來確定。還注意到的是，當車輛正在移動時，由于空氣流過轉(zhuǎn)換器，所以催化轉(zhuǎn)化器38更快地冷卻。還應注意的是，起始溫度可以由空氣的環(huán)境壓力決定。

加熱速率根據(jù)穿過催化轉(zhuǎn)化器38的廢氣的流量和熱通量而變化，廢氣的流量和熱通量又由引擎速度和載荷以及其他引擎設置(例如點火角度和噴射器定時)來確定。如上所述，由于車輛運動導致通過催化轉(zhuǎn)化器38的氣流在一定程度上偏移了這種加熱。因此，如果已知環(huán)境溫度、車輛速度以及引擎速度和載荷，則可以估計針對給定目標溫度的加熱持續(xù)時間。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，圖2示出了在通常的駕駛周期內(nèi)的電池soc曲線40的示例。駕駛周期包括電量消耗模式中的初始運行時間段，從而產(chǎn)生曲線圖中的第一部分42，在第一部分42中，soc大致線性地下降。之后是在soc達到20％的最小水平之前開始的電量維持模式的運行時間段，從而產(chǎn)生曲線圖中的第二部分44，在第二部分44中，soc值保持在高于該最小水平，在大約22.5％的恒定水平附近輕微振蕩。

盡管在電量消耗模式期間的soc曲線40遵循大致線性的趨勢，但很明顯，與soc的消耗速率對應的線的斜率是可變的。如上所述，這是由于驅(qū)動參數(shù)(如加速需求)影響了soc消耗速率這一事實。因此，預先不知道soc將達到觸發(fā)電量維持模式的最小閾值的時間點。

然而，有利地，通過在任何給定的時間段內(nèi)測量圖形線的斜率，可以估計將達到最小soc的時間，該時間在下文中被稱為轉(zhuǎn)換點。這種估計提供了何時將需要加載引擎12的有用指示(即，何時將需要從電量消耗模式切換到電量維持模式)，從而使引擎12能夠在該時刻之前準備被使用?？梢酝ㄟ^還包括來自車輛的gnss系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來細化估計，以增強對駕駛員未來需求的預測。

具體地，這意味著引擎12可以在預期需要的情況下啟動，以便在引擎12向行路輪20提供驅(qū)動之前能夠有時間使催化轉(zhuǎn)化器38加熱并變得有效。因此，催化轉(zhuǎn)化器38可以在轉(zhuǎn)換點之前運行，因此在駕駛周期的范圍內(nèi)超出排放限制的風險降低。

為了達到這個目的，還必須知道加熱的持續(xù)時間。如上所述，這可以根據(jù)環(huán)境溫度來估計，該環(huán)境溫度可以從包括用于其他目的的車載傳感器和預定的引擎速度獲得。因此，可以估計加熱的持續(xù)時間。使用這種估計與預測轉(zhuǎn)換點相結(jié)合，可以確定引擎12應該被啟動的時間，以允許催化轉(zhuǎn)化器38有足夠時間用于加熱。

這種方法的一個微妙的好處在于，確保引擎12運行時間不長于加熱催化轉(zhuǎn)化器38所需的時間，因此防止了引擎12進入全電動范圍。為了說明這一點，考慮更粗略的布置，在該布置中，在轉(zhuǎn)換點之前使用簡單的預定soc閾值來觸發(fā)引擎12的啟動。在這種方法中，閾值必須被設置為高于與最大可能的soc消耗速率對應的點的水平，以確保為催化轉(zhuǎn)化器38提供足夠的時間來加熱，而不管phev10如何被驅(qū)動或者如何將載荷施加到引擎12。這將導致引擎12的運行時間長于除了最具攻擊性的駕駛曲線之外的所有駕駛所需要的時間。相比之下，本發(fā)明確保了平穩(wěn)的駕駛員與更具攻擊性的駕駛員相比更享受延長的電動運行時間，同時確保滿足法定的排放目標。

