專利名稱：在混合動力系統(tǒng)中確定輸出轉(zhuǎn)矩的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及用于混合動力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
本部分的說明僅僅是提供于本申請相關(guān)的背景信息，且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
公知的混合動力系結(jié)構(gòu)可以包括多個轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置，包括內(nèi)燃機以及電機，它們通過變速器裝置將轉(zhuǎn)矩傳遞給輸出部件。一種典型的混合動力系包括雙模式、復合分離、機電變速器，其可以使用輸入部件和輸出部件，輸入部件用于從原動力源接收牽引轉(zhuǎn)矩，原動力源優(yōu)選是內(nèi)燃機。輸出部件可操作地連接到機動車的傳動系上，以便為其輸送牽引轉(zhuǎn)矩。電機，作為電動機或發(fā)電機工作，產(chǎn)生輸送到變速器的輸入轉(zhuǎn)矩，而與內(nèi)燃機的輸入轉(zhuǎn)矩無關(guān)。電機可以將通過車輛傳動系統(tǒng)傳遞的車輛動能轉(zhuǎn)換為能夠存儲在能量存儲裝置中的電能?？刂葡到y(tǒng)監(jiān)控來自車輛和操作者的各種輸入，并且提供混合動力系的操作控制，包括控制變速器工作狀態(tài)與換檔，控制轉(zhuǎn)矩發(fā)生裝置，以及調(diào)整在能量存儲裝置和電機之間的功率交換，以控制變速器的輸出，該輸出包括轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速。


發(fā)明內(nèi)容
通過可選擇地應(yīng)用轉(zhuǎn)矩傳遞離合器，混合動力變速器可操作以多個固定檔位和連續(xù)可變操作范圍狀態(tài)中的一種在輸入部件和轉(zhuǎn)矩裝置以及輸出部件之間傳遞轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩裝置可以操作以從能量存儲裝置傳遞功率?？刂苹旌蟿恿ψ兯倨鞯姆椒òㄔ谝粋€操作范圍狀態(tài)操作混合動力變速器；確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的第一組內(nèi)部系統(tǒng)約束；確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的第二組內(nèi)部系統(tǒng)約束；和確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的第一組內(nèi)部系統(tǒng)約束和第二組內(nèi)部系統(tǒng)約束之中可以獲得的允許輸出轉(zhuǎn)矩范圍。



參照附圖，下面示范性地將介紹一個或多個實施例，其中 圖1為根據(jù)本發(fā)明的示范性混合動力變速器的示意圖； 圖2為根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)和混合動力變速器的典型結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意流程圖，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是用于控制和管理混合動力系中的轉(zhuǎn)矩； 圖4是根據(jù)本發(fā)明的示意圖； 圖5A和5B根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意流程圖，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是用于控制和管理混合動力系中的轉(zhuǎn)矩； 圖6A和6B是根據(jù)本發(fā)明的示意圖； 圖7、8和9是根據(jù)本發(fā)明的算法流程圖； 圖10、11和12是根據(jù)本發(fā)明的示意圖。

具體實施例方式 參見附圖，其顯示僅用于圖示特定典型實施例，而不是限制該實施例，圖1與2表示了典型混合動力系。圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明的典型混合動力系，其包括雙模式、復合分離、機電混合動力變速器10，該變速器可操作地連接至發(fā)動機14及轉(zhuǎn)矩裝置，例如第一與第二電機(‘MG-A’)56與(‘MG-B’)72。發(fā)動機14及第一與第二電機56與72均產(chǎn)生能夠傳遞至變速器10的機械功率。在本實施例中，發(fā)動機14、變速器10和包括第一和第二電機的轉(zhuǎn)矩裝置包括轉(zhuǎn)矩執(zhí)行器。由發(fā)動機14及第一與第二電機56與72產(chǎn)生的，并且傳遞至變速器10的功率在下文中描述為輸入轉(zhuǎn)矩和電機轉(zhuǎn)矩(在此分別稱之為TI、TA和TB)和速度(在此分別稱之為NI、NA和NB)。
典型發(fā)動機14包括多缸內(nèi)燃機，其能在幾種狀態(tài)選擇性地工作，將轉(zhuǎn)矩經(jīng)過輸入軸12傳遞至變速器10，并且其可以是點燃式或壓燃式發(fā)動機。發(fā)動機14包括操作地連接到變速器10的輸入軸12上的曲軸(未示出)。轉(zhuǎn)速傳感器11監(jiān)控輸入軸12的轉(zhuǎn)速。發(fā)動機14的功率輸出包括轉(zhuǎn)速和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，由于在發(fā)動機14與變速器10之間的輸入軸12上設(shè)置了轉(zhuǎn)矩消耗部件，功率輸出可能與變速器10的輸入轉(zhuǎn)速NI和輸入轉(zhuǎn)矩TI不同，轉(zhuǎn)矩消耗部件例如是液壓泵(未示出)和/或轉(zhuǎn)矩控制裝置(未示出)。
典型變速器10包括三套行星齒輪組24、26與28，以及四個可選擇地接合的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置，也就是離合器C1 70、C2 62、C3 73以及C4 75。如在此使用的，離合器指任何類型的摩擦轉(zhuǎn)矩傳遞裝置，其包括例如單個或復合片式離合器或離合器組件、帶式離合器以及制動器。液壓控制電路(‘HYD’)42，優(yōu)選地由變速器控制模塊(此后為‘TCM’)17控制，該液壓控制電路可操作地控制離合器狀態(tài)。離合器C262與C475優(yōu)選地包括液壓應(yīng)用的旋轉(zhuǎn)摩擦離合器。離合器C1 70與C3 73優(yōu)選地包括液壓控制的固定裝置，該固定裝置選擇性地固定至變速箱68。每個離合器C1 70、C2 62、C3 73以及C4 75均優(yōu)選地是液壓應(yīng)用的，經(jīng)由液壓控制電路42選擇性地接收加壓的液壓流體。
第一與第二電機56與72優(yōu)選地包括三相AC電機以及各自的解析器80與82，每個電機均包括定子(未示出)與轉(zhuǎn)子(未示出)。每個電機的電機轉(zhuǎn)子固定至變速箱68的外部，并且包括定子鐵心，該定子鐵心具有從其中延伸出來的繞成線圈的電繞組。第一電機56的轉(zhuǎn)子支撐于轂襯齒輪上，該齒輪經(jīng)由第二行星齒輪組26操作地連接至軸60。第二電機72的轉(zhuǎn)子固定地連接至套軸轂66。
每個解析器80與82優(yōu)選地包括可變磁阻裝置，該可變磁阻裝置包括解析器定子(未示出)與解析器轉(zhuǎn)子(未示出)。解析器80與82適當?shù)囟ㄎ?，并且裝配在相應(yīng)第一與第二電機56與72上。解析器80與82的定子可操作地連接至第一與第二電機56與72的一個定子。解析器轉(zhuǎn)子可操作地連接至相應(yīng)的第一與第二電機56與72的轉(zhuǎn)子。每個解析器80與82信號地并且操作地連接至變速器功率變換器控制模塊(以下為‘TPIM’)19，并且每個都能感應(yīng)與監(jiān)控解析器轉(zhuǎn)子相對于解析器定子的旋轉(zhuǎn)位置，因此監(jiān)控相應(yīng)第一與第二電機56與72的旋轉(zhuǎn)位置。此外，來自解析器80與82的信號輸出被編譯用來分別提供第一與第二電機56與72的轉(zhuǎn)速，即，NA與NB。
變速器10包括輸出部件64，例如，可操作地連接至車輛的傳動系統(tǒng)90的軸(未示出)，以給傳動系統(tǒng)90提供輸出功率，輸出功率被傳遞至車輪93，一個車輪在圖1中表示。輸出部件64的輸出功率用輸出轉(zhuǎn)速NO與輸出轉(zhuǎn)矩TO表示。變速器輸出速度傳感器84監(jiān)控輸出部件64的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)方向。每個車輪93優(yōu)選地裝配有一個適宜于監(jiān)控輪速的傳感器94，每個車輪的輸出由圖2中描繪的分布式控制模塊系統(tǒng)的控制模塊監(jiān)控，以確定用于制動控制、牽引控制、以及車輛加速控制的車速、以及絕對與相對輪速。
來自發(fā)動機14的輸入轉(zhuǎn)矩及第一與第二電機56與72的電機轉(zhuǎn)矩(分別為TI、TA、以及TB)作為由于燃料或存儲在電能存儲裝置(以下為‘ESD’)74中的電勢進行功率轉(zhuǎn)化而生成。ESD 74經(jīng)由DC傳遞導體27高壓直流連接至TPIM 19上。傳遞導體27包括接觸器開關(guān)38。當接觸器開關(guān)38閉合時，在正常工作條件下，電流可以在ESD 74與TPIM 19之間流動。當接觸器開關(guān)38斷開時，在ESD 74與TPIM 19之間的電流中斷。響應(yīng)于電機轉(zhuǎn)矩指令TA與TB，TPIM 19通過傳遞導體29將電功率傳遞至第一電機56，并且從第一電機56獲得電功率，TPIM 19同樣地通過傳遞導體31將電功率傳遞至第二電機72，并且從第二電機72獲得電功率，以滿足第一與第二電機56與72的轉(zhuǎn)矩指令。根據(jù)ESD 74是充電還是放電，電流傳遞至ESD 74或從ESD 74輸出。
TPIM 19包括一對功率變換器(未示出)和對應(yīng)的電機控制模塊(未示出)，它們構(gòu)造成接收電機轉(zhuǎn)矩指令，并且根據(jù)指令控制變換器狀態(tài)，用于提供電機驅(qū)動或再生功能，以滿足指令的電機轉(zhuǎn)矩TA與TB。功率變換器包括公知的互補三相功率電子裝置，并且每個均包括多個絕緣柵雙極晶體管(未示出)，該絕緣柵雙極晶體管通過高頻率切換，用于將ESD 74的DC功率轉(zhuǎn)換為AC功率，以便為相應(yīng)的第一與第二電機56與72供電。絕緣柵雙極晶體管形成開關(guān)型電源，其構(gòu)造成接收控制指令。每個三相電機的每一相典型地都具有一對絕緣柵雙極晶體管?？刂平^緣柵雙極晶體管的狀態(tài)，以產(chǎn)生電機驅(qū)動機械功率產(chǎn)生或電功率再生功能。三相變換器經(jīng)由DC傳遞導體27接收或提供DC電功率，并且將其轉(zhuǎn)換為三相AC功率或從AC功率轉(zhuǎn)換而來，該AC功率分別經(jīng)由傳遞導體29與31傳導至第一與第二電機56與72或從第一與第二電機56與72傳導而來，用于作為電動機或發(fā)電機運行。
圖2為分布式控制模塊的示意性結(jié)構(gòu)圖。以下描述的元件包括總車輛控制結(jié)構(gòu)的的子系統(tǒng)，并且提供圖1中典型混合動力系的協(xié)調(diào)系統(tǒng)控制。分布式控制模塊系統(tǒng)綜合相關(guān)信息與輸入，并且執(zhí)行算法控制各種執(zhí)行器，以實現(xiàn)控制目標，包括關(guān)于燃料經(jīng)濟性、排放、性能、操作性以及硬件保護的目標，所述硬件包含ESD 74的電池以及第一與第二電機56與72。分布式控制模塊包括發(fā)動機控制模塊(以下為‘ECM’)23、TCM 17、電池組控制模塊(以下為‘BPCM’)21、以及TPIM 19?；旌蟿恿刂颇K(以下為‘HCP’)5提供ECM 23、TCM 17、BPCM 21與TPIM 19的監(jiān)督控制以及協(xié)調(diào)。用戶界面(‘UI’)13可操作地連接至多個裝置，通過該用戶界面，車輛操作者控制或指揮機電混合動力系的運行。裝置包括加速踏板113(‘AP’)、操作者制動踏板112(‘BP’)、變速器檔位選擇器114(‘PRNDL’)以及車速巡航控制(未示出)。變速器檔位選擇器114可以具有離散數(shù)量的操作者可選擇位置，包括輸出部件64的旋轉(zhuǎn)方向，以允許向前和向后方向之一。
前述控制模塊經(jīng)由局域網(wǎng)(以下為‘LAN’)總線6與其他控制模塊、傳感器以及執(zhí)行器相通信。LAN總線6允許介于各個控制模塊之間的操作參數(shù)的狀態(tài)與執(zhí)行器指令信號的結(jié)構(gòu)化通信。使用的特定通信協(xié)議為專用的。LAN總線6與適當?shù)膮f(xié)議為上述控制模塊之間以及其他提供例如防抱死制動、牽引控制、以及車輛穩(wěn)定性功能的模塊之間提供魯棒通信及多控制模塊交接。可使用多路通信總線來提高通信速度，并且提供一定級別的信號冗余與完整性。單個控制模塊之間的通信還可以使用直接鏈路實現(xiàn)，例如串行外圍接口(‘SPI’)總線(未示出)。
HCP 5提供混合動力系的監(jiān)督控制，用于協(xié)調(diào)ECM 23、TCM 17、TPIM 19、以及BPCM 21的操作。根據(jù)來自用戶界面13以及動力系、包括ESD 74的各種輸入信號，HCP 5確定操作者轉(zhuǎn)矩請求、輸出轉(zhuǎn)矩指令、發(fā)動機輸入轉(zhuǎn)矩指令、用于變速器10的所施加轉(zhuǎn)矩傳遞離合器C1 70、C2 62、C3 73、C4 75的離合器轉(zhuǎn)矩；以及第一與第二電機56與72的電機轉(zhuǎn)矩指令TA和TB。
ECM 23可操作地連接至發(fā)動機14，用作經(jīng)過多條分離的線從發(fā)動機14的傳感器獲取數(shù)據(jù)以及控制執(zhí)行器，為了簡化起見，多條分離的線以總的雙向接口電纜35表示。ECM 23從HCP 5接收發(fā)動機輸入轉(zhuǎn)矩指令。ECM 23基于監(jiān)控的發(fā)動機速度與載荷及時確定在該時間點處提供給變速器10的實際發(fā)動機輸入轉(zhuǎn)矩TI，該實際發(fā)動機輸入轉(zhuǎn)矩TI傳送給HCP 5。ECM 23監(jiān)控來自轉(zhuǎn)速傳感器11的輸入，以確定輸入軸12的發(fā)動機輸入速度，該速度轉(zhuǎn)化為變速器輸入速度NI。ECM 23監(jiān)控來自傳感器(未示出)的輸入，以確定其他發(fā)動機運行參數(shù)的狀態(tài)，其中包括，例如歧管壓力、發(fā)動機冷卻劑溫度、環(huán)境空氣溫度以及環(huán)境壓力?？梢岳缬善绻軌毫Γ蛘哂杀O(jiān)控加速踏板113的操作者輸入而確定發(fā)動機載荷。ECM 23產(chǎn)生并傳輸指令信號，以控制發(fā)動機執(zhí)行器，包括，例如燃料噴射器、點火模塊、以及節(jié)氣門控制模塊，這些均未示出。
