动力传动系控制器的制作方法

1.本发明的实施例涉及动力传动系的控制。仅通过示例的方式，本发明的一些实施例涉及动力传动系的控制，诸如包括内燃机、氢燃料电池或电池中的至少一者的动力传动系。


背景技术：

2.动力传动系是一种包括一个或多个产生动力的部件(动力源)和一个或多个布置为以所需形式输送该动力的部件的系统。例如，对于机动车，动力传动系可以包括内燃机、齿轮箱(也称为变速器)、驱动轴、差速器和与驱动表面接触的一组车轮。
3.作为示例，图1a示出了用于机动车的动力传动系的示意性示例。在该示例中，动力传动系包括单个动力源、内燃机。内燃机连接到离合器和齿轮箱，该齿轮箱又连接到驱动输出(例如，车轮)。在其他动力传动系中，可以不存在诸如离合器和齿轮箱的部件。例如，在图1b中示出了包括内燃发动机和驱动输出的动力传动系(即，直接驱动动力传动系)的示意图。
4.在其他动力传动系中，可以存在多于一个的动力源。例如，在混合动力传动系中，可以存在多个动力源，诸如内燃机和电动机/发电机。例如，图1c和1d是包括内燃机和电动发电机的混合动力传动系的示例。在图1c和1d的示例中，还提供了齿轮箱和离合器。从图1c和1d可以理解，离合器、齿轮箱和电动发电机的布置可以根据动力传动系架构而变化。
5.为了操作动力传动系，通常提供控制器来控制动力传动系。例如，在上述机动车示例中，可以提供控制器来控制动力传动系以向车轮提供期望的驱动输出。一些控制器可以使用一组预定规则或启发式方法来控制动力传动系。一些控制器可以包括动力传动系的模型，该动力传动系的模型允许确定用于动力传动系的合适的控制设置。例如，控制器可以使用动力传动系的模型来确定用于内燃发动机的致动器的合适的致动器输入设置点。一些控制器可以使用其他控制方法和/或控制方法的组合。
6.对于包括多个动力传动系的动力传动系，诸如混合动力传动系，多个动力源的存在增加了控制问题的复杂性。当动力传动系在不同的能量域中操作时，复杂性进一步增加。此外，随着动力传动系，特别是混合动力传动系的设计变得更加复杂，动力传动系部件的可能布置的数量显著增加。例如，对于包括内燃机和电动机的混合动力传动系，并联或串联的动力源的多种配置是可能的。因此，特定动力传动系的控制是具有挑战性的，因为特定动力传动系的架构可能具有相对复杂且独特的架构。此外，设计和评估用于这种动力传动系的控制器可能是有挑战性的，该控制器并不固有地偏向特定的控制解决方案。


技术实现要素：

7.根据本发明的一些实施例，提供了一种普适动力传动系控制器。该普适控制器用于控制以下中的至少一者：基于动力传动系的所需作用力或所需流中的至少一者的动力传动系的作用力请求或流请求。普适控制器包括可配置动力传动系模型和可配置优化器模
块。普适控制器可配置为控制包括j通用动力源、k通用动力接收器和l通用联轴器的一类通用动力传动系。该普适控制器被布置为接收包括多个输入参数的输入文件，以便将该普适控制器被配置为控制具有包括n动力源、m动力接收器和x联轴器的动力传动系架构的特定动力传动系。
8.可配置动力传动系模型包括通用动力传动系部件库和连接参数模块。
9.通用动力传动系部件库被配置为提供特定动力传动系的n动力源、m动力接收器和x联轴器中的每一者的模型。通用动力传动系部件库包括：
10.i)多个可配置第一部件模型，从该多个可配置第一部件模型基于该输入文件的第一输入参数可配置n动力源模型，该n动力源模型表示该特定动力传动系的n动力源，其中
11.每个第一部件模型被配置为接收多个第一部件特定输入中的至少一者并且基于该多个第一部件特定输入中的至少一者来计算作用力输出或流输出；
