在动力系系统中提高电功率的方法

专利名称：在动力系系统中提高电功率的方法
技术领域：
本发明涉M动力系系统内的电功率的管理。
背景技术：
本部分内容仅提供与本发明相关的背景信息，不构成现有技术。 已知的动力系结构包括转矩产生装置，其包括内燃机和电机，并通过变速 装置将转矩传输到输出构件。 一种示例性的动力系包括双模式、复合懒 式的 电动-机械魏器和输出构件，其中变速器利用输入构件从原动机功率源接收驱 动转矩，其中原动机功率源优选为内燃机。所述输出构件可以被可操作地连接 到机动车辆的传动系以对其传输牵弓l转矩。作为电动机或发电机运行的电机独 立于来自于内燃机的转矩输入而产生转矩输入给变速器。电机可以将经车辆的 传动系传输的车辆动能转换为存储在电能存储装置中的电能。控制系统监控来 自于 和驾驶员的各种输入，并且提供动力系的运行控制，包括控制变速器 的运行状态和变速、控制转矩产生装置，并且调节电能存储装置和电机之间的 电功率交换以管理包括,和皿的^I器输出。

发明内容
动力系系统运行以在输入构件和多个功率致动器和输出构件之间传输功率 以产生输出转矩。功率致动器被连接到能量存储装置。控制动力系系统的方法 包括监控动力系系统的运行情况、确定能量存储装置的输出功率的电功率极 限、基于动力系系统的运行情况选择性地激活电功率提高，以及当电功率提高 被^T活时提高所述电功率极限。


将以示例的方式参照以下附图来描述一个或多个实施例，其中
图1为根据本发明的一个示例性动力系的示意图；图2为根据本发明的控制系统和动力系的一个示例性结构的示意图； 图3为根据本发明用于控制和管理动力系系统中的转矩的控制系统结构的 示意流程图4、图5和图6为根据本发明的示例性控制方案的流程图； 图7为根据本发明的对随时间变化的功率极限值的图解描述。
具体实施例方式
现在参照附图，其中所示仅用于说明某些示例性的实施例而非用于限制保 护范围。图1和2描述了一个示例性的混合动力系。图1所示的根据本发明的 示例性混合动力系，包括双模式、复合^ 式的电动-机械混合 器10，其可 操作i鹏接到发动机14和第一及第二电机('MG-A') 56和('MG-B') 72。所 述发动机14和第一及第二电机56和72中的每一个都产生可传输到 器10 的功率。由所述发动机14和第一及第二电机56和72产生并传输到变速器10 的功率以输入和电动机转矩的形式被描述，这里分别，为Tp Ta和Tb，以及 以速度的形式被描述，这里分别表示为Np Na和Nb。
所述示例的发动机14包括选择性地在多种状态下运行以通过输入轴12传 输转矩到 器10的多缸内燃机，其可为火花点火式，燃式发动机。发动机 14包括可操作地连接到变速器10的输入轴12的曲轴(未示出)。旋转速度传感 器11监,入轴12的旋转速度。来自于发动机14的包括旋转速度和发动机转 矩的功率输出，能不同于向变速器10输入的输A3I度N!和输入转矩TV这是 由于发动机14和变速器10之间的输入轴12上安装了转矩消耗元件，例如液压 泵(未示出)和/或转矩控制装置(未示出)。
所述示例性的变速器10包括三个行星齿轮组24， 26和28，以及四个可选 择性地接合的转矩传输装置，即离合器C170， C262， C373和C4 75。这里所 用的离合器是指任何类型的摩擦转矩传输装置，例如包括单个或复合的盘式离 合器或组件、带式离合器和制动器。液压控制回路42用来控制离合器的状态， 、舰控制回路42 地被传输控制模块(以下称为'TCM') 17控制。离合器 C2 62和C4 75伏选地包括应用液压的旋转摩擦离合器。离合器Cl 70和C3 73 地包括液压控制的固定装置，其可被选择性地接地到变速器箱68。离合器 C170, C2 62， C3 73和C475的針均i^为应用、ffi的离合器，itil液压控 制回路42选择性地接收加压的液压流体。
6第一及第二电机56和72 地包括三相交流电机，針包括定子(未示 出)禾啭子(未示出)，以及各自的旋转变压器80和82。旨电机的电动机定 子都接地至咬速器箱68的外部，并且包括具有从其延伸的螺旋绕组的定子芯。 第一电机56的转子被支承在轴毂盘齿轮(hub plate gear)上，轴毂盘齿^lil 第二行星齿轮组26可操作地装接到轴60上。第二电机72的转子被固定地 到套管轴毂66上。
旋转ffi器80和82 M，地包括具有旋转^ffi器定子(未示出)和旋 转变压器转子(未示出)的可变磁阻装置。旋转变压器80和82分别适当地定 位并装配于第一和第二电机56和72上。旋转^il器80和82各自的定子被可 操作地连接到第一及第二电机56和72的一个定子上。旋转，器转子被可操 作皿接到相应第一及第二电机56和72的转子上。旋转变压器80和82的每 一个被信号传送地且可操作地连接到变速器功率转换器控制模块(以下称作 'TPM') 19，并且每个都感测和监控旋转变压器转子相对于旋转变压器定子的 的旋转位置，从而监测第一及第二电机56和72的相应转子的旋转位置。此外， 从旋转变压器80和82输出的信号被解译以分别提供第一及第二电机56和72 的旋繊度，即分別力Na和Nb。
器10包括输出构件64，例如轴，其可操作地连接到车辆(未示出)的 传动系90，以给传动系统90提供传输到车轮93的输出功率，图l中示出了一 个^ 93。输出构件64处的输出功率以输出旋I^I度No和输出转矩To的形 式棘征。变速器输出速度传感器84监测输出构件64的旋转舰和旋转方向。 ^车轮93优 装有适于监测^速度的传感器94，其输出被图2所示的分 布控库诉莫块系统的控制模±^^监控，以确定^t度和车轮的绝对、相对 ， 以进行制动控制、牵引力控制以及车辆加速管理。
来自发动机14的输入转矩以及来自第一及第二电机56和72的电动机转矩 (分别为T!， Ta和Tb)是由燃油或存储在电能存储装置74 (以下称为'ESD') 中的电能进行能量转换产生的。所述ESD74通过直流传输导体27高压直流耦 合到TPIM 19上。所述传输导体27包括接触器开关38。当接触器开关38闭合 时，在正常运行下，电流能在ESD74和TPM 19之间流动。当接触器开关38 打开时，流通在ESD74和TPIM19之间的电流被中断。TPIM19aM传输导体 29给第一电机56传输电能和从第一电机56接收电能，并且类似地TPIM19通
7过传输导体31给第二电机72传输电能和从第二电机72接收电能，以响应电动 机转矩TA和TB满足第一及第二电机56和72的辦巨指令。对应于ESD74是被 充电还是放电，来向ESD 74输入电流或从ESD 74输出电流。
所述TPM19包括一对功率转换器(未示出)以及各自的电动机控制模块 (未示出)，其被构造成接收转矩命令以及控制转换器状态以提供电动机驱动或 再生功能(regeneration functionality)来满足指令的电动机转矩Ta和TB。功率 转换器包含已知的互补三相功率电子装置，并且旨包括多个绝缘栅双极型晶 体管(未示出)以通过在高频率下切换而将来自ESD 74的直流功率转换为分别 提供给第一及第二电机56和72的交流功率。绝缘栅双极型晶体管形成被构造 成接收控制指令的开关型功率供应源。典型地每个三相电机的每一相具有一对 绝缘栅双极型晶体管。控制绝缘栅双极型晶体管的状态来提供电动机驱动机械 功率产生或者电功率再生功能。三相转换器M直流传输导体27接收或提供直 流电功率并且将其转换到三相交流功率或从三相交流功率转换，三相交流功率 分别ilil传输导体29和31向第一和第二电机56和72 m^—及第二电机56 和72传导以作为电动机或发电机运行。
