專利名稱：用于在動(dòng)力系內(nèi)控制電壓的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制動(dòng)力系內(nèi)的電壓的方法。
背景技術(shù)：
此部分的內(nèi)容僅僅是與本申請相關(guān)的背景信息，并不一定是現(xiàn)有技術(shù)。 已知的動(dòng)力系包括轉(zhuǎn)矩發(fā)生裝置，包括內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)，其通過變速器將 轉(zhuǎn)矩輸出到輸出元件。 一種示意性的動(dòng)力系包括一種雙模式、復(fù)合一分解機(jī)電 變速器，其禾擁輸入元i條收來自原動(dòng)機(jī)動(dòng)力源的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，雌的是來自內(nèi) 燃機(jī)以及輸出元件的原動(dòng)力轉(zhuǎn)矩。輸出轉(zhuǎn)矩可操作地連接到機(jī)動(dòng)車輛的動(dòng)力傳 動(dòng)系統(tǒng)以傳送牽引轉(zhuǎn)矩到其上。電機(jī)，用作電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)，產(chǎn)生變速器的轉(zhuǎn) 矩輸入，獨(dú)立于來自內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸入。通過車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，所述電機(jī) 可把車輛動(dòng)能轉(zhuǎn)變成可在電能儲存裝置中儲存的電能?？刂葡到y(tǒng)監(jiān)控來自車輛 和操作員的各種輸入并對動(dòng)力系進(jìn)行操作控制，包括控制變速器的操作狀態(tài)以 及檔位轉(zhuǎn)換，控制轉(zhuǎn)矩發(fā)生裝置，并調(diào)節(jié)電能儲存裝置與電機(jī)之間電能的轉(zhuǎn)換 來以獲得變速器的輸出，包括轉(zhuǎn)矩和車f31。

發(fā)明內(nèi)容
動(dòng)力系包括第一動(dòng)力致動(dòng)器、第二動(dòng)力致動(dòng)器；變速裝置、以及與第一動(dòng) 力致動(dòng)器和第二動(dòng)力致動(dòng)器之一耦合的儲能裝置。所述變速裝置用于在輸出元 件與第一和第二動(dòng)力致動(dòng)器之間轉(zhuǎn)換能量。 一種用于控制動(dòng)力系的方法包括監(jiān)
控儲能裝置的電壓，以及提供基本電壓限度、中間動(dòng)力約束、定義了優(yōu)選電壓
范圍的^3^電壓限度，以及儲能裝置的觸發(fā)電壓限度。當(dāng)儲能裝置的電壓越過 觸發(fā)電壓限度時(shí)，所述優(yōu)選電壓限度就會(huì)作出調(diào)整。第一動(dòng)力致動(dòng)器的動(dòng)力指 令被監(jiān)控，且儲能裝置對應(yīng)于動(dòng)力指令的輸出動(dòng)力被估算。當(dāng)儲能裝置的電壓 在優(yōu)選電壓范圍內(nèi)時(shí)，基于中間動(dòng)力約束確定第一動(dòng)力致動(dòng)器的動(dòng)力約束。另夕卜，當(dāng)儲能裝置的電壓越過所述優(yōu)選電壓限度時(shí)，基于估算的儲能裝置的輸出 動(dòng)力來確定第一動(dòng)力致動(dòng)器的動(dòng)力約束。


參考所附附圖，M舉例方式，以下將闡述多個(gè)實(shí)施例，其中 圖1是依照本申請的一種示意性動(dòng)力系的示意亂
圖2是依照本申請的一種控制系統(tǒng)和動(dòng)力系的示意性結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖3禾口圖4是依照本申請的一種在動(dòng)力系中控制和處理轉(zhuǎn)矩的控希係統(tǒng)的 示意流程圖5， 6和7是依照本申請的示意性控制方案的示意流程圖8是依照本申請的一種控制方案中與時(shí)間相對應(yīng)的能量值圖解；
圖9是依照本申請的一種示意性控制方案的流程亂
圖10是依照本申請的一種控制方案中與時(shí)間相對應(yīng)的電壓值和能量值的圖 解；以及
圖11和12是依照本申請的示意性控制方案的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考附圖，其中所述附圖僅僅是用于解釋某個(gè)實(shí)施例的目的，而不是
用于限制本發(fā)明要與之相同的目的，圖1和圖2所示的是一種示意性的機(jī)電混 合動(dòng)力系。依照本申請圖1所示的示意性機(jī)電混合動(dòng)力系包括與發(fā)動(dòng)機(jī)14和第 一、第二電機(jī)('MG-A，) 56、 ('MG-B，) 72可操作地連接的雙模式機(jī)電混合變 速器IO。所述發(fā)動(dòng)機(jī)14和第一、第二電機(jī)56、 72者陏g產(chǎn)生可傳遞到變速器10 的動(dòng)力。發(fā)動(dòng)機(jī)14和第一、第二電機(jī)56、 72產(chǎn)生并被傳遞到變速器10的動(dòng)力 分別被稱為輸入車統(tǒng)和電機(jī)轉(zhuǎn)矩，此處分別以T,， 丁A以及TB標(biāo)記，它們的速 度此處相應(yīng)地分別以N,, NA以及NB標(biāo)記。
所述示意性的發(fā)動(dòng)機(jī)14包括可在多個(gè)狀態(tài)下有選擇的操作的多汽缸內(nèi)燃 機(jī)，其鵬輸入軸12把轉(zhuǎn)矩傳遞到變速器10，且可以是火花點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)豐滅者 壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括與變速器10的輸入軸12可操作地連接的曲軸 (未示出)。轉(zhuǎn)速傳感器11監(jiān)控輸入軸12的轉(zhuǎn)速。來自發(fā)動(dòng)機(jī)14輸出的動(dòng)力輸 出，包括 鍵和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，可以和變送器10的輸A3I度N！以及輸入轉(zhuǎn)矩T, 不同，這是由于安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)14和 器10之間的輸入軸12上的轉(zhuǎn)矩消耗元 件，例如，、tt泵(未示出)禾口/或車錄巨處理裝置(未示出)，位置不同造成的。
7所述示意性的變速器10包括三個(gè)行星輪組24， 26和28,以及四個(gè)可選擇 的耦合式轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換裝置，即，離合器C170， C262， C373和C475。此處使用 的離合器可以是任何一種摩擦式轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換裝置，包括例如單盤式或組合盤式離 合器或離合器總成、帶式離合器、制動(dòng)器。液壓控制電路42,優(yōu)選的由變速器 控制模塊(以后稱為'TCM') 17控制，用來控制離合器狀態(tài)。離合器C2 62和 C4 75優(yōu)選地是液壓旋轉(zhuǎn)式摩擦離合器。離合器Cl 70和C3 73優(yōu)選地是液壓控 制靜態(tài)式裝置，其可選擇地安裝在變速器箱體68的底部。離合器C1 70， C2 62， C3 73和C4 75中的任一個(gè)都^t也為^JE式，并且ffiil液壓控制電路42選擇 地接收加壓的液壓液。
所述第一、第二電機(jī)56、 72優(yōu)選他是三相交流電機(jī)，每個(gè)電機(jī)都包括定子 (未示出)、轉(zhuǎn)子(未示出)以及各自的分相器80和82。每個(gè)機(jī)器的電機(jī)定子都 是安裝在變速箱體68的外部的底部，且其包括從其延伸盤繞的電機(jī)繞組的定子 芯。所述第一電機(jī)56的轉(zhuǎn)子被安裝在M第二行星齒輪26與軸60可操作地相 連的轂襯齒輪上。所述第二電機(jī)72的轉(zhuǎn)子被固定安裝在筒形軸轂66上。
#^分相器80和82 地是可變磁阻裝置，其包括分相器定子(未示出) 和分相器轉(zhuǎn)子(未示出)。所述分相器80和82合適地定位并安裝在相應(yīng)的第一 電機(jī)56和第二電機(jī)72上。分相器80和82相應(yīng)的定子可操作地與第一、第二 電機(jī)56和72相應(yīng)的定子相連。分相器轉(zhuǎn)子與所述轉(zhuǎn)子可操作地相連是為了響 應(yīng)第一、第二電機(jī)56和72。針分相器80和82都與變速器動(dòng)力轉(zhuǎn)換控制模塊 (以后稱為'TPDVf) 19可操作地相連，信號相通，并且它們都能夠傳感和監(jiān)控分 相器轉(zhuǎn)子相對于分相器定子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，從而監(jiān)控分別相對于第一和第二電機(jī) 56、 72的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。另外，所述分相器80和82輸出的信號可以理解為第一、 第二電機(jī)56和72的轉(zhuǎn)動(dòng)3IS，即，分別為NA和NB。
所述，器10包括輸出單元64，例如軸，其可操作地與車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng) 90 (未示出)連接，從而向動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)90提供傳輸?shù)杰囕?3 的輸出動(dòng)力，其中之一如圖l所示。在輸出元件64處的所述輸出動(dòng)力是以輸出 轉(zhuǎn)速No和輸出轉(zhuǎn)矩To為特征的。^!器輸出皿傳感器84用于監(jiān)控所述輸出 元件64的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。^車輪93都優(yōu)選地安裝有用于監(jiān)，速的傳感器94， 其輸出由依照圖2所示的一種分布式控制模塊系統(tǒng)的控制模i^Jl控，從而確定 車速，以及制動(dòng)控制、牽弓腔制以及車輛加速處理的絕對和相對輪速。來自發(fā)動(dòng)機(jī)14的輸入轉(zhuǎn)矩和來自第一、第二電機(jī)56和72的電機(jī)轉(zhuǎn)矩(相 應(yīng)的為TV Ta和Tb)是由燃料或電能儲存裝置(以后稱為'ESD') 74儲存的電 能轉(zhuǎn)化的能量。所述ESD 74 Sil直流轉(zhuǎn)換導(dǎo)體27與TPIM 19高壓直流耦合。 所述轉(zhuǎn)換導(dǎo)體27包括接觸開關(guān)38。當(dāng)所述接觸開關(guān)38關(guān)閉時(shí)，正常操作情況 下，電流倉,在ESD74和TPIM19之間導(dǎo)通。當(dāng)所述接觸開關(guān)38打開時(shí)，ESD 74和TPIM 19之間的電流被阻斷。所述TPM 19 ilil轉(zhuǎn)換導(dǎo)體29把電能從第 一電機(jī)56傳出或向其傳入，對以地，所述TPM 19i!31轉(zhuǎn)換導(dǎo)體31把電能從 第二電機(jī)72傳出或向其傳入，從而來滿足響應(yīng)于電機(jī)轉(zhuǎn)矩TA和TB的第一、第 二電機(jī)56和72的轉(zhuǎn)矩指令。根據(jù)所述ESD 74被充電或放電，電流被向ESD 74 傳入或傳出。
所述TPIM19包括-一對能量轉(zhuǎn)換器(未示出)和相應(yīng)的電機(jī)控庫鵬i^(未示 出)，被設(shè)置用于接收轉(zhuǎn)矩指令并且由此控制轉(zhuǎn)換器狀態(tài)，從而提供電機(jī)驅(qū)動(dòng)或 再生功能來滿足電機(jī)轉(zhuǎn)矩Ta和Tb的請求。所述能量轉(zhuǎn)換器具有已知的互補(bǔ)三 相功率電力裝置，并且都具有多個(gè)絕緣柵雙電極晶體管(未示出)通過高頻轉(zhuǎn) 換將來自ESD 74的直流電轉(zhuǎn)換成為向相應(yīng)的第一、第二電機(jī)56和72供能的交 流電。所述絕緣柵雙電極晶體管設(shè)置成接收控制指令的開關(guān)模式供電設(shè)備。每 個(gè)三相電機(jī)的每一相都有一對典型的絕緣柵雙電極晶體管?？刂扑龅慕^緣柵 雙電極晶體管狀態(tài)以提供產(chǎn)生電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械功率再生或電能再生的功能。所述 三相轉(zhuǎn)換器i!31直流轉(zhuǎn)換導(dǎo)體27接收，出直流電并將其轉(zhuǎn)換成三相交流電， 該三相交流電用于由第一、第二電機(jī)56或72導(dǎo)入或?qū)С觯酝?1相應(yīng)的轉(zhuǎn)換 導(dǎo)體29和31使所述第一、第二電機(jī)56、 72用作電動(dòng)機(jī)^電機(jī)。
圖2是所述分布式控制模塊系統(tǒng)的方框示意圖。以后闡述的元件是齢車 輛控制結(jié)構(gòu)的子集，并對圖I所示的示意性混合動(dòng)力系提供協(xié)調(diào)的系統(tǒng)控制。 所述分布式控制模塊系統(tǒng)綜合有關(guān)的信息和輸入，并執(zhí)行算法以控制不同動(dòng)力 致動(dòng)器，從而滿足控制目標(biāo)，該控制目標(biāo)包括燃油經(jīng)濟(jì)性、排放、性能、操縱 性以及硬件保護(hù)，所述硬fH呆護(hù)包括ESD 74和第一、第二電機(jī)56和72的電池。 所述分布式控制模塊系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(以后稱為'ECM') 23、 TCM17、 電池組控制模塊(以后稱為'BPCM') 21以及所述TPIM19?；旌蟿?dòng)力控制模塊 (以后稱為'HCP') 5提供上位監(jiān)控并協(xié)調(diào)ECM23、 TCM17、 BPCN21以及 TPM19。用戶界面CUT) 13與多個(gè)裝置可操作地相連，M用戶界面，操作員可以控制或指示所述機(jī)電混合動(dòng)力系的工作。所述裝置包括加速踏板113
('AP，)，操作員制動(dòng)踏板112 ('BP，)，變速器檔位選,114 ('PRNDL'),以
及車速巡航控制裝置(未示出)。所述變速器檔位選擇器n4可以具有操作員可
選的離散數(shù)字位置，包括所述輸出元件64的轉(zhuǎn)向以使得向前或者相反方向。
前述的控制模塊與其它控制模塊、傳感器、以及致動(dòng)器通過局域網(wǎng)(以后 稱為'LAN')總線6相聯(lián)通。所述LAN總線6允許不同控制模塊之間的操作參 數(shù)狀態(tài)和致動(dòng)器指令信號進(jìn)行結(jié)構(gòu)化通信。專用通信協(xié)議是專用的。所述LAN 總線6和合適的協(xié)議提供魯棒通信和前述的控律鵬塊之間的多控制模塊接口， 以及其他功能的控制模塊，例如，防抱死控制、牽引控制以及車輛穩(wěn)定性。多 元通信總線可以用于改進(jìn)通信速度以及提供一定級別的信號冗余度和完整度。 獨(dú)立控制模塊之間的通信也受直接連接例如， 一系列外圍設(shè)備接口 ('spr)總 線(未示出)，的影響。
HCP 5用于對混合傳動(dòng)系進(jìn)行上M控，用于協(xié)調(diào)所述ECM 23、 TCM 17、 TPIM 19以及BPCM 21的操作?；趤碜运鲇脩艚缑?3和混合動(dòng)力系的、 包括所述ESD74的各種輸入信號，，HCP5確定操作員的轉(zhuǎn)矩請求、輸出轉(zhuǎn)矩指 令、發(fā)動(dòng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)矩指令、變速器10的應(yīng)用的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換離合器C170， C2 62， C3 73和C4 75的離合器l轉(zhuǎn)巨，以及第一、第二電機(jī)56和72的電機(jī)$專矩1\和 TB。所述TCM17與液壓控制電路42可操作地連接，并提供各種功能'包括監(jiān) 控各種壓力傳感裝置(未示出)、以及生成各種控制信號并向各螺線管(未示出) 傳送，進(jìn)而控制液壓控制電路42中的壓力開關(guān)和控制閥。