12.ii)多个可配置第二部件模型，从该多个可配置第二部件模型基于该输入文件的第二输入参数可配置m动力接收器模型，该m动力接收器模型表示该特定动力传动系的该m动力接收器，其中
13.每个第二部件模型被配置为接收多个第二部件特定输入中的至少一者并且基于该多个第二部件特定输入中的至少一者来计算作用力输出或流输出；
14.iii)多个可配置第三部件模型，从该多个可配置第三部件模型基于该输入文件的第三输入参数可配置至少一个惯量联轴器模型，其中
15.每个第三部件模型被配置为接收多个作用力输入并且基于这些作用力输入来计算流输出，以及
16.iv)多个第四部件模型，基于该输入文件的第四输入参数从这些第四部件模型可配置基于依从性的联轴器模型，其中
17.每个第四部件模型被配置为接收多个流输入并且计算作用力输出；
18.其中这些惯量联轴器模型和这些基于依从性的联轴器模型代表该特定动力传动系的x联轴器。
19.连接参数模块被配置为基于输入文件的流权重参数和作用力权重参数来定义代表动力传动系架构的n动力源模型、m动力接收器模型和x联轴器模型的模型架构。流权重参数定义了从n动力源模型的流输出、m动力接收器模型的流输出和x联轴器的惯量联轴器模型的流输出到模型架构的x联轴器的基于依从性的联轴器模型的流输入的任何流连接。作用力权重参数定义从n动力源模型的作用力输出、m动力接收器模型的作用力输出，以及x联轴器的基于依从性的联轴器模型的作用力输出到模型架构的x联轴器模型的惯量联轴器模型的作用力输入的任何作用力连接。可配置动力传动系模型可配置为基于n动力源模型、m动力接收器模型、x联轴器模型和模型架构来提供特定动力传动系的动力传动系模型。
20.该可配置优化器模块包括通用性能目标函数库，该通用性能目标函数库包括多个可配置性能目标函数，根据该多个可配置性能目标函数，基于该输入文件的第五输入参数可配置为成本函数。该可配置优化器模块可配置为基于以下各项来计算针对该特定动力传动系的n动力源中的每一者的优化的作用力请求或优化的流请求中的至少一者：成本函数、特定动力传动系的动力传动系模型，和所需作用力请求或所需流请求。
21.普适动力传动系控制器包括可配置动力传动系模型。可配置动力传动系模型包括
动力传动系部件的多个部件模型。可以通过(例如，用户指定的)输入文件来配置这些部件模型，以对各种各样的不同动力传动系架构进行建模。这样，基于第一输入文件，可配置动力传动系模型可配置为对包括n1动力源、m1动力接收器和x1个联轴器的特定动力传动系架构建模。第二(不同的)输入文件可用于配置可配置动力传动系模型以对包括n2动力源、m2动力接收器和x2联轴器的特定动力传动系架构进行建模。因此，应当理解，可配置动力传动系模型可以被配置为对一类通用动力传动系进行建模，该通用动力传动系类包括j通用动力源、k通用动力接收器和l通用联轴器。
22.应当理解，存在可以结合到动力传动系中的大范围的潜在部件。因此，普适动力传动系控制器包括通用动力传动系部件库，该通用动力传动系部件库包括多个部件模型。这些部件模型可以被适配成基于在输入文件中指定的输入参数来对宽范围的动力传动系部件建模。因此，普适动力传动系控制器可以被配置为仅使用对控制器的输入参数的修改来对大范围的不同动力传动系部件建模。
23.通用动力传动系部件库的可配置第一部件模型可以被配置为对动力传动系的动力源建模。每个可配置第一部件模型被配置为接收至少一个第一部件特定输入，可以从该第一部件特定输入计算作用力或流输出。因此，通用动力传动系部件库可以被配置用于为特定动力传动系中的n动力源中的每一者提供模型。
