專利名稱：用于控制混合動力系統的轉矩輸出的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本公開涉及包括電驅動轉矩機器的動力系統、以及電功率控制方案。
背景技術：
本節中的陳述僅提供與本公開有關的背景信息。因此，這種陳述并非意圖構成對現有技術的承認。車輛系統包括動力系統，該動力系統提供用于推進的輸出轉矩。動力系統包括可構造成在各種運行模式下運行以產生轉矩并將轉矩傳遞給傳動系的增程式電動系統、全電 動系統和混合系統。這種動力系統使用轉矩產生裝置、離合器和變速器。轉矩產生裝置可包括內燃發動機及電動機/發電機(即電機)。已知的電機與能量存儲裝置(例如，高電壓蓄電池)發生相互作用。已知的高電壓蓄電池包括由鋰離子電池制成的高電壓蓄電池。已知的配置成在車輛中存儲電能的能量存儲裝置包括高電壓電池(electrical cell)和超級電容器等。已知的與監測能量存儲裝置相關的參數包括荷電狀態、電流、和電壓。可用蓄電池功率描述了蓄電池功率限值，該蓄電池功率限值包括在最小與最大容許蓄電池功率水平之間的容許范圍。優選地將容許蓄電池功率限值確立在閾值水平，以防止能量存儲裝置的過量充電或過量放電。超過容許蓄電池功率限值會導致減小能量存儲裝置使用壽命的損傷。已知的是，對容許蓄電池功率限值的過分限制會導致利用不足，伴隨而來的是利用電功率產生的輸出轉矩下降。在混合動力系統和增程式電動系統中，存在利用內燃發動機所產生輸出轉矩的相應增加以及相關聯的燃料消耗的增加。已知的混合動力控制系統通過使操作者轉矩請求受系統約束來確定命令的輸出轉矩，所述系統約束包括電動機轉矩限值、蓄電池功率限值、和離合器轉矩限值。當輸出轉矩請求違反任何限值時，修改輸出轉矩以保護硬件。這種操作可能與使燃料消耗最小化或者實現最佳燃料經濟性不一致。已知的控制方案通過利用轉矩確定控制方案控制輸出轉矩而優化蓄電池功率并且/或者使燃料消耗最小化，所述轉矩確定控制方案確定消耗最佳蓄電池功率的輸出轉矩。基于蓄電池功率的最佳輸出轉矩可以不同于操作者轉矩請求。當把基于蓄電池功率的最佳輸出轉矩用作命令的輸出轉矩時，會對駕駛性能產生負面影響。

發明內容
本發明涉及一種用于控制混合動力系統的輸出轉矩的方法，該方法包括響應于操作者轉矩請求而確定約束輸出轉矩、以及確定最大和最小輸出轉矩限值。確定在多個轉矩斷點的各斷點處的約束輸出轉矩的時間變化率(time-rate change)。確定期望輸出轉矩。將優選輸出轉矩確定成限制在最大和最小輸出轉矩限值內的、利用在所述多個轉矩斷點處的約束輸出轉矩的時間變化率進行了調節的期望輸出轉矩。響應于優選輸出轉矩，而控制混合動力系統的轉矩產生器的轉矩輸出。本發明還涉及以下技術方案。
方案I.用于控制混合動力系統的輸出轉矩的方法，包括
響應于操作者轉矩請求而確定約束輸出轉矩；
確定最大和最小輸出轉矩限值；
確定在多個轉矩斷點的各斷點處的約束輸出轉矩的時間變化率；
確定期望輸出轉矩；
確定優選輸出轉矩，所述優選輸出轉矩包括限制在所述最大和最小輸出轉矩限值內的、利用在所述多個轉矩斷點處所述約束輸出轉矩的時間變化率進行了調節的期 望輸出轉矩；以及
響應于所述優選輸出轉矩而控制所述混合動力系統的轉矩產生器的轉矩輸出。方案2.如方案I所述的方法，其中，確定最大和最小輸出轉矩限值包括基于所述操作者轉矩請求來確定所述最大和最小輸出轉矩限值。方案3.如方案I所述的方法，其中，確定在多個轉矩斷點的各斷點處的約束輸出轉矩的時間變化率包括
在最小可獲得輸出轉矩與最大可獲得輸出轉矩之間，將所述約束輸出轉矩分成多個轉矩斷點；以及