图2为分布控制模块系统的示意框图。以下描述的元件包括总车辆控制体 系的子集，皿供对图1所示的示例混合动力系的协调系统控制。分布控制模 块系统将相关信息和输入合成，并执行算法来控制各种致动器来达到控制的目 的，其中控制目的包括与燃油经济性、排放、性能、驾驶性能和硬件保护相关 的目的，而硬件包括ESD74的电池和第一、第二电机56和72。分布控制模块 系统包括发动机控制模i超此后称为ECM)23、 TCM17、电池组控制模i^(此后称 为BPCM)21和TPIM19。混合动力控制模i央(此后称为HCP)5为ECM23、 TCM17、 BPCM21和TPIM19提供监督控制和协调。用户界面(UI)13可操作地 连接到多條置，M这一界面M驾驶员控制或导引电动-机械混合动力系的 运行。所述多个装置包括加ilJ^板113(AP)、驾驶员制动踏板112(BP)、 ^it器 档位选择器114(PRNDL)和车速导航控制戮未示出)。M器档jM择器114可 具有多个非连续的位置供驾驶员选择，包括输出构件64的旋转方向以使得输出 构件64可以向前和向后旋转。
前述的控制模块鹏局域网(此后称为LAN)总线6与其它控制模±央、传感 器和致动器进行传输。LAN总线6允许在各种控制模块之间进行运行参数和致动器指令信号的状态的有别专输。使用的是面向应用的特殊传駙办议。LAN总
线6和适合的协议在前鹏制模块和提供包括例如防抱死制动、牵弓腔制和车
辆稳定性在内的功能的其它控制模块之间提供鲁棒通信和多控制模块界面连 接。多条通信总线可用于改进传输速度和提供一定等级的信号余裕度和完整性。
在各个控制模块之间的通信也可以使用直接连接技术(directlink)，例如串行外 围接口(SPI)总幾未示出)。
HCP5为混合动力系提供监督控制，用于协调ECM23、 TCM17、 TPIM19 和BPCM21的运行。基于各种来自用户界面13和包括ESD74的混合动力系的 输入信号，HCP5确定驾驶员转矩请求、输出转矩指令、发动机输入转矩指令、 变速器10中应用的转矩传输离合器C1 70、 C2 62、 C3 73和C4 75的离合器转 矩以及第一电机56和第二电机72的转矩指令TA、 Tb。 TCM17可操作地连接 到液压控制回路42并提供各种功能，包括监测各种压力传感设制未示出)和产 生并向各种螺线管(未示出)传输控制言号，从而控制、鹏控制回路42中的压力 开关和控制阀。
ECM23可操作ii^I接至拨动机14,用以通过多条离散管线从传感器和发动 机14的控制致动器获取数据，其中管线简化表示为聚集的双向接口电缆35。 ECM23从HCP 5接收发动机输入转矩指令。ECM23基于监测到的发动机, 和负载来及时确定在那个点提供给变速器IO的实际发动机输入转矩Ti，该实际 发动机输入转矩T!被传输到HCP5。 ECM23监测来自转速传感器11的输入来 确定传给输入轴12的发动机输入速度，该速度被译为变速器输入速度H。 ECM23监测来自传感教未示出)的输入来确定其它发动t腿行参数的状态，包 括例如歧管压力、发动机冷却液温度、环境空气温度和环境压力。发动机负 载例如可以Mil歧管压力或者M^观愕驶员对加ilFl板U3的输入确定得出。 ECM23产生并传输指令信号以控制发动机致动器，包括例如燃油喷射器、点火 模块和节气门控制模块，这些均未示出。
TCM17可操作i鹏接到变速器10并监测来自传微未示出)的输入来确定 顿器运行参数的状态。TCM17产生并传输指^t号以控制魏器10，包括控 制液压控制回路42。从TCM17到HCP5的输入包括每个离合器即C1 70、C2 62、 C3 73和C475的估计离合器辦巨，和输出构件64的输出转速No。其它致动器 和传KI可用于从TCM17向HCP5提供附加信息以用于控制。TCM17监测来自压力开为未示出)的输入并选择性i艘动、舰控制回路42的压力控制螺线管 沐示出)和移位螺线管(未示出)以选择性地致动各个离合器C1 70、 C2 62、 C3 73 和C4 75，从而如下文所述那样获得多个变速器运行范围状态。
BPCM21信号连接至帷繊未示出)以监控ESD74，包括电流和电压参数 状态，以向HCP5提供表示ESD74的电池参数状态的信息。电池的参数状皿 选包括电池充电状态、电池电压、电池温度和可用的电池功率，该电池功率处
于PBAILMN到PBAT一MAX之间的范围。
制动控制模i^(此后称为'BiCM' )22可操作 接到每一车轮93的摩擦制 动tl(未示出)上。BrCM22监测驾驶员对制动踏板112的输入并产生控制信号来 控制摩擦制动器，以及向HCP5发送控制信号来基于雌行第一电机56和第二 电机72。
控制模块ECM23、 TCM17、 TPIM19、 BPCM21和BrCM22中的每一^ 选是通用的数字计算机，其包括微处理器或中央处理器、包括只读存储器 (ROM)、随机存取存储^(RAM)和电可编程只读存储^(EPROM)的存储介质、 高速时钟、模数(A/D)电路和数模(D/A)电路、输A/输出电路和装置(I/0)以及适 当的信号调节和缓冲电路。每一控制模块具有一套控制算法，包括常驻程序指 令和校准，其存储在其中一个存储介质中并被执行以为每台计算机提供相应功 能。在控細莫块之间的信息传输 利用LAN总线6和SPI总线实施。控制算 法在预定循环期间执行以使得每一算法在^循环内至少执行一次。存储在非 易失存储器装置中的算法利用一个中央处理 行以监测传感设备的输入，并 利用预定校准执行控制和诊断程序以控制致动器的运行。循环以规律的间隔执 行，例如在混合动力系的运行过程中每隔3.125、 6.25、 12.5、 25和100毫秒执 行一次。可替代地，算法可以响应于事件的发生执行。
示例混合动力系在多个运行范围状态中的一个下选择性i艇行，这些运行范 围状态可利用包括发动机开启状态(ON)和发动机关闭状态(OFF)之一的发动机 状态来描述，还可以通过变速 态来描述，变速皿态包括多个固定档位禾口 连续可变运行模式，均在下面的表l中示出。表l
描述发动机状态'm器运行范围状态应用的离合器
Ml一Eng一Off关EVT模式1Cl 70
Ml—EngOn开EVT模式1Cl 70
Gl开固定传动比1C170 C475
G2开固定传动比2C170 C2 62
M2一Eng一Off关EVT模式2C2 62
M2一Eng—On开EVT模式2C2 62
G3开固定传动比3C2 62 C4 75
G4开固定传动比4C2 62 C3 73
每一，器运行范围状态(operating range state)在表中表示，并示出了离 合器C170、 C2 62、 C3 73、 C4 75中的哪几个被应用于各个运行范围状态。第 —连续可变模式，即EVT模式1或M1仅在为了 "停止(ground)"第三行星齿 轮组28的外齿轮构件时通过应用离合器Cl 70 择。发动机状态可以是 ON('M1—Eng一On')或OFF('M1—Eng—OfT)中的一种。第二连续可变模式即EVT 模式2或M2 ilii仅应用离合器C2 62 tt择以将轴60连接到第三行星齿轮组 28的行星架。发动机状态可以是ON('M2一Eng一On')或OFF('M2—Eng一OflP)中的 一种。为了叙述的需要，当发动机状态为OEF时，发动机输入織为0转每分 QIPM),即发动机曲轴不旋转。固定档位运行提供变速器10的输入一输出速度 即N/No的固定比值运行。第一固定档位运行(Gl)il31^Z用离合器Cl 70和C475 ，择。第二固定档位运行(G2)]D1应用离合器Cl 70和C2 62 5fe^择。第三固 定档位运行(G3)舰应用离合器C2 62和C4 75棘择。第四固定档位运行(G4) M应用离合器C2 62和C3 73 ，择。由于行星齿轮组24、 26和28的传动比 降低，固定档位增加，随之输入一输出速度的固定比值也增加。第一电机56和 第二电机72的旋转速度分别为NU和NB，其 于由离合器限定的机构的内部 旋转，并与输入轴12处测量的输AiM成比例。
