用于選擇最佳發(fā)動機速度和扭矩的改進方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于選擇最佳發(fā)動機速度和扭矩的改進方法。一種用于確定機電多模式變速器的所選操作范圍狀態(tài)的優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選發(fā)動機扭矩的方法包括在第一搜索窗口和第二搜索窗口之間選擇，該變速器被構(gòu)造成在發(fā)動機、至少一個電機和驅(qū)動器之間傳遞扭矩。第一和第二搜索窗口中的每一個包括可由具有最小和最大發(fā)動機速度值的第一軸線及具有最小和最大發(fā)動機扭矩值的第二軸線限定的二維搜索窗口。迭代地生成在第一和第二搜索窗口中的選定的一個內(nèi)的多個候選操作點。將在第一和第二搜索窗口中的選定的一個內(nèi)的多個候選操作點中的一個迭代地確定為最佳操作點。
【專利說明】用于選擇最佳發(fā)動機速度和扭矩的改進方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及采用多個扭矩產(chǎn)生裝置的多模式動力系統(tǒng)和與之相關(guān)聯(lián)的動態(tài)系統(tǒng)控制。
【背景技術(shù)】
[0002]動力系統(tǒng)可被構(gòu)造成將源自多個扭矩產(chǎn)生裝置的扭矩通過扭矩傳遞裝置傳遞至可聯(lián)接到傳動系的輸出構(gòu)件。此類動力系統(tǒng)包括混合動力系統(tǒng)和增程式電動車系統(tǒng)。用于操作此類動力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)操作扭矩產(chǎn)生裝置并施加在變速器中的扭矩傳遞元件以響應(yīng)于操作者命令的輸出扭矩請求而傳遞扭矩，以考慮燃料經(jīng)濟性、排放、駕駛性能和其它因素。示例性扭矩產(chǎn)生裝置包括內(nèi)燃發(fā)動機和非燃燒電機。非燃燒電機可包括作為電動機或發(fā)電機操作以生成獨立于來自內(nèi)燃發(fā)動機的扭矩輸入的到變速器的扭矩輸入。電機可以將通過車輛傳動系傳遞的車輛動能轉(zhuǎn)化為電能，這種電能可以在所謂的再生操作中儲存在電能儲存裝置中。控制系統(tǒng)監(jiān)測來自車輛和操作者的各種輸入并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)和換檔；控制扭矩產(chǎn)生裝置；以及調(diào)節(jié)在電能儲存裝置和電機之間的電能交換以管理包括扭矩和旋轉(zhuǎn)速度在內(nèi)的變速器的輸出。
[0003]已知的變速裝置利用扭矩傳遞離合裝置在發(fā)動機、電機和傳動系之間傳遞扭矩。動力系統(tǒng)的操作包括啟動和停用離合器以實現(xiàn)在所選操作狀態(tài)下的操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]—種用于確定機電多模式變速器的所選操作范圍狀態(tài)的優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選發(fā)動機扭矩的方法包括在第一搜索窗口和第二搜索窗口之間選擇，該變速器被構(gòu)造成在發(fā)動機、至少一個電機和驅(qū)動器之間傳遞扭矩。第一和第二搜索窗口中的每一個包括可由具有最小和最大發(fā)動機速度值的第一軸線及具有最小和最大發(fā)動機扭矩值的第二軸線限定的二維搜索窗口。迭代地生成在第一和第二搜索窗口中的選定的一個內(nèi)的多個候選操作點。將在第一和第二搜索窗口中的選定的一個內(nèi)的多個候選操作點中的一個迭代地確定為最佳操作點。
[0005]本發(fā)明提供下列技術(shù)方案。
[0006]1.一種用于確定機電多模式變速器的所選操作范圍狀態(tài)的優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選發(fā)動機扭矩的方法，所述變速器被構(gòu)造成在發(fā)動機、至少一個電機和傳動系之間傳遞扭矩，所述方法包括:
迭代地選擇第一搜索窗口和第二搜索窗口中的一個，所述第一和第二搜索窗口中的每一個由二維搜索窗口構(gòu)成，所述二維搜索窗口可由具有最小和最大發(fā)動機速度值的第一軸線以及具有最小和最大發(fā)動機扭矩值的第二軸線限定；
迭代地生成在所述第一和第二搜索窗口中的所述選定的一個內(nèi)的多個候選操作點；以
及
