用于控制多模式動力總成系統(tǒng)的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本公開涉及用于控制多模式動力總成系統(tǒng)的方法和設(shè)備。響應(yīng)于輸出扭矩請求來操作用以在發(fā)動機、扭矩機和傳動系間傳輸扭矩的動力總成系統(tǒng)的方法包括執(zhí)行選擇方案來評估響應(yīng)于輸出扭矩請求在包括偽電動交通工具(EV)范圍的多個候選動力總成狀態(tài)中進行的操作。確定用于在包括所述偽EV范圍在內(nèi)的所述候選動力總成狀態(tài)的每個中操作所述動力總成系統(tǒng)的相應(yīng)最小成本。優(yōu)選動力總成狀態(tài)被選擇，并且是與所述相應(yīng)最小成本的最小值相關(guān)聯(lián)的包括所述偽EV范圍在內(nèi)的所述候選動力總成狀態(tài)之一。響應(yīng)于所述輸出扭矩請求在所述優(yōu)選動力總成狀態(tài)中控制所述動力總成系統(tǒng)。
【專利說明】用于控制多模式動力總成系統(tǒng)的方法和設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及與采用多個扭矩生成裝置的多模式動力總成系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的動態(tài)系統(tǒng) 控制。

【背景技術(shù)】
[0002] 在該部分中的陳述僅提供與本公開相關(guān)的背景信息。因此，這種陳述并不旨在構(gòu) 成對現(xiàn)有技術(shù)的承認。
[0003] 動力總成系統(tǒng)可以被構(gòu)造成將源自多個扭矩生成裝置的扭矩通過扭矩傳輸裝置 傳輸至可以被聯(lián)接至傳動系的輸出構(gòu)件。這種動力總成系統(tǒng)包括混合動力總成系統(tǒng)和增程 型電動交通工具系統(tǒng)?？紤]到燃料經(jīng)濟性、排放、可駕駛性和其它因素，用于操作這種動力 總成系統(tǒng)的控制系統(tǒng)響應(yīng)于操作者指令的輸出扭矩請求操作扭矩生成裝置并作動變速器 中的扭矩傳輸元件來傳輸扭矩。示例性扭矩生成裝置包括內(nèi)燃發(fā)動機和非燃燒扭矩機。非 燃燒扭矩機可以包括電機，其作為電動機或發(fā)電機操作，用以獨立于來自內(nèi)燃發(fā)動機的扭 矩輸入生成輸入至變速器的扭矩。扭矩機可以在被稱為再生操作的操作中將通過交通工具 傳動系傳輸?shù)慕煌üぞ邉幽茏儞Q成可存儲在電能存儲裝置中的電能?？刂葡到y(tǒng)監(jiān)測來自交 通工具和操作者的各種輸入，并提供對混合動力總成的操作控制，包括控制變速器操作狀 態(tài)和齒輪換擋，控制扭矩生成裝置，并調(diào)整電能存儲裝置和電機間的電動力交換，以管理變 速器的輸出，包括扭矩和旋轉(zhuǎn)速度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 一種響應(yīng)于輸出扭矩請求來操作用以在發(fā)動機、扭矩機和傳動系間傳輸扭矩的動 力總成系統(tǒng)的方法包括執(zhí)行選擇方案來評估響應(yīng)于輸出扭矩請求在包括偽電動交通工具 (EV)范圍的多個候選動力總成狀態(tài)中進行的操作。確定用于在包括所述偽EV范圍在內(nèi)的 所述候選動力總成狀態(tài)的每個中操作所述動力總成系統(tǒng)的相應(yīng)最小成本。優(yōu)選動力總成狀 態(tài)被選擇，并且是與所述相應(yīng)最小成本的最小值相關(guān)聯(lián)的包括所述偽EV范圍在內(nèi)的所述 候選動力總成狀態(tài)之一。響應(yīng)于所述輸出扭矩請求在所述優(yōu)選動力總成狀態(tài)中控制所述動 力總成系統(tǒng)。
[0005] 本公開還提供以下技術(shù)方案： 1. 一種用于操作包括多模式變速器的動力總成系統(tǒng)的方法，所述多模式變速器被構(gòu) 造成在發(fā)動機、扭矩機和傳動系間傳輸扭矩，所述方法包括： 響應(yīng)于輸出扭矩請求： 執(zhí)行選擇方案來評估以下操作：響應(yīng)于所述輸出扭矩請求在多個候選動力總成狀態(tài)中 包括在偽電動交通工具（偽EV)范圍中操作所述動力總成系統(tǒng)； 確定用于在包括所述偽EV范圍在內(nèi)的所述候選動力總成狀態(tài)的每個中操作所述動力 總成系統(tǒng)的相應(yīng)最小成本； 選擇優(yōu)選動力總成狀態(tài)，其包括與所述相應(yīng)最小成本的最小值相關(guān)聯(lián)的包括所述偽EV 范圍在內(nèi)的所述候選動力總成狀態(tài)之一；以及 響應(yīng)于所述輸出扭矩請求在所述優(yōu)選動力總成狀態(tài)中控制所述動力總成系統(tǒng)。