响应于通过加，板113和制动踏板112进行的驾驶员输入，这些输入均由 用户界面13捕捉到，HCP5和一或多个其它控制模块确定出控制包括发动机14、 第一电机56和第二电机72在内的转矩产生装置的转矩指令来满足驾驶员在输
ii出构件64处的转矩请求，该转矩指令被传输给传动系90。基于来自用户界面 13和包括ESD74的混合动力系的输入信号，如下文所述，HCP5分别确定出驾 驶员转矩请求、从变速器10到传动系90的指令输出转矩、来自发动机14的输 入车转巨、变速器10的转矩传输离合器C170、 C2 62、 C3 73、 C4 75用的离合器 转矩，以及第一电机56和第二电机72用的电动机转矩。
最终 加速度被其它因素影响，包括例如道路负载、道路坡度和车辆质 量。基于混合动力系的多种运行特性为M器10确定出运行范围状态。这包括 驾驶员转矩请求，其如前所述M加3IF射及113和制动踏板112传输给用户界 面13。运行范围状态可以基于混合动力系转矩需求预测，该需求由指令产生以 在电能产生模式或转矩产生模式下运行第一电机56和第二电机72。运行范围状 态可通过最优化算法或程序确定得出，该最优化算法或程序基于驾驶员对于功 率、电池充电状态、发动机14和第一及第二电机56、 72的能量效率的要求确 定最优化系统效率。控制系统基于执行的最优化禾辨的结果管理来自发动机14、 第一电机56和第二电机72的转矩输入，并且系统效率由此被最优化以管理燃 油经济性和电池充电。此外，可以基于部件或系统的错误确定运行。HCP5监控 转矩产生装置，并响应于输出构件64处需要的输出转矩来确定所需的变速器10 的功率输出，以满足驾驶员的转矩请求。从上文可以显见的是，ESD74和第一 电机56、第二电机72可操作地电耦合以实现其间的功率流。此外，发动机14、 第一电机56、第二电机72和电动-机械变速器10被机械地可操作地连接以在其 间传输功率，从而为输出构件64产生功率流。
图3详细描述了在具有多个转矩产生装置的动力系系统中用于控制和管理 转矩和功率流的系统，其以可执行算法和校准的形式存在于前述控制模块中， 所述动力系系统已参考图1和2中的混合动力系系,行了描述。控制系统结 构可被用于具有多个转矩产生装置的任何动力系系统，包括，例如具有单个电 机的混合动力系系统，具有多个电机的混合动力系系统，以及非混合动力系系 统。
图3的控制系统结构描述了M控制模块的相離号流。在运行中，通过 监测驾驶员向加速踏板113和制动踏板112的输入来确定驾驶员转矩请求 ('To一req')。监测发动机14和变速器10的运行以确定输AiI度('Ni，)禾口输出 速度('No')。策0m化控制方案('策略控制')310基于输出速度和驾驶员,请求确定优选的输入速度('Ni一Des')和变速器运行范围状态("混合动力范围 状态Des')，并且基于混合动力系的其他运行参数进行优化，该其他运行参数包 括电池功率极限和发动机14、变速器10以及第一及第二电机56和72的响应极 限。策略优化控制方案(scheme) 310 地在每100 ms循环周期和每25 ms 循环周期内由HCP5执行。
5SI执行和发动机启动/停止控制方案('变速执行和发动机启动/停止')320 利用策略优化控制方案310的输出来指令变速器运行中的变化(' 器指令')， 包括改变运行范围状态。如果优选的运行范围状态不同于当前的运行范围状态， 那么通过下达改变离合器C1 70 ， C2 62， C3 73和C4 75中的一个或多个的应 用情况的指令及其他变速器指令，来执行运行范围状态的变化。可以确定当前 运行范围状态('目前混合动力状态')和输入速度曲线('Ni—Prof)。输A3I度 曲线是对将要发生的输入速度的预测并且优选地包含标量参数值，该标量参数 值是即将来临的循环周期的目标输入速度。发动机运行指令和转矩请求基于变 速器的运行范围状态的转变期间的输入速度曲线。
战术控制方案('战术控制和运行')330在一个控制循环周期内被反复执行 以确定运行发动机的发动机指令('发动机指令')，包括基于输出速度、输A3！ 度以及驾驶员转矩请求和变速器的当前运行范围状态而确定的从发动机14输出 给变速器10的iM输入转矩。发动机指令还包括发动机状态，发动机状态包括 全汽缸运行状态和汽缸失活运行状态中的一个，后者是指发动机的部分汽缸不 运行且不添加燃料，发动机状态包括燃料供给状态和燃料断供状态中的一个。
在TCM17中估算^离合器的离合器转矩('Tcl')，包括当前应用的离合 器和未应用的离合器，在ECM23中确定与输入构件12相作用的当前发动机输 入转矩('Ti')。执行输出和电动机车转巨确定方案('输出和电动机转矩确定')340 以确定来自于动力系的，输出转矩(To一cmd')，在此实施例中其包括控制第 一及第二电机56和72的电动机转矩指令('Ta'和'Tb')。雌的输出转矩是基 于每个离合器的估算离合器转矩、来自发动机14的当前输入转矩，当前运行范 围状态、输A3I度、驾驶员转矩请求以及输A3I度曲线而确定的。通过TPIM19 控制第一及第二电机56和72来满足基于伏选输出转矩的优选电动机转矩指令。 输出和电动机转矩确定方案340包括算法代码，其通常在6.25ms和12,5ms的循 环周期内被执行以确定优选的电动机转矩指令。控制混合动力系以将输出车统传输到输出构件64，并由该处传输到传动系
90以产生车轮93处的牵引转矩，从而响应于当驾驶员选择 器档位选择器 114的某个位置而命令 向前行驶时给加速!@板113的输入，向前 车辆。 4她地，向前推进 时，只要输出转矩足够克服车辆上的外部负载，例如由 于道路坡度、空气动力负载及其他负载产生的夕卜部负载，就会导致车辆向前加 速。
运行时，监测驾驶员对加速踏板113和制动踏板112的输入以确定驾驶员 ,请求。确定输出构件64和输入构件12的当前速度，即No和Ni。确定变 速器10的当前运行范围状态和当前发动机状态。确定电能存储装置74的最大 和最小电功率限制。
混合的制动转矩包括车轮93处产生的摩擦制动转矩和输出构件64处产生 的输出转矩的结合，输出构件64和传动系90作用来响应于驾驶员对制动踏板 112的输入而减缓车速。
BiCM22指令雜93上的摩擦制动器来施加制动力，并响应于驾驶员对制 动踏板112和加速踏板113的)^入而产生使 器10改变与传动系90作用 的输出转矩的指令。4继地，只要所施加的制动力和负输出转舰够克服车轮 93处的车辆动能，就可以使 减速和停止。负输出转矩与传动系90作用，因 此传输转矩到机电 器10和发动机14。经机电变速器10作用的负输出, 可被传输到第一及第二电机56和72以产生存储在ESD 74中的电能。
