用于控制多模式動力系統(tǒng)的方法及設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于控制多模式動力系統(tǒng)的方法及設備。動力系統(tǒng)包括內(nèi)燃發(fā)動機，多模式變速器，轉矩機器和傳動系。一種用于操作動力系統(tǒng)以在發(fā)動機，轉矩機器和傳動系之間傳遞轉矩的方法包括響應于輸出轉矩請求在虛擬擋位范圍中控制動力系統(tǒng)的工作，其包括在可變模式變速器范圍中操作變速器并且響應于輸出轉矩請求并且與來自發(fā)動機的輸入轉矩的大小成比例地控制至傳動系的轉矩輸出的大小。
【專利說明】用于控制多模式動力系統(tǒng)的方法及設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及采用多個轉矩生成裝置的多模式動力系統(tǒng)的動態(tài)系統(tǒng)控制。
【背景技術】
[0002]本節(jié)中的陳述僅提供與本發(fā)明相關的背景信息。因此，此陳述并非旨在構成對現(xiàn)有技術的承認。
[0003]動力系統(tǒng)可構造成將源于多個轉矩生成裝置的轉矩經(jīng)由轉矩傳遞裝置傳遞至可聯(lián)接到傳動系的輸出部件。此類動力系統(tǒng)包括混合動力系統(tǒng)和增程電動車輛系統(tǒng)。用于操作此類動力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)響應于操作者命令的輸出轉矩請求來操作轉矩生成裝置并且應用變速器中的轉矩傳遞元件以傳遞轉矩，考慮了燃料經(jīng)濟性、排放、駕駛性能和其它因素。示例性轉矩生成裝置包括內(nèi)燃發(fā)動機和非燃燒轉矩機器。非燃燒轉矩機器可包括電機，電機可操作為馬達或發(fā)電機以獨立于來自內(nèi)燃發(fā)動機的轉矩輸入產(chǎn)生輸入到變速器的轉矩。轉矩機器可將經(jīng)由車輛傳動系傳遞的車輛動能轉換成電能，該電能可儲存在電能儲存裝置中，這被稱為再生操作?？刂葡到y(tǒng)監(jiān)測來自于車輛和操作者的各種輸入，且提供混合動力系的操作控制，包括控制變速器操作狀態(tài)和換擋、控制轉矩生成裝置，以及調(diào)節(jié)電能儲存裝置和電機間的電功率互換來管理變速器的輸出，包括轉矩和旋轉速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]動力系統(tǒng)包括內(nèi)燃發(fā)動機，多模式變速器，轉矩機器和傳動系。一種用于操作動力系統(tǒng)以在發(fā)動機，轉矩機器和傳動系之間傳遞轉矩的方法包括響應于輸出轉矩請求在虛擬擋位范圍中控制動力系統(tǒng)的工作，其包括在可變模式變速器范圍中操作變速器并且響應于輸出轉矩請求和與來自發(fā)動機的輸入轉矩的大小成比例地控制至傳動系的轉矩輸出的大小。
[0005]本發(fā)明還提供如下方案:
1.一種用于操作動力系統(tǒng)的方法，所述動力系統(tǒng)包括多模式變速器，所述多模式變速器構造成在發(fā)動機、轉矩機器和傳動系之間傳遞轉矩，所述方法包括:
響應于輸出轉矩請求在虛擬擋位范圍中控制動力系統(tǒng)的操作，其包括在可變模式變速器范圍中操作變速器并且響應于輸出轉矩請求并且與來自發(fā)動機的輸入轉矩的大小成比例地控制至傳動系的轉矩輸出的大小。
[0006]2.根據(jù)方案I所述的方法，其中在虛擬擋位范圍中控制操作還包括響應于輸出轉矩請求確定用于變速器的轉矩傳遞離合器的優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選離合器滑動速度。
[0007]3.根據(jù)方案2所述的方法，其中確定用于變速器的轉矩傳遞離合器的優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選離合器滑動速度包括:
對于多個候選發(fā)動機速度和候選離合器滑動速度中的每一個，響應于輸出轉矩請求采用用于在虛擬擋位范圍中操作動力系統(tǒng)的系統(tǒng)轉矩確定方案，并且采用成本模型以計算各自的候選成本；以及 識別優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選離合器滑動速度包括與最小的候選成本相關的候選發(fā)動機速度和候選離合器滑動速度。
[0008]4.根據(jù)方案3所述的方法，其中采用在虛擬擋位范圍中用于操作動力系統(tǒng)的系統(tǒng)轉矩確定方案包括確定優(yōu)選的動力系操作點，其包括當基于動力系統(tǒng)操作參數(shù)在虛擬擋位范圍中操作時響應于候選發(fā)動機速度和候選離合器滑動速度用于轉矩機器的馬達轉矩命令以實現(xiàn)輸出轉矩請求。
[0009]5.根據(jù)方案3所述的方法，其中采用成本模型以計算各自的候選成本包括: 響應于輸出轉矩請求采用用于在虛擬擋位范圍中操作動力系統(tǒng)的系統(tǒng)轉矩確定方案
以確定最優(yōu)候選動力系操作點；以及
采用動力成本函數(shù)以確定在最佳候選動力系操作點用于操作動力系的候選成本。
[0010]6.一種用于操作動力系統(tǒng)的方法，所述動力系統(tǒng)包括多模式變速器，所述多模式變速器構造成在發(fā)動機、轉矩機器和傳動系之間傳遞轉矩，所述方法包括:
利用相對于元件速度的三個自由度操作變速器；以及
響應于輸出轉矩請求并且與來自發(fā)動機的輸入轉矩的大小成比例地控制至傳動系的轉矩輸出的大小。
[0011]7.根據(jù)方案6所述的方法，其中利用所述三個自由度操作變速器包括控制變速器輸入速度，變速器輸出速度，以及變速器的轉矩傳遞離合器的速度。
[0012]8.根據(jù)方案7所述的方法，其中控制變速器輸入速度，變速器輸出速度，和轉矩傳遞離合器的速度包括響應于輸出轉矩請求確定用于轉矩傳遞離合器的優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選離合器滑動速度。
[0013]9.根據(jù)方案8所述的方法，其中確定用于轉矩傳遞離合器的優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選離合器滑動速度包括:
對于多個候選發(fā)動機速度和候選離合器滑動速度中的每一個，響應于輸出轉矩請求采用用于操作相對于元件速度具有所述三個自由度的動力系統(tǒng)的系統(tǒng)轉矩確定方案，并且采用成本模型以計算各自的候選成本；以及
識別優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選離合器滑動速度包括與最小的候選成本相關的候選發(fā)動機速度和候選離合器滑動速度。
[0014]10.根據(jù)方案9所述的方法，其中采用用于操作相對于元件速度具有所述三個自由度的動力系統(tǒng)并且響應于輸出轉矩請求的系統(tǒng)轉矩確定方案包括確定優(yōu)選的動力系操作點，其包括當基于動力系統(tǒng)操作參數(shù)操作具有所述三個自由度的動力系統(tǒng)時響應于候選發(fā)動機速度和候選離合器滑動速度用于轉矩機器的馬達轉矩命令以實現(xiàn)輸出轉矩請求。
[0015]11.根據(jù)方案9所述的方法，其中采用成本模型以計算候選成本包括:
響應于輸出轉矩請求采用用于在虛擬齒輪變速器范圍中操作動力系統(tǒng)的系統(tǒng)轉矩確定方案以確定最優(yōu)候選動力系操作點；以及
采用動力成本函數(shù)以確定在最佳候選動力系操作點用于操作動力系的候選成本。