TCM 17可操作地連接至變速器10，并且監(jiān)控來自傳感器(未示出)的輸入，以確定變速器操作參數(shù)的狀態(tài)。TCM 17產(chǎn)生并傳輸指令信號，以控制變速器10，包括控制液壓控制電路42。從TCM 17至HCP 5的輸入包括每個離合器，即C1 70、C2 62、C3 73、以及C4 75的估算離合器轉(zhuǎn)矩以及輸出部件64的輸出轉(zhuǎn)速NO。為了進行控制，可使用其他執(zhí)行器與傳感器將TCM 17的附加信息提供至HCP 5。TCM 17監(jiān)控來自壓力開關(guān)(未示出)的輸入，并且選擇性地致動壓力控制電磁線圈(未示出)，切換液壓控制電路42的電磁線圈(未示出)，以便有選擇地致動各種離合器C1 70、C2 62、C3 73、以及C4 75，從而實現(xiàn)如下文所述的各種變速器操作范圍狀態(tài)。
BPCM 21信號地連接至傳感器(未示出)，以監(jiān)控ESD 74的狀態(tài)，包括電流與電壓參數(shù)，以將表示ESD 74的電池參數(shù)狀態(tài)的指示信息提供至HCP 5。電池的參數(shù)狀態(tài)優(yōu)選地包括電池荷電狀態(tài)、電池電壓、電池溫度、以及可用電池功率(稱之為PBAT_MIN至PBAT_MAX的范圍)。
制動控制模塊(以下為‘BrCM’)22可操作地連接到位于每個車輪93的摩擦制動器上(未示出)。BrCM22監(jiān)控制動踏板112的操作者輸入，并產(chǎn)生控制摩擦制動器的控制信號，并將控制信號傳遞給HCP5來根據(jù)該信號操作第一和第二電機56和72。
每個控制模塊ECM 23、TCM 17、TPIM 19、BPCM 21與BrCM22優(yōu)選地為通用數(shù)字計算機，其包括微處理器或中央處理單元、存儲介質(zhì)、模數(shù)(‘A/D’)與數(shù)模(‘D/A’)電路、高速時鐘、輸入/輸出電路與裝置(‘I/O’)以及合適的信號調(diào)節(jié)與緩沖電路，存儲介質(zhì)包括只讀存儲器(‘ROM’)、隨機存取存儲器(‘RAM’)、電可編程只讀存儲器(‘EPROM’)。每個控制模塊均具有一套控制算法，包括存儲在存儲介質(zhì)之一中、并且執(zhí)行以提供每個計算機的各自功能的駐存程序指令以及標定?？刂颇K之間的信息傳遞優(yōu)選地使用LAN總線6與SPI總線實現(xiàn)。在預期循環(huán)過程中執(zhí)行控制算法，以使得每個算法在每個循環(huán)中執(zhí)行至少一次。存儲在非易失存儲裝置中的算法由中央處理單元之一執(zhí)行，以監(jiān)控來自傳感裝置的輸入，并且執(zhí)行控制與診斷程序，以使用預期標定控制執(zhí)行器的運行。以規(guī)則時間間隔執(zhí)行循環(huán)，例如在混合動力系的實時運行過程中每隔3.125、6.25、12.5、25以及100毫秒?；蛘?，響應(yīng)于事件的發(fā)生而執(zhí)行算法。
典型的混合動力系可選擇地以幾種操作范圍狀態(tài)之一運行，這些操作范圍狀態(tài)可根據(jù)發(fā)動機狀態(tài)與變速器狀態(tài)描述，其中發(fā)動機狀態(tài)包括發(fā)動機運行狀態(tài)(‘ON’)與發(fā)動機停機狀態(tài)(‘OFF’)之一，變速器操作范圍狀態(tài)包括多個固定檔位與連續(xù)可變工作模式，以下參照表1描述。
表1
表中描述了每個變速器操作范圍狀態(tài)，并且顯示對于每一操作范圍狀態(tài)而言應(yīng)用了哪些特定離合器C1 70、C2 62、C3 73以及C4 75。第一連續(xù)可變模式，即EVT模式1，或者M1，通過僅應(yīng)用離合器C1 70而選擇，以“固定”第三行星齒輪組28的外部齒輪元件。發(fā)動機狀態(tài)可以為ON(‘M1_Eng_On’)或者OFF(‘M1_Eng_OFF)之一。第二連續(xù)變化模式，即EVT模式2，或者M2，通過僅應(yīng)用離合器C2 62選定，以將軸60連接至第三行星齒輪組28的行星架。發(fā)動機狀態(tài)可以為ON(‘M2_Eng_On’)或者OFF(‘M2_Eng_Off’)之一。為了便于說明，當發(fā)動機狀態(tài)為OFF時，發(fā)動機輸入速度等于每分鐘零轉(zhuǎn)(‘RPM’)，即發(fā)動機曲軸不旋轉(zhuǎn)。固定檔位操作提供變速器10的輸入-輸出速度的固定比率操作，即NI/NO。通過應(yīng)用離合器C1 70和C4 75可以選擇第一固定檔位操作(‘G1’)。通過應(yīng)用離合器C1 70和C2 62而選擇第二固定檔位操作(‘G2’)。通過應(yīng)用離合器C2 62和C4 75而選擇第三固定檔位操作(‘G3’)。通過應(yīng)用離合器C2 62和C373而選擇第四固定檔位操作(‘G4’)。由于行星齒輪24、26及28中的傳動比降低，輸入-輸出速度的固定比率操作隨著固定檔位操作的增加而增加。第一與第二電機56與72轉(zhuǎn)速NA和NB分別取決于由離合器確定的機構(gòu)的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，并且與輸入軸12處測量的輸入速度成比例。
根據(jù)經(jīng)由加速踏板113與制動踏板112、作為通過用戶界面13獲取的操作者輸入，HCP 5及一個或更多其他控制模塊確定轉(zhuǎn)矩指令，來控制包括發(fā)動機14和第一和第二電機56和72在內(nèi)的轉(zhuǎn)矩發(fā)生裝置，從而滿足在輸出部件64處并且傳遞至傳動系統(tǒng)90的操作者轉(zhuǎn)矩請求。根據(jù)用戶界面13和包括ESD74在內(nèi)的混合動力系的輸入信號，HCP5確定操作者轉(zhuǎn)矩請求、從變速器10到傳動系統(tǒng)90的指令輸出轉(zhuǎn)矩、來自發(fā)動機14的輸入轉(zhuǎn)矩、變速器10的轉(zhuǎn)矩傳遞離合器C1 70、C2 62、C3 73、C4 75的離合器轉(zhuǎn)矩和用于第一和第二電機56和72的電機轉(zhuǎn)矩，如下所述。
最終的車輛加速度被其他因素影響，包括，例如道路載荷、道路坡度以及車輛重量?；诨旌蟿恿ο档母鞣N操作特性，可以確定發(fā)動機狀態(tài)和變速器的操作范圍狀態(tài)。這包括操作者轉(zhuǎn)矩請求，如前所述通過加速踏板113與制動踏板112而與用戶界面13通信。變速器操作范圍狀態(tài)和發(fā)動機狀態(tài)可以由混合動力系轉(zhuǎn)矩需求表示，該需求由在電能發(fā)生模式或轉(zhuǎn)矩發(fā)生模式下操作第一和第二電機56和72的指令來確定。變速器操作范圍狀態(tài)和發(fā)動機狀態(tài)可以由優(yōu)化算法或程序確定，它們可以根據(jù)操作者請求功率、電池荷電狀態(tài)、以及發(fā)動機14及第一與第二電機56與72的能量效率確定最優(yōu)系統(tǒng)效率。控制系統(tǒng)基于執(zhí)行優(yōu)化程序的結(jié)果來管理發(fā)動機14及第一與第二電機56與72的轉(zhuǎn)矩輸入，并且因此優(yōu)化系統(tǒng)效率，以控制燃料經(jīng)濟性與電池充電。而且，可以基于元件或系統(tǒng)的故障而確定操作。HCP 5監(jiān)控轉(zhuǎn)矩發(fā)生裝置，并且確定變速器10的輸出部件64的所需的功率輸出，以滿足操作者轉(zhuǎn)矩請求，同時滿足其它動力系操作需求，例如給ESD74充電。正如從以上描述中顯而易見的，ESD 74及第一與第二電機56與72電力地操作地連接，用于它們之間的功率流。而且，發(fā)動機14、第一與第二電機56與72、以及機電變速器10機械地操作地連接，以傳遞它們之間的功率，從而產(chǎn)生至輸出部件64的功率流。
圖3表示了一種控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，用于控制和管理在具有多個轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置的混合動力系統(tǒng)中的信號流，可以參見圖1和2中的混合動力系統(tǒng)描述，該控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以可執(zhí)行算法和標定形式存儲在上述控制模塊中。控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也可以用于具有多個轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置的其它混合動力系統(tǒng)，包括例如具有發(fā)動機和單個電機的混合動力系統(tǒng)、具有發(fā)動機和多個電機的混合動力系統(tǒng)?？商鎿Q地，混合動力系統(tǒng)可以使用非電轉(zhuǎn)矩裝置和能量存儲系統(tǒng)，例如使用液壓驅(qū)動的轉(zhuǎn)矩裝置(未示出)的液壓-機械混合動力變速器。
在操作中，監(jiān)控加速踏板113和制動踏板112的操作者輸入，以便確定操作者轉(zhuǎn)矩請求(‘To_req’)。監(jiān)控發(fā)動機14和變速器10的操作以便確定輸入速度(‘Ni’)和輸出速度(‘No’)。戰(zhàn)略優(yōu)化控制方案(’Strategic Control’)310根據(jù)輸出速度和操作者轉(zhuǎn)矩請求來確定優(yōu)選輸入速度(’Ni_Des’)和優(yōu)選發(fā)動機狀態(tài)和變速器操作范圍狀態(tài)(’Hybrid Range State Des’)，并根據(jù)混合動力系的其它操作參數(shù)進行優(yōu)化，包括電池功率極限值和發(fā)動機14、變速器10、第一和第二電機56和72的響應(yīng)極限值。戰(zhàn)術(shù)優(yōu)化控制方案310優(yōu)選由HCP5在每個100毫秒周期和每個25毫秒周期中執(zhí)行。變速器10的期望操作范圍狀態(tài)和發(fā)動機14到變速器10的期望輸入速度被輸入到換擋執(zhí)行和發(fā)動機啟動/停機控制方案320中。
換擋執(zhí)行和發(fā)動機啟動/停機控制方案320指令改變變速器操作(’Transmission Commands’)，包括根據(jù)動力系統(tǒng)的輸入和操作改變操作范圍狀態(tài)。這包括如果優(yōu)選操作范圍狀態(tài)與現(xiàn)有操作范圍狀態(tài)不同，則通過指令改變轉(zhuǎn)矩傳遞離合器C1 70、C2 62、C3 73、C4 75中一個或多個的應(yīng)用情況以及其它變速器指令，指令執(zhí)行變速器的操作范圍的改變。因此就可以確定當前操作范圍狀態(tài)(‘Hybrid Range State Actual’)和輸入速度曲線(‘Ni_Prof’)。輸入速度曲線是對即將到來的輸入速度的估計值，優(yōu)選包括一個標量參數(shù)值，該值是下個循環(huán)周期的目標輸入速度。在變速器操作范圍狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中，發(fā)動機操作指令和操作者轉(zhuǎn)矩請求基于輸入速度曲線。包括當前應(yīng)用的離合器和沒有應(yīng)用的離合器在內(nèi)的每個離合器的離合器轉(zhuǎn)矩(‘Tcl’)也在TCM17中被估算。
戰(zhàn)術(shù)控制方案(‘Tactical Control and Operation’)330在一個控制循環(huán)周期中反復執(zhí)行，以基于輸出速度、輸入速度和操作者轉(zhuǎn)矩請求和變速器的當前操作范圍狀態(tài)確定用于操作發(fā)動機的發(fā)動機指令(‘Engine Command’)，其包括從發(fā)動機14到變速器10的優(yōu)選輸入轉(zhuǎn)矩。發(fā)動機指令還包括發(fā)動機狀態(tài)，包括全缸操作狀態(tài)和氣缸停用操作狀態(tài)，在氣缸停用操作狀態(tài)中，發(fā)動機氣缸的一部分停用并不供應(yīng)燃料；發(fā)動機狀態(tài)還包括燃料供應(yīng)狀態(tài)和燃料切斷狀態(tài)中的一個。在輸入部件12上起作用的當前發(fā)動機輸入轉(zhuǎn)矩(‘Ti’)在ECM23中確定。
輸出和電機轉(zhuǎn)矩確定方案(‘Output and Motor Torque Determination’)340被執(zhí)行來確定動力系的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘To_cmd’)。這包括在該實施例中通過控制第一和第二電機56和72來確定電機轉(zhuǎn)矩指令(‘TA’、‘TB’)以將凈指令輸出轉(zhuǎn)矩傳遞給變速器10的輸出部件64以便滿足操作者轉(zhuǎn)矩請求。即時加速輸出轉(zhuǎn)矩請求、即時制動輸出轉(zhuǎn)矩請求、發(fā)動機14的當前輸入轉(zhuǎn)矩和估計應(yīng)用的離合器轉(zhuǎn)矩、變速器10的當前操作范圍狀態(tài)、輸入速度、輸入速度曲線和車軸轉(zhuǎn)矩響應(yīng)類型是輸入。在一個循環(huán)周期的每次迭代過程中執(zhí)行輸出和電機轉(zhuǎn)矩確定方案340來確定電機轉(zhuǎn)矩指令。輸出和電機轉(zhuǎn)矩確定方案340包括邏輯代碼，在6.25毫秒和12.5毫秒循環(huán)周期中要規(guī)律執(zhí)行邏輯代碼以確定優(yōu)選電機轉(zhuǎn)矩指令。
當變速器檔位選擇器114的操作者選擇位置指令車輛的操作向前運動的時候，控制混合動力系以便將輸出轉(zhuǎn)矩傳遞給輸出部件64，使得傳動系90在車輪93處產(chǎn)生牽引轉(zhuǎn)矩，從而響應(yīng)于加速踏板113的操作者輸入向前推動車輛。類似的，當變速器檔位選擇器14的操作者選擇位置指令車輛的操作反向運動的時候，控制混合動力系以便將輸出轉(zhuǎn)矩傳遞給輸出部件64，使得傳動系90在車輪93處產(chǎn)生牽引轉(zhuǎn)矩，從而響應(yīng)于加速踏板113的操作者輸入反向推動車輛。優(yōu)選地，只要輸出轉(zhuǎn)矩足以克服車上的載荷，例如由于道路坡度、空氣動力載荷以及其它載荷，則驅(qū)動車輛就可以使車輛加速。
