在電氣化車輛動(dòng)力傳動(dòng)系中管理可用運(yùn)行狀態(tài)的方法
【專利摘要】一種管理電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系中可用運(yùn)行狀態(tài)的方法，包括:識(shí)別多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)；確定用于多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)每一個(gè)的容許硬件運(yùn)行速度范圍；確定用于多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)每一個(gè)的真正運(yùn)行速度范圍；確定用于多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)每一個(gè)的理想運(yùn)行速度范圍，理想運(yùn)行速度范圍是容許真正運(yùn)行速度范圍的子集；如果電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系的實(shí)際輸出速度在用于多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中的一運(yùn)行狀態(tài)的理想運(yùn)行速度范圍內(nèi)，則將該運(yùn)行狀態(tài)指定為理想允許的；和命令電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系運(yùn)行在被指定為理想允許的其中一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中。
【專利說(shuō)明】在電氣化車輛動(dòng)力傳動(dòng)系中管理可用運(yùn)行狀態(tài)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在電氣化車輛動(dòng)力傳動(dòng)系中管理運(yùn)行狀態(tài)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 機(jī)動(dòng)化車輛包括動(dòng)力傳動(dòng)系，其可操作為推進(jìn)車輛和為車載車輛電子器件提供電 力。動(dòng)力傳動(dòng)系或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常包括發(fā)動(dòng)機(jī)，其通過(guò)多速變速器為最終驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)力。 在一些車輛中，發(fā)動(dòng)機(jī)是往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞類型的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。變速器可以被供應(yīng)變速器流體 或變速器油，以潤(rùn)滑其中的部件。
[0003] 混合動(dòng)力車輛利用多個(gè)替換的動(dòng)力源，以推進(jìn)車輛，使得對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的依賴最 小化。混合動(dòng)力電動(dòng)車（HEV)例如并入電能和化學(xué)能，且將其轉(zhuǎn)換為機(jī)械功率，以推進(jìn)車輛 和為車輛的任何系統(tǒng)提供功率。HEV通常采用一個(gè)或多個(gè)電機(jī)（電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)），其單獨(dú) 運(yùn)行或與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)合作，以推進(jìn)車輛。電動(dòng)車（EV)還包括用于推進(jìn)車輛的一個(gè)或多個(gè)電 機(jī)和能量存儲(chǔ)裝置。
[0004] 電機(jī)將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能，電能可以存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)裝置中。來(lái)自能量存儲(chǔ)裝置的 電能可以隨后轉(zhuǎn)換回動(dòng)能，用于推進(jìn)車輛，或可以為電子器件、輔助裝置或其他部件供電。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] -種管理電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系中可用運(yùn)行狀態(tài)的方法，通過(guò)首先識(shí)別電氣化動(dòng)力傳 動(dòng)系的多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)始，其中每一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)代表電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系的不同物理構(gòu)造。 電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系配置為以在旋轉(zhuǎn)輸出速度下可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)車輛車輪的方式運(yùn)行。