[0016]12.一種用于操作動力系統(tǒng)的方法，所述動力系統(tǒng)包括多模式變速器，所述多模式變速器構造成在發(fā)動機、轉矩機器和傳動系之間傳遞轉矩，所述方法包括:
在多個固定擋位和可變變速器范圍的每一個中確定用于操作動力系統(tǒng)的各自的最小動力成本和相應的發(fā)動機速度和發(fā)動機轉矩； 確定在虛擬擋位范圍中用于操作動力系統(tǒng)的各自的最小動力成本和對應的發(fā)動機速度和離合器滑動速度；以及
在虛擬擋位范圍中用于操作動力系統(tǒng)的最小動力成本小于在對應的固定擋位和可變變速器范圍中用于操作動力系統(tǒng)的每個各自的最小動力成本時，在對應于各自的最小動力成本的發(fā)動機速度和離合器滑動速度處在虛擬擋位范圍中控制動力系統(tǒng)的操作。
[0017]13.根據(jù)方案12所述的方法，其中控制在虛擬擋位范圍中動力系統(tǒng)的操作包括控制在虛擬擋位范圍中發(fā)動機和具有變速器的轉矩機器的轉矩輸出。
[0018]14.根據(jù)方案12所述的方法，其中確定在虛擬擋位范圍中用于操作動力系統(tǒng)的各自的最小動力成本和對應的發(fā)動機速度和離合器滑動速度包括確定用于變速器的轉矩傳遞離合器的優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選離合器滑動速度，包括:
對于多個候選發(fā)動機速度和候選離合器滑動速度中的每一個，采用用于在虛擬擋位范圍中操作動力系統(tǒng)的系統(tǒng)轉矩確定方案并且采用成本模型以計算各自的候選成本；
識別對應的發(fā)動機速度和離合器滑動速度包括與最小的候選成本相關的候選發(fā)動機速度和候選離合器滑動速度；以及
識別最小動力成本作為候選成本的最小值。
[0019]15.根據(jù)方案14所述的方法，其中采用在虛擬擋位范圍中用于操作動力系統(tǒng)的系統(tǒng)轉矩確定方案包括確定優(yōu)選的動力系操作點，其包括當基于動力系統(tǒng)操作參數(shù)在虛擬擋位變速器范圍中操作時響應于候選發(fā)動機速度和候選離合器滑動速度用于轉矩機器的馬達轉矩命令。
[0020]16.根據(jù)方案14所述的方法、其中采用成本模型以計算各自的候選成本包括: 采用用于在虛擬擋位變速器范圍中操作動力系統(tǒng)的系統(tǒng)轉矩確定方案以確定最優(yōu)候
選動力系操作點；以及
采用動力成本函數(shù)以確定在最佳候選動力系操作點用于操作動力系的候選成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]現(xiàn)在將通過舉例的方式參照附圖來描述一個或多個實施例，在附圖中:
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的包括內(nèi)燃發(fā)動機、變速器、和構造有后輪驅(qū)動差速器的傳動系的示例性多模式動力系統(tǒng)；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的包括內(nèi)燃發(fā)動機，多模式變速器，高電壓電氣系統(tǒng)，和構造有前輪驅(qū)動的驅(qū)動橋的傳動系的示例性多模式動力系統(tǒng)；
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的當響應于輸出轉矩請求在一個虛擬擋位變速器范圍中操作多模式動力系統(tǒng)時，用于確定優(yōu)選的發(fā)動機速度和優(yōu)選的離合器滑動速度的搜索方案；
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的包括用于確定動力系統(tǒng)操作成本的分析構架的示例性功率成本確定函數(shù)；以及
