用于控制多模式動(dòng)力系統(tǒng)的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于控制多模式動(dòng)力系統(tǒng)的方法和設(shè)備。動(dòng)力系統(tǒng)配置為將扭矩傳輸?shù)捷敵鰳?gòu)件。用于控制所述動(dòng)力系統(tǒng)的方法包括：確定多個(gè)系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)。系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)以遞減優(yōu)先級(jí)的次序順序地施用。順序地施用的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)中的每一個(gè)的可行狀態(tài)被確定。包括所有順序地施用的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的可行狀態(tài)的解集被確定，并且被應(yīng)用以響應(yīng)于輸出扭矩請(qǐng)求來控制所述動(dòng)力系統(tǒng)的操作。
【專利說明】用于控制多模式動(dòng)力系統(tǒng)的方法和設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及與采用扭矩傳動(dòng)裝置的動(dòng)力系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)控制。

【背景技術(shù)】
[0002] 本部分中的敘述僅提供涉及本公開的背景信息。因此，這樣的敘述并非旨在構(gòu)成 對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)。
[0003] 已知?jiǎng)恿ο到y(tǒng)配置為經(jīng)過傳動(dòng)裝置將扭矩從扭矩致動(dòng)器傳輸?shù)铰?lián)接到傳動(dòng)系的 輸出構(gòu)件，以實(shí)現(xiàn)車輛的推進(jìn)。動(dòng)力系統(tǒng)可以配置為經(jīng)過多模式傳動(dòng)裝置將源自多個(gè)扭矩 致動(dòng)器的扭矩傳輸?shù)铰?lián)接到傳動(dòng)系的輸出構(gòu)件，以實(shí)現(xiàn)推進(jìn)。這樣的動(dòng)力系統(tǒng)包括混合動(dòng) 力的動(dòng)力系統(tǒng)、增程式電動(dòng)車輛系統(tǒng)以及電動(dòng)車輛系統(tǒng)。用于操作這樣的動(dòng)力系統(tǒng)的控制 系統(tǒng)響應(yīng)于操作者命令的輸出扭矩請(qǐng)求來操作扭矩致動(dòng)器并且應(yīng)用變速器中的選定扭矩 傳輸元件以傳輸扭矩，顧及到燃料經(jīng)濟(jì)性、排放物、駕駛性能和其它因素。示例性扭矩致動(dòng) 器包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和非燃燒扭矩機(jī)器。非燃燒扭矩機(jī)器可以包括操作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)以獨(dú) 立于來自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸入而生成輸入到變速器的扭矩的電機(jī)。扭矩機(jī)器可以對(duì)扭矩 作出反應(yīng)，即，在所謂的再生操作中將經(jīng)過車輛傳動(dòng)系傳輸?shù)能囕v動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，該電能 可儲(chǔ)存在電能儲(chǔ)存裝置中。控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)來自車輛和操作者的輸入，且提供動(dòng)力系的操作 控制，包括控制發(fā)動(dòng)機(jī)開/關(guān)狀態(tài)、控制變速器操作狀態(tài)、控制扭矩致動(dòng)器以及調(diào)節(jié)電能儲(chǔ) 存裝置和電機(jī)之間的電功率流，以便管理包括扭矩和旋轉(zhuǎn)速度的變速器操作。
[0004] 混合動(dòng)力的動(dòng)力系統(tǒng)中采用的部件具有操作極限，這些操作極限基于執(zhí)行預(yù)期功 能的物理能力確定，這些預(yù)期功能例如包括傳輸扭矩、傳輸電功率或儲(chǔ)存電能。如果相應(yīng)的 操作極限被違反，則部件的使用壽命會(huì)縮短。操作極限包括馬達(dá)速度極限、發(fā)動(dòng)機(jī)速度極 限、行星齒輪組的小齒輪速度極限以及電池功率極限。操作極限進(jìn)一步包括馬達(dá)扭矩極限、 發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩極限、離合器扭矩極限和皮帶扭矩極限。操作極限還包括電極限，包括電壓和電 流極限。以示例的方式，如果過電壓或欠電壓極限被超過，則高電壓電池的使用壽命會(huì)受到 限制。類似地，如果操作溫度被超過，則電逆變器（electricinverter)中的開關(guān)的使用壽 命會(huì)受到限制。類似地，如果操作壓力被超過，則液壓致動(dòng)離合器的使用壽命會(huì)受到限制。
