[发明专利]具有改进的基于功率域的零速控制的扭矩生成系统和方法

说明书

一种扭矩生成系统包括一个或多个扭矩生成装置、具有输出构件的变速器，以及控制器。当输出构件在零输出速度运行时，控制器执行控制系统运行的方法。控制器被编程为确定扭矩请求水平和输出构件的实际速度，以及当确定实际速度为零时，使用扭矩请求水平确定输出构件的有效速度为经校正的非零值。控制器使用有效速度和扭矩请求水平来计算传动系的有效功率。使用计算的有效功率执行关于传动系的控制动作，包括将传动系控制信号传输至所述扭矩生成装置，从而选择适当传动系运行模式。

技术领域

本公开涉及一种具有改进的基于功率域的零速控制的扭矩生成系统。

背景技术

通常，响应于根据系统的有效输出扭矩得到的请求输出扭矩，对车辆传动系和其它复杂的扭矩生成系统加以控制。基于扭矩的控制，也被称为扭矩域控制，提供了以有效输出扭矩为形式的单一控制自由度。例如，传统的车辆传动系利用驾驶员的输出扭矩要求在扭矩域中进行控制，而驾驶员的输出扭矩要求又是根据扭矩请求水平和传动系唯一齿轮映射校准集来确定的。

作为对比，在基于功率域的控制系统中，或者功率域中系统的控制中，控制器判断机械功率的总量以及系统中发生的所有功率损失，机械功率的总量可以由系统任何数目的扭矩生成装置(如内燃机和电动机)所生成。功率域的控制提供两个控制自由度，即，扭矩和速度。因此，当应用到具有多于一个的扭矩生成装置的混合电动传动系和其它复杂系统时，功率域控制可以特别有用。

发明内容

本文中公开了一种扭矩生成系统和方法，旨在改善现有的功率域控制策略，特别是当扭矩生成系统在或接近零速度下运行时。在一个示例性实施例中，扭矩生成系统可以被实施为具有两个或多个扭矩生成装置(例如内燃机和一个或多个电动机)的混合电动车辆的传动系。在本发明的预期范围内可以设想其它实施例，例如非车辆实例中的固定功率装置。

本文中认识到，虽然基于功率域的控制策略部分地因为相对于基于扭矩域控制提供的额外控制自由度而提供了一定的性能优势，但在正被控制的系统在或非常接近零输出速度运行时基于功率的控制计算容易崩溃。即，功率是输出扭矩和速度的乘积，因此零输出速度对应于零输出功率。因此，当系统处于或接近零速时，典型的基于功率域的控制系统在区分不同水平的输出扭矩需求方面无效。本公开旨在帮助解决这一特定的控制问题，并由此改善扭矩生成系统的整体性能。

在一个示例性实施例中，扭矩生成系统包括至少一个扭矩生成装置、变速器和控制器。变速器包括输出构件。控制器被配置成当输出构件在零输出速度运行时，控制器控制传动系的运行。控制器被编程为确定扭矩请求水平和输出构件的实际速度，并最终确定输出构件的有效速度作为校准的非零值。当实际速度为零时，通过扭矩请求水平，例如根据本实施例的百分比发动机油门请求和/或电动机扭矩请求，来确定有效速度。控制器还使用所确定的有效速度和扭矩请求水平，计算传动系的有效功率。使用所计算的有效功率执行关于该系统的控制动作，包括将传动系控制信号传输至所述(一个或多个)扭矩生成装置，以选择适当传动系或其它运行模式。

还公开了一种用于控制零输出速度的扭矩生成系统的方法。该方法包括确定扭矩请求水平和输出构件的实际速度，并确定输出构件的有效速度作为校准的非零值。当实际速度为零时根据扭矩请求水平确定有效速度。该方法还包括使用所确定的有效速度和所确定的扭矩请求水平，计算传动系的有效功率。使用所计算的有效功率执行关于扭矩生成系统的控制动作。该控制动作包括将传动系控制信号传输至(一个或多个)扭矩生成装置，从而选择系统处于零输出速度时适当的运行模式。

以下结合附图对实施本发明的最佳方式进行的详细描述中能够很容易了解到本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点。

附图说明

图1是如本文所述的一种示例性车辆的示意图，示例性车辆具有控制器，控制器被编程以提供在或接近零速度下基于功率域的控制。

图2A-C示出了可以供图1的控制器使用的性能痕迹的示例性实施例，其中性能痕迹示出了有效速度、实际速度和扭矩需求水平。