在圖2的曲線圖中，通過在該曲線圖的兩個部分之間的交點處的窄的交叉陰影帶46來示出上述預測方法的實現(xiàn)，交叉陰影帶46表示催化轉(zhuǎn)換器38的加熱時間段。如曲線圖所示，加熱時間段開始于轉(zhuǎn)換點之前；從以下事實可以清楚地看出：在加熱時間段期間soc繼續(xù)下降，這表明phev10在這段時間內(nèi)繼續(xù)在電量消耗模式下運行。因此，在完成加熱時間段后，僅將載荷施加到引擎12，從而避免了不期望的污染物如nox的排放。

應當理解，預測轉(zhuǎn)換點根據(jù)soc隨時間變化的斜率而變化。因此，可以設想斜率測量將被定期或持續(xù)地更新，以便始終盡可能準確地提供對轉(zhuǎn)換點的預測。例如，圖2示出了對線的斜率的三個單獨的測量，從中可以計算出對轉(zhuǎn)換點的三個相應的預測。參照圖4更詳細地描述用于計算和使用預測轉(zhuǎn)換點的方法。

注意，在該示例中，每次測量都要經(jīng)過90秒的時間段，以便產(chǎn)生對短期波動不敏感的平均斜率值。應當理解，用于計算斜率的時長可以顯著變化，以確保濾除由例如在交叉路口處等待或在超車時的硬加速度的瞬時影響引起的波動。

另外，應當注意，在圖2中，只要第一次計算與第二次計算之間的時間大于第二次計算與第三次計算之間的時間，進行斜率計算的頻率增加。這是因為隨著轉(zhuǎn)換點的接近，更經(jīng)常地更新預測變得重要。為了提高精度，測量時間段可以交疊，使得例如每兩秒更新所預測的轉(zhuǎn)換時間，而不改變測量斜率的時間段的持續(xù)時間。以這種方式，可以提供動態(tài)預測輸出。

為了方便起見，可以使用指數(shù)來表示soc值的帶。在圖2中指數(shù)值被包含在曲線圖的右側(cè)的縱軸上，取值為0到6。可以識別包含預測轉(zhuǎn)換點的指數(shù)，該指數(shù)的上邊界可以用作用于啟動引擎的觸發(fā)器。

由于轉(zhuǎn)換點的預測本質(zhì)上是不精確的，所以使用指數(shù)簡化了預測方法的實現(xiàn)并且容許計算公差。應注意，這些指數(shù)不包括soc值的均勻帶：為了提高準確度，在可能要觸發(fā)引擎啟動的關注區(qū)域中所述帶變窄。

繼續(xù)參照圖3，在通常的駕駛周期中表示了phev10的一系列運行參數(shù)。盡管轉(zhuǎn)換時間段大致保持在圖3中的x軸的中心處，但是圖3的曲線圖表示比圖2曲線圖更短的時間段。每條線的y軸刻度未示出：曲線圖的線以使得能夠彼此直接比較的方式呈現(xiàn)，并且顯示了總體趨勢；為此，不需要每條線的y值的絕對值。

圖3繪制了七個變量，包括：cimg速度48；引擎速度50；電池的soc52；催化轉(zhuǎn)化器中的催化劑溫度54；車輛速度56；引擎上的相對載荷58；以及催化轉(zhuǎn)化器加熱活性60。

在曲線圖的中心繪制的soc52指示phev10的運行模式，從而用作可以理解圖中所示的其他變量的參考點。

與在圖2中一樣，在圖3中，soc52具有逐漸下降的初始時間段，對應于電量消耗模式的運行。如預期的那樣，在此期間cimg速度48相對較高，因為cimg為phev10提供動力，而引擎速度50處于最小值，該最小值指示引擎不活動。當引擎12不活動時，催化轉(zhuǎn)化器38不被加熱。這被表示在最低線60中作為最小值，該最低線60是作為引擎是否純粹用于加熱催化轉(zhuǎn)換器38的數(shù)字指示。在此期間催化轉(zhuǎn)化器38未被加熱的事實也反映在催化劑溫度54的曲線圖中，在該期間催化劑溫度54的曲線圖沒有顯示出變化。