接下 來(lái)，方法包括確定用于多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)每一個(gè)的容許硬件運(yùn)行速度范圍，容許硬件運(yùn)行速度 范圍通過(guò)第一硬件極限和第二硬件極限限定。另外，控制器可以確定用于多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)每 一個(gè)的真正運(yùn)行速度范圍，真正運(yùn)行速度范圍是容許硬件運(yùn)行速度范圍的子集，且通過(guò)大 于第一硬件極限的第一真正極限和小于第二硬件極限的第二真正極限限定。理想運(yùn)行速度 范圍可以隨后針對(duì)多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)每一個(gè)確定，其中理想運(yùn)行速度范圍是容許真正運(yùn)行速度 范圍的子集，且通過(guò)大于第一真正極限的第一理想極限和小于第二真正極限的第二理想極 限限定。
[0006] -旦范圍被確定，貝1J方法可以包括如果電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系的實(shí)際輸出速度在用于 多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中的一運(yùn)行狀態(tài)的理想運(yùn)行速度范圍內(nèi)，則將該運(yùn)行狀態(tài)指定為理想允許 的；和命令電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系在被指定為理想允許的其中一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中運(yùn)行。
[0007] 在下文結(jié)合附圖進(jìn)行的對(duì)實(shí)施本發(fā)明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理 解上述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他的特征和優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1是混合動(dòng)力電動(dòng)車動(dòng)力傳動(dòng)系的示意圖。
[0009] 圖2是確定電動(dòng)力傳動(dòng)系中可用運(yùn)行狀態(tài)的方法的示意性流程圖。
[0010] 圖3是多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)速度范圍的示意性曲線圖。
[0011] 圖4是多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)速度范圍的示意性曲線圖，在一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)到故障。
[0012] 圖5是多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)速度范圍的示意性曲線圖。
[0013] 圖6是多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)速度范圍的示意性曲線圖，中間狀態(tài)不可用。
[0014] 圖7是確定電動(dòng)力傳動(dòng)系中可用運(yùn)行狀態(tài)的方法的示意性流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 參見(jiàn)附圖，其中相同的附圖標(biāo)記用于表示各種附圖中相似或相同的部件，圖1示 意性地示出了電動(dòng)車動(dòng)力傳動(dòng)系10。在一種構(gòu)造中，車輛動(dòng)力傳動(dòng)系10可以包括第一牽 引電動(dòng)機(jī)12、第二牽引電動(dòng)機(jī)14和能量存儲(chǔ)系統(tǒng)16 (例如電池16)。從而車輛動(dòng)力傳動(dòng)系 10可以配置為是混合動(dòng)力電動(dòng)車的動(dòng)力傳動(dòng)系（HEV)、電池電動(dòng)車的動(dòng)力傳動(dòng)系（BEV)、或 增程式電動(dòng)車的動(dòng)力傳動(dòng)系（EREV)。這種車輛可在僅電（EV)模式下使用牽引電動(dòng)機(jī)12、 14中之一或兩者以適用于推進(jìn)車輛的水平來(lái)產(chǎn)生扭矩。
[0016] 在一種構(gòu)造中，第一和第二牽引電動(dòng)機(jī)12、14可以通過(guò)變速器18而處于機(jī)械聯(lián) 接。變速器18可以包括多個(gè)旋轉(zhuǎn)齒輪、離合器和/或其他部件（即扭矩傳遞裝置20)，其可 以選擇性地、單獨(dú)地或組合地將變速器輸入軸22與變速器輸出軸24聯(lián)接。
[0017] 在一種構(gòu)造中，變速器輸入軸22可以選擇性地聯(lián)接第一牽引電動(dòng)機(jī)12,且變速器 輸出軸24可以選擇性地聯(lián)接第二牽引電動(dòng)機(jī)14。在一種構(gòu)造中，選擇性聯(lián)接可以通過(guò)一個(gè) 或多個(gè)摩擦離合器、扭矩轉(zhuǎn)換器或其他聯(lián)接裝置（其可以與軸22、24整合）實(shí)現(xiàn)，以允許每 一個(gè)電動(dòng)機(jī)12、14在變速器控制模塊的命令下傳遞/接收扭矩。
