确定动力系的输出转矩约束的方法

专利名称：确定动力系的输出转矩约束的方法
技术领域：
本发明涉及在代用能源车辆中使用的动力系的输出转矩约束的确定，例如电动车 辆或混合动力车辆。
背景技术：
机动车辆包括可操作地驱动车辆和向车载电器供以动力的动力系。动力系，或动 力系统，通常包括通过多级动力传输向最终传动系统供以动力的发动机。许多车辆由往复 式活塞型内燃机(ICE)供以动力。混合动力车辆使用多种代用动力源驱动车辆，最小化对发动机供以动力的依赖。 混合动力电动车辆(HEV)，例如，包括有电能和化学能，并将电能和化学能转化成机械动力 以驱动车辆并向车辆系统供以动力。混合动力电动车辆通常使用一个或多个电机(电动机 /发电机)独立操作或与内燃机一起驱动车辆。电机将动能转化成电能存储在能量储存装置中。来自能量储存装置的电能然后可 转换回用于车辆驱动的动能。电动车辆也包括一个或多个用来驱动车辆的电机和能量储存
直ο

发明内容
提供一种确定具有多个部件的动力系的输出转矩约束的方法。动力系包括发动 机、第一马达、蓄电池和第一转矩传递机构。该方法包括监测独立部件限值，包括第一马达 限值、第一转矩传递机构限值和蓄电池功率限值。独立部件限值中的每一个包括每个相应部件的最小和最大独立限值。该方法还确 定是否每个独立部件限值可以通过选择第一转矩值来满足。如果第一转矩值满足每个独立 部件限值，该方法还通过选择第一转矩值设置输出转矩约束。然而，如果第一转矩值不满足 每个独立部件限值，该方法选择第二转矩值。选择第二转矩值包括以下优先级满足第一马达限值；如果可能，则满足第一转 矩传递机构限值；如果可能，则满足蓄电池功率限值。该方法还将输出转矩约束设置为第二 转矩值。该方法可包括沿主线判断以查找第一个明确的解。该第一个明确的解是满足所有 独立部件限值的解。结合附图，本发明的以上特征和优势以及其他特征和优势将从以下实施本发明的 最佳模式和其他实施例的详细描述中变得显而易见。本发明还提供了如下方案方案1. 一种确定具有多个部件的动力系的输出转矩约束的方法，其中多个部件 包括发动机、第一马达、蓄电池和第一转矩传递机构，包括监测独立部件限值，其包括第一马达限值、第一转矩传递机构限值和蓄电池功率 限值，其中独立部件限值中的每一个包括最小和最大独立限值；确定独立部件限值中的每一个是否可通过选取第一转矩值得到满足；
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如果第一转矩值满足独立部件限值中的每一个，则通过选取第一转矩值设置输出 转矩约束；如果第一转矩值不满足独立部件限值中的每一个，则选取第二转矩值，其中选取 第二转矩值包括以下优先级满足第一马达限值；然后，如果可能，满足第一转矩传递机构限值，和然后，如果可能，满足蓄电池功率限值；和设置输出转矩约束为第二转矩值。方案2.方案1的方法，其中动力系进一步包括第二马达和第二转矩传递机构，其 中独立部件限值进一步包括第二马达限值和第二转矩传递机构限值，且其中选取第二转矩 值包括以下优先级满足第一马达限值和第二马达限值，然后，如果可能，满足第一转矩传递机构限值和第二转矩传递机构限值，和然后，如果可能，满足蓄电池功率限值。方案3. —种确定具有多个部件的动力系的输出转矩约束的方法，其中多个部件 包括发动机、第一马达、蓄电池和第一转矩传递机构，包括监测独立部件限值，其包括第一马达限值，第一转矩传递机构限值和蓄电池功率 限值，其中独立部件限值中的每一个包括最小和最大独立限值；沿主线判断以查找第一明确的解，其中第一明确的解发生在满足所有独立部件限 值的输出转矩约束处；如果找不到第一明确的解，以致独立部件限值的第一不满足限值沿主线得不到满 足，确认第一不满足限值为第二线；沿第二线判断以查找第二明确的解；如果找不到第二明确的解，以致独立部件限值的第二不满足限值沿第二线得不到 满足，确认第二不满足限值为第三线；沿第三线判断以查找第三明确的解；如果沿第三线找不到第三明确的解，通过允许排除独立部件限值的第三不满足限 值来查找最终解，其中最终解是最接近第三不满足限值的解且该最终解满足最高数量的其 余独立部件限值；和设置动力系的输出转矩约束为按顺序的第一明确的解、第二明确的解、第三明确 的解和最终解的最后一个。方案4.方案3的方法，进一步包括通过以下步骤选取第三不满足限值始终满足第一马达限值；如果排除第一转矩传递机构限值将满足第一马达限值，则允许排除第一转矩传递 机构限值；和如果排除蓄电池功率限值将满足第一马达限值或者同时满足第一马达限值和第 一转矩传递限值，则允许排除蓄电池功率限值。方案5.方案4的方法，其中动力系进一步包括第二马达和第二转矩传递机构，其 中独立部件限值进一步包括第二马达限值和第二转矩传递机构限值，和其中第三不满足限 值进一步通过以下步骤选取
始终满足第一和第二马达限值；如果排除第二转矩传递机构限值将同时满足第一和第二马达限值，则允许排除第 二转矩传递机构限值；和如果排除蓄电池功率限值将满足以下其中之一第一和第二马达限值两者，和第一和第二马达限值两者以及第一和第二转矩传递机构中的一者；则允许排除蓄电池功率限值。方案6.方案5的方法，其中主线为用于第一马达和第二马达操作的最佳分割比。方案7.方案6的方法，其中第二线为第一、第二或第三转矩传递限值之一。方案8.方案7的方法，其中第一和第二马达限值始终作为第三线，这样沿第一和 第二马达限值的判断可包括允许排除第三不满足限值。方案9.方案8的方法，其中沿主线、第二线和第三线之一的判断包括查找在所有最小独立输出转矩限值的最大值处的第一点；查找在所有最大独立输出转矩限值的最小值处的第二点；查找在判断线和蓄电池功率限值的相交点处的第三点；和选取等于第二点和第三点的较小的输出转矩值的第四点，然后选取第四点和第一 点的较大的输出转矩值。方案10.方案9的方法，其中动力系进一步包括第三转矩传递机构，其中独立部件 限值进一步包括第三转矩传递机构限值，并且其中第三不满足限值进一步通过以下步骤选 取始终同时满足第一和第二马达限值；如果排除第三转矩传递机构限值将同时满足第一和第二马达限值，则允许排除第 三转矩传递机构限值；和如果排除蓄电池功率限值将满足以下其中一个第一和第二马达限值两者，和第一和第二马达限值两者以及第一、第二和第三转矩传递机构中的至少两个；则允许排除蓄电池功率限值。方案11. 一种确定具有多个部件的动力系的输出转矩约束的方法，其中多个部件 包括发动机、第一马达、蓄电池和第一转矩传递机构，包括监测独立部件限值，其包括第一马达限值，第一转矩传递机构限值和蓄电池功率 限值，其中独立部件限值中的每一个包括最小和最大独立限值；沿主线判断以查找第一明确的解，其中第一明确的解满足所有独立部件限值；如果找不到第一明确的解，以致第一不满足限值沿主线得不到满足，则通过允许 排除第一不满足限值查找最终解，其中最终解是最接近第一不满足限值的解且该最终解满 足所有其余独立部件限值；和如果找到，则设置动力系的输出转矩约束为第一明确的解，且如果找不到第一明 确的解，设置动力系的输出转矩约束为最终解。方案12.方案11的方法，其中动力系在电动可变变速器模式下操作，和
其中主线为绝对限值且设置输出转矩约束始终包括选取与主线相交的点。方案13.方案12的方法，进一步包括通过以下步骤选取第一不满足限值始终满足第一马达限值；如果排除第一转矩传递机构限值对满足第一马达限值是必要的，则允许排除第一 转矩传递机构限值；和如果排除蓄电池功率限值对满足第一马达限值或同时满足第一马达限值和第一 转矩传递限值是必要的，允许排除蓄电池功率限值。方案14.方案13的方法，其中沿主线判断包括查找在与主线相交的所有最小独立输出转矩限值的最大值处的第一输出转矩占.
^ \\\ 查找在与主线相交的所有最大独立输出转矩限值的最小值处的第二输出转矩占.