計算在所述多個轉矩斷點的各斷點處的所述約束輸出轉矩的時間變化率。方案4.如方案I所述的方法，其中，確定期望輸出轉矩包括確定與用于響應于所述操作者轉矩請求而使所述混合動力系統運行的最佳燃料經濟性相關的輸出轉矩。方案5.如方案I所述的方法,其中,確定優選輸出轉矩包括對所述期望輸出轉矩進行率限。方案6.用于控制混合動力系統的輸出轉矩的方法,包括
響應于操作者轉矩請求而確定約束輸出轉矩；
確定最大和最小輸出轉矩限值；
確定在多個轉矩斷點的各斷點處的約束輸出轉矩的時間變化率；
確定為實現燃料經濟性的期望輸出轉矩；
確定優選輸出轉矩，所述優選輸出轉矩包括限制在所述最大和最小輸出轉矩限值內的、利用在所述多個轉矩斷點處所述約束輸出轉矩的時間變化率進行了調節的、為實現燃料經濟性的期望輸出轉矩；以及
響應于所述優選輸出轉矩來控制所述混合動力系統的轉矩產生器的轉矩輸出。方案7.如方案6所述的方法，其中，確定最大和最小輸出轉矩限值包括基于所述操作者轉矩請求來確定所述最大和最小輸出轉矩限值。方案8.如方案6所述的方法，其中，確定在多個轉矩斷點的各斷點處的約束輸出轉矩的時間變化率包括
在最小可獲得輸出轉矩與最大可獲得輸出轉矩之間，將所述約束輸出轉矩分成多個轉矩斷點；以及
計算在所述多個轉矩斷點的各斷點處的所述約束輸出轉矩的時間變化率。方案9.如方案6所述的方法，其中，確定為實現燃料經濟性的期望輸出轉矩包括確定與用于響應于所述操作者轉矩請求而使所述混合動力系統運行的、對應于最佳蓄電池功率的最佳燃料經濟性相關的輸出轉矩。
方案10.如方案6所述的方法，其中，確定優選輸出轉矩包括對所述期望輸出轉矩進行率限。方案11.用于控制混合動力系統的方法，包括
利用在多個轉矩斷點處的約束輸出轉矩的時間變化率來調節期望輸出轉矩并將其限制在最大和最小輸出轉矩限值內；以及
響應于優選輸出轉矩而控制所述混合動力系統的轉矩產生器的轉矩輸出，響應于限制在所述最大和最小輸出轉矩限值內的、利用在所述多個轉矩斷點處的所述約束輸出轉矩的時間變化率進行了調節的所述期望輸出轉矩而確定所述優選輸出轉矩。方案12.如方案11所述的方法，其中，利用在多個轉矩斷點處的約束輸出轉矩的時間變化率來調節期望輸出轉矩并將其限制在最大和最小輸出轉矩限值內包括
在最小可獲得輸出轉矩與最大可獲得輸出轉矩之間，將所述約束輸出轉矩分成多個轉 矩斷點；
計算在所述多個轉矩斷點的各斷點處的所述約束輸出轉矩的時間變化率；以及利用在所述多個轉矩斷點的各斷點處計算的所述約束輸出轉矩的所述時間變化率，來調節所述期望輸出轉矩。


現在將通過實例并參照附圖對一個或多個實施例進行說明。圖I示出了根據本公開的包括混合動力系統的車輛的實施例，所述混合動力系統聯接到傳動系并受控制系統的控制。圖2以流程圖的形式示出了根據本公開的響應于操作者轉矩請求而控制并管理混合動力系統的輸出轉矩的控制方案。圖3示出了根據本公開的對于圖2中所述多個轉矩參數的、相對于逝去時間的可獲得轉矩的相對量值(即大小)。
具體實施例方式現在參照附圖，其中各附圖僅以說明某些示例性實施例為目的而不是以限制其為目的，圖I示意性地示出了包括混合動力系統20的一個實施例的車輛5，混合動力系統20聯接到傳動系60并受控制系統10的控制。在本說明書的全文中類似的數字是指類似的元件。混合動力系統20可配置成但不限于蓄電池電動系統(EV)、增程式電動系統(EREV)、電動-混合系統或者另一構造中的任一種；所述電動-混合系統包括串聯式混合系統、并聯式混合系統、和復合式混合系統。