專利名稱：：控制帶兩外部輸入轉(zhuǎn)矩范圍電機(jī)械變速器的系統(tǒng)約束方法控制帶兩外部輸入車魏范圍電機(jī)械變速器的系統(tǒng)約束方法相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用已知的混^J力系結(jié)構(gòu)可包括多種轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置，這些裝置包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和非燃燒幼幾械(例如電機(jī))，它們通過一^I器體傳遞辦瞎一輸出元件?！獋€(gè)示例性混合動(dòng)力系包括雙模式、混合-分離(compound鄰lit)、電4器和輸出元件，該變速器利用一輸入元f條收來自于雌為內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的原動(dòng)機(jī)動(dòng)力源的牽引轉(zhuǎn)矩。輸出元件可以操作ife^接至機(jī)動(dòng)車輛的傳動(dòng)系，用于將牽引糊傳遞給傳動(dòng)系。作為電動(dòng)機(jī)或者發(fā)電mii轉(zhuǎn)的機(jī)械肯辦向魏器產(chǎn)生輸入,，該輸入轉(zhuǎn)矩獨(dú)立于來自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入轉(zhuǎn)矩。該機(jī)械可將通過車輛傳動(dòng)系傳遞的車輛動(dòng)能轉(zhuǎn)換成可存儲(chǔ)在一電能存儲(chǔ)裝置中的能量。一控制系統(tǒng)監(jiān)控來自于車輛和操作者的各種輸入，并M混合動(dòng)力系提供操作控制，這些操作控律抱括控制^I器的運(yùn)行狀態(tài)和換檔、控制轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生縫、以及調(diào)節(jié)電能存儲(chǔ)裝置和該電機(jī)t間的能量交換，以管理包括轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速在內(nèi)的變速器輸出。
發(fā)明內(nèi)容動(dòng)力系包括電-機(jī)械^i器，該電4n^t器t;iMW作聯(lián)接到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和第一和第二電機(jī)，以向輸出元fK專遞功率?？刂圃撾?機(jī)械魏器的方魏括確定第一和第二電機(jī)的電機(jī)車魏約束和確定電連接至第一第二電機(jī)的電能存,置的電池功率約束。輸入至電-機(jī)械^t器的第一,輸入的范圍和第二轉(zhuǎn)矩輸入的范圍也被確定。確定輸出至該電-機(jī)械^i器的輸出元件的tt^輸出轉(zhuǎn)矩，該雌輸出糊是在電機(jī)鄉(xiāng)約束內(nèi)可獲得的、是在第一,輸入范圍內(nèi)可獲得的、是在第二辦巨輸入范圍內(nèi)可獲得的、且是以電池功率約束為基礎(chǔ)的。圖3-5是根據(jù)本發(fā)明的圖解示意圖。具體實(shí)施例方式該示例性的變速器10包含三組行星齒輪組24、26、28以及四#擇性接合的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置，即離合器C170、C262、C373和C475。本文所使用的離合器是指任何^的摩擦轉(zhuǎn)矩傳遞裝置，例如它們包括單盤式或復(fù)合盤式離合器或組件、帶式離合器及制動(dòng)器。雌由變速器控娜穀央(下面用'TCM'表示)17控制的、艦控制回路(HYD)42操作控制離合器的擾態(tài)。離合器C262和C475i^包括以液壓方式施用的旋轉(zhuǎn)摩擦離合器。離合器C170和C373tt^包括可選擇性地接至lJ^I器殼體68上的、艦控制固定縫。離合器C170、C262、C373和C475中的每一個(gè)都雌是以、艦方纖用的，選擇性M3！^E控制回路42接收已加壓的液壓流體。第一和第二電機(jī)56和72優(yōu)選包括三相交流電機(jī)以及各自的第一和第二解算^(resolver)80和82，^三相交流電機(jī)都包括定子(未示出)和轉(zhuǎn)子(未示出)。旨電機(jī)的電機(jī)定子都接到變速器殼體68的外部上，并且還包括定子心，盤繞的電繞組自該定子心開始延伸。第一電機(jī)56的轉(zhuǎn)子窮掌在M齒輪(hubplategear)上，該纖齒^^由第二行星齒裕且26操作地附接至糊60上。第二電機(jī)72的轉(zhuǎn)子固定地附接到襯套軸轂(sleeveshafthub)66上。第一和第二解算器80、82的每一個(gè)tt^都包括可變磁阻裝置，該可變磁阻裝置包,算器定子(未示出)和解算器轉(zhuǎn)子(未示出)。第一和第二解算器80和82分別被適當(dāng)?shù)囟ㄎ缓虇H裝頓應(yīng)的第一和第二電機(jī)56和72上。鄉(xiāng)算器80和82的定子分別操作連接至嗨一禾嘴二電機(jī)56和72的定子之一上。解算器的轉(zhuǎn)子操作連接到對(duì)應(yīng)的第一和第二電機(jī)56和72的轉(zhuǎn)子上。第一和第二解算器80和82齡都信號(hào)連接和操作連接到魏器功率變換器控娜莫塊(下面用'TPM'表示)19上，并且^Hf算器檢測(cè)和監(jiān)控解算器轉(zhuǎn)子相對(duì)于解算器定子的旋轉(zhuǎn)位置，從而監(jiān)控對(duì)應(yīng)的第一和第二電機(jī)56和72的旋轉(zhuǎn)位置。財(cái)卜，將來自于第一和第二解算器80和82的信號(hào)輸出進(jìn)纟，釋，以分別提供第一和第二電機(jī)56和72的轉(zhuǎn)速，即Na和Nb。^3i器10包括輸出元件64，例如軸，其可操作鵬接糊(未示出)的傳動(dòng)系90以向該傳動(dòng)系90鄉(xiāng)輸出功率，繊出功率被傳遞給雜93，在圖1中示出了該車輪93中的一個(gè)。