[0005] 用于混合動(dòng)力的動(dòng)力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)基于操作極限施加系統(tǒng)約束，以在進(jìn)行操作 期間確定用于操作的控制參數(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] -種動(dòng)力系統(tǒng)，配置為將扭矩傳輸?shù)捷敵鰳?gòu)件。一種用于控制所述動(dòng)力系統(tǒng)的方 法，包括：確定多個(gè)系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)。所述系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)以遞減優(yōu)先級(jí)的次 序順序地施用。順序地施用的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)中的每一個(gè)的可行狀態(tài)被確定。包括所有 順序地施用的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的可行狀態(tài)的解集被確定，并且被應(yīng)用以響應(yīng)于輸出扭矩 請(qǐng)求來控制所述動(dòng)力系統(tǒng)的操作。
[0007] 方案1.一種用于控制動(dòng)力系統(tǒng)的方法，所述動(dòng)力系統(tǒng)配置為在多個(gè)扭矩致動(dòng)器、 多模式變速器和輸出構(gòu)件之間傳輸扭矩，所述方法包括： 響應(yīng)于輸出扭矩請(qǐng)求： 確定多個(gè)系統(tǒng)扭矩約束的優(yōu)先級(jí)； 以遞減優(yōu)先級(jí)的次序順序地施用所述系統(tǒng)扭矩約束； 確定順序地施用的系統(tǒng)扭矩約束中的每一個(gè)的可行狀態(tài)； 確定解集，所述解集包括所有順序地施用的系統(tǒng)扭矩約束的所述可行狀態(tài)；以及 應(yīng)用所述解集，以控制所述動(dòng)力系統(tǒng)的操作。
[0008] 方案2.根據(jù)方案1所述的方法，其中，確定多個(gè)系統(tǒng)扭矩約束的優(yōu)先級(jí)包括：確定 系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)，所述系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)包括用于扭矩致動(dòng)器的最小和最大扭 矩約束，所述扭矩致動(dòng)器包括非燃燒扭矩機(jī)器和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0009] 方案3.根據(jù)方案2所述的方法，其中，確定多個(gè)系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)一 步包括：確定包括電池功率極限的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)。
[0010] 方案4.根據(jù)方案3所述的方法，其中，確定多個(gè)系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)一 步包括：確定包括變速器部件加速度約束的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)。
[0011] 方案5.根據(jù)方案4所述的方法，其中，確定多個(gè)系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)一 步包括：確定包括短期約束的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)，所述短期約束用于避免施用的 離合器的所引起的離合器打滑。
[0012] 方案6.根據(jù)方案1所述的方法，其中，確定順序地施用的系統(tǒng)扭矩約束中的每一 個(gè)的可行狀態(tài)包括： 定義約束集，所述約束集包括具有最高優(yōu)先級(jí)的所述系統(tǒng)扭矩約束的可行狀態(tài)； 定義新約束集，所述新約束集包括具有下一最高優(yōu)先級(jí)的系統(tǒng)扭矩約束的狀態(tài)； 確定所述新約束集對(duì)于操作所述動(dòng)力系統(tǒng)是否可行；以及 當(dāng)所述新約束集對(duì)于操作所述動(dòng)力系統(tǒng)可行時(shí)，更新所述約束集以包含所述新約束 集，所述新約束集包括具有所述下一最高優(yōu)先級(jí)的系統(tǒng)扭矩約束的狀態(tài)。
[0013] 方案7.根據(jù)方案6所述的方法，其中，確定所述新約束集對(duì)于操作所述動(dòng)力系統(tǒng) 是否可行包括：執(zhí)行系統(tǒng)方程式，以確定所述動(dòng)力系統(tǒng)是否在選定變速器檔位和發(fā)動(dòng)機(jī)狀 態(tài)中響應(yīng)于所述輸出扭矩請(qǐng)求操作，而不違反所述新約束集。
[0014] 方案8.根據(jù)方案6所述的方法，其中，確定所述新約束集對(duì)于操作所述動(dòng)力系統(tǒng) 是否可行包括：確定是否同時(shí)滿足所述約束集以及用于具有下一最高優(yōu)先級(jí)的所述系統(tǒng)扭 矩約束參數(shù)的狀態(tài)。
[0015] 方案9.根據(jù)方案6所述的方法，進(jìn)一步包括： 當(dāng)所述新約束集對(duì)于操作所述動(dòng)力系統(tǒng)不可行時(shí)，調(diào)節(jié)用于具有下一最高優(yōu)先級(jí)的所 述系統(tǒng)扭矩約束的狀態(tài)，用于具有下一最高優(yōu)先級(jí)的所述系統(tǒng)扭矩約束的經(jīng)調(diào)節(jié)的所述狀 態(tài)被確定為對(duì)于采用所述約束集操作所述動(dòng)力系統(tǒng)是可行的；以及 更新所述約束集，以包括用于具有下一最高優(yōu)先級(jí)的所述系統(tǒng)扭矩約束的經(jīng)調(diào)節(jié)的所 述狀態(tài)。