包括混合動力系統20的車輛5的實施例是說明性的。混合動力系統20采用通信路徑55、機械動力路徑57、和高電壓電功率路徑59。機械動力路徑57以機械方式聯接產生、使用和/或傳遞轉矩的各元件，所述元件分別包括如下元件內燃發動機40、第一和第二電驅動轉矩機器35和36、變速器50、和傳動系60。高電壓電功率路徑59電性連接產生、使用和/或傳輸高電壓電功率的各元件，所述元件包含如下元件能量存儲裝置25、逆變器模塊30、以及第一和第二電驅動轉矩機器35和36。高電壓電功率路徑59包括高電壓直流總線29。通信路徑55可包括直接數據傳輸線和高速數據傳輸線，用于實現控制系統10內的通信以及實現控制系統10與車輛5各元件之間的通信。通信路徑55可包括直接模擬連接、數字連接、串行外設接口(SPI)總線、和高速通信總線18中的一種或多種；高速通信總線18可包括控制器局域網即CAN總線。發動機40優選地是多氣缸直接燃料噴射式內燃發動機，其將燃料經燃燒過程轉變成機械動力。發動機40配備有多個傳感裝置和致動器，其配置成監測工作以及輸送燃料以形成燃燒充量從而產生轉矩。在一個實施例中，發動機40被配置成燃燒正時和相關聯的發動機轉矩通過提前或延遲火花點火正時來控制的火花點火式發動機。在一個實施例中，發動機40被配置成火花點火直接噴射式(SIDI)發動機，其在火花點火(SI)燃燒模式或者受控自動點火(HCCI)燃燒模式下工作。可替代地，發動機40被配置成燃燒正時和相關聯的發動機轉矩通過提前或延遲燃料噴射事件的正時來控制的壓燃式發動機。發動機40被配置成在車輛系統5持續運行期間執行自動起動和自動停止控制方案以及燃料切斷(FCO)控制方案。通過定義，當發動機40未被供給燃料且不在旋轉時，認為發動機40處于關閉(OFF)狀態。當發動機40在旋轉但未被供給燃料時，認為發動機40處于FCO狀態。第一和第二轉矩機器35和36優選地包括電性連接到逆變器模塊30的多相電動 機/發電機，所述多相電動機/發電機配置成將存儲的電能轉變成機械動力以及將機械動力轉變成可存儲在能量存儲裝置25中的電能。第一和第二轉矩機器35和36具有采用轉矩和轉速形式的功率輸出限制。逆變器模塊30包括分別電性連接到第一和第二轉矩機器35和36的第一和第二逆變器32和33。第一和第二轉矩機器35和36與相應的第一和第二逆變器32和33相互作用，從而將儲存的電能轉變成機械動力以及將機械動力轉變成可存儲在能量存儲裝置25中的電能。第一和第二電功率逆變器32和33可操作以將高電壓直流電功率轉變成高電壓交流電功率并且也可操作以將高電壓交流電功率轉變成高電壓直流電功率。產生于第一轉矩機器35的電功率可經由逆變器模塊30和高電壓總線29電性傳遞給能量存儲裝置25并且經由逆變器模塊30電性傳遞給第二轉矩機器36。產生于第二轉矩機器36的電功率可經由逆變器模塊30和高電壓總線29電性傳遞給能量存儲裝置25并且經由逆變器模塊30和高電壓總線29傳遞給第一轉矩機器35。與能量存儲裝置25、逆變器模塊30和高電壓總線29相關的被監測的電功率包括電流和電壓。被監測的來自第一和第二轉矩機器35和36的輸出包括轉矩和轉速。變速器50優選地包括一個或多個差動齒輪組以及可啟動的離合器部件，用于實現在發動機40、第一和第二轉矩機器35和36、及聯接到傳動系60的輸出構件62之間的轉矩傳遞。在一個實施例中，變速器50是雙模式傳動裝置，其被配置成與第一和第二轉矩機器35和36協同運行從而在兩個或更多個不同齒輪系(在一個實施例中稱為模式I和模式2)中的一個齒輪系中傳遞轉矩。