所述ECM 23與發(fā)動(dòng)機(jī)14可操作地相連，并用于通過多個(gè)離散數(shù)據(jù)線從發(fā) 動(dòng)機(jī)14的傳自和控制致動(dòng)器中獲取數(shù)據(jù)，簡單示成雙向接口電纜的集合35。 所述ECM 23接收來自所述HCP 5的發(fā)動(dòng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)矩指令?；诒O(jiān)控的發(fā)動(dòng)機(jī) 速度和負(fù)載，所述ECM23確定傳遞給變速器10的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)矩T!，該 輸入轉(zhuǎn)矩通訊給HCP5。所述ECM 23監(jiān)控來自,傳感器11的輸入從而確定 發(fā)動(dòng)機(jī)傳向輸入軸12的輸Ail度，其轉(zhuǎn)換成變速器輸入速度N^ ECM23監(jiān)控 來自傳感器(未示出)的輸入以確定其它發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)狀態(tài)，包括，例如歧 管壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻溫度、外界空氣溫度以及外界壓力。所述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載例如 可以ilil歧管壓力，或者可選的M31^控加速踏板113的操作員輸入來確定。 所述ECM23生成荊專送控制發(fā)動(dòng)t臓動(dòng)器的控柳言號，包括例如燃油噴射器，
10點(diǎn)火模塊，以及節(jié)氣門控制模塊，它們都未示出。
所述TCM17與，器10可操作地連接，并皿控傳 (未示出)的輸 入從而確定^il器工作參數(shù)狀態(tài)。所述TCM17生成^^專送控制變速器10的控 制信號，包括控制所述液壓電路42。從TCM17到HCP5的輸入包括^h離合 器的估算離合轉(zhuǎn)矩，例如C170， C2 62， C3 73禾卩C4 75，以及輸出元件64的 旋轉(zhuǎn)輸出速度No。其它致動(dòng)器和傳感器可用于提供用于控制目的的從TCM 17 到HCP5的其它信息。所述TCM17監(jiān)控壓力開關(guān)(未示出)的輸入并選擇性 地執(zhí)行壓力控制螺線管(未示出)以及轉(zhuǎn)換所述液壓電路42的螺線管，以選擇 性地執(zhí)行各個(gè)離合器C1 70， C2 62， C3 73和C4 75以達(dá)到不同變速器工作檔位 狀態(tài)的目的，如下所述。
所述BPCM 21與傳感器(未示出)信號連接以監(jiān)控ESD 74，包括電流和 電壓的參數(shù)狀態(tài)，從而提供從電池ESD74到HCP5的指示性參數(shù)狀劍言息。電 池參數(shù)狀態(tài)優(yōu)選地包括電池充電狀態(tài)、電池電壓、電池溫度以及電池電量，其 中電池電量指的是Pbat-min至Pbat-max的范圍。
制動(dòng)控制模塊(以后稱為'BiCM') 22與每個(gè)車輪93的摩擦制動(dòng)器(未示 出)可操作地連接。所述BrCM22監(jiān)控制動(dòng)踏板112的操作員輸入并生成控制 摩擦制動(dòng)器的控制信號，并基于此向HCP 5發(fā)送控制信號來操作所述第一、第 二電機(jī)56和72。
齡控制模塊ECM23、 TCM17、 TPIM19、 BPCM21以及BrCM22都優(yōu) 選地是通用數(shù)字計(jì)算機(jī)，包括微處理器或中央處理單元、存儲介質(zhì)，該存儲介 質(zhì)包括只讀存儲器('ROM，)存儲介質(zhì)、隨機(jī)存取存儲器('RAM')、可擦編程 只讀存儲器('EPROM')、高速時(shí)鐘、模-數(shù)('A/D')和數(shù)-模('D/A')電路， 以及輸A/輸出電路和裝置('I/O')和適合的信號波形加工以及緩沖電路。旨 控制模塊都具有一組控制算法，該控制算法包括存儲于其中一個(gè)存儲介質(zhì)的固 有的程序指令和標(biāo)定，并執(zhí)行該控制算法以提供齡計(jì)算機(jī)相應(yīng)的功能。在控 制模塊之間傳輸?shù)男畔ti^t也是艦LAN總線6以及一系歹帆圍接口總線完成 的。所述控制算法在預(yù)先設(shè)置的循環(huán)里被執(zhí)行使得每個(gè)算法都是至少在一個(gè)循 環(huán)里被執(zhí)行。存儲在非易失性存貯裝置的算法由中央處理m行從而監(jiān)控來自 傳感裝置的輸入微行控制和診附呈序以控制致動(dòng)器的工作，禾,預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。 循環(huán)是在一定間隔里被執(zhí)行的，例如在混合動(dòng)力系工作期間的3.125、 6.25、 12.5、25和100毫秒?？蛇x地，算法可以響應(yīng)事件的發(fā)生而被執(zhí)行。 工作檔位狀態(tài)典型的混合動(dòng)力系選擇性地以幾種工作檔位狀態(tài)之一運(yùn)行，這些 工作檔位狀態(tài)可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)與變速劉犬態(tài)描述，其中發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)包括發(fā)動(dòng)
機(jī)工作狀態(tài)('ON')與發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)('OFF)之一，變速器狀態(tài)包括多個(gè)固
定檔位與連續(xù)可變工作模式，以下參照表1描述。表1
描述發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)變速器工作檔位狀態(tài)^ffi的離合器
Ml—Eng—OffOFFEVT模式lCI 70
Ml一Eng一OnONEVT模式1CI 70
GlON固定傳動(dòng)比1CI 70 C4 75
G2ON固定傳動(dòng)比2CI 70 C2 62
M2—Eng—OffOFFEVT模式2C2 62
M2一Eng—OnONEVT模式2C2 62
G3ON固定傳動(dòng)比3C2 62 C475
G4ON固定傳動(dòng)比4C2 62 C3 73
工作檔位狀態(tài)表中描述了^變速器工作檔位狀態(tài)并且顯示每一工作檔位
狀態(tài)中使用的是特定離合鉱1 70， C2 62， C3 73以及C475中的哪個(gè)。為了"固 定"第三行星齒輪裝置28的外部齒輪元件，僅通過使用離合H 70而選擇第--連續(xù)可變模式，即EVT模式1，或者M(jìn)1。發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)可以為ON ('Ml—Eng一On') 或者OFF ('Ml—Eng—Oflf)之一。僅i!31使用離合^C2 62將軸60連接至第三 行星齒輪裝置28的托架而選擇第二連續(xù)變化模式，即EVT模式2，或者M(jìn)2。發(fā) 動(dòng)機(jī)狀態(tài)可以為ON CM2—Eng—On，)或者OFF ('M2—Eng—OfT)之一。為了實(shí) 現(xiàn)該描述，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)為OFF時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸AJI度等于每併中零轉(zhuǎn)('RPM')， 即發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸不旋轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)了提供，器10的輸入一輸出速度的固定比率工作 的固定檔位工作，即N/No。 M使用離合H 70和C4 75而選擇第一固定檔位 工作('G1')。 fflii使用離合器:170和C2 62而選擇第二固定檔位工作('G2')。 iliS使用離合^C2 62和C4 75而選擇第三固定檔位工作('G3， )。 ffiil使用離合 ^C2 62和C3 73而選擇第四固定檔位工作('G4')。由于行星齒輪24， 26及28 中的傳動(dòng)比降低，輸入一輸出速度的固定比率工作隨著增加的固定檔位工作而增加。第一與第二電機(jī)56與72的車I3INA和NB分另陬決于由離合器限定出的機(jī) 構(gòu)的內(nèi)部車鍵，并且與輸入軸12處測量的輸A3M成比例。
為了響應(yīng)通過用戶界面13捕獲的加速踏板113和制動(dòng)踏板112操作輸入， 所述HCP 5和一個(gè)或多個(gè)其它控制模塊確定轉(zhuǎn)矩指令來控制包括發(fā)動(dòng)機(jī)14和第 --、第二電機(jī)56和72的轉(zhuǎn)矩發(fā)生裝置，從而滿足輸出元件64處的工作轉(zhuǎn)矩需 求，并向動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)90傳送。基于用戶界面13的輸入信號和所述包括ESD 74 和HCP5的混合動(dòng)力系，確定操作員的轉(zhuǎn)矩需求、從變速器10到動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng) 90的指令輸出轉(zhuǎn)矩、發(fā)動(dòng)機(jī)14的輸入轉(zhuǎn)矩、用于轉(zhuǎn)矩變速器10的轉(zhuǎn)換離合器 C170， C2 62， C3 73和C4 75的離合器轉(zhuǎn)矩，以及相應(yīng)地用于第一、第二電機(jī) 56和72的電機(jī)轉(zhuǎn)矩，在以后闡述。
最終 加速度可被其它因素影響，包括例如道路負(fù)載、道路坡度以及車 輛重量。變速器10的工作檔位狀態(tài)是基于混合動(dòng)力系的各種操作參數(shù)確定的。 其包括如前所述的ilil加速踏板113和制動(dòng)踏板112傳達(dá)用戶界面13的操作員 轉(zhuǎn)矩需求。工作檔位狀態(tài)會(huì),以由指令產(chǎn)生的動(dòng)力傳動(dòng)系轉(zhuǎn)矩需求為基礎(chǔ)，以 電能生成模式或轉(zhuǎn)矩生成模式操作第一與第二電機(jī)56與72。所3^X作檔位狀態(tài) 可fflia優(yōu)化算法或程序來確定，其基于操作者需求功率，電池電量狀態(tài)，以 及發(fā)動(dòng)機(jī)14及第一與第二電機(jī)56與72的能量效率確定最優(yōu)系統(tǒng)效率?；趫?zhí) 4亍最優(yōu)化禾旨的結(jié)果，控制系統(tǒng)管理來自發(fā)動(dòng)機(jī)14和第一、第二電機(jī)56、 72 的辦E輸入，并且因此優(yōu)化系統(tǒng)效率，以管 油經(jīng)濟(jì)性與電池充電。而且， 可以基于元件或系統(tǒng)的故障確定操作。所MCP5監(jiān)控車轉(zhuǎn)巨產(chǎn)生裝置，并且確 定來自于變速器10響應(yīng)于輸出部件64的期望輸出轉(zhuǎn)矩的功率輸出，以滿足操 作員總巨需求。由上所述可以明顯地看出，所i^ESD74和第一、第二電機(jī)56 和72之間通過電可操作地耦合，以傳遞它們之間的功率流。進(jìn)而，所述電機(jī)14 和第一、第二電機(jī)56和72，以及機(jī)電式變速器10是機(jī)械可操作地耦合，以傳 遞它們之間的功率，從而產(chǎn)生至輸出元件64的功率流。
圖3和圖4所示是用于在具有多種轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置的動(dòng)力系中控制和處理轉(zhuǎn) 矩和傳遞功率流的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以下參照圖1和圖2所示的混合動(dòng)力系加以 闡述，并將可執(zhí)行算法和標(biāo)定用于上述控制模±央。所述控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可用于任 一種具有多種轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置的動(dòng)力系，例如一種具有單個(gè)電機(jī)的混合動(dòng)力系、 一種具有多個(gè)電機(jī)的混合動(dòng)力系，以及非混合動(dòng)力系。
13圖3和圖4中的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)顯示了艦控制模塊的相關(guān)信號流動(dòng)。在操
作中，加速踏板113和制動(dòng)踏板112的操作員輸入夂;tt控從而確定操作轉(zhuǎn)矩需求('To—req')。發(fā)動(dòng)機(jī)14和變速器10的操作被監(jiān)控從而確定輸入速度('Ni')以及輸出速度('No')。 一種策略最優(yōu)化控制方案('策,制')310基于輸出速度和操作轉(zhuǎn)矩需求確定優(yōu)選的輸入速度('Ni—Des')和變速器工作檔位狀態(tài)('Hybrid Range State Des，)，并且基于混合動(dòng)力系的其它操作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，其它參數(shù)包括電池電量限度和發(fā)動(dòng)機(jī)14、 器10以及第一、第二電機(jī)56和72的響應(yīng)限度。所述策略最優(yōu)化控制方案30優(yōu)選地由HCP5在每個(gè)]OOms循環(huán)周期和每個(gè)25ms循環(huán)周期之間執(zhí)行。
所述策略最優(yōu)化控制方案310的輸出被用于換擋執(zhí)行以及發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)/停止控制方案('Shift Execution and Engine Start/Stop，) 320，從而指令改變魏器操作('Transmisson Commands'),包括改變變速器工作檔位狀態(tài)。這包括當(dāng)優(yōu)選的工作檔位狀態(tài)不同于當(dāng)前工作檔位狀態(tài)時(shí)，ffiil指令改頓用的離合器Cl 70，C2 62， C3 73和C4 75中的一個(gè)或多個(gè)的狀態(tài)或其它魏器指令，指令執(zhí)行工作檔位狀態(tài)的改變。當(dāng)前工作檔位狀態(tài)('HybridRange State Actual')和輸A3！度曲線('Ni一Prof)可以被確定。所述輸入速度曲線是即將輸A3I度的估算并 地包括標(biāo)量參數(shù)值，也就是即將循環(huán)的目標(biāo)輸入速度?；谧兯倨鞴ぷ鳈n位狀態(tài)轉(zhuǎn)換期間的輸A3I度曲線，確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)操作控制指令和轉(zhuǎn)矩需求。