在所示時間段經(jīng)過大約三分之一的時間段處，引擎速度50的上升指示引擎啟動。這樣就開始加熱催化轉(zhuǎn)化器38以備后續(xù)如上所述地加載引擎12。這在圖3中被反映為最低線60在此期間處于最大值，從而指示引擎僅為了加熱催化轉(zhuǎn)化器38而運行。在該實施方式中，允許引擎12在加熱時間段期間空轉(zhuǎn)，這在曲線圖中被反映為引擎速度50處于恒定的相對低的水平。應注意的是，在估計加熱的持續(xù)時間時考慮了空轉(zhuǎn)速度。

允許引擎12在加熱時間段期間空轉(zhuǎn)有幾個優(yōu)點。首先，消耗最少的燃料，導致低排放。這有助于確保在此期間污染物不會過量釋放。其次，如果引擎12空轉(zhuǎn)，則不會浪費能量來克服載荷，這意味著將從燃料燃燒產(chǎn)生的熱量盡可能高效地轉(zhuǎn)移到催化轉(zhuǎn)化器38。最后的考慮是空轉(zhuǎn)產(chǎn)生最小的噪音和振動，這在用戶感知方面是有益的。

然而，在其他實施方式中，引擎速度50可以在加熱時間段期間升高到空轉(zhuǎn)以上，以便增加穿過催化轉(zhuǎn)化器38的熱廢氣的流量，并且因此更快地使催化轉(zhuǎn)化器38加熱。雖然這可能會減少上述的一些好處，但這通過減少的加熱時間段來平衡。

當引擎12運轉(zhuǎn)時，催化轉(zhuǎn)化器38開始加熱。這在最低線60中表示為最大值，從而提供了催化劑正在被加熱的數(shù)字指示。這反映在催化劑溫度54的曲線圖中，該曲線圖在該時間段期間穩(wěn)步上升。

由于phev10在加熱時間段期間繼續(xù)以電量消耗模式運行，所以soc52繼續(xù)下降，并且cimg速度48保持升高。

包括加熱時間段的初始時間段在所示時間段的大約一半處結(jié)束。之后是soc52保持在基本上恒定的值的時間段，該時間段對應于在電量維持模式下的運行。因此，除了引擎載荷58為零的時刻以外，引擎速度50在該時間段內(nèi)上升，因為引擎速度50承擔供給動力的負擔。

在整個駕駛周期中，車輛速度56為其他變量中顯示的變化提供了進一步的上下文。圖3與從現(xiàn)實世界的駕駛周期得到的車輛認證周期對應，因此包括加速、減速和穩(wěn)定速度的時間段。還存在phev10靜止的時間段。當車輛減速或靜止時，引擎載荷58為零。

當phev10在電量消耗模式下運行時的初始時間段中，明顯的是，soc52以大致恒定的速率消耗，這對應于大致恒定的車輛速度56。如果車輛要急劇加速或減速，則這會反映在soc趨勢中。這示出了驅(qū)動曲線如何影響轉(zhuǎn)換時間，以及因此為什么需要連續(xù)地或周期性地重新計算soc線52的斜率以提供經(jīng)更新的預測。

當phev10采取電量維持模式運行，駕駛員扭矩需求影響cimg14與引擎12之間的相互作用。例如，顯而易見的是，在一些時間段中，例如當車輛從靜止位置加速時，cimg14和引擎12一起并行地運行；這是因為在這種情況下，cimg14用于補償引擎12的相對較低的效率。在此之前，引擎12隨著phev10達到靜止而停止，以允許cimg14回收在制動期間的摩擦中未被浪費的能量，并且確保在phev10靜止時燃料不被浪費。這與本領域技術人員熟悉的“起-止”控制制度是一致的。