兩個或更多個稱為模式I和模式2的不同齒輪系可包括固定檔位操作和無級變速操作中的一種或兩種操作。 在一個實施例中，傳動系60可包括差動齒輪裝置65,差動齒輪裝置65機械聯接到車軸64或半軸，車軸64或半軸機械聯接到車輪66。差動齒輪裝置65聯接到混合動力系統20的輸出構件62并且在它們之間傳遞輸出動力。傳動系60在變速器50與道路表面之間傳遞牽引動力。產生于發動機40的機械動力可經由輸入構件42傳遞給第一轉矩機器35并且經由變速器50傳遞給輸出構件62。產生于第一轉矩機器35的機械動力可經由變速器50和輸入構件42傳遞給發動機40并且可經由變速器50傳遞給輸出構件62。產生于第二轉矩機器36的機械動力可經由變速器50傳遞給輸出構件62。可經由輸出構件62在變速器50與傳動系60之間傳遞機械動力。能量存儲裝置25可以是任何能量存儲裝置，例如高電壓蓄電池。一個示例性的能量存儲裝置25是由多個鋰離子電池制成的高電壓蓄電池。應理解的是能量存儲裝置25可包括多個電池、超級電容器、和其它用于存儲能量并提供車載電能的電化學裝置。當能量存儲裝置25是高電壓蓄電池時，其經由高電壓總線29電性連接到逆變器模塊30 ;逆變器模塊30連接到第一和第二轉矩機器35和36用以在它們之間傳遞電功率。在一個實施例中，外部連接器26電性連接到高電壓蓄電池25，并且可連接到外部交流電源用以提供給高電壓蓄電池25充電的電功率。與能量存儲裝置25相關的參數包括荷電狀態(SOC)、溫度、可用電壓、和可用蓄電池功率，各參數被控制系統10所監測。可用蓄電池功率描述了蓄電池限值，該蓄電池限值包括在分別被描述成最大蓄電池功率(Pbat_max)和最小蓄電池功率(Pbat_min)的最大容 許蓄電池功率與最小容許蓄電池功率之間的容許范圍。應理解的是，用可以定期監測的各參數(包括例如蓄電池電流和蓄電池電壓)來測量蓄電池功率，并且可以以千瓦(kW)為單位進行測量。優選地在閾值水平確立容許蓄電池功率限值，以防止能量存儲裝置25的過量充電或過量放電，過量充電或過量放電會引起縮短其使用壽命的損傷。電功率管理系統可以是電量消耗系統(charge-depleting system)或者電量維持系統(charge-sustaining system)。術語“電量消耗系統”和“電量維持系統”定義并表示在鑰匙接通周期(key-on cycle)期間用于使用和管理車輛(例如車輛5的一個實施例)中的存儲電功率的運行策略。在鑰匙接通周期期間，電量消耗系統優先地僅利用轉矩機器產生輸出轉矩直到能量存儲裝置25的荷電狀態小于預定的閾值，當荷電狀態小于預定的閾值時啟動內燃發動機以產生用于輸出轉矩和發電中的一種或兩種的轉矩。在鑰匙接通周期期間，電量維持系統同時利用發動機和轉矩機器產生輸出轉矩，其意圖是在整個鑰匙接通周期期間將能量存儲裝置25的荷電狀態維持在預定范圍內，并且意圖是使鑰匙接通周期結束時的荷電狀態與鑰匙接通周期開始時的荷電狀態基本相同。本文中所述的閾值狀態的量值被確定且對應于電功率管理系統是電量消耗系統還是電量維持系統。控制系統10包括以信號方式連接到操作者界面14的控制模塊12。操作者界面14用于共同地表示多個人/機界面裝置，車輛操作者通過這些人/機界面裝置來命令車輛5的運行。應理解的是人/機界面裝置可包括例如用于使操作者能夠轉動曲柄并起動發動機40的點火開關、加速器踏板、制動踏板、和變速器范圍選擇器(即PRNDL)。車輛操作者命令包括操作者轉矩請求，操作者轉矩請求表示操作者對輸出給傳動系60以實現車輛加速的一定量值的輸出轉矩的請求。應理解的是，車輛加速包括正加速事件和負加速事件。控制模塊12以信號方式連接到能量存儲裝置25、逆變器模塊30、第一和第二轉矩機器35和36、發動機40、和變速器50中每個的傳感裝置。控制模塊12可操作地直接或經由通信總線18連接到包括第一和第二逆變器32和33的逆變器模塊30、發動機40、和變速器50的各致動器，從而根據以例行程序和校準的形式所存儲的被執行控制方案(包括控制方案100)來控制其運行。