策略(戰(zhàn)術(shù))控制方案('Tactical Control and Operation') 330在控制循環(huán)周期中重復(fù)執(zhí)行，以確定發(fā)動(dòng)機(jī)指令('EngineCommands')并用以操作發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)指令包括基于輸出速度、輸AiI度以及操作轉(zhuǎn)矩請求和變速器當(dāng)前工作檔位狀態(tài)的、優(yōu)選的從發(fā)動(dòng)機(jī)14到變速器10的輸入轉(zhuǎn)矩。所述發(fā)動(dòng)機(jī)指令還包括具有全汽缸工作狀態(tài)和汽缸停缸操作狀態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)的--部分汽缸停缸和無燃油的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)，并且發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)包括燃油狀態(tài)和燃油切斷狀態(tài)之一。
在TCM17中估算用于每個(gè)離合器的離合器轉(zhuǎn)矩(Tcl'),包括當(dāng)前使用的離合器和未使用的離合器，并且一種與輸入元件12相作用的當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)矩('Ti')在ECM23中被確定。執(zhí)行輸出和電機(jī)轉(zhuǎn)矩確定方案('OutandMotorTorque Determination') 340以確定tte的來自動(dòng)力系的輸出轉(zhuǎn)矩('To一cmd'),在本實(shí)施例中其包括用于控制第一、第二電機(jī)56和72的電機(jī)轉(zhuǎn)矩指令('TA'，'TV)。優(yōu)選的輸出轉(zhuǎn)矩是基于每個(gè)離合器的估算離合器轉(zhuǎn)矩、當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)14的輸入轉(zhuǎn)矩、當(dāng)前工作檔位狀態(tài)、輸入速度、操作轉(zhuǎn)矩需求以及輸入速度曲線確
定的?；趈雄的輸出轉(zhuǎn)矩，艦TPIM19控制第一、第二電機(jī)56、 72，以滿足tt^的電機(jī)轉(zhuǎn)矩指令。所述輸出和電機(jī)轉(zhuǎn)矩確定方案340具有在6.25ms和12.5ms循環(huán)周期內(nèi)被有規(guī)律地執(zhí)行的算法代碼從而確定所述優(yōu)選的電機(jī)轉(zhuǎn)矩指令。
圖4示出了用于在混合動(dòng)力系中控審訴卩管理輸出辦巨的細(xì)節(jié)，參考圖1和圖2中的混合動(dòng)力系以及圖3中的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行闡述。當(dāng)操作員選擇的變速器檔位選擇器U4指令，在前進(jìn)方向操作時(shí)，響應(yīng)于加iim板113的操作員輸入，控制所述混合動(dòng)力系從而向輸出元件64傳送輸出車轉(zhuǎn)巨，隨后將輸出轉(zhuǎn)矩傳送到動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)90，從而在車輪93處產(chǎn)生推動(dòng)，前進(jìn)的牽弓l力矩。優(yōu)選地，只要輸出轉(zhuǎn)矩育,克服車輛的外部負(fù)載，例如，道路坡度、空氣動(dòng)力負(fù)載以及其它負(fù)載，向前驅(qū)動(dòng)車輛就能形成車輛向前加速。
在運(yùn)行時(shí)，操作員輸入到加i^斜及U3和制動(dòng)踏板112的輸入!M控從而確定操作轉(zhuǎn)矩需求。輸出元件64和輸入元件12的當(dāng)前速度，即No和M,被確定。變速器14的當(dāng)前工作檔位狀態(tài)和當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)被確定。ESD 74的最大和最小電能限度被確定。
混合制動(dòng)轉(zhuǎn)矩包括車輪93處產(chǎn)生的摩擦轉(zhuǎn)矩和輸出元件64處產(chǎn)生的輸出車轉(zhuǎn)巨的組合，所述輸出元件64處產(chǎn)生的輸出 轉(zhuǎn)巨與動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)90作用從而使，減速，以響應(yīng)制動(dòng)踏板112的操作員輸入。
所述BiCM22控制車輪93上的摩擦制動(dòng)器，從而施加摩擦力并產(chǎn)生用于變速器10附旨令來^M出轉(zhuǎn)矩的改變，i繊出轉(zhuǎn)矩與動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)90相作用，從而響應(yīng)制動(dòng)踏板112和加itm板113的凈操作員輸入。tm地，只要它們足夠克服車輛在車輪93處的動(dòng)能，施加的制動(dòng)力和負(fù)輸出轉(zhuǎn)矩就能夠使車輛,并停止。所述負(fù)輸出轉(zhuǎn)矩與動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)90相作用，從而向機(jī)電 器10和發(fā)動(dòng)機(jī)14傳遞轉(zhuǎn)矩。所述負(fù)輸出轉(zhuǎn)矩il31機(jī)電式變速器10可以被傳送至嘮一、第二電機(jī)56和72，從而產(chǎn)生用于儲存于ESD 74的能量。
加速踏板113和制動(dòng)踏板112的操作員輸入以及轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換控律抱括獨(dú)立地可確定的操作員車轉(zhuǎn)巨需求輸入，其包括實(shí)時(shí)加速輸出轉(zhuǎn)矩需求('Output TorqueRequest Accel Prdtd')、預(yù)測的加速輸出轉(zhuǎn)矩需求('Output Torque Request Accellmmed')、實(shí)時(shí)制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩需求('Output Torque Request Brake Immed')、預(yù)測的制動(dòng)輸出輸出轉(zhuǎn)矩請求('Output Torque Request Brake Prdtd')以及軸轉(zhuǎn)矩響應(yīng)鄉(xiāng)('AxJe Torque Response Type')。此處術(shù)語"加速"指的是，當(dāng)操作員對變速器檔位選擇器114的選擇位置指令 向前工作時(shí)，用于向前推動(dòng)的、 的引起當(dāng)前車輛速度基礎(chǔ)上的速度增加的操作員需求，以及當(dāng)指令車輛反向工作時(shí)的類似反向推動(dòng)響應(yīng)。術(shù)譜 鵬"和"制動(dòng)"指的是，ite的引起車輛速度從當(dāng)前車輛速度減小的操作員需求。實(shí)時(shí)加速輸出轉(zhuǎn)矩請求、預(yù)測的加速輸出轉(zhuǎn)矩需求、實(shí)時(shí)制動(dòng)輸出需求、預(yù)設(shè)制動(dòng)輸出需求以及軸轉(zhuǎn)矩響應(yīng)類型都是如圖4所示的控制系統(tǒng)的獨(dú)立的輸入。
所述實(shí)時(shí)加速輸出轉(zhuǎn)矩需求包括實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩需求，其根據(jù)加速F對及113和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換控制的操作員輸入確定。所述控制系統(tǒng)控制混合動(dòng)力系響應(yīng)于實(shí)時(shí)加速輸出轉(zhuǎn)矩需求的輸出，以使得車輛正力口速。所述實(shí)時(shí)制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩需求包括實(shí)時(shí)制動(dòng)需求，其根據(jù)制動(dòng)踏板112和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換控制的操作員輸入確定。所述控制系統(tǒng)控制混合動(dòng)力系響應(yīng)于實(shí)時(shí)制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩需求的輸出，以使得 減速。受混合動(dòng)力系輸出轉(zhuǎn)矩控制的車輛減速與受車輛制動(dòng)系統(tǒng)(未示出)影響的減速相結(jié)合從而使得糊鵬以達(dá)到操作制動(dòng)請求。
所述實(shí)時(shí)加速輸出傲巨需求是基于當(dāng)前發(fā)生的力B速踏板113的操作員輸入確定的，并包括在輸出元件64處產(chǎn)生 地使 加速的實(shí)時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩需求。
所述實(shí)時(shí)加速輸出轉(zhuǎn)矩需求可以基于動(dòng)力系控制以外的影響車輛操作的事件并通過纟轉(zhuǎn)薛封奐控制進(jìn)fiH周整。這些事件包括在用于防抱死的動(dòng)力系中的車輛級別中斷、牽引控制和車輛穩(wěn)定性控制，其可被用于調(diào)整所述實(shí)時(shí)加速輸出轉(zhuǎn)矩需求。
所述預(yù)觀啲加速輸出轉(zhuǎn)矩需求是基于加速踏板113的操作員輸入確定的，并包括輸出元件64處的最佳的或優(yōu)選的輸出轉(zhuǎn)矩。在正常操作情況下，例如當(dāng)轉(zhuǎn)矩干預(yù)控制沒有被指令時(shí)，所述預(yù)湖啲加速輸出轉(zhuǎn)矩需求優(yōu)選地與實(shí)時(shí)輸出加速轉(zhuǎn)矩需求相等。當(dāng)轉(zhuǎn)矩干預(yù)時(shí)，例如防抱死、牽引控制或車輛穩(wěn)定控制，被指令時(shí)，所述預(yù)測的輸出轉(zhuǎn)矩需求能隨著響應(yīng)于所述轉(zhuǎn)矩干預(yù)裝置的輸出轉(zhuǎn)矩指令而減小的實(shí)時(shí)加速輸出轉(zhuǎn)矩需求而保持優(yōu)選的輸出轉(zhuǎn)矩。
所述實(shí)時(shí)制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩需求和預(yù)測的制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩需求都是混合制動(dòng)轉(zhuǎn)矩需求。混合制動(dòng)轉(zhuǎn)矩需求是在車輪93處產(chǎn)生的摩擦制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和在與動(dòng)力傳動(dòng)系
16統(tǒng)90相作用以降低車輛鵬從而響應(yīng)制動(dòng)踏板112的操作員輸入的輸出元件64
處產(chǎn)生的輸出轉(zhuǎn)矩的組合。
所述實(shí)時(shí)制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩需求是基于當(dāng)前制動(dòng)踏板112的操作員輸入確定的，并包括在輸出元件64處產(chǎn)生實(shí)時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩的需求，以影響動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)90的作用轉(zhuǎn)矩，該作用轉(zhuǎn)矩4尤選的使車輛減速。所述實(shí)時(shí)制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩需求是基于制動(dòng)踏板112的操作員輸入確定的，并且控制摩擦制動(dòng)器的控制信號以產(chǎn)頓擦制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
所述預(yù)測的制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩需求包括最優(yōu)的或雌的輸出元件64處的制動(dòng)輸出車轉(zhuǎn)巨，響應(yīng)于制動(dòng)踏板112的操作員輸入，忽略制動(dòng)踏板112的操作員輸入，該制動(dòng)踏板112的操作員輸入小于在輸出元件64處產(chǎn)生的所允許的最大制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩。在實(shí)施例中所述在輸出元件64處產(chǎn)生的最大制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩限于一0.2g。當(dāng) 速度接近零時(shí)，忽略制動(dòng)踏板112的操作員輸入，所述預(yù)測的制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩需求會(huì)逐漸減小到零。根據(jù)期望，可以出現(xiàn)所述預(yù)測的制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩需求設(shè)置為零的工作狀況，例如，當(dāng)^I器檔位選擇器114的操作參數(shù)被設(shè)置成反向齒輪時(shí)，以及當(dāng)變速箱(未示出)被設(shè)成四輪驅(qū)動(dòng)的低值區(qū)時(shí)。所述預(yù)測的制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩需求被設(shè)成零時(shí)的工作狀況是由于糊工作因素混合制動(dòng)不是優(yōu)選的工作狀況。
所述軸轉(zhuǎn)矩響應(yīng)類型是用于通過第一、第二電機(jī)56和72對輸出轉(zhuǎn)矩響應(yīng)進(jìn)行整形并限速的輸入狀態(tài)。軸轉(zhuǎn)矩響應(yīng)類型的輸入狀態(tài)可以是有效狀態(tài)或無效狀態(tài)。當(dāng)船旨令的軸車轉(zhuǎn)巨響應(yīng)類型是動(dòng)態(tài)時(shí)，輸出徵巨指令是實(shí)時(shí)輸出車轉(zhuǎn)巨。該響應(yīng)類型的轉(zhuǎn)矩響應(yīng) 的是盡量快的。
所述預(yù)觀啲加速輸出轉(zhuǎn)矩需求和預(yù)觀啲制動(dòng)輸出,需求是策略最優(yōu)化控制方案('Strategic Control') 310的輸入。所述策略最優(yōu)化控制方案確定了魏器10的期望的工作檔位狀態(tài)('Hybrid Range State Des')和從發(fā)動(dòng)機(jī)14到變速器10的期望的輸入速度('NiDes')，其包括轉(zhuǎn)換執(zhí)行裝置和發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀態(tài)控制方案('Shift Execution肌d Engine Start/Stop， ) 320的輸入。