[0006] 2.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，在所述偽EV范圍中操作所述動力總成系統(tǒng)包 括：響應(yīng)于所述輸出扭矩請求在發(fā)動機回轉(zhuǎn)著的情況下在燃料切斷狀態(tài)中操作所述發(fā)動機 并控制所述扭矩機以將扭矩傳輸至所述傳動系。
[0007] 3.如技術(shù)方案2所述的方法，其中，確定用于在所述偽EV范圍中操作所述動力總 成系統(tǒng)的相應(yīng)最小成本包括： 生成與在所述發(fā)動機回轉(zhuǎn)著的情況下在燃料切斷狀態(tài)中操作所述發(fā)動機相關(guān)聯(lián)的多 個候選發(fā)動機速度和對應(yīng)的發(fā)動機扭矩； 確定用以在所述偽EV范圍中進行操作時實現(xiàn)所述輸出扭矩請求的最佳候選動力總成 操作點以及用于每個候選發(fā)動機速度和候選發(fā)動機扭矩的對應(yīng)候選成本；以及 選擇所述候選成本的最小值以及對應(yīng)的候選發(fā)動機速度和候選發(fā)動機扭矩。
[0008] 4.如技術(shù)方案2所述的方法，其中，生成與在所述發(fā)動機回轉(zhuǎn)著的情況下在燃料 切斷狀態(tài)中操作所述發(fā)動機相關(guān)聯(lián)的多個候選發(fā)動機速度包括：生成處于0RPM到發(fā)動機 怠速之間的發(fā)動機速度范圍內(nèi)的多個發(fā)動機速度。
[0009] 5.如技術(shù)方案2所述的方法，其中，生成與在所述發(fā)動機回轉(zhuǎn)著的情況下在燃料 切斷狀態(tài)中操作所述發(fā)動機相關(guān)聯(lián)的多個候選發(fā)動機速度相對應(yīng)的多個發(fā)動機扭矩包括： 生成與用于處于0RPM到發(fā)動機怠速之間的發(fā)動機速度范圍內(nèi)的發(fā)動機速度中的每個的發(fā) 動機泵送、軸承摩擦和氣門彈簧阻力相關(guān)聯(lián)的多個發(fā)動機扭矩。
[0010] 6.如技術(shù)方案2所述的方法，其中，確定用以在所述偽EV范圍中進行操作時實現(xiàn) 所述輸出扭矩請求的最佳候選動力總成操作點包括：確定用以在所述偽EV范圍中進行操 作時實現(xiàn)所述輸出扭矩請求的用于所述扭矩機的最佳電動機扭矩指令。
[0011] 7. -種用于操作包括多模式變速器的動力總成系統(tǒng)的方法，所述多模式變速器 被構(gòu)造成在發(fā)動機、扭矩機和傳動系間傳輸扭矩，所述方法包括： 響應(yīng)于輸出扭矩請求： 執(zhí)行選擇方案來評估以下操作：在包括一個動力總成狀態(tài)的多個候選動力總成狀態(tài)中 操作所述動力總成系統(tǒng)，其中所述一個動力總成狀態(tài)包括響應(yīng)于所述輸出扭矩請求在所述 發(fā)動機回轉(zhuǎn)著的情況下在燃料切斷狀態(tài)中操作所述發(fā)動機以及控制所述變速器和所述扭 矩機以將扭矩傳輸至所述傳動系； 確定用于在所述候選動力總成狀態(tài)的每個中操作所述動力總成系統(tǒng)的相應(yīng)最小成 本； 選擇優(yōu)選動力總成狀態(tài)，其包括與所述相應(yīng)最小成本的最小值相關(guān)聯(lián)的所述候選動力 總成狀態(tài)之一；以及 響應(yīng)于所述輸出扭矩請求在所述優(yōu)選動力總成狀態(tài)中控制所述動力總成系統(tǒng)。
[0012] 8.如技術(shù)方案7所述的方法，其中，確定在包括響應(yīng)于所述輸出扭矩請求在所述 發(fā)動機回轉(zhuǎn)著的情況下在燃料切斷狀態(tài)中操作所述發(fā)動機以及控制所述變速器和所述扭 矩機以將扭矩傳輸至所述傳動系的所述動力總成狀態(tài)中操作所述動力總成系統(tǒng)的相應(yīng)最 小成本包括： 生成與在所述發(fā)動機回轉(zhuǎn)著的情況下在燃料切斷狀態(tài)中操作所述發(fā)動機相關(guān)聯(lián)的多 個候選發(fā)動機速度和對應(yīng)的發(fā)動機扭矩； 確定用以實現(xiàn)所述輸出扭矩請求的最佳候選動力總成操作點以及用于每個候選發(fā)動 機速度和候選發(fā)動機扭矩的對應(yīng)候選成本；以及 選擇所述候選成本的最小值以及對應(yīng)的候選發(fā)動機速度和候選發(fā)動機扭矩。
[0013] 9.如技術(shù)方案8所述的方法，其中，生成與在所述發(fā)動機回轉(zhuǎn)著的情況下在燃料 切斷狀態(tài)中操作所述發(fā)動機相關(guān)聯(lián)的多個候選發(fā)動機速度和對應(yīng)的發(fā)動機扭矩包括：生 成處于0RPM到發(fā)動機怠速之間的發(fā)動機速度范圍內(nèi)的多個發(fā)動機速度和對應(yīng)的發(fā)動機扭 矩。