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的包括多個搜索方案和至少一個虛擬擋位搜索方案的變速器范圍選擇方案。
【具體實施方式】
[0022]現(xiàn)在參看附圖，其中圖示用于僅示出某些示例性實施例的目的，且并非用于對其限制的目的，圖1繪出了非限制性多模式動力系統(tǒng)100，其包括內(nèi)燃發(fā)動機(發(fā)動機)12、多模式變速器(變速器)10、高電壓電氣系統(tǒng)80、傳動系90，以及控制器5。變速器10分別機械地聯(lián)接到發(fā)動機12和第一轉矩機器60和第二轉矩機器62，且構造成在發(fā)動機12、轉矩機器60，62、以及傳動系90之間傳遞轉矩。如所示，第一轉矩機器62和第二轉矩機器62為電動馬達/發(fā)電機。傳動系90包括差速器系統(tǒng)，其促進后輪驅(qū)動車輛構造。
[0023]高電壓電氣系統(tǒng)80包括電能儲存裝置，例如，經(jīng)由高電壓電氣總線84電性聯(lián)接到變速器功率逆變器控制模塊(TPM) 82的高電壓電池(電池)85，且構造成具有用于監(jiān)測電功率流的適合的裝置，包括用于監(jiān)測電流和電壓的裝置和系統(tǒng)。電池85可以是任何適合的高電壓電能儲存裝置，例如高電壓電池，并且優(yōu)選地包括監(jiān)測系統(tǒng)，其提供供應至高電壓電氣總線84的電功率的量度，包括電壓和電流。
[0024]發(fā)動機12可為有選擇地操作在若干狀態(tài)中的多缸內(nèi)燃發(fā)動機以將轉矩經(jīng)由輸入部件14傳遞至變速器10，且可為火花點火發(fā)動機或壓縮點火發(fā)動機。發(fā)動機12包括聯(lián)接到變速器10的輸入部件14上的曲軸。旋轉速度傳感器11監(jiān)測輸入部件14的曲柄角和旋轉速度。來自于發(fā)動機12的功率輸出，即，發(fā)動機速度和發(fā)動機轉矩，可不同于至變速器10的輸入速度和輸入轉矩，因為在發(fā)動機12與變速器10之間的輸入部件14上放置有轉矩消耗構件，例如，轉矩管理裝置或機械驅(qū)動的液壓泵。發(fā)動機12構造成在進行的動力系操作期間響應于操作條件來執(zhí)行自動停止和自動啟動操作?？刂破?構造成控制發(fā)動機12的致動器，以控制燃燒參數(shù)，包括控制在如此裝備的發(fā)動機上的進氣質(zhì)量空氣流量、火花點火正時、噴射燃料質(zhì)量、燃料噴射正時、用以控制再循環(huán)排出氣體的流的EGR閥位置、以及進氣門/排氣門的正時和定相。因此，發(fā)動機速度可通過控制包括空氣流轉矩和火花導致的轉矩的燃燒參數(shù)來控制。發(fā)動機速度還可通過控制第一轉矩機器60和第二轉矩機器62的馬達轉矩來控制輸入部件14處的反應轉矩來控制。
[0025]所示的變速器10為四模式復合分離式電-機械變速器10，其包括三個行星齒輪組20，30和40，以及五個可接合的轉矩傳遞裝置，S卩，離合器Cl 52，C2 54，C3 56，C4 58和C5 50?？蓸嬒氤鲎兯倨鞯钠渌鼘嵤├?。變速器10聯(lián)接到第一轉矩機器60和第二轉矩機器62。變速器10構造成響應于輸出轉矩請求在發(fā)動機12、轉矩機器60，62和輸出部件92之間傳遞轉矩。在一個實施例中，第一轉矩機器60和第二轉矩機器62為使用電能來生成和反應轉矩的馬達/發(fā)電機。行星齒輪組20包括太陽齒輪部件22、環(huán)形齒輪部件26，以及聯(lián)接到齒輪架部件25上的行星齒輪24。齒輪架部件25可旋轉地支承行星齒輪24，且聯(lián)接到可旋轉的軸部件16，行星齒輪24設置成與太陽齒輪部件22和環(huán)形齒輪部件26成嚙合關系。行星齒輪組30包括太陽齒輪部件32、環(huán)形齒輪部件36，以及聯(lián)接到齒輪架部件上的行星齒輪34。行星齒輪34設置成與太陽齒輪部件32和環(huán)形齒輪部件36兩者成嚙合關系。