施加于加i!F斜及113禾卩制动踏板112的驾驶员输入与转矩干预控制包括可 单独确定的驾驶员转矩请求输入，该驾驶员转矩请求输入包括即时加速输出转 矩请求('输出转矩请求加速Immed')、预测加速输出转矩请求('输出转矩请求 力口速Prdtd')、即时制动输出转矩请求('输出车魏请求制动Immed')、预测制动 输出车魏请求('输出转矩请求制动Prdtd')和辩由转矩响应类型('转由转矩响 应Type')。正如这里使用的，当驾驶员选择 器档位选择器114的某个， 以命令车辆向前方运行时，术语'加速'是指^^i也使得在当前输鹏基础上进 一步提高速度的用于向前推进的驾驶员请求，当命令车辆向相反方向运行时， 术语'加速'尉旨类似的反向概的响应。术语"鹏"和"制动"尉旨雌地导致在 当前 速度基础上减小车辆速度的驾驶员请求。即时加速输出转矩请求、预 测加速输出转矩请求、即时制动输出转矩请求、预测制动输出车魏请求以及车
14轴转矩响应鄉是制虫输入到控制系统的。
、艮附加速输出转矩请求包含基于驾驶员给加^^板113的输A^n转矩干预 控制确定的即时转矩请求。控制系统响应于导致，正加速的即时加速输出转
矩请求而控制来自于混合动力系系统的输出转矩。即时制动输出转矩请求包含
基于驾驶员^恸踏板m的输入和l转巨干预控制的即时制动请求。控制系统 响应于导致车辆减速柳卩时制动输出转矩请求而控制来自混合动力系系统的输 出转矩。由对来自混合动力系系统的输出转矩的控制实现的车辆减速，与由车 辆制动系统(未示出)实现的车辆减速结合，来将车辆减速以实现驾驶员制动 请求。
即时加速输出转矩请求基于当前发生的驾驶员给加i!i^板113的输入来确 定，并且包含在输出构件64处产生即时输出转矩以 地加速车辆的请求。转 矩干预控制可以基于动力系控制之外的影响车辆运行的事件来修改即时加速输 出转矩请求。这样的事件包括在动力系控制中用于防抱死制动的车辆水平中断、 牵弓l力控制和车辆稳定性控制，其可被用于修改即时加速输出转矩请求。
预测加速输出转矩请求基于驾驶员给加3im板113的输入来确定，并且包 含输出构件64处的最佳或 输出转矩。预测加速输出转矩请求优^i也等于正 常运行状况期间的即时加速输出转矩请求，例如当没有指令转矩干预控制时。 当转矩干预，例如防抱死制动、牵弓l力控制或车辆稳定性中的任何一个，被指 令时，预须咖速输出转矩请求可以保持 输出糊，而即时加速输出转矩请 求响应于与转矩干预相关的输出转矩指令而被减小。
即时制动输出转矩请求和预测制动输出转矩请求都是混合的制动转矩请 求。混合的制动转矩包括车轮93处产生的摩擦制动转矩和与传动系90作用的 输出构件64处为响应于驾驶员^飾恸踏板112的输入来使^^减速而产生的输 出转矩的结合。
即时制动输出转矩请求基于当前发生的驾驶员^^恸踏板112的输入来确 定，并且其包括在输出构件64处产生的即时输出转矩，来同传动系90 —起产 生反作用转矩，该反作用转矩 地使车辆减速。即时制动转矩请求基于驾驶 员^^恸踏板112的输入以及控制摩擦制动来产生摩擦制动车统的控制信号来 确定。
预观,动输出转矩请求包含响应于驾驶员给制动踏板112的输入在输出构件64处的最优或优选的制动输出转矩，其受限于输出构件64处产生的许可的 最大制动输出转矩而不管驾驶员给制动踏板112的输入有多大。在一个实施例 中，输出构件64处产生的最大制动输出转矩被限制为-0.2g。小管驾驶员乡賴恸 踏板112的输入有多大，当 速度接近零时，预测制动输出转矩请求可以逐 渐减小到零。正如所期望的，可存在预观糊动输出转矩请求被设为零的运行状 况，例如将驾驶员给变速器档位选择器114的设置设定为倒档时，以及将M 箱(未示出)设定为四轮驱动低档时。预测制动输出转矩请求被设为零的运行 状况，是混合制动由于 运行因素而不优选的运行状况。
辩醉魏响应类型包含ilil第一及第二电机56和72对输出转矩响应进行 整形和速度限制的输入状态。车轴转矩响应类型的输入状态可以是激活状态或 非激活状态。当指令的车轴转矩响应类型是激活状态时，输出$魏指令为即时 输出转矩。，^i^种响应类型的转矩响应要尽可能地决。
预测加速输出转矩请求和预测制动输出转矩请求被输入到策略优化控制方 案('策略控制')310。策Bm化控制方案310确定变速器10的期望运行范围状 态('混合动力范围状态Des，)和发动机14对 器10的期望输AiI度('Ni Des')，其构成了对变速执行和发动机运行状态控制方案('变速执行和发动机启 动/停止，)320的输入。
与 器10的输入构件相作用的发动机14的输入转矩的改变，可以通过 使用电子节气门控制系统(未示出)来控制发动机节气门的位置由此改变发动 机14吸入空气的质量来实现，包括打开发动机节气门以提高发动机转矩以及关 闭发动机节气门以降低发动机转矩。来自发动机14的输入转矩的改变可以通过 调节火花点火时间来实现，包括在平均最佳转矩火花点火时间的基础上延迟火 花点火时间来降低发动机转矩。发动机状态可以在发动机关闭状态和发动机幵 启状态之间改变来实现输入转矩的变化。发动机状态可以在全汽缸运行状态和 汽缸失活运行状态之间变化，后者指部分的发动机汽缸是未加'燃料的。可通过 选择性地运行发动机14使之处于有燃料供给状态和燃料切断状态之一来改 动机状态，燃料切断状态中发动机旋转但不被供给一燃料。通，择性地使离合 器C170 ， C2 62， C3 73和C4 75工作或不工作，可以指令和实现 器10从 第一运行范围状态到第:iig行范围状态的变速。
即时加速输出转矩请求、预测加速输出,请求、即时制动输出转矩请求、
16预观唰动输出转矩请求以及车轴转矩响应类型输入到战术控制和运行方案330 以确定发动机指令，包含对发动机14的4，输入转矩。
战术控制和运行方案330可分为两部分。这包括确定期望的发动机转矩， 和因此在发动机14和第一及第二电机56和72之间的功率分摊，以及控制发动 机状态和发动机14的运行以达到期望的发动机转矩。发动机状态包括全汽缸状 态和汽缸失活状态，以及当前运行范围状态和当前发动机速度下的有燃料供给 状态和MiI燃料切断状态。战术控制和运行方案330监测预测加速输出车转巨请 求和预测制动输出转矩请求以确定预测输入转矩请求。使用即时加速输出转矩 请求和即时制动输出转矩请求来控制发动丰腿傲负縱行点以响应于驾驶员给 加速踏板113和制动踏板112的输入，例如确定包含给发动机14的 输入转 矩的发动机指令。优选地，仅当第一及第二电机56和72不能达到驾驶员辦巨 请求时，才会出现给发动机14的j腿输入转邻的快速变化。
即时加速输出转矩请求、即时审恸输出转矩请求、以及车轴转矩响应类型 输入到电动机转矩控制方案('输出和电动机转矩确定')340。运行电动机转矩 控制方案340以确定一个循环周期的#^迭代期间内的电动机转矩指令，循环 周期ifei&为6.25ms。
来自发动机14的当繊入转矩(Ti，)和估计离合器转矩('Tcl，)被输入 到电动机转矩控制方案340。群由转矩响应，信号确定传输到输出构件64并 随后输出到传动系90的输出傲巨指令的转矩响应特性。
电动机转矩控制方案340控帝!]第一麟二电机56和72的电动机车魏指令， 以将净指令输出车转巨传输到变速器10的输出构件64，该净指令输出转矩满足驾 驶员转矩请求。控制系统结构控制混合动力系内的功率致动器间的功率流。混 合动力系使用两个或更多个功率致动器以提供输出功率给输出构件。控制功率 致动器间的功率流包括控制来自发动机14的输AiI度H、来自发动机的输入功 率T!以及第一及第二电机56和72的电动机车统TA、 TB。虽然在这里描述的以 上示例性实施例中，混合动力系使用控制系统结构来控制功率致动器间的功率 流，功率致动器包括发动机14、 ESD74和第一及第二电机56和72，但在替代 的实施例中，控制系统结构可以控制其他类型的功率致动器间的功率流。可以 4顿的示例性功率致动器包括燃料电池、超电容器和、舰驱动器。