24.此外，通用动力传动系部件库的可配置第二部件模型可以被配置为对动力传动系的不同动力接收器的范围进行建模。每个可配置第二部件模型被配置为接收至少一个第二部件特定输入，从该第二部件特定输入可以计算作用力或流输出(具有为负的可能性的动力接收器的作用力或流输出)。因此，通用动力传动系部件库可以被配置为提供用于特定动力传动系中的m动力接收器中的每一者的模型。
25.特定动力传动系的x联轴器可以通过通用动力传动系部件库的可配置第三部件模型和可配置第四部件模型来建模。特定动力传动系的联轴器可以包括惯量元件和/或基于依从性的元件。因此，可配置第三部件模型可配置为基于输入文件的第三输入参数提供惯量联轴器模型。可配置第四部件模型可配置为基于输入文件的第四输入参数提供基于依从性的联轴器模型。因此，惯量联轴器模型和基于依从性的联轴器模型可从通用动力传动系部件库配置以表示特定动力传动系的x联轴器。
26.应当理解，通用部件库的第一部件模型、第二部件模型、第三部件模型和第四部件模型可配置为计算作用力或流程。因此，应当理解，部件模型是动态模型(即动态部件模型)。也就是说，这些动态部件模型被配置为说明有待建模的具体动力传动系的状态中的时间依赖性变化。也就是说，普适动力传动系控制器能够建模在非稳态条件下操作的特定动力传动系。
27.普适动力传动系控制器还包括连接参数模块，该连接参数模块被配置为基于待建模的特定动力传动系的部件来定义模型架构。连接参数模块基于包括在输入文件中的作用力和流权重对特定动力传动系的架构进行建模。这样，要控制的特定动力传动系的架构可以由普适控制器仅基于用户指定的输入文件来建模。
28.因此，动力传动系部件和动力传动系架构都由输入文件的输入参数定义。因此，普适控制器可配置为仅通过对输入文件的参数进行修改来对整类动力传动系建模。这样，普适控制器可以被配置(和重新配置)为大范围的动力传动系建模，而不需要重写和重新编译
普适控制器。这又可以减少开发和验证用于特定动力传动系的控制器的开销。
29.此外，可配置优化器模块包括通用性能目标函数库，该通用性能目标函数库包括多个可配置性能目标函数。因此，普适控制器可以被配置为仅通过对输入文件的参数进行修改来提供用于整类动力传动系的成本模型。这样，可配置优化器模块可以被配置为提供一系列不同的优化策略。
30.具体地，对于具有更复杂架构的动力传动系(例如，混合动力传动系，具有多动力源的动力传动系)，可配置优化器模块可以被配置为针对特定动力传动系的n动力源中的每一者计算优化的作用力请求或优化的流请求。这样，普适控制器能够提供复杂动力传动系架构的实时控制。
附图说明
31.现在将参考附图仅以示例的方式描述本发明的实施例，其中：
32.图1a示出了第一动力传动系的示例的示意图；
33.图1b示出了第二动力传动系的示例的示意图；
34.图1c示出了第三动力传动系的示例的示意图；
35.图1d示出了第四动力传动系的示例的示意图；
36.图2示出了四面体状态的示图；
37.图3示出了不同能量域中的各种状态的表；
38.图4示出了普适动力传动系控制器的输入的概括图；
39.图5示出了可配置动力传动系模型的输入的概览图；
40.图6示出了通用动力传动系部件库和可以在每个部件模型之间指定的连接的示图；
41.图7a示出了根据本发明的第一动力传动系的示意图；
42.图7b示出了具有非刚性驱动轴的发电机动力传动系的另一个示意图；
43.图8示出了通用线性惯量联轴器模型的示例的框图；
44.图9a示出了用于提供第一动力传动系的动力传动系模型的普适控制器的一种可能配置的示图；
45.图9b示出了该普适控制器的另一个可能配置的进一步的示图，以提供该第一动力传动系的动力传动系模型，其中该驱动轴被假定为不是刚性的；
46.图10示出了被配置为提供该第二动力传动系的动力传动系模型的普适控制器的示图；