齒輪架部件聯(lián)接到可旋轉的軸部件16上。行星齒輪組40包括太陽齒輪部件42、環(huán)形齒輪部件46，以及聯(lián)接到齒輪架部件45上的行星齒輪44。如圖所示，存在聯(lián)接到齒輪架部件45上的第一組和第二組行星齒輪44。因此，行星齒輪組40是復合的太陽齒輪部件-小齒輪-小齒輪-環(huán)形齒輪部件的齒輪組。齒輪架部件45可旋轉地聯(lián)接在離合器Cl 52和C2 54之間。太陽齒輪部件42可旋轉地聯(lián)接到可旋轉的軸部件16上。環(huán)形齒輪部件46可旋轉地聯(lián)接到輸出部件92上。
[0026]如本文使用，離合器是指如下的轉矩傳遞裝置，其可響應于控制信號有選擇地應用，且可為任何適合的裝置，舉例來說，包括單板或復合板離合器或組件、單向離合器、帶式離合器和制動器。液壓環(huán)路72構造成控制各個離合器的離合器狀態(tài)，其中加壓液壓流體由電動液壓泵70供應，液壓泵70由控制器5可操作地控制。離合器C2 54和C4 58為液壓應用的旋轉摩擦離合器。離合器Cl 52，C3 56和C5 50為液壓控制的制動裝置，其可接地(ground)至變速器箱55。在該實施例中，離合器Cl 52，C2 54，C3 56和C4 58中的各個均使用由液壓控制環(huán)路72施加的加壓液壓流體來液壓地應用。液壓環(huán)路72由控制器5可操作地控制，以激活和停用前述離合器，提供用于冷卻和潤滑變速器的元件的液壓流體，以及提供用于冷卻第一轉矩機器60和第二轉矩機器62的液壓流體。液壓環(huán)路72中的液壓壓力可通過使用壓力傳感器的測量、通過使用機載例行程序估計，或使用其它適合的方法來確定。
[0027]第一轉矩機器60和第二轉矩機器62為三相AC馬達/發(fā)電機機器，其分別包括定子、轉子和解析器。各個轉矩機器60，62的馬達定子接地至變速器箱55的外部部分，且包括定子芯，該定子芯具有從其延伸的卷繞的電繞組。用于第一轉矩機器60的轉子支承在轂盤齒輪上，轂盤齒輪機械地附接到聯(lián)接到第一行星齒輪組20的套筒軸18。用于第二轉矩機器62的轉子固定地附接到套筒軸轂19上，套筒軸轂19機械地附接到第二行星齒輪30上。各個解析器信號地且可操作地連接到變速器功率逆變器控制模塊(TPM) 82上，且分別感測和監(jiān)測解析器轉子相對于解析器定子的旋轉位置，因此監(jiān)測第一轉矩機器60和第二轉矩機器62中的相應轉矩機器的旋轉位置。此外，從解析器輸出的信號可用于確定第一轉矩機器60和第二轉矩機器62的旋轉速度。
[0028]在該實施例中，變速器10的輸出部件92可旋轉地連接到傳動系90，以向傳動系90提供輸出功率，輸出功率經(jīng)由差動齒輪或另一個適合的裝置傳遞至一個或多個車輪。輸出部件92處的輸出功率按照輸出旋轉速度和輸出轉矩來表征。變速器輸出速度傳感器93監(jiān)測輸出部件92的旋轉速度和旋轉方向。各個車輪優(yōu)選為配備有傳感器，所述傳感器構造成監(jiān)測車輪速度來確定車輛速度，以及絕對車輪速度和相對車輪速度，以用于制動控制、牽引控制，以及車輛加速度管理。
[0029]來自于發(fā)動機12的輸入轉矩和來自于第一轉矩機器60和第二轉矩機器62的馬達轉矩由于從燃料或儲存在電能儲存裝置(電池)85中的電勢的能量轉換的結果而生成。電池85經(jīng)由高電壓電氣總線84高電壓DC聯(lián)接到TPM82上，高電壓電氣總線84優(yōu)選為包括接觸器開關，接觸器開關允許或禁止電池85與TPM82之間的電流流動。TPM82優(yōu)選為包括一對功率逆變器和相應的馬達控制模塊，其構造成接收轉矩命令且由此控制逆變器狀態(tài)，以用于提供馬達驅(qū)動或再生功能以滿足馬達轉矩命令。