將在所述第一和第二搜索窗口中的所述選定的一個內(nèi)的所述多個候選操作點中的一個迭代地確定為最佳操作點。
[0007]2.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其中所述第一搜索窗口包括比所述第二搜索窗口的面積更大的面積。
[0008]3.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其中所述候選操作點中的每一個包括候選發(fā)動機速度和候選發(fā)動機扭矩。
[0009]4.根據(jù)技術(shù)方案2所述的方法，其中當(dāng)選擇所述第二搜索窗口時相對于發(fā)動機速度在每個候選操作點之間的距離短于當(dāng)選擇所述第一搜索窗口時相對于發(fā)動機速度在每個候選操作點之間的距離。
[0010]5.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其中選擇所述第一搜索窗口和所述第二搜索窗口中的一個包括:
在第一時間步期間選擇所述第一搜索窗口 ；以及
在至少第二時間步期間選擇所述第二搜索窗口，除非檢測到切換條件，所述第二時間步緊隨所述第一時間步。
[0011]6.根據(jù)技術(shù)方案5所述的方法，其中在至少所述第二時間步期間選擇所述第二搜索窗口包括:
在所述第二時間步之后的時間步期間保持所述第二搜索窗口的選擇，直到檢測到所述切換條件。
[0012]7.根據(jù)技術(shù)方案6所述的方法，還包括:
監(jiān)測變速器輸出扭矩；
當(dāng)所述變速器輸出扭矩中的變化超出扭矩閾值時檢測所述切換條件；以及 當(dāng)檢測到所述切換條件時，將選擇從所述第二搜索窗口切換至所述第一搜索窗口。
[0013]8.根據(jù)技術(shù)方案6所述的方法，還包括:
監(jiān)測變速器輸出速度；
當(dāng)所述變速器輸出速度中的變化超出速度閾值時檢測到所述切換條件；以及 當(dāng)檢測到所述切換條件時，將選擇從所述第二搜索窗口切換至所述第一搜索窗口。
[0014]9.根據(jù)技術(shù)方案6所述的方法，還包括:
監(jiān)測自所述第一搜索窗口上一次被選擇起的實耗時間；
當(dāng)自所述第一搜索窗口上一次被選擇起的所述實耗時間超出預(yù)定時間時，檢測到所述切換條件；以及
當(dāng)檢測到所述切換條件時，將選擇從所述第二搜索窗口切換至所述第一搜索窗口。
[0015]10.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其中迭代地生成在所述第一和第二搜索窗口中的所述選定的一個內(nèi)的所述多個候選操作點包括:
基于來自緊接的前一迭代的優(yōu)選操作點生成在所述選定的第二搜索窗口內(nèi)的所述多個候選操作點。
[0016]11.根據(jù)技術(shù)方案10所述的方法，其中基于來自所述緊接的前一迭代的所述優(yōu)選操作點生成所述選定的第二搜索窗口內(nèi)的所述多個候選操作點包括:
將包括來自所述緊接的前一迭代的所述優(yōu)選操作點的第一組的候選操作點自適應(yīng)地插入當(dāng)前迭代的所述選定的第二搜索窗口，所述第一組中的所述候選操作點中的每一個包括相同的發(fā)動機速度； 生成至少第二組的候選操作點，所述第二組的每個候選操作點相對于發(fā)動機速度在負方向上從所述自適應(yīng)插入的第一組的候選操作點同等地偏移；以及
生成至少第三組的候選操作點，所述第三組的候選操作點相對于發(fā)動機速度在正方向上從所述自適應(yīng)插入的第一組的候選操作點同等地偏移。
[0017]12.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其中將在所述第一和第二搜索窗口中的所述選定的一個內(nèi)的所述多個候選操作點中的一個迭代地確定為所述最佳操作點包括:
當(dāng)選擇所述第二搜索窗口時，監(jiān)測在多個連續(xù)的迭代內(nèi)的所述最佳操作點；以及跟蹤相對于發(fā)動機速度在負方向和正方向之一上以及相對于發(fā)動機扭矩在負方向和正方向之一上在所述多個連續(xù)的迭代內(nèi)所述最佳操作點中的變化。
[0018]13.根據(jù)技術(shù)方案12所述的方法，還包括:
當(dāng)選擇所述第二搜索窗口時，監(jiān)測與在所述多個連續(xù)迭代內(nèi)的所述多個候選操作點中的每一個相關(guān)聯(lián)的成本；
確定與在所述多個連續(xù)迭代內(nèi)的所述多個候選操作點中的每一個相關(guān)聯(lián)的成本的梯度；以及