47.图11示出了根据本发明的第二动力传动系的示意图；
48.图12示出了通用基于线性依从性的联轴器模型的示例的框图；
49.图13示出了被配置为提供该第三动力传动系的动力传动系模型的普适控制器的示图；
50.图14示出了根据本发明的第三动力传动系的示意图；
51.图15示出了包括作用力缩放模块的通用惯量联轴器模型的示图；
52.图16示出了被配置为提供该第四动力传动系的动力传动系模型的普适控制器的示图；
53.图17示出了根据本发明的第四动力传动系的示意图；
54.图18示出了根据本发明的第四动力传动系的注释图；
55.图19示出了根据本发明的可配置优化器模块的示图；
56.图20示出了根据本发明的成本函数的成本空间的示图；
57.图21示出了根据本发明的通用性能目标函数的示图；
58.图22示出了根据本发明的两阶段性能目标函数的示图；
59.图23示出了所需作用力(转矩)与所需流(速度)之间的关系的示图；
60.图24示出了混合动力传动系的所需动力的时间序列图；
61.图25是基于图23的所所需作用力和流从特定动力传动系产生的所所需作用力和流的第一曲线图；
62.图26是基于图23的所所需作用力和流从特定动力传动系产生的所所需作用力和流的第二曲线图；
63.图27是基于图23的所所需作用力和流从特定动力传动系产生的所所需作用力和流的第一曲线图；
64.图28示出了针对不同等效参数设置的不同动力传动系变量的曲线图。
具体实施方式
65.根据本发明的实施例，提供了一种普适动力传动系控制器。该普适控制器被配置为动力传动系的所需动力或流来控制动力传动系的动力请求或流请求。普适控制器使用可配置动力传动系模型和可配置优化器模块来控制作用力请求/流请求。通过使用可配置模型，普适控制器可配置为控制包括j通用动力源、k通用动力接收器和l通用联轴器的一类通用动力传动系。普适控制器可以接收包括多个输入参数的输入文件并且使用所接收的参数来配置其自身以控制具有包括n动力源、m动力接收器和x联轴器的动力传动系架构的特定动力传动系。
66.根据本发明的一些实施例，提供了一种普适控制器。普适控制器包括用于动力传动系的可配置动力传动系模型和可配置优化器模块。该普适控制器可以被配置为控制以下中的至少一者：基于使用输入文件的动力传动系的所需动力或所需流中的至少一者的动力传动系的作用力请求或流请求。普适控制器的通用性允许可配置动力传动系模型能够对包括j通用动力源、k通用动力接收器和l通用联轴器(其中j、k和l各自是大于0的整数)的通用动力传动系中的任何动力传动系建模。类似地，普适控制器的通用性允许可配置优化器模块优化针对通用动力传动系类别内的任何动力传动系所要控制的作用力和/或流请求。
67.本发明的普适控制器能够控制宽范围的动力传动系，包括在一定范围的能量域中操作的动力传动系。这通过使用来自键图理论的力和流的概念来建模物理能量通过动力传动系的传递来实现。键图理论对基于状态四面体的动态系统中的能量转移进行建模。通常，物理系统的动力学可以由作用力(e(t))、流(f(t))、动量(p(t)和位移(q(t))表示。这些状态之间的关系可以以四面体状态示出，诸如图2所示的四面体状态。根据四面体状态，从一个状态开始，可以基于在四面体状态中列出的关系来计算任何其他状态。
68.四面体状态可以应用于各种能量域。例如，图3列出了能量域选择中的等价项。例如，在角机械能域中，转矩是作用力的形式，而角速度是流。通过应用能量守恒原理，动力传
动系(包括混合动力传动系)的各种部件之间的物理关系可以通过考虑通过动力传动系的能量传递来建模(作用力流动、流动作用力)。