[0018] 變速器18例如可以是電可變變速器（EVT)，從而輸入軸22的輸入特點(diǎn)和輸出軸 24的輸出特點(diǎn)經(jīng)由連續(xù)可變速度比而不必相對(duì)于輸入軸22具有固定比。例如，在一些實(shí)施 例中，即使在輸入軸22處的輸入速度為零，輸出軸24處的輸出速度也可以是正的。
[0019] 扭矩傳遞裝置（共同顯示在20)可以選擇性地接合在變速器18中，以建立輸入軸 22和輸出軸24之間的不同的向前和倒車速度比或運(yùn)行模式。從一個(gè)速度比或模式到另一 個(gè)的轉(zhuǎn)變可以響應(yīng)于車輛狀況和操作者（司機(jī)）需求而發(fā)生。速度比通常限定為輸入速度 除以變速器18的輸出速度。由此，低檔位級(jí)別具有高速度比，且高檔位級(jí)別具有相對(duì)更低 的速度比。
[0020] 包括變速器18的電可變變速器可以設(shè)計(jì)為在固定檔位（FG)模式和EVT模式兩者 下運(yùn)行。因?yàn)殡娍勺冏兯倨鞑幌拗茷閱嗡俣葌鲃?dòng)比，所以，代替檔位，不同運(yùn)行狀態(tài)可以稱 為等級(jí)或模式。在運(yùn)行在固定檔位模式時(shí)，變速器18的輸出軸24的旋轉(zhuǎn)速度與輸入軸22 的旋轉(zhuǎn)速度成固定比例。電可變變速器還配置為用于機(jī)械地獨(dú)立于最終驅(qū)動(dòng)部而運(yùn)行，由 此實(shí)現(xiàn)高扭矩連續(xù)可變速度比、電主導(dǎo)的起步、再生制動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉的怠速和起步。
[0021] 在一些設(shè)計(jì)中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)30,如圖1以虛線所示的，可以用于經(jīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸 32產(chǎn)生扭矩。從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸32而來(lái)的扭矩可用于直接推動(dòng)車輛動(dòng)力傳動(dòng)系10 (即HEV 設(shè)計(jì)）或?yàn)榘l(fā)電機(jī)34提供功率（即EREV設(shè)計(jì)）。發(fā)電機(jī)34可以以讓電池16充電的方式 向電池16輸送電力（箭頭36)。離合器和緩沖組件38可以用于選擇性地將發(fā)動(dòng)機(jī)30與變 速器18連接/斷開(kāi)。扭矩可以最終從第一和/或第二牽引電動(dòng)機(jī)12、14和/或發(fā)動(dòng)機(jī)30 經(jīng)由第二牽引電動(dòng)機(jī)14的輸出部42 (和/或變速器18,如果第二電動(dòng)機(jī)14省略的話）傳 遞到驅(qū)動(dòng)車輪組40。
[0022] 每一個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)12、14可以實(shí)施為多相永磁體/AC感應(yīng)電機(jī)，其額定為大約60 伏特到大約300伏特或更大，這取決于車輛設(shè)計(jì)。每一個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)12、14可以經(jīng)由功率 轉(zhuǎn)換模塊（PIM) 44和高壓總線條46 (應(yīng)注意，為了清楚，延伸到第二牽引電動(dòng)機(jī)14的高壓 總線條的示意性顯示從圖1省略）電連接到電池16。PM44通常可以配置為用于將DC功 率轉(zhuǎn)換為AC功率以及按照需要逆向轉(zhuǎn)換。在牽引電動(dòng)機(jī)12主動(dòng)運(yùn)行為發(fā)電機(jī)（例如通過(guò) 在再生制動(dòng)事件期間獲取能量或在被內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)30驅(qū)動(dòng)時(shí)）時(shí)，電池16可以選擇性地使 用從第一牽引電動(dòng)機(jī)12而來(lái)的扭矩而充電。在一些實(shí)施例中，例如插頭式HEV (PHEV)，在車 輛動(dòng)力傳動(dòng)系10怠速時(shí)，電池16可經(jīng)由離車電源（未示出）充電。
[0023] 牽引電動(dòng)機(jī)12、14二者、變速器18和發(fā)動(dòng)機(jī)30可以與控制器50進(jìn)行電子通 信。在一種構(gòu)造中，控制器50可以例如包括用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)30運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊 52 (ECM52)、用于控制牽引電動(dòng)機(jī)12、14運(yùn)行的混合動(dòng)力控制模塊54 (HCM54)和/或用于控 制變速器18運(yùn)行的變速器控制模塊56 (TCM56)?？刂破?0可以實(shí)施為一個(gè)或多個(gè)數(shù)字計(jì) 算機(jī)或數(shù)據(jù)處理裝置，每一個(gè)具有一個(gè)或多個(gè)微控制器或中央處理單元（CPU)、只讀存儲(chǔ)器 (ROM)、隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器（RAM)、電可編程只讀存儲(chǔ)器（EEPR0M)、高速時(shí)鐘、模擬-數(shù)字（A/ D)和數(shù)字-模擬（D/A)電路和任何所需的輸入/輸出（I/O)電路和/或信號(hào)調(diào)制和緩沖電 路。