與變速器10的輸入元件相作用的發(fā)動(dòng)機(jī)14的輸入轉(zhuǎn)矩的變化可以由利用電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)(未示出)來控制發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門的位置來改變發(fā)動(dòng)機(jī)14的進(jìn)氣質(zhì)量來影響，該電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)包括開啟發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門以增加發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和閉合發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門來減小發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。發(fā)動(dòng)機(jī)14的輸入轉(zhuǎn)矩的變化可以通過調(diào)整點(diǎn)火時(shí)間來影響，包括從絕對最優(yōu)轉(zhuǎn)矩點(diǎn)火時(shí)間延遲點(diǎn)火時(shí)間以減小發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)可以在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉和發(fā)動(dòng)機(jī)開啟狀態(tài)之間變化以影響輸入轉(zhuǎn)矩的變化。發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)可以在全汽缸工作狀態(tài)和停缸狀態(tài)之間變化，其中一部分汽缸不被供給燃油。可通過在發(fā)動(dòng)機(jī)被供給"燃油狀態(tài)和燃油切斷狀態(tài)下，選擇性地操作發(fā)動(dòng)機(jī)14使得發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)變化，燃油切斷狀態(tài)尉旨發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)但不被供給燃油。變速器IO中執(zhí)行從第一工作檔位狀態(tài)到第二工作檔位狀態(tài)
的轉(zhuǎn)換可以i!M擇應(yīng)用或不應(yīng)用離合器Cl 70， C2 62, C3 73和C4 75控制和實(shí)現(xiàn)。
實(shí)時(shí)加速輸出轉(zhuǎn)矩需求、預(yù)測的加速輸出轉(zhuǎn)矩需求、實(shí)時(shí)制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩需求、預(yù)測的制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩需求以及軸轉(zhuǎn)矩響應(yīng)鄉(xiāng)是牽引控制和操作方案330的輸入，以確定發(fā)動(dòng)機(jī)指令包括發(fā)動(dòng)機(jī)14的優(yōu)選的輸入轉(zhuǎn)矩。
牽弓l控制和操作方案330可以分為兩部分。其包括確定期望的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，并因此 在發(fā)動(dòng)機(jī)14和第一、第二電機(jī)56和72之間產(chǎn)生動(dòng)力分配，并且控制發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)和發(fā)動(dòng)機(jī)14的操作以滿足期望的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。所述發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)包括全汽缸狀態(tài)和停缸狀態(tài)，以及供給Jt油狀態(tài)和在當(dāng)前工作檔位狀態(tài)和當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度上減 油切斷狀態(tài)。所述牽引控制和操作方案330監(jiān)控預(yù)測的加速輸出轉(zhuǎn)矩需求和預(yù)測的制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩需求以確定預(yù)測的輸入轉(zhuǎn)矩需求。實(shí)時(shí)加速輸出轉(zhuǎn)矩需求和實(shí)時(shí)制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩需求用于控制發(fā)動(dòng)mm銜負(fù)載操作以響應(yīng)加速踏板113和制動(dòng)踏板112的輸入，例如確定發(fā)動(dòng)機(jī)指令包括發(fā)動(dòng)機(jī)14的優(yōu)選的輸入轉(zhuǎn)矩。優(yōu)選地，只有當(dāng)?shù)谝?、第二電機(jī)56和72不能滿足操作轉(zhuǎn)矩需求求時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)14的1 的輸入轉(zhuǎn)矩發(fā)生急劇的變化。
實(shí)時(shí)加速輸出轉(zhuǎn)矩需求和實(shí)時(shí)制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩需求和軸轉(zhuǎn)矩響應(yīng)類型是電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制方案('Output and Motor Torque Determination') 340的輸入。執(zhí)行所述電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制方案340，從而在每個(gè)重復(fù)運(yùn)行的循環(huán)周期內(nèi)，優(yōu)選的是在周期為6.25ms的循環(huán)周期內(nèi)，確定電機(jī)轉(zhuǎn)矩指令。
當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)14輸入轉(zhuǎn)矩(TO和估計(jì)的離合器車轉(zhuǎn)巨('Tcl')是電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制方案340的輸入。所述軸轉(zhuǎn)矩響應(yīng)l^信號確定傳送到輸出元件64并隨后傳送到動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)90的輸出轉(zhuǎn)矩指令的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)特征。
所述電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制方案340控制第一、第二電機(jī)56和72的電機(jī)車轉(zhuǎn)巨指令以向變速器10的輸出元件64傳送凈指令輸出轉(zhuǎn)矩從而滿足操作轉(zhuǎn)矩需求?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)控制混合動(dòng)力系內(nèi)的動(dòng)力致動(dòng)器之間的能量流動(dòng)?；旌蟿?dòng)力系使用兩個(gè)或更多個(gè)動(dòng)力致動(dòng)器以向輸出元件提供輸出動(dòng)力。在動(dòng)力致動(dòng)器之間控制能量流動(dòng)，包括控制發(fā)動(dòng)機(jī)14的輸入速度1%發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入轉(zhuǎn)矩l以ilB—、
第二電機(jī)56和72的電機(jī)轉(zhuǎn)矩丁A、 TB。在上述的示意性實(shí)施例中，盡管混合動(dòng)力系利用控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)用來控制在包括發(fā)動(dòng)機(jī)14、 ESD74以及第一、第二電機(jī)56和72的動(dòng)力致動(dòng)器之間的能量流動(dòng)，但在其它的實(shí)施例中控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以用來控制其它動(dòng)力致動(dòng)器之間的能量流動(dòng)?？梢允褂玫氖疽庑詣?dòng)力致動(dòng)器包括燃料電池、超級電容器以及液壓致動(dòng)器。
在示意性傳動(dòng)系統(tǒng)中，所述控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)利用電力限度管理電力，該傳動(dòng)系統(tǒng)具有確定的預(yù)測的電能限度、長期電能限度、短期電能限度以及基于電壓的電能限度。所述方法進(jìn)一步包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)14的優(yōu)選的輸入皿、發(fā)動(dòng)機(jī)14的ite的輸入轉(zhuǎn)矩、雌的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)以及應(yīng)用預(yù)觀啲電能限度的變速器IO的優(yōu)選的工作檔位狀態(tài)。所述方法進(jìn)一步包括確定用于約束發(fā)動(dòng)機(jī)14的輸入轉(zhuǎn)矩的輸入轉(zhuǎn)矩約束和基于長期電能限度和短期電能限度的用于約，出元件64的輸出轉(zhuǎn)矩To的輸出轉(zhuǎn)矩約束。通過約束輸出轉(zhuǎn)矩To，由第一、第二電機(jī)56和72的第一、第二電機(jī)轉(zhuǎn)矩ta和tb組成的總電機(jī)轉(zhuǎn)矩丁m，相應(yīng)地，基于輸出轉(zhuǎn)矩約束組和發(fā)動(dòng)機(jī)14的輸入轉(zhuǎn)矩T,被約束。在其它的實(shí)施例中， 一組總電機(jī)轉(zhuǎn)矩約束可以基于長期電能總電機(jī)轉(zhuǎn)矩tm和短期電能總電機(jī)轉(zhuǎn)矩Tm碗定，另外，或者可以是一組輸出轉(zhuǎn)矩約束。所述方法進(jìn)一步包括基于基于電壓的電能總電機(jī)轉(zhuǎn)矩TM確定輸出轉(zhuǎn)矩約束。
預(yù)測的電鄉(xiāng)艮度包括{ 的與 的ESD 74性能等級相關(guān)的電池輸出等級，即，預(yù)設(shè)電能限度顯示了ESD74的期望的工作包絡(luò)線。所述預(yù)設(shè)電能限度是從最小預(yù)測的電能限度('Pbat 廳prdto 乂 到最大預(yù)測的電能限度
('Pbat max prdtd,) 的電池輸出能量等級范圍。預(yù)測的電能限度可以是比長期電
鄉(xiāng)艮度和短期電能限度的電池輸出肖旨薛級更大約束范圍。
所述長期電能限度是當(dāng)保持ESD 74持久性時(shí)與ESD 74的工作相關(guān)的電池輸出能量等級。在用于延長使用時(shí)間的長期電能限度之外的ESD 74的工作會(huì)減少ESD74的工作壽命。在實(shí)施例中，ESD 74在長期電能限度在穩(wěn)態(tài)操作中被保持，即，與瞬時(shí)操作無關(guān)的操作。示意性的瞬時(shí)操作包括踩下淑公開加3IFI板113，其中請求瞬時(shí)加速操作。使得ESD74在長期保持在電能限度中，允許ESD 74具有例如傳送不降低ESD 74工作壽命的最高能量等級的功能。所述長期電能限度是一種從最小長期電能限度('Pbat—mn_lt')到最大長期電能限度('Pbalmax一u，)的電池輸出能量等級范圍。所述長期電能限度可以是比短期電能P艮度更大的電池輸出能量等級的約束范圍。
所述短期電能限度是與不明顯影響短期電池持久性的電池操作相關(guān)的ESD74輸出能量等級。在短期電能限度之外的ESD 74的工作會(huì)減少ESD 74的工作壽命。在短期電能限度的ESD74之內(nèi)，但是在縮短使用時(shí)間的長期電能限度之外的工作，然而，不會(huì)造成ESD74的性能大幅降低。在實(shí)施例中，ESD74在瞬時(shí)工作期間在短期電能限度內(nèi)被保持。所述短期電能限度是從最小短期電能限度('Pbat一min一st')到最大短期電能限度('Pbalmax—st')的電池輸出能量等級范圍。
基于電壓的電能限度是基于ESD 74的期望的工作電壓的從基于電壓的最
小電育部艮度('PbAT一MN一VB')到基于電壓的最大電能限度('PbAT—MAX一vb')的電池
輸出能量等級范圍。所述基于電壓的最小電能限定Pbalmn一vb是ESD 74在達(dá)到最大電壓VuD之前的電池輸出能量的最小值。所述基于電壓的最大電能限度Pbat一man一vb是ESD74在達(dá)到最小電壓VpLooii之前的電池輸出能量的估計(jì)值。所述最小電壓VF!om是不明顯短期電池持久性的電池工作最小允許電壓。當(dāng)ESD74的電壓等級低于最小電壓Vfloor時(shí)，ESD 74的輸出能量會(huì)M^、 ESD 74的工
作壽命。
圖5詳細(xì)示出了用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)14工作的策略(戰(zhàn)術(shù))控制方案('TacticalControl and Operation') 330的信號流程圖，參考圖1和圖2中的混合動(dòng)力系和圖3和圖4中的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。所述戰(zhàn)術(shù)控制方案包括戰(zhàn)術(shù)最tt:化控制路徑350和雌的并行執(zhí)行的系統(tǒng)約束控制路徑360。所述戰(zhàn)賴優(yōu)化控制路徑350是發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)控制方案370的輸入。發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)控制方案370和系統(tǒng)約束控制路徑360的輸出是用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)、實(shí)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)糊需求、預(yù)測的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩需求以及發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)類型的發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)類型確定方案('Engine Response TypeDetermination') 380的輸入。
發(fā)動(dòng)機(jī)14的輸入可以稱為發(fā)動(dòng)機(jī)操作點(diǎn)，包括發(fā)動(dòng)mil度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矢巨，其可被轉(zhuǎn)換成輸AiI度和與變速器10的輸入元fH乍用的輸入轉(zhuǎn)矩。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)14是火花式點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)操作點(diǎn)可通過利用電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)(未
20示出)控制發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(未示出)，包括打開發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門以增大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩以及關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門以減小發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，從而改變發(fā)動(dòng)機(jī)14的進(jìn)氣質(zhì)量進(jìn)而
影響發(fā)動(dòng)機(jī)操作點(diǎn)使得其改變。發(fā)動(dòng)機(jī)操作點(diǎn)的改變可fflil調(diào)整點(diǎn)火時(shí)間實(shí)現(xiàn)，