[0014] 10.如技術(shù)方案9所述的方法，其中，生成與在所述發(fā)動機回轉(zhuǎn)著的情況下在燃 料切斷狀態(tài)中操作所述發(fā)動機相關(guān)聯(lián)的多個候選發(fā)動機速度相對應(yīng)的多個發(fā)動機扭矩包 括：生成與用于所述候選發(fā)動機速度中的每個的發(fā)動機泵送、軸承摩擦和氣門彈簧阻力相 關(guān)聯(lián)的多個發(fā)動機扭矩。
[0015] 11.如技術(shù)方案10所述的方法，其中，確定用以在所述偽EV范圍中進行操作時實 現(xiàn)所述輸出扭矩請求的最佳候選動力總成操作點包括：確定用以在所述偽EV范圍中進行 操作時實現(xiàn)所述輸出扭矩請求的用于所述扭矩機的最佳電動機扭矩指令。
[0016] 12. -種用于操作包括多模式變速器的動力總成系統(tǒng)的方法，所述多模式變速器 被構(gòu)造成在發(fā)動機、扭矩機和傳動系間傳輸扭矩，所述方法包括： 在電動交通工具動力總成狀態(tài)中操作所述動力總成系統(tǒng)，所述電動交通工具動力總成 狀態(tài)包括響應(yīng)于輸出扭矩請求在所述發(fā)動機回轉(zhuǎn)著的情況下在燃料切斷狀態(tài)中操作所述 發(fā)動機以及控制所述扭矩機以將扭矩經(jīng)由所述變速器傳輸至所述傳動系。
[0017] 13.如技術(shù)方案12所述的方法，其中，響應(yīng)于輸出扭矩請求在所述發(fā)動機回轉(zhuǎn)著 的情況下在燃料切斷狀態(tài)中操作所述發(fā)動機以及控制所述扭矩機以將扭矩經(jīng)由所述變速 器傳輸至所述傳動系包括：當(dāng)與在非操作狀態(tài)中回轉(zhuǎn)所述發(fā)動機相關(guān)聯(lián)的動力損失小于與 在所述發(fā)動機處于OFF狀態(tài)的情況下操作所述變速器和所述扭矩機相關(guān)聯(lián)的動力損失時 選擇所述的操作所述發(fā)動機。
[0018] 14.如技術(shù)方案12所述的方法，其中，響應(yīng)于輸出扭矩請求控制所述扭矩機以將 扭矩經(jīng)由所述變速器傳輸至所述傳動系包括：控制所述扭矩機以將扭矩傳輸至所述傳動系 來實現(xiàn)交通工具加速。
[0019] 15.如技術(shù)方案12所述的方法，其中，響應(yīng)于輸出扭矩請求控制所述扭矩機以將 扭矩經(jīng)由所述變速器傳輸至所述傳動系包括：在固定齒輪范圍中操作所述變速器以將來自 所述扭矩機的扭矩傳輸至所述傳動系。
[0020] 16.如技術(shù)方案12所述的方法，其中，響應(yīng)于輸出扭矩請求控制所述扭矩機以將 扭矩經(jīng)由所述變速器傳輸至所述傳動系包括：在可變模式范圍中操作所述變速器以將來自 所述扭矩機的扭矩傳輸至所述傳動系。
[0021] 17.如技術(shù)方案12所述的方法，其中，響應(yīng)于輸出扭矩請求在燃料切斷狀態(tài)中操 作所述發(fā)動機以及控制所述扭矩機以將扭矩經(jīng)由所述變速器傳輸至所述傳動系包括：響應(yīng) 于輸出扭矩請求在燃料切斷狀態(tài)中操作所述發(fā)動機以及在機會放電狀態(tài)中控制所述扭矩 機以將扭矩經(jīng)由所述變速器傳輸至所述傳動系。
[0022] 18.如技術(shù)方案12所述的方法，其中，在所述發(fā)動機回轉(zhuǎn)著的情況下在燃料切斷 狀態(tài)中操作所述發(fā)動機包括：容許所述發(fā)動機以處于ORPM到發(fā)動機怠速之間的發(fā)動機速 度進行回轉(zhuǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 現(xiàn)在將參考附圖通過示例方式來描述一個或多個實施例，附圖中： 圖1示出了依據(jù)本公開的包括內(nèi)燃發(fā)動機、變速器和構(gòu)造有后輪驅(qū)動差動器的傳動系 的多模式動力總成系統(tǒng)； 圖2示出了依據(jù)本公開的響應(yīng)于輸出扭矩請求在操作圖1所示多模式動力總成系統(tǒng)時 確定優(yōu)選發(fā)動機操作點和優(yōu)選變速器操作范圍的搜索方案； 圖3示出了依據(jù)本公開的包括用于確定動力總成系統(tǒng)操作成本的分析框架的動力成 本函數(shù)；并且 圖4-1和4-2示出了依據(jù)本公開的發(fā)動機和變速器動力損失操作。

【具體實施方式】
[0024] 現(xiàn)在參考附圖，其中所示內(nèi)容只是為了示出某些示例性實施例的目的而不是為了 限制它們的目的，圖1繪出了一非限制性多模式動力總成系統(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和控制器5。變速器 10分別機械地聯(lián)接至發(fā)動機12以及第一和第二扭矩機60和62,并且被構(gòu)造成用以在發(fā)動 機12、扭矩機60、62和傳動系90間傳輸扭矩。如圖所不，第一和第二扭矩機60、62是電動 機/發(fā)電機。傳動系90包括差動系統(tǒng)，其有助于后輪驅(qū)動交通工具構(gòu)造。替代地，動力總 成系統(tǒng)可為前輪驅(qū)動構(gòu)造。