[0016] 方案10. -種用于控制多模式動(dòng)力系統(tǒng)的方法，所述多模式動(dòng)力系統(tǒng)配置為將扭 矩傳輸?shù)捷敵鰳?gòu)件，所述方法包括： 確定多個(gè)系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)； 以遞減優(yōu)先級(jí)的次序順序地施用所述系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)； 確定順序地施用的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)中的每一個(gè)的可行狀態(tài)； 確定解集，所述解集包括所有順序地施用的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的所述可行狀態(tài)；以及 應(yīng)用所述解集，以操作所述動(dòng)力系統(tǒng)。
[0017] 方案11.根據(jù)方案10所述的方法，其中，確定多個(gè)系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)包 括：確定系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)，所述系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)包括用于扭矩致動(dòng)器的最小 和最大扭矩約束，所述扭矩致動(dòng)器包括非燃燒扭矩機(jī)器和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0018] 方案12.根據(jù)方案11所述的方法，其中，確定多個(gè)系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn) 一步包括：確定包括電池功率極限的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)。
[0019] 方案13.根據(jù)方案12所述的方法，其中，確定多個(gè)系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn) 一步包括：確定包括變速器部件加速度約束的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)。
[0020] 方案14.根據(jù)方案13所述的方法，其中，確定多個(gè)系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn) 一步包括：確定包括短期約束的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)，所述短期約束用于避免施用 的離合器的所引起的離合器打滑。
[0021] 方案15.根據(jù)方案10所述的方法，其中，確定順序地施用的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)中 的每一個(gè)的可行狀態(tài)包括： 定義約束集，所述約束集包括具有最高優(yōu)先級(jí)的所述系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的可行狀態(tài)； 定義新約束集，所述新約束集包括具有下一最高優(yōu)先級(jí)的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的狀態(tài)； 確定所述新約束集對(duì)于操作所述動(dòng)力系統(tǒng)是否可行；以及 當(dāng)所述新約束集對(duì)于操作所述動(dòng)力系統(tǒng)可行時(shí)，更新所述約束集以包含所述新約束 集，所述新約束集包括具有所述下一最高優(yōu)先級(jí)的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的狀態(tài)。
[0022] 方案16.根據(jù)方案15所述的方法，其中，確定所述新約束集對(duì)于操作所述動(dòng)力系 統(tǒng)是否可行包括：執(zhí)行系統(tǒng)方程式，以確定所述動(dòng)力系統(tǒng)是否在選定變速器檔位和發(fā)動(dòng)機(jī) 狀態(tài)中響應(yīng)于輸出扭矩請(qǐng)求操作，而不違反所述新約束集。
[0023] 方案17.根據(jù)方案15所述的方法，其中，確定所述新約束集對(duì)于操作所述動(dòng)力系 統(tǒng)是否可行包括：確定是否同時(shí)滿足所述約束集以及用于具有下一最高優(yōu)先級(jí)的所述系統(tǒng) 扭矩約束參數(shù)的狀態(tài)。
[0024] 方案18.根據(jù)方案15所述的方法，進(jìn)一步包括： 當(dāng)所述新約束集對(duì)于操作所述動(dòng)力系統(tǒng)不可行時(shí)，調(diào)節(jié)用于具有下一最高優(yōu)先級(jí)的所 述系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的狀態(tài)，用于具有下一最高優(yōu)先級(jí)的所述系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的經(jīng)調(diào)節(jié) 的所述狀態(tài)被確定為對(duì)于采用所述約束集操作所述動(dòng)力系統(tǒng)是可行的；以及 更新所述約束集，以包括用于具有下一最高優(yōu)先級(jí)的所述系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的經(jīng)調(diào)節(jié) 的所述狀態(tài)。