為了便于敘述，將控制模塊12圖示為單個整體元件。控制模塊12優選地具有包括多個控制模塊的分布式結構。可將描述成由控制模塊12執行的功能并入一個或多個控制模塊中。優選地，主控制模塊裝置監視并指導與單獨的控制模塊相關聯的分布式結構中的單獨的控制模塊的運行。單獨的控制模塊可指定給能量存儲裝置25、逆變器模塊30、第一和第二轉矩機器35和36、發動機40、及變速器50中的一個并且可物理地位于其附近用以監測和控制其運行。因此，控制模塊12的單獨控制模塊可直接地以信號方式連接到單獨的傳感裝置，并且直接地可操作地連接到單獨的致動器(包括能量存儲裝置25、逆變器模塊30、第一和第二轉矩機器35和36、發動機40、和變速器50)用以監測并控制其運行。主控制模塊裝置與控制模塊12的單獨控制模塊之間的通信，以及單獨控制模塊與能量存儲裝置25、逆變器模塊30、第一和第二轉矩機器35和36、發動機40、及變速器50中的單獨的一個之間的通信，是利用包括通信總線18在內的通信路徑55而完成。傳送的消息可以采用傳感器信號和致動器命令的形式，所述傳感器信號和致動器命令使用與通信路徑55的特定元件相關聯的通信協議(例如串行通信)。用于高速通信總線18的通信協議優選地包括通過周期性地(例如以12. 5 ms的循環周期)發送消息而以結構化的方式執 行通信。控制模塊、模塊、控制、控制器、控制單元、處理器以及類似的術語表示以下構件中的一個或多個的任何合適的一種或者各種組合專用集成電路(ASIC)、電子電路、執行一個或多個軟件或固件程序或者例行程序的中央處理單元(優選微處理器)及相關的內存和存儲器(只讀存儲器、可編程只讀存儲器、隨機存取存儲器、硬盤驅動器等)、組合邏輯電路、輸入/輸出電路和裝置、適當的信號調理及緩沖電路、以及提供所述功能的其它構件。軟件、固件、程序、指令、例行程序、代碼、算法以及類似的術語表示包括校準和查找表在內的任何控制器可執行指令集。所述控制模塊具有一組控制例行程序，通過執行這組例行程序而提供期望的功能。例行程序由例如中央處理單元所執行，例行程序可操作以監測來自各傳感裝置和其它聯網控制模塊的輸入，并執行控制和診斷例行程序而控制各致動器的操作。在持續的發動機工作和車輛運行期間，可以以有規律的間隔(例如每3. 125、6.25、12. 5、25和100毫秒)執行例行程序。可替代地，可響應于一個事件的發生而執行例行程序。圖2以流程圖的形式示意性地示出了用于響應于操作者轉矩請求而控制并管理混合動力系統的輸出轉矩的控制方案100的細節。內燃發動機連同一個或多個轉矩機器產生混合動力系統的輸出轉矩。參照圖I的包括由控制系統10控制的混合動力系統20的車輛5來說明控制方案100。應理解的是，車輛5和混合動力系統20例示了一個實施例，本文中所述的概念可應用于利用內燃發動機及一個或多個轉矩機器產生輸出轉矩的其它混合動力系統。圖3以圖形方式示出了針對參照圖2本文所述多個轉矩參數的、相對于逝去時間305的可獲得轉矩的相對量值(%)310。以索引表的形式給出表1，其中將用數字標注的方框和相應的功能展示如下
表I_
方框I方框內容
102 —監測 Treq■