[0025] 高電壓電氣系統(tǒng)80包括例如經(jīng)由高電壓電氣總線84電聯(lián)接至變速器動力逆變器 控制模塊（TPM) 82的高電壓電池（電池）85等電能存儲裝置，并被構(gòu)造有用于監(jiān)測電動力 流的適當(dāng)裝置，包括用于監(jiān)測電流和電壓的裝置和系統(tǒng)。電池85可為任何適當(dāng)?shù)母唠妷弘?能存儲裝置，例如高電壓電池，并且優(yōu)選包括監(jiān)測系統(tǒng)，其提供對包括電壓和電流在內(nèi)的被 供給至高電壓電氣總線84的電動力的測量。
[0026] 發(fā)動機12可以是多氣缸內(nèi)燃發(fā)動機，其在數(shù)個狀態(tài)中選擇性地操作，以將扭矩經(jīng) 由輸入構(gòu)件14傳輸至變速器10,并且可為火花點火或壓縮點火發(fā)動機。發(fā)動機12包括聯(lián) 接至變速器10的輸入構(gòu)件14的曲軸。旋轉(zhuǎn)速度傳感器11監(jiān)測輸入構(gòu)件14的旋轉(zhuǎn)速度和 曲柄角度。來自發(fā)動機12的動力輸出即發(fā)動機速度和發(fā)動機扭矩可不同于傳至變速器10 的輸入速度和輸入扭矩，原因是在發(fā)動機12與變速器10之間的輸入構(gòu)件14上放置扭矩消 耗部件，例如，扭矩管理裝置或被機械地供能的液壓泵。發(fā)動機12被構(gòu)造成響應(yīng)于操作條 件在正進行的動力總成操作期間執(zhí)行自動停止和自動起動操作。控制器5被構(gòu)造成控制發(fā) 動機12的致動器，以控制燃燒參數(shù)，其包括：控制進氣質(zhì)量空氣流、火花點火正時、被噴射 的燃料質(zhì)量、燃料噴射正時、用以控制再循環(huán)排氣氣體的流量的EGR氣門位置、以及在如此 配備的發(fā)動機上的進氣門和/或排氣門正時和定相。因此，能夠通過控制包括空氣流扭矩 和火花誘導(dǎo)扭矩的燃燒參數(shù)，來控制發(fā)動機速度。還可以通過控制第一和第二扭矩機60、62 的電動機扭矩來控制輸入構(gòu)件14處的反作用扭矩，從而控制發(fā)動機速度。
[0027] 所示變速器10是四模式、復(fù)合分配電子機械變速器10,其包括三個行星齒輪組 20、30和40和五個可接合扭矩傳輸裝置，即離合器Cl 52、C2 54、C3 56、C4 58和C5 50。 可想到變速器的另一些實施例。變速器10聯(lián)接至第一和第二扭矩機60、62。變速器10被 構(gòu)造成響應(yīng)于輸出扭矩請求在發(fā)動機12、扭矩機60、62和輸出構(gòu)件92間傳輸扭矩。第一和 第二扭矩機60、62在一個實施例中是采用電能來生成和反作用于扭矩的電動機/發(fā)電機。 行星齒輪組20包括太陽齒輪構(gòu)件22、環(huán)形齒輪構(gòu)件26、和聯(lián)接至載體構(gòu)件25的行星齒輪 24。載體構(gòu)件25可旋轉(zhuǎn)地支承被設(shè)置成與太陽齒輪構(gòu)件22和環(huán)形齒輪構(gòu)件26兩者處于 嚙合關(guān)系的行星齒輪24,并聯(lián)接至可旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)件16。行星齒輪組30包括太陽齒輪構(gòu)件32、 環(huán)形齒輪構(gòu)件36、和聯(lián)接至載體構(gòu)件35的行星齒輪34。行星齒輪34被設(shè)置成與太陽齒輪 構(gòu)件32和環(huán)形齒輪構(gòu)件36兩者處于嚙合關(guān)系。載體構(gòu)件35聯(lián)接至可旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)件16。行 星齒輪組40包括太陽齒輪構(gòu)件42、環(huán)形齒輪構(gòu)件46、和聯(lián)接至載體構(gòu)件45的行星齒輪44。 如圖所示，存在聯(lián)接至載體構(gòu)件45的第一組和第二組行星齒輪44。因此，行星齒輪組40是 復(fù)合的太陽齒輪構(gòu)件-小齒輪-小齒輪-環(huán)形齒輪構(gòu)件齒輪組。載體構(gòu)件45可旋轉(zhuǎn)地聯(lián) 接在離合器C1 52與C2 54之間。太陽齒輪構(gòu)件42可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至可旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)件16。環(huán) 形齒輪構(gòu)件46可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至輸出構(gòu)件92。