[0025] 方案19.一種用于控制動(dòng)力系統(tǒng)的方法，所述動(dòng)力系統(tǒng)配置為在多個(gè)扭矩致動(dòng) 器、多模式變速器和輸出構(gòu)件之間傳輸扭矩，所述方法包括： 識(shí)別多個(gè)系統(tǒng)扭矩約束； 確定所述系統(tǒng)扭矩約束的優(yōu)先級(jí)； 以遞減優(yōu)先級(jí)的次序逐步施用所述系統(tǒng)扭矩約束，包括：響應(yīng)于施用的系統(tǒng)扭矩約束 中的每一個(gè)確定同時(shí)滿足逐步施用的系統(tǒng)扭矩約束的可行性； 確定解集，所述解集包括對(duì)于所有逐步施用的系統(tǒng)扭矩約束的可行狀態(tài)；以及 應(yīng)用所述解集，以操作所述動(dòng)力系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 現(xiàn)將參考附圖以示例方式描述一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式，在附圖中： 圖1圖示了根據(jù)本公開的動(dòng)力系統(tǒng)，包括扭矩致動(dòng)器、多模式變速器、高電壓電氣系 統(tǒng)、傳動(dòng)系和控制器；以及 圖2圖示了根據(jù)本公開的控制方案，包括的過程用于識(shí)別系統(tǒng)扭矩約束、確定系統(tǒng)扭 矩約束的優(yōu)先級(jí)并以遞減優(yōu)先級(jí)且以逐步方式順序地施用系統(tǒng)扭矩約束，以確定與操作混 合動(dòng)力的動(dòng)力系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的可行的約束集。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 現(xiàn)參考附圖，其中所示內(nèi)容僅是出于示出某些示例性實(shí)施方式的目的，而不是出 于限制它們的目的，圖1描繪了包括扭矩致動(dòng)器的非限制混合動(dòng)力的動(dòng)力系統(tǒng)1〇〇,包括內(nèi) 燃發(fā)動(dòng)機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī)）12和分別為第一和第二非燃燒扭矩機(jī)器的60和62、以及多模式變速器 (變速器)1〇。第一和第二非燃燒扭矩機(jī)器60、62是電馬達(dá)/發(fā)電機(jī)以及為其供應(yīng)電功率的 高電壓電氣系統(tǒng)80?？刂破?傳遞信號(hào)地且操作性地連接到動(dòng)力系統(tǒng)100中的各種致動(dòng)器 和傳感器，以監(jiān)測(cè)并控制其操作。變速器10機(jī)械地聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)12和扭矩機(jī)器60、62,并 且配置為通過選擇性啟用例如離合器的扭矩傳輸裝置，在發(fā)動(dòng)機(jī)12和扭矩機(jī)器60、62之間 傳輸扭矩，通過輸出構(gòu)件92傳輸?shù)絺鲃?dòng)系90。
[0028] 高電壓電氣系統(tǒng)80包括經(jīng)由高電壓電氣總線84電聯(lián)接到變速器功率逆變器控制 模塊（TPM) 82的電能儲(chǔ)存裝置（ESD) 85,并且配置有用于監(jiān)測(cè)電功率流的合適裝置，包括 用于監(jiān)測(cè)電流和電壓的裝置和系統(tǒng)。ESD85可以是任意合適的高電壓電能儲(chǔ)存裝置(例如高 電壓電池)，并且優(yōu)選包括為供應(yīng)到高電壓電氣總線84的電功率(包括電壓和電流）提供測(cè) 量的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0029] 發(fā)動(dòng)機(jī)12可以是任意適合的燃燒裝置，并且包括在數(shù)個(gè)狀態(tài)下選擇性地操作以 經(jīng)由輸入構(gòu)件14和阻尼器17將扭矩傳輸?shù)阶兯倨?0的多缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，并且能夠是火花 點(diǎn)火或壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)12包括聯(lián)接到變速器10的輸入構(gòu)件14的曲軸。轉(zhuǎn)速傳 感器11監(jiān)測(cè)輸入構(gòu)件14的曲柄角度和轉(zhuǎn)速。阻尼器17是配置為抑制并以其他方式管理 發(fā)動(dòng)機(jī)12和變速器10之間的扭矩傳輸?shù)难b置。由于在發(fā)動(dòng)機(jī)12和變速器10之間的輸入 構(gòu)件14上存在扭矩阻尼器17及其他扭矩消耗部件(例如，機(jī)械動(dòng)力的液壓泵)，因此從發(fā)動(dòng) 機(jī)12輸出的功率（S卩，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩乘以轉(zhuǎn)速）能夠不同于至變速器10的輸入速度和輸入扭 矩。發(fā)動(dòng)機(jī)12配置為在進(jìn)行動(dòng)力系操作期間響應(yīng)于操作條件而執(zhí)行自動(dòng)停止和自動(dòng)起動(dòng) 操作?？刂破?配置為控制發(fā)動(dòng)機(jī)12的致動(dòng)器，以控制燃燒參數(shù)，包括進(jìn)氣質(zhì)量空氣流量、 火花點(diǎn)火正時(shí)、被噴射燃料質(zhì)量、燃料噴射正時(shí)、控制再循環(huán)排放氣體流的EGR氣門位置以 及如此配備的發(fā)動(dòng)機(jī)上的進(jìn)氣和/或排氣氣門正時(shí)和相位。因而，通過控制燃燒參數(shù)(包括 空氣流扭矩和火花引起的扭矩)，發(fā)動(dòng)機(jī)速度能夠受到控制。通過分別控制第一和第二扭矩 機(jī)器60和62的馬達(dá)扭矩來控制輸入構(gòu)件14處的反作用扭矩，發(fā)動(dòng)機(jī)速度也可以受到控 制。