包括從絕對最優(yōu)轉(zhuǎn)矩點(diǎn)火時(shí)間延遲點(diǎn)火時(shí)間以減小發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。發(fā)動(dòng)機(jī)操作點(diǎn)的改變也可以通過在全汽缸狀態(tài)和停缸狀態(tài)之間控制發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)，以及通過在發(fā)動(dòng)機(jī)供纟含燃油狀態(tài)和發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)但不被供給燃油的燃油切斷狀態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)，造成輸入,的改變。
所述戰(zhàn)術(shù)最優(yōu)化控制路徑350對實(shí)際穩(wěn)態(tài)輸入起作用，以選擇優(yōu)選的發(fā)動(dòng)
機(jī)狀態(tài)，并確定從發(fā)動(dòng)機(jī)4輸向變速器10的優(yōu)選的輸入轉(zhuǎn)矩。所述戰(zhàn)術(shù)最優(yōu)化控制路徑350是最優(yōu)化方案(Tactical Optimization') 354以確定優(yōu)選的用于在全汽缸狀教'InputTorque FuH，)、停缸狀態(tài)('Input Torque Deac')、切斷燃油的全汽缸狀態(tài)('Input Torque Full FCO')，切斷燃油的停缸狀態(tài)('Input Torque DeacFCO')以及優(yōu)選的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)('PreferredEngine State')中操作發(fā)動(dòng)機(jī)14的輸入轉(zhuǎn)矩。最優(yōu)化方案354的輸入包括變速器10的引導(dǎo)工作檔位狀態(tài)('LeadHybrid Range State')引導(dǎo)預(yù)測的輸入加速曲線('Lead Input Acceleration ProfilePredicted')以及在弓l導(dǎo)工作檔位狀態(tài)下，穿過每個(gè)離合器的離合器作用轉(zhuǎn)矩的預(yù)測的范圍('PredictedClutchReactiveTorqueMm/Max，)，其優(yōu)選的產(chǎn)生于轉(zhuǎn)換執(zhí)行和發(fā)動(dòng)機(jī)開啟/關(guān)閉控制方案320。輸Ai4而包括預(yù)測的電能P艮度('PredictedBattery Power Limits'),預(yù)測的加速輸出轉(zhuǎn)矩需求('Output Torque Request AccelPrdtd')以及預(yù)測的制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩需求('OutputTorqueRequestBrakePrdtd')。當(dāng)考慮軸轉(zhuǎn)矩響應(yīng)鄉(xiāng)產(chǎn)生預(yù)測的加速輸出轉(zhuǎn)矩('ToAccPrdtd')并結(jié)合用于制動(dòng)預(yù)觀啲輸出轉(zhuǎn)矩需求以確定凈預(yù)測輸出轉(zhuǎn)矩(ToNetPrdtd')，其是最優(yōu)化方案354的輸入，的時(shí)候,所述用于加速的預(yù)觀啲輸出車魏需求ilil預(yù)觀啲輸出轉(zhuǎn)矩糊犬濾波器352被整形。所述變速器10的弓l導(dǎo)工作檔位狀態(tài)是變速器10的工作檔位狀態(tài)的時(shí)間轉(zhuǎn)換提前以適應(yīng)在工作檔位狀態(tài)的指令轉(zhuǎn)換與實(shí)際工作檔位狀態(tài)之間的響應(yīng)延時(shí)。因此變速器10的弓I導(dǎo)工作檔位狀態(tài)是指令工作檔位狀態(tài)。引導(dǎo)預(yù)測的輸入加速曲線是輸入元件12的預(yù)測的輸入加速曲線的時(shí)間轉(zhuǎn)換提前以適應(yīng)在預(yù)測的輸入加速曲線的指令變化與所測量的預(yù)測的輸入力口速曲線的變化之間的響應(yīng)延時(shí)。因此所述引導(dǎo)預(yù)觀啲輸入加速曲線是輸入元件12在時(shí)間轉(zhuǎn)換之后產(chǎn)生的預(yù)測的加速曲線。標(biāo)有"引導(dǎo)"的參數(shù)用于通過具有不同響應(yīng)時(shí)間的裝置在動(dòng)力系在公共輸出元件64處同時(shí)傳送交匯的轉(zhuǎn)矩。具體地，發(fā)動(dòng)機(jī)14
可以有數(shù)值為300-600ms的響應(yīng)時(shí)間，以及轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換離合器Cl 70, C2 62， C3 73和C4 75可以有數(shù)值為150-300ms的響應(yīng)時(shí)間，以及第一、第二電機(jī)56和72可有數(shù)值為10ms的響應(yīng)時(shí)間。
所述最優(yōu)化方案354決定用于在發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)操作發(fā)動(dòng)機(jī)14時(shí)的成本，其包
括供給燃油和全汽缸狀態(tài)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的操作('PCOCTFULLFUEL')、不供給it油和全汽缸狀態(tài)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的操作('PCOSTFULLFCO')、供給燃油和停缸狀態(tài)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的操作('PCOST DEAC FUEL )、以及不供給燃油和汽缸停缸狀態(tài)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的操作
('PcOST DEAC FCO, ) ° 上述用于操作發(fā)動(dòng)機(jī)14的成本是穩(wěn)定和仲裁方案('Stabilization and Arbitration') 356的輸入，其與實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)('Actual EngineState')和允許或準(zhǔn)許的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)('Engine State Allowed') —皿擇發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)作為itli的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)('Prefeued Engine State')。
考慮轉(zhuǎn)矩消耗元件，例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)14和魏器10之間的、TO泵，在切斷燃油和不切斷燃油的全汽缸狀態(tài)和停缸狀態(tài)中用于操作發(fā)動(dòng)機(jī)14的優(yōu)選所謂輸入$魏是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換計(jì)算器355的輸入，并且被相應(yīng)地轉(zhuǎn)換自全汽缸狀態(tài)和停缸狀態(tài)('Engine Torque Full， and 'Engine Torque Deac，)以及切斷燃油的全汽缸狀態(tài)和停缸狀態(tài)('Engine Torque Full FCO， and 'Engine Torque Deac FCO，)中優(yōu)選的的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。所述4，的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和優(yōu)選的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)是發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)控制方案370的輸入。
用于操作發(fā)動(dòng)機(jī)14的成本是基于包括 操縱性、燃油經(jīng)濟(jì)性、排放以及電池使用的因素來確定的操作成本。成本被分配并與燃油和電能消耗相關(guān)以及與混合傳動(dòng)系的具體操作環(huán)境相關(guān)。低操作成本與高轉(zhuǎn)換效率時(shí)的較低油耗、較低電池能量的^柳和較低的排放和考慮發(fā)動(dòng)機(jī)14的當(dāng)前狀態(tài)相關(guān)。
全汽缸狀態(tài)和停缸狀態(tài)下的優(yōu)選的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)和優(yōu)選的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩是發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)控制方案370的輸入，其包括發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)機(jī)('Engine State Machine')372。
所述發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)裝置基于優(yōu)選的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和優(yōu)選的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)確定目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩('Target Engine Torque')和目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)('Target Engine State')。所述目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)是變換過濾器374的輸入，其過濾目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩以提供過濾的目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩('Filtered Target Engine Torque')并且其使得發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)之間的變換器工作。所皿動(dòng)機(jī)狀態(tài)機(jī)372輸出在停缸狀態(tài)和全汽缸狀態(tài)之一的選擇指令('DEACSelected'),以及在發(fā)動(dòng)機(jī)供給it油狀態(tài)和 Mit燃油切斷狀態(tài)之一的選擇('FCOSelected')指令。
所述在停缸狀態(tài)和全汽缸狀態(tài)之一的選擇以及在發(fā)動(dòng)機(jī)供給燃油狀態(tài)和減 速燃油切斷狀態(tài)之一的選擇、過濾的目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，以及最小和最大的發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)矩是發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)類型確定方案380的輸入。
系統(tǒng)約束控制路徑360確定輸入轉(zhuǎn)矩的約束，包括可通過魏器10起作用 的最小和最大輸入轉(zhuǎn)矩('Input Torque Hybrid Minimum，and 'Input Torque Hybrid Maximum')。所述最小和最大輸入轉(zhuǎn)矩是基于，器10、第一、第二電機(jī)56 和72以及ESD74的約束確定的，其影響變速器10和電機(jī)56和72的容量。
系統(tǒng)控制路徑360的輸入包括通過加il^板113與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換控制一起測得 的實(shí)時(shí)輸出車魏需求('Output Torque Request Accel Immed，)和通過制動(dòng)踏板112 與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換控制一起測得的實(shí)時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩需求('Output Torque Request Brake Immed')。當(dāng)考慮軸轉(zhuǎn)矩響應(yīng)類型產(chǎn)生實(shí)時(shí)加速輸出轉(zhuǎn)矩需求(To Accel Immed')時(shí)，所述實(shí)時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩需糊過實(shí)時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩整形濾波器362成形， 并與用于制動(dòng)的實(shí)時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩需求一起來確定凈實(shí)時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩('To Net Imme(f)。所述凈實(shí)時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩和實(shí)時(shí)加速輸出轉(zhuǎn)矩是約束方案('Output and Input Torque Constraints') 364的輸入。約束方案364的其它輸入包括變速器10 的引導(dǎo)工作檔位狀態(tài)、實(shí)時(shí)引導(dǎo)輸入加速曲線('Lead Input Acceleration Profile Immed')，^h應(yīng)用離合驗(yàn)弓l導(dǎo)工作檔位狀態(tài)內(nèi)的弓l導(dǎo)實(shí)時(shí)離合器作用轉(zhuǎn)矩范 圍('Lead Immediate Clutch Reactive Torque Min/Max')以及包括從最小牽引控制 電能約束PBAr 畫TC 至嘬大牽引控制電能約束PBAr MAX TC 的牽弓腔制電能約束 ('Tactical Control Electric Power Constraints')。所述牽弓l控制電能約束是由電池能 量函數(shù)('Battery Power Control') 366輸出的。目標(biāo)引導(dǎo)輸入加速曲線是輸入元 件12的實(shí)時(shí)輸入加速曲線時(shí)間轉(zhuǎn)換提前以適應(yīng)測量的實(shí)時(shí)輸入加速曲線的指令 變換和實(shí)時(shí)輸入加速曲線的變化之間的響應(yīng)延時(shí)。引導(dǎo)實(shí)時(shí)離合作用轉(zhuǎn)矩范圍 是離合器的引導(dǎo)實(shí)時(shí)離合作用轉(zhuǎn)矩范圍的時(shí)間轉(zhuǎn)換提前以適應(yīng)測量的實(shí)時(shí)離合 轉(zhuǎn)矩范圍的指令變化和實(shí)時(shí)離合作用轉(zhuǎn)矩范圍的變化之間的響應(yīng)延時(shí)。所述約 束方案364確定用于變速器10的輸出轉(zhuǎn)矩范圍，并隨后確定能夠基于前述輸入 與變速器10作用的最小和最大輸入轉(zhuǎn)矩。