69.图4示出了普适控制器的概况。图4示出了表示输入文件、可配置优化器模块和可配置动力传动系模型的框图。可配置优化器模块包括通用性能目标函数。可配置动力传动系模型包括通用动力传动系部件库。
70.如图4所示，输入文件可用于配置通用性能目标函数库和通用动力传动系部件库以提供配置的动力传动系控制器。配置的动力传动系控制器可用于控制包括n动力源、m动力接收器和x联轴器的特定动力传动系。如图4所示，由根据本发明的普适控制器提供的配置的动力传动系控制器可以被配置为控制针对该特定动力传动系的n动力源中的每一者的优化的作用力请求或优化的流请求中的至少一者。复杂动力传动系元件接口控制器可用于解释针对n动力源中的每一者的优化作用力请求或优化流请求，以便控制特定动力传动系的各种部件。类似地，还可以提供驱动器底盘接口控制器来解释特定动力传动系的当前操作状态，以便向配置的动力传动系控制器提供动力传动系的所需作用力或所需流。
71.在一些实施例中，复杂动力传动系元件接口控制器可以包括用于内燃发动机的发动机管理控制器。控制器可配置为接收转矩请求或速度请求，并向内燃机的致动器输出控制信号，以使内燃机输出所需转矩或速度。在一些实施例中，复杂动力传动系元件接口控制器可以包括电逆变器，该电逆变器被配置为接收转矩或速度请求并且输出电流以驱动电动机发电机。
72.在一些实施例中，驱动器底盘车辆接口控制器可以包括控制器，该控制器被配置为解释驱动器输入，诸如右踏板输入和左踏板输入，以设置类似于道路车辆的加速和制动命令。控制器可以解释驱动器输入以向普适控制器提供转矩或速度请求。在一些实施例中，驱动器底盘车辆接口控制器可以被配置为解释其他驱动器输入，例如，命令起重臂升高以设置液压油缸的流的杠杆，以及进而液压泵动力所需。
73.应当理解，复杂动力传动系元件接口控制器和驱动器底盘接口控制器可取决于要控制的特定动力传动系的特定架构。这样，在一些实施例中，该复杂动力传动系元件接口控制器和驱动器底盘接口控制器可以与该普适控制器分开提供。例如，在一些实施例中，复杂动力传动系元件接口控制器和驱动器底盘接口控制器可以由发动机控制单元提供。
74.因此，应当理解，根据本发明的普适控制器可以被配置为控制特定动力传动系的多动力源的作用力或流请求。
75.接下来，将更详细地描述可配置的动力传动系模块和可配置优化器模块。将参考普适控制器可配置为控制的特定动力传动系的各种非限制性示例。
76.可配置动力传动系模型包括通用动力传动系部件库。通用动力传动系部件库可以使用输入文件来配置以提供配置的动力传动系模型。输入文件、通用动力传动系部件库和由普适控制器生成的配置的动力传动系模型之间的交互的概述在图5中示出。图5解释了输入文件包括多个输入参数。输入参数可以应用于通用动力传动系部件库的部件模型。这导致产生包括n动力源模型、m动力接收器模型和x联轴器模型的特定动力传动系模型。n动力源模型、m动力接收器模型和x联轴器模型之间的相互作用由模型架构支配。模型架构又由连接参数模块确定，该连接参数模块基于输入文件的参数定义模型架构。
77.因此，要被建模的一类通用动力传动系包括至少一个动力源、至少一个动力接收
器和至少一个联轴器(例如，将动力源连接到动力接收器)。普适控制器包括各种部件模型的通用动力传动系部件库，该通用动力传动系部件库允许普适控制器对各种不同的动力源、动力接收器和联轴器建模。下面更详细地讨论通用动力传动系部件库。为了配置可配置动力传动系模型，普适控制器被布置为接收输入文件。输入文件包括被布置为配置普适动力传动系控制器以对特定动力传动系建模的信息，该特定动力传动系包括n动力源、m动力接收器和以特定动力传动系架构布置的x联轴器。这样，输入文件提供输入参数，该输入参数配置可配置动力传动系模型以提供n动力源模型、m动力接收器模型和x联轴器模型和模型架构。