[0030] 所圖示的變速器10是四模式復(fù)合分流機(jī)電變速器10,其包括三個(gè)行星齒輪組20、 30和40以及五個(gè)可接合扭矩傳輸裝置，S卩，離合器C1 52、C2 54、C3 56、C4 58和C5 50。 變速器的其它實(shí)施方式被設(shè)想。變速器10分別聯(lián)接到第一和第二扭矩機(jī)器60和62。變速 器10配置為響應(yīng)于輸出扭矩請(qǐng)求在發(fā)動(dòng)機(jī)12、扭矩機(jī)器60、62和輸出構(gòu)件92之間傳輸扭 矩。在一個(gè)實(shí)施方式中，第一和第二扭矩機(jī)器60、62是采用電能以生成扭矩并對(duì)扭矩作出 反應(yīng)的馬達(dá)/發(fā)電機(jī)。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)接到托 架構(gòu)件25的行星齒輪24。托架構(gòu)件25可旋轉(zhuǎn)地支撐設(shè)置為與太陽齒輪構(gòu)件22和環(huán)形齒 輪構(gòu)件26處于嚙合關(guān)系的行星齒輪24,并且聯(lián)接到可旋轉(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)接到托架構(gòu)件35的行星齒輪34。行星齒輪34設(shè) 置為與太陽齒輪構(gòu)件32和環(huán)形齒輪構(gòu)件36兩者處于嚙合關(guān)系。托架構(gòu)件35聯(lián)接到可旋 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)接到托架構(gòu)件45 的行星齒輪44。如圖所示，第一和第二組行星齒輪44聯(lián)接到托架構(gòu)件45。因此，行星齒輪 組40是復(fù)合太陽齒輪構(gòu)件-小齒輪-小齒輪-環(huán)形齒輪構(gòu)件齒輪組。托架構(gòu)件45可旋轉(zhuǎn) 地聯(lián)接在離合器C1 52和C2 54之間。太陽齒輪構(gòu)件42可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到可旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)件16。 環(huán)形齒輪構(gòu)件46可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到輸出構(gòu)件92。
[0031] 如在本文中使用的，離合器指的是能夠響應(yīng)于控制信號(hào)而選擇性地被應(yīng)用的扭矩 傳輸裝置，并且可以是任意合適裝置，以示例的方式包括單個(gè)或復(fù)合板離合器或組合件、單 向離合器、帶式離合器以及制動(dòng)器。液壓回路72配置為利用由電動(dòng)液壓泵70供應(yīng)的加壓 液壓流體來控制每個(gè)離合器的離合器狀態(tài)，該液壓泵70由控制器5操作性地控制。離合器 C2 54和C4 58是液壓施用的旋轉(zhuǎn)摩擦離合器。離合器Cl52、C3 56和C5 50是能夠接地 到變速器殼體55的液壓控制的制動(dòng)器裝置。在該實(shí)施方式中，利用由液壓控制回路72供 應(yīng)的加壓液壓流體，離合器C1 52、C2 54、C3 56和C4 58中的每一個(gè)被液壓施用。液壓回 路72由控制器5操作性地控制，以啟用和停用前述離合器，提供用于冷卻和潤(rùn)滑變速器的 元件的液壓流體，并且提供用于冷卻第一和第二扭矩機(jī)器60和62的液壓流體。通過利用 壓力傳感器進(jìn)行測(cè)量、通過利用車載例程進(jìn)行估計(jì)或利用其它合適方法，液壓回路72中的 液壓可以被確定。
[0032] 第一和第二扭矩機(jī)器60和62是三相交流馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，每一個(gè)均包括定子、轉(zhuǎn)子 和旋轉(zhuǎn)變壓器。扭矩機(jī)器60、62中的每一個(gè)的馬達(dá)定子接地到變速器殼體55的外部，并且 包括定子芯，該定子芯具有從其延伸的盤繞的電繞組。用于第一扭矩機(jī)器60的轉(zhuǎn)子被支撐 在機(jī)械地附接到套軸18的轂板齒輪上，該套軸18聯(lián)接到第一行星齒輪組20。用于第二扭 矩機(jī)器62的轉(zhuǎn)子固定地附接到套軸轂19,該套軸轂19機(jī)械地附接到第二行星齒輪30。每 個(gè)旋轉(zhuǎn)變壓器傳遞信號(hào)地且操作性地連接到變速器功率逆變器控制模塊TPM82,并且每 個(gè)旋轉(zhuǎn)變壓器都感測(cè)并監(jiān)測(cè)旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子相對(duì)于旋轉(zhuǎn)變壓器定子的旋轉(zhuǎn)位置，因此監(jiān)測(cè) 第一和第二扭矩機(jī)器60和62中相應(yīng)的一個(gè)的旋轉(zhuǎn)位置。附加地，從旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的信 號(hào)可以用于確定第一和第二扭矩機(jī)器60和62的轉(zhuǎn)速。
[0033] 變速器10的輸出構(gòu)件92可旋轉(zhuǎn)地連接到傳動(dòng)系90,以將輸出動(dòng)力提供到傳動(dòng)系 90,該輸出動(dòng)力經(jīng)由差動(dòng)齒輪裝置或驅(qū)動(dòng)橋或另一合適裝置傳輸?shù)揭粋€(gè)或多個(gè)車輪。輸出 構(gòu)件92處的輸出動(dòng)力在輸出轉(zhuǎn)速和輸出扭矩方面被特征化。變速器輸出速度傳感器93監(jiān) 測(cè)輸出構(gòu)件92的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向。每個(gè)車輪優(yōu)選配備有傳感器，該傳感器配置為監(jiān)測(cè)車輪 速度以確定車輛速度以及用于制動(dòng)控制、牽引力控制和車輛加速度管理的絕對(duì)和相對(duì)車輪 速度。