進(jìn)而，所述約束方案364輸入實(shí)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩需求并輸出實(shí)時(shí)電能Pbatjmmed，也就是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)14在實(shí)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩工作和電機(jī)56和72在基于操 作轉(zhuǎn)矩需求和約束方案364的其它輸入的優(yōu)選的電機(jī) 舒巨操作時(shí)的ESD 74的估 計(jì)的電池輸出功率。
考慮轉(zhuǎn)矩消耗裝置，例如，液壓泵、發(fā)動(dòng)機(jī)14和變速器10之間弓l入的寄 生或其他負(fù)載，最小和最大輸入轉(zhuǎn)矩是發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換計(jì)算器355的輸 入，并被相應(yīng)地轉(zhuǎn)換成最小和最大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩('Engine Torque Hybrid Minimum' and 'Engine Torque Hybrid Maximum')。
所述過濾的目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩、發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)機(jī)372的輸出以及最小和最大發(fā) 動(dòng)機(jī)車轉(zhuǎn)巨是發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)類型確定方案380的輸入。所述發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)類型確定方 案380將過濾的目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩限度在最小和最大混合發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩內(nèi)，并向 ECM 23輸出發(fā)動(dòng)機(jī)指令以控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩到實(shí)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩需求('Engine Torque Request Immed，)和預(yù)測的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩請求('Engine Torque Request Prdtd')。其他指令控制發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)到發(fā)動(dòng)機(jī)燃油狀態(tài)和燃油切斷狀態(tài)之一('FCO Request'),以及到氣缸停缸狀態(tài)和全汽缸狀態(tài)之一('DEACRequest，)。其他輸出 包括發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)翻('Engine Response Type')。當(dāng)所述過濾的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩在最 小和最大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩之內(nèi)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)類型是不動(dòng)作的。當(dāng)所皿濾的發(fā)動(dòng) 機(jī)車轉(zhuǎn)E降到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩最大約束('Engine Torque Hybrid Maximum')之下時(shí)發(fā) 動(dòng)機(jī)響應(yīng)類型工作，指示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的實(shí)時(shí)變化的需求，例如，ilil發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn) 火控制改變使得發(fā)動(dòng)機(jī)車f^:在最小和最大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩內(nèi)P爭低。
圖6示出了牽引控制方案330的電池能量控制函數(shù)366。所述電池能量控制 函數(shù)366確定牽引控制電能約束的設(shè)置，包括最小牽引控制電能約束 ('Pbat一mn—tc')和最大牽引控制電能約束('Pbalmax一tc')。所述電池能量控制函 數(shù)366包括充電函數(shù)('Over Discharge and Over Charge Function') 392和電壓函 數(shù)('Over Voltage and Under Voltage Function,) 394。
所述充電函數(shù)392輸入由BPCM 21監(jiān)視的ESD 74的實(shí)際電池輸出育讀 ('Pbat')的信號指示，最小短期電能限度('Pbat一mn一st')、最大短期電能限度 ('Pbat max st, )、最小長期電能限度('Pmt 畫lt )、最大長期電能限度 ('Pbat max u'' )以及由約束方案確定的實(shí)時(shí)電能('Pbat 1mmed )。所述充電函數(shù) 392確定并輸出最小充電函數(shù)電能限度限('Pbalmn一cf')和最大充電函數(shù)電能限 度('Pbai' max cf,)。參考圖7和圖8，圖7示出了包括優(yōu)選的電能范圍確定函數(shù)('PrefeiredPower Range Determination') 500、比例微分閉環(huán)控制函數(shù)('PD Control') 502，和能 量約束確定函數(shù)('Power Constraint Determination') 504的充電函數(shù)392。圖8 以千瓦為功率的單位和秒為時(shí)間的單位示出了充電函數(shù)392輸入和輸出值。與 最大值相關(guān)的功率值是指放電限度并且是絕對正值(電機(jī)產(chǎn)生正輸出轉(zhuǎn)矩，引 起ESD74的放電)，與最小值相關(guān)的功率值是指放電限度并且是鄉(xiāng)樹負(fù)值(電 機(jī)產(chǎn)生電能并且給ESD74充電)。
能量范圍確定函數(shù)500確定一組包括觸發(fā)能量上限('Upper Trigger Power Limit')和觸發(fā)能量下限(未示出)的觸發(fā)育遣限度以及一組包括itt的電能上 限('Upper Preferred Power Limit')和優(yōu)選的電能下限('Lower Preferred Power Limit')的1鵬的電能荊艮。
所述能量范圍確定函數(shù)500基于最大短期電能限度之下的第一能量值設(shè)置 觸發(fā)能量上限。進(jìn)而,當(dāng)ESD74的實(shí)際電池輸出能量PB虹小于觸發(fā)能量上限時(shí)， 所述能量范圍確定函數(shù)500基于在最大短期電能限度和觸發(fā)能量上限之間的第 二能量值設(shè)置優(yōu)選的電能上限的初始值。當(dāng)所述ESD 74的實(shí)際電池輸出PBAr 越過(即，鵬)觸發(fā)電育讓限('Pbat Meets Upper Trigger Limit，)時(shí)，雌的 電能上限從初始值以預(yù)設(shè)的比率增加直到優(yōu)選的電能上限到達(dá)最大短期電能P艮 度Pbat_max—st°
類1姐也，所述能量范圍確定函數(shù)500基于最小短期電能限度之上的第一能 量值設(shè)置觸發(fā)能量下限。進(jìn)而，當(dāng)ESD 74的電池輸出能量PMT大于觸發(fā)能量下 限時(shí)，所述能量范圍確定函數(shù)500在最小短期電能限度和觸發(fā)能量下限之間設(shè) 置 的電能下限的初始值。當(dāng)所述ESD74的實(shí)際電池輸出PBAT皿(g卩，降 低于)觸發(fā)電能下限時(shí)，優(yōu)選的電能下限從初始值以預(yù)設(shè)的比率降低至敝選的 電能下限到纏小短期電能P艮度。
利用當(dāng)ESD 74的實(shí)際電池輸出能量PBAT皿了優(yōu)選的電能上限和下電能 限度之一時(shí)，所述比例微分閉環(huán)控制函數(shù)502利用反饋控制確定變化率， t 該變化量的確定修改優(yōu)選的電能上限('LimitChangeRate')。所述變化率值基于 在ESD 74的實(shí)際電池輸出能量PBAr禾B越過優(yōu)選電能上限和優(yōu)選電能下限之一 之間的誤差被確定。只要ESD74的實(shí)際電池輸出能量PMT在優(yōu)選電能上限和優(yōu)
選電能下限之間，就不會(huì)iiil修改變化率能量限度。能量約束確定函數(shù)504基于限度變化率值、最小長期電能限度、最大長期
電能限度以及由牽引控制方案330確定的能量儲存裝置的實(shí)時(shí)輸出能量，確定 最小充電函數(shù)電能約束('PMT 廳cf )和最大充電函數(shù)電能約束('Pmt max cf a 當(dāng)觸點(diǎn)能量限度沒有被電池輸出肖疆Pbat修改吋，所述能量約束確定函數(shù) 504設(shè)置與最大長期電能限度和最小長期電能限度相對應(yīng)的最大充電函數(shù)電能 約束Pj3AT max cf 和最小充電函數(shù)電能約束Pmt 固cf°
當(dāng)ESD74的實(shí)際電池輸出能量PBAT ,了優(yōu)選的電能上限('PBArMeets UpperPreferred Limit')時(shí)，比例微分閉環(huán)控制函數(shù)502確定負(fù)變化率，也就是 被能量約束確定函數(shù)504用于P射氐最大和最小充電函數(shù)電能約束以控制ESD 74 的實(shí)際電池輸出Pbat在期望的范國內(nèi)。類似地，當(dāng)ESD 74的實(shí)際電池輸出能量 1了<繼的電能下限時(shí)，比例微分閉環(huán)控制函數(shù)502確定正變化率，也就是 被能量約束確定函數(shù)504用于增加最大和最小充電函數(shù)電能約束以控制ESD 74 的實(shí)際電池輸出Pmt。
當(dāng)實(shí)時(shí)電能Pbatjmmed小于最大充電函數(shù)電能約束時(shí)，能量約束確定函數(shù) 504基于變化率值在修改最大充電函數(shù)電能約束之前，將最大充電函數(shù)電能約束 設(shè)置成實(shí)時(shí)電能。這樣，最大充電函數(shù)電能約束的變化能夠快速影響由轉(zhuǎn)矩約 束函數(shù)364確定的最大輸入轉(zhuǎn)矩值，并且因此所述函數(shù)育,補(bǔ)償確定Pbatjmmed
的誤差，例如，ESD74的實(shí)際PMT和由牽引控制方案330確定的PBAr—!mmed之
間的差值。當(dāng)實(shí)時(shí)電能Pbatjmmed大于最小充電函數(shù)電能約束時(shí)，能量約束確定 函數(shù)504基于變化率值在修改最小充電函數(shù)電能約束之前，將最小充電函數(shù)電 能約束設(shè)置成實(shí)時(shí)電能。這樣，最小充電函數(shù)電能約束的變化能夠快速影響由 最小輸入轉(zhuǎn)矩值。
當(dāng)能量約束確定函數(shù)504基于ESD 74的實(shí)際電池輸出育遣PBAr調(diào)整最大充 電函數(shù)電能約束和最小充電函數(shù)電能約束之一時(shí)，所述能量約束確定函數(shù)504 也隨之等量地調(diào)整其它充電函數(shù)約束，從而造成最大和最小充電函數(shù)電能約束 之間的差值仍然保持不變。
最小和最大充電函數(shù)電能約束是中間電能約束值，其中它們被用于確定最 終電能約束值，即，最小牽弓腔制電能控制電能約束('Pbalmm—tc')和最大牽 弓腔制電能約束('Pbalmaxjtc')。
參考圖9和圖10,電壓函數(shù)394的輸入包括由BPCM21監(jiān)控的ESD74的實(shí)際電池電壓('Vbat')、 ESD74的最小基準(zhǔn)電壓限度('VBAr—mn—base')、 ESD74 的最大基準(zhǔn)電壓限度('VBAr
max base )、充電函數(shù)最大電能約束('Pbat max cf 乂、 充電函數(shù)最小電能約束('Pbat 應(yīng)cf )，以及實(shí)時(shí)電能('Pmt immed )。最小和 最大電壓P艮度定義ESD74電壓的工作范圍并旨,基于動(dòng)力系統(tǒng)的參數(shù)包括，例 如，ESD74的溫度，被確定。圖10示出了隨著以秒為單位的時(shí)間的、以伏為 單位的電壓值和以千瓦為單位的電壓函數(shù)394的功率值。
電壓函數(shù)394確定并輸出最小牽弓腔制電能約束和最大牽引控制電能約束。 電壓函數(shù)394包括優(yōu)選的電壓范圍確定函數(shù)510 ('Preferred Voltage Range Determination'),比例微分閉環(huán)控制函數(shù)512 ('PDControl')以及能量約束確定 函數(shù)514 ('Power Constraint Determination')。
優(yōu)選的電壓范圍確定函數(shù)50確定一組包括上觸發(fā)電壓限度('Upper Trigger Voltage Limit')和觸發(fā)電壓下限(未示出)的觸發(fā)電壓限度以及一組包括上4腿 的電壓限度('Upper Prefened Voltage Limit')和伏選的電壓下限('Lower Preferred Voltage Limit')的優(yōu)選的電壓限度。
電壓范圍確定函數(shù)510基于低于最大基準(zhǔn)電壓P艮度的第一電壓值設(shè)置上觸 發(fā)電壓限度。進(jìn)而，當(dāng)ESD74的電池電壓小于上觸發(fā)電壓限度時(shí)，電壓范圍確 定函數(shù)510基于在最大基準(zhǔn)電壓P艮度和上觸發(fā)電壓限度之間的第二電壓值設(shè)置 上tt^選的電壓界限。當(dāng)ESD74的電池電壓pbat皿了上觸發(fā)電壓限度('Vun;) 時(shí)，優(yōu)選的電壓上限以預(yù)設(shè)的比率從初始值增加直到上優(yōu)選的電壓界限達(dá)到最 大基準(zhǔn)電壓限度。
類似地，電壓范圍確定函數(shù)510基于低于在最小電壓限度之上的第一電壓 值設(shè)置觸發(fā)電壓下限。進(jìn)而，當(dāng)ESD74的電池電壓大于觸發(fā)電壓下限時(shí)， 的電壓下限為在最小基準(zhǔn)電壓限度和觸發(fā)電壓下限之間的初始值。當(dāng)ESD74的 電池電壓V^皿了觸發(fā)電壓下限時(shí)，優(yōu)選的電壓下限以預(yù)設(shè)的比率從初始值 減小至IH腿電壓限度達(dá)到最小毅隹電壓限度。
所述比例微分閉環(huán)控制函數(shù)512利用反饋控制確定iiil其最大或最小牽引 控制電能約束被修改的變化率('Limit Rate Change')。變化率值基于在上tfc選的 電壓限度禾B優(yōu)選的電壓下限之一之間的誤差和ESD 74的電池電壓Vbat被碗定。