基于所述優(yōu)選操作點的所述跟蹤的變化和所述確定的在所述多個連續(xù)迭代內(nèi)的成本梯度而確定相對于發(fā)動機速度在所述負方向和所述正方向之一上以及相對于發(fā)動機扭矩在所述負方向和所述正方向之一上的搜索方向。
[0019]14.根據(jù)技術(shù)方案13所述的方法，還包括:
監(jiān)測所述選定的第二搜索窗口的所述最小和最大發(fā)動機速度值；
監(jiān)測所述選定的第二搜索窗口的所述最小和最大發(fā)動機扭矩值；
如果相對于發(fā)動機速度在所述負方向和所述正方向中的一個上的所述確定的搜索方向遇到所述最小和最大發(fā)動機速度值中的一個，則將相對于發(fā)動機速度在所述負方向和所述正方向中的另一個上的所述確定的搜索方向改變一量值，該量值在所述確定的搜索方向遇到所述最小和最大發(fā)動機速度值中的一個的每次迭代期間衰減；以及
如果相對于發(fā)動機扭矩在所述負方向和所述正方向中的一個上的所述確定的搜索方向遇到所述最小和最大發(fā)動機扭矩值中的一個，則將相對于發(fā)動機扭矩在所述負方向和所述正方向中的另一個上的所述確定的搜索方向改變一量值，該量值在所述確定的搜索方向遇到所述最小和最大發(fā)動機扭矩值中的一個的每次迭代期間衰減。
[0020]15.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，還包括:
當(dāng)已實現(xiàn)預(yù)定次數(shù)的迭代時，選擇對應(yīng)于來自當(dāng)前迭代的所述最佳操作點的優(yōu)選操作點。
[0021]16.一種用于確定機電多模式變速器的所選操作范圍狀態(tài)的優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選發(fā)動機扭矩的方法，所述變速器被構(gòu)造成在發(fā)動機、至少一個電機和傳動系之間傳遞扭矩，所述方法包括:
選擇第一搜索窗口和第二搜索窗口中的一個；
迭代地生成在所述第一和第二搜索窗口中所述選定的一個內(nèi)的多個候選發(fā)動機速度和多個候選發(fā)動機扭矩；
監(jiān)測與所述迭代生成的候選發(fā)動機速度和候選發(fā)動機扭矩中的每一個相關(guān)聯(lián)的成
本； 迭代地選擇具有最小成本的所述候選發(fā)動機速度和所述候選發(fā)動機扭矩作為最佳操作點；
當(dāng)已實現(xiàn)預(yù)定次數(shù)的迭代時，選擇對應(yīng)于來自當(dāng)前迭代的所述最佳操作點的優(yōu)選操作點。
[0022]17.根據(jù)技術(shù)方案16所述的方法，其中所述第一和第二搜索窗口中的每一個包括二維搜索窗口，所述二維搜索窗口可由具有最小和最大發(fā)動機速度值的第一軸線以及具有最小和最大發(fā)動機扭矩值的第二軸線限定，所述第一搜索窗口的面積大于所述第二搜索窗口的面積。
[0023]18.根據(jù)技術(shù)方案16所述的方法，其中選擇所述第一搜索窗口和所述第二搜索窗口中的一個包括:
在初始時間步期間選擇所述第一搜索窗口 ；以及
在所述初始迭代之后的所有時間步期間選擇所述第二搜索窗口，直到檢測到切換條件，所述切換條件在下列中的至少一種情況時被檢測:
變速器輸出扭矩中的變化超出扭矩閾值，
變速器輸出速度中的變化超出速度閾值，以及 自所述第一搜索窗口上一次被檢測起的實耗時間超出預(yù)定時間。
[0024]19.根據(jù)技術(shù)方案18所述的方法，還包括:
當(dāng)檢測到所述切換條件時，將選擇從所述第二搜索窗口切換至所述第一搜索窗口。
[0025]20.一種用于確定選定的操作范圍的優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選發(fā)動機扭矩的設(shè)備，包括:
多模式動力系，其包括發(fā)動機、儲能裝置、包括可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述發(fā)動機的至少一個電機的機電變速器，所述機電變速器選擇性地可控制操作用于在所述發(fā)動機、所述至少一個電機和傳動系之間傳遞扭矩；以及控制模塊，其被構(gòu)造成:
選擇第一搜索窗口和第二搜索窗口中的一個；
在所述第一和第二搜索窗口中所述選定的一個內(nèi)迭代地生成多個候選發(fā)動機速度和多個候選發(fā)動機扭矩；
監(jiān)測與所述迭代地生成的候選發(fā)動機速度和候選發(fā)動機扭矩中的每一個相關(guān)聯(lián)的成