[0034] 來自發(fā)動(dòng)機(jī)12的輸入扭矩和來自第一和第二扭矩機(jī)器60和62的馬達(dá)扭矩由于 從燃料或儲(chǔ)存在ESD85中的電勢(shì)的能量轉(zhuǎn)換而生成。ESD85經(jīng)由高電壓電氣總線84而高 電壓直流聯(lián)接到TPM82,高電壓電氣總線84優(yōu)選包括允許或禁止ESD85和TPIM82之間 的電流流動(dòng)的觸點(diǎn)開關(guān)38。TPM82優(yōu)選包括一對(duì)功率逆變器和相應(yīng)的馬達(dá)控制模塊，馬 達(dá)控制模塊配置為接收扭矩命令并根據(jù)其控制逆變器狀態(tài)，用于提供馬達(dá)驅(qū)動(dòng)或再生功能 以滿足馬達(dá)扭矩命令。功率逆變器包括互補(bǔ)的三相功率電子裝置，并且每個(gè)包括多個(gè)絕緣 柵雙極晶體管，所述絕緣柵雙極晶體管用于通過高頻切換將來自ESD85的直流功率變換 為交流功率用于為第一和第二扭矩機(jī)器60和62中相應(yīng)的一個(gè)提供動(dòng)力。絕緣柵雙極晶體 管形成配置為接收控制命令的開關(guān)模式功率源。對(duì)于每個(gè)三相電機(jī)中的每一相，存在一對(duì) 絕緣柵雙極晶體管。絕緣柵雙極晶體管的狀態(tài)受到控制，以提供馬達(dá)驅(qū)動(dòng)機(jī)械功率生成或 電功率再生功能。三相逆變器經(jīng)由直流傳輸導(dǎo)體27接收或供應(yīng)直流電功率，并且將其轉(zhuǎn)化 為三相交流功率或由三相交流功率轉(zhuǎn)化為直流電功率，該三相交流功率經(jīng)由傳輸導(dǎo)體傳導(dǎo) 到第一和第二扭矩機(jī)器60和62或從第一和第二扭矩機(jī)器60和62傳導(dǎo)出，用于操作為馬 達(dá)或發(fā)電機(jī)。TPIM82響應(yīng)于馬達(dá)扭矩命令通過功率逆變器和相應(yīng)的馬達(dá)控制模塊將電功 率傳輸?shù)降谝缓偷诙ぞ貦C(jī)器60和62或從第一和第二扭矩機(jī)器60和62傳輸電功率。電 流穿過高電壓電氣總線84傳送到ESD85或從ESD85傳送，以對(duì)ESD85充電和放電。
[0035] 控制器5經(jīng)由通信鏈路15傳遞信號(hào)地并可操作地連接到動(dòng)力系統(tǒng)中的各種致動(dòng) 器和傳感器，以監(jiān)測(cè)和控制動(dòng)力系統(tǒng)100的操作，包括合成信息和輸入以及執(zhí)行例程以控 制致動(dòng)器，以便滿足涉及燃料經(jīng)濟(jì)性、排放物、性能、駕駛性能和硬件(包括ESD85的電池 以及第一和第二扭矩機(jī)器60和62)保護(hù)的控制目標(biāo)。控制器5是整個(gè)車輛控制架構(gòu)的子 集，并且為動(dòng)力系統(tǒng)提供協(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)，該系統(tǒng) 包括個(gè)體控制模塊，個(gè)體控制模塊包括監(jiān)視控制模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊、變速器控制模塊、 電池組控制模塊和TPIM82。用戶接口 13優(yōu)選傳遞信號(hào)地連接到多個(gè)裝置，車輛操作者通 過這些裝置指揮和命令動(dòng)力系統(tǒng)的操作。這些裝置優(yōu)選包括加速器踏板112、操作者制動(dòng)器 踏板113、變速器換檔桿114 (PRNDL)和車輛速度巡航控制系統(tǒng)116。變速器換檔桿114可 以具有離散數(shù)量的操作者可選擇位置，包括指示操作者預(yù)期的車輛運(yùn)動(dòng)方向，并因此指示 前進(jìn)或倒退方向的輸出構(gòu)件92的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)方向。要意識(shí)到的是，由于車輛位置(例如在山 上)導(dǎo)致后退，因此車輛仍可能在不同于操作者預(yù)期運(yùn)動(dòng)的指示方向的方向上運(yùn)動(dòng)。用戶接 口 13可以包括如圖所示的單個(gè)裝置，或者替代地可以包括直接連接到個(gè)體控制模塊的多 個(gè)用戶接口裝置。
[0036] 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(dòng)器通信，其實(shí)現(xiàn)各 種控制模塊之間的結(jié)構(gòu)通信。具體通信協(xié)議是專用的。通信鏈路15和合適協(xié)議提供用于 在前述控制模塊和其它控制模塊之間進(jìn)行可靠的信息發(fā)送和多控制模塊對(duì)接，從而提供包 括例如防抱死制動(dòng)、牽引力控制和車輛穩(wěn)定性的功能。多個(gè)通信總線可以用于提高通信速 度并提供一定水平的信號(hào)冗余和完整性，包括直接鏈路和串行外圍接口（SPI)總線。個(gè)體 控制模塊之間的通信也可以利用無線鏈路來實(shí)現(xiàn)，例如短程無線電通信總線。個(gè)體裝置也 可以被直接連接。