^ \\\ 查找在主线和蓄电池功率限值的相交点处的第三输出转矩点；和选取等于第二输出转矩点和第三输出转矩点的较小的输出转矩值的第四输出转 矩点，然后选取第四输出转矩点和第一输出转矩点的较大的输出转矩值。


图1为可用于本发明的混合动力系的示意性动力流程图；图2为用于确定混合动力系中输出转矩约束的方法或算法的顶层的示意性流程 图；图3为图2所示算法的子程序的示意性流程图；图4为图2所示算法的另一个子程序的示意性流程图；图5为图2-4所示算法的结果以及动力系的独立约束的示意曲线图，示出了所有 马达、离合器和蓄电池限值的保护和满足，但是在不足最佳输出处操作；图6为图2-4所示算法的结果以及动力系的独立约束的另一个示意曲线图，示出 了所有马达限值的保护和满足以及一个离合器限值的违背；图7为图2-4所示算法的结果以及动力系的独立约束的另一个示意曲线图，示出 了所有马达限值和离合器限值的保护和满足，但是违背了蓄电池功率限值；图8为操作在电动可变变速器模式下动力系的独立约束的示意曲线图；和图9为图2-4所示算法的结果以及皮带传动交流发电机起动机(BAS)动力系的独 立约束的示意曲线图。
具体实施例方式参考附图，其中相同的参考数字对应于所有几个附图中相同或相似的部件，图1 中示出了可用于本发明的混合动力系100的示意图。本文中所使用的术语混合动力系通常 是指配置为与多个动力源(如发动机和电机)一起使用、配置为与纯电动动力源(如电动 车辆)一起使用、或配置为与其他代用能量牵引装置或原动机一起使用的任意动力系。图 1所示的动力系100的示意图高度简化并可包括多个附加部件或可能与本发明不需要的附 加部件一起示出。
当本发明相对于汽车应用详细描述时，本领域技术人员将认识到本发明更广泛的 适用性。本领域技术人员将认识到诸如“之上”、“之下”、“向上”、“向下”等等术语是用来对 附图进行说明，并不表示对如随附的权利要求限定的本发明范围的限制。动力系100包括内燃机110和变速器112。动力系100传递输出转矩以驱动混合 动力车辆，其中动力系100包含在传动机构114处。如本领域普通技术人员可以认识到的， 传动机构114可以是将动力系100联接到车桥的最终传动机构、到车辆从动轮的直接连接、 用于四轮驱动或全轮驱动的分动器、或从动力系100传递转矩以驱动车辆和向车辆提供牵 引力的其他机构。除了发动机110，所示动力系100包括两个另外的原动机，它们均为电机， 第一电动机/发电机116和第二电动机/发电机118。第一和第二电动机/发电机116和 118也可分别被称为电动机/发电机A和电动机/发电机B。转矩在动力系的部件之间通过转矩传递机构(TTM)130、131、132、133、134和135 传递。转矩传递机构130-135可以是皮带或轴，这样部件不能选择地彼此连接或分离。然 而，转矩传递机构130-135也可以是液压致动的、有选择性的转矩传递机构，如离合器、制 动器、爪形离合器等等。转矩传递机构130-135允许在已连接部件之间传递。一些转矩传递机构130-135 允许正转矩和负转矩传递，而一些仅仅允许转矩的单向传递。例如，转矩传递机构130允许 发动机110将转矩传递到电动机/发电机118并也允许电动机/发电机118将转矩传递到 发动机110。所示动力系100仅仅是说明性的，并且所示连接仅仅旨在作为动力流程图。电动 机/发电机116、118可以位于变速器112内，且变速器112配置为多模式变速器，具有作为 电动可变变速器(EVT)的能力或在固定档位模式下，以便变速器可操作在并联、串联和动 力分流混合模式下、仅电动模式和传统的(非混合动力)变速器模式下。动力系可只包括一个电动机/发电机116仅仅与发动机直接连接，而不与变速器 112直接连接。一个电动机/发电机116可位于发动机110和变速器112之间并可通过轴 或套轴与发动机110直接联接。此外，动力系100可配置为使用在纯电动车辆中，这样这里就不包括内燃机。电动 机/发电机116、118可直接连接到传动机构114。能量储存装置(ESD)，如蓄电池(图1中标记为ESD)，接受由电动机/发电机116、 118产生的能量，并将能量提供给电动机/发电机116、118转换为机械能。动力系100也可 包括多个能量储存装置。蓄电池120可以是化学储存蓄电池，或为本领域普通技术人员所 公知的其他能量储存装置。每个独立的能量储存装置或蓄电池120可以是单个的单元(其 可能包括多个单格电池)或蓄电池组。蓄电池120还可用来向发动机110提供点火火花并 可连接到起动马达以辅助起动发动机110-这也可通过电动机/发电机116、118的其中一 个完成。动力系100内的独立部件具有操作约束或限值，超过该约束或限值，尤其持续延 长(比瞬时更长的)时间段，部件易于损坏、失效或过度磨损。独立部件限值中的每一个包 括每个相应部件的最小和最大独立限值，只要最大和最小值不相等，独立部件限值是在范 围内的。如本文中所使用的，为了“满足”任意特定的单独部件的限值，必须选择输出转矩 约束以便电动机/发电机116、118的转矩产生在单独部件的限值范围内的点处(小于最大值并大于最小值)。随着车辆和动力系100的操作条件的变化，独立部件的限值也变化。为了保护部 件，控制器140-或多个控制器140-监测动力系100和独立部件的操作条件并确定最能保 护所有独立部件的动力系100的最终的输出转矩约束，如这里所述。控制器140包括能从算法(如本发明这里所述的)计算输出转矩并直接控制或命 令电动机/发电机116、118的控制的计算机处理装置。控制器140可以是混合转矩确定模 块的一部分、并入混合控制处理器(HCP)的独立控制器、车辆计算机或ECU的一部分、或为 本领域普通技术人员所公知的其他合适的控制器。一个或多个转矩传递机构130-135是轴或皮带时，TTM的独立部件限值是基于轴 的尺寸和材料或皮带(和滑轮)的尺寸和摩擦特性的物理限值。然而，一个或多个转矩传 递机构130-135是液压离合器或制动器时，TTM的独立部件限值不但是基于离合器的摩擦 材料的物理限值，而且是基于啮合离合器片的液压压力的限值。通常，离合器转矩传递机构130-135的独立限值仅仅在离合器啮合或部分啮合 (打滑)时计算，与完全分离(打开，且不传送或传递转矩)相反。这就是这里所指的“锁 止”离合器。完全打开、未锁止、无转矩传送的离合器可建模为具有无穷大的限值(其从不 限制动力系100的操作)。为了保护锁止的离合器，独立限值或约束可计算为可穿过各个 锁止的离合器传递的转矩的最小量和最大量。满足这些独立限值将形成对锁止离合器的保 护。除了转矩传递机构130-135的限值，可实现进一步的硬件限值或部件约束以便保 护电动机/发电机116、118并辅助控制器140确定第一电动机/发电机116和(如果包括 在动力系100中)第二电动机/发电机118的操作限值。电动机/发电机116、118的独立 限值基于状态信息和硬件特性计算，包括但不限于马达温度、马达速度(通常用队和队表 示)、提供给电动机/发电机116、118的电压、马达类型(永磁型、电感型等等)和为本领域 普通技术人员所公知的其他因素。蓄电池120也可具有独立部件限值，这些限值可影响动力系100的整个输出转矩 约束。蓄电池120的独立部件限值也可称为硬件限值。蓄电池120的独立部件限值可由蓄 电池120的特性和状态信息确定，该状态信息包括但不足限于蓄电池温度、蓄电池120的 充电状态、蓄电池120的寿命目标(以年或工作周期计)、蓄电池组的特定的单格电池化学 性质、蓄电池组内的单格电池数量和为本领域普通技术人员所公知的其他状态信息。为了 说明的目的，能量储存装置的独立部件限值在这里是指蓄电池功率限值。然而，动力系100 可包括任何一种能量储存装置，该装置的主要独立限值可表示为电动机/发电机116、118 的独立转矩的函数。硬件限值或独立部件约束的确定可在控制器140内发生或在车辆或动力系100的 控制机构内的别处确定。如果独立部件约束在别处确定，控制器140可将它们作为输入或 者公式内的给定值。控制器140监测独立部件限值和并将那些限值作为因素计入动力系 100的整体最大和最小输出转矩约束的确定中，如这里所述。每个独立部件限值(蓄电池120、电动机/发电机116、118和转矩传递机构 130-135的)可表示为电动机/发电机116(简化表示为TA，因为电动机/发电机116也称 为马达A)的转矩和电动机/发电机118 (简化表示为TB，因为电动机/发电机116也称为