通過發(fā)動機14、第一和第二電機56和72、ESD74和離合器C1 70、C2 62、C3 73和C4 75的功率、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速極限值，就可以約束發(fā)動機14和變速器10的操作。發(fā)動機14和變速器10的操作約束可以轉(zhuǎn)化成一組系統(tǒng)約束方程，在一個控制模塊，例如HCP5中，作為一個或多個算法執(zhí)行。
參見附圖1，在一個實施例中，在所有的操作下，通過有選擇地致動轉(zhuǎn)矩傳遞離合器使得變速器10在一個操作范圍狀態(tài)下操作。確定對于發(fā)動機14和第一和第二電機56和72中的每個的轉(zhuǎn)矩約束和速度約束。確定用于ESD74的電池功率約束，即可用電池功率，該約束用于進一步限制第一和第二電機56和72的操作。使用基于電池功率約束、電機轉(zhuǎn)矩約束、速度約束和離合器作用轉(zhuǎn)矩約束的系統(tǒng)約束方程來確定動力系的優(yōu)選操作區(qū)，優(yōu)選操作區(qū)包括發(fā)動機14和第一和第二電機56和72的允許操作轉(zhuǎn)矩或速度的范圍。通過微分同時求解變速器10的動態(tài)方程，轉(zhuǎn)矩極限值，在本實施例中是輸出轉(zhuǎn)矩To，可以使用下面的線性方程來確定 TM1＝TAtoTM1*TA+TBtoTM1*TB+Misc_TM1 [1] TM2＝TAtoTM2*TA+TBtoTM2*TB+Misc_TM2 [2] TM3＝TAtoTM3*TA+TBtoTM3*TB+Misc_TM3 [3] 在一個實施例中，轉(zhuǎn)矩值包括TM1表示輸出部件64的輸出轉(zhuǎn)矩TO，TM2表示輸入軸12的輸入轉(zhuǎn)矩TI，TM3表示變速器10應(yīng)用的轉(zhuǎn)矩傳遞離合器C1 70、C2 62、C3 73、C4 75的離合器轉(zhuǎn)矩。
系數(shù)TAtoTM1、TAtoTM2、TAtoTM3分別是TAtoTM1、TM2、TM3的決定因素。系數(shù)TBtoTM1、TBtoTM2、TBtoTM3分別是TBtoTM1、TM2、TM3的決定因素。系數(shù)Misc_TM1、Misc_TM2和Misc_TM3是常數(shù)，它們由非TA、TB、TM1、TM2和TM3參數(shù)對TM1、TM2和TM3作出貢獻，非TA、TB、TM1、TM2和TM3參數(shù)取決于應(yīng)用例如輸入部件12速度的時間變化率、輸出部件64速度的時間變化率、轉(zhuǎn)矩傳遞離合器C1 70、C2 62、C3 73、C4 75的滑動速度，這將在下面介紹。轉(zhuǎn)矩參數(shù)TA和TB是第一和第二電機56和72的電機轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩參數(shù)TM1、TM2和TM3是任意三個獨立參數(shù)，取決于操作范圍狀態(tài)和應(yīng)用。
由于機械和系統(tǒng)限制，發(fā)動機14和變速器10以及第一和第二電機56和72具有速度約束、轉(zhuǎn)矩約束和電池功率約束。速度約束包括NI＝0(發(fā)動機停機狀態(tài))、NI從600rpm(怠速)到6000rpm的時候發(fā)動機14的輸入速度約束。本實施例中用于第一和第二電機56和72的典型速度約束可以為 -10,500rpm≤NA≤+10,500rpm，和 -10,500rpm≤NB≤+10,500rpm， 它們還可以根據(jù)操作條件而變化。轉(zhuǎn)矩約束包括對輸入部件12的發(fā)動機輸入轉(zhuǎn)矩約束，包括TI_MIN≤TI≤TI_MAX。轉(zhuǎn)矩約束包括用于第一和第二電機56和72的電機轉(zhuǎn)矩約束，包括第一和第二電機56和72的最大和最小電機轉(zhuǎn)矩(‘TA_MAX’、‘TA_MIN’、‘TB_MAX’、‘TB_MIN’)，這些轉(zhuǎn)矩優(yōu)選從儲存在表格中的數(shù)據(jù)集中獲得的，表格存儲在一個控制模塊的一個儲存裝置。這樣的數(shù)據(jù)集是在不同溫度和電壓條件下，對電機和功率電子裝置(例如第一和第二電機56和72和TPIM19)的測力計測試根據(jù)經(jīng)驗得到的。第一和第二電機56和72的電機轉(zhuǎn)矩輸出設(shè)定成TA_MIN≤TA≤TA_MAX和TB_MIN≤TB≤TB_MAX，并且要取決于電機速度。轉(zhuǎn)矩極限值包括基于速度的轉(zhuǎn)矩線。電機轉(zhuǎn)矩約束TA_MAX和TA_MIN包括第一電機56分別作為轉(zhuǎn)矩發(fā)生電機和發(fā)電機時的轉(zhuǎn)矩極限值。電機轉(zhuǎn)矩約束TB_MAX和TB_MIN包括第二電機72分別作為轉(zhuǎn)矩發(fā)生電機和發(fā)電機時的轉(zhuǎn)矩極限值。項PBAT_MIN是ESD74的最大允許充電電池功率，PBAT_MAX是ESD74的最大允許放電電池功率，極限值是基于與ESD74的耐用性和充電容量相關(guān)的因素施加的。
操作范圍，包括輸出轉(zhuǎn)矩范圍，是根據(jù)ESD74的電池功率約束確定的。電池功率使用率PBAT的計算如下 PBAT＝PA，ELEC+PB，ELEC+PDC_LOAD[4] 其中，PA，ELEC包括來自第一電機56的功率， PB，ELEC包括來自第二電機72的功率，和 PDC_LOAD包括已知的DC載荷，包括附件載荷。
把PA，ELEC和PB，ELEC代入方程，可以得到下面的方程 PBAT＝(PA，MECH+PA，LOSS)+(PB，MECH+PB，LOSS)+PDC_LOAD[5] 其中PA，MECH包括來自第一電機56的機械功率， PA，LOSS包括來自第一電機56的功率損失， PB，MECH包括來自第二電機72的機械功率，和 PB，LOSS包括來自第二電機72的功率損失。
方程5可以用下面的公式6重新表示，其中速度NA和NB，轉(zhuǎn)矩TA和TB代替功率PA和PB。這包括假定電機和變換器損失可以用基于轉(zhuǎn)矩的二次方程來建立數(shù)學模型，如下所示 其中，NA和NB包括第一和第二電機56和72的電機速度， TA和TB包括第一和第二電機56和72的電機轉(zhuǎn)矩， a1、a2、a3、b1、b2、b3都代表二次系數(shù)，是對應(yīng)電機速度NA和NB的函數(shù)。
可以用下面的方程來重新表示 這簡化為 這簡化為 PBAT＝a1[TA+(NA+a2)/(2*a1)]2+b1[TB+(NB+b2)/(2*b1)]2+a3+b3+PDC_LOAD-(NA+a2)2/(4*a1)-(NB+b2)2/(4*b1) [9] 這簡化為 PBAT＝[SQRT(a1)*TA+(NA+a2)/(2*SQRT(a1))]2 +[SQRT(b1)*TB+(NB+b2)/(2*SQRT(b1))]2 +a3+b3+PDC_LOAD-(NA+a2)2/(4*a1)-(NB+b2)2/(4*b1) [10] 這簡化為 PBAT＝(A1*TA+A2)2+(B1*TB+B2)2+C [11] 其中 A1＝SQRT(a1)， B1＝SQRT(b1)， A2＝(NA+a2)/(2*SQRT(a1))， B2＝(NB+b2)/(2*SQRT(b1))，和 C＝a3+b3+PDC_LOAD-(NA+a2)2/(4*a1)-(NB+b2)2/(4*b1) 這可以用下面的方程來重新表示 PBAT＝PA_ELEC+PB_ELEC+PDC_LOAD[11A] 其中PA_ELEC＝(A1*TA+A2)2+CA PB_ELEC＝(B1*TB+B2)2+CB 其中CA＝a3-(NA+a2)2/(4*a1) CB＝b3-(NB+b2)2/(4*b1) C＝CA+CB+PDC_LOAD 電機轉(zhuǎn)矩TA和TB可以如下方法轉(zhuǎn)換成TX和TY 其中TX是TA的變形，TY是TB的變形，A1、A2、B1、B2包括取決于應(yīng)用的標量值。
公式11還可以簡化成以下形式 PBAT＝R2+C [14] 公式12表示電機轉(zhuǎn)矩TA到TX的變形和電機轉(zhuǎn)矩TB到TY的變形。這樣，定義了一個稱為TX/TY的新坐標系，公式13包括轉(zhuǎn)換成TX/TY空間的電池功率PBAT。因此，在最大和最小電池功率PBAT_MAX到PBAT_MIN之間的可用電池功率可以用在TX/TY空間中位于點(0，0)的半徑(‘RMAX’和‘RMIN’)來計算和圖示，并用字母K來表示，其中 RMIN＝SQRT(PBAT_MIN-C) RMAX＝SQRT(PBAT_MAX-C) 最小和最大電池功率PBAT_MIN到PBAT_MAX優(yōu)選與各種條件相關(guān)，例如荷電狀態(tài)、溫度、電壓和使用率(安培小時/小時)。上述參數(shù)C定義為在特定電機轉(zhuǎn)速NA、NB下的絕對最小可能電池功率，忽略電機轉(zhuǎn)矩限制值。實際上，當TA＝0且TB＝0的時候，第一和第二電機56和72的機械輸出功率為零。實際上TX＝0且TY＝0對應(yīng)ESD74的最大充電電池功率條件。正號(‘+’)定義為從ESD74放電，負號(‘-’)定義為對ESD74充電。RMAX定義最大電池功率，通常為放電電池功率，RMIN定義最小電池功率，通常是充電電池功率。
上述對TX/TY空間的變型用第二坐標系K在圖4中表示，電池功率約束用具有半徑為RMIN和RMAX的同心圓來表示(‘電池功率約束’)，用線性表示的電機轉(zhuǎn)矩約束(‘電機轉(zhuǎn)矩約束’)限定了允許操作區(qū)。經(jīng)過分析，在公式12中確定的變形向量[TX/TY]與在公式13中定義的向量同時求解，來確定TX/TY空間中的允許轉(zhuǎn)矩范圍，其由最小和最大電池功率PBAT_MIN到PBAT_MAX限定的電機轉(zhuǎn)矩TA和TB構(gòu)成。TX/TY空間中的允許電機轉(zhuǎn)矩范圍在圖4中表示，其中確定了表示邊界、線和半徑的點A、B、C、D和E。第一坐標系L表示與TX/TY空間相關(guān)的TA/TB空間。
圖5A和5B表示了控制方案，圖6A和6B表示了圖5A和5B的控制方案的操作，以確定具有多個轉(zhuǎn)矩發(fā)生裝置的動力系統(tǒng)的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩，參考圖1和2中的動力系統(tǒng)在下文描述，其以可執(zhí)行算法和標定的形式存儲在上述控制模塊中，優(yōu)選是在圖3的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中使用。
圖5A表示在一個連續(xù)可變模式操作范圍狀態(tài)下的操作。在一個操作范圍狀態(tài)的操作中，監(jiān)控加速踏板113和制動踏板112的操作者輸入來確定操作者轉(zhuǎn)矩請求。系統(tǒng)根據(jù)輸入計算出補償電機轉(zhuǎn)矩，輸入包括變速器10的操作范圍狀態(tài)、輸入轉(zhuǎn)矩和基于系統(tǒng)慣性、系統(tǒng)阻尼和離合器滑動的項(‘TA Misc Opt’、‘TBMiscOpt’、‘TCL1 Misc Opt’)，參見方程17、18和19在下文描述(510)。項‘CL1’表示第一應(yīng)用離合器，即在所示實施例中離合器C1 70和C2 62中的一個，‘TCL1’是傳遞經(jīng)過CL1的轉(zhuǎn)矩。補償電機轉(zhuǎn)矩和離合器轉(zhuǎn)矩是輸入以計算對輸出轉(zhuǎn)矩的線性轉(zhuǎn)矩約束(520)，和計算對輸出轉(zhuǎn)矩的無約束二次解(530)。
輸出轉(zhuǎn)矩的無約束二次解(530)使用ESD74的功率限制值(即可用可用電池功率PBAT_MIN到PBAT_MAX)、補償電機轉(zhuǎn)矩約束、電機轉(zhuǎn)矩特性和其它標量項(‘KTA from To’、‘KTB from To’、‘KTCL1 from To’)來計算，電機轉(zhuǎn)矩特性定義為在機械轉(zhuǎn)矩和電功率之間轉(zhuǎn)換的系數(shù)(‘Donut Space Coefficient’)，該系數(shù)與第一和第二電機56和72的效率和功率損失有關(guān)，標量項與第一和第二電機56和72轉(zhuǎn)矩輸出和所應(yīng)用離合器的作用轉(zhuǎn)矩相關(guān)。上述輸入用來計算作用在變速器10輸出轉(zhuǎn)矩上的第一約束，其包括無約束二次解，該解包括優(yōu)化輸出轉(zhuǎn)矩(‘To*’)和優(yōu)化電池功率(‘P*BAT’)，用來在不考慮其它系統(tǒng)約束的情況下使系統(tǒng)工作。能量存儲裝置74的功率可以如方程15表示的變速器輸出轉(zhuǎn)矩To的函數(shù)來在數(shù)學上表示。
其中a1和b1表示根據(jù)特定應(yīng)用的標量值。方程15可以解出輸出轉(zhuǎn)矩，如方程16所示 對于可用電池功率范圍PBAT_MIN到PBAT_MAX，可以從方程16確定四個不同的輸出轉(zhuǎn)矩，包括正根情況的最大和最小二次輸出轉(zhuǎn)矩約束(‘To@PBATMaxOpt(PosRoot)和‘To@PBATMinOpt(PosRoot))，負根情況的最大和最小二次輸出轉(zhuǎn)矩約束(‘To@PBATMaxOpt(NegRoot)’和‘To@PBATMinOpt(NegRoot)’)，在圖6A中用曲線表示。圖6A表示了根據(jù)電池功率約束確定的輸出轉(zhuǎn)矩的有效的，即可用范圍。
對輸出轉(zhuǎn)矩的線性轉(zhuǎn)矩約束，即最小和最大線性輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToMinLinear’和‘ToMaxLinear’)(520)是根據(jù)補償電機轉(zhuǎn)矩、與第一和第二電機56和72的電機轉(zhuǎn)矩和所應(yīng)用離合器的作用轉(zhuǎn)矩相關(guān)的標量項(‘KTA from To’、‘KTB from To’、‘KTCL1 from To’)來確定的，電機轉(zhuǎn)矩約束包括第一和第二電機56和72的最小和最大電機轉(zhuǎn)矩限制值。應(yīng)用的離合器CL1(和CL2)的最小和最大離合器作用轉(zhuǎn)矩是相對第一應(yīng)用離合器和如圖所示的第二應(yīng)用離合器(需要的話)的電機轉(zhuǎn)矩約束畫出的(‘TCL1MIN’、‘TCL1MAX’)和(‘TCL2MIN’、‘TCL2MAX’)。