在車輛減速期間示出的高的cimg速度48指示cimg14在這些時間段期間被輪20作為發(fā)電機驅(qū)動來回收電能，以確保soc被保持在高于最小水平。

引擎12上的相對載荷58添加了最終的信息層以幫助讀者理解。應注意的是，當引擎12不活動時，載荷58不被施加到引擎12。

在引擎啟動之后，最小載荷58被施加到引擎12以在催化劑被加熱的同時引起空轉(zhuǎn)。當phev10進入電量維持模式時，引擎12上的載荷58立即增加，因為在引擎12與cimg14之間對扭矩進行裁決，以向車輪20提供牽引力。從該點起，載荷58根據(jù)駕駛員需求而變化，這反映在車輛速度56的變化中。

圖4示出了用于預測引擎需求以及用于預先啟動引擎12以準備催化轉(zhuǎn)化器38的處理62。在該實施方式中，處理62由專用控制器執(zhí)行，盡管在替選實施方式中，可以使用車輛的標準控制器(例如動力總成控制模塊)以用于相同的效果。為了執(zhí)行其功能，專用控制器包括接收信號的輸入端，所述信號指示與確定轉(zhuǎn)換點和加熱時間段(例如引擎速度、電池soc等)相關的車輛參數(shù)。

處理62包括兩個同時進行的子處理64、66，第一子處理64用于預測到轉(zhuǎn)換點的時間，第二子處理66用于估計加熱時間段。

第一子處理64開始于在步驟68處在例如30秒的預定義時間段內(nèi)監(jiān)測電池22的soc。soc在此期間的變化被確定，并且在步驟70處根據(jù)該變化來計算消耗速率作為soc的變化與經(jīng)過時間的商。然后，在步驟72處，基于所計算的消耗速率來確定消耗時間段，該消耗時間段被定義為直到達到最小soc為止的時間。

同時，第二子處理66開始于在步驟74處從與控制器相關聯(lián)的內(nèi)部存儲器中讀取在加熱時間段期間要驅(qū)動引擎12的預定引擎速度以及催化轉(zhuǎn)化器38的目標溫度。然后，在步驟76處，控制器使用來自車載溫度傳感器的輸入來檢測環(huán)境溫度。然后，在步驟78處，通過使用初始溫度和目標溫度來確定溫度差并且使用引擎速度來估計加熱曲線，以確定加熱時間段的估計持續(xù)時間?？梢詫踩禂?shù)應用于加熱時間段，以確保催化轉(zhuǎn)化器38具有足夠的時間來加熱。

然后，處理62通過在步驟80處將來自第一子處理64的輸出即耗盡時間段與來自第二子處理66的輸出即加熱時間段進行比較來繼續(xù)。如果耗盡時間段的持續(xù)時間等于或小于加熱時間段的持續(xù)時間，則在步驟82處啟動引擎12。如果耗盡時間段大于加熱時間段，則啟動引擎12還為時過早。因此，處理62返回以重復第一子處理64和第二子處理66，以獲得經(jīng)更新的耗盡時間段，并且如果環(huán)境溫度有變化則也更新加熱時間段。由于在加熱時間段期間的預定引擎速度是固定的，所以當?shù)诙犹幚?6再次重復時，從監(jiān)測環(huán)境溫度的步驟開始。

在替選實施方式中，在比較步驟80處，使用加熱時間段和耗盡時間段來確定將用于觸發(fā)引擎啟動的閾值soc。在這個實施方式中，誤差因子能夠可選地被應用于soc閾值，而不是應用于加熱時間段。

本領域技術人員將理解，在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下，本發(fā)明可以被修改為采用本文所描述的許多替選形式。

例如，盡管上文在動力分流混合架構(gòu)的上下文中描述了本發(fā)明，但是如前所述，本發(fā)明的實施方式可以用于純串行或并行的混合架構(gòu)。在這種情況下，phev10以與并行布置相同的方式在電量消耗模式與電量維持模式之間切換，不同之處在于，引擎12僅用于在電量維持模式下對電池22充電。本領域技術人員將理解，上述在引擎啟動時的排放問題在串行布置中將同樣普遍存在，因此在預期需求的早期啟動引擎的原理同樣適用。