在輸出元件64處的輸出功率用術(shù)語(yǔ)輸出轉(zhuǎn)速No和輸出轉(zhuǎn)矩To來表征。自器輸出皿傳感器84監(jiān),出元件64的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向。雜93的每一個(gè)iti^t也都配有適于監(jiān)測(cè)車I^IE的傳麟94，該傳感器94的輸出由針對(duì)圖2所描述的分布式控制?！姥胂到y(tǒng)中的一控第訴t^監(jiān)控，以確定用于制動(dòng)控制、牽引控帝訴卩車輛加速管理的車^3t度以及絕對(duì)的和相對(duì)的^I度。TPM19包括一對(duì)功率變換器(未示出)和對(duì)應(yīng)的電機(jī)控糊莫塊(未示出)，該電機(jī)控制模塊配置成接受轉(zhuǎn)矩命令并基于此來控制變換態(tài)，以便提供電機(jī)驅(qū)動(dòng)M再生功能，從而滿M^命令的電機(jī)車魏ta和tb。功率變換器包括公知的互補(bǔ)型三相功率電子裝置，每個(gè)裝置都包括多個(gè)絕緣柵雙極晶體管(未示出)，其M31高頻下的轉(zhuǎn)換而將來自ESD74的直流電轉(zhuǎn)妙交流電，用于為相應(yīng)的第一和第二電機(jī)56和72提供功率。絕緣柵雙極晶體管形成為用于接收控制命令的開關(guān)模式功率供給源。典型地，每一個(gè)三相電機(jī)的每一相都配有一對(duì)絕緣柵雙極晶體管。艦控制絕緣柵雙極晶體管的狀態(tài)來提供電機(jī)驅(qū)動(dòng)mM能的產(chǎn)生或者電能再生的功能。三相變換器通皿流電傳遞導(dǎo)線27接收或者提供直流電，并且iei:流電轉(zhuǎn)化為三相交流電或者將三相交流電轉(zhuǎn)化為直流電，該交流電分別i!31傳遞導(dǎo)線29和31傳導(dǎo)給第一和第二電機(jī)56和72或M—和第二電機(jī)56和72傳導(dǎo)出，以便作為電動(dòng)機(jī)或者發(fā)電豐紅作。圖2示出了分布式控制模塊系統(tǒng)的示意性框圖。下文中將描述的元#^括旨車輛控制結(jié)構(gòu)的一W集，其對(duì)圖1所描述的示例性混合動(dòng)力系提供了協(xié)調(diào)系統(tǒng)控制。該分布式控制模塊系統(tǒng)綜合有關(guān)的信息和輸入，并且執(zhí)行算法來控制各個(gè)致動(dòng)器以實(shí)5鵬制目標(biāo)，這些控制目標(biāo)包括腦經(jīng)濟(jì)性、排放物、性能、駕駛性能以及包括ESD74的電池及第一和第二電機(jī)56和72在內(nèi)的硬件的保護(hù)。分布式控制模塊系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)控諱訴莫塊(下面用'ECM，棘示)23、TCM17、電池組控偉訴莫塊(接下來用，BPCM，51^^)21以及TPIM19?；旌峡氐垸i塊(下面用'HCP，M示)5對(duì)ECM23、TCM17、BPCM21和IPIM19提供監(jiān)督控制和協(xié)調(diào)。用戶接口CUT)13信號(hào)^i接至多^^g，ilil^蝶置，$作者就會(huì)鵬制或者指揮電-機(jī)械混合動(dòng)力系的運(yùn)行。這些裝置包括加3M板113('AP，)、操作者制動(dòng)踏板112('BP，)、^!I親當(dāng)位選擇器114('P勵(lì)L，)和^li繊巡航控希l勝(未示出)。^t器檔雌鄉(xiāng)114可以具有離散數(shù)目的操作者可選位置，這些可選位置包括輸出元件64的旋轉(zhuǎn)方向，以便能實(shí)現(xiàn)前進(jìn)和倒退方向之一。前面提至啲這些控律鵬:^iiil局域網(wǎng)(下面用'LAN'51^)總線6與其它控制模塊、傳^l和致動(dòng)器通信。LAN總線6允許在各種控偉鵬塊之間進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)狀態(tài)和致動(dòng)器命令信號(hào)的結(jié)構(gòu)信。所采用的特定通信協(xié)議是專用的(application-spec迅c)。LAN總線6和合適的協(xié)議在前面蹈啲控帝擴(kuò)塊之間以及和其他控制模塊之間提供了魯棒通訊和多控律贖鵬口連接，這些其他控鵬莫±供了包括例如防抱死制動(dòng)、牽引控制和糊穩(wěn)定性等功能?？梢杂枚鄠€(gè)通信總線來改itil信速度，并提供某種水平的信號(hào)冗余性和完整性。使用直，路，例如串行外圍接口('SPI')總線(未示出)，還可以進(jìn)行各個(gè)控制模塊之間的通信。HCP5會(huì)樹混絲力系^f共監(jiān)督控制，用于ECM23、TCM17、TPM19和BPCM21的協(xié)調(diào)運(yùn)行?；趤碜杂脩艚涌?3和包括ESD74在內(nèi)的混^]力系的各種輸入信號(hào)，HCP5確定出操作者,請(qǐng)求、輸出,命令、發(fā)動(dòng)機(jī)輸入糊命令、用于變速器10中所施用的轉(zhuǎn)矩傳遞離合器C170、C262、C373、C475的離合器$轉(zhuǎn)巨、以及第一和第二電機(jī)56和72的電機(jī)轉(zhuǎn)矩TA和Te。TCM17操作連接到液壓控制回路42并提供各種功能，包括監(jiān)測(cè)各種壓力傳感裝置(未示出)和產(chǎn)生和傳送控審臘號(hào)至各種螺線管(未示出)，從而控制ME控制回路42內(nèi)包含的壓力開關(guān)和控制閥。TCM17操作連接至器10并且監(jiān)控來自傳(未示出)的輸入，以確定^31器運(yùn)^#數(shù)的狀態(tài)。TCM17產(chǎn)生命令信號(hào)，并且傳輸這自號(hào)以控制^^器10，包括控制液壓回路42。由TCM17輸A^HCP5的輸入包括離合器(即C170、C262、C373和C475)中的每一個(gè)的估計(jì)離合器轉(zhuǎn)矩，以及輸出元件64的旋轉(zhuǎn)輸出MN0。