9马达B)的转矩的函数。整体输出转矩(简化表示为TO)同样可表示为TA和TB的函数，这 样可控制TA和TB以实现由控制器140确定的输出转矩约束。如图5-7所示，这里更详细地讨论，独立部件限值和由此产生的输出转矩约束可 相对于TA和TB用曲线图标绘。当在TA-TB坐标图上作曲线图时，硬件限值(电动机/发 电机116、118和转矩传递机构130-135)形成直线和蓄电池120的限值形成椭圆(尽管本 发明的一些应用可考虑蓄电池120的限值作为硬件限值)。输出转矩TO也是直线。现在参考图2、图3和图4-并继续参考图1-这里示出了 一种用于根据独立部件限 值确定输出转矩约束TO的方法或算法200。算法200的顶层如图2所示。图3和图4分别 示出了算法200的子程序300和400。算法200可通过控制器140或者如果必须，可由其他能处理独立部件限值并以能 用于约束动力系100的转矩输出的方式输出输出转矩约束TO-或如果用来确定上和下约 束时输出约束Τ0_ΜΑΧ和Τ0_ΜΙΝ。算法200可以循环的方式操作，如来自控制器的周期呼叫 函数，或可以稳态的方式(不断地计算和监测)运行。所示算法200步骤的精确顺序可以没有要求步骤可重新排序、步骤可删除、且可 包括附加的步骤，只要为本领域普通技术人员所公知。当车辆启动或开动使用时，算法200 的开始自动发生，或可基于来自控制器140的独立呼叫发生。在步骤210，算法200查找主线和蓄电池限值的相交点，并确定相交点是否满足所 有独立部件限值。主线是第一参考线，算法200沿着该线查找将满足所有独立部件限值的 输出转矩TO。例如，主线可以是转矩TA和TB的最佳分割比，这样，对于任意给定的输出转 矩T0，沿着最佳分割线的操作比偏离最佳分割线的操作更有效地利用来自蓄电池的能量。在一些条件下，从最佳分割比的偏离可直观地看作是控制电动机/发电机116、 118彼此对抗。最佳分割线基于两个电动机/发电机116、118相对于彼此的损失，以及电动 机/发电机116、118的速度(Na和Nb)，该速度直接与输出速度(化)成比例。最佳分割比通 常仅仅发生在当动力系100操作在固定档位状态下。当算法200沿着线、与线的相交点或违背线检查值时，算法是指作为马达转矩TA 和TB的函数的独立部件限值之一的数学表达式。用曲线图表示且直观地，这些函数是在独 立部件限值相对于马达转矩TA和TB的曲线图或坐标图上(参见说明性图例的图5-9)的 线。与任意特定参考线的相交点通常是指沿该线的点，其可通过对沿该参考线的该点的数 学求解或直观地查找该参考线的相交点来找到。与任意特定参考线违背意味着通过对沿参 考线的点的数学求解没有找到解或没有直观的相交点能被发现。算法200配置为查找最大输出转矩(Τ0_ΜΑΧ)或最小输出转矩(Τ0_ΜΙΝ)。如图 2-4所示，当算法200用“_LIM”标记某一项时，该项根据算法200的目标可以是“_MAX”或 “_MIN”。因此，在步骤210中，当算法求解最大输出转矩(Τ0_ΜΑΧ)时PBAT_LIM是最大蓄电 池功率(PBAT_MAX)而当算法求解最小输出转矩(Τ0_ΜΙΝ)时PBAT_LIM是最小蓄电池功率 (PBAT_MIN)。应注意，当车辆向后移动(倒车)时，使得输出速度(Ntj)为负值时，该算法可切换 用来确定输出转矩约束的蓄电池功率限值。因此，当车辆向后移动时，用来确ST0_MAX的 蓄电池功率限值是PBAT_MIN，而PBAT_MAX用来确定Τ0_ΜΙΝ。如果步骤210确定主线和PBAT_MIN的相交点确实满足所有独立部件限值，那么算法200已经找到最佳可用的解并且不需要进一步的计算。因此，算法在直接进入步骤212， 且动力系100的输出转矩约束(110_11預或110_默《设置为在相交点处的输出转矩值。步骤212是最优解，且动力系100可以这样配置以致于算法200在大部分操作条 件下到达步骤212。然而，可能存在这样的状况在这样的状况中最优解不能获得，尤其是 瞬时事件期间，如在电动可变变速器模式之间切换或当独立部件之一以意想不到的方式工 作时。如果算法200求解或寻找最大输出转矩，步骤212设置Τ0_ΜΑΧ为在PBAT_MAX和主 线的相交点处的输出转矩值，如果算法求解最小输出转矩，步骤212设置Τ0_ΜΙΝ为在PBAT_ MIN和主线的相交点处的输出转矩值。在步骤212设置T0_LIM作为一种快捷操作并且通过 一找到解就终止计算来减少算法200所要求的处理总量。控制器140减少的处理量可产生 (无限制)更快的处理时间、更低的控制器140耗电量、或更快地再运行算法200的能力。如本文中所使用的，“设置”输出转矩约束是指为动力系100的操作提供输出转矩 约束值。根据动力系100的配置和车辆的操作条件，输出转矩约束(最小或最大)可以按照 由算法200提供的直接利用。然而，输出转矩约束可以经历进一步修正或过滤。还应注意， 输出转矩约束可以不总是限制动力系100的要求输出转矩，因为要求输出转矩通常可能已 经处于算法200所确定的输出转矩约束内。如果PBAT_LIM和主线的相交点不满足所有独立部件限值，算法进入步骤214。步 骤214确定离合器限值是否被PBAT_LIM和主线的相交点违背。虽然图2的示意性流程图 在步骤214涉及“离合器”限值，但算法200可配置为检查任意转矩传递机构130-135(包 括皮带、轴等等)的违背。如果算法200不能找到满足所有独立部件限值的输出转矩(Τ0_ΜΑΧ或T0_ MIN)-这样以致于不能找到明确的解-算法200将通过按照优先级或等级来满足一些部件 限值。算法200的最高优先级是对电动机/发电机116和118限值的满足。其次的最高优 先级是对转矩传递机构130-135限值的满足。最低优先级是对蓄电池120的蓄电池功率限 值的满足。因此，电动机/发电机116、118和转矩传递机构130-135的硬件限值优先于蓄 电池120的电源限值。如果步骤214确定存在第一违背离合器线，则算法200进入步骤216使用第一违 背离合器线。如果多于一个离合器被违背，第一违背离合器线可以通过许多方法之一与其 他(第二或第三)违背离合器线区别开来。例如，没有限制地，第一违背离合器线可选自沿 主线最极端地违背的离合器线-即如果算法求解Τ0_ΜΑΧ，第一违背离合器线是沿主线具有 最高输出转矩的违背离合器。在这种配置中，当独立部件限值相对于TA和TB绘制时，第一 违背离合器线还具有在输出转矩增加的方向最远的相交点。另选地，第一违背离合器线也可是最接近相交点的违背离合器(具有最近点的 线)。此外，第一违背离合器线也可以通过简单分配编号到所有离合器并首先选择最低或最 高编号的离合器来选择。第一违背离合器线作为第二线，且如果沿主线的判断没有提供明确的解，算法200 可利用第二线查找明确的解。如本文中所使用的，沿参考线(如主线或第二线)“判断”包 括沿参考线求解满足所有独立部件限值的输出转矩(Τ0_ΜΑΧ或Τ0_ΜΙΝ)。该解实际上可以 是满足所有独立部件限值的点范围(即线段)，例如当满足所有独立部件限值时，Τ0_ΜΑΧ可以设置在沿该范围的任意位置。如果没有这样的点或范围存在-以致于沿参考线不存在明 确的解-且必须沿该参考线找到最终解，则判断将进一步包括排除最低优先级的不满足的 独立部件限值和查找最接近最低优先级的不满足的独立部件限值但仍然满足所有剩余独 立部件限值的解。沿主线和第二线，算法200和子程序300、400将尝试查找明确的解。然而，如果沿 主线和第二线的判断不能提供解，算法可移动到其他线，第三线。算法200配置为一旦其移 动到第三线总是找到解，这样以致于在第三线之后不再判断其他的线。沿主线、第二线和第 三参考线的判断将进一步相对于子程序300、400来说明，并且在图5和图6中以曲线图示