本；
將具有最小成本的所述候選發(fā)動機速度和所述候選發(fā)動機扭矩迭代地選擇為優(yōu)選操作點；以及
當(dāng)已實現(xiàn)預(yù)定次數(shù)的迭代時，將來自當(dāng)前迭代的所述最佳操作點選擇為優(yōu)選操作點。【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]現(xiàn)在將以舉例方式參照附圖描述一個或多個實施例，在附圖中:
圖1示出根據(jù)本公開的包括內(nèi)燃發(fā)動機、變速器、傳動系和控制器的多模式動力系統(tǒng)；圖2示出根據(jù)本公開的用于為示例性功率成本函數(shù)500確定動力系統(tǒng)操作成本的分析框架，功率成本函數(shù)500參照圖1的多模式動力系統(tǒng)100來描述；
圖3示出根據(jù)本公開的采用搜索模塊310的搜索方案300，搜索模塊310用于在操作圖I的動力系統(tǒng)100時響應(yīng)于變速器在選定范圍內(nèi)的輸出扭矩請求而確定優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選發(fā)動機扭矩輸出；
圖4示出根據(jù)本公開的參照圖3描述的搜索模塊310，其用于迭代地生成多個候選發(fā)動機速度Ne (j)和多個候選發(fā)動機扭矩Te (j)；
圖5不出根據(jù)本公開的表不選定的第一搜索窗口的圖4的選定的速度/扭矩窗口 408 ；圖6不出根據(jù)本公開的表不選定的第二搜索窗口的圖4的選定的速度/扭矩窗口 408 ；圖7示出根據(jù)本公開的用于確定參照圖4的搜索模塊310描述的選定的操作范圍狀態(tài)的優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選發(fā)動機扭矩的示例性流程圖700 ;以及
圖8和9各自示出根據(jù)本公開的選定的第二搜索窗口，示出基于最佳操作點的跟蹤變化確定的搜索方向。
【具體實施方式】
[0027]現(xiàn)在參看附圖，其中所示內(nèi)容僅僅是為了示出某些示例性實施例，而不是為了限制它們，圖1描繪了非限制性動力系統(tǒng)100，其包括內(nèi)燃發(fā)動機(發(fā)動機)12、多模式機電變速器(變速器)10、高壓電氣系統(tǒng)80、傳動系90和控制模塊5。變速器10分別機械聯(lián)接到發(fā)動機12以及第一電機60、第二電機62,并且被構(gòu)造成在發(fā)動機12、電機60、62和傳動系90之間傳遞扭矩。如圖所示，第一電機60和第二電機62為電動發(fā)電機。
[0028]高壓電氣系統(tǒng)80包括電能儲存裝置(ESD) 85，電能儲存裝置(ESD) 85經(jīng)由高壓電氣母線84電聯(lián)接到變速器功率逆變器控制模塊(TPM) 82，并且被構(gòu)造成具有用于監(jiān)測電功率流的合適的裝置，包括用于監(jiān)測電流和電壓的裝置和系統(tǒng)。ESD 85可以是任何合適的高壓電能儲存裝置，例如高壓電池，并且優(yōu)選地包括監(jiān)測系統(tǒng)，該監(jiān)測系統(tǒng)提供對供應(yīng)至高壓電氣母線84的電功率的量度，包括電壓和電流。
[0029]發(fā)動機12可以是任何合適的燃燒裝置，并且包括在若干種狀態(tài)下選擇性地操作以將扭矩經(jīng)由輸入構(gòu)件14傳遞到變速器10的多缸內(nèi)燃發(fā)動機，并且可以是火花點火或壓縮點火發(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的曲軸角度和旋轉(zhuǎn)速度。由于發(fā)動機12和變速器10之間的輸入構(gòu)件14上的扭矩消耗部件(例如扭矩管理裝置)的布置，來自發(fā)動機12的功率輸出(即，旋轉(zhuǎn)速度乘以發(fā)動機扭矩)可以不同于到變速器10的輸入速度和輸入扭矩。發(fā)動機12被構(gòu)造成在當(dāng)前動力系操作期間響應(yīng)于操作條件而執(zhí)行自停止和自啟動操作?？刂颇K5被構(gòu)造成控制發(fā)動機12的致動器以控制燃燒參數(shù),包括控制進氣空氣質(zhì)量流量、火花點火正時、噴射燃料質(zhì)量、燃料噴射正時、用于控制再循環(huán)排氣的流量的EGR閥位置、以及進氣和/或排氣閥門正時和對如此安裝的發(fā)動機的定相。因此，可通過控制包括空氣流扭矩和火花引發(fā)扭矩的燃燒參數(shù)而控制發(fā)動機速度。也可通過分別控制第一電機60、第二電機62的電動機扭矩來控制在輸入構(gòu)件14處的反作用扭矩，從而控制發(fā)動機速度。