能量約束確定514基于限度變化率值、最小充電函數(shù)電能約束Pbat—min—cf、 最大充電函數(shù)電能約束Pbat max 以及由牽弓腔制方案330確定的能量儲存裝
27置的實(shí)時(shí)電池輸出能量Pbatjmmed來確定最小和最大牽弓l控制電能約束。
當(dāng)觸點(diǎn)能量限度沒有被電池輸出能量Vbat修改吋，能量約束確定函數(shù)504 相應(yīng)地設(shè)置最大和最小充電函數(shù)電能約束Pmt maxmn cf 的最大和最小牽引控制
^!i育巨纟勺^ PmT—MAX/MIN一TC °
當(dāng)ESD74的電池電壓VBAr,了上雌的電壓限度('Vupi;)比例微分閉 環(huán)控制函數(shù)512確定被能量約束確定函數(shù)514利用的正變化比率值以增加最小 牽弓腔制電能約束，從而控制ESD74的電池電壓VBAp。類似地，當(dāng)ESD74的 電池電壓VBAT^W尤選的電壓下限時(shí)，比例微分閉環(huán)控制函數(shù)512確定被能量 約束確定函數(shù)514禾,的負(fù)變化比率值以減小最大牽弓腔制電能約束，從而控 制ESD 74的電池電壓VBAr。
當(dāng)ESD 74的電池電壓VBArmi:優(yōu)選的電壓限度，并且當(dāng)由牽引控制方 案330確定的實(shí)時(shí)電能Pmummed大于最小牽弓腔制電能約束時(shí)，能量約束函數(shù) 514設(shè)置最小牽引控制電能約束為基于變化率值修改的最小牽引控制電能約束 之前的實(shí)時(shí)電能。當(dāng)ESD 74的電池電壓VBAp降低到小于itt的電壓下限，并
且當(dāng)由牽弓腔制方案330確定的實(shí)時(shí)電能PM!jMMED小于最大牽弓腔制電能約束
時(shí)，肖隨約束函數(shù)514設(shè)置最大牽弓腔制電能約束為基于變化率值修改的最大
牽弓腔制電能約束之前的實(shí)時(shí)電能。
與能量約束確定函數(shù)504不同，能量約束確定函數(shù)514只調(diào)節(jié)牽引控制能 量約束之一，而不調(diào)整其它牽引控制能量約束，因此限制電機(jī)的工作范圍并因 此減小發(fā)動(dòng)機(jī)控制允許的車魏范圍。
圖11詳細(xì)示出了M31第一、第二電機(jī)56和72用于控制并管理輸出轉(zhuǎn)矩的 輸出和電機(jī)轉(zhuǎn)矩確定方案340的信號流程圖，參考圖1和2中的混合動(dòng)力系統(tǒng) 以及圖3中的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及包括最大和最小可用電池限度('PbatMin/Max') 的約束。所述輸出和電機(jī)轉(zhuǎn)矩確定方案340控制第一、第二電機(jī)56和72的電 機(jī)轉(zhuǎn)矩指令以向與動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)90作用的變速器10的輸出元件64傳送凈輸出 轉(zhuǎn)矩并滿足操作員轉(zhuǎn)矩需求，并約束和整形。所述輸出和電機(jī)轉(zhuǎn)矩確定方案340 雌的包括在6.25咖和12.5!118循環(huán)周期內(nèi)被規(guī)則地執(zhí)行的算法代碼和預(yù)設(shè)校準(zhǔn) 代碼以確定用于在本實(shí)施例中控制第一、第二電機(jī)56和72的,電機(jī)車統(tǒng)指 令(TA，， Tb，)。
輸出和電機(jī)轉(zhuǎn)矩確定方案340確定并利用多，入來確定輸出轉(zhuǎn)矩上的約束，基于此其確定輸出轉(zhuǎn)矩指令(To—cmd')。第一、第二電機(jī)56和72的電機(jī) 轉(zhuǎn)矩指令('TA', 'TB')可以基于輸出轉(zhuǎn)矩指令被確定。輸出和電機(jī)轉(zhuǎn)矩確定方 案340的輸入包括操作輸入、動(dòng)力系統(tǒng)輸入和約束以及自動(dòng)控制約束。
操作員輸入包括實(shí)時(shí)加速輸出轉(zhuǎn)矩需求('Output Torque Request Accel Immed，)和實(shí)時(shí)制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩需求('OutputTorque R叫uest Brake Immed，)。
自動(dòng)控制輸入包括影響動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)90的動(dòng)態(tài)阻尼(412)、發(fā)動(dòng)機(jī)脈沖消 除(408)，以及基于輸入和輸出速度的閉環(huán)修正(410)的轉(zhuǎn)矩偏差。影響動(dòng)力 傳動(dòng)系統(tǒng)90的動(dòng)態(tài)阻尼的第一、第二電機(jī)56和72的轉(zhuǎn)矩偏差('TaAD','TbAD') 可以被確定，例如，以管理和影響動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)連接調(diào)整，并且是動(dòng)態(tài)阻尼算 法的輸出('AD，) (412)。影響發(fā)動(dòng)機(jī)脈沖消除(408)的轉(zhuǎn)矩偏差('TaPC，,'Tb PC)在發(fā)動(dòng)機(jī)開啟狀教'ON')和發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉狀教<OFF')之間轉(zhuǎn)換期間的 發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)與停止期間被確定以消除發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩干擾，并且是發(fā)動(dòng)機(jī)脈沖消除 (408)的輸出。影響第一、第二電機(jī)56和72的閉環(huán)校正轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩偏差通過 監(jiān)控 器10的輸/JI度和離合器Cl 70， C2 62， C3 73以及C4 75的離合滑 接速度確定。當(dāng)在所述模式工作檔位狀態(tài)之一操作時(shí)，用于第一、第二電機(jī)56 和72的閉環(huán)校正轉(zhuǎn)矩偏差('TaCT,TbCL')可基于傳感器ll的輸AiI度('Nr) 與輸入速度曲線('NUProf)之間的差值確定。當(dāng)空檔操作時(shí)，閉環(huán)校正是基 于傳感器11的輸入速度('Ni')與輸AiI度曲線('NLProf)之間的差值，以 及離合滑接速度和目標(biāo)離合滑接速度，例如，用于目標(biāo)離合器C1 70的離合滑 接速度曲線，之間的差值的。閉環(huán)校正轉(zhuǎn)矩偏差是閉環(huán)控制算法('CL') (410) 的輸出。離合器轉(zhuǎn)矩('Tcl')包括用于應(yīng)用的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換離合器的離合反作用轉(zhuǎn) 矩范圍，和未處理的離合滑接速度以及可由用于當(dāng)前應(yīng)用的且非鎖止的離合器 的具體操作范圍狀態(tài)確定的非應(yīng)用的離合器的離合滑接加速度。影響動(dòng)力傳動(dòng) 系統(tǒng)90的動(dòng)態(tài)阻尼的閉環(huán)電機(jī)轉(zhuǎn)矩偏差和電機(jī)$ 偏差是低 濾的輸入，以 確定用于第一、第二電機(jī)56和72的電機(jī)轉(zhuǎn)矩校正('TALPF and 'TbLPF) (405)。
動(dòng)力系統(tǒng)輸入并最大化來自電池能量函數(shù)('Battery Power Control') (466)
的電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制電能約束(卞MT—MAX—Ml')和最小電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制電能約束
('PBATjvnN一w')、操作范圍狀態(tài)('Hybrid Range State')，以及多個(gè)系統(tǒng)輸入以及 約束('System Inputs and Constraints')。所述系統(tǒng)輸入可包括動(dòng)力系統(tǒng)的具體標(biāo) 量參數(shù)和工作檔位狀態(tài)，并與輸入元件12的鄉(xiāng)以及加速度、輸出元件14，以及離合器相關(guān)。其它系統(tǒng)輸入與本實(shí)施例的系統(tǒng)慣量、阻尼，以及抓電能量轉(zhuǎn)
換效率相關(guān)。所述約束包括車統(tǒng)裝置，例如，第一、第二電機(jī)56和72，的最大 和最小電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出(Ta Min/Max','Tb Min/Max'),以及用于應(yīng)用的離合器的 最大和最小離合作用轉(zhuǎn)矩。其它系統(tǒng)輸入包括輸入轉(zhuǎn)矩、離合器滑接速度以及 其它相關(guān)狀態(tài)。
包括輸入加速度曲線('Nidot一Prof)和離合滑接加速度曲線('Clutch Slip Accel Prof)的輸入與所述系統(tǒng)輸入、操作范圍狀態(tài)，以及用于第一、第二電機(jī) 56和72的電機(jī)轉(zhuǎn)矩校正('TALPF and 'TeLPF)—起組成了優(yōu)先最優(yōu)化算法(415) 的輸入。所述輸入加速度曲線是預(yù)測的即將的輸入加速度的估計(jì)值且其 的 是即將循環(huán)的目標(biāo)輸入加速度。離合器滑接加速度曲線是用于或多個(gè)非應(yīng)用離 合器的預(yù)測的即將的離合器加速度的估計(jì)值，并且,的是即將循環(huán)的目標(biāo)離 合器滑接加皿。最優(yōu)化輸入('Optlnouts'),其包括電機(jī)轉(zhuǎn)矩值、離合器轉(zhuǎn)矩 以及輸出轉(zhuǎn)矩，可在當(dāng)前操作范圍狀態(tài)被計(jì)算，并用在最優(yōu)化算法中以確定最 大和最小原始輸出轉(zhuǎn)矩約束(440)，并確定在第一、第二電機(jī)56和72之間的 開環(huán)轉(zhuǎn)矩指令的tte分流(440')。最優(yōu)化輸入、最大和最小電池能量限度、系 統(tǒng)輸入以及當(dāng)前工作檔位狀態(tài)被分析以確定優(yōu)選的或最優(yōu)的輸出轉(zhuǎn)矩('To Opf )以及最小和最大原始輸出l轉(zhuǎn)巨約束('ToMinRaw'， 'ToMaxRaw') (440)， 其可被整形和濾波(420)。所述優(yōu)選的輸出,('ToOpf)是最小化電池能量 小于操作轉(zhuǎn)矩需求的輸出轉(zhuǎn)矩。實(shí)時(shí)力口速輸出轉(zhuǎn)矩需求和實(shí)時(shí)制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩需 求分別被整形和濾波并小于最小和最大輸出轉(zhuǎn)矩約束('To Min Filt'， 'To Max Filt')以確定最小和最大濾波輸出轉(zhuǎn)矩需求約束('ToMinReqFiltd'， 'ToMaxReq Filtd')。約束加速輸出$魏需求('ToReq Accel Cnstmd')和約束制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩 請求('To Req Brake Cnstrnd')可被基于最小和最大濾波輸出車湖需求約束(425 ) 確定。
進(jìn)而，變速器10的再生制動(dòng)容量('OptRegenCapacity')是變速器10與傳 動(dòng)系轉(zhuǎn)矩作用的容量，并可基于包括轉(zhuǎn)矩裝置的最大和最小電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出以及 用于應(yīng)用的離合器的最大和最小作用轉(zhuǎn)矩確定，考慮電池能量限度。所述再生 制動(dòng)容量設(shè)置用于實(shí)時(shí)制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩需求的最大值。再生制動(dòng)容量基于約束加 速輸出轉(zhuǎn)矩需求和優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩之間的差值確定。約束加速輸出車轉(zhuǎn)巨需求被整 形濾波并與約束制動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩需求一起確定凈輸出轉(zhuǎn)矩指令。所述凈輸出轉(zhuǎn)矩指令與最小和最大需求濾波輸出轉(zhuǎn)矩相比較以確定輸出轉(zhuǎn)矩需求('To—cmd') (430)。當(dāng)胸出車規(guī)指令在最大和最小需求濾波輸出轉(zhuǎn)矩之間時(shí)，輸出車統(tǒng)指 令被設(shè)成凈輸出轉(zhuǎn)矩指令。當(dāng)凈輸出轉(zhuǎn)矩指令超過最大需求濾波輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)， 輸出轉(zhuǎn)矩指令被設(shè)成最大需求濾波輸出轉(zhuǎn)矩。當(dāng)凈輸出轉(zhuǎn)矩指令小于最小需求 濾波輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)，輸出轉(zhuǎn)矩指令被設(shè)成最小需求濾波輸出轉(zhuǎn)矩指令。
動(dòng)力系的工作被監(jiān)控并與輸出轉(zhuǎn)矩指令一起確定在第一、第二電機(jī)56和72 之間的開環(huán)轉(zhuǎn)矩指令的im分流，且其達(dá)到作用離合轉(zhuǎn)矩容量('丁aOpt， and 'TB OptO ,并且提供與優(yōu)選的電池能量('PbatOpt，) (440)相關(guān)的反饋。第一、第 二電機(jī)56和72的電機(jī)轉(zhuǎn)矩校正("TaLPF"和"TbLPF")被減去以確定開環(huán)電機(jī) 轉(zhuǎn)矩指令('TA0L，and'TB0L，) (460)。
開環(huán)電機(jī)轉(zhuǎn)矩指令與包括影響動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)90 (412)的動(dòng)態(tài)阻尼、發(fā)動(dòng)機(jī) 脈沖消除(408)以及基于輸入和離合滑接速度的閉環(huán)校正的 轉(zhuǎn)巨偏差的自動(dòng)控 制輸入相結(jié)合，以確定用于控制第一、第二電機(jī)56和72 (470)的電機(jī)車魏丁a 和Tb。前述約束、整形和濾波輸出辯巨需求步驟用以確定可被轉(zhuǎn)換成用于第一、 第二電機(jī)56和72的,指令的輸出総巨指令，優(yōu)選的是基于輸入和利用算法 代碼以計(jì)算轉(zhuǎn)矩指令的前饋操作。
基于動(dòng)力系統(tǒng)的當(dāng)前操作和約束，設(shè)置所配置系統(tǒng)的操作，以引導(dǎo)確定輸 出轉(zhuǎn)矩約束。操作員轉(zhuǎn)矩需求基于制動(dòng)踏板和加速雖對及的操作員輸入被確定。 所述操作員轉(zhuǎn)矩需求可被約束、整形和濾波以確定輸出轉(zhuǎn)矩指令，包括確定優(yōu) 選的再生制動(dòng)容量。輸出轉(zhuǎn)矩指令可被確定且其是基于所述約束和所述操作員 轉(zhuǎn)矩需求被約束的。所述輸出轉(zhuǎn)矩指令通過轉(zhuǎn)矩裝置的控制操作被執(zhí)行。系統(tǒng) 操作影響動(dòng)力系操作且其響應(yīng)于操作員轉(zhuǎn)矩需求并在系統(tǒng)約束之內(nèi)。系統(tǒng)操作 造成參考工作操作性需求，包括在再生制動(dòng)操作期間的平滑操作、被整形的輸 出轉(zhuǎn)矩。