104 響應于Treq而確定To—const106 確定 To_min、To_max
108~在最小可獲得輸出轉矩與最大可獲得輸出轉矩之間，將To—const分成i個轉矩斷點
110 在To—const的i個轉矩斷點中的各斷點處計算ATo/ At_
~~ 確定 OptTo (FE)
114 —利用在i個轉矩斷點處計算的A To/At來調節OptTo (FE) 116 利用借助于在i個轉矩斷點處計算的ATo/ A t進行了調節的、限制在To_min和To_max內的OptTo(FE)來確定To_final118 響應于To—final而控制Te、Tm控制方案100的執行包括下面的步驟，優選地按順序執行下面的步驟。持續地監測操作者轉矩請求(Treq) (102)。將示例性的操作者轉矩請求表示為圖3中的線320。通過對操作者轉矩請求進行系統約束的處理，而確定約束輸出轉矩(T0_C0nstr)(104)。系統約束優選地包括轉矩機器的最大和最小轉矩限值、最大和最小蓄電池功率限值、最大離合器轉矩限值等。如果操作者轉矩請求320導致混合動力系統違反任何前述的系統約束，那么對輸出轉矩加以約束以保護與會被違反的約束相關的各構件(即轉矩機器、蓄電池、和離合器)。這種約束是已知的。響應于操作者轉矩請求而確定約束輸出轉矩(T0_C0nstr)，并且引入響應時間延遲以適應包括歧管延遲的發動機響應延遲以及適應蓄電池功率限值和系統約束的輸出轉矩約束和限制。將約束輸出轉矩表示為圖3中的線330。在確定約束輸出轉矩時，考慮與填充時間以及其它動力學參數相關的歧管延遲。至少部分由于空氣輸送延遲的原因，內燃發動機不能無限快地做出響應。應理解的是，當發動機節氣門打開或閉合時，在引起曲軸轉矩的增加或減小之前存在延時。必須考慮這種延時。通過省略最后20個約束駕駛員輸出轉矩請求值而引入系統延遲。在一個實施例中，所述系統延遲是與動力系統運行狀態相關的一組簡單的校準。一種狀態包括在必須輸出發動機轉矩和操作者轉矩請求以響應于系統中發生的短暫事件(例如在變速器換檔事件、發動機自動起動和發動機自動停止期間)的情況下將延時設定為零。一種狀態包括當轉矩機器正在提供轉矩輔助時將延時設定為校準值。一種狀態包括當轉矩機器不在提供轉矩輔助且響應于最佳蓄電池功率而在修改輸出轉矩時將延時設定為校準值。確定與操作者轉矩請求相關的最小和最大輸出轉矩限值(To_min、To_max) (106)。將示例性的最小和最大輸出轉矩限值分別表示為圖3中的線322和324。將最小和最大輸出轉矩限值應用于限制輸出轉矩，以實現對蓄電池功率的優選使用。最初，通過把轉矩偏移加上約束操作者轉矩請求的延遲版本或者從其中減去，而計算出最小和最大輸出轉矩限值。這些轉矩偏移優選地是基于輸出速度和某些動力系統狀態的一組校準(calibration)。一種狀態包括在必須輸出發動機轉矩和操作者轉矩請求以響應于系統中發生的短暫事件(例如在變速器換檔事件、發動機自動起動和發動機自動停止期間)的情況下將轉矩偏移設定為零。一種狀態包括當轉矩機器正在提供轉矩輔助時將轉矩偏移設定為校準值。一種狀態包括當轉矩機器不在提供轉矩輔助且響應于最佳蓄電池功率正在對輸出轉矩進行修改時將轉矩偏移設定為校準值。在轉換期間，將率限(rate-limits)應用到轉矩偏移，以便從駕駛性能的角度來看使該轉換不那么不平順。參照可獲得輸出轉矩的量值對約束輸出轉矩進行分析，優選地在0%至100%的可獲得輸出轉矩的范圍內進行分析。這包括在最小可獲得輸出轉矩與最大可獲得輸出轉矩之間將輸出轉矩分成i個轉矩斷點(108)。