圖6B示意性的表示了根據(jù)補償電機轉(zhuǎn)矩、第一和第二電機56和72的最小和最大可獲得電機轉(zhuǎn)矩以及應(yīng)用離合器的最小和最大離合器作用轉(zhuǎn)矩確定的最小和最大線性輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToMinLin’和‘ToMaxLin)(520)。最小和最大線性輸出轉(zhuǎn)矩是能滿足電機轉(zhuǎn)矩約束且滿足應(yīng)用的離合器轉(zhuǎn)矩約束的最小和最大輸出轉(zhuǎn)矩。示范性表示了典型動力系的操作區(qū)，包括電機轉(zhuǎn)矩約束(‘Motor TorqueConstraints’)，在一個實施例中，該約束包括第一和第二電機56和72的最大和最小可獲得電機轉(zhuǎn)矩(‘TA_MAX’、‘TA_MIN’、‘TB_MAX’、‘TB_MIN’)。應(yīng)用的離合器CL1和CL2的最小和最大離合器作用轉(zhuǎn)矩是相對第一應(yīng)用離合器和如圖所示的第二應(yīng)用離合器(需要的話)的電機轉(zhuǎn)矩約束(‘TCL1MIN’、‘TCL1MAX’)和(‘TCL2MIN’、‘TCL2MAX’)表示。最小和最大線性輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToMinLin’和‘ToMaxLin)可以根據(jù)補償電機轉(zhuǎn)矩、第一和第二電機56和72的最小和最大可獲得電機轉(zhuǎn)矩以及應(yīng)用離合器的最小和最大離合器作用轉(zhuǎn)矩確定。最小和最大線性輸出轉(zhuǎn)矩是能滿足電機轉(zhuǎn)矩約束且滿足應(yīng)用離合器轉(zhuǎn)矩約束的最小和最大輸出轉(zhuǎn)矩。在所示的實施例中，第二應(yīng)用離合器CL2的最小和最大離合器作用轉(zhuǎn)矩限制更少，并且位于電機轉(zhuǎn)矩約束之外，這樣就不會限制輸出轉(zhuǎn)矩。操作限制在第一應(yīng)用離合器CL1的最小和最大離合器作用轉(zhuǎn)矩和第二電機72的最大和最小電機轉(zhuǎn)矩約束即TB_MAX’和‘TB_MIN’限定的區(qū)域內(nèi)。最大線性輸出轉(zhuǎn)矩是該區(qū)域中的最大輸出轉(zhuǎn)矩，即，在第二電機72的最大電機轉(zhuǎn)矩約束和第一應(yīng)用離合器的最小離合器作用轉(zhuǎn)矩(‘TCL1Min’)之間交點處的輸出轉(zhuǎn)矩。最小線性輸出轉(zhuǎn)矩是該區(qū)域中的最小輸出轉(zhuǎn)矩，即，在第二電機72的最小電機轉(zhuǎn)矩約束和第一應(yīng)用離合器的最大離合器作用轉(zhuǎn)矩(‘TCL1Max’)之間交點處的輸出轉(zhuǎn)矩。
圖5B表示了在一個固定檔位操作范圍狀態(tài)下的操作。在固定檔位操作范圍狀態(tài)之一的操作，要監(jiān)控加速踏板113和制動踏板112的操作者輸入來確定操作者轉(zhuǎn)矩請求。系統(tǒng)根據(jù)輸入計算出補償轉(zhuǎn)矩，輸入包括變速器10的操作范圍狀態(tài)、輸入轉(zhuǎn)矩和基于系統(tǒng)慣性、系統(tǒng)阻尼和離合器滑動的項(‘TO Misc Opt’、‘TCL1 Misc Opt’、‘TCL2Misc Opt’)，參見方程20、21、22和23在下文描述(510’)?！瓹L1’表示第一應(yīng)用離合器，即在所示實施例中離合器C1 70和C2 62中的一個，‘TCL1’是傳遞經(jīng)過CL1的轉(zhuǎn)矩?！瓹L2’表示應(yīng)用時的第二應(yīng)用離合器，即在所示實施例中離合器C2 62、C3 73和C4 75中的一個，‘TCL2’是傳遞經(jīng)過CL2的轉(zhuǎn)矩。補償轉(zhuǎn)矩是輸入，以計算線性輸出轉(zhuǎn)矩約束(520’)，和計算輸出轉(zhuǎn)矩的無約束二次解(530’)。
對輸出轉(zhuǎn)矩的無約束二次解(530’)使用ESD74的功率限制值(即可用電池功率PBAT_MIN到PBAT_MAX)、補償電機轉(zhuǎn)矩約束、電機轉(zhuǎn)矩特性和其它標量項(‘KTA from To’、‘KTB from To’、‘KTCL1 from To’)來計算，電機轉(zhuǎn)矩特性定義為在機械轉(zhuǎn)矩和電能之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)(‘Donut Space Coefficient’)，該系數(shù)與在第一和第二電機56和72之間的效率和功率損失有關(guān)來確定的，其在公式11中詳細表示，其它標量項是與第一和第二電機56和72轉(zhuǎn)矩輸出和所應(yīng)用離合器的作用轉(zhuǎn)矩相關(guān)，都是優(yōu)選沿著最優(yōu)電機轉(zhuǎn)矩分離線確定的。上述輸入用來計算變速器10輸出轉(zhuǎn)矩上的第一約束，其包括無約束二次解，該解包括優(yōu)化輸出轉(zhuǎn)矩(‘To*’)和優(yōu)化電池功率(‘P*BAT’)，用來在不考慮其它系統(tǒng)約束(530)的情況下使系統(tǒng)工作，其在上面已經(jīng)參照方程15和16介紹過了，并在圖6A中表示。
對輸出轉(zhuǎn)矩的線性轉(zhuǎn)矩約束，即最小和最大線性轉(zhuǎn)矩約束(‘ToMaxLinear’和‘ToMinLinear)(520’)是根據(jù)補償轉(zhuǎn)矩、與所應(yīng)用離合器的輸出轉(zhuǎn)矩和作用轉(zhuǎn)矩有關(guān)的標量項(‘KT0 from TA’、‘KTO from TB’、‘KTA from TCL1’、‘KTBfrom TCL1’、‘KTAfromTCL2’‘KTB from TCL2’)、第一和第二電機56和72的包括最小和最大電機轉(zhuǎn)矩限制的電機轉(zhuǎn)矩范圍(‘TAMin’、‘TAMax’、‘TBMin’、‘TBMax’)來確定的。確定應(yīng)用的轉(zhuǎn)矩傳遞離合器的最小和最大離合器作用轉(zhuǎn)矩約束(‘TCL1MIN’、‘TCL1MAX’)和(‘TCL2MIN’、‘TCL2MAX’)，其包括在選定操作范圍狀態(tài)下特定應(yīng)用的離合器。確定包括最小和最大線性輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToMinLinear’和‘ToMaxLinear’)的約束，最小線性輸出轉(zhuǎn)矩優(yōu)選包括上述最小轉(zhuǎn)矩值的最大值，最大線性輸出轉(zhuǎn)矩優(yōu)選包括上述最大轉(zhuǎn)矩值的最小值。
在模式操作范圍狀態(tài)和固定檔位操作范圍狀態(tài)中，對輸出轉(zhuǎn)矩的無約束二次解和最大和最小線性輸出轉(zhuǎn)矩與優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩結(jié)合起來計算優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToOpt’)和輸出轉(zhuǎn)矩約束(‘ToMinRaw’、‘ToMaxRaw’)(540)。優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩用搜索范圍(‘ToMinSearch’、‘ToMaxSearch’)來表示，其優(yōu)選包括操作者轉(zhuǎn)矩請求或另一個允許轉(zhuǎn)矩約束。在實施例中，優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩可以包括輸出轉(zhuǎn)矩，其在輸出轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)使電池功率消耗最小，并且滿足操作者轉(zhuǎn)矩請求。
輸出轉(zhuǎn)矩約束(‘ToMinRaw’、‘ToMaxRaw’)包括最大和最小未濾波輸出轉(zhuǎn)矩，它們根據(jù)輸入來確定，輸入包括輸入速度、輸出速度、電機轉(zhuǎn)矩約束、應(yīng)用離合器的作用離合器轉(zhuǎn)矩約束、發(fā)動機輸入轉(zhuǎn)矩、和輸入和輸出加速度。優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩要受到輸出轉(zhuǎn)矩約束的影響，并且根據(jù)允許輸出轉(zhuǎn)矩范圍來確定，該范圍可以是變化的，還包括即時加速輸出轉(zhuǎn)矩請求。優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩可以包括與最小電池放電電池功率對應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩或與最大電池充電電池功率對應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩。優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩是基于動力系通過第一和第二電機56和72傳遞和將電能轉(zhuǎn)換成機械轉(zhuǎn)矩的容量，以及即時或當前轉(zhuǎn)矩、速度、和作用離合器轉(zhuǎn)矩約束以及電功率輸入來確定的。
包括了最大和最小未濾波輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToMinRaw’、‘ToMaxRaw’)的輸出轉(zhuǎn)矩約束和優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToOpt’)可以通過執(zhí)行和求解空檔、模式和固定檔位操作的操作范圍狀態(tài)之一中的優(yōu)化函數(shù)來確定。輸出轉(zhuǎn)矩約束包括在當前輸入轉(zhuǎn)矩下在可用電池功率(‘PBATMin/Max’)以及電機轉(zhuǎn)矩約束范圍內(nèi)范圍內(nèi)的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩范圍，，電機轉(zhuǎn)矩約束包括可用電機轉(zhuǎn)矩范圍(‘TAMin/Max’、‘TBMin/Max’)，受應(yīng)用轉(zhuǎn)矩傳遞離合器的作用離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1Min’，‘TCL1Max’、‘TCL2Min’，‘TCL2Max’)的限制。在非制動操作中，輸出轉(zhuǎn)矩請求被限制在最大輸出轉(zhuǎn)矩容量之內(nèi)。
用來確定輸出轉(zhuǎn)矩上的最大和最小約束和優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩的輸入包括ESD74的功率輸出容量(包括可用電池功率和作用在ESD74上的任何DC載荷)、電機轉(zhuǎn)矩特性，該特性由在機械轉(zhuǎn)矩和電功率之間轉(zhuǎn)換系數(shù)根據(jù)在第一和第二電機56和72中的效率和功率損失(‘Donut Space Coefficient’)來限定。而且，監(jiān)控變速器的當前操作范圍狀態(tài)(‘Hybrid Range State’)、輸入轉(zhuǎn)矩、輸入速度(‘NI’)、輸出速度(‘NO’)、離合器速度(‘NC’)、滑動離合器的加速度(‘Ncsdot’)、輸出部件64的的加速度(‘Nodot’)和輸入部件12的加速度(‘Nidot’)，以及應(yīng)用離合器的最小和最大作用離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1Min’‘TCL1Max’、‘TCL2Min’‘TCL2Max’)以及未應(yīng)用、滑動離合器的估計轉(zhuǎn)矩(‘Tcs’)。上述加速度優(yōu)選是基于帶有目標加速度變化率的加速度曲線，但是也可以是實際加速度。第一和第二電機56和72的可用電機轉(zhuǎn)矩范圍也可以如上所述進行監(jiān)控和使用。
優(yōu)化函數(shù)優(yōu)選包括線性方程，該方程可以在系統(tǒng)的正在操作中以可執(zhí)行的算法執(zhí)行并求解，來確定能將電池功率消耗最小化并滿足操作者轉(zhuǎn)矩請求的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩范圍。線性方程要考慮輸入轉(zhuǎn)矩(‘Ti’)、系統(tǒng)慣性和線性阻尼。優(yōu)選地，對于模式操作中的每個操作范圍狀態(tài)都有一個線性方程。
當變速器14處于一個模式操作范圍狀態(tài)的時候，系統(tǒng)的線性方程是方程17 方程17可以求解來確定能將電池功率最小化并滿足操作者轉(zhuǎn)矩請求的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩。TCL1項表示對于模式操作而言傳遞經(jīng)過應(yīng)用離合器(即在模式1下的離合器C1 62和模式2下的離合器C2 70)的作用轉(zhuǎn)矩。項Tcs1、Tcs2和Tcs3表示對于特定模式操作而言傳遞經(jīng)過未應(yīng)用、滑動離合器的轉(zhuǎn)矩。
項表示由于輸入轉(zhuǎn)矩TI對傳遞經(jīng)過應(yīng)用離合器TCL1的電機轉(zhuǎn)矩(TA、TB)和作用轉(zhuǎn)矩的貢獻。標量項是基于第一和第二電機56和72的轉(zhuǎn)矩輸出和與根據(jù)特定系統(tǒng)應(yīng)用確定的輸入轉(zhuǎn)矩相關(guān)的所應(yīng)用離合器的作用轉(zhuǎn)矩(‘KTAfrom TI’、‘KTB from TI’、‘KTCL1 fromTI’)。
項表示由于輸出轉(zhuǎn)矩TO對電機轉(zhuǎn)矩(TA、TB)和傳遞經(jīng)過應(yīng)用離合器TCL1的作用轉(zhuǎn)矩的貢獻。標量項是基于第一和第二電機56和72的轉(zhuǎn)矩輸出和與根據(jù)特定系統(tǒng)應(yīng)用確定的輸入轉(zhuǎn)矩相關(guān)的所應(yīng)用離合器的作用轉(zhuǎn)矩(‘KTA from To’、‘KTB from To’、‘KTCL1 from To’)。