[0030]圖示變速器10為四模式復(fù)合分流機電式變速器10，其包括三個行星齒輪組20、30和40以及五個可接合扭矩傳遞裝置，即，離合器Cl 52、C2 54、C3 56、C4 58和C5 50?？梢栽O(shè)想變速器的其它實施例。變速器10分別聯(lián)接到第一電機60、第二電機62。變速器10被構(gòu)造成響應(yīng)于輸出扭矩請求而在發(fā)動機12、電機60、62和輸出構(gòu)件92之間傳遞扭矩。在一個實施例中，第一電機60和第二電機62為利用電能生成扭矩并反作用于扭矩的電動發(fā)電機。行星齒輪組20包括太陽齒輪構(gòu)件22、齒圈構(gòu)件26和聯(lián)接到齒輪架構(gòu)件25的行星齒輪24。齒輪架構(gòu)件25可旋轉(zhuǎn)地支撐行星齒輪24并且聯(lián)接到可旋轉(zhuǎn)的軸構(gòu)件16，行星齒輪24設(shè)置成與太陽齒輪構(gòu)件22和齒圈構(gòu)件26兩者呈嚙合關(guān)系。行星齒輪組30包括太陽齒輪構(gòu)件32、齒圈構(gòu)件36和聯(lián)接到齒輪架構(gòu)件35的行星齒輪34。行星齒輪34設(shè)置成與太陽齒輪構(gòu)件32和齒圈構(gòu)件36兩者呈嚙合關(guān)系。齒輪架構(gòu)件35聯(lián)接到可旋轉(zhuǎn)的軸構(gòu)件16。行星齒輪組40包括太陽齒輪構(gòu)件42、齒圈構(gòu)件46和聯(lián)接到齒輪架構(gòu)件45的行星齒輪44。如圖所示，存在聯(lián)接到齒輪架構(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-齒圈構(gòu)件齒輪組。齒輪架構(gòu)件45可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接在離合器Cl 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)的軸構(gòu)件
16。齒圈構(gòu)件46可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到輸出構(gòu)件92。
[0031]如本文所用，離合器是指能響應(yīng)于控制信號而選擇性地施加的扭矩傳遞裝置，并且可以是任何合適的裝置，包括例如單盤或多盤離合器或組件、單向離合器、帶式離合器以及制動器。液壓回路72被構(gòu)造成利用由電動液壓泵70供應(yīng)的加壓液壓流體來控制離合器中每一個的離合器狀態(tài)，電動液壓泵70由控制模塊5可操作地控制。離合器C2 54和C458是液壓施加的旋轉(zhuǎn)摩擦離合器。離合器Cl 52、C3 56和C5 50是能接地到變速器殼體55的液壓控制的制動器裝置。離合器Cl 52、C2 54、C3 56和C4 58中的每一個使用在該實施例中由液壓控制回路72供應(yīng)的加壓液壓流體液壓地施加。液壓回路72由控制模塊5可操作地控制以啟用和停用所述離合器，提供用于冷卻和潤滑變速器的元件的液壓流體，并且提供用于冷卻第一電機60和第二電機62的液壓流體。液壓回路72中的液壓壓力可通過使用(多個)壓力傳感器測量、通過使用板載例程估計或使用其它合適方法來確定。
[0032]第一電機60和第二電機62分別為三相交流電動發(fā)電機,每一個包括定子、轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)變壓器。每個電機60、62的電動機定子接地到變速器殼體55的外部，并且包括具有從其延伸的纏繞的電氣繞組的定子芯。第一電機60的轉(zhuǎn)子支撐在機械附接到套管軸18的轂襯齒輪上，套管軸18聯(lián)接到第一行星齒輪組20。第二電機62的轉(zhuǎn)子固定地附接到套筒軸轂19，套筒軸轂19機械附接到第二行星齒輪30。旋轉(zhuǎn)變壓器中的每一個信號且可操作地連接到變速器功率逆變器控制模塊(TPIM) 82，并且每一個感測和監(jiān)測旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子相對于旋轉(zhuǎn)變壓器定子的旋轉(zhuǎn)位置，從而分別監(jiān)測第一電機60和第二電機62中相應(yīng)的一個的旋轉(zhuǎn)位置。另外，從旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的信號可分別用來確定第一電機60和第二電機62的旋轉(zhuǎn)速度。