控制系统结构使用电功率限制来管理示例的动力系系统内的鬼功率。这包括监控ESD 74的电压('VBAr')和功率('Pbat')。控制系统结构使用的管理动 力系系统内的电功率的方法包括确定预测电功率极限、长期电功率极限、短期 电功率极限以及基于电压的电功率极限。该方法进一步包括使用预测电功率极 限来确定来自发动机14的 输入速度、来自发动机14的，输入转矩、优 选发动机状态以及^3I器10的 运行范围状态。该方法进一步包括基于长期 电功率极限和短期电功率极限来确定用以约束来自发动机]4的输入转矩的输入 转矩约束和约束给输出构件64的输出转矩To的输出转矩约束。通过约束输出 傲巨To，包含第一及第二电机56和72各自的电动机转矩Ta和TB的总电动机 车^gTM也被基于这组输出转矩约束和来自发动机14的输入^ET!而被约束。 在替代的实施例中，作为对这组输出转矩约束的补充或替代，还可基于长期电 功率极限和短期电功率极限来确定一组总电动机转矩约束。该方法进一步包括 根据基于电压的电功率极限来确定输出转矩约束。
预测电功率极限包含与ESD 74的皿性能水平相关的伏选电池输出水平， 即，1继预测电功率极限规定了ESD74的期望运行范围。预测电功率极限包含 从最小预测电功率极限('Pbat 到最大预测电功率极限
('PbAT maxprdto，) 范围内的一系列电池输出功率等级。预测电功率极限可包含 比长期电功率极限和短期电功率极限更受约束的范围内的一系列电池输出功率 等级。
长期电功率极限包含与ESD 74在维持其长期耐用性的情况下运行相关的 电池输出功率等级。ESD 74在长期电功率极P艮之外长时间的运行会缩短ESD 74 的运行寿命。 一个实施例中，在稳态运行期间，即在与瞬态运行无关的运行期 间，将ESD74维持在长期电功率极限之内。示例的瞬态运行包括轻点和轻放力口 il^板113，这种情况需要瞬态加速运行。维持ESD74在长期电功率极限之内 允许ESD 74提供例如传输不会使ESD 74的运行寿，化的最高功率等级的功 能。长期电功率极限包含由最小长期电功率极限('Pbat一mnjt')到最大长期电 功率极限('Pb^max一lt')的一系列电池输出功率等级。长期电功率极限可包含 比短期电功率极限更受约束的范围内的一系列电池输出功率等级。
短期电功率极限包含与不会显著影响短期电池耐用性的电池运行相关的 ESD 74输出功率等级。短期电功率极限之外的ESD 74运行会缩短ESD 74的运 行寿命。在短期电功率极限之内但在长期电功率极限之外短时间运行ESD74,
18可最低限度i鹏短ESD74的运行寿命，但是不会导致ESD74的运行性能的大 幅度退化。在一个实施例中，在瞬态运行期间将ESD74维持在短期电功率极限 之内。短期电功率极限包含由最小短期电功率极限('Pbat一min一st')到最大短期
电功率极限('Pbat max st )的-一系列电池输出功率等级。
基于电压的电功率极限包含由最小的基于电压的电功率极限('Pbat_min—vb') 到最大的基于电压的电功率极限('Pbalmax一vb')且基于期望的ESD 74运行电 压的一系列电池输出功率。最小的基于电压的电功率极限Pbalmn一vb是达到最
大电压VBAr—ma^base之前ESD74输出的电池输出功率的最小量。最大的基于电 压的电功率极限pbalmax—vb是达到最小电压VBAf—minj3ase之前来自ESD 74的电 池输出功率的估计量。最小电压Vbar_min—base是不会显著影响短期电池耐用性的
运行电池的最小容许电压。当ESD 74的电压水刑氏于最小电压Vbat_mn—base时 从ESD 74输出功率会导致ESD 74的运行寿，化。
战术控制方案330基于短期电功率极限和长期电功率极限来确定一组战术 控制电功率约束。特别地，当ESD74的电池输出功率在，的战术控制电池输 出功率运行范围内时，其中优选的战术控制电池输出运行范围基于短期电功率 极限来定义，战术控制方案330为长期电功率极限设定战术控制电功率约束。 当电池输出功率在优选的战术控制电池输出功率运行范围之外时，战术控制方 案330使用基于电池输出功率和短期电功率极限的反馈控制来修改战术控制电
功率约束，将电池输出功率PBAr控审赃优选的战术控制电池输出功率运行范围之内。
4顿这一组战术控制电功率约束来确定战术控制方案330的一组输入转矩 约束。当由优化函数确定的itt输入转矩在这组输入转矩约束之内时，战术控 制方案330向发动机14请求4腿输入转矩，发动机14将输入车转巨T!控制至l胱 选的输入车统，例如通过调整发动机的燃料供给和/或调微动机节气门的位置。 当优选的输入转矩在这组输入转矩约束之外时，战术控制方案向发动机14请求 被违反的输入转矩约束，发动机14调节燃烧时机以将输入辦巨控制 入转矩 约束之内。
图4详细描述了输出和电动机转矩确定方案340 i!31第一及第二电机56和 72控制和管理输出转矩的信号流，参照图1和2中的混合动力系系统和图3的 控制系统结构以及包括最大和最小可用电池功率极限('PbatMin/Max')来描述。输出和电动机转矩确定方案340控制第一及第二电机56和72的电动机转矩指 令以向变速器10的输出构件64传输净输出转矩， 器10根据约束和整形与 传动系90作用以达到驾驶员转矩请求。输出和电动机转矩确定方案340 地 包括通常在6.25ms和12.5ms循环周期内执行以确定用于控制本实施例中的第一 及第二电机56和72的优选电动机转矩指令('Ta'， 'Tb')的算法代码和预先确 定的校验代石马。
输出和电动机转矩确定方案340确定和使用多^m入来确定输出转矩的约
束，由此确定输出转矩指令('To—cmd')。可以基于输出转矩指令来确定第一及 第二电机56和72的电动机转矩指令('Ta'， 'Tb')。输出和电动机转矩确定方 案340的输入包括驾驶员输入、动力系系统输AI啲束以及自主控制输入。
驾驶员输入包括即时加速输出转矩请求('输出转矩请求加速Immed')和即 时制动输出转矩请求('输出转矩请求制动Immed')。
自主控制输入包括用于实现传动系90 (412)的主动阻尼(active damping)、 用于实现发动机脉冲取消(408)以及用于实现基于输入和输出速度的闭环校正 (410)的转矩补偿。用于实现传动系90的主动阻尼的第一及第二电机56和72 的车转巨补偿可被确定('TaAD'， 'TbAD')成，例如用于管理和实现传动系的冲 击调整，同时它们也是主动阻尼算法('AD') (412)的输出。用于实现发动机 脉冲取消('TaPC'， 'TbPC')的转矩补偿在发动机开启状态('ON')与发动机 关闭状态('OFF')转换期间的发动机开启和关闭过程中被确定，用以消除发动 机转矩干扰，同时它们也是脉冲取消算法('PC') (408)的输出D用于实现闭 环校正转矩的第一及第二电机56和72的转矩补偿通过监测给变速器10的输入 速度和离合器C170、 C2 62、 C3 73和C4 75的离合器滑动速度来确定。当运行 于模式运行范围状态之一时，可以基于来自传感器ll的输AiI度CM')和输 Ait度曲线('Ni一Prof)之差来确定第一及第二电机56和72的闭环校正转矩补 偿('TaCL'， 'TbCL')。当运行于空档时，闭环校正是基于来自传感器11的输 Ail度('Ni')和输入速度曲线('Ni一Prof)之差，以及离合器滑动速度和目标 离合器滑动3M之差，例如目标离合器C1 70的离合器滑动速度曲线。闭环校 正转矩补偿是闭环控制算法('CL，) (410)的输出。离合器转矩(Td')，包含 所应用的转矩传输离合器的离合器反作用转矩范围以及未应用的离合器的未处 理的离合器滑动速度和离合器滑动加速度，在特定运行范围状态下，对于任何当前应用的糊—锁定的离合器，均可以确定离合器转矩('Td')。用于实现传动