出于控制目的，其動(dòng)器和傳可用來自TCM17向HCP5提供附加信息。TCM17監(jiān)魏自于壓力開關(guān)(未示出)的輸入，并鵬撤鵬動(dòng)艦回路42中的壓力控制電磁閥(未示出)和換檔電磁閥(未示出)，以選擇性itt動(dòng)各離合器C170、C262、C373和C475，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)如下面所描述的各種^I器運(yùn)行范圍狀態(tài)。BPCM21信號(hào)連接至傳感器(未示出)以監(jiān)控ESD74，包括監(jiān)控電流和電壓參數(shù)的狀態(tài)，以向HCP5提供^^ESD74的電池的參數(shù)狀態(tài)的信息。該電池的這些參數(shù)狀態(tài)優(yōu)選包括電池荷電狀態(tài)、電池電壓、電池溫度及用范圍Peat—mn到Pbalmax^^的可用電池功率。網(wǎng)制動(dòng)鵬諱鵬塊(下面用'BiCM，^^)22操作連接至雜93的每—個(gè)上的摩擦制動(dòng)器(未示出)。BiCM22監(jiān)鄉(xiāng)作者對(duì)制動(dòng)踏板112的輸入，并產(chǎn)生控制信號(hào)以控制摩擦制動(dòng)器，并且向HCP5縦控諱i臘號(hào)以基于此信號(hào)來運(yùn)轉(zhuǎn)第一和第二電機(jī)56和72?？芈稍V莫土央ECM23、TCM17、TPM19、BPCM21和BiCM22的每一個(gè),都是通用數(shù)字計(jì)算機(jī)，該數(shù)字計(jì)1包括微處理器或中央處理單元、存儲(chǔ)介質(zhì)(包括只讀存儲(chǔ)器('ROM')、隨機(jī)存儲(chǔ)器('RAM')，可電編程只讀存儲(chǔ)器('EPROM，))、高速時(shí)鐘、模柳數(shù)字('A/D，)和數(shù)字/模擬('D/A，)轉(zhuǎn)換電路、以及輸A/輸出電路和裝置('I/0')、和適宜的信號(hào)調(diào)節(jié)和緩沖電路。每個(gè)控制模塊都包括一組控制算法，該算法包括存儲(chǔ)于存儲(chǔ)介質(zhì)之一中的駐留程序命令和校驗(yàn)(calibration)，執(zhí)行該算法來提供各計(jì)鄉(xiāng)的相應(yīng)功能?？貙彂袎K之間的信息傳遞雌由LAN總線6和串行外圍接口總線來誠(chéng)。在預(yù)設(shè)的循環(huán)周期中執(zhí)行該控制算法使得旨算法在^h循環(huán)周期中至少被執(zhí)行一次。由中央處理單元之--采用預(yù)設(shè)的校驗(yàn)來執(zhí)行存儲(chǔ)刊賜失性存儲(chǔ)器裝置中的算法，以監(jiān)控來自于傳感裝置的輸入，及執(zhí)行控制致動(dòng)器運(yùn)行的控制和診斷程序。定期執(zhí)行循環(huán)周期，例如在混合動(dòng)力系運(yùn)行期間每3.125、6.25、12.5、25和100毫秒執(zhí)行一次。棘，響應(yīng)事件的發(fā)生而執(zhí)行算法。力系可選擇性地在若干運(yùn)行范圍狀態(tài)之一下運(yùn)行，這些狀態(tài)可以用包含發(fā)動(dòng)機(jī)開狀態(tài)('ON')和發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)狀態(tài)COFF)的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)以及包含多個(gè)固定檔位和無級(jí)^Iii行模式的^im^態(tài)來描述，下面參考表1對(duì)這些狀態(tài)進(jìn)行描述。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表中描述了各個(gè)器運(yùn)行范圍狀態(tài)，射旨出在旨運(yùn)行范圍狀態(tài)中特定離合器C170、C262、C373和C475中的哪些被施用。通過使用離合器C170(只為了將第三行星齒輪組28的外部齒輪元伴'接地")，從而選擇第一變速模式，即EVT模式1或Ml。發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)可以是ON('M1—Eng—On，)或者OFF('M1—EngJ3flT)之一。M[頓離合器C262(只將軸60接到第三行星齒輪組28的架上)，從而選擇第二無級(jí)zBI模式，即EVT模式2或M2。發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)可以是ON('M2—EngJ3n')或者OFF('M2—EngJDflT)之一。為了便于說明，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)是OFF時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸AM等于O轉(zhuǎn)每辦中('RPM，)，艮卩，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸不旋轉(zhuǎn)。固定檔位運(yùn)行提供了變速器10的輸入比輸出速度的固定傳動(dòng)t腿行,即N]/No。艦j柳離合器Cl70和C475,而選擇第一固定檔位運(yùn)行('G1，)。iM使用離合器C170和C262而選擇第二固定檔位運(yùn)行('G2')。通過使用離合器C262和C475而選擇第三固定檔位運(yùn)行('G3，)。皿4頓離合器C262和C373而選擇第四固定檔位運(yùn)行('G4')。由于行星齒輪組24、26和28中的減小的傳動(dòng)比，輸入比輸出速度的固定傳動(dòng)比運(yùn)行隨著固定檔位運(yùn)行的升高而增加。第一和第二電機(jī)56和72的繊Na和Nb分別取決于由寓合操作所P艮定的該機(jī)構(gòu)的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，且與在輸入軸12處所測(cè)得的輸A3IS成比例。