[0024] ECM52、HCM54和TCM56可以實(shí)施為軟件或硬件且可以彼此實(shí)體上分離或不分離。 在一種構(gòu)造中，模塊52、54、56可以是通過(guò)控制器50的同一物理結(jié)構(gòu)執(zhí)行的劃分開(kāi)的功能。 在另一構(gòu)造中，每一個(gè)模塊52、54、56可以歸入其自身的硬件計(jì)算裝置。無(wú)論如何，每個(gè)模 塊52、54、56可以與其他模塊52、54、56數(shù)字通信，以協(xié)調(diào)車輛動(dòng)力傳動(dòng)系10的總體行為。 每一個(gè)模塊52、54、56可以配置為自動(dòng)地執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)控制/處理程序，其可以實(shí)施為與 模塊52、54、56相關(guān)的軟件或固件。應(yīng)注意，出于清楚的目的，描述了"模塊"的這種具體構(gòu) 造。但是，實(shí)際上，在其中一個(gè)模塊中描述的任何具體功能可以通過(guò)另一模塊執(zhí)行，或替換 地，所有功能可以簡(jiǎn)單地通過(guò)控制器50執(zhí)行而不必單獨(dú)區(qū)分模塊。
[0025] 通常，如上所述的各種硬件部件可以選擇性地接合鄰近部件，以形成從一個(gè)或多 個(gè)扭矩源（即牽引電動(dòng)機(jī)12、14和發(fā)動(dòng)機(jī)30)到車輛驅(qū)動(dòng)車輪40的扭矩傳遞路徑。接合 的/脫開(kāi)的部件、運(yùn)轉(zhuǎn)/未運(yùn)轉(zhuǎn)的扭矩源和扭矩產(chǎn)生模式/扭矩消耗模式（即用于電動(dòng)機(jī) 12、14的）的每一個(gè)組合通?？梢宰鳛?運(yùn)行狀態(tài)"。
[0026] 在一種構(gòu)造中，控制器50可以進(jìn)一步包括狀態(tài)管理模塊58 (SMM58)，其可以位于 ECM52、HCM54和TCM56中任何一個(gè)中，或可以是分開(kāi)的，大致如所示的。SMM58可以接收從 用戶（例如從加速器踏板60)而來(lái)的扭矩請(qǐng)求，且確定最佳運(yùn)行狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)期望扭矩請(qǐng) 求。SMM58可以以預(yù)測(cè)方式選擇運(yùn)行狀態(tài)，所述預(yù)測(cè)方式預(yù)測(cè)加速/減速的趨勢(shì)，同時(shí)還防 止電車輛動(dòng)力傳動(dòng)系10以會(huì)有損如上所述的各種電動(dòng)機(jī)或變速器部件的完整性或壽命的 方式運(yùn)行。
[0027] 每一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)可以具有用于各種參數(shù)（例如速度、扭矩和溫度）的相應(yīng)的硬件 極限。如果在具體狀態(tài)下動(dòng)力傳動(dòng)系超過(guò)硬件極限運(yùn)行，則系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)部件會(huì)有 顯著增加的失效的可能性（即喪失其將扭矩從扭矩源傳遞到車輛車輪的能力）。通常，硬件 極限可以取決于物理因素，例如各部件設(shè)計(jì)、構(gòu)造、潤(rùn)滑和/或布置。
[0028] 為了保護(hù)硬件極限被意外地超出，控制器50可以包括速度請(qǐng)求限幅器62,如果硬 件極限正被接近則其可以改變動(dòng)力傳動(dòng)系10的行為和/或動(dòng)力傳動(dòng)系10中產(chǎn)生/消耗的 扭矩量。速度請(qǐng)求限幅器62通?？梢酝ㄟ^(guò)在將請(qǐng)求傳遞到ECM/HCM之前使得請(qǐng)求的扭矩 量飽和（saturate)而在軟件中運(yùn)行。以這種方式，如果硬件極限正被接近且速度請(qǐng)求限幅 器62必須介入則車輛的性能和/或響應(yīng)性將被顯著地影響。
[0029] SMM58可以包括優(yōu)化程序64和可用狀態(tài)識(shí)別器66。優(yōu)化程序64可以從用戶接收 扭矩請(qǐng)求和從可以實(shí)現(xiàn)期望響應(yīng)的可用運(yùn)行狀態(tài)中選擇最佳運(yùn)行狀態(tài)。可用運(yùn)行狀態(tài)的列 表可以通過(guò)可用狀態(tài)識(shí)別器66產(chǎn)生，且可以用于優(yōu)化程序64。
[0030] 圖2示出了確定電動(dòng)力傳動(dòng)系中可用運(yùn)行狀態(tài)的方法70。方法70可以例如通過(guò) SMM58經(jīng)由可用狀態(tài)識(shí)別器66執(zhí)行。方法70可以實(shí)施為軟件程序，其可以最終通過(guò)控制器 50執(zhí)行。方法可以在72通過(guò)識(shí)別可以存在于電動(dòng)力傳動(dòng)系中的所有運(yùn)行狀態(tài)而開(kāi)始。圖 3示意性地示出了多個(gè)這樣的運(yùn)行狀態(tài)92的曲線90,水平軸線94代表狀態(tài)參數(shù)（例如速 度、扭矩、或溫度），且出于清楚的目的，垂直軸線96僅僅用于表示狀態(tài)。出于清楚的目的， 圖3僅示出了用于每一個(gè)狀態(tài)的1個(gè)參數(shù)的范圍，但是實(shí)際上，本方法可以擴(kuò)展到無(wú)限個(gè)參 數(shù)（η個(gè)參數(shù)）的情況。