出ο步骤216确定第一违背离合器线是否平行于恒定输出转矩TO的线。如果任一线 平行于恒定输出转矩的线，则沿该线的判断将形成单个点(所有沿该平行的线的点具有相 同的TO值)。如果第一违背离合器线平行于恒定输出转矩的线，算法200进入步骤218以 确定主线和第一违背离合器线的相交点是否满足所有非蓄电池限值(即，相交点是否满足 所有硬件限值)。如果步骤218确定主线和第一违背离合器线的相交点满足所有非蓄电池限值，算 法200进入步骤220并设置在相交点处的输出转矩。如果主线和第一违背离合器线的相交 点满足除最低优先级限值(蓄电池120的电源限值，PBAT_LIM)外的所有限值，步骤220通 过设置Τ0_ΜΙΝ而不需要沿一个或多个附加的参考线判断来作为另一个快捷操作。如果步骤216已经确定第一违背离合器线不平行于恒定输出转矩的线，则沿第一 违背离合器线(第二线)的判断可能产生明确的解。然后算法进入步骤222并沿第一违背 离合器线执行违背离合器限值块、子程序300。如果步骤218已经确定主线和第一违背离合器线的相交点不满足所有非蓄电池 限值，则违背另一个离合器限值或马达限值并且算法200进入步骤224以确定不满足哪个 其他独立部件限值。如果另一个(第二个)离合器限值被违背，算法再次移动到步骤222 并执行子程序300。应注意算法200始终通过沿第一违背离合器线(第二线)开始来执行 子程序300。如果另一个离合器限值不被违背，算法从步骤2 转到步骤226。步骤2 沿第一 违背马达线执行违背马达限值块，子程序400。子程序300通过确定电动机/发电机116限值和电动机/发电机118限值沿第一 违背离合器线是否可同时实现而在步骤310开始。如果两个马达限值都能在第一违背离合 器线上获得，子程序300进入步骤312以确定输出转矩约束是否沿参考线被非蓄电池限值 限制。如果步骤312确定PBAT_LIM和第一违背离合器线的相交点满足所有剩余限值，子程 序300被蓄电池功率限制并进入步骤314。在步骤316，子程序沿第一违背离合器线判断以找到明确的解。因为PBAT_LIM和 第一违背离合器线的相交点满足所有剩余限值，算法获知明确的解是可获得的并简单地找 到最佳解。步骤316执行以下逻辑以沿第一违背离合器线判断输出转矩T0_LIM =最大值 (T0_MIN_LINEAR，最小值[T0_MAX_LINEAR，T0@PBAT_LIM])。所有用于判断的线性值都是独立部件限值在其与参考线的相交点处的输出转矩 值，这样每个相交部件提供那个部件的最大输出转矩以及提供那个部件的最小输出转矩。线性值仅仅从硬件限值(电动机/发电机116、118和转矩传递机构130-135)获取，并不包 括蓄电池功率与参考线的相交点。在步骤316中，参考线是第一违背离合器线，其是第二线。T0_MIN_LINEAR是从与 第二线相交的独立部件限值中产生的所有独立最小输出转矩限值的最大值(即，所有独立 最小部件输出转矩限值的最小极限)。沿指定参考线的T0_MIN_LINEAR是沿该参考线满足 马达约束和离合器约束的最小输出转矩。参见图5、6和8沿参考线线性判断的例子。同样，T0_MAX_LINEAR是所有独立最大部件限值的最小值(即，沿参考线的所有独 立最大输出转矩限值的最小极限)。应注意，宽的独立部件限值(在最大值和最小值之间具 有相对大的差值的那些限值)是比窄的独立部件限值(具有相对接近的最大值和最小值的 那些限值)更弹性的限值。步骤316沿第二线、第一违背离合器线判断以找到满足所有独立部件限值的T0_ LIM，并设置T0_LIM为该值。然而，和步骤212不同，步骤316不查找最佳解。步骤316找 到满足没有排除任何较低优先级的所有独立部件限值的非最佳解，因此该非最佳解是明确 的解。对于在步骤316终止算法200和子程序300的操作条件的示例，连同沿第一违背离 合器线判断的示例一起，参见图5和对曲线图500的描述。如果步骤312已经确定PBAT_LIM和第一违背离合器线的相交点不满足所有剩余 限值，步骤318认识到子程序300被马达限值或另一个离合器限值限制。步骤318将最高 优先级限制部件确认为限制线，并将该线确认为第三线。因此，步骤318将在确认另一个限 制离合器线之前确认限制电动机/发电机116、118。这是因为如果子程序300移动到离合 器作为第三线会引起违背更高优先级的电动机/发电机116或电动机/发电机118限值， 那么子程序300将不移动到将离合器作为第三线。识别了限制(第三)线，然后子程序300进入步骤320，步骤320确定限制线是否 平行于恒定输出转矩的线。如果限制线平行于输出转矩，子程序进入步骤322。沿限制线的 判断始终产生单个输出，因为沿限制线只有一个输出转矩的值。在步骤322，子程序设置动 力系100的输出转矩为沿限制线的输出转矩。对于算法200和子程序300在步骤322终止 的操作条件的示例，这里参见图7和对曲线图700的描述。如果限制线不平行于恒定输出转矩的线，子程序从步骤320进入步骤324并切换 到限制线以进行判断。在步骤326，子程序沿限制线判断并找到最佳可用的解。沿限制线的 判断可能产生不满足蓄电池功率限值、所有离合器限值或它们的组合的解。返回子程序300的开始，如果步骤310确定不存在同时实现两个马达限值的第一 违背离合器线的部分，子程序300进入步骤350。第一违背离合器线不能同步满足两个电动 机/发电机116和电动机/发电机118的限值意味着不能在满足这些马达的同时满足第一 违背离合器线，这些马达是最高优先级独立部件限值。在步骤350，离开第二线(第一违背离合器线)之后，子程序开始通过查找能用来 找到满足两个马达限值并尽可能地接近排除的第一违背离合器线从而汇合的第三线来求 出最终解。步骤350确定第一违背离合器线、第一违背马达线和输出转矩的恒定线是否都 平行。电动机/发电机116和118的限值是在马达A和马达B转矩坐标图上的垂直线。 因此，如果第一违背离合器限值平行于马达限值之一(例如马达A)时，第一违背离合器将
13不会与该马达的限值线相交并将与另一个马达(其可以是马达B)的限值线相交两次。如 果步骤350的答案是肯定的，相对于第一违背离合器线(马达A，在上述例子中)只有一个 违背马达线，且子程序在步骤352转到该线。该违背马达线成为第三线。违背马达线还表示尽可能接近第一违背离合器线的离合器转矩，该第一违背离合 器线已被排除且不会在最终解中得到满足。沿违背马达线不需要进一步的判断，因为该线 平行于输出转矩(由步骤350确定)且所有沿违背马达线的点具有相等的TO值并同等地 远离满足第一违背离合器线。步骤邪4设置动力系100的输出转矩约束为沿违背马达线的 TO。在步骤356，子程序300确定第一违背离合器线是否平行于任一马达限值_尽管这 两个马达限值都不平行于输出转矩的恒定线，如步骤350所确定的。如果第一违背离合器 线平行于马达限值之一，步骤358切换到该限值。应注意，最大和最小马达限值线均平行于 第一违背离合器线，因此步骤358切换到由第一违背离合器线违背的平行马达限值(这也 是最近的马达限值线)。在步骤360，子程序300沿平行的马达线判断以找到最佳剩余解。应注意，沿平行 的马达线的任意点同样接近第一违背离合器线，因此沿平行的马达线的判断完全忽略第一 违背离合器线。在步骤360中的判断再次使用公式T0_LIM =最大值(T0_LIM_LINEAR，最 小值[T0_MAX_LINEAR，T0@PBAT_LIM])，这种判断可以会或也可能不会产生对蓄电池限值 (PBAT_LIM)的违背，因为该独立部件限值比马达限值具有更低优先级。