作為對(duì)由用戶接口13所捕獲的經(jīng)由加3im板113和制動(dòng)踏板112輸入的操作者輸入的響應(yīng)，HCP5和一個(gè)或多個(gè)期鵬制模塊確定出轉(zhuǎn)矩命令，從而控制包括發(fā)動(dòng)機(jī)14皿一和第二電機(jī)56和72在內(nèi)的,產(chǎn)生^a，以滿足在輸出元件64處傳遞給傳動(dòng)系90的操作者轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求?；趤碜杂脩艚涌?3以及包括ESD74在內(nèi)的混合動(dòng)力系的輸入信號(hào)，HCP5分另鵬定操作者轉(zhuǎn)鄰請(qǐng)求、^t器10與傳動(dòng)系90之間的被命令的輸出轉(zhuǎn)矩、來自發(fā)動(dòng)機(jī)14的輸入轉(zhuǎn)矩、^I器10的ffM專遞離合器C170、C262、C373、C475的離合器,以鄉(xiāng)一和第二電機(jī)56和72的電機(jī)轉(zhuǎn)矩，在下文中將描述它們。命令輸出轉(zhuǎn)矩可以是牽引轉(zhuǎn)矩，其中，轉(zhuǎn)矩流動(dòng)開始于發(fā)動(dòng)機(jī)14和第一和第二電機(jī)56和72，并M31^I器10傳遞至帷動(dòng)系90，并且也可以是反作用,，其中轉(zhuǎn)矩流動(dòng)開始于傳動(dòng)系90的車輪93并通過魏器10傳遞到第一和第二電機(jī)56和72以及發(fā)動(dòng)機(jī)14。發(fā)動(dòng)機(jī)14和^3I器10的運(yùn)行由發(fā)動(dòng)機(jī)14、第一和第二電機(jī)56和72、ESD74以及離合器Cl70、C262、C373和C475的功率、鄉(xiāng)和繊極P艮來約束。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)14和^I器10的運(yùn)衍勺束可翻譯為一套系統(tǒng)約束方程，該方程作為在控庫(kù)訴對(duì)央之一(例如，HCP5)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)算法而被執(zhí)行。再次參考圖l,在總體運(yùn)行中，頓器10Mm雜致動(dòng)一個(gè)或兩個(gè)轉(zhuǎn)矩傳遞離合器而在這些運(yùn)行范圍狀態(tài)之一中運(yùn)行。^發(fā)動(dòng)機(jī)14和第一和第二電機(jī)56、72的轉(zhuǎn)矩約束，每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)14和第一和第二電機(jī)56、72以及^t器10的輸出軸64的速度約束被確定。ESD74的電池功率約束被確定，并US用至腿一斜蹄U第一和第二電機(jī)56、72的電機(jī)糊約束?；陔姵毓β始s束，電機(jī),約束以及皿約束，采用系統(tǒng)約束方程來確定動(dòng)力系的^ii行范圍。該tt^ii行范圍包括發(fā)動(dòng)機(jī)14和第一和第二電機(jī)56、72的允許運(yùn)行轉(zhuǎn)矩艦度的范圍。艦推導(dǎo)并同時(shí)求餘魏器10的動(dòng)態(tài)方程，織極限(在這個(gè)實(shí)施例中為輸出轉(zhuǎn)矩To)可采用下述線性方程確定TMi=TAtoTM1*TA+TBtoTM1*TB+Misc—TM，[1]TM2=TAtoTM2*TA+TBtoTM2*TB+Msc一Tm2[2]TM3=TAtoTM3*TA+TBtoTM3*TB+Misc—Tj^[3其中，在這個(gè)實(shí)施例中，TM1f^輸出元件64處的輸出轉(zhuǎn)矩T。。TMzf^輸入軸12的輸入,Tjo丁M^樣變速器10的所施用的，傳遞離合器C170、C262、C373和C475的反作用離合器轉(zhuǎn)矩。TAtoTM1，TAtoTM2,TAtoTM3分別為TA至T^，T^,Tm3的影響因素。TBtoTM1,TBtoTM2,TBtoTM3分別為TB至TM!，Tkc，Tmj的影響因素。Misc—TM1，Msc—Ik和MscJ^是常數(shù)，該常數(shù)分別艦NLdot,N0—dot,Nc—dot(輸入速度、輸出速度以及離合器打滑速度的時(shí)間率變化(time-ratechange))而貢獻(xiàn)于TMj,T^,Tms。TA和TB為來自第一和第二電機(jī)56、72的電機(jī)轉(zhuǎn)矩。1于應(yīng)用，轉(zhuǎn)矩參數(shù)TKfl、Tm2、Tm3可為任意三Wte參數(shù),。由于機(jī)術(shù)係統(tǒng)限制，發(fā)動(dòng)機(jī)14和^3I器10以鄉(xiāng)一和第二電機(jī)56,72具有MJt約束、轉(zhuǎn)矩約束和電池功率約束。速度約，包括發(fā)動(dòng)機(jī)14的N!碭(發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉狀態(tài))以及N!的范圍從600rpm(怠速)到6000rpm的的發(fā)動(dòng)lflM約束。第一和第二電機(jī)56、72的M約束如下-10500ipm《NA《+10500rpm,以及-10500ipm《NB《+10500ipm糊約束包括發(fā)動(dòng)機(jī)糊約束和第一和第二電機(jī)的電機(jī),約束，發(fā)動(dòng)機(jī),約束包括TV畫〈T^1Vmax，第一和第二電機(jī)的電機(jī),約束包括TA—m!n<TA<TA—max，TBMN<TB<TB—max。電機(jī)轉(zhuǎn)矩約束TA—max和Ta—mn包括當(dāng)?shù)谝浑姍C(jī)分別作為轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生馬達(dá)和發(fā)電機(jī)工作時(shí)的第一電機(jī)56的轉(zhuǎn)矩極限。