[0031] 在清楚描述本方法70方面，圖3的狀態(tài)92將被類比為連續(xù)檔位，但是實(shí)際上，且 如上所述的，狀態(tài)事實(shí)上可以代表顯著地更加復(fù)雜的系統(tǒng)的不連續(xù)狀態(tài)。使用檔位類比，圖 3隨后示出了六個(gè)不連續(xù)的檔位（即狀態(tài)98a-98f)，其可以沿曲線圖90的垂直軸線96排 序，具有最高傳動(dòng)比（例如檔位1)的檔位顯示為98a，且具有最低傳動(dòng)比的檔位（例如檔 位6)顯示為98f。另外，在該類比中，水平軸線94可以代表最后的輸出速度。如可以理解 的，在典型的變速器中的檔位通常是連續(xù)的，意味著它們以有序的方式使用。換句話說(shuō)，為 了從檔位/狀態(tài)98a轉(zhuǎn)變到98c，常見(jiàn)的是使用中間檔位/狀態(tài)98b/經(jīng)過(guò)中間檔位/狀態(tài) 98b轉(zhuǎn)變。這種有序的方式例如可以在齒輪98a和98c共享共同硬件（其必須在接合新的 狀態(tài)之前被重構(gòu)）的情況下發(fā)生。
[0032] 對(duì)于多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)90每一個(gè)，實(shí)際的硬件極限100以虛線顯示，且通過(guò)速度請(qǐng)求 限幅器62施加的硬件極限102顯示為在實(shí)際的硬件極限100以內(nèi)。另外，"真正"極限104 可以通過(guò)系統(tǒng)在限幅器極限102中施加。這些"真正"極限104可以用于在系統(tǒng)被以故障 安全的方式被限制之前強(qiáng)制狀態(tài)轉(zhuǎn)變。換句話說(shuō)，速度請(qǐng)求限幅器62是作為最后手段的限 幅器。真正極限104可以代表一狀態(tài)中的期望的極端操作狀態(tài)，且在通過(guò)給定安全因素限 定的硬件限幅器極限102以內(nèi)。
[0033] 再次參見(jiàn)圖2, 一旦所有運(yùn)行狀態(tài)在步驟72被識(shí)別，則控制器50可以隨后在步驟 74調(diào)查各種狀態(tài)，以確定在任何狀態(tài)中是否存在在實(shí)體上會(huì)造成該狀態(tài)不可用的故障。在 一個(gè)實(shí)施例中，控制器50可以通過(guò)與每一個(gè)相應(yīng)狀態(tài)相關(guān)的診斷傳感器進(jìn)行直接通信而 在步驟74執(zhí)行故障檢測(cè)。在另一實(shí)施例中，控制器50可以通過(guò)將某種已知或期望的行為 與系統(tǒng)實(shí)際的當(dāng)前或過(guò)去行為進(jìn)行比較而在步驟74以推理的方式執(zhí)行故障檢測(cè)。圖4大 致示出了圖3的檔位系統(tǒng)，其中故障110已經(jīng)在檔位5 (狀態(tài)98e)被檢測(cè)，其會(huì)造成檔位 6 (狀態(tài)98f)不可運(yùn)行或?qū)嶓w上不可用。
[0034] 再次參見(jiàn)圖2, 一個(gè)故障檢測(cè)已經(jīng)在步驟74發(fā)生，在步驟76中控制器50可以隨后 確定故障是否防止其他狀態(tài)實(shí)體可用。例如，如圖4所示，其中垂直線112代表當(dāng)前車輛速 度94,故障110可以防止未來(lái)?yè)Q擋到檔位6 (狀態(tài)98f)。換句話說(shuō)，因?yàn)闄n位被排序，直接 地從檔位4 (狀態(tài)98d)換擋到檔位6 (狀態(tài)98f)而不使用檔位5 (狀態(tài)98e)是不可能的或 不實(shí)際的。該排序的特點(diǎn)與檔位5 (狀態(tài)98e)上的故障一起可以在當(dāng)前速度112低于檔位 5 (狀態(tài)98e)的情況下使其不能最終上擋到檔位6 (狀態(tài)98f)。
[0035] 再次參見(jiàn)圖2, 一旦所有狀態(tài)（在步驟72確定）的列表已經(jīng)被減少以消除故障狀 態(tài)（在步驟74)和故障防止?fàn)顟B(tài)（在步驟76)，則在給定目標(biāo)系統(tǒng)和/或車輛的當(dāng)前運(yùn)行條 件的情況下，控制器可以隨后確定（在步驟78)剩余狀態(tài)中哪一個(gè)是"真正被允許的"。如 在本文使用的，如果當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)在一狀態(tài)的所建立真正極限104以內(nèi)，則該狀態(tài)是被"真 正允許的"。例如，圖5大致示出了圖4的曲線圖，出于清楚的目的，實(shí)際的硬件極限100和 硬件限幅器極限102被去除（僅留下了真正極限104)。在該曲線圖裝置，給定當(dāng)前運(yùn)行速 度112,檔位1、2和3(狀態(tài)98a、98b、和98c))是"真正被允許的"，而檔位4(狀態(tài)98d)不 是。
[0036] 一旦已經(jīng)在步驟78確定哪個(gè)狀態(tài)是"真正被允許的"，則在步驟80用于鄰近狀態(tài) 的任何真正極限可以映射（map)到當(dāng)前啟用的狀態(tài)（見(jiàn)圖2)。圖5示出了將真正換擋極限 114"映射"到檔位1(狀態(tài)98a)，該極限114對(duì)應(yīng)于檔位2 (狀態(tài)98b)的上極限。應(yīng)注意， 圖5是圖4的檔位1-3的放大視圖。在需要中間運(yùn)行狀態(tài)時(shí)步驟80中真正極限的映射可 以是必要的，盡管可以具有不延伸到當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的真正極限的真正運(yùn)行范圍。