系90的主动阻尼的闭环电动机车魏补偿和电动机转矩彬尝被输入到低通滤波器 以确定第一及第二电机56和72的电动机转矩校正('TALPF和TBLPF)(405)。 电池功率控制函数('电池功率控制')466监测电池功率输入以确定包含最 大电动机,控制电功率约束('Pbalmax一mt')和最小电动机转矩控制电功率约 束('Pbat—,一Mr')的电功率约束，其输入到优化算法440以确定最小和最大原 始输出转矩约束('ToMinRaw', 'ToMaxRaw')。对电池功率控制函数466的
输入包括电池电压('Vmt')、电池功率('Pb虹')、最大电压VBAr_max_base、最
小电压VBAr m1n base、 最大长期电功率极限('Pmtmaxu')、最小长期电功率极 限('Pbat薩lt， )、最大短期电功率极限('Pbat max st )及最小短期电功率极限 ('Pbat一min—st')
其他系统输入包括运行范围状态('混合动力范围状态')以及多个系统输入 和约束('系统输入和约束')。系统输入可包括动力系系统和运行范围状态所特
定的标量参数，并且与输入构件12、输出构件64以及离合器的速度和加速度相 关。在本实施例中，其他系统输入涉及系统惯性、阻尼、以及电肖^/机械能转换 效率。约束包括来自转矩机器即第一及第二电机56和72的最大和最小电动机 转矩输出('TaMin/Max'， 'Tb Min/Max')，以及所用离合器的最大和最小离合 器反作用转矩。其他系统输入包括输入转矩、离合器滑动速度和其他相关状态。 包括输入加速度曲线('Nidot一Prof)和离合器滑动加速度曲线('离合器滑 动加速Prof)的输入，与系统输入、运行范围状态以及用于第--及第二电机56 和72的电动机身规校正('lALPF'， 'TbLPF)， 一起被输入到预优化算法(415)。 输入加速度曲线是对即将来临的输入加速度的估计，其i^地包含针对即将来 临的循环周期的目标输入加速度。离合器滑动加速度曲线是对一个或多个未应 用的离合器的即将来临的离合器加速度的估计，其 地包含针对即将来临的 循环周期的目标离合器滑动加速度。可以计算当前运行范围状态下的优化输入 ('Opt输入')，其可包括电动机转矩值、离合器转矩值和输出,值，并可以将 优化输入用于优化算法以确定最大和最小原始输出转矩约束(440)和确定第一 及第二电机56和72之间的开环转矩指令的im分配(440')。分析优化输入、 最大和最小电池功率极限、系统输入和当前运行范围状态来确定优选的或最优 的输出转矩(ToOpt')以及最小和最大原始输出功率约束(ToMinRaw'， ToMax Raw') (440).其可被整形及过滤(420)。优选的输出转矩('ToOpt，)包 含在驾驶员转矩请求下使电池功率最小化的输出转矩。即时加速输出转矩请求 和即时制动输出转矩请求中的每个均被整型和过滤并受限于最小和最大输出转 矩约束('ToMinFilt'， 'ToMaxFilt')来确定最小和最大过滤输出转矩请求约束 ('To MinReq Filtd，， ToMaxReqFiltd，)。可以基于最小和最大过滤输出转矩请 求约束(425)来确定被约束的加速输出转矩请求(To Req Accel Cnstmd')和 被约束的制动输出转矩请求('ToReqBrakeCnstmd')。
此外，变速器10的再生制动能力('OptRegenCapacity')包含变速器10与 传动系转矩相作用的能力，并且在考虑电池功率极限的情况下，可基于包括来 自转矩机器的最大和最小电动机转矩输出和所应用的离合器的最大和最小反作 用转矩的约束来确定该再生制动能力。再生制动能力设定了即时制动输出转矩 请求的最大值。基于被约束柳瞇输出转矩请求和4继的输出车魏之差来确定 再生制动能力。被约束的加速输出$统请求被整形和过滤，并与被约束的制动 输出转矩请求结合来确定净输出转矩指令。比较净输出转矩指令与最小和最大 请求过滤输出转矩以确定输出转矩指令('To—cmd') (430)。当净输出转矩指令 位于最大和最小请求过滤输出转矩之间时，输出转矩指令被设定为净输出转矩 指令。当净输出转矩指令超过最大请求过滤输出,时，输出车统指令被设定 为最大请求过滤输出转矩。当净输出转矩指令小于最小请求过滤输出转矩时， 输出转矩指令被设定为最小请求过滤输出转矩
动力系运行被监测且与输出转矩指令结合来确定第一及第二电机56和72 之间的开环转矩指令的优选分配，该 分配满足反作用离合器转矩能力CTA Opt'和TBOpt'),并且提供与，的电池功率('PbatOpt') (440')相关的反馈。 减去第一鄉二电机56和72('TALPF和'TBLPF，)的电动机转矩校正以确定开环 电动机转矩指令('TaOL，和'TbOL，) (460)。
开环电动机转矩指令与包括转矩净M尝的自主控制输入结合来实现传动系90 的主动阻尼(412)，实现发动机脉冲取消(408)，基于输入和离合器滑动速度 实现闭环校正(410)，以及确定用于控制第一及第二电机56和72的电动机转 矩Ta和Tb (470)。前述的对输出转矩请求进行约束、整形和过滤以确定转变为 第一及第二电机56和72的车统指令的输出转矩指令的步骤，优选地为对输入 起作用和使用算法代码来计算转矩指令的前反馈运行。这样构造成的系统运行基于动力系系统的当前运行和约束来确定输出转矩 约束。基于驾驶员纟飾恸踏板和加淑斜反的输入来确定驾驶员车魏请求。驾驶 员转矩请求可以被约束、整形和过滤以确定输出转矩指令，包括确定优选的再 生制动能力。可以基于约束和驾驶员转矩请求来确定被约束的输出转矩指令。 通过指令转矩机器的运行来执行输出转矩指令。系统运行使响应于驾驶员转矩 请求且在系统约束之内的动力系运行实现。系统运行会弓l起参考驾驶员驾驶性 能要求而被整形的输出转矩，其中驾驶员驾驶性能要求包括在再生制动运行期 间的平稳运今亍。
优化算法(440， 440')包含为确定动力系系统控制参数而执行的算法，该 动力系系统控制参数响应于使电池功率消耗最小化的驾驶员转矩请求。基于系 统输AI喲束、当前运行范围状态以及可用电池功率极限，优化算法440包括 对机电混合动力系，例如以上描述的动力系，的当前运行状况的监测。对于候 选输入转矩，优化算法440计算动力系系统输出，繊出响应于包含前述输出 转矩指令的系统输入，并且在来自第一及第二电机56和72的最大和最小电动 机转矩输出之间、且在可用电池功率之内，还在变速器10的当前运行范围状态 下来自所应用离合器的离合器反作用转矩的范围之内，并且考虑系统惯性、阻 尼、离合器滑距以及电齢机械能转换效率。〗mt也，动力系系统输出包括 的输出转矩(To Opt')、来自第一及第二电机56和72的可实现的转矩输出('Ta Opt，， 'TbOpt，)以及与该可实现的转矩输出相关的优选的电池功率('PbatOpf )。
图5所示为电池功率控制函数466的补充细节。电池功率控制函数466确 定电功率约束，其包括最小电动机转矩控制电功率约束('PBALMiNjvrr')和最大 电动机转矩控制电功率约束('Pbat一max,')。电池功率控制函数466包括电功 率提高限制函数('电功率提高限制函数')496、充电函数('过放电和过充电函 数')492以及电压函数('过电压和欠电压函数')494。