[0033]變速器10的輸出構(gòu)件92可旋轉(zhuǎn)地連接到傳動系90以向傳動系90提供輸出功率，該輸出功率經(jīng)由差速齒輪或變速驅(qū)動橋或另一個合適的裝置被傳遞到一個或多個車輪。在輸出構(gòu)件92處的輸出功率由輸出旋轉(zhuǎn)速度和輸出扭矩來表征。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。車輪中的每一個優(yōu)選地配有傳感器，該傳感器被構(gòu)造成監(jiān)測車輪速度以確定車輛速度以及絕對和相對車輪速度，以用于制動控制、牽引控制和車輛加速度控制。
[0034]來自發(fā)動機12的輸入扭矩以及分別來自第一電機60、第二電機62的電動機扭矩作為從燃料或儲存在ESD 85中的電勢的能量轉(zhuǎn)換的結(jié)果而產(chǎn)生。ESD 85經(jīng)由高壓電氣母線84被高壓直流聯(lián)接到TPIM 82，高壓電氣母線84優(yōu)選地包括允許或禁止電流在ESD 85和TPM 82之間流動的接觸器開關(guān)。TPM 82優(yōu)選地包括一對功率逆變器和相應(yīng)的電動機控制模塊，電動機控制模塊被構(gòu)造成接收扭矩命令并根據(jù)其控制逆變器狀態(tài)，以便提供電動機驅(qū)動或再生功能以滿足電動機扭矩命令。功率逆變器包括互補的三相電力電子裝置，并且每個包括多個絕緣柵雙極晶體管，用于通過高頻率地開關(guān)而將來自ESD 85的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，從而分別為第一電機60和第二電機62中相應(yīng)的一個提供功率。絕緣柵雙極晶體管形成構(gòu)造成接收控制命令的開關(guān)模式電源。存在用于三相電機中的每一個的每個相的一對絕緣柵雙極晶體管。絕緣柵雙極晶體管的狀態(tài)被控制，以提供電動機驅(qū)動機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，并將直流電轉(zhuǎn)化為三相交流電或?qū)⑷嘟涣麟娹D(zhuǎn)化為直流電，該交流電經(jīng)由傳輸導(dǎo)體分別傳導(dǎo)到作為電動機或發(fā)電機操作的第一電機60和第二電機62,或者從第一電機60和第二電機62傳來。TPIM 82響應(yīng)于電動機扭矩命令而通過功率逆變器和相應(yīng)的電動機控制模塊分別向第一電機60和第二電機62傳輸電功率并分別從第一電機60和第二電機62傳輸電功率。電流在高壓電氣母線84上并且向ESD 85和從ESD 85被傳輸，以便對ESD 85充電和放電。
[0035]控制模塊5經(jīng)由通信鏈路15信號且可操作地鏈接到動力系統(tǒng)中的各種致動器和傳感器，以監(jiān)測和控制動力系統(tǒng)的操作，包括合成信息和輸入，以及執(zhí)行例程來控制致動器以實現(xiàn)與燃料經(jīng)濟性、排放、性能、駕駛性能以及包括ESD 85的電池及第一電機60、第二電機62在內(nèi)的硬件的保護有關(guān)的控制目標。控制模塊5為總體車輛控制架構(gòu)的子集，并且提供動力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)的系統(tǒng)控制?？刂颇K5可包括分布式控制模塊系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括各個控制模塊，這些模塊包括監(jiān)控模塊、發(fā)動機控制模塊、變速器控制模塊、電池組控制模塊和TPIM 82。用戶接口 13優(yōu)選地信號連接到多個裝置，車輛操作者通過這些裝置指導(dǎo)和命令動力系統(tǒng)的操作。這些裝置優(yōu)選地包括加速踏板112、操作者制動踏板113、變速范圍選擇器114 (PRNDL)和車速巡航控制系統(tǒng)116。變速范圍選擇器114可具有離散數(shù)量的操作者可選擇的位置，包括指示操作者意圖的車輛運動的方向，并且因此指示正向或反向的輸出構(gòu)件92的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)方向。應(yīng)當(dāng)理解，由于由車輛的位置(例如在山上)引起的反轉(zhuǎn)，車輛仍然可以在除了操作者意圖的運動的指示方向之外的方向上移動。用戶接口 13可包括如圖所示的單個裝置，或者備選地可包括直接連接到各個控制模塊的多個用戶接口裝置。