[0037] 例如，如圖5大致示出的，車輛可以在點(diǎn)116運(yùn)行在檔位1 (狀態(tài)98a)。在加速期 間，會(huì)希望控制器50從檔位1上檔到檔位3 (狀態(tài)98c)，盡管會(huì)需要經(jīng)過(guò)檔位2 (狀態(tài)98b) 轉(zhuǎn)變或有換擋到空擋的風(fēng)險(xiǎn)。例如如果檔位/狀態(tài)1和3要求同一硬件，而檔位2被分離 以允許檔位1/3的硬件有時(shí)間轉(zhuǎn)變（例如雙離合器變速器那樣），則會(huì)存在這樣的情況。如 果在經(jīng)過(guò)映射的真正換擋極限114 (即進(jìn)入范圍118)后系統(tǒng)保持在檔位1，則檔位2 (狀態(tài) 98b)將不再是"真正被允許的"且換擋會(huì)被限制。因此，真正換擋極限114變成檔位1(狀 態(tài)98a)的新的上真正極限。
[0038] 盡管前面的描述提供了確定一種方法以哪個(gè)運(yùn)行狀態(tài)在電動(dòng)力傳動(dòng)系中是實(shí)際 被允許，如所述的，但是其未考慮任何滯后（lag)，這種滯后是從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一時(shí) 固有的，其也未考慮在換擋優(yōu)化期間可以考慮的其他期望性能特點(diǎn)。以這種方式，在步驟 82 (圖2)，控制器50會(huì)施加各種"理想"換擋極限120,其可以通過(guò)余裕122而從真正極限 104或真正換擋極限114分離，如大致在圖5示出的。
[0039] 將理想換擋極限120與真正極限104或真正換擋極限114分開(kāi)的余裕122可以是 固定值或可以是一個(gè)或多個(gè)運(yùn)行參數(shù)（例如速度，扭矩，加速度等）的函數(shù)。在任一情況下， 理想換擋極限120可以設(shè)定為使得，在給定參數(shù)的變化率以及實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)變所需的時(shí)間的 情況下，在轉(zhuǎn)變期間真正極限104不會(huì)被違反。例如，如圖5所示，如果速度112加速且控 制器50實(shí)現(xiàn)剛好在真正換擋極限114處換擋，則換擋所需的時(shí)間、加速度和與檔位2 (狀態(tài) 98b)的真正極限104的接近程度很可能使得真正極限被超過(guò)。
[0040] 在一個(gè)實(shí)施例中，理想換擋極限120可以僅僅是期望/預(yù)測(cè)的極限，其可以用于計(jì) 入被監(jiān)測(cè)參數(shù)的加速/減速和換擋次數(shù)。在另一實(shí)施例中，其他因素可以計(jì)入，例如但不限 于換擋同步、動(dòng)力傳動(dòng)系震動(dòng)（powertrain jerk)、功率容量、動(dòng)力傳動(dòng)系效率、電池充電/ 放電容量、電池充電狀態(tài)和/或溫度。
[0041] 如果沒(méi)有隨后的運(yùn)行狀態(tài)存在（例如在檔位2(狀態(tài)98b)上發(fā)生故障110,例如圖 6所示），則在步驟84,控制器50可以不理會(huì)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)中的理想換擋極限120、真正換 擋極限114和/或真正極限104,以在速度請(qǐng)求限幅器62干預(yù)以在102處限制速度/扭矩 之前提供運(yùn)行范圍的輕微增加。
[0042] 圖7示出了方法130,其類似于圖2提供的方法。方法130通過(guò)識(shí)別所有運(yùn)行狀態(tài) 而開(kāi)始于步驟132。方法130前進(jìn)到步驟134,在該處控制器50可以計(jì)算（或從存儲(chǔ)的查 找表查看）用于每一個(gè)狀態(tài)的各硬件限幅器極限102,以及在步驟136計(jì)算狀態(tài)的真正極限 104。該過(guò)程可以循環(huán)，直到已經(jīng)針對(duì)每一個(gè)狀態(tài)找到了這些值。
[0043] 在步驟138,控制器50可以確定具體狀態(tài)是否真正被允許。如果不是，則方法130 可以在140得到結(jié)論，即狀態(tài)還不能被理想地允許。但是，如果控制器50確定狀態(tài)在138 被真正允許，則其隨后可以在142詢問(wèn)是否存在可變換到也真正被允許的狀態(tài)。如果是，則 在步驟144,鄰近的真正換擋極限可以被映射到當(dāng)前狀態(tài)，且在步驟146,除了真正換擋極 限可以應(yīng)用理想極限。如果在142沒(méi)有狀態(tài)可被轉(zhuǎn)換到真正被允許的狀態(tài)，則控制器50可 以在148不理會(huì)該具體運(yùn)行狀態(tài)的任何已應(yīng)用的理想或真正極限。在步驟150,控制器可以 隨后確定當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)是否在理想極限中，所述理想極限是成功或理想換擋為鄰近狀態(tài)所 需的。如果極限被滿足，則在152,鄰近狀態(tài)可以被認(rèn)為是理想允許的?；蛘撸?40,控制 器50可以得到結(jié)論，即狀態(tài)不是理想允許的。該過(guò)程可以針對(duì)所有鄰近狀態(tài)和/或狀態(tài)的 組合循環(huán)。最后，被認(rèn)為是"理想允許的"任何狀態(tài)可以隨后被傳遞到優(yōu)化程序64，在其中 最佳狀態(tài)可以被選擇，經(jīng)由ECM52、HCM54和TCM56而被命令發(fā)生，其中其可以用于執(zhí)行來(lái)自 用戶的扭矩請(qǐng)求。
[0044] 盡管已經(jīng)對(duì)執(zhí)行本發(fā)明的較佳模式進(jìn)行了詳盡的描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可得 知在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的用來(lái)實(shí)施本發(fā)明的許多替換設(shè)計(jì)和實(shí)施例。目的是上述和 在附圖中所示的所有內(nèi)容應(yīng)被理解為僅是示例性的而不是限制性的。