但是，如果可能，判 断将尝试满足蓄电池功率限值。判断将尝试满足与平行的马达线相交的任何其他离合器限值。对于算法200和子 程序在步骤360终止的操作条件的示例，连同沿第三线(平行的马达线)判断的示例一起 参见图6和对曲线图600的描述。如果步骤356确定第一违背离合器线不平行于任一马达限值，则子程序300进入 步骤362。电动机/发电机116和电动机/发电机118的限值的最近拐角也是满足两个马 达限值的点且对第一违背离合器线的违背最小。作为另一选择，步骤362可被表示沿任一违背马达限值线的线性判断，因为沿这 些线的线性判断在几乎所有情况下会导致选择最接近第一违背离合器线的这些马达限值 线的相交点。如图4所示，子程序400可通过如图2所示的算法200的步骤2 访问并操纵。当 算法200到达离合器限值都被满足而马达限值中的一者或全部两者未被满足时算法200转 到子程序400。因为电动机/发电机116和电动机/发电机118的限值接受最高优先级，算 法200立即进入子程序400以满足马达限值。马达限值线可作为第三(最终)线，沿该线 总是找到解-无论是明确的解还是排除较低优先级的独立部件限值之外的解。子程序400沿第一违背马达线执行。如果不止一个电动机/发电机116、118的限 值被违背(例如，在主线和PBAT_LIM的相交点处)，子程序400可通过选择违背马达线的最 大极限来确定第一违背马达线。如果算法200求解Τ0_ΜΑΧ，最大极限马达线在输出转矩TO 的最大值处与参考线相交，如果算法求解Τ0_ΜΙΝ，则最大极限马达线在输出转矩TO的最小 值处与参考线相交。作为另一选择，子程序400可配置为始终选择电动机/发电机116 (马 达Α)，或配置为选择与参考线或相交点最近的限值。
在步骤410，子程序400确定第一违背马达线是否平行于恒定输出转矩的线。如果 第一违背马达线平行于恒定输出转矩的线，则子程序在步骤412将其参考线切换为第一违 背马达线。在步骤414，动力系100的输出转矩设置为沿第一违背马达线的TO值。如果步骤410确定第一违背马达线不平行于恒定输出转矩的线，子程序进入步骤 416。非平行的第一违背马达线成为参考线。沿第一违背马达线的判断发生在步骤418。子 程序400沿第一违背马达线查找明确的解，并当沿第一违背马达线没有发现满足所有其他 约束的输出转矩范围时允许违背较低优先级的独立部件限值以便满足马达限值。现在参考图5-7，并继续参考图1-4，连同在描述的操作条件期间执行算法200的 结果示出了动力系100的独立约束的三个示例性曲线图示。在图5-7中图示和用曲线表示 的示例性的动力系100均具有两个电动机/发电机116和118，且具有至少两个锁止的转矩 传递机构130-135。然而，动力系100的其他配置也具有相同或相似的操作条件。图5-7将 结合图2-4中示出的示意流程图所采用的路径来被描述，以便说明算法200(和子程序300、 400)的一些可能的应用。如图5所示，第一个曲线图500是相对于沿轴502 (χ轴)的电动机/发电机 116(TA)的转矩和沿轴504(y轴)的电动机/发电机118 (TB)的转矩绘制的。动力系100 的输出转矩增加的方向由箭头506所示。最佳分割线510为主线。独立部件限值作为成对的线和椭圆示出。电动机/发电机116(马达A)的最大和 最小转矩限值分别由线512和线513表示。电动机/发电机118(马达B)的最大和最小转 矩限值分别由线514和线515表示。蓄电池120的最大和最小蓄电池功率限值(PBAT_MIN 和PBAT_MAX)分别如椭圆516和椭圆517所示。如图5所示，动力系100使用三个锁止离合器操作，其可以是转矩传递机构 130-135中的任意三个。第一锁止离合器的最小和最大转矩限值(TCL1_MIN和TCL1_MAX) 分别如线520和线521所示。第二锁止离合器的最小和最大转矩限值(TCL2_MIN和TCL2_ MAX)分别如线522和线523所示。第三锁止离合器的最小和最大转矩限值(TCL3_MIN和 TCL3_MAX)分别如线5 和线525所示。为了满足第三锁止离合器的转矩限值，动力系100 的输出转矩约束必须这样选择以致于电动机/发电机116、118的转矩位于位于线5M和 525之间的点处。最小输出转矩(Τ0_ΜΙΝ)如线530所示且最大输出转矩(Τ0_ΜΑΧ)如线531所示， 两个均使用算法200找到，如本文所述。除了线530和线531之外，曲线图500上所示的其 余线可作为给定的并为算法200的执行提供输入。为了找到Τ0_ΜΙΝ，在这些条件下的动力系100的最小输出转矩，算法200在步骤 210开始。然后算法200确定ΡΒΑΤ_ΜΙΝ(椭圆516)和主线(最佳分割线510)的相交点，如 最佳相交点534所示，不满足所有独立部件限值。步骤214确定违背了离合器限值。在这种情况下，第一锁止离合器的最小转矩限 值，TCL1_MIN如线520所示，在最佳相交点534处得不到满足。因此，TCL1_MIN或线520是 第一违背离合器线，且成为第二线。然后算法进入步骤216并确定TCL1_MIN不平行于恒定 输出转矩的线。恒定输出转矩的线垂直于如箭头506所示的增加输出转矩的方向。在这种 情况下，恒定输出转矩的线是水平线，如图5所示。然后算法200转到步骤222并沿第一违背离合器线(TCL1_MIN)执行违背离合器限值块。子程序300在步骤310确定两个马达限值在TCL1_MIN上都可实现。因为马达限 值在算法200中具有最高优先级，这些限值作为一个框在曲线图中示出，但实际延伸到更 远处(即，线514和线515保持水平延伸且线512和线513实际保持竖直延伸，正如线522 和线523 —样保持竖直延伸)。为了满足两个马达限值，第一违背离合器线必须穿过由TA 和TB限值形成的框。接着，步骤312确定PBAT_MIN和TCL1_MIN的相交点会满足所有剩余的独立部件 限值。直观上，可确认PBAT_MIN和TCL1_MIN的相交点在所有剩余成对的限值线之间512 和 513 (TA_MIN 和 TA_MAX) ；514 和 515 (TB_MIN 和 TB_MAX) ；522 和 523 (TCL2_MIN 和 TCL2_ MAX)；以及 524 和 525 (TCL3_MIN 和 TCL3_MAX)。子程序300已经确认所有限值均可沿该线达到，因此明确的解沿第二线存在，且 算法200不需要查找第三线。子程序300确定动力系100在这些条件下受蓄电池功率的限 制，并进入步骤316以沿第一违背离合器线判断以查找解。沿第一违背离合器线(TCL1_MIN，线520)的判断在判断线540上图示地示出。在 判断线520上示出的输出转矩点是独立部件限值的每个相交点的输出转矩值(即根据输出 转矩参数化的线)。判断线是在参考线(TCL1-MIN，线520，第二线)在仅示出相对输出转矩 值的单独的线上投影所得到的独立输出转矩限值的相交点的投影。邻近每个相交点的文字标记可当作由沿参考线的独立部件限值产生的独立输出 转矩限值。例如，如图5所示，在TCL1_MIN，线520与TCL2_MAX，线523相交处的输出转矩 点很容易看作是直接水平于(即具有相等的输出转矩)在判断线540上标有T0_TCL2_MAX 的输出转矩点。应注意，TB_MAX和TB_MIN(线515和514)没有示出与TCL1_MIN，线520相交，因 为TA和TB限值已经作为一个框示出。然而，延伸TB限值线会导致与TCL1_MIN相交。如判断线540上所示，所有线性最小输出转矩值的最大值是Τ0ΤΑ_ΜΙΝ。因此，Τ0_ ΤΑ_ΜΙΝ等于T0_MIN_LINEAR。同样地，所有线性最大输出转矩值的最小值是Τ0_ΤΑ_ΜΑΧ。因 此，Τ0_ΤΑ_ΜΑΧ等于T0_MAX_LINEAR。