[0036]前述控制模塊與其它控制模塊、傳感器和致動器經(jīng)由通信鏈路15通信，通信鏈路15實現(xiàn)在各種控制模塊之間的結(jié)構(gòu)化通信。具體通信協(xié)議是因應(yīng)用而異的。通信鏈路15和適當(dāng)?shù)膮f(xié)議在前述控制模塊和其它控制模塊之間提供了魯棒的消息傳送和多控制模塊接口，其它控制模塊提供包括例如防抱死制動、牽引控制和車輛穩(wěn)定性的功能。多個通信總線可用來提高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。各個控制模塊之間的通信也可使用無線鏈路進行，例如短距離無線電通信總線。各個裝置也可以直接連接。
[0037]控制模塊、模塊、控制、控制器、控制單元、處理器和類似的術(shù)語表示下列中的一個或多個的任一個或各種組合:(多個)專用集成電路(ASIC)、(多個)電子電路、(多個)中央處理器(優(yōu)選(多個)微處理器)和執(zhí)行一個或多個軟件或固件程序或例程的相關(guān)聯(lián)的存儲器和存儲裝置(只讀、可編程只讀、隨機存取、硬盤驅(qū)動器等)、(多個)組合邏輯電路、(多個)輸入/輸出電路和裝置、合適的信號調(diào)節(jié)和緩沖電路、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)語表示包括校準表和查找表的任何控制器可執(zhí)行的指令集?？刂颇K具有為提供所需功能而執(zhí)行的一組控制例程。例程例如通過中央處理器執(zhí)行，以監(jiān)測來自感測裝置和其它聯(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器的操作。例程可以以規(guī)則的間隔執(zhí)行，例如，在進行中的發(fā)動機和車輛操作期間每隔3.125,6.25、12.5、25和100毫秒進行一次。備選地，可以響應(yīng)于事件的發(fā)生而執(zhí)行例程。
[0038]動力系100被構(gòu)造成在多個動力系狀態(tài)中的一個下操作，包括多個變速范圍和發(fā)動機狀態(tài)以生成和傳遞扭矩到傳動系90。發(fā)動機狀態(tài)包括開啟(ON)狀態(tài)、關(guān)閉(OFF)狀態(tài)和燃料切斷狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動機在關(guān)閉狀態(tài)下操作時，其不被提供燃料、不點火并且不旋轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動機在開啟狀態(tài)下操作時，其被提供燃料、點火和旋轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動機在燃料切斷狀態(tài)下操作時，其旋轉(zhuǎn)但不被提供燃料和不點火。變速范圍包括通過選擇性地啟用離合器Cl 150、C2152、C3 154、C4 156和C5 158而實現(xiàn)的多個空檔(空檔)、固定檔(#檔)、可變模式(EVT模式#)、電動車輛(EV#)和過渡(EV過渡狀態(tài)#和假檔#)范圍。假檔范圍是其中來自變速器10的扭矩輸出對應(yīng)于來自發(fā)動機12的輸入扭矩的可變模式變速范圍，考慮與輸入構(gòu)件14上的扭矩消耗部件相關(guān)聯(lián)的扭矩損失。假檔范圍主要用作在EVT模式范圍之間的換檔期間的中間變速范圍。表1描述了用于操作動力系100的多個變速范圍和發(fā)動機狀態(tài)。
[0039]表1
【權(quán)利要求】
1.一種用于確定機電多模式變速器的所選操作范圍狀態(tài)的優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選發(fā)動機扭矩的方法，所述變速器被構(gòu)造成在發(fā)動機、至少一個電機和傳動系之間傳遞扭矩，所述方法包括: 迭代地選擇第一搜索窗口和第二搜索窗口中的一個，所述第一和第二搜索窗口中的每一個由二維搜索窗口構(gòu)成，所述二維搜索窗口可由具有最小和最大發(fā)動機速度值的第一軸線以及具有最小和最大發(fā)動機扭矩值的第二軸線限定； 迭代地生成在所述第一和第二搜索窗口中的所述選定的一個內(nèi)的多個候選操作點；以及 將在所述第一和第二搜索窗口中的所述選定的一個內(nèi)的所述多個候選操作點中的一個迭代地確定為最佳操作點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一搜索窗口包括比所述第二搜索窗口的面積更大的面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述候選操作點中的每一個包括候選發(fā)動機速度和候選發(fā)動機扭矩。