【權(quán)利要求】
1. 一種管理電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系中可用運(yùn)行狀態(tài)的方法，其包括： 識(shí)別電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系的多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)，每一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)代表電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系的不 同物理構(gòu)造，且其中電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系配置為以在旋轉(zhuǎn)輸出速度下可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)車輛車輪 的方式運(yùn)行； 確定用于多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)每一個(gè)的容許硬件運(yùn)行速度范圍，容許硬件運(yùn)行速度范圍通過(guò) 第一硬件極限和第二硬件極限限定； 確定用于多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)每一個(gè)的真正運(yùn)行速度范圍，真正運(yùn)行速度范圍是容許硬件運(yùn) 行速度范圍的子集，且通過(guò)大于第一硬件極限的第一真正極限和小于第二硬件極限的第二 真正極限限定； 確定用于多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)每一個(gè)的理想運(yùn)行速度范圍，理想運(yùn)行速度范圍是容許真正運(yùn) 行速度范圍的子集，且通過(guò)大于第一真正極限的第一理想極限和小于第二真正極限的第二 理想極限限定； 如果電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系的實(shí)際輸出速度在用于多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中的一運(yùn)行狀態(tài)的理想 運(yùn)行速度范圍內(nèi)，則將該運(yùn)行狀態(tài)指定為理想允許的；和 命令電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系在被指定為理想允許的其中一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中運(yùn)行。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系包括電動(dòng)機(jī)、變速器和內(nèi)燃發(fā)動(dòng) 機(jī)，其中電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)接到變速器的輸入軸，且其中車輛車輪聯(lián)接到變速器的輸 出軸，且其中電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)協(xié)作以經(jīng)由變速器以旋轉(zhuǎn)輸出速度驅(qū)動(dòng)車輪； 其中電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系進(jìn)一步包括：發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊，其配置為控制內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的操 作；混合動(dòng)力控制模塊，其配置為控制電動(dòng)機(jī)的操作；和變速器控制模塊，其配置為控制變 速器的操作；和 其中命令電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系在被指定為理想允許的其中一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中運(yùn)行包括，將 請(qǐng)求提供到發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊、混合動(dòng)力控制模塊和變速器控制模塊中的至少一個(gè)。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，如果旋轉(zhuǎn)輸出速度在用于各運(yùn)行狀態(tài)中任一個(gè)的確定硬 件運(yùn)行速度范圍以外，則防止電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系在該運(yùn)行狀態(tài)下運(yùn)行。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)的第一運(yùn)行狀態(tài)中形成真正 換擋極限，真正換擋極限對(duì)應(yīng)于多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)的第二運(yùn)行狀態(tài)的第二真正極限。