[0028] 如本文中所使用的，離合器是指能夠響應(yīng)于控制信號被選擇性地作動的扭矩傳輸 裝置，并且可以是任何適當(dāng)?shù)难b置，例如包括單盤或復(fù)盤離合器或組件、單向離合器、帶式 離合器和制動器。液壓回路72被構(gòu)造成以加壓液壓流體控制離合器中的每個的離合器狀 態(tài)，所述加壓液壓流體由被控制器5操作地控制的電動液壓泵70供給。離合器C2 54和C4 58是被液壓地作動的旋轉(zhuǎn)摩擦離合器。離合器Cl 52、C3 56和C5 50是被液壓地控制的制 動裝置，其能夠被檔接至（grounded to)變速箱55。在本實施例中，離合器C1 52、C2 54、 C3 56和C4 58中的每個使用由液壓控制回路72供給的加壓液壓流體被液壓地作動。液壓 回路72被控制器5操作地控制，用以啟用和停用前述離合器、提供液壓流體來冷卻和潤滑 變速器的元件、并提供液壓流體來冷卻第一和第二扭矩機60和62?？梢酝ㄟ^使用壓力傳感 器進行測量、通過使用機載（on-board)例程進行估計或使用其它方法，來確定液壓回路72 中的液壓壓力。
[0029] 第一和第二扭矩機60和62是三相AC電動機/發(fā)電機，各自包括定子、轉(zhuǎn)子和解 算器。用于扭矩機60、62中的每個的電動機定子被檔接至變速箱55的外部，并且包括定子 芯體，所述定子芯體具有從其延伸的卷繞的電繞組。用于第一扭矩機60的轉(zhuǎn)子被支承在轂 襯齒輪上，該轂襯齒輪被機械地附接至套軸18,所述套軸18聯(lián)接至第一行星齒輪組20。用 于第二扭矩機62的轉(zhuǎn)子被固定地附接至套軸轂19,其機械地附接至第二行星齒輪30。解 算器中的每個被信號地和操作地連接至變速器動力逆變器控制模塊（TPM) 82,并且各自傳 感和監(jiān)測解算器轉(zhuǎn)子相對于解算器定子的旋轉(zhuǎn)位置，從而監(jiān)測第一和第二扭矩機60和62 中的相應(yīng)一個的旋轉(zhuǎn)位置。此外，來自解算器的信號輸出可以被使用來確定第一和第二扭 矩機60和62的旋轉(zhuǎn)速度。
[0030] 變速器10的輸出構(gòu)件92被可旋轉(zhuǎn)地連接至傳動系90,用以將輸出動力提供至傳 動系90,所述輸出動力在本實施例中經(jīng)由差動齒輪裝置或另一適當(dāng)?shù)难b置被傳輸至一個或 多個交通工具輪子。輸出構(gòu)件92處的輸出動力被表征為輸出旋轉(zhuǎn)速度和輸出扭矩。變速 器輸出速度傳感器93監(jiān)測輸出構(gòu)件92的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)方向。交通工具輪子中的每個優(yōu) 選地配備有傳感器，其被構(gòu)造成監(jiān)測輪子速度來確定交通工具速度以及用于制動控制、牽 引控制和交通工具加速管理的絕對和相對輪子速度。
[0031] 來自發(fā)動機12的輸入扭矩和來自第一和第二扭矩機60、62的電動機扭矩作為來 自存儲在電池85中的電勢或燃料的能量轉(zhuǎn)換的結(jié)果而得以生成。電池85經(jīng)由高電壓電氣 總線84被高電壓直流聯(lián)接至TPIM 82,所述高電壓電氣總線84優(yōu)選包括接觸器開關(guān)，其容 許或阻止電池85與TPM 82之間的電流流動。TPM 82優(yōu)選地包括一對動力逆變器和相 應(yīng)的電動機控制模塊，其被構(gòu)造成接收扭矩指令并由此控制逆變器狀態(tài)，用于提供電動機 驅(qū)動或再生功能來滿足電動機扭矩指令。動力逆變器包括互補的三相動力電子裝置，并且 各自包括多個絕緣柵雙極晶體管（IGBT)，用于將來自電池85的直流動力轉(zhuǎn)換成交流動力， 用于通過以高頻率進行切換來為第一和第二扭矩機60和62中的相應(yīng)一個提供動力。IGBT 形成被構(gòu)造成接收控制指令的開關(guān)模式動力源。三相電機中的每個的每個相位相包括一對 IGBT。IGBT的狀態(tài)被控制用以提供電動機驅(qū)動機械動力生成或電動力再生功能。三相逆變 器經(jīng)由直流傳輸導(dǎo)體27接收或供給直流電動力，并將它變換成三相交流動力或從三相交 流動力變換成它，所述三相交流動力經(jīng)由傳輸導(dǎo)體被傳導(dǎo)去往或來自作為電動機或發(fā)電機 進行操作的第一和第二扭矩機60和62。TPM 82響應(yīng)于電動機扭矩指令通過動力逆變器 和相應(yīng)的電動機控制模塊向和從第一和第二扭矩機60和62傳輸電動力。電流被傳輸越過 高電壓電氣總線84去往和來自電池85,用以對電池85進行充電和放電。