应注意，线性最大值和最小值不总是来自同样的硬件 部件，尽管在这个例子中是这样的。然后子程序300应用根据步骤316的判断公式到判断线MO以找到动力系100 的最小输出转矩。Τ0_ΜΙΝ=最大值(T0_MIN_LINEAR，最小值[T0_MAX_LINEAR，T0iPBAT_ MIN])。代入线性最大值和最小值，该公式变为Τ0_ΜΙΝ=最大值(Τ0_ΤΑ_ΜΙΝ，最小值[Τ0_ ΤΑ_ΜΑΧ, Τ0@ΡΒΑΤ_ΜΙΝ])。结果是 Τ0_ΜΙΝ = Τ0@ΡΒΑΤ_ΜΙΝ。应注意，判断能直观地沿判断线540被求解。Τ0_ΤΑ_ΜΑΧ和Τ0@ΡΒΑΤ_ΜΙΝ的最小值 是Τ0@ΡΒΑΤ_ΜΙΝ ；且Τ0_ΤΑ_ΜΙΝ和T0@raAT_MIN的最大值也是Τ0@ΡΒΑΤ_ΜΙΝ。因此在曲线图 500所示的操作条件下的动力系100的最小输出转矩约束设置为在TCL1_MIN(线520)和最 小蓄电池功率限值(椭圆516)的相交点处的输出转矩，并如线530图示地示出。应注意，最小输出转矩约束能被推到更低达到最小蓄电池功率限值(椭圆516)和 TCL1_MAX(线521)的相交点而不违背任何其他限值。然而，这导致移动得离最佳分割线更 远，而没有获得任何其他硬件满足。算法200配置为不仅为以较低效率的方式实现较低的 输出功率而从最佳分隔线偏离或进一步偏离。现在曲线图500将参照查找Τ0_ΜΑΧ而被描述。为了找到Τ0_ΜΑΧ，在这些条件下的动力系100的最大输出转矩，算法200在步骤210开始并沿着上述关于查找Τ0_ΜΙΝ所描述 的相同的路径。然后算法200确定ΡΒΑΤ_ΜΑΧ(椭圆517)和主线(最佳分隔线510)的相交 点，如最佳相交点535所示，不满足所有独立部件限值。算法200沿着以下路径查找Τ0_ΜΑΧ，和上面用于查找TO-MIN的一样步骤210 ；步 骤214 ；步骤216 ；步骤222 ；步骤310 ；步骤312 ；步骤314和步骤316。在步骤316，子程序 300沿相同的第二参考线、第一违背离合器线(TCL1_MIN，如线520所示)判断。沿TCL1_ MIN,线520的判断结果几乎与上述当查找TO-MIN时的一样，并在判断线540上示出。现在使用的公式为T0_MAX=最大值(T0_MIN_LINEAR，最小值[T0_MAX_LINEAR， Τ0@ΡΒΑΤ_ΜΑΧ])。代入线性最大值和最小值，公式变为Τ0_ΜΑΧ=最大值(Τ0_ΤΑ_ΜΙΝ，最小 值[Τ0_ΤΑ_ΜΑΧ，T0@PBAT_MAX])。结果是 T0_MAX = T0iPBAT_MAX ；如线 531 所示。由算法200确定的Τ0_ΜΙΝ和Τ0_ΜΑΧ的值均稍微低于最佳相交点534、535。然而， Τ0_ΜΙΝ和Τ0_ΜΑΧ均作为明确的解，并且没有独立部件限值被这些输出转矩约束违背。在最 佳相交点534或535处的操作会违背TCLl限值。控制器140将设置最小和最大输出转矩 约束为这些由算法200确定的值。此外，控制器140将命令电动机/发电机116和118在 不超过最大和最小输出转矩约束的范围内运转。如图6所示，第二个曲线图600是关于沿轴602 (χ轴)的电动机/发电机116 (TA) 的转矩和沿轴604(y轴)的电动机/发电机IlS(TB)的转矩绘制的。动力系100的增加输 出转矩的方向由箭头606所示。最佳分隔线610为主线。独立部件限值再次作为成对的线和椭圆示出。电动机/发电机116(马达A)的最 大和最小转矩限值分别由线612和线613表示。电动机/发电机118(马达B)的最大和最 小转矩限值分别由线614和线615表示。蓄电池120的最大和最小电源限值(PBAT_MIN和 PBAT_MAX)分别如椭圆616和椭圆617所示。如图6所示，动力系100仅仅使用两个锁止离合器操作，其可以是转矩传递机构 130-135中的任意两个。第一锁止离合器的最小和最大转矩限值(TCL1_MIN和TCL1_MAX) 分别如线620和线621所示。第二锁止离合器的最小和最大转矩限值(TCL2_MIN和TCL2_ MAX)分别如线622和线623所示。曲线图600仅仅示出了一部分独立部件限值，因此这里 可以有第三锁止离合器(TCL3)，但该离合器的限值太宽而不能在曲线图600中示出。然而， 因为TCL3的限值宽-且容易满足-TCL3不会影响Τ0_ΜΑΧ和Τ0_ΜΙΝ的计算。曲线图600上所示的操作条件不同于曲线图500上所示的。因此，算法200使用 不同的路径来查找Τ0_ΜΑΧ和Τ0_ΜΙΝ。图6和曲线图600将仅仅涉及查找Τ0_ΜΑΧ而被充分 描述，但是该算法200可使用来查找Τ0_ΜΙΝ。如曲线图600所应用的，因为PBAT_MAX和最佳分割线610(主线)的最佳相交点不 满足所有独立部件限值，算法200从步骤210转到214。第二锁止离合器的限值，在线622 和623上示出，不被最佳相交点满足。步骤214确认TCL2_MIN，线622是第一违背离合器限 值并成为第二线。TCL2_MIN，线622不平行于恒定输出转矩的线，因此步骤216直接将算法 200转到步骤222以沿TCL2_MIN，第一违背离合器线执行违背离合器限值块。子程序300在步骤310确定两个马达限值在TCL2_MIN上均不可达到。电动机/ 发电机116、118的限值是最高优先级限值。为了满足两个马达限值，第一违背离合器线必 须通过由TA和TB限值(线612、613和614、615)形成的框。在这种情况下，电动机/发电机116的最小转矩限值，TA_MIN，线612在沿TCL2_MIN，线622的任意点得不到满足。因为 马达限值沿第二线(第一违背离合器线)均不可达到，子程序300将前进到步骤350并查 找满足高优先级马达限值的第三线。步骤350将确定第一违背离合器线(TCL2_MIN)和违背马达线(TA_MIN)都不平行 于恒定输出转矩的线并将进入步骤356。因为TCL2_MIN和TA_MIN彼此平行，子程序进入步 骤358并切换到违背的平行的马达线。因此，TA_MIN成为第三线，且子程序将沿TA_MIN判 断以查找最终解。因为TCL2_MIN和TA_MIN是平行的，最终解不会是明确的解且不得不排 除(至少)TCL2_MIN。步骤360沿TA_MIN判断，判断线640上示出其结果。每个独立部件限值在其与 TA_MIN的相交点处的输出转矩值在判断线640上示出。应注意，TCL1_MAX，线621还与TA_MIN相交，但是在图6中所示的判断线640的相 关视图中非常靠下。示出为在判断线640中更靠下。应注意，因为TCL1_ MAX与TA_MIN的相交点导致比TB_MIN与TA_MIN的相交点更低的输出转矩，判断线640仍 然会示出所有与T0_TCL1_MIN相关的值。还应注意，T0_TCL1_MIN来自TCL1_MAX的相交点， 但是仍然是最小输出转矩水平。在步骤360，沿TA_MIN的判断使用以下公式T0_MAX =最大值(T0_MIN_LINEAR， 最小值[T0_MAX_LINEAR，T0iPBAT_MAX])。沿判断线640的最高的最小值给出Τ0_ΜΙΝ_ LINEAR = Τ0_ΤΒ_ΜΙΝ ；且沿判断线 640 的最低的最大值给出 T0_MAX_LINEAR = Τ0_ΤΒ_ΜΑΧο在判断公式中代入这些值，T0_MAX =最大值(Τ0_ΤΒ_ΜΙΝ，最小值[T0_TB_MAX，TOi ΡΒΑΤ_ΜΑΧ])。结果为 Τ0_ΜΑΧ = Τ0@ΡΒΑΤ_ΜΑΧ，其在线 631 上示出。为了查找Τ0_ΜΙΝ，算法沿如查找Τ0_ΜΑΧ完全一样的相同路径，并且沿ΤΑ_ΜΙΝ结束 对Τ0_ΜΙΝ的判断。因此在图6中所示判断线640和相交值与最大和最小输出转矩的都一 样。最小输出转矩的判断的结果是^^！讯=!^^^々!^^，其如线630所示。应注意，不是 所有的操作条件都会导致算法200沿相同的或甚至相似的路径查找Τ0_ΜΑΧ和Τ0_ΜΙΝ。