項表示具有兩個自由度的由于系統(tǒng)慣性對電機轉(zhuǎn)矩(TA、TB)和傳遞經(jīng)過應(yīng)用離合器TCL1的作用轉(zhuǎn)矩的貢獻。輸入加速度項和輸出加速度項選擇為兩個線性獨立的系統(tǒng)加速度，都可以用來表征動力系統(tǒng)部件的慣性。a11-a32項是根據(jù)特定系統(tǒng)應(yīng)用確定的系統(tǒng)特定標量值。
項表示由于線性阻尼對電機轉(zhuǎn)矩(TA、TB)和傳遞經(jīng)過應(yīng)用離合器TCL1的作用轉(zhuǎn)矩的貢獻，線性阻尼具有兩個自由度，選擇為兩個線性獨立的系統(tǒng)速度，即輸入速度和輸出速度，它們用來表征動力系統(tǒng)部件的阻尼。b11-b32項是根據(jù)特定系統(tǒng)應(yīng)用確定的系統(tǒng)特定標量值。
項表示由于未應(yīng)用、滑動離合器轉(zhuǎn)矩對電機轉(zhuǎn)矩(TA、TB)和傳遞經(jīng)過應(yīng)用離合器TCL1的作用轉(zhuǎn)矩的貢獻。Tcs1、Tcs2和Tcs3項表示傳遞經(jīng)過未應(yīng)用、滑動轉(zhuǎn)矩傳遞離合器的離合器轉(zhuǎn)矩。c11-c33項是根據(jù)特定系統(tǒng)應(yīng)用確定的系統(tǒng)特定標量值。
方程17可以改寫成方程18 帶有根據(jù)輸入確定的補償電機轉(zhuǎn)矩，輸入包括變速器10的操作范圍狀態(tài)、輸入轉(zhuǎn)矩和基于合成單個向量的系統(tǒng)慣性、系統(tǒng)阻尼和離合器滑動的項(‘TAMisc’、‘TB Misc’、‘TCL1 Misc’)。
對于輸入轉(zhuǎn)矩TI來說，方程18可以如下簡化為方程19 方程19可以使用優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘TO Opt’)來求解，以確定第一和第二電機56和72的優(yōu)選電機轉(zhuǎn)矩(‘TA Opt’、‘TB Opt’)(550)。據(jù)此也可以計算出優(yōu)選電池功率(‘PBAT Opt’、‘PA Opt’、‘PB Opt’)(560)。
當變速器14處于一個固定檔位操作范圍狀態(tài)下時，系統(tǒng)的線性方程是方程20。
可以求解方程20來確定能將電池功率最小化并滿足操作者轉(zhuǎn)矩請求的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩。TCL1和TCL2項表示在固定檔位操作下傳輸經(jīng)過應(yīng)用離合器的作用轉(zhuǎn)矩。項Tcs1和Tcs2表示對于特定固定檔位操作而言傳遞經(jīng)過未應(yīng)用、滑動離合器的轉(zhuǎn)矩。
項表示由于輸入轉(zhuǎn)矩TI對輸出轉(zhuǎn)矩TO和傳遞經(jīng)過應(yīng)用離合器TCL1和TCL2的作用轉(zhuǎn)矩的貢獻。標量項基于輸出轉(zhuǎn)矩和與根據(jù)特定系統(tǒng)應(yīng)用確定的輸入轉(zhuǎn)矩有關(guān)的所應(yīng)用離合器的作用轉(zhuǎn)矩(‘KTo from TI’、‘KTCL1 from TI’、‘KTCL2 fromTI’)。
項表示由于電機轉(zhuǎn)矩TA和TB對輸出轉(zhuǎn)矩和傳遞經(jīng)過應(yīng)用離合器的作用轉(zhuǎn)矩的貢獻。標量項基于輸出轉(zhuǎn)矩和與根據(jù)特定系統(tǒng)應(yīng)用而確定的來自于第一和第二電機56和72轉(zhuǎn)矩輸出相關(guān)的所應(yīng)用離合器的作用轉(zhuǎn)矩。
項表示由于具有單自由度的系統(tǒng)慣性對輸出轉(zhuǎn)矩和傳遞經(jīng)過應(yīng)用離合器(TCL1、TCL2)的作用轉(zhuǎn)矩的貢獻。輸入加速度項選擇為線性獨立的系統(tǒng)加速度，即用來表征動力系統(tǒng)部件的慣性。b11-b31項是根據(jù)特定系統(tǒng)應(yīng)用確定的系統(tǒng)特定標量值。
項表示由于單自由度的線性阻尼對輸出轉(zhuǎn)矩和傳遞經(jīng)過應(yīng)用離合器TCL1和TCL2的作用轉(zhuǎn)矩的貢獻，線性阻尼選擇為線性獨立的系統(tǒng)速度用來表征動力系統(tǒng)部件的阻尼。a11-a31項是根據(jù)特定系統(tǒng)應(yīng)用確定的系統(tǒng)特定標量值。
項表示由于未應(yīng)用、滑動離合器轉(zhuǎn)矩對輸出轉(zhuǎn)矩和傳遞經(jīng)過應(yīng)用離合器TCL1和TCL2的作用轉(zhuǎn)矩的貢獻。Tcs1和Tcs2項表示傳遞經(jīng)過未應(yīng)用、滑動轉(zhuǎn)矩傳遞離合器的離合器轉(zhuǎn)矩。c11-c32項是根據(jù)特定系統(tǒng)應(yīng)用確定的系統(tǒng)特定標量值。
方程20可以改寫成方程21 對于輸入轉(zhuǎn)矩TI來說，方程21可以如下簡化為方程22 帶有根據(jù)變速器10的操作范圍狀態(tài)的電機轉(zhuǎn)矩所確定的輸出轉(zhuǎn)矩和傳遞經(jīng)過應(yīng)用離合器TCL1和TCL2的作用轉(zhuǎn)矩，以及合成單個向量的根據(jù)輸入轉(zhuǎn)矩、系統(tǒng)慣性、系統(tǒng)阻尼和離合器滑動的項(‘TO Offset’、‘TCL1 Offset’、‘TCL2_Offset’)。方程22可以使用方程20中所確定的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘TO Opt’)來求解，以確定第一和第二電機56和72的優(yōu)選電機轉(zhuǎn)矩，包括確定優(yōu)選電機轉(zhuǎn)矩分離(‘TAOpt’、‘TB Opt’)(550’)。
電機轉(zhuǎn)矩指令可以用來控制第一和第二電機56和72，以便將輸出轉(zhuǎn)矩傳遞給輸出部件64以及傳動系90，在車輪93處產(chǎn)生牽引轉(zhuǎn)矩，從而根據(jù)加速踏板113的操作者輸入向前推動車輛。優(yōu)選地，只要輸出轉(zhuǎn)矩足以克服車上的外部載荷，例如道路坡度、空氣動力載荷以及其它載荷，則驅(qū)動車輛就可以使車輛加速。
圖7表示了確定優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘To Opt’)的過程(700)，優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩包括用于控制第一和第二電機56和72(‘TA Opt’、‘TB Opt’)的優(yōu)選電機轉(zhuǎn)矩、和基于它們的優(yōu)選電池功率(‘PBAT Opt’)。這包括確定最小和最大線性輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToMinLinear’和‘ToMaxLinear)(710)，由此確定最小和最大輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToMin’)(720)和(‘ToMax)(730)。要執(zhí)行搜索以確定最小輸出轉(zhuǎn)矩，并計算優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘TO Opt’)(740)。這包括選擇暫時輸出轉(zhuǎn)矩，其包括最小輸出轉(zhuǎn)矩搜索范圍的最小值(‘TO Min Search’)和最大輸出轉(zhuǎn)矩(‘TO Max’)。優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩選擇為暫時輸出轉(zhuǎn)矩、最小輸出轉(zhuǎn)矩和最小線性輸出轉(zhuǎn)矩的最大值。優(yōu)選電機轉(zhuǎn)矩和電池功率(‘TA Opt’、‘TB Opt’和‘PBAT Opt’)可以根據(jù)優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩來確定(750)，并用來控制動力系統(tǒng)的工作。
圖8表示了確定最小輸出轉(zhuǎn)矩(‘TO Min’)的流程圖720。圖10和11表示了當在固定檔位操作范圍狀態(tài)下操作時構(gòu)思的結(jié)果。最大充電電池功率(‘To@PBATMinPos Root)下的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘DOPT’)可以確定，如圖6和方程15和16所示(802)。最大充電電池功率下的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩與最小線性輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToMinLin’)進行比較(804)。當最小線性輸出轉(zhuǎn)矩大于或等于最大充電電池功率下的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩的時候，輸出轉(zhuǎn)矩被設(shè)定為等于最小線性輸出轉(zhuǎn)矩(806)。這就是作為最小輸出轉(zhuǎn)矩ToMin在720處返回到過程700中的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩。
當最小線性輸出轉(zhuǎn)矩小于最小充電電池功率下的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩的時候，應(yīng)用離合器的離合器轉(zhuǎn)矩被確定為最大充電電池功率下的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩使得動力系統(tǒng)工作(808)。處于附圖目的，應(yīng)用離合器是指‘CL1’和‘CL2’，其中應(yīng)用離合器對于選定的變速器操作范圍狀態(tài)來說是特定的。當變速器10在一個模式操作范圍狀態(tài)下即在本實施例中是M1和M2中操作時，就忽略離合器CL2的轉(zhuǎn)矩和力。當?shù)谝缓偷诙?yīng)用離合器CL1和CL2的離合器轉(zhuǎn)矩位于各自最小和最大離合器作用轉(zhuǎn)矩之間并且可以獲得的時候(810)，輸出轉(zhuǎn)矩就被設(shè)定為等于最大充電電池功率下的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(812)。
當?shù)谝粦?yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩位于各自最小和最大離合器作用轉(zhuǎn)矩之間并且可以獲得的時候(814)，第二應(yīng)用離合器CL2的離合器轉(zhuǎn)矩就與最大可獲得離合器轉(zhuǎn)矩進行比較(816)，如果大于，則優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘TO Min’)就被確定為在點(‘DCL2MAX’)處的最大充電電池功率(‘To@PBATMin)，在該點，輸出轉(zhuǎn)矩滿足第二應(yīng)用離合器CL2的最大可獲得離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL2Max’)并位于電池功率約束和電機轉(zhuǎn)矩約束內(nèi)(818)。這是作為最小輸出轉(zhuǎn)矩ToMin在720處返回到過程700中(819)的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩。
當?shù)诙?yīng)用離合器CL2小于最大可獲得離合器轉(zhuǎn)矩，即小于TCL2Min的時候(816)，優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘TOMin’)就被確定為在點(‘DCL2MIN’)處的最大充電電池功率(‘To@PBATMin’)，在該點，輸出轉(zhuǎn)矩滿足第二應(yīng)用離合器CL2的最小可獲得離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL2 Min’)并位于電池功率約束和電機轉(zhuǎn)矩約束內(nèi)(820)。這是作為最小輸出轉(zhuǎn)矩ToMin在720處返回到過程700中(821)的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩。
當?shù)谝粦?yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩不在各自最小和最大離合器作用轉(zhuǎn)矩之間的時候(814)，就要確定第二應(yīng)用離合器CL2的離合器轉(zhuǎn)矩是否位于各自最小和最大離合器作用轉(zhuǎn)矩之間因而是可獲得的(822)。當?shù)诙?yīng)用離合器CL2的離合器轉(zhuǎn)矩位于各自最小和最大離合器作用轉(zhuǎn)矩之間，就要將輸出轉(zhuǎn)矩線(‘To’)的斜度與第一應(yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩斜度進行比較(824)。當輸出轉(zhuǎn)矩線(‘To’)與第一應(yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1’)平行的時候，最小輸出轉(zhuǎn)矩(‘TO Min’)就被確定為最小線性輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToMinLin’)(826)。這是作為最小輸出轉(zhuǎn)矩ToMin在720處返回到過程700中的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩。
當?shù)谝粦?yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1’)大于第一應(yīng)用離合器CL1的最大離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1MAX’)的時候(828、830)，優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘TO Min’)就被確定為在點(‘DCL1MAX’)處的最大充電電池功率(‘To@PBATMin)，在該點，輸出轉(zhuǎn)矩滿足CL1的最大可獲得離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1Max’)并位于電池功率約束和電機轉(zhuǎn)矩約束內(nèi)(830)。這是作為最小輸出轉(zhuǎn)矩ToMin在720處返回到過程700中的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(831)。