[0032] 控制器5經(jīng)由通信鏈路15信號地和操作地鏈接至動力總成系統(tǒng)中的各個致動器 和傳感器，用以監(jiān)測和控制動力總成系統(tǒng)的操作，包括綜合信息和輸入、并執(zhí)行例程用以控 制致動器來滿足與燃料經(jīng)濟性、排放、性能、可駕駛性和硬件保護有關(guān)的控制目的，所述硬 件包括電池85的電池以及第一和第二扭矩機60和62?？刂破?是整個交通工具控制構(gòu)造 的子組，并且提供對動力總成系統(tǒng)的協(xié)調(diào)的系統(tǒng)控制?？刂破?可以包括分布式控制模塊 系統(tǒng)，其包括個體控制模塊，所述個體控制模塊包括監(jiān)控控制模塊、發(fā)動機控制模塊、變速 器控制模塊、電池組控制模塊和TPM 82。用戶界面13優(yōu)選被信號地連接至多個裝置，通過 所述多個裝置，交通工具操作者指揮和支配動力總成系統(tǒng)的操作，并且包括支配輸出扭矩 請求和選擇變速范圍。這些裝置優(yōu)選包括加速器踏板112、操作者制動踏板113、變速器范 圍選擇器114(PRNDL)和交通工具速度巡航控制系統(tǒng)116。變速器范圍選擇器114可以具有 離散數(shù)量的操作者可選擇位置，包括指示交通工具的操作者預(yù)期運動的方向，從而指示正 向或逆向方向的輸出構(gòu)件92的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)方向。應(yīng)該理解的是：交通工具可以仍然沿操作者 預(yù)期運動的指示方向之外的方向移動，原因是由交通工具的位置引起的回滾，例如在斜坡 上。變速器范圍選擇器114的操作者可選擇位置可直接地對應(yīng)于參考表1所描述的個體變 速范圍，或者可以對應(yīng)于參考表1所描述的變速范圍的子組。用戶界面13可以包括如所示 的單個裝置，或者替代地可以包括直接地連接至個體控制模塊的多個用戶界面裝置。
[0033] 前述控制模塊經(jīng)由通信鏈路15與其它控制模塊、傳感器和致動器通信，其實現(xiàn)各 個控制模塊之間的結(jié)構(gòu)化通信。特定通信協(xié)議是特定于應(yīng)用的。通信鏈路15和適當(dāng)?shù)膮f(xié) 議提供前述控制模塊與提供包括例如防抱死制動、牽引控制和交通工具穩(wěn)定性在內(nèi)的功能 的其它控制模塊之間的牢靠信息傳送和多控制模塊交接。多個通信總線可以被使用來改善 通信速度并提供一定水平的信號冗余度和完整性，包括直接鏈路和串行外圍接口（SPI)總 線。個體控制模塊之間的通信也可以使用無線鏈路例如短程無線電通信總線來實現(xiàn)。個體 裝置也可以被直接地連接。
[0034] 控制模塊、模塊、控制裝置、控制器、控制單元、處理器和類似術(shù)語意指以下中的任 一個或一個或多個的各種組合：專用集成電路（ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個或多個軟件或 固件程序或例程的中央處理器（優(yōu)選為微處理器）和相關(guān)聯(lián)的內(nèi)存和存儲器（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、適當(dāng)?shù)男盘栒{(diào) 節(jié)和緩存電路、以及用以提供所描述功能的其它部件。軟件、固件、程序、指令、例程、代碼、 算法和類似術(shù)語意指包括校準和查詢表的任何指令組?？刂颇K具有被執(zhí)行用以提供所需 功能的一組控制例程。例程比如通過中央處理器被執(zhí)行，用以監(jiān)測來自傳感裝置和其它網(wǎng) 絡(luò)控制模塊的輸入，并執(zhí)行控制和診斷例程，用以控制致動器的操作?？梢砸员环Q為循環(huán) 周期的一定間隔來執(zhí)行例程，例如在正進行的發(fā)動機和交通工具操作期間每3. 125、6. 25、 12. 5、25和100毫秒。替代地，可以響應(yīng)于事件的發(fā)生來執(zhí)行例程。
[0035] 多模式動力總成100被構(gòu)造成在包括多個變速范圍和發(fā)動機狀態(tài)在內(nèi)的多個動 力總成狀態(tài)之一中進行操作，用以生成和傳輸扭矩至傳動系90。發(fā)動機狀態(tài)包括0N狀態(tài)和 OFF狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動機在回轉(zhuǎn)時，發(fā)動機被視為處于0N狀態(tài)。發(fā)動機0N狀態(tài)可以包括：全氣 缸狀態(tài)（ALL)，其中所有氣缸被供給燃料并燃燒以生成扭矩；和氣缸停用狀態(tài)（DEAC)，其中 氣缸的一部分被供給燃料并燃燒以生成扭矩，而其余氣缸不被供給燃料并且不燃燒且不生 成扭矩。發(fā)動機0N狀態(tài)進一步包括：燃料切斷（FC0)狀態(tài)，其中發(fā)動機在回轉(zhuǎn)，且所有氣缸 不被供給燃料并且不燃燒，從而不生成扭矩。