如图7所示，第三个曲线图700是关于沿轴702 (χ轴)的电动机/发电机116 (TA) 的转矩和沿轴704(y轴)的电动机/发电机IlS(TB)的转矩绘制的。动力系100的增加输 出转矩的方向由箭头706所示。最佳分割线710为主线。独立部件限值再次作为成对的线和椭圆示出。电动机/发电机116(马达A)的最 大和最小转矩限值分别由线712和线713表示。电动机/发电机118(马达B)的最大和最 小转矩限值分别由线714和线715表示。蓄电池120的最大电源限值(PBAT_MAX)如椭圆 717所示。曲线图700的操作条件的最小蓄电池功率限值(PBAT_MIN)不可得到(即，这里没 有PBAT_MIN椭圆)。在最小蓄电池功率限值(通常由PBAT_MIN椭圆示出)不可得到的这 种情况下，算法可利用沿参考线的蓄电池功率的最低值，其是沿参考线离PBAT_MAX椭圆最 远的内部点。曲线图700所示的操作条件不同于曲线图500和曲线图600所示的那些。因此， 算法200采取不同的路径查找Τ0_ΜΑΧ。如图7所示，动力系100可仅仅使用两个锁止离合器操作，其可以是转矩传递机构 130-135中的任意两个。第一锁止离合器的最小和最大转矩限值(TCL1_MIN和TCL1_MAX)分别如线720和线721所示。第二锁止离合器的最小和最大转矩限值(TCL2_MIN和TCL2_ MAX)分别如线722和线723所示。如曲线图700所应用的，因为PBAT_MAX和最佳分割线710(主线)的最佳相交点 不满足所有独立部件限值，算法200从步骤210转到214。离合器限值被违背，因为第二锁 止离合器的限值，在线722和723上示出，不被最佳相交点满足。步骤214确认TCL2_MAX， 线723，为第一违背离合器限值，其使得TCL2_MAX为第二线。TCL2_MAX，线723不平行于恒 定输出转矩的线，因此步骤216直接将算法200转到步骤222以沿TCL2_MAX，第一违背离合 器线执行违背离合器限值块。子程序300在步骤310确定两个马达限值在TCL2_MAX上可达到。接着，步骤312确 定PBAT_MAX和TCL2_MAX的相交点不满足所有剩余的独立部件限值。直观上，可确认PBAT_ MAX和TCL2_MAX的相交点在TCLl限值包围的区域之外，即，在TCL1_MIN(线720)和TCL1_ MAX(线721)之间的区域。因此，TCL1_MIN，线720是限值线并作为第三线。子程序300确定动力系100在这些条件下是马达限定的还是离合器限定的，且从 步骤318进入步骤320以沿着第三线(TCL1_MIN，线720)查找比沿着第二线(TCL2_MAX，线 723)获得的更佳的解。在步骤320，子程序300确认TCL1_MIN，线720平行于恒定输出转矩 的线。沿TCL1_MIN，线720的判断会导致仅仅一个输出转矩值。因此，步骤322设置最大 输出转矩，Τ0_ΜΑΧ为在TCL1_MIN，线720处的输出转矩值。应注意，在曲线图700中，T0_ MAX不是用单独的线表示的，因为该线会与线720重叠。本发明具有适用于动力系100的许多配置和操作模式的适用性。算法200也可应 用到动力系100的许多配置和操作模式。如图5-7所示的示例性的条件都发生在操作于固 定档位状态或模式的多模式动力系100。当在固定档位状态操作时，动力系100输出构件的 转速规定了在变速器112内的所有其他转动(即，非固定的)部件的转速。当动力系100操作在电动可变变速器(EVT)模式下时，动力系100通过组合来自 串联和并联混合动力动力系结构的特征来提供连续可变的速比。EVT模式也可配置用于发 动机110的操作，发动机110与传动机构114机械分离(包括完全将发动机110与动力系 100的其余部件分离)。图8用当在EVT模式下操作时动力系100的独立部件限值的示意图示出了 EVT 曲线图800。曲线图800是关于沿轴802 (χ轴)的电动机/发电机116 (TA)的转矩和沿轴 804(y轴)的电动机/发电机IlS(TB)的转矩绘制的。动力系100的增加输出转矩的方向 由箭头806所示。在EVT模式下操作时，当已知输出转矩时，电动机/发电机116和118的独立转矩 贡献相互线性相关。曲线图800具有绝对线810，因为动力系100的输出转矩可能变化，但 是TA和TB基于输出转矩的水平是固定。绝对比率线不仅是主线，而且是找到解所能依赖 的唯一线。曲线图800也可使用算法200求解。为了这样做，优先级重新排序以便绝对线810 为最高优先级且所有判断沿绝对线810发生。作为另一选择，绝对线810可被建模为离合 器线，该离合器线具有彼此相等的最大值和最小值，并且该离合器线在该算法中接受最终 优先级，甚至超过马达转矩限值(其在固定档位状态下接受最高优先级)。算法200会将绝对线810作为主线-依靠该主线算法200首先查找明确的解-和第三线-依靠该第三线算 法200将总是找到最后的解，即使明确的解不可获得。独立部件限值再次作为成对的线和椭圆示出。电动机/发电机116(马达A)的最 大和最小转矩限值分别由线812和线813表示。电动机/发电机118(马达B)的最大和最 小转矩限值分别由线814和线815表示。蓄电池120的最大和最小电源限值(PBAT_MIN和 PBAT_MAX)分别如椭圆816和椭圆817所示。在图8所示的条件中，动力系100可使用多达2个的锁止离合器在EVT模式下操 作，这些离合器可以是转矩传递机构130-135的任意两个。第一锁止离合器的最小和最大 转矩限值(TCL1_MIN和TCL1_MAX)分别如线820和线821所示。第二锁止离合器的最小和 最大转矩限值(TCL2_MIN和TCL2_MAX)分别如线822和线823所示。为了求解Τ0_ΜΑΧ和Τ0_ΜΙΝ，控制器需要沿主线，绝对线810判断。判断线840在 直观上描述了在独立部件限值和绝对线810的相交点处的输出转矩的值。沿绝对线810的判断忽略了离合器限值，离合器限值的线平行于线810，因为这些 限值要么在足够宽以包含绝对比率线的情况下得到满足要么在窄到不能包含绝对线810 的情况下得不到满足。因此，在所示情况下，TCL2_MIN和TCL2_MAX (分别为线822和线823) 不包括在判断中。最大转矩的判断结果是Τ0_ΜΑΧ = Τ0@ΡΒΑΤ_ΜΑΧ，其在线831上示出。最小输出转 矩的判断结果是Τ0_ΜΙΝ = Τ0_ΤΒ_ΜΙΝ,其在线830上示出。该判断可作为算法200的一部 分而发生，或简单地其自身作为用于沿绝对线810判断的算法而开始。并联混合动力系可利用仅仅一个电动机/发电机116和发动机110来组合推进和 牵引。该系统包括，例如，皮带交流发电机起动机(BAQ动力系和在发动机110和电机/发 电机116之间具有直接连接(例如通过轴或套轴)的动力系。图9用当在固定档位状态下(其可能是用于BAS动力系100的唯一操作模式或状 态)操作时动力系100的独立部件限值的示意表示示出了 BAS曲线图900。曲线图900是 关于沿轴902 (χ轴)的电机/发电机116(ΤΑ)的转矩和沿轴904(y轴)的电机/发电机 IlS(TB)的转矩绘制的。动力系100的增加输出转矩的方向由箭头906所示。算法200可应用于确定曲线图900中所示动力系100的最大和最小输出转矩约 束。因为仅有一个电机/发电机116包括在动力系100中，马达B(TB)的转矩始终为零，且 马达B的转矩限值(TB_MIN和TB_MAX)为无限宽。最佳分割线910再次为主线。然而，因 为没有马达B，最佳分割线910在零TB处为水平线(如图9所示)。电动机/发电机116 (马达A)的最大和最小转矩限值(TA_MIN和TA_MAX)分别由 线912和线913表示。蓄电池120的最大和最小蓄电池功率限值(PBAT_MIN和PBAT_MAX) 分别如线916和线917所示。应注意，在BAS系统中，蓄电池功率限值简单地表示为线而不 是椭圆。在图9所示的条件下，动力系100具有两个锁止离合器，其可以是转矩传递机构 130-135中的任意两个。对于BAS动力系100，转矩传递机构130-135可能是皮带和滑轮系 统或轴。然而，算法200以相同的方式操作，而不管转矩传递机构限值是否取决于液压离合 器的液压条件和摩擦或轴或皮带的物理限值。为了一致性，BAS动力系100的算法200可 继续使用相同的术语，这样第一转矩传递机构仍然是标记的第一锁止离合器(TCLl)。