電機(jī)轉(zhuǎn)矩約束Tb一max和TBMjN包括當(dāng)?shù)诙姍C(jī)分別作為轉(zhuǎn),生馬達(dá)和發(fā)獻(xiàn);u:作時(shí)的第二電機(jī)72的轉(zhuǎn)矩極限。最大和最小電機(jī),約束TA—max,TAM]N，TBMAX和Tb_minttiii也從一個(gè)控制模塊的剤線置內(nèi)的以表格形式存儲(chǔ)的娜組中獲得。這些數(shù)據(jù)組通過對(duì)電機(jī)與功率電子裝置(例如功率變換器)的組合在各種、,和電壓斜牛下進(jìn)fi^規(guī)測(cè)功試驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)出。電池功率約束包括pbat一min到pbalmax范圍內(nèi)的可用電池功率，其中，Pbat一mn是最小允許電池充電功率，Pbalmax是最大允許電池放電功率。電池功%^電時(shí)定義為正，在充電時(shí)定義為負(fù)。為了控律撥動(dòng)機(jī)14、第一和第二電機(jī)56和72(下面也稱為電機(jī)A56和電機(jī)B72)以及^I器10的運(yùn)行以滿足操作者轉(zhuǎn)矩需求和命令輸出轉(zhuǎn)矩，在正在運(yùn)行的工作期間，TM1的最小和最大值^3Ut約束，電機(jī),約束、離合器14,約束以及電池功率約束內(nèi)確定。包括,輸出范圍的運(yùn)行范圍可基于ESD74的電池功率約束來確定。電池功率禾,(usage)PMT的計(jì)算如下Pbat:P入elec+Pb,elec+Pdc_load[4其中，P^匿包括電機(jī)A56的功率，P^ELBc包括電機(jī)B72的功率，以及Pdc一load包括已知的直流負(fù)載，包括附屬負(fù)載。，？,和？8)&￡(:的方程，得到如下PbAT:(PaMECH+PaL06S)+(pb,mech+pb>LOSs)"t"pdc—load[5]其中，Pa，mbch包括電機(jī)A56的機(jī)械功率，Pa^loss包括電機(jī)A56的功率損失，Pb,包括電機(jī)B72的機(jī)椒力率，以及Pb,包括電機(jī)B72的功率損失。方程5可重新皿為以下的方程6,其中，，Na和Nb以及離TA和Tb代替了功率Pa和Pb。這包括一個(gè)假設(shè)，艮卩，電機(jī)和變換器功率損失可基于,數(shù)學(xué)模型如下的二次方程，如下-Pbat=(NATA+(ai(NA)TA2+32幸》))+(NBTB+,)1^+,)+Pdc一load問其中，NA和NB包括電機(jī)A56和B72的速度，TA和TB包括電機(jī)A56和B72的轉(zhuǎn)矩，al，a2,a3，bl,b2,b3每一賴?yán)ǘ蜗禂?shù)，其為各自電;lnJlSNA，Nb的函數(shù)。這可作為以下的方程7重新，。Pba^Ta2+(Na+32)"a7+b*TB2+(NB+b2)*TB+a3+b3+pdc—load這可換算為方程8如下。PbaTa,[TA2+TA(NA+a2)/a,+((NA+a2)/(2*a,))2][8+b[T^+TBCNB+^yb,+((NB+b2)/(2*b,))2]+33+1)3+Pdc一畫-(Na+*)2/(4*a,)-(NB+1^/(4*b)這可換算為方程9如下。Pbai=a,[TA+(NA+32)/(2*a!)〗2+b，[TB+(NB+h)/(2*b)]2[9]+a3+b3+Pdc一畫-(Na+32)2/(4*a,)-(NB+1^/(4*b，)這可換算為方程IO如下。Pmt=[SQRT(ai)*TA+(NA+*)/(2*SQRT(ai》]2[10]+[SQRT(b)*TB+(NB十b2)/(2舉SQR賜)2+33+b3+Pdcload-(NA+a2)2/(4、)-(NB+b2)2/(4，這可化簡(jiǎn)為方程11如下。Pmt=(VTa+A2)2+諷*TB+B^4C[11]其中A^SQRT(a,)B，-SQRT(b)A2,A+a2)/(2*SQRT(ai》B2=(NB+1^/(2*3(^1^))，以及C=a3+b>3+Pdclqad-(NA+32)2/(4*a,)曙(NB+〖0046]電機(jī)車魏TA和TB可以變^(transfoim)為Tx和TY。16<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>其中，Tx是Ta的變換。TV是Tb的變換，以及AhA2,32包括具體應(yīng)用的標(biāo)量值方程ll可以進(jìn)一步化簡(jiǎn)為如下。Pbat=(TX2+Ty2)+C[13]Pbat=R2+C〖14〗最小和最大電池功率PBAT—mN和PmT—max鶴與電池物理狀態(tài)，例如，荷電狀態(tài)、、鍵、電壓以及利用(安培-小時(shí)/小時(shí))相關(guān)聯(lián)。以上的參數(shù)c定義為在電機(jī)糊極限范圍內(nèi)在給定電m^na和nb處的鄉(xiāng)樹最小可能電池功率。在物理上，當(dāng)Ta-O和Tb=0，從第一和第二電機(jī)56和72的輸出功率為0。在物理上，Tx=0和1>=0與￡3074的最大充電功^|對(duì)應(yīng)。正^iBC+')定義為從ESD74放電，并且，負(fù)標(biāo)記(<—')定義為向ESD74充電。IW定義了一最大電池功率，通常是放電功率，RMin定義了最小電池充電功率。前述的到TVIV空間的變換顯示在圖3中，為具有RMn和IW半徑(電池功率約束)的同心圓的電池功率約，示和電機(jī)轉(zhuǎn)矩約束(電機(jī)轉(zhuǎn)矩約束)的直錄示限定了允許的運(yùn)行范圍。可以分析，在方程12確定的變換矢量[TxTy〗可以與方程13中定義的矢量(包括用RMN和RMAX標(biāo)識(shí)的最小和最大電池功率)同時(shí)得到求解，以便確定在TVIV空間中的允許轉(zhuǎn)矩范風(fēng)該允許轉(zhuǎn)矩范圍由受最小和最大電池功率PMLMIN和PBALMAX約束的電機(jī)轉(zhuǎn)矩TA和TB構(gòu)成。