當輸出轉(zhuǎn)矩線(‘To’)不與第一應(yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1’)平行的時候，且第一應(yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1’)小于第一應(yīng)用離合器CL1的最小離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1MAX’)即小于TCL2Min的時候(828、834)，優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘TO Min’)就被確定為在點(‘DCL1MIN’)處的最大充電電池功率(‘To@PBATMin)，在該點，輸出轉(zhuǎn)矩滿足CL1的最小可獲得離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1Min’)并位于電池功率約束和電機轉(zhuǎn)矩約束內(nèi)(834)。這是作為最小輸出轉(zhuǎn)矩ToMin在720處返回到過程700中的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(835)。
當?shù)诙?yīng)用離合器CL2的離合器轉(zhuǎn)矩位于各自最小和最大離合器作用轉(zhuǎn)矩之外的時候，第一應(yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩極限值(‘TCL1 Limit’)就要設(shè)定為第一應(yīng)用離合器CL1的最大離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1MAX’)以及第一離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1’)和第一應(yīng)用離合器CL1的最小離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1MIN’)中的最大值中的最小值。第二應(yīng)用離合器CL2的離合器轉(zhuǎn)矩極限值(‘TCL2Limit’)就要設(shè)定為第二應(yīng)用離合器CL2的最大離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL2MAX’)和第二離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL2’)和第二應(yīng)用離合器CL2的最小離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL2MIN’)中的最大值中的最小值(836)。
因此輸出轉(zhuǎn)矩線(‘To’)的斜度就要與第一應(yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩斜度進行比較(838)。當輸出轉(zhuǎn)矩線(‘To’)與第一應(yīng)用離合器CL1(‘TxCL1’)的離合器轉(zhuǎn)矩平行的時候，確定在某點的最大充電電池功率(‘To@PBATMin)處的輸出轉(zhuǎn)矩(‘Return To’)，在該點位于電池功率約束和電機轉(zhuǎn)矩約束內(nèi)，并且滿足第二應(yīng)用離合器CL2的離合器轉(zhuǎn)矩極限值(‘TCL2Limit’)(840)。最小輸出轉(zhuǎn)矩(‘To min’)就被確定為最大線性輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToMaxLin’)和返回輸出轉(zhuǎn)矩(‘Return To’)中的最大值(841)。這是作為最小輸出轉(zhuǎn)矩ToMin在720處返回到過程700中的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩。
當輸出轉(zhuǎn)矩線(‘To’)不與第一應(yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1’)平行的時候，第一輸出轉(zhuǎn)矩就可以在某點的最大充電電池功率(‘To@PBATMin)處確定，在該點處位于電池功率約束和電機轉(zhuǎn)矩約束內(nèi)，并且滿足第一應(yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩極限值(‘TCL1Limit’)。第二輸出轉(zhuǎn)矩就可以在某點處的最大充電電池功率(‘To@PBATMin)處確定，在該點處位于電池功率約束和電機轉(zhuǎn)矩約束內(nèi)，并且滿足第二應(yīng)用離合器CL2的離合器轉(zhuǎn)矩極限值(‘TCL2Limit’)(842)。優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩就被確定為第一和第二輸出轉(zhuǎn)矩的最大值，其作為最小輸出轉(zhuǎn)矩ToMin在720處返回到過程700中(844)。
圖9表示了確定最大輸出轉(zhuǎn)矩(‘TO Min’)的流程圖30。圖10和11表示了構(gòu)思結(jié)果。包括圖6中的‘To@PBATMax Pos Root’的最大放電電池功率下的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘To@PBAT Max Opt’)可以確定(‘COPT’)，如圖6和方程15和16所示(902)。最大放電電池功率下的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩要與最大線性輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToMaxLin’)進行比較(904)。當最大放電電池功率下的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩大于最大線性輸出轉(zhuǎn)矩的時候，輸出轉(zhuǎn)矩(‘COPT’)被設(shè)定為等于最大線性輸出轉(zhuǎn)矩(906)。這是作為最大輸出轉(zhuǎn)矩ToMax在720處返回到過程700中的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩。
當最大放電電池功率下的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩小于或等于最大線性輸出轉(zhuǎn)矩的時候，就要確定應(yīng)用離合器的離合器轉(zhuǎn)矩以使得動力系統(tǒng)在最大放電電池功率下的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩工作(908)。處于附圖目的，應(yīng)用離合器是指‘CL1’和‘CL2’，其中應(yīng)用離合器對于選定的變速器操作范圍狀態(tài)來說是特定的。當變速器10在一個模式操作范圍狀態(tài)下(即在本實施例中是M1和M2中)工作時，就忽略離合器CL2的轉(zhuǎn)矩和力。當?shù)谝缓偷诙?yīng)用離合器CL1和CL2的離合器轉(zhuǎn)矩位于各自最小和最大離合器作用轉(zhuǎn)矩之間并且因而是可獲得的時候(910)，輸出轉(zhuǎn)矩就被設(shè)定為等于最大放電電池功率下的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(912)。
當?shù)谝粦?yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩位于各自最小和最大離合器作用轉(zhuǎn)矩之間并且因而是可獲得的時候(914)，第二應(yīng)用離合器CL2的離合器轉(zhuǎn)矩與最大可獲得離合器轉(zhuǎn)矩進行比較(916)，如果大于，則優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘TO Max’)就被確定為在點(‘CCL2MAX’)的最大放電電池功率(‘To@PBATMax’)，在該點，輸出轉(zhuǎn)矩滿足第二應(yīng)用離合器CL2的最大可獲得離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL2Max’)并位于電池功率約束和電機轉(zhuǎn)矩約束內(nèi)(918)。這是作為最大輸出轉(zhuǎn)矩ToMax在720處返回到過程700中(919)的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩。
當?shù)诙?yīng)用離合器CL2小于最大可獲得離合器轉(zhuǎn)矩的時候(916)，優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘TO Max’)就被確定為在點(CCL2MIN’)的最大放電電池功率(‘To@PBATMax’)，在該點，輸出轉(zhuǎn)矩滿足第二應(yīng)用離合器CL2的最小可獲得離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL2Min’)并位于電池功率約束和電機轉(zhuǎn)矩約束內(nèi)(920)。這是作為最大輸出轉(zhuǎn)矩ToMax在720處返回到過程700中的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(921)。
當?shù)谝粦?yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩沒有位于各自最小和最大離合器作用轉(zhuǎn)矩之間的時候(914)，就要確定第二應(yīng)用離合器CL2的離合器轉(zhuǎn)矩是否位于最小和最大離合器作用轉(zhuǎn)矩之間并且因而是可獲得的(922)。當?shù)诙?yīng)用離合器CL2的離合器轉(zhuǎn)矩位于最小和最大離合器作用轉(zhuǎn)矩之間時，將輸出轉(zhuǎn)矩線(‘To’)的斜度與第一應(yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩斜度進行比較(924)。當輸出轉(zhuǎn)矩線(‘To’)與第一應(yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1’)平行的時候，優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘TO Max’)就被確定為最大線性輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToMaxLin’)(926)。這是作為最大輸出轉(zhuǎn)矩ToMax在720處返回到過程700中的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩。
當輸出轉(zhuǎn)矩線(‘To’)不與第一應(yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1’)平行的時候，且第一應(yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1’)大于第一應(yīng)用離合器CL1的最大離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1MAX’)的時候(928、930)，優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘TOMax’)就被確定為在點(‘CCL1MAX’)的最大放電電池功率(‘To@PBATMax)，在該點，輸出轉(zhuǎn)矩滿足CL1的最大可獲得離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1MAX’)并位于電池功率約束和電機轉(zhuǎn)矩約束內(nèi)(930)。這是作為最大輸出轉(zhuǎn)矩ToMax在720處返回到過程700中的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(931)。
當?shù)谝粦?yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1’)小于第一應(yīng)用離合器CL1的最大離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1MAX’)的時候(928、934)，優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘TO Max’)就被確定為在點(‘CCL1MIN’)的最大放電電池功率(‘To@PBATMax’)，在該點，輸出轉(zhuǎn)矩滿足CL1的最小可獲得離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1 MIN’)并位于電池功率約束和電機轉(zhuǎn)矩約束內(nèi)(934)。這是作為最大輸出轉(zhuǎn)矩ToM ax在720處返回到過程700中的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(935)。