[0037]控制模塊、模塊、控制、控制器、控制單元、處理器和類似術(shù)語意指下列各項(xiàng)中的一 種或更多種中的任一個(gè)或不同組合：專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個(gè)或更多個(gè) 軟件或固件程序或例程的中央處理單元(優(yōu)選是微處理器）以及相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)設(shè) 備(只讀、可編程只讀、隨機(jī)存取、硬盤驅(qū)動(dòng)器等)、組合邏輯電路、輸入/輸出電路和設(shè)備、合 適的信號(hào)調(diào)節(jié)和緩沖電路系統(tǒng)以及提供所述功能的其它部件。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(zhǔn)值和查詢表的任意控制器可執(zhí)行指令集?？刂颇K 具有被執(zhí)行以提供期望功能的控制例程集。例程例如由中央處理單元執(zhí)行，以監(jiān)測(cè)來自感 測(cè)裝置和其它聯(lián)網(wǎng)控制模塊的輸入，并且執(zhí)行控制和診斷例程以控制致動(dòng)器的操作。例程 可以在發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛進(jìn)行操作期間以規(guī)則間隔執(zhí)行，例如每3. 125、6. 25、12. 5、25和100毫 秒。替代地，例程可以響應(yīng)于事件的發(fā)生來執(zhí)行。
[0038]混合動(dòng)力的動(dòng)力系統(tǒng)100配置為在包括多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)和變速器檔位的多個(gè)動(dòng) 力系狀態(tài)的一個(gè)中操作，以生成并傳輸扭矩至傳動(dòng)系90。發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)包括0N狀態(tài)和OFF 狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正在旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)12被視為處于ON狀態(tài)下。發(fā)動(dòng)機(jī)ON狀態(tài)可以包括 全氣缸狀態(tài)（ALL)和氣缸停用狀態(tài)（DEAC)，在全氣缸狀態(tài)（ALL)中，所有氣缸被供給燃料 并點(diǎn)燃以生成扭矩，在氣缸停用狀態(tài)（DEAC)中，氣缸的一部分被供給燃料并點(diǎn)燃以生成扭 矩，而剩余氣缸不被供給燃料，不點(diǎn)燃且不生成扭矩。發(fā)動(dòng)機(jī)0N狀態(tài)進(jìn)一步包括燃料切斷 (FC0)狀態(tài)，其中所有氣缸不被供給燃料，不點(diǎn)燃且不生成扭矩。發(fā)動(dòng)機(jī)12能夠響應(yīng)于用 于車輛減速的操作者命令而在FC0狀態(tài)下操作，例如發(fā)生在操作者將其足部抬離加速器踏 板112時(shí)，在本文中被稱為減速燃料切斷狀態(tài)（dFCO)。發(fā)動(dòng)機(jī)12能夠被命令以在非減速 操作條件下在FC0狀態(tài)下操作。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于OFF狀態(tài)下時(shí)，其不旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施方式 中，發(fā)動(dòng)機(jī)處于OFF狀態(tài)下的操作能夠通過利用離合器或類似裝置將輸入構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)接地 到變速箱殼體來實(shí)現(xiàn)。變速器檔位包括多個(gè)空檔(空檔)、固定檔(檔#)、可變模式（EVT模式 #)、電動(dòng)車輛（EV#)、和過渡（EV過渡檔位#和偽檔#)檔位，這些檔位通過選擇性地啟用離 合器Cl150、C2 152、C3 154、C4 156和C5 158來得以實(shí)現(xiàn)。偽檔檔位是可變模式變速器 檔位，其中變速器10輸出的扭矩對(duì)應(yīng)于來自發(fā)動(dòng)機(jī)12的輸入扭矩，從而顧及到與輸入構(gòu)件 14上的扭矩消耗部件相關(guān)聯(lián)的扭矩?fù)p失。在EVT模式檔位之間換檔期間，偽檔檔位能夠被 采用作為中間變速器檔位。表1描繪了用于操作混合動(dòng)力的動(dòng)力系統(tǒng)1〇〇的多個(gè)變速器檔 位和發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)。
[0039]表1

【權(quán)利要求】
1. 一種用于控制多模式動(dòng)力系統(tǒng)的方法，所述多模式動(dòng)力系統(tǒng)配置為將扭矩傳輸?shù)捷?出構(gòu)件，所述方法包括： 確定多個(gè)系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)； 以遞減優(yōu)先級(jí)的次序順序地施用所述系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)； 確定順序地施用的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)中的每一個(gè)的可行狀態(tài)； 確定解集，所述解集包括所有順序地施用的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的所述可行狀態(tài)；以及 應(yīng)用所述解集，以操作所述動(dòng)力系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定多個(gè)系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)包括：確定 