图6描述了电功率提高限制函数496 ('电功率提高限制函数')，图7描述 了电功率提高限制函数496的电功率等级('功率')和作为逝去时间的函数的延 迟电功率提高信号('延迟提高许可')。
电功率提高限制函数496包括电功率提高激活确定函数510 ('电功率提高 ;敫活确定')。电功率提高i^活确定函数510输入信号以确定动力系系统是否处于 期望允许电功率提高的状态，例如在允许电功率提高也不会将来自能量存储装置的能量消耗到不期望的水平时。指示期望允许电功率提高的信号包括下述信
号，该信号指示ESD74的充电状态大于阈值充电状态、需要启动汽缸失活发动
机状态、发动机转矩大于发动机转矩阈值，以及发动机启动周期和发动机停止 周期之一正i^舌。
ESD74的充电状态('充电状态')由BPCM21监测且由充电状态比较函数 ('充电状态比较')506与阈值充电状态进行比较。当充电状态大于阈值充电状 态时，充电状态比较函数506输出指示ESD 74的充电状态大于阈值充电状态 ('充电状态>阈值充电状态')的布尔信号。发动机转矩('发动机$统')被监测 且使用比较函数('发动机转矩比较O 508与发动机转矩阈值('发动机转矩最大 值')进行比较。发动机转矩比较函数508基于发动机總巨小于发动机转矩阈值 ('发动机转矩<发动机$魏阈值')的滞后确定来产生信号。此外，战术优化函数 330输出请求汽缸失活('汽缸失活请求')的信号并且变速执行和发动机启动/ 停止控制系统320输出指示发动机启动周期和发动机停止周期之一为激活('发 动机启动/停止激活')的信号。
当电力提高、]^活确定函数510接受到至少一个前述指示期望允许电功率提 高的信号时，提高i^舌确定函数将电功率提高信号('提高、ilr活')设定为指示电 功率提高为激活状态。当电力提高激活确定函数510没有接受到至少一个指示 期望允许电功率提高的^言号时，电力提高激活确定函数510将电功率提高信号 设定为指示电功率提高为被禁状态，希望实施提高限制。
时间延迟确定函数('时间延迟确定')512基于皿器10的输出速度No确 定时间延迟('时间延迟')。延迟电功率提高确定函数('延迟电功率提高激活确 定，)514在提高激活信号由关闭转变为打开时M时间延迟确定延迟电功率提 高信号作为电功率信号补偿。延迟电功率提高确定函数514在提高激活信号由 打开转变为关闭时确定延迟电功率提高信号作为电功率提高信号。
将变速器10的输出速度No输入下坡率确定函数('下坡率确定')520以确 定下坡率('下坡率')，即基于^I器10的输出鹏No的电功率l^氏速率。下 坡率、延迟的提高信号以 坡率('爬坡率')被提供给决策模块522。如果延 迟的提高信号指示电功率提高为激活的，决策模块522输出爬坡率作为斜坡率 ('斜坡率')。如果舰的提高激活信号指示电功率提高为被禁的，决策模块522 输出下坡率作为斜坡率(ramprate)。求和函数524输入斜坡率并修改时间kl时的提高函数最大长期电功率极限
('PBAT一MAXJLT—BF ( k-l)，)以确定初始最大长期电功率极限 ('PBAT—MAX一LT一r)。
收敛(pinched)电功率极限确定函数516 ('收敛极限确定')确定收敛最大 长期电功率极限('PBAT_MAX_LT—P')为最小长期电功率极限 ('PBAT一MIN—LT')与零中较大的那个。收敛最大长期电功率极限、初始最大长 期电功率极限，以及最大长期电功率极限被输入到提高函数最大长期电功率极 限确定函数526中。如果初始长期电功率极限位于最大长期电功率极限与收敛 最大长期电功率极限之间，提高函数最大长期电功率极限确定函数526将提高 函数最大长期电功率极限('PBAT_MAXJLT_BF')设定为初始最大长期电功率 极限。如果初始最大长期电功率极限小于收敛最大长期电功率极限，提高函数 最大长期电功率极限确定函数526将提高函数最大长期电功率极限设定为收敛 最大长期电功率极限。如果初始最大长期电功率极限大于提高最大长期电功率 柳艮，提高函数最大长期电功率极限确定函数526将提高函数最大长期电功率 极限设定为最大长期电功率极限。提高函数最大长期电功率极限被存储在存储 介质('Stored (k-l) ，) (528)之一中。
充电函数492输入ESD74的实际电池输出功率('PBAr')、最小短期电功率 极限('Pbatmimst')、最大短期电功率极限('Pbat max st )、最小长期电功率极 限('Pbat画lt,)、 提高函数最大长期电功率极限('Pbat max lt bf ),以及舰 的电池功率('Pbat—oft')。充电函数492输出最小充电函数电功率约束 ('Pbat画cf，)禾口最大充电函数电功率约束('Pbatmaxcf, )。充电函数492确定 一组优选的电功率极限，包含基于短期电功率极限的优选的电功率上限(未示 出)和优选的电功率下限(未示出)。
当ESD 74的实际电池输出功率PBAr位于优选的电功率上限和tt^的电功 率下限之间时，充电函数492输出的最小充电函数和最大充电函数电功率约束 分别包含最小长期电功率极限和提高函数最大长期电功率极P艮。当ESD74的实
际电池输出功率PMT不位于伏选的电功率上限和^的电功率下限之间时，充
电函数492基于变化速率值、最小长期电功率极限、提高函数最大长期电功率 极限以及优选的电池功率Pmt—oft来确定最小充电函数和最大充电函数电功率 约束。当ESD 74的实际电池输出功率Pbatli31，的电功率上限和，的电功
25率下限中的一个时，基于ESD74的实际电池功率PBAr与优选的电功率上限和优 选的电功率下限中被越过的那个之间的误差来确定变化率值反馈控制。
充电函数492基于ESD 74的实际电池输出功率PBAr调节最大充电函数电功 率约束和最小充电函数电功率约束中的一个，功率约束确定函数504也以相同 的量调节其他的充电函数电功率约束，因此最大和最小充电函数电功率约束之 间的差保持不变。
最小和最大充电函数电功率约束是用于确定最终电功率约束值的中间电功 率约束值，即最小电动机转矩控制电功率约束('Pbat—min—mt')和最大电动机转
矩控制电功率约束('PBAr_MAX_MT')。
电压函数494的输入包括由BPCM 21监测的ESD 74的实际电池电压 ('Vbat，)、 ESD 74的最小基准电压极限('VBAr—mm—base，)、 ESD 74的最大基准
电压极限('VBAr max base')、充电函数最大电功率约束('Pbat max cf )、充电函 数最小电功率约束('Pbar_mn_cf')，以及优选的电池功率('PmLOFT')。最小和
最大基准电压极限定义了 ESD74的电压的运t于范围，并且可基于动力系系统的 参数，包括例如ESD74的温度，来确定。
电压函数494确定一组优选的电压柳艮，包含分别基于最大基准电压极限 和最小基准电压极限的优选的电压上限(未示出)和优选的电压下限(未示出)。
当ESD 74的实际电池电压VBAr位于伏选的电压上限和电压功率下ll^间 时，电压函数494分别将最大电动机转矩控制电功率约束('Pbat_max—mt')和最
小电动机转矩控制电功率约束('PBAT—MIN_Kfr')设定为最大充电函数电功率约束
和最小充电函数电功率约束。