當?shù)诙?yīng)用離合器CL2的離合器轉(zhuǎn)矩位于各自最小和最大離合器作用轉(zhuǎn)矩之外的時候，第一應(yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩極限值(‘TCL1 Limit’)設(shè)定為第一應(yīng)用離合器CL1的最大離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1 MAX’)與第一離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1’)和第一應(yīng)用離合器CL1的最小離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1 MIN’)中的最大值中的最小值。第二應(yīng)用離合器CL2的離合器轉(zhuǎn)矩極限值(‘TCL2 Limit’)設(shè)定為第二應(yīng)用離合器CL2的最大離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL2MAX’)與第二離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL2’)和第二應(yīng)用離合器CL2的最小離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL2MIN’)中的最大值中的最小值(932)。隨后，輸出轉(zhuǎn)矩線(‘To’)的斜度與第一應(yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩斜度進行比較(938)。當輸出轉(zhuǎn)矩線(‘To’)與第一應(yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1’)平行的時候，確定為在某點處的最大放電電池功率(‘To@PBATMax)處的輸出轉(zhuǎn)矩(‘Return To’)，在該點處位于電池功率約束和電機轉(zhuǎn)矩約束內(nèi)，并且滿足第二應(yīng)用離合器CL2的離合器轉(zhuǎn)矩極限值(‘TCL2Limit’)(940)。最大輸出轉(zhuǎn)矩(‘To Max’)就被確定為最大線性輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToMaxLin’)和返回輸出轉(zhuǎn)矩(‘ReturnTo’)中最小值(941)。這是作為最大輸出轉(zhuǎn)矩ToMax在720處返回到過程700中的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩。
當輸出轉(zhuǎn)矩線(‘To’)不與第一應(yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1’)平行的時候，第一輸出轉(zhuǎn)矩就可以確定在某點處的最大放電電池功率(‘To@PBATMax)處確定，在該點處位于電池功率約束和電機轉(zhuǎn)矩約束內(nèi)，并且滿足第一應(yīng)用離合器CL1的離合器轉(zhuǎn)矩極限值(‘TCL1 Limit’)。第二輸出轉(zhuǎn)矩就可以在某點處的最大放電電池功率(‘To@PBATMax)處確定，在該點處位于電池功率約束和電機轉(zhuǎn)矩約束內(nèi)，并且滿足第二應(yīng)用離合器CL2的離合器轉(zhuǎn)矩極限值(‘TCL2Limit’)(942)。優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩就被確定為第一和第二輸出轉(zhuǎn)矩的最小值。這作為最大輸出轉(zhuǎn)矩ToMax在720處返回到過程700中(944)。
圖10、11和12表示了用來控制圖1、2和3中動力系統(tǒng)的控制方案的操作過程，其使用了參照圖4和6所示的圖形數(shù)學結(jié)構(gòu)。第一坐標系L表示TA/TB空間，且基于電機轉(zhuǎn)矩TA和TB。第二坐標系K表示了變換到TX/TY空間的電機轉(zhuǎn)矩TA和TB，參見圖4和方程1-12，其與第一坐標系L和TA/TB空間的關(guān)系用圖形表示。第三坐標系M表示了PBAT/TO空間，是基于與參考圖6和方程1-12描述的輸出轉(zhuǎn)矩TO有關(guān)的電池功率PBAT。在所示的操作中，變速器10是在CL1＝C1 70、CL2＝C2 62的G2中工作。
獨立確定的參數(shù)包括PBATMin和PBATMax，在相對于第二坐標系K的TX/TY空間中用RMIN和RMAX表示。表示了凈零電池功率線R0。可以確定變換的電機轉(zhuǎn)矩約束(‘Motor Torque Constraints’)，并在TX/TY空間中或TA/TB空間中用圖表示。第一坐標系L表示TA＝0且TB＝0的TA/TB空間，其可以在TX/TY空間中確定，并相對于K坐標系表示。兩個點TA＝0、TB＝0和TX＝0、TY＝0確定了優(yōu)選電機轉(zhuǎn)矩分離線(‘Optimal Motor Torque Split Line’)，其包括在第一和第二電機56和72之間的轉(zhuǎn)矩分離，該分離可以獲得最小功率損失，并且可以根據(jù)電機轉(zhuǎn)矩約束確定，并且可以將輸出轉(zhuǎn)矩所需的電池功率最小化。離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍包括第一離合器的最小、最大和零離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL1MIN’、‘TCL1MAX’、‘TCL1＝0’)和第二離合器的最小、最大和零離合器轉(zhuǎn)矩(‘TCL2MIN’、‘TCL2MAX’、‘TCL2＝0’)，該范圍可以相對于電機轉(zhuǎn)矩約束和電池功率約束確定，并且相對于第二坐標系K在TX/TY空間中表示，或者相對于第一坐標系L在TA/TB空間中表示。電池功率PBATMin和PBATMax可以相對于表示了電池功率PBAT與輸出轉(zhuǎn)矩TO之間關(guān)系的第三坐標系M表示。第三坐標系M表示了電池功率PBAT與輸出轉(zhuǎn)矩TO之間的關(guān)系，從零輸出轉(zhuǎn)矩(‘TO＝0’)開始增加輸出轉(zhuǎn)矩，包括表示了最大和最小線性輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToMaxLin’、‘ToMinLin’)的線。最大和最小輸出轉(zhuǎn)矩在第三坐標系中表示(‘To@PBATMAX Opt’、‘To@PBATMAX Opt’)，并表示了正根的情況，其推導過程已經(jīng)參照附圖6予以說明。最大和最小輸出轉(zhuǎn)矩如圖所示轉(zhuǎn)換成TX/TY空間。
這樣，在操作過程中，通過選擇性應(yīng)用轉(zhuǎn)矩傳遞離合器，，例如離合器C1 70、C2 62、C3 73以及C4 75混合動力變速器14以固定檔位和連續(xù)可變操作范圍狀態(tài)之一將轉(zhuǎn)矩在輸入部件12和轉(zhuǎn)矩裝置(例如第一和第二電機56和72)以及輸出部件64之間進行傳遞。離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍是根據(jù)所應(yīng)用的離合器確定，電機轉(zhuǎn)矩范圍是根據(jù)轉(zhuǎn)矩裝置確定。確定從ESD74傳遞的電功率。對于傳遞給輸出部件64的輸出轉(zhuǎn)矩上的約束是根據(jù)所應(yīng)用離合器的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍確定的。對于傳遞給輸出部件64的輸出轉(zhuǎn)矩上的約束是根據(jù)轉(zhuǎn)矩裝置的電機轉(zhuǎn)矩范圍確定的。傳遞給輸出部件64的輸出轉(zhuǎn)矩上的約束是根據(jù)從能量存儲裝置傳遞的功率確定的。確定輸出部件64的允許輸出轉(zhuǎn)矩范圍，它是在傳遞給輸出部件64的輸出轉(zhuǎn)矩上的約束內(nèi)可獲得的，基于所應(yīng)用離合器的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍、轉(zhuǎn)矩裝置的電機轉(zhuǎn)矩范圍和從能量存儲裝置傳遞的功率。根據(jù)允許輸出轉(zhuǎn)矩范圍和約束控制混合動力變速器以便從變速器10產(chǎn)生輸出轉(zhuǎn)矩。這可以包括在所應(yīng)用離合器之一的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍上的約束，例如離合器所傳遞的補償轉(zhuǎn)矩以便允許離合器在不滑動的情況下停用。如上所述，就可以根據(jù)在一個所應(yīng)用離合器的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍上引入的約束來確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩上的約束。確定允許輸出轉(zhuǎn)矩范圍，其是根據(jù)應(yīng)用離合器的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍在傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩上的約束和其它約束(如果有的話)的范圍內(nèi)可獲得的，其它約束包括轉(zhuǎn)矩裝置的電機轉(zhuǎn)矩范圍、能量存儲裝置所傳遞的功率和在一個應(yīng)用離合器的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍上引入的約束。下面介紹動力系統(tǒng)確定在輸出轉(zhuǎn)矩上的約束的操作。
圖10表示了當操作不受第一和第二離合器CL1和CL2的離合器轉(zhuǎn)矩約束限制的時候以一個固定檔位的操作，即在圖1和2所示實施例中固定檔位G2。當最大充電電池功率下的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘To@PBATMax Opt’)大于最小線性輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToMIN Lin’)的時候，只要優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩不違反離合器轉(zhuǎn)矩約束，則優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘DOPT’)是最大充電電池功率(‘To@PBATMIN Opt’)。當最大充電電池功率下的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘To@PBATMax Opt’)小于最大線性輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToMax Lin’)的時候，只要優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩不違反離合器轉(zhuǎn)矩約束，則優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘COPT’)是最大充電電池功率(‘To@PBATMax Opt’)。
圖11表示了以一個固定檔位(即，在圖1和2所示實施例中G2)和在過渡到模式2操作期間的操作，這時一個離合器CL1卸載。在這種情況下，CL1的離合器轉(zhuǎn)矩會影響操作。最大放電電池功率下的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘To@PBATMaxOpt’)小于最大線性輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToMax Lin’)，但是包括了最大放電電池功率(‘To@PBATMAX Opt’)的在優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘COPT’)處的第一離合器轉(zhuǎn)矩TCL1要小于第一離合器的最小離合器轉(zhuǎn)矩約束(‘TCL1MIN’)。在這種情況下，優(yōu)選最大輸出轉(zhuǎn)矩(‘CCL1MIN’)包括滿足電池功率約束(‘PBATMAX’)并滿足第一離合器的最小離合器轉(zhuǎn)矩約束(‘TCL1MIN’)的輸出轉(zhuǎn)矩。優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘CCL1MIN’)不會與優(yōu)選電機轉(zhuǎn)矩分離線(‘Optimal Motor Torque Split Line’)相交，在第一和第二電機56和72之間的電機轉(zhuǎn)矩分離TA和TB不會在離合器約束工作期間得到最小功率損失。電機轉(zhuǎn)矩分離可以根據(jù)CL1轉(zhuǎn)矩約束確定。
最大充電電池功率下的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘To@PBATMIN Opt’)大于最小線性輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToMIN Lin’)，且包括了最大放電電池功率(‘To@PBATMAX Opt’)的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘DOPT’)在第一離合器的離合器轉(zhuǎn)矩約束(‘TCL1MIN’)中。在這種情況下，優(yōu)選最小輸出轉(zhuǎn)矩(‘DCL1MIN’)包括滿足電池功率約束(‘PBATMIN’)和滿足最大充電電池功率(‘To@PBATMINOpt’)的輸出轉(zhuǎn)矩。
圖12表示了以一個固定檔位(在圖1和2所示實施例中固定檔位G2)向模式1過渡的過程中的操作，這時第二個離合器CL2卸載。在這種情況下，CL2的離合器作用轉(zhuǎn)矩影響操作。最大充電電池功率下的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘To@PBATMINOpt’)小于最小線性輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToMin Lin’)，但是包括了最大充電電池功率(‘To@PBATMIN Opt’)的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩(‘DOPT’)超過第二離合器的最大離合器轉(zhuǎn)矩約束(‘TCL2MAX’)。在這種情況下，優(yōu)選最小輸出轉(zhuǎn)矩(‘ToMin Lin’)構(gòu)成最小線性輸出轉(zhuǎn)矩。優(yōu)選最小輸出轉(zhuǎn)矩不會與優(yōu)選電機轉(zhuǎn)矩分離線(‘Optimal Motor Torque Split Line’)相交，在第一和第二電機56和72之間的電機轉(zhuǎn)矩分離TA和TB不會在離合器約束工作期間得到最小功率損失。電機轉(zhuǎn)矩分離可以根據(jù)CL2的轉(zhuǎn)矩約束確定。