當(dāng)發(fā)動機處于OFF狀態(tài)時，它不回轉(zhuǎn)。在一個 實施例中，可通過使用離合器或類似裝置將輸入構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)檔接至變速箱，來實現(xiàn)在發(fā)動 機處于OFF狀態(tài)下進行操作。舉例來說，參考圖1示出的動力總成系統(tǒng)100可進行操作，其 中發(fā)動機12處于OFF狀態(tài)，即未通過啟用離合器C5 50以將輸入構(gòu)件14的旋轉(zhuǎn)檔接至變 速箱55而進行回轉(zhuǎn)，且第一和第二扭矩機60、62的速度被控制以實現(xiàn)響應(yīng)于輸出扭矩請求 的輸出速度和輸出扭矩。替代地或附加地，可通過控制扭矩機的旋轉(zhuǎn)速度以實現(xiàn)等于零的 輸入速度以及響應(yīng)于輸出扭矩請求的輸出速度和輸出扭矩，來實現(xiàn)在發(fā)動機處于OFF狀態(tài) 下進行操作。輸出扭矩請求包括正輸出扭矩請求，其導(dǎo)致交通工具加速和/或穩(wěn)態(tài)巡航操 作。當(dāng)發(fā)動機在FC0狀態(tài)中操作時，發(fā)動機回轉(zhuǎn)，但是不被供給燃料并且不引燃。發(fā)動機可 響應(yīng)于用于交通工具減速的操作者指令來在FC0狀態(tài)中進行操作，比如發(fā)生在操作者從加 速器踏板112抬起他們的腳時，這被稱為減速燃料切斷狀態(tài)（dFCO)。發(fā)動機可被支配，以 在本文所描述的其它條件下在FC0狀態(tài)中進行操作。
[0036] 變速范圍包括以下范圍：空檔（neutral)、固定齒輪（齒輪#)、可變模式（EVT模 式#)、電動交通工具（EV #)、和過渡（EV過渡范圍#和偽齒輪#)范圍，它們通過選擇性地 啟用離合器C1 50、C2 52、C3 54、C4 56和C5 58來得以實現(xiàn)。偽齒輪范圍（pseudo-gear range)是可變模式變速范圍，其中從變速器到傳動系的扭矩輸出的幅度相關(guān)于發(fā)動機輸入 扭矩的幅度，這是考慮到與輸入構(gòu)件14上的扭矩消耗部件相關(guān)聯(lián)的扭矩損失。偽齒輪范圍 可在EVT模式范圍中的換擋期間被采用為中間變速范圍，并且還可被采用為穩(wěn)態(tài)變速器操 作狀態(tài)。表1給出了多個動力總成狀態(tài)，包括用于操作多模式動力總成100的發(fā)動機狀態(tài) 和變速范圍，其中"X"表示對于變速范圍的啟用離合器。
[0037] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種用于操作包括多模式變速器的動力總成系統(tǒng)的方法，所述多模式變速器被構(gòu)造 成在發(fā)動機、扭矩機和傳動系間傳輸扭矩，所述方法包括： 響應(yīng)于輸出扭矩請求： 執(zhí)行選擇方案來評估以下操作：響應(yīng)于所述輸出扭矩請求在多個候選動力總成狀態(tài)中 包括在偽電動交通工具（偽EV)范圍中操作所述動力總成系統(tǒng)； 確定用于在包括所述偽EV范圍在內(nèi)的所述候選動力總成狀態(tài)的每個中操作所述動力 總成系統(tǒng)的相應(yīng)最小成本； 選擇優(yōu)選動力總成狀態(tài)，其包括與所述相應(yīng)最小成本的最小值相關(guān)聯(lián)的包括所述偽EV 范圍在內(nèi)的所述候選動力總成狀態(tài)之一；以及 響應(yīng)于所述輸出扭矩請求在所述優(yōu)選動力總成狀態(tài)中控制所述動力總成系統(tǒng)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述偽EV范圍中操作所述動力總成系統(tǒng)包括： 響應(yīng)于所述輸出扭矩請求在發(fā)動機回轉(zhuǎn)著的情況下在燃料切斷狀態(tài)中操作所述發(fā)動機并 控制所述扭矩機以將扭矩傳輸至所述傳動系。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，確定用于在所述偽EV范圍中操作所述動力總成系 統(tǒng)的相應(yīng)最小成本包括： 生成與在所述發(fā)動機回轉(zhuǎn)著的情況下在燃料切斷狀態(tài)中操作所述發(fā)動機相關(guān)聯(lián)的多 個候選發(fā)動機速度和對應(yīng)的發(fā)動機扭矩； 確定用以在所述偽EV范圍中進行操作時實現(xiàn)所述輸出扭矩請求的最佳候選動力總成 操作點以及用于每個候選發(fā)動機速度和候選發(fā)動機扭矩的對應(yīng)候選成本；以及 選擇所述候選成本的最小值以及對應(yīng)的候選發(fā)動機速度和候選發(fā)動機扭矩。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，生成與在所述發(fā)動機回轉(zhuǎn)著的情況下在燃料切斷 狀態(tài)中操作所述發(fā)動機相關(guān)聯(lián)的多個候選發(fā)動機速度包括：生成處于ORPM到發(fā)動機怠速 之間的發(fā)動機速度范圍內(nèi)的多個發(fā)動機速度。
5. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，生成與在所述發(fā)動機回轉(zhuǎn)著的情況下在燃料切斷 狀態(tài)中操作所述發(fā)動機相關(guān)聯(lián)的多個候選發(fā)動機速度相對應(yīng)的多個發(fā)動機扭矩包括：生成 與用于處于ORPM到發(fā)動機怠速之間的發(fā)動機速度范圍內(nèi)的發(fā)動機速度中的每個的發(fā)動機 泵送、軸承摩擦和氣門彈簧阻力相關(guān)聯(lián)的多個發(fā)動機扭矩。
6. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，確定用以在所述偽EV范圍中進行操作時實現(xiàn)所述 輸出扭矩請求的最佳候選動力總成操作點包括：確定用以在所述偽EV范圍中進行操作時 實現(xiàn)所述輸出扭矩請求的用于所述扭矩機的最佳電動機扭矩指令。
7. -種用于操作包括多模式變速器的動力總成系統(tǒng)的方法，所述多模式變速器被構(gòu)造 成在發(fā)動機、扭矩機和傳動系間傳輸扭矩，所述方法包括： 響應(yīng)于輸出扭矩請求： 執(zhí)行選擇方案來評估以下操作：在包括一個動力總成狀態(tài)的多個候選動力總成狀態(tài)中 操作所述動力總成系統(tǒng)，其中所述一個動力總成狀態(tài)包括響應(yīng)于所述輸出扭矩請求在所述 發(fā)動機回轉(zhuǎn)著的情況下在燃料切斷狀態(tài)中操作所述發(fā)動機以及控制所述變速器和所述扭 矩機以將扭矩傳輸至所述傳動系； 確定用于在所述候選動力總成狀態(tài)的每個中操作所述動力總成系統(tǒng)的相應(yīng)最小成 本； 選擇優(yōu)選動力總成狀態(tài)，其包括與所述相應(yīng)最小成本的最小值相關(guān)聯(lián)的所述候選動力 總成狀態(tài)之一；以及 響應(yīng)于所述輸出扭矩請求在所述優(yōu)選動力總成狀態(tài)中控制所述動力總成系統(tǒng)。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，確定在包括響應(yīng)于所述輸出扭矩請求在所述發(fā)動 機回轉(zhuǎn)著的情況下在燃料切斷狀態(tài)中操作所述發(fā)動機以及控制所述變速器和所述扭矩機 以將扭矩傳輸至所述傳動系的所述動力總成狀態(tài)中操作所述動力總成系統(tǒng)的相應(yīng)最小成 本包括： 生成與在所述發(fā)動機回轉(zhuǎn)著的情況下在燃料切斷狀態(tài)中操作所述發(fā)動機相關(guān)聯(lián)的多 個候選發(fā)動機速度和對應(yīng)的發(fā)動機扭矩； 確定用以實現(xiàn)所述輸出扭矩請求的最佳候選動力總成操作點以及用于每個候選發(fā)動 機速度和候選發(fā)動機扭矩的對應(yīng)候選成本；以及 選擇所述候選成本的最小值以及對應(yīng)的候選發(fā)動機速度和候選發(fā)動機扭矩。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，生成與在所述發(fā)動機回轉(zhuǎn)著的情況下在燃料切斷 狀態(tài)中操作所述發(fā)動機相關(guān)聯(lián)的多個候選發(fā)動機速度和對應(yīng)的發(fā)動機扭矩包括：生成處于 ORPM到發(fā)動機怠速之間的發(fā)動機速度范圍內(nèi)的多個發(fā)動機速度和對應(yīng)的發(fā)動機扭矩。
10. -種用于操作包括多模式變速器的動力總成系統(tǒng)的方法，所述多模式變速器被構(gòu) 造成在發(fā)動機、扭矩機和傳動系間傳輸扭矩，所述方法包括： 在電動交通工具動力總成狀態(tài)中操作所述動力總成系統(tǒng)，所述電動交通工具動力總成 狀態(tài)包括響應(yīng)于輸出扭矩請求在所述發(fā)動機回轉(zhuǎn)著的情況下在燃料切斷狀態(tài)中操作所述 發(fā)動機以及控制所述扭矩機以將扭矩經(jīng)由所述變速器傳輸至所述傳動系。
【文檔編號】B60W10/06GK104097630SQ201410144315
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月11日
【發(fā)明者】A.H.希普, K.Y.金, R.D.馬蒂尼 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司