当ESD 74的实际电池电压VBAT没有位于im的电功率上限和，的电功 率下限之间时，电压函数494基于实际电池电压、即时电池功率以及一组 的功率极限来确定最大电动机转矩控制电功率约束('Pb^ma^mt')和最小电动
机,控制电功率约束('PbALMN—mt')。
当ESD 74的实际电池电压VBAT^ti^的电功率上限和皿的电功率下 限之一时，电压函数494确定变化率值反馈控制。基于ESD74的实际电池电压 V離与优选的电压上限和优选的电压下限中被越过的男P个之间的误差来确定变 化率值。
电压函数494仅调节最大和最小电动机转矩控制电功率约束中的一个，而
26不调节另外一个。这实现了优化算法440输出的最小和最大原始输出转矩约束，
并且可以实现输出转矩指令以及用于控制第一及第二电机56和72的电动机转 矩指令Ta和Tb。此外，当约束输出转矩时，可以减小输入车转巨的范围，这导致 了由战术控制方案330确定的发动机转矩允许范围的减小，这又实现了第一及 第二电机56和72的电动机转矩TA， TB的运行范围。电压函数494提供了对最 大和最小电动机 魏控制电功率约束的相对快速的校正以快速响应来修改ESD 74的电压。为了补偿优选电池功率Po打的确定中的误差，充电函数492提供了 对最大和最小充电函数电功率约束的相对缓慢的校正。
当电功率提高被激活时，随着最大电动机转矩控制电功率约束 ('Pmt max ntt')的相应提高和/或最小电动机转矩控制电功率约束('Pbat 的相应减小，输出和电动机转矩确定方案340发挥作用以提高第一及第二电机 56和72的电动机车转巨指令，并且可以相应地降低输入转矩请求，这样提高来自 动力系的转矩输出或者将来自动力系的转矩输出保持在樹氐的功率消耗水平。
本发明描述了几个优选实施例及其变形。通过阅读和理解本说明书，还可 以做出其他的变型和改造。因此，本发明并非局限于作为实施本发明的最佳方 式的特定实施例，而是包括落在所附权利请求范围之内的所有实施例。
权利要求
1. 一种控制动力系系统的方法，该系统运行以在输入构件和多个功率致动器以及输出构件之间传输功率以产生输出转矩，所述功率致动器被连接到能量存储装置，所述方法包括监测所述动力系系统的运行状况；确定所述能量存储装置的输出功率的电功率极限；基于所述动力系系统的运行状况选择性地激活电功率提高；以及当电功率提高被激活时提高所述电功率极限。
2. 如权利要求1所述的方法，进一步包括 基于所述动力系系统的运行状 ，择性地禁止电功率提高；以及 当电功率提高被禁止时降低所述电功率极限。
3. 如权利要求1所述的方法，进一步包括 基于所述电功率极限确定所述输出构件的输出转矩。
4. 如权利要求1所述的方法，进一步包括基于所述电功率极限确定一组输出转矩约束；以及 基于所述输出转矩约束确定输出构件的输出總巨。
5. 如权利要求1所述的方法，进一步包括监测所述动力系系统的运行状况，该运行状况包括所述能量存储装置的充 电状态、发动机转矩、发动机容量极限、发动机状态、发动机启动周期运行及 发动机停止周期运行中的至少一个；以及基于所述能量存储装置的充电状态、发动机状态、发动机转矩、发动机启 动周期、及发动机停止周期中的至少一个激活电功率提高。
6. 如权禾腰求1所述的方法，进一步包括确定所述能量存储装置的充电状态是否大于阈值充电状态；以及当所述能量存储装置的充电状态大于所述阈值充电状态时激活电功率提高。
7. 如权禾腰求1所述的方法，进一步包括确定发动机状态为汽缸失活状态；以及当所述发动机状态为汽缸失活状态时激活电功率提高。
8. 如权利要求1所述的方法，进一步包括 确定发动机转矩是否大于阈值转矩；以及 当发动机转矩大于所述阈值转矩时激活电功率提高。
9. 如权利要求1所述的方法，进一步包括 ^T活电功率提高；以及当所述电功率提高被激舌时提高所述电功率极限。
10. 如权禾腰求9所述的方法，其中所述电功率极限在电功率提高被激活时以校准的爬坡率随时间的推移而提高。
11. 如权利要求l所述的方法，进一步包括 禁止电功率提高；以及当所述电功率提高被禁止时降低所述电功率极限。
12. 如权利要求ll所述的方法，其中所述电功率极限基于所述输出构件的输出速度以校准的下坡率随时间推移 而下降。
13. —种在动力系系统中管理电功率的方法，该动力系系统包括能量存储装置、发动机、第二转矩产生装置和变速装置，该变谨装置运行以在输出构件、 所述发动机和所述第二转矩产生装置之间传输功率，第二转矩产生装置电耦合到能量存储装置，所述方 跑括监测所述动力系系统的运行状况； 提供最大电功率极限和最小电功率极限；基于所述动力系系统的运行状;^择性地激活和禁止电功率提高；以及 通过电功率提高被激活时的电功率极限提高和所述电功率提高被禁止时的电功率极限收敛中的一个，修改所述电功率极限。
14. 如权禾腰求13所述的方法，进一步包括基于所述电功率极限确定一组输出转矩约束；以及 基于所述输出转矩约束确定所述输出构件的输出總巨。
15. 如权利要求13所述的方法，进一步包括监测所述动力系系统的运行状况，该运行状况包括所述能量存储装置的充 电状态、发动机转矩、发动机容量极限、发动机状态，发动机启动周期运行，及发动机停止周期运行中的至少一个；以及基于所述能量存储装置的充电状态、发动机状态、发动机转矩，发动机启 动周期及发动机停止周期中的至少一个激活电功率提高。
16. 如权利要求13所述的方法，进一步包括 确定所述能量存，置的充电状态是否大于阈值充电状态；以及 当所述能量存储装置的充电状态大于所述阈值充电状态时激活电功率提高。
17. 如权利要求13所述的方法，进一步包括 确定发动机状态为汽缸失活状态；以及 当所述发动机状态为汽缸失活状态时激活电功率提高。
18. 如权利要求13所述的方法，进一步包括 确定来自发动机的输入转矩是否大于阈值输入转矩；以及当来自所述发动机的所述输入转矩大于所述阈值输入转矩时激活电功率提
19. 如权利要求3所述的方法，进一步包括 激活电功率提高；以及当所述电功率提高被激活时提高所述电功率柳艮，其中所述电功率极限在 电功率提高被^C活时以校准的爬坡率随时间的推移而提高。
20. —种在动力系系统中管理电功率的方法，该动力系系统包括能量存储装 置、发动机、第二车转巨产生装置和 装置，该 装置运行以在输出构件、 所述发动机和所述第二转矩产生装置之间传输功率，所述第二转矩产生装置电 耦合至脂遣存储装置，所述方 跑括-提供最大电功率极限和最小电功率极限；监测所述动力系系统的运行状况，该运行状况包括所述能量存储装置的充 电状态、发动机转矩、发动机容量极限、发动机状态、发动机启动周期运行及 发动机停止周期运行中的至少一个；基于所述能量存储装置的充电状态、发动机状态、发动机转矩、发动机启 动周期及发动机停止周期中的至少一个激活电功率提高；以及当电功率提高被激活时提高所述电功率极限。
全文摘要
本发明提供一种在动力系系统中提高电功率的方法。该动力系系统运行以在输入构件和多个功率致动器和输出构件之间传输功率以产生输出转矩。功率致动器被连接到能量存储装置。控制动力系系统的方法包括监控动力系系统的运行情况、确定能量存储装置的输出功率的电功率极限、基于动力系系统的运行情况选择性地激活电功率提高，以及当电功率提高被激活时提高所述电功率极限。
文档编号B60W10/06GK101450662SQ20081019115
公开日2009年6月10日 申请日期2008年11月4日 优先权日2007年11月4日
发明者A·H·希普, G·塔梅, S·J·汤普森 申请人:通用汽车环球科技运作公司