參照動力系統20的能力而限定最小和最大可獲得輸出轉矩。通過在0%與100%的可獲得輸出轉矩之間選擇特定的轉矩水平而形成轉矩斷點，每10%的可獲得輸出轉矩(即在10%、20%、30%…90%處)選擇i個轉矩斷點中的一個轉矩斷點。在圖3中，將示例性的轉矩斷點表示為與20%、40%、60%和80%的可獲得輸出轉矩水平相對應的等轉矩線312、314、316、和318。也可以選擇其它斷點。對約束輸出轉矩進行分析，包括計算在i個轉矩斷點中每個處的約束輸出轉矩的時間變化率(110)。這優選地包括確定對于增加的轉矩請求(A inc(i))和減小的轉矩請求(Adec(i))針對i個斷點中每個的相對于時間變化的轉矩變化。對于增加的轉矩請求，將這些表示為圖3中與40%、60%和80%的可獲得轉矩水平相對應的單元332、334和336，對于減小的轉矩請求，將這些表示為圖3中與80%、60%和40%的可獲得轉矩水平相對應的單元331,333 和 335。確定響應于操作者轉矩請求的期望輸出轉矩(OptTo(FE))并且將其表示為圖3中的線340 (112)。在一個實施例中，響應于操作者轉矩請求的期望輸出轉矩是與用于響應于操作者轉矩請求而使混合動力系統20運行的最佳燃料經濟性相關的輸出轉矩。可以以類似效果使用與其它工作參數相關聯的期望輸出轉矩，所述其它工作參數不是用于響應于操作者轉矩請求而使混合動力系統20運行的最佳燃料經濟性。與最佳燃料經濟性相關的 輸出轉矩與用于響應于操作者轉矩請求而使混合動力系統20運行的最佳蓄電池功率相對應。在一個實施例中，最佳蓄電池功率是獲得輸出轉矩所需要的最小蓄電池功率，并且在效率和功率損失方面且不考慮其它系統約束(例如離合器限值)的情況下負責機械轉矩與電功率之間的轉換。在i個斷點的各斷點處利用相對于時間變化的約束輸出轉矩的相應變化對響應于操作者轉矩請求的期望輸出轉矩進行調節(114)。對于增加的轉矩請求，包括相對于時間變化的約束輸出轉矩的相應變化的所述調節在圖3中表示為單元352、354和356，它們與40%、60%和80%的轉矩水平相對應；對于減小的轉矩請求，所述調節在圖3中表示為單元351、353、和355，它們與80%、60%和40%的轉矩水平相對應。因此，對約束輸出轉矩進行了形狀調整。確定最終轉矩命令(To_final)，并且最終轉矩命令(To_final)包括利用在i個斷點的各斷點處相對于時間變化的約束輸出轉矩的相應變化進行了調節的、率限(rate-limited)在最小和最大輸出轉矩限值內的、與用于響應于操作者轉矩請求而使混合動力系統20運行的最佳燃料經濟性相關的輸出轉矩(116)。將包括已受約束、形狀調整、和率限的操作者轉矩請求的最終輸出轉矩命令表示為圖3中的線350。響應于最終轉矩命令而利用轉矩分配控制方案生成用于發動機的轉矩命令(Te)和用于電機的轉矩命令(Tm)，并利用這些轉矩命令控制混合動力系統20的運行(118)。通過定義，蓄電池功率和電流的最大水平與放電相關聯，蓄電池功率和電流的最小水平與充電相關聯。本公開已描述了某些優選實施例及其修改。其他人在閱讀并理解本說明書之后可做進一步的修改和變更。因此，意圖是本公開不局限于作為用于實施本公開而設想的最佳方式而公開的具體實施例，而是本公開將包括落在所附權利要求的范圍內的所有實施例。
權利要求