可以理解的是，在本說明書的范圍內(nèi)變型是允許的。說明書是參照優(yōu)選實施例及其變型作出的。在閱讀和理解說明書的基礎(chǔ)上，可以作出其它變型或改變。所有這樣的變型和改變都應(yīng)該處于本發(fā)明的范圍中。
權(quán)利要求
1、一種控制混合動力變速器的方法，通過可選擇地應(yīng)用轉(zhuǎn)矩傳遞離合器，混合動力變速器可操作以多個固定檔位和連續(xù)可變操作范圍狀態(tài)中的一個在輸入部件和轉(zhuǎn)矩裝置以及輸出部件之間傳遞轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩裝置可操作從能量存儲裝置傳遞功率，該方法包括
在一個操作范圍狀態(tài)下操作混合動力變速器；
確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的第一組內(nèi)部系統(tǒng)約束；
確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的第二組內(nèi)部系統(tǒng)約束；和
確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的第一組內(nèi)部系統(tǒng)約束和第二組內(nèi)部系統(tǒng)約束內(nèi)可獲得的允許輸出轉(zhuǎn)矩范圍。
2、如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定輸出轉(zhuǎn)矩的第一組內(nèi)部系統(tǒng)約束包括確定系統(tǒng)約束，所述系統(tǒng)約束根據(jù)一個約束中的線性變化而在輸出轉(zhuǎn)矩上展現(xiàn)出線性變化。
3、如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，線性轉(zhuǎn)矩約束包括用于轉(zhuǎn)矩裝置的最小和最大可獲得電機轉(zhuǎn)矩。
4、如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，線性轉(zhuǎn)矩約束包括用于應(yīng)用轉(zhuǎn)矩傳遞離合器的最小和最大離合器作用轉(zhuǎn)矩。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定輸出轉(zhuǎn)矩的第二組內(nèi)部系統(tǒng)約束包括確定系統(tǒng)約束，所述系統(tǒng)約束根據(jù)一個約束中的線性變化而在輸出轉(zhuǎn)矩上展現(xiàn)出非線性變化。
6、如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，非線性系統(tǒng)約束包括來自能量存儲裝置的可用功率。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，
在傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩上引入外部系統(tǒng)約束；
確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的第一組內(nèi)部系統(tǒng)約束和第二組內(nèi)部系統(tǒng)約束內(nèi)可獲得的允許輸出轉(zhuǎn)矩范圍，所述允許輸出轉(zhuǎn)矩范圍響應(yīng)于外部系統(tǒng)約束。
8、如權(quán)利要求7的方法，其特征在于，外部系統(tǒng)約束根據(jù)操作者轉(zhuǎn)矩請求確定。
9、如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括確定優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩，其將從能量存儲裝置傳遞給轉(zhuǎn)矩裝置的功率最小化，并是在允許輸出轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)可獲得的。
10、一種控制混合動力變速器的方法，通過可選擇地應(yīng)用轉(zhuǎn)矩傳遞離合器，混合動力變速器可操作以多個固定檔位和連續(xù)可變操作范圍狀態(tài)中的一個在輸入部件和轉(zhuǎn)矩裝置以及輸出部件之間傳遞轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩裝置可操作從能量存儲裝置傳遞功率，該方法包括
應(yīng)用轉(zhuǎn)矩傳遞離合器，并且在一個操作范圍狀態(tài)下操作混合動力變速器；
確定應(yīng)用離合器的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍、轉(zhuǎn)矩裝置的電機轉(zhuǎn)矩范圍和從能量存儲裝置傳遞的功率；
根據(jù)應(yīng)用離合器的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的約束；
根據(jù)轉(zhuǎn)矩裝置的電機轉(zhuǎn)矩范圍確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的約束；
根據(jù)從能量存儲裝置傳遞的功率確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的約束；
根據(jù)應(yīng)用離合器的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍、轉(zhuǎn)矩裝置的電機轉(zhuǎn)矩范圍和從能量存儲裝置傳遞的功率確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的約束內(nèi)可獲得的允許輸出轉(zhuǎn)矩范圍；和
根據(jù)允許輸出轉(zhuǎn)矩范圍控制變速器的輸出轉(zhuǎn)矩。
11、如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括
在一個應(yīng)用離合器的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍引入約束；
根據(jù)一個應(yīng)用離合器的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍上引入的約束確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的約束；
根據(jù)應(yīng)用離合器的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍、轉(zhuǎn)矩裝置的電機轉(zhuǎn)矩范圍、從能量存儲裝置傳遞的功率和一個應(yīng)用離合器的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍上引入的約束確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的約束內(nèi)可獲得的允許輸出轉(zhuǎn)矩范圍。
12、如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括
確定操作者轉(zhuǎn)矩請求；
控制變速器的輸出轉(zhuǎn)矩，所述輸出轉(zhuǎn)矩是在允許輸出轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)可獲得的，響應(yīng)于操作者轉(zhuǎn)矩請求，并使得從能量存儲裝置傳遞給轉(zhuǎn)矩裝置的功率最小化。
13、如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括
在一個轉(zhuǎn)矩電機的電機轉(zhuǎn)矩范圍上引入約束；
根據(jù)一個轉(zhuǎn)矩電機的電機轉(zhuǎn)矩范圍上引入的約束確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的約束；
根據(jù)應(yīng)用離合器的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍、轉(zhuǎn)矩裝置的電機轉(zhuǎn)矩范圍、從能量存儲裝置傳遞的功率和一個轉(zhuǎn)矩電機的電機轉(zhuǎn)矩范圍上引入的約束確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的約束內(nèi)可獲得的允許輸出轉(zhuǎn)矩范圍。
14、如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括
確定操作者轉(zhuǎn)矩請求；和
控制變速器的輸出轉(zhuǎn)矩，所述輸出轉(zhuǎn)矩是在允許輸出轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)可獲得的，響應(yīng)于操作者轉(zhuǎn)矩請求，并使得從能量存儲裝置傳遞給轉(zhuǎn)矩裝置的功率最小化。
15、如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括
在從能量存儲裝置傳遞的功率引入約束；
根據(jù)從能量存儲裝置傳遞的功率上引入的約束確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的約束；和
根據(jù)應(yīng)用離合器的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍、轉(zhuǎn)矩裝置的電機轉(zhuǎn)矩范圍、從能量存儲裝置傳遞的功率和從能量存儲裝置傳遞的功率上引入的約束確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的約束內(nèi)可獲得的允許輸出轉(zhuǎn)矩范圍。
16、如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，還包括
確定操作者轉(zhuǎn)矩請求；和
控制變速器的輸出轉(zhuǎn)矩，所述輸出轉(zhuǎn)矩是在允許輸出轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)可獲得的，響應(yīng)于操作者轉(zhuǎn)矩請求，并使得從能量存儲裝置傳遞給轉(zhuǎn)矩裝置的功率最小化。
17、一種控制混合動力變速器的方法，通過可選擇地應(yīng)用轉(zhuǎn)矩傳遞離合器，混合動力變速器可操作以多個固定檔位和連續(xù)可變操作范圍狀態(tài)中的一個在輸入部件和第一、第二轉(zhuǎn)矩裝置以及輸出部件之間傳遞轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩裝置可操作從能量存儲裝置傳遞功率，該方法包括
確定操作者轉(zhuǎn)矩請求；
確定應(yīng)用離合器的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍、轉(zhuǎn)矩裝置的電機轉(zhuǎn)矩范圍和從能量存儲裝置傳遞的功率；
根據(jù)應(yīng)用離合器的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的約束；
根據(jù)轉(zhuǎn)矩裝置的電機轉(zhuǎn)矩范圍確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩上的約束；
根據(jù)從能量存儲裝置傳遞的功率確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩上的約束；
在一個應(yīng)用離合器的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍引入約束；
根據(jù)一個應(yīng)用離合器的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍上引入的約束確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩上的約束；
根據(jù)應(yīng)用離合器的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍、轉(zhuǎn)矩裝置的電機轉(zhuǎn)矩范圍、從能量存儲裝置傳遞的功率和在一個應(yīng)用離合器的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍上引入的約束確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的約束內(nèi)可獲得的允許輸出轉(zhuǎn)矩范圍；和
根據(jù)允許輸出轉(zhuǎn)矩來控制轉(zhuǎn)矩裝置的的電機轉(zhuǎn)矩。
全文摘要
通過選擇性應(yīng)用轉(zhuǎn)矩傳遞離合器，混合動力變速器可操作以多個固定檔位和連續(xù)可變操作范圍狀態(tài)中的一個在輸入部件和轉(zhuǎn)矩裝置以及輸出部件之間傳遞轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩裝置可以用于從能量存儲裝置傳遞功率?？刂苹旌蟿恿ψ兯倨鞯姆椒òㄒ砸粋€操作范圍狀態(tài)下操作混合動力變速器；確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的第一組內(nèi)部系統(tǒng)約束；確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的第二組內(nèi)部系統(tǒng)約束；和確定傳遞給輸出部件的輸出轉(zhuǎn)矩的第一組內(nèi)部系統(tǒng)約束和第二組內(nèi)部系統(tǒng)約束內(nèi)可獲得的允許輸出轉(zhuǎn)矩范圍。
文檔編號B60W10/10GK101549688SQ20081019082
公開日2009年10月7日 申請日期2008年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月5日
發(fā)明者A·H·希普, T·-M·謝, B·吳 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司