系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)，所述系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)包括用于扭矩致動(dòng)器的最小和最大扭 矩約束，所述扭矩致動(dòng)器包括非燃燒扭矩機(jī)器和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，確定多個(gè)系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)一步包 括：確定包括電池功率極限的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，確定多個(gè)系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)一步包 括：確定包括變速器部件加速度約束的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，確定多個(gè)系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)一步包 括：確定包括短期約束的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的優(yōu)先級(jí)，所述短期約束用于避免施用的離合 器的所引起的離合器打滑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定順序地施用的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)中的每一 個(gè)的可行狀態(tài)包括： 定義約束集，所述約束集包括具有最高優(yōu)先級(jí)的所述系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的可行狀態(tài)； 定義新約束集，所述新約束集包括具有下一最高優(yōu)先級(jí)的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的狀態(tài)； 確定所述新約束集對(duì)于操作所述動(dòng)力系統(tǒng)是否可行；以及 當(dāng)所述新約束集對(duì)于操作所述動(dòng)力系統(tǒng)可行時(shí)，更新所述約束集以包含所述新約束 集，所述新約束集包括具有所述下一最高優(yōu)先級(jí)的系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的狀態(tài)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，確定所述新約束集對(duì)于操作所述動(dòng)力系統(tǒng)是否 可行包括：執(zhí)行系統(tǒng)方程式，以確定所述動(dòng)力系統(tǒng)是否在選定變速器檔位和發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)中 響應(yīng)于輸出扭矩請(qǐng)求操作，而不違反所述新約束集。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，確定所述新約束集對(duì)于操作所述動(dòng)力系統(tǒng)是否 可行包括：確定是否同時(shí)滿足所述約束集以及用于具有下一最高優(yōu)先級(jí)的所述系統(tǒng)扭矩約 束參數(shù)的狀態(tài)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括： 當(dāng)所述新約束集對(duì)于操作所述動(dòng)力系統(tǒng)不可行時(shí)，調(diào)節(jié)用于具有下一最高優(yōu)先級(jí)的所 述系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的狀態(tài)，用于具有下一最高優(yōu)先級(jí)的所述系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的經(jīng)調(diào)節(jié) 的所述狀態(tài)被確定為對(duì)于采用所述約束集操作所述動(dòng)力系統(tǒng)是可行的；以及 更新所述約束集，以包括用于具有下一最高優(yōu)先級(jí)的所述系統(tǒng)扭矩約束參數(shù)的經(jīng)調(diào)節(jié) 的所述狀態(tài)。
10. -種用于控制動(dòng)力系統(tǒng)的方法，所述動(dòng)力系統(tǒng)配置為在多個(gè)扭矩致動(dòng)器、多模式變 速器和輸出構(gòu)件之間傳輸扭矩，所述方法包括： 識(shí)別多個(gè)系統(tǒng)扭矩約束； 確定所述系統(tǒng)扭矩約束的優(yōu)先級(jí)； 以遞減優(yōu)先級(jí)的次序逐步施用所述系統(tǒng)扭矩約束，包括：響應(yīng)于施用的系統(tǒng)扭矩約束 中的每一個(gè)確定同時(shí)滿足逐步施用的系統(tǒng)扭矩約束的可行性； 確定解集，所述解集包括對(duì)于所有逐步施用的系統(tǒng)扭矩約束的可行狀態(tài)；以及 應(yīng)用所述解集，以操作所述動(dòng)力系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】B60W10/08GK104442796SQ201410480374
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月19日
【發(fā)明者】A.H.希普, S.W.麥格羅根 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司