在TxAV空間中，允許轉(zhuǎn)矩的范圍在圖3中表示，在圖中，A，B，C,D和E表示這些邊界，并限定了直線和舉S。在T/IV空間中定義了常數(shù)轉(zhuǎn)矩線，如圖3所示(TM1=C1),它包括方程l中描述的的柳艮轉(zhuǎn)矩T,在該實(shí)施例中極限轉(zhuǎn)矩TM,包括輸出轉(zhuǎn)矩To，在TxAV空間中方程l、2和3重新表示為以下方程。TM1=TAtoTM1，Tx-A2)/A+TBtoTk承(Ty-B2)/B！+Misc—TM1卩5TM2=TAtoTM2承(Tx"A2)/A+TBtoTM2*OVB2yB+廳；[16〗Tm3-TAtoTM3*(Tx"A2yA!+TBtoT^*0VB2y+Msc—Tms[17定義TWxy,Tm2.xy和TWxy作為T^,丁^和丁^中僅由^和Tb貢獻(xiàn)的部分。T麗=TAtoTM1*(TX-A2)/A，+TBtoTM!*(TVB2yB同T麗-丁AtoTM2^X"A2)/A！+1^01^豐(TyB2)/B[19]T麗-丁AtoTM3*(TX-A2)/A+TBtoTM3^vB2)/B[20]下面的系數(shù)被定義TxtoTMi:TAtoTWAhTYtoTMi-丁BtoTM!/Bj,TM1—InterceptTAtoTM1*A2/A+TBtoTM1*B，TxtoTKc-TAtoTWAi,丁YtO丁M2=丁BtO丁Kc/B!，Tm2—InterceptTAtoT^*A2/A!+TBtoTM2*B，，丁xto丁M3=TAtoTM3/A,,TytoTivc-TBtoTMs/BL以及T鳩—InterceptTAtoWA2/A,+TBtoTM3*B、18[23]鵬約束、電m^約束以及電池功率約束可以在正fti^T(ongoing)的工作中被確定而且在TxAV變換空間中可以，為線性方程。方程21構(gòu)成一個(gè)極限糊函數(shù)，該函數(shù)描述了輸出車魏約束T認(rèn)，例如To。魏器的糊極限(在這個(gè)實(shí)施例中為輸出,T0)可以在方程22和23定義的TM2和TM3約束下禾,方程21來確定，以確定在Tx/IV空間中變換的最小或最大極限糊，它包括TixYMax和TMucyMin(例如，已經(jīng)被變換的最大和最小輸出,To,和To一Mn)中的一個(gè)。然后，在TxAV變換空間中被變換的最大離小車^EW以ltt新變換(retransform)出Tx/TV空間，以確定最大或者最小極限轉(zhuǎn)矩TM1—Max和TM1—Min，以便管理變速器14和第一和第二電機(jī)56和72的控審訴H運(yùn)行。圖4示出了由變換至TxAV空間的TA和TB的最小和最大電機(jī)轉(zhuǎn)矩(Tx—Min，、'Tx—Max，、'Ty—Min，、'Ty—Max，)構(gòu)成的電機(jī)鄉(xiāng)約束。電池功率約束變換至TxAV^間('R—Min，、'R—Max，)并且具有由(Kx，Ky)=(0，0)構(gòu)成的中心位置點(diǎn)K。所示出的輸出,約束(Tml二Tx+Ty)與電池功率約:^W切點(diǎn)。圖描繪了對(duì)輸入至變速器10的第一轉(zhuǎn)矩輸入的約束,包括最大和最小極限(Tm2=Tm2—High—Lmt'和Tm2-Tm2—Low—Lmf),該約束^[fc^包括在該實(shí)施例中被變換至TxATY空間的在輸入軸12處的輸入$^61\的范圍，并且該約束在數(shù)學(xué)上可用上述方程22所描述的線TVxY^/于。在方程22中描述的線T^xY包JSTM2一Intercept,i^TM2jntercept具有與發(fā)動(dòng)機(jī)輸Mt矩Ti的最;^及限和最小極P艮相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)不同的值?？商鎿Q地，織二輸入^VxY可包括離合器,或另一種,輸入的范圍。圖描述了對(duì)輸入至M器10的第二,輸入的約束，包括最大和最小極限('Tm3—High—Lmt')和下限('Tm3—Low—Lmt'),且該約束ttif地包括在本實(shí)施例中被變換至'!1/^空間的所施用離合器的,范圍，并且該約束在數(shù)學(xué)上可用上文中的方程23所描述的線TM3—xv3l^示。在方程23中所描述的線Tm2—xy包括TM3—Intercept,^1^—Intercept具有與^I器10的轉(zhuǎn)矩傳遞離合IIC170、C262、C373、C475中所施用的一個(gè)離合器的最大和最小極限相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)不同的值?？商鎿Q地，該第二輸入^^gTW—xy可包括發(fā)動(dòng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)矩或者另一種轉(zhuǎn)矩輸入的范圍。^^TM,XY的輸出,線CTml;Tx+TY，)在具有方程24中的K;Tml=a*Tx+b*Ty+C[24]其中a<0且bX)且C是常數(shù)項(xiàng)。在接下來的描述中，為了方便介紹，線T既xY具有正斜率l:l。方程24中x鄉(xiāng)巨C可變。該渝出^g線構(gòu)成了描述輸出,的極限轉(zhuǎn)矩函數(shù)。圖5描繪了基于，約束、電機(jī)轉(zhuǎn)矩約束、電池功率約束、第一,輸入范圍禾瞎二轉(zhuǎn)矩輸入范圍(參考圖4)確定最大和最小輸出I^T。,和T。Min之一的31l呈。最大和最小輸出轉(zhuǎn)矩、繊約束、電機(jī)糊約束、電池功率約束、第一,輸入范圍和第二,輸入范圍的方程都被變換到Tx/TY空間。最大和最小輸出f^gT。Max禾盯。Min包括Tm,XYMax禾盯m,—XYMin^—?？梢源_定ttiW是否是輸出轉(zhuǎn)鄰的最大值，即，M設(shè)定標(biāo)記('Tml一Max_Flag，)來指示為TM1XYMax，或者，可割m，可以確定該雌解是否是輸出轉(zhuǎn)矩的最小值，即fflil不設(shè)定i釘m1—Max一Flag標(biāo)iB^指示為TM，"Mino基于1^/1\空間中的電機(jī),約束和電池功率約束計(jì)算輸出糊Tml的最大(或最小)值，包括TM1xyM3x和Tm,xYMin中的一個(gè)，并具有坐標(biāo)(Tx,Ty)(505)。