[发明专利]用于控制多模式动力系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及采用多个转矩生成装置的多模式动力系统的动态系统控制。

背景技术

本节中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息。因此，此陈述并非旨在构成对现有技术的承认。

动力系统可构造成将源于多个转矩生成装置的转矩经由转矩传递装置传递至可联接到传动系的输出部件。此类动力系统包括混合动力系统和增程电动车辆系统。用于操作此类动力系统的控制系统响应于操作者命令的输出转矩请求来操作转矩生成装置并且应用变速器中的转矩传递元件以传递转矩，考虑了燃料经济性、排放、驾驶性能和其它因素。示例性转矩生成装置包括内燃发动机和非燃烧转矩机器。非燃烧转矩机器可包括电机，电机可操作为马达或发电机以独立于来自内燃发动机的转矩输入产生输入到变速器的转矩。转矩机器可将经由车辆传动系传递的车辆动能转换成电能，该电能可储存在电能储存装置中，这被称为再生操作。控制系统监测来自于车辆和操作者的各种输入，且提供混合动力系的操作控制，包括控制变速器操作状态和换挡、控制转矩生成装置，以及调节电能储存装置和电机间的电功率互换来管理变速器的输出，包括转矩和旋转速度。

发明内容

动力系统包括内燃发动机，多模式变速器，转矩机器和传动系。一种用于操作动力系统以在发动机，转矩机器和传动系之间传递转矩的方法包括响应于输出转矩请求在虚拟挡位范围中控制动力系统的工作，其包括在可变模式变速器范围中操作变速器并且响应于输出转矩请求和与来自发动机的输入转矩的大小成比例地控制至传动系的转矩输出的大小。

本发明还提供如下方案：

1. 一种用于操作动力系统的方法，所述动力系统包括多模式变速器，所述多模式变速器构造成在发动机、转矩机器和传动系之间传递转矩，所述方法包括：

响应于输出转矩请求在虚拟挡位范围中控制动力系统的操作，其包括在可变模式变速器范围中操作变速器并且响应于输出转矩请求并且与来自发动机的输入转矩的大小成比例地控制至传动系的转矩输出的大小。

2. 根据方案1所述的方法，其中在虚拟挡位范围中控制操作还包括响应于输出转矩请求确定用于变速器的转矩传递离合器的优选发动机速度和优选离合器滑动速度。

3. 根据方案2所述的方法，其中确定用于变速器的转矩传递离合器的优选发动机速度和优选离合器滑动速度包括：

对于多个候选发动机速度和候选离合器滑动速度中的每一个，响应于输出转矩请求采用用于在虚拟挡位范围中操作动力系统的系统转矩确定方案，并且采用成本模型以计算各自的候选成本；以及

识别优选发动机速度和优选离合器滑动速度包括与最小的候选成本相关的候选发动机速度和候选离合器滑动速度。

4. 根据方案3所述的方法，其中采用在虚拟挡位范围中用于操作动力系统的系统转矩确定方案包括确定优选的动力系操作点，其包括当基于动力系统操作参数在虚拟挡位范围中操作时响应于候选发动机速度和候选离合器滑动速度用于转矩机器的马达转矩命令以实现输出转矩请求。

5. 根据方案3所述的方法，其中采用成本模型以计算各自的候选成本包括：

响应于输出转矩请求采用用于在虚拟挡位范围中操作动力系统的系统转矩确定方案以确定最优候选动力系操作点；以及

采用动力成本函数以确定在最佳候选动力系操作点用于操作动力系的候选成本。

6. 一种用于操作动力系统的方法，所述动力系统包括多模式变速器，所述多模式变速器构造成在发动机、转矩机器和传动系之间传递转矩，所述方法包括：

利用相对于元件速度的三个自由度操作变速器；以及

响应于输出转矩请求并且与来自发动机的输入转矩的大小成比例地控制至传动系的转矩输出的大小。

7. 根据方案6所述的方法，其中利用所述三个自由度操作变速器包括控制变速器输入速度，变速器输出速度，以及变速器的转矩传递离合器的速度。

8. 根据方案7所述的方法，其中控制变速器输入速度，变速器输出速度，和转矩传递离合器的速度包括响应于输出转矩请求确定用于转矩传递离合器的优选发动机速度和优选离合器滑动速度。

9. 根据方案8所述的方法，其中确定用于转矩传递离合器的优选发动机速度和优选离合器滑动速度包括：

对于多个候选发动机速度和候选离合器滑动速度中的每一个，响应于输出转矩请求采用用于操作相对于元件速度具有所述三个自由度的动力系统的系统转矩确定方案，并且采用成本模型以计算各自的候选成本；以及