最優(yōu)化算法(440， 440')包括被執(zhí)行以確定響應(yīng)于最小化電池能量消耗的 操作員轉(zhuǎn)矩需求的動(dòng)力系統(tǒng)控制參數(shù)的算法。基于系統(tǒng)輸入和P艮度、當(dāng)前工作 檔位狀態(tài)以及可用電池能量限度，所述最優(yōu)化算法440包括監(jiān)控機(jī)電混合動(dòng)力 系統(tǒng)的當(dāng)，作工況，對于候補(bǔ)的輸入轉(zhuǎn)矩，最j尤化算法440計(jì)算響應(yīng)于包括 輸出轉(zhuǎn)矩指令的系統(tǒng)輸入，并在上述第一、第二電機(jī)56和72的最大和最小電 機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出之內(nèi)，在可用電池能量之內(nèi)，在 器10的應(yīng)用離合器的當(dāng)前工作檔位狀態(tài)的離合器作用轉(zhuǎn)矩范圍之內(nèi)，并考慮系統(tǒng)慣量、阻尼、離合器滑接以
及in/電能量轉(zhuǎn)換效率的動(dòng)力系統(tǒng)輸出。 地，動(dòng)力系統(tǒng)輸出包括tti^的輸出 轉(zhuǎn)矩(ToOpt')，第--、第二電機(jī)56和72的可實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩需求('TaOpt'， 'Tb Opt')和與可實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩輸出相關(guān)的優(yōu)選電池能量('PbatOpf )。
圖12示出了所述輸出和電機(jī)轉(zhuǎn)矩確定方案340的電池能量函數(shù)466。電池 能量函數(shù)466確定包括最大電機(jī)控制電能約束('Pbat一max一mt')和最小電機(jī)控制 電能約束('Pbat一m^ut')的電機(jī)轉(zhuǎn)矩電能約束組。所述電池能量函數(shù)466包括 充電函數(shù)('Over Discharge and Over Charge Function') 492禾卩電壓函數(shù)('Over Voltage and Under Voltage Function') 494 。
所述充電函數(shù)492的輸入包括由BPCM 21監(jiān)控的ESD 74的實(shí)際電池輸出 能量('Pbat')的輸入、最小短期電能限度('Pbalmin乂)、最大短期電鄉(xiāng)艮度
('Pbat max st， )、最小長期電能限度('PBATMINUr')、最大長期電能限度 ('PbAI1MAX一LT')，以及tti^的電池能量('PBAT一Opt')。利用實(shí)質(zhì)上與所述的充電函
數(shù)392相似的方法，所述充電函數(shù)492確定并輸出最小充電函數(shù)電能限度 ('Pbat畫cf， )和最大充電函數(shù)電能限度('Pbatmaxcf')，其中優(yōu)選的電池能量
PMTJ^被用于代替中間電池能量PBATJMMED。電壓函數(shù)494的輸入包括由BPCM
21監(jiān)控的ESD74的電池電壓('Vbat')、最小基準(zhǔn)電壓限度('VBAr>DN_BASE，)、 最大基準(zhǔn)電壓限度('Vbar—max_base')、充電函數(shù)最大電能約束('Pbat一max一cf')、
充電函數(shù)最小電能約束('PBAT—畫一CF'),以及^t^的電池能量('PBAT一Opt')。禾偶
實(shí)質(zhì)上與充電函數(shù)394用于確定最小和最大牽引控制電能約束的相似的方法， 電壓函數(shù)494確定和輸出最小電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制電能約束并且輸出最小電機(jī)$轉(zhuǎn)巨控
制電能約束和最大電機(jī) 魏控制電能約束，相應(yīng)地，其中優(yōu)選的電池能量P,J)pt
被用于代替中間電池能量Pbat
本申請闡述了幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例以及其改進(jìn)。可基于閱讀以及理解說明書做 出進(jìn)一步的修改和其它變更。因此，應(yīng)理解為本申請不限于作為實(shí)施本申請的
最佳模型的公開的特定實(shí)施例，但是本發(fā)明將包括所有落入本申i青請求的權(quán)利 請求的保護(hù)范圍之內(nèi)的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1. 用于控制動(dòng)力系統(tǒng)的方法，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括第一動(dòng)力致動(dòng)器、第二動(dòng)力致動(dòng)器、變速器裝置以及與第一動(dòng)力致動(dòng)器和第二動(dòng)力致動(dòng)器之一耦合的能量儲存裝置，所述變速器裝置用于在輸出元件與第一、第二動(dòng)力致動(dòng)器之間傳送動(dòng)力，所述方法包括監(jiān)控能量儲存裝置的電壓；提供基準(zhǔn)電壓限度、中間動(dòng)力約束、優(yōu)選的電壓限度，以及用于能量儲存裝置的觸發(fā)電壓限度，所述優(yōu)選的電壓限度定義了優(yōu)選的電壓范圍；當(dāng)能量儲存裝置的電壓越過了觸發(fā)電壓限度時(shí)，修改優(yōu)選的電壓限度；監(jiān)控第一動(dòng)力致動(dòng)器的動(dòng)力指令；為動(dòng)力指令估算能量儲存裝置的輸出動(dòng)力；當(dāng)能量儲存裝置的電壓在優(yōu)選的電壓范圍之內(nèi)時(shí)，基于中間動(dòng)力約束確定第一動(dòng)力致動(dòng)器的動(dòng)力約束；以及當(dāng)能量儲存裝置的電壓越過優(yōu)選的電壓限度時(shí)，基于能量儲存裝置的估算的輸出動(dòng)力確定第一動(dòng)力致動(dòng)器的動(dòng)力約束。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括提供用于能量儲存裝置的包括 基準(zhǔn)電壓限度的基準(zhǔn)電壓限度組、包括中間動(dòng)力約束的中間動(dòng)力約束組、包括 優(yōu)選電壓限度的優(yōu)選電壓限度組，以及包括觸發(fā)電壓限度的觸發(fā)電壓限度組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括 監(jiān)控能量儲存裝置的溫度；以及 基于能量儲存裝置的、鵬確定難電壓限度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括基于能量儲存裝置的輸出動(dòng) 力確定中間動(dòng)力約束。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括基于基準(zhǔn)電壓限度確定優(yōu)選的,限度和觸發(fā)電壓限度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括 基于基準(zhǔn)電壓限度將tm電壓P艮度設(shè)置為第一電壓值；以及 當(dāng)能量儲存裝置的電壓越過觸發(fā)電壓限度時(shí)，使優(yōu)選的電壓限度以預(yù)設(shè)的比率隨著時(shí)間的從第一電壓值變?yōu)榈诙妷褐怠?br> 7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中第一電壓值等于基準(zhǔn)電壓限度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括監(jiān)控包括第一動(dòng)力致動(dòng)器的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力指令； 為動(dòng)力指令估計(jì)能量儲存裝置的輸出動(dòng)力；當(dāng)能量儲存裝置的電壓在優(yōu)選的電壓限度范圍之內(nèi)時(shí)，基于中間動(dòng)力約束 確定發(fā)送機(jī)的動(dòng)力約束；以及當(dāng)能量儲存裝置的電壓越過優(yōu)選的電壓限度時(shí)，基于能量儲存裝置的估計(jì) 的輸出動(dòng)力確定發(fā)送機(jī)的動(dòng)力約束。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力指令包括轉(zhuǎn)矩指令。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括 監(jiān)控包括第一動(dòng)力致動(dòng)器的電機(jī)的動(dòng)力指令； 為動(dòng)力指令估計(jì)能量儲存裝置的輸出動(dòng)力；當(dāng)電壓在伏選的電壓范圍之內(nèi)時(shí)，基于中間動(dòng)力約束確定電機(jī)的動(dòng)力約束；以及當(dāng)電壓M31優(yōu)選的電壓限度時(shí)，基于能量儲存裝置的估計(jì)的輸出電池功率 確定電機(jī)的動(dòng)力約束。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中電機(jī)的動(dòng)力指令包括轉(zhuǎn)矩指令。
12. 根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)能量儲存裝置的電壓越過 優(yōu)選的電壓限度時(shí)，基于能量儲存裝置的電壓確定第一動(dòng)力致動(dòng)器的動(dòng)力約束。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)能量儲存裝置的電壓越過 〗她的電壓限度時(shí)，在比例積分控制方案中利用能量儲存裝置的電壓。
14. 用于控制動(dòng)力系統(tǒng)的方法，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、變速器 裝置，以及與電機(jī)耦合的能量儲存裝置，變速器裝置用于在輸出元件、發(fā)動(dòng)機(jī) 和電+Zlt間傳送動(dòng)力，該方法包括監(jiān)控能量儲存裝置的電壓；提供基準(zhǔn)電壓限度、中間動(dòng)力約束、,的電壓限度，以及用于能量儲存 裝置的觸發(fā)電壓限度，所述^^的電壓限度定義 的電壓范圍； 當(dāng)能量儲存裝置的電壓艦觸發(fā)電壓限度時(shí)修改M電壓限度； 監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力指令； 為動(dòng)力指令估計(jì)能量儲存裝置的輸出動(dòng)力；當(dāng)能量儲存裝置的電壓在，的電壓范圍之內(nèi)時(shí)，基于中間動(dòng)力約束確定 發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力約束；以及當(dāng)能量儲存裝置的電壓,優(yōu)選的電壓限度時(shí)，基于能量儲存裝置的估計(jì) 的輸出動(dòng)力確定發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力約束。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括提供用于能量儲存裝置的包 括基準(zhǔn)電壓限度的基準(zhǔn)電壓限度組、包括中間動(dòng)力約束的中間動(dòng)力約束組、包 括優(yōu)選的電壓限度的優(yōu)選電壓限度組，以及包括觸發(fā)電壓限度的觸發(fā)電壓P艮度 組。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括.-基于基準(zhǔn)電壓限度將^^的電壓限度設(shè)置為第一電壓值；以及 當(dāng)能量儲存裝置的電壓越過觸發(fā)電壓限度時(shí)，使優(yōu)選的電壓限度以預(yù)設(shè)的比率隨著時(shí)間從第一電壓值變?yōu)榈诙妷褐?，其中第二電壓值等于基?zhǔn)電壓限度。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)能量儲存裝置的電壓越過優(yōu)選的電壓限度時(shí)基于能量儲存裝置的電壓確定發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力約束，其中發(fā)動(dòng) 機(jī)的動(dòng)力約束包括轉(zhuǎn)矩約束。
18. 用于控制動(dòng)力系統(tǒng)的方法，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、變速器裝置，以及與電機(jī)耦合的能量儲存裝置， 器裝置用于在輸出元件、發(fā)動(dòng)機(jī)和電t/lt間傳送動(dòng)力，該方法包括 監(jiān)控能量儲存裝置的電壓；提供基準(zhǔn)電壓限度、中間動(dòng)力約束、優(yōu)選的電壓限度，以及用于能量儲存 裝置的的觸發(fā)電壓限度，所述tK的電壓限度定義tm的電壓范亂當(dāng)能量儲存裝置的電壓鵬觸發(fā)電壓限度時(shí)修改基準(zhǔn)電壓限度；監(jiān)控電機(jī)的動(dòng)力指令；為動(dòng)力指令估計(jì)能量儲存裝置的輸出動(dòng)力；當(dāng)能量儲存裝置的電壓在i^的電壓范圍之內(nèi)時(shí)，基于中間動(dòng)力約束確定用于約束電l幾動(dòng)力的動(dòng)力約束；當(dāng)能量儲存裝置的電壓越過優(yōu)選的電壓限度時(shí)，基于能量儲存裝置的估計(jì) 的輸出動(dòng)力確定用于約束電機(jī)動(dòng)力的動(dòng)力約束。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括確定來自發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入動(dòng)力；確定用于約束輸出元件的輸出動(dòng)力的約束；以及 基于用于約束來自發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出動(dòng)力和輸入動(dòng)力的約束，約束電機(jī)的動(dòng)力。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括 確定來自發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入轉(zhuǎn)矩； 確定用于約束輸出元件的輸出轉(zhuǎn)矩的約束；以及基于用于約束來自發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和輸入轉(zhuǎn)矩的約束，約束電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。
全文摘要
一種用于控制動(dòng)力系的方法，包括監(jiān)控儲能裝置的電壓。所述方法進(jìn)一步包括當(dāng)儲能裝置的電壓超過觸發(fā)電壓限度時(shí)，調(diào)整優(yōu)選的電壓限度，以及當(dāng)儲能裝置的電壓超過優(yōu)選的電壓限度時(shí)，基于估計(jì)的儲能裝置的輸出功率確定第一致動(dòng)器的動(dòng)力約束。
文檔編號B60W10/24GK101508292SQ200810191140
公開日2009年8月19日 申請日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月2日
發(fā)明者A·H·希普, W·布倫森 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司