功率逆變器包括互補的三相功率電子裝置，且每個包括多個絕緣柵雙極晶體管(IGBT)，以通過以高頻率切換來用于將來自電池85的DC功率轉換成AC功率，以用于向第一轉矩機器60和第二轉矩機器62中的相應轉矩機器供能。IGBT形成構造成接收控制命令的開關模式電源。各個三相電機的各相包括一對IGBT。IGBT的狀態(tài)受控制以提供馬達驅(qū)動機械功率生成或電動率再生功能。三相逆變器經(jīng)由DC傳遞導體27接收或供應DC電功率，且將其變換至三相AC功率或從三相AC功率變換，AC功率傳導至第一轉矩機器60和第二轉矩機器62或從第一轉矩機器60和第二轉矩機器62傳導，以用于通過傳遞導體來作為馬達或發(fā)電機操作。TPIM82響應于馬達轉矩命令，經(jīng)由功率逆變器和相應的馬達控制模塊傳遞電功率往返于第一轉矩機器60和第二轉矩機器62。電流傳輸穿過高電壓電氣總線84,往返于電池85以使電池85充電和放電。
[0030]控制器5經(jīng)由通信鏈路15信號地且可操作地聯(lián)結到動力系統(tǒng)中的各種致動器和傳感器上，以監(jiān)測和控制動力系統(tǒng)的操作，包括綜合信息和輸入，以及執(zhí)行算法來控制致動器以滿足關于燃料經(jīng)濟性、排放、性能、駕駛性能和保護包括電池85的電池和第一轉矩機器60及第二轉矩機器62的硬件相關的控制目標。控制器5為整個車輛控制構架的子集，且提供動力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)的系統(tǒng)控制?？刂破?可包括分布式控制模塊系統(tǒng)，其包括獨立控制模塊，包括監(jiān)管控制模塊、發(fā)動機控制模塊、變速器控制模塊、電池組控制模塊，以及TPIM82。用戶界面13優(yōu)選為信號地連接到多個裝置上，通過所述裝置，車輛操作員指示和命令動力系統(tǒng)的操作，包括命令輸出轉矩請求和選擇變速器范圍。裝置優(yōu)選為包括加速踏板112、操作員制動踏板113、變速器范圍選擇器114(PRNDL)，以及車輛速度巡航控制系統(tǒng)116。變速器范圍選擇器114可具有離散數(shù)目的操作者可選擇的位置，包括指示車輛的操作者意圖運動的方向，且因此指示向前或向后方向的輸出部件92的優(yōu)選旋轉方向。將認識到的是，由于由車輛的位置引起的滾回，例如，在斜坡上，故車輛仍會沿除指示的操作者意圖運動方向之外的方向移動。變速器范圍選擇器114的操作者可選擇位置可直接地對應于參照表1所述的各個變速器范圍，或可對應于參照表1所示的變速器范圍的子集。用戶界面13可包括如所示的單個裝置，或替代地可包括直接地連接到獨立控制模塊的多個用戶界面
裝置。
[0031]前述控制模塊經(jīng)由通信鏈路15與其它控制模塊、傳感器和致動器連通，這實現(xiàn)了各種控制模塊之間的結構化通信。特定的通信協(xié)議為應用專用的。通信鏈路15和適合的協(xié)議提供了前述控制模塊與提供了例如包括防抱死制動、牽引控制和車輛穩(wěn)定的功能的其它控制模塊之間的穩(wěn)健的消息發(fā)送和多重控制模塊對接。多個通信總線可用于改善通信速度，且提供一定水平的信號冗余和完整性，包括直接鏈路和串行外圍接口(SPI)總線。獨立控制模塊之間的通信還可使用無線鏈路實現(xiàn)，例如，短程無線射頻通信總線。獨立的裝置還可直接地連接。
[0032]控制模塊、模塊、控制件、控制器、控制單元、處理器和類似用語意指專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個或多個軟件或固件程序或例行程序的中央處理器(優(yōu)選為微處理器)和相關聯(lián)的儲存器和儲存器(只讀、可編程只讀、隨機存取、硬盤驅(qū)動器等)、組合邏輯電路、輸入/輸出電路和裝置、適合的信號調(diào)節(jié)和緩沖電路，以及用以提供所述功能的其它構件中的一個或多個的任何一個組合或各種組合。