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中當(dāng)選擇所述第二搜索窗口時相對于發(fā)動機速度在每個候選操作點之間的距離短于當(dāng)選擇所述第一搜索窗口時相對于發(fā)動機速度在每個候選操作點之間的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中選擇所述第一搜索窗口和所述第二搜索窗口中的一個包括: 在第一時間步期間選擇所述第一搜索窗口 ；以及 在至少第二時間步期間選擇所述第二搜索窗口，除非檢測到切換條件，所述第二時間步緊隨所述第一時間步。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中在至少所述第二時間步期間選擇所述第二搜索窗口包括: 在所述第二時間步之后的時間步期間保持所述第二搜索窗口的選擇，直到檢測到所述切換條件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括: 監(jiān)測變速器輸出扭矩； 當(dāng)所述變速器輸出扭矩中的變化超出扭矩閾值時檢測所述切換條件；以及 當(dāng)檢測到所述切換條件時，將選擇從所述第二搜索窗口切換至所述第一搜索窗口。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括: 監(jiān)測變速器輸出速度； 當(dāng)所述變速器輸出速度中的變化超出速度閾值時檢測到所述切換條件；以及 當(dāng)檢測到所述切換條件時，將選擇從所述第二搜索窗口切換至所述第一搜索窗口。
9.一種用于確定機電多模式變速器的所選操作范圍狀態(tài)的優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選發(fā)動機扭矩的方法，所述變速器被構(gòu)造成在發(fā)動機、至少一個電機和傳動系之間傳遞扭矩，所述方法包括: 選擇第一搜索窗口和第二搜索窗口中的一個； 迭代地生成在所述第一和第二搜索窗口中所述選定的一個內(nèi)的多個候選發(fā)動機速度和多個候選發(fā)動機扭矩；監(jiān)測與所述迭代生成的候選發(fā)動機速度和候選發(fā)動機扭矩中的每一個相關(guān)聯(lián)的成本； 迭代地選擇具有最小成本的所述候選發(fā)動機速度和所述候選發(fā)動機扭矩作為最佳操作點；當(dāng)已實現(xiàn)預(yù)定次數(shù)的迭代時，選擇對應(yīng)于來自當(dāng)前迭代的所述最佳操作點的優(yōu)選操作點。
10.一種用于確定選定的操作范圍的優(yōu)選發(fā)動機速度和優(yōu)選發(fā)動機扭矩的設(shè)備，包括: 多模式動力系，其包括發(fā)動機、儲能裝置、包括可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述發(fā)動機的至少一個電機的機電變速器，所述機電變速器選擇性地可控制操作用于在所述發(fā)動機、所述至少一個電機和傳動系之間傳遞扭矩；以及控制模塊，其被構(gòu)造成: 選擇第一搜索窗口和第二搜索窗口中的一個； 在所述第一和第二搜索窗口中所述選定的一個內(nèi)迭代地生成多個候選發(fā)動機速度和多個候選發(fā)動機扭矩； 監(jiān)測與所述迭代地生成的候選發(fā)動機速度和候選發(fā)動機扭矩中的每一個相關(guān)聯(lián)的成本； 將具有最小成本的所述候選發(fā)動機速度和所述候選發(fā)動機扭矩迭代地選擇為優(yōu)選操作點；以及 當(dāng)已實現(xiàn)預(yù)定次數(shù)的迭代時，將來自當(dāng)前迭代的所述最佳操作點選擇為優(yōu)選操作點。
【文檔編號】B60W10/10GK103569122SQ201310345589
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月9日
【發(fā)明者】S.V.拉多, A.H.希普, W.布倫森, M.G.迪亞斯 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司