在輸出,ml的具有坐標(biāo)(Tx，Ty)的最大(廳小)i[^M頓方程22來計(jì)算第二輸入轉(zhuǎn)U值('Tm2一Vahie，)(530)。確定第二輸入轉(zhuǎn)敏m^的計(jì)算值('Tm2一Value')是否在第二輸入糊的運(yùn)行范圍內(nèi)，該范圍在圖4顯示為表示輸入到，器10的第一$維輸入的最大和最小極限的線('Tm2=Tm2—High—Lmt，和'Tm2-Tm2—Low—Lmt，)(532)。當(dāng)確定在第一轉(zhuǎn)敏ml的最大(或最小)值處第二輸入$^1\<2—XY的計(jì)算值('Tm2一Value，)位于第二輸入車魏的運(yùn)行范圍內(nèi)時(shí)，將具有坐標(biāo)(Txl,Tyl)的初始可獲得的第一轉(zhuǎn)矩點(diǎn)設(shè)定成等于(Tx，Ty)(536,540)。當(dāng)確定，出l^rmi的最大(或最小)m第二輸入轉(zhuǎn)敏^XY的計(jì)算值('Tm2—Value')位于第二輸入,的運(yùn)行范圍之外時(shí)，將(Tx，Ty)點(diǎn)修正為具有坐標(biāo)(Txl，Tyl)的初始可獲得的第一,點(diǎn)(534，538)。取決于在(Tx，Ty)處的第二輸入轉(zhuǎn)敏M2XY的計(jì)算值，該初始可獲得的第一鄉(xiāng)點(diǎn)位于標(biāo)輸AI咬速器10的第一,輸入的最大和最小極限的線之一上。在任」瞎況下，用方程21計(jì)算在具有坐標(biāo)(Txl，Tyl)的該初始可獲得的第一轉(zhuǎn)矩點(diǎn)處的輸出轉(zhuǎn)敏ml的最大(或最小)值(542)。對(duì)具有坐標(biāo)(Txl,Ty1)的該初始可獲得的第一轉(zhuǎn)矩點(diǎn)和具有坐標(biāo)(Tx2，Ty2)的該初始可獲得的第二轉(zhuǎn)矩點(diǎn)進(jìn)行比較(550)。當(dāng)該tti^解是輸出,的最大值(即通過設(shè)定標(biāo)志(，Tml—Max—Flag，)指示為1^^1\4狀)，且具有坐標(biāo)(Txl，Tyl)的該初始可獲得的第一轉(zhuǎn)矩點(diǎn)(Txl，Tyl)大于或等于具有坐標(biāo)(Tx2，Ty2)的該初始可獲得的第二,點(diǎn)時(shí)，則最終解(Tx—Final,Ty—Final)是在坐標(biāo)為(Txl，Tyl)的該可獲得的第一轉(zhuǎn)矩點(diǎn)處的輸出轉(zhuǎn)矩(550，570)。0066]當(dāng)該tt^是輸出鄉(xiāng)的最大值(即ilil設(shè)定標(biāo)志(Tml—Max_Flag')指示為TM,xyMax)，且具有坐標(biāo)(Txl，Tyl)的該初始可獲得的第一轉(zhuǎn)矩點(diǎn)小于具有坐標(biāo)(Tx2，Ty2)的該初始可獲得的第二,點(diǎn)時(shí)，貝撮終解(Tx—Final,Ty—Final)是在坐標(biāo)為(Ty2,Ty2)的該可獲得的第二轉(zhuǎn)矩點(diǎn)處的輸出,(550，560)。該(Tx—Final,Ty—Final)點(diǎn)4樣控帝隨行的^，其可重新變換成電機(jī),(TA,TB)，以控制第一和第二電機(jī)56和72的運(yùn)行，從而獲得輸出轉(zhuǎn)矩(580)。因此，基于繊約束、電機(jī)轉(zhuǎn)矩約束、電池功率約束、第一,輸入范圍(例如輸入轉(zhuǎn)敬。和第二,輸入范圍(例如離合器,)，限制了該優(yōu)選的最小或最大的輸出轉(zhuǎn)矩。i^ff描述的實(shí)施例是以輸出糊線TM！—XY為基礎(chǔ)，織出轉(zhuǎn)矩線TMLXY具有方程24中的通式的正斜^a/b:Tml=a*Tx+b*Ty+C[24J其中a<0且b〉0且C為常數(shù)項(xiàng)，為了方便介紹，斜，戶l:l，x截距C是可變的且標(biāo)最大的電池放電功率。該描腿用于a〉0、b〈0以it斜軸小于l:l和大于l:l的組合。本發(fā)明介紹了某，選的實(shí)施例和修正例。在閱讀和理解本說明書時(shí)，更進(jìn)一步的修正和變化可能被想到。因此，本發(fā)明并不P艮于這里公開的特定的實(shí)施例，公開內(nèi)容將包括雜以下所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。權(quán)利要求1.一種用于控制電-機(jī)械變速器的方法，該電-機(jī)械變速器操作聯(lián)接至第一和第二電機(jī)，以向輸出元件傳遞功率，該方法包括確定第一和第二電機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩約束；確定電連接至第一和第二電機(jī)的電能存儲(chǔ)裝置的電池功率約束；確定輸入至該電-機(jī)械變速器的第一轉(zhuǎn)矩輸入的范圍；確定輸入至該電-機(jī)械變速器的第二轉(zhuǎn)矩輸入的范圍；和確定輸出到該電-機(jī)械變速器的輸出元件的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩，該優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩是在電機(jī)轉(zhuǎn)矩約束內(nèi)可獲得的、是在第一轉(zhuǎn)矩輸入范圍內(nèi)可獲得的、是在第二轉(zhuǎn)矩輸入范圍內(nèi)可獲得的、且是基于該電池功率約束的。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該雌輸出,包括到輸出元件的最大牽引轉(zhuǎn)矩。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該雌輸出糊包括到輸出元件的最大帝慟車魏。