1.用于控制混合動力系統的輸出轉矩的方法，包括 響應于操作者轉矩請求而確定約束輸出轉矩； 確定最大和最小輸出轉矩限值； 確定在多個轉矩斷點的各斷點處的約束輸出轉矩的時間變化率； 確定期望輸出轉矩； 確定優選輸出轉矩，所述優選輸出轉矩包括限制在所述最大和最小輸出轉矩限值內的、利用在所述多個轉矩斷點處所述約束輸出轉矩的時間變化率進行了調節的期望輸出轉矩；以及 響應于所述優選輸出轉矩而控制所述混合動力系統的轉矩產生器的轉矩輸出。
2.如權利要求I所述的方法，其中，確定最大和最小輸出轉矩限值包括基于所述操作者轉矩請求來確定所述最大和最小輸出轉矩限值。
3.如權利要求I所述的方法，其中，確定在多個轉矩斷點的各斷點處的約束輸出轉矩的時間變化率包括 在最小可獲得輸出轉矩與最大可獲得輸出轉矩之間，將所述約束輸出轉矩分成多個轉矩斷點；以及 計算在所述多個轉矩斷點的各斷點處的所述約束輸出轉矩的時間變化率。
4.如權利要求I所述的方法，其中，確定期望輸出轉矩包括確定與用于響應于所述操作者轉矩請求而使所述混合動力系統運行的最佳燃料經濟性相關的輸出轉矩。
5.如權利要求I所述的方法，其中，確定優選輸出轉矩包括對所述期望輸出轉矩進行率限。
6.用于控制混合動力系統的輸出轉矩的方法,包括 響應于操作者轉矩請求而確定約束輸出轉矩； 確定最大和最小輸出轉矩限值； 確定在多個轉矩斷點的各斷點處的約束輸出轉矩的時間變化率； 確定為實現燃料經濟性的期望輸出轉矩； 確定優選輸出轉矩，所述優選輸出轉矩包括限制在所述最大和最小輸出轉矩限值內的、利用在所述多個轉矩斷點處所述約束輸出轉矩的時間變化率進行了調節的、為實現燃料經濟性的期望輸出轉矩；以及 響應于所述優選輸出轉矩來控制所述混合動力系統的轉矩產生器的轉矩輸出。
7.如權利要求6所述的方法，其中，確定最大和最小輸出轉矩限值包括基于所述操作者轉矩請求來確定所述最大和最小輸出轉矩限值。
8.如權利要求6所述的方法，其中，確定在多個轉矩斷點的各斷點處的約束輸出轉矩的時間變化率包括 在最小可獲得輸出轉矩與最大可獲得輸出轉矩之間，將所述約束輸出轉矩分成多個轉矩斷點；以及 計算在所述多個轉矩斷點的各斷點處的所述約束輸出轉矩的時間變化率。
9.如權利要求6所述的方法，其中，確定為實現燃料經濟性的期望輸出轉矩包括確定與用于響應于所述操作者轉矩請求而使所述混合動力系統運行的、對應于最佳蓄電池功率的最佳燃料經濟性相關的輸出轉矩。
10.用于控制混合動力系統的方法，包括 利用在多個轉矩斷點處的約束輸出轉矩的時間變化率來調節期望輸出轉矩并將其限制在最大和最小輸出轉矩限值內；以及 響應于優選輸出轉矩而控制所述混合動力系統的轉矩產生器的轉矩輸出，響應于限制在所述最大和最小輸出轉矩限值內的、利用在所述多個轉矩斷點處的所述約束輸出轉矩的時間變化率進行了調節的所述期望輸出轉矩而確定所述優選輸出轉矩。
全文摘要
本發明涉及用于控制混合動力系統的轉矩輸出的方法和裝置，具體提供了一種用于控制混合動力系統的輸出轉矩的方法，包括響應于操作者轉矩請求而確定約束輸出轉矩、以及確定最大和最小輸出轉矩限值。確定在多個轉矩斷點的各斷點處的約束輸出轉矩的時間變化率。確定期望輸出轉矩。將優選輸出轉矩確定成限制在最大和最小輸出轉矩限值內的、利用在所述多個轉矩斷點處的約束輸出轉矩的時間變化率進行了調節的期望輸出轉矩。響應于優選輸出轉矩，而控制混合動力系統的轉矩產生器的轉矩輸出。
文檔編號B60W40/09GK102806907SQ20121017806
公開日2012年12月5日 申請日期2012年6月1日 優先權日2011年6月3日
發明者M.阿內特, K.P.帕特爾, S.W.麥格羅根, A.J.黑澤爾 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司