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中真正換擋極限在第一運(yùn)行狀態(tài)的第一真正極限和第 二真正極限之間，且其中真正換擋極限處于與第二運(yùn)行狀態(tài)的第二真正極限相同的旋轉(zhuǎn)輸 出速度。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中第一運(yùn)行狀態(tài)中的第二理想極限小于第一運(yùn)行狀態(tài) 中的真正換擋極限。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括檢測(cè)多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中至少一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中的 故障；和從多個(gè)識(shí)別的運(yùn)行狀態(tài)中去除至少一個(gè)有故障的運(yùn)行狀態(tài)。
8. -種管理電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系中可用運(yùn)行狀態(tài)的方法，其包括： 識(shí)別會(huì)存在于電動(dòng)力傳動(dòng)系中的第一多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)； 識(shí)別第一多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中的正用于以輸出速度驅(qū)動(dòng)車輛車輪的第一運(yùn)行狀態(tài)； 確定第一多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中的第二運(yùn)行狀態(tài)中的故障，該故障防止第二運(yùn)行狀態(tài)用于驅(qū) 動(dòng)車輛車輪； 確定第二運(yùn)行狀態(tài)中的故障是否防止第一多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中的第三運(yùn)行狀態(tài)用于驅(qū)動(dòng) 車輛車輪； 識(shí)別可用于驅(qū)動(dòng)車輛車輪的第二多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)； 從第二多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)確定第三多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)，其中車輛車輪的輸出速度在用于第三多 個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中每一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)的第一輸出速度范圍以內(nèi)； 從第三多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)確定第四多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)，其中車輛車輪的輸出速度在用于第四多 個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中每一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)的第二輸出速度范圍以內(nèi)； 其中通過(guò)用于第四多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)的每一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)的第一余裕，第一輸出速度范圍處 于極端硬件限制的運(yùn)行范圍內(nèi)；和其中通過(guò)用于第四多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)的每一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)的第 二余裕，第二輸出速度范圍處于第一輸出速度范圍內(nèi)；和 如果第四運(yùn)行狀態(tài)可用，則將電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系從第一運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變到從第四多個(gè)運(yùn) 行狀態(tài)選擇的第四運(yùn)行狀態(tài)。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中車輛車輪的輸出速度加速，且其中在輸出速度超過(guò) 第一運(yùn)行狀態(tài)的第二輸出速度范圍之前發(fā)生轉(zhuǎn)變。
10. 如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括將來(lái)自第四運(yùn)行狀態(tài)的換擋極限映射到第 一運(yùn)行狀態(tài)，換擋極限在與用于第四運(yùn)行狀態(tài)的第二輸出速度范圍的邊界重合的輸出速度 下發(fā)生。
【文檔編號(hào)】B60W20/00GK104118426SQ201410171560
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月26日
【發(fā)明者】A.H.希普, K.Y.金, S.V.拉多, J.詹克扎克 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司