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第一糊輸入包括發(fā)動(dòng)機(jī)輸入車魏。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中第二轉(zhuǎn)矩輸入包括用于所施用的離合器的糊。6.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括控制該電-機(jī)械^I器和第一和第二電機(jī)的運(yùn)行，以在輸出元件處實(shí)現(xiàn)在電機(jī)轉(zhuǎn)矩約束內(nèi)可獲得的、在第一轉(zhuǎn)矩輸入范圍內(nèi)可獲得的、在第二車魏輸入范圍內(nèi)可獲得的、且基于該電池功率約束的該iM輸出，。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該雌輸出糊包括輸出至該輸出元件的命令輸出,，以完成操作者,請(qǐng)求。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該電池功率約束包括最大電池放電功率和最大電池充電功率。9.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括確定初始可獲得的第一轉(zhuǎn)矩點(diǎn)，該初始可獲得的第一轉(zhuǎn)矩點(diǎn)是在電機(jī)轉(zhuǎn)矩約束內(nèi)可獲得的、是在第一轉(zhuǎn)矩輸入范圍內(nèi)可獲得的、且是基于該電池功率約束的.，確定初始可獲得的第二轉(zhuǎn)矩點(diǎn)，該初始可獲得的第二轉(zhuǎn)矩點(diǎn)是在電機(jī)轉(zhuǎn)矩約束內(nèi)可獲得的、是在第二轉(zhuǎn)矩輸入范圍內(nèi)可獲得的、且是基于該電池功率約束的；和基于該初始可獲得的第一轉(zhuǎn)矩點(diǎn)和該初始可獲得的第二轉(zhuǎn)矩點(diǎn)，選擇輸出至M5出元件的該i^輸出轉(zhuǎn)矩。10.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括-構(gòu)造表示第一和第二電機(jī)的最大和最小電機(jī)轉(zhuǎn)矩約束的數(shù)學(xué)方程以及^^最大和最小的電池功率約束的數(shù)學(xué)方程；構(gòu)造^^輸出,的數(shù)學(xué)方程；構(gòu)i^/亍第一,輸入的范圍的數(shù)學(xué)方程；構(gòu)造表示第二轉(zhuǎn)矩輸入的范圍的數(shù)學(xué)方程；將表示最大和最小電池功率約束的數(shù)學(xué)方程變換為具有各自半徑的同心圓的方粗將表示第一和第二電機(jī)的最大和最小電機(jī)轉(zhuǎn)矩約束的數(shù)學(xué)方程變換為由線構(gòu)成的方程；將表示第一,輸入的范圍的數(shù)學(xué)方程變換為由線構(gòu)成的方程；將表示第二,輸入的范圍的數(shù)學(xué)方程變換為由線構(gòu)成的方程；禾口將表示輸出,的數(shù)學(xué)方程變換為由線構(gòu)成的方程。11.如權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括基于第一禾嘴二電機(jī)的變換電機(jī)轉(zhuǎn)矩約束、變換電池功率約束、變麟一轉(zhuǎn)矩輸入范圍和變換第二轉(zhuǎn)矩輸入范圍，確定至少一個(gè)變換的、可獲得的輸出確定來自電-機(jī)械^I器的變換的可獲得的最大輸出,；及將該變換的可獲得的最大輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行重新變換，以確定第一和第二電機(jī)的tt^電機(jī),。12.如權(quán)禾腰求10所述的方法，包括計(jì)算以下方程的至少一個(gè)交點(diǎn)表示最大和最小電池功率約束的變換數(shù)學(xué)方程、表示第一和第二電機(jī)的最大和最小電機(jī),約束的變換數(shù)學(xué)方程、表示第一和第二,輸入的變換數(shù)學(xué)方程和,輸出轉(zhuǎn)矩的變換數(shù)學(xué)方程。13.—種用于控制電4^1器的方法，該電-機(jī)械作,至第一和第二電機(jī)，以向輸出元#1專遞*功率，該方'跑括確定第一和第二電機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩約束；確定電連接至第一和第二電機(jī)的電能存i^S的電池功率約束；確定輸入至該電-機(jī)31器的第一,輸入的范圍；確定輸入至該電-機(jī)械^I器的第二糊輸入的范圍；確定輸出至該電4W^I器的輸出元件的tt^輸出鞭，該雌輸出轉(zhuǎn)矩是在電機(jī)轉(zhuǎn)矩約束內(nèi)可獲得的、是在第一轉(zhuǎn)矩輸出范圍內(nèi)可獲得的、是在第二^g輸入范圍內(nèi)可獲得的、且是基于該電池功率約束的。全文摘要一種控制帶兩外部輸入轉(zhuǎn)矩范圍電機(jī)械變速器的系統(tǒng)約束方法，該電-機(jī)械變速器機(jī)械地操作聯(lián)接至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和第一和第二電機(jī)，以向輸出元件傳遞功率，該方法包括確定電機(jī)轉(zhuǎn)矩約束和電池功率約束。輸出至輸出元件的優(yōu)選輸出轉(zhuǎn)矩確定成是在電機(jī)轉(zhuǎn)矩約束內(nèi)可獲得的、是在第一轉(zhuǎn)矩輸入范圍內(nèi)可獲得的、是在第二轉(zhuǎn)矩輸入范圍內(nèi)可獲得的、且是基于電池功率約束的。文檔編號(hào)B60W10/111GK101513872SQ20081015478公開日2009年8月26日申請(qǐng)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,T·-M·謝申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司