在上述示例中，基于車輛參數(shù)來估計加熱時間段，然而，在另一個實施方式中，為了簡化處理，使用預定的加熱時間段。

本發(fā)明的其他方面在以下編號的段落中闡述：

1.一種控制包括電動推進系統(tǒng)、引擎以及與所述引擎相關聯(lián)的催化轉(zhuǎn)化器的插電式混合動力電動車輛的方法，所述方法包括：

在處于電量消耗模式下時監(jiān)測所述車輛的電池的電量狀態(tài)；

確定所述電量狀態(tài)的消耗速率；

根據(jù)所述消耗速率估計耗盡時間段的持續(xù)時間，所述耗盡時間段表示直到達到所述電池的最小電量狀態(tài)為止的剩余時間；

確定所述催化轉(zhuǎn)化器的加熱時間段的持續(xù)時間；

將所述耗盡時間段的持續(xù)時間與所述加熱時間段的持續(xù)時間進行比較；以及

如果所述耗盡時間段的持續(xù)時間小于或等于所述加熱時間段的持續(xù)時間，則啟動所述引擎。

2.根據(jù)段落1所述的方法，包括：監(jiān)測環(huán)境溫度，并且基于所述環(huán)境溫度以及在所述加熱時間段期間要驅(qū)動所述引擎的預定引擎速度來確定所述加熱時間段。

3.根據(jù)段落2所述的方法，其中，所述預定引擎速度對應于引擎空轉(zhuǎn)。

4.根據(jù)段落2所述的方法，其中，所述預定引擎速度是相對于引擎空轉(zhuǎn)的經(jīng)升高的轉(zhuǎn)速。

5.根據(jù)段落1所述的方法，其中，確定所述加熱時間段包括：獲得所述加熱時間段的預定查找值。

6.根據(jù)段落1所述的方法，其中，將所述耗盡時間段的持續(xù)時間與所述加熱時間段的持續(xù)時間進行比較包括：確定電量狀態(tài)閾值，并且將所述電量狀態(tài)閾值與所述電池的電量狀態(tài)進行比較，以確定何時所述耗盡時間段的持續(xù)時間小于或等于所述加熱時間段的持續(xù)時間。

7.根據(jù)段落6所述的方法，包括：將指數(shù)分配給電量狀態(tài)的范圍，限定包含所述電量狀態(tài)閾值的閾值指數(shù)，并且將所述電池的電量狀態(tài)與所述閾值指數(shù)的邊界進行比較，以確定何時所述耗盡時間段的持續(xù)時間小于或等于所述加熱時間段的持續(xù)時間。

8.根據(jù)段落1所述的方法，包括：確定在第一時間段內(nèi)所述電量狀態(tài)的第一消耗速率，并且確定在第二時間段內(nèi)所述電量狀態(tài)的第二消耗速率，其中，所述第一時間段與所述第二時間段交疊。

9.一種用于包括電動推進系統(tǒng)、引擎以及與所述引擎相關聯(lián)的催化轉(zhuǎn)化器的插電式混合動力電動車輛的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括：

傳感器，其被布置成在處于電量消耗模式時監(jiān)測所述車輛的電池的電量狀態(tài)；

處理器，其被布置成確定所述電量狀態(tài)的消耗速率，以根據(jù)所述消耗速率來估計耗盡時間段，所述耗盡時間段表示直到將達到最小電量狀態(tài)為止的剩余時間，并且確定所述催化轉(zhuǎn)化器的加熱時間段的持續(xù)時間；以及

輸出，其被布置成如果所述耗盡時間段小于或等于所述加熱時間段，則啟動所述引擎。

10.一種能夠在處理器上執(zhí)行以實現(xiàn)根據(jù)段落1所述的方法的計算機程序產(chǎn)品。

11.一種加載有根據(jù)段落10所述的計算機程序產(chǎn)品的非暫態(tài)計算機可讀介質(zhì)。

12.一種處理器，所述處理器被布置成實現(xiàn)根據(jù)段落1所述的方法或者根據(jù)段落10所述的計算機程序產(chǎn)品。

13.一種車輛，所述車輛被布置成實現(xiàn)根據(jù)段落1所述的方法或者包括根據(jù)段落9所述的控制系統(tǒng)或根據(jù)段落12所述的處理器。