第一锁止离合器、皮带或轴的最小和最大转矩限值(TCL1-MIN和TCL1_MAX)分别 如线920和线921所示。第二锁止离合器、皮带或轴的最小和最大转矩限值(TCL2_MIN和 TCL2_MAX)分别如线922和线923所示。算法200可再次使用来保护高达三个锁止转矩传 递机构130-135，因此这里有未示出的第三锁止离合器、皮带或轴的最小和最大转矩限值。算法200查找BAS曲线图900的Τ0_ΜΑΧ的应用在所述操作条件下相当简单。在 步骤210算法200确定ΡΒΑΤ_ΜΑΧ和最佳分割线910的相交点不满足所有的独立部件限值。 因此，在步骤212，Τ0_ΜΑΧ设置为在ΡΒΑΤ_ΜΑΧ和最佳分割线910的相交点处的输出转矩的 值。该相交点为最佳相交点935。算法200查找BAS曲线图900的Τ0_ΜΙΝ的应用沿不同于所述操作条件的Τ0_ΜΑΧ 的路径。在步骤210，算法200确定ΡΒΑΤ_ΜΙΝ和最佳分割线910的相交点不满足所有独立 部件限值。电动机/发电机116(马达Α)的最小转矩，在线912上的TA_MIN，在最佳相交点 934处得不到满足。因此最佳相交点934不能用作1~0_11讯的操作点。然后算法200进入步 骤214。因为违背限值是马达限值，算法进入步骤226以沿TA_MIN，线912，第一违背马达线 执行违背马达限值块。子程序400在步骤410确定违背马达限值，TA_MIN,线912平行于恒定输出转矩 的线。然后子程序400在步骤412切换到TA_MIN，线912并进入步骤414。然后最小输出 转矩约束，Τ0_ΜΙΝ被设置为在第一违背马达线TA_MIN，线912处的输出转矩的值。操作点 936标记由算法200 (通过子程序400)选择的最小输出约束，其稍微大于在最佳相交点934 处的输出转矩。尽管用于实施本发明的最佳形式和其他实施例已经详细描述，本发明所属技术领 域人员将意识到用于实施本发明的各种可选择的设计和实施例在随附权利要求的范围内。
权利要求
1.一种确定具有多个部件的动力系的输出转矩约束的方法，其中多个部件包括发动 机、第一马达、蓄电池和第一转矩传递机构，包括监测独立部件限值，其包括第一马达限值、第一转矩传递机构限值和蓄电池功率限值， 其中独立部件限值中的每一个包括最小和最大独立限值；确定独立部件限值中的每一个是否可通过选取第一转矩值得到满足； 如果第一转矩值满足独立部件限值中的每一个，则通过选取第一转矩值设置输出转矩 约束；如果第一转矩值不满足独立部件限值中的每一个，则选取第二转矩值，其中选取第二 转矩值包括以下优先级 满足第一马达限值；然后，如果可能，满足第一转矩传递机构限值，和然后，如果可能，满足蓄电池功率限值；和设置输出转矩约束为第二转矩值。
2.权利要求1的方法，其中动力系进一步包括第二马达和第二转矩传递机构，其中独 立部件限值进一步包括第二马达限值和第二转矩传递机构限值，且其中选取第二转矩值包 括以下优先级满足第一马达限值和第二马达限值，然后，如果可能，满足第一转矩传递机构限值和第二转矩传递机构限值，和 然后，如果可能，满足蓄电池功率限值。
3.一种确定具有多个部件的动力系的输出转矩约束的方法，其中多个部件包括发动 机、第一马达、蓄电池和第一转矩传递机构，包括监测独立部件限值，其包括第一马达限值，第一转矩传递机构限值和蓄电池功率限值， 其中独立部件限值中的每一个包括最小和最大独立限值；沿主线判断以查找第一明确的解，其中第一明确的解发生在满足所有独立部件限值的 输出转矩约束处；如果找不到第一明确的解，以致独立部件限值的第一不满足限值沿主线得不到满足， 确认第一不满足限值为第二线；沿第二线判断以查找第二明确的解；如果找不到第二明确的解，以致独立部件限值的第二不满足限值沿第二线得不到满 足，确认第二不满足限值为第三线；沿第三线判断以查找第三明确的解；如果沿第三线找不到第三明确的解，通过允许排除独立部件限值的第三不满足限值来 查找最终解，其中最终解是最接近第三不满足限值的解且该最终解满足最高数量的其余独 立部件限值；和设置动力系的输出转矩约束为按顺序的第一明确的解、第二明确的解、第三明确的解 和最终解的最后一个。
4.权利要求3的方法，进一步包括通过以下步骤选取第三不满足限值 始终满足第一马达限值；如果排除第一转矩传递机构限值将满足第一马达限值，则允许排除第一转矩传递机构 限值；和如果排除蓄电池功率限值将满足第一马达限值或者同时满足第一马达限值和第一转 矩传递限值，则允许排除蓄电池功率限值。
5.权利要求4的方法，其中动力系进一步包括第二马达和第二转矩传递机构，其中独 立部件限值进一步包括第二马达限值和第二转矩传递机构限值，和其中第三不满足限值进 一步通过以下步骤选取始终满足第一和第二马达限值；如果排除第二转矩传递机构限值将同时满足第一和第二马达限值，则允许排除第二转 矩传递机构限值；和如果排除蓄电池功率限值将满足以下其中之一 第一和第二马达限值两者，和第一和第二马达限值两者以及第一和第二转矩传递机构中的一者； 则允许排除蓄电池功率限值。
6.权利要求5的方法，其中主线为用于第一马达和第二马达操作的最佳分割比。
7.权利要求6的方法，其中第二线为第一、第二或第三转矩传递限值之一。
8.权利要求7的方法，其中第一和第二马达限值始终作为第三线，这样沿第一和第二 马达限值的判断可包括允许排除第三不满足限值。
9.权利要求8的方法，其中沿主线、第二线和第三线之一的判断包括 查找在所有最小独立输出转矩限值的最大值处的第一点；查找在所有最大独立输出转矩限值的最小值处的第二点； 查找在判断线和蓄电池功率限值的相交点处的第三点；和选取等于第二点和第三点的较小的输出转矩值的第四点，然后选取第四点和第一点的 较大的输出转矩值。
10.一种确定具有多个部件的动力系的输出转矩约束的方法，其中多个部件包括发动 机、第一马达、蓄电池和第一转矩传递机构，包括监测独立部件限值，其包括第一马达限值，第一转矩传递机构限值和蓄电池功率限值， 其中独立部件限值中的每一个包括最小和最大独立限值；沿主线判断以查找第一明确的解，其中第一明确的解满足所有独立部件限值； 如果找不到第一明确的解，以致第一不满足限值沿主线得不到满足，则通过允许排除 第一不满足限值查找最终解，其中最终解是最接近第一不满足限值的解且该最终解满足所 有其余独立部件限值；和如果找到，则设置动力系的输出转矩约束为第一明确的解，且如果找不到第一明确的 解，设置动力系的输出转矩约束为最终解。
全文摘要
本发明涉及确定动力系的输出转矩约束的方法。一种确定具有多个部件的动力系的输出转矩约束的方法，包括监测独立部件限值，其包括第一马达限值、第一转矩传递机构限值和蓄电池功率限值。独立部件限值中的每一个由于每个相应的部件包括最小和最大独立限值。该方法还确定独立部件限值中的每一个是否通过选取第一转矩值能得到满足。如果第一转矩值满足独立部件限值中的每一个，该方法通过选取第一马达转矩值设置输出转矩约束。如果第一转矩值不满足独立部件限值中的每一个，该方法选取第二转矩值，并优先第一马达限值，然后是第一转矩传递机构限值，然后是蓄电池功率限值。
文档编号B60W10/08GK102079306SQ20101056951
公开日2011年6月1日 申请日期2010年11月30日 优先权日2009年11月30日
发明者A·H·希普, S·W·麦格罗根 申请人:通用汽车环球科技运作公司