軟件、固件、程序、指令、例行程序、代碼、算法和類似用語意指包括校準和查找表的任何指令集?？刂颇K具有執(zhí)行為提供所期望的功能的一組控制例行程序。例行程序如由中央處理單元執(zhí)行，以監(jiān)測來自于感測裝置和其它網(wǎng)絡控制模塊的輸入，且執(zhí)行用以控制致動器的操作的控制和診斷例行程序。在進行的發(fā)動機和車輛操作期間，例行程序可以以被稱作循環(huán)的規(guī)則間隔執(zhí)行，例如，每3.125毫秒、6.25毫秒、12.5毫秒、25毫秒和100毫秒。作為備選，例行程序可響應于事件的發(fā)生來執(zhí)行。
[0033]多模式動力系100構造成在多個動力系狀態(tài)中的一個中操作，包括多個變速器范圍和發(fā)動機狀態(tài)，以生成和傳遞轉矩至傳動系90。發(fā)動機狀態(tài)包括ON狀態(tài)、OFF狀態(tài)，以及燃料中斷(FCO)狀態(tài)。當發(fā)動機以OFF狀態(tài)操作時，其不被加燃料，未燃燒，且不自旋。在發(fā)動機以ON狀態(tài)操作時，其加燃料，燃燒，且自旋。當發(fā)動機以FCO狀態(tài)操作時，其自旋，但不加燃料且不燃燒。發(fā)動機的ON狀態(tài)還可包括:全氣缸狀態(tài)(ALL)，其中所有氣缸都加燃料且燃燒；以及氣缸停用狀態(tài)(DEAC)，其中一部分氣缸加燃料和燃燒，而其余氣缸不加燃料且不燃燒。變速器范圍包括多個固定擋位(擋位#)范圍和通過有選擇地激活離合器Cl 50，C2 52，C3 54，C4 56和C5 58實現(xiàn)的可變范圍。固定擋位范圍包括那些變速器范圍:其中輸出部件92的轉速與輸入部件14的轉速直接成比例，因為通過激活前述離合器中的特定一個導致的行星齒輪組的互鎖齒輪之間的齒輪裝置關系?？勺兎秶切┳兯倨鞣秶?其中輸出部件92的轉速相對于發(fā)動機12的輸入速度和第一及第二轉矩機器60、62的轉速變化。可變范圍包括電力可變模式(EVT模式#)，電動車輛模式(EV#)和過渡和虛擬擋位模式(EV過渡狀態(tài)#和虛擬擋位#)以及空擋(空擋)。表1描述了用于操作多模式動力系100的多個變速器范圍和發(fā)動機狀態(tài)。
[0034]表1
【權利要求】
1.一種用于操作動力系統(tǒng)的方法，所述動力系統(tǒng)包括多模式變速器，所述多模式變速器構造成在發(fā)動機、轉矩機器和傳動系之間傳遞轉矩，所述方法包括: 響應于輸出轉矩請求在虛擬擋位范圍中控制動力系統(tǒng)的操作，其包括在可變模式變速器范圍中操作變速器并且響應于輸出轉矩請求并且與來自發(fā)動機的輸入轉矩的大小成比例地控制至傳動系的轉矩輸出的大小。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在虛擬擋位范圍中控制操作還包括響應于輸出轉矩請求確定用于變速器的轉矩傳遞離合器的優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選離合器滑動速度。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中確定用于變速器的轉矩傳遞離合器的優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選離合器滑動速度包括: 對于多個候選發(fā)動機速度和候選離合器滑動速度中的每一個，響應于輸出轉矩請求采用用于在虛擬擋位范圍中操作動力系統(tǒng)的系統(tǒng)轉矩確定方案，并且采用成本模型以計算各自的候選成本；以及 識別優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選離合器滑動速度包括與最小的候選成本相關的候選發(fā)動機速度和候選離合器滑動速度。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中采用在虛擬擋位范圍中用于操作動力系統(tǒng)的系統(tǒng)轉矩確定方案包括確定優(yōu)選的動力系操作點，其包括當基于動力系統(tǒng)操作參數(shù)在虛擬擋位范圍中操作時響應于候選發(fā)動機速度和候選離合器滑動速度用于轉矩機器的馬達轉矩命令以實現(xiàn)輸出轉矩請求。
5.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中采用成本模型以計算各自的候選成本包括: 響應于輸出轉矩請求采用用于在虛擬擋位范圍中操作動力系統(tǒng)的系統(tǒng)轉矩確定方案以確定最優(yōu)候選動力系操作點；以及 采用動力成本函數(shù)以確定在最佳候選動力系操作點用于操作動力系的候選成本。
6.一種用于操作動力系統(tǒng)的方法，所述動力系統(tǒng)包括多模式變速器，所述多模式變速器構造成在發(fā)動機、轉矩機器和傳動系之間傳遞轉矩，所述方法包括: 利用相對于元件速度的三個自由度操作變速器；以及 響應于輸出轉矩請求并且與來自發(fā)動機的輸入轉矩的大小成比例地控制至傳動系的轉矩輸出的大小。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中利用所述三個自由度操作變速器包括控制變速器輸入速度，變速器輸出速度，以及變速器的轉矩傳遞離合器的速度。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中控制變速器輸入速度，變速器輸出速度，和轉矩傳遞離合器的速度包括響應于輸出轉矩請求確定用于轉矩傳遞離合器的優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選離合器滑動速度。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中確定用于轉矩傳遞離合器的優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選離合器滑動速度包括: 對于多個候選發(fā)動機速度和候選離合器滑動速度中的每一個，響應于輸出轉矩請求采用用于操作相對于元件速度具有所述三個自由度的動力系統(tǒng)的系統(tǒng)轉矩確定方案，并且采用成本模型以計算各自的候選成本；以及 識別優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選離合器滑動速度包括與最小的候選成本相關的候選發(fā)動機速度和候選離合器滑動速度。
10.一種用于操作動力系統(tǒng)的方法，所述動力系統(tǒng)包括多模式變速器，所述多模式變速器構造成在發(fā)動機、轉矩機器和傳動系之間傳遞轉矩，所述方法包括: 在多個固定擋位和可變變速器范圍的每一個中確定用于操作動力系統(tǒng)的各自的最小動力成本和相應的發(fā)動機速度和發(fā)動機轉矩； 確定在虛擬擋位范圍中用于操作動力系統(tǒng)的各自的最小動力成本和對應的發(fā)動機速度和離合器滑動速度；以及 在虛擬擋位范圍中用于操作動力系統(tǒng)的最小動力成本小于在對應的固定擋位和可變變速器范圍中用于操作動力系統(tǒng)的每個各自的最小動力成本時，在對應于各自的最小動力成本的發(fā)動機速度和離合器滑動速度處在虛擬擋位范圍中控制動力系統(tǒng)的操作。
【文檔編號】B60W10/06GK103832429SQ201310583345
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權日:2012年11月20日
【發(fā)明者】A.H.希普, K.Y.金 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司