78.如图5所示，输入文件包括多个输入参数。提供输入参数以便配置通用动力传动系部件库的可配置部件模型中的每一者。例如，提供第一输入参数以便配置可配置第一部件模型来表示特定动力传动系的主要n动力源。提供第二输入参数以便配置可配置第二部件模型来表示特定动力传动系的m动力接收器。提供第三输入参数和第四输入参数以便分别配置可配置第三部件模型和第四部件模型来表示特定动力传动系的x联轴器。下面提供输入参数的进一步细节。
79.输入文件还可以包括与第一部件特定输入和第二部件特定输入有关的信息。第一部件特定输入和第二部件特定输入可以是普适控制器的输入变量，该输入变量反映特定动力传动系的部件的特性。例如，被配置为对内燃机(动力源)建模的第一部件模型，该部件模型的输出可以是由内燃机产生的转矩(即，作用力输出)。部件特定输入可以是内燃机的变量，该变量允许计算作用力输出的第一部件模型。例如，在一个实施例中，到代表内燃发动机的第一部件模型的部件特定输入可以包括以下中的至少一者：燃料质量流、废气再循环(egr)、喷射开始(soi)、燃料轨压力(frp)、喷射模式、涡轮增压和发动机速度。应当理解，普适动力传动系控制器可以计算的部件特定输入以及作用力和流是时间相关变量。这样，第一部件模型、第二部件模型、第三部件模型和第四部件模型是可配置为对时变系统建模(即可配置为对非稳态系统建模)的动态部件模型。
80.输入文件还包括与特定动力传动系的架构有关的信息。输入文件包括流权重参数和作用力权重参数。配置的动力传动系模型可以使用流权重参数和作用力权重参数来表示特定动力传动系中的每个部件之间的连接。这样，模型架构基于由输入文件提供的流权重参数和作用力权重参数。
81.图6示出了通用动力传动系部件库和可以在每个部件模型之间指定的连接的示图。这样，图6提供了在用输入文件配置之前的状态中的普适控制器的通用动力传动系部件库的示意图。
82.图6示出了通用动力传动系部件库中的第一部件模型、第二部件模型、第三部件模型和第四部件模型的表示。
83.图6中所示的第一部件模型可配置为表示动力传动系的流动力源或作用力动力源。这样，可配置第一部件模型包括通用流动力源模型和通用作用力动力源模型，它们可配置为表示特定动力传动系的特定动力源。如图6所示，通用动力传动系部件库可以包括a通用作用力动力源模型和b通用流动力源模型，其中a和b是非零正整数。
84.每个通用作用力动力源模型是以作用力形式产生动力的部件的通用模型。作用力动力源的示例包括产生转矩输出的内燃机，或产生电压输出的电池。通用动力传动系部件
库包括用于每个通用部件的一个或多个模型。也就是说，通用动力传动系部件库可以包括用于通用部件(例如，内燃机)的多个不同模型，从中可以选择最合适的模型。例如，在一个实施例中，通用动力传动系部件库可以包括：第一通用内燃机模型、第二通用内燃机模型、第三通用内燃机模型、第一电动发电机模型、第二电动发电机模型、第一电池模型和第二电池模型。总之，在图6的实施例中，存在a通用作用力动力源模型。
85.部件的每个通用作用力动力源模型被配置为基于提供给控制器的至少一个部件特定输入来计算该部件的作用力输出。例如，对于通用内燃机模型，通用内燃机模型可以被配置为接收提供与变量废气再循环(egr)、喷射开始(soi)、燃料轨压力(frp)、喷射模式、涡轮增压和发动机速度有关的信息的部件特定输入。通用电动发电机模型可以被配置为接收提供与以下变量相关的信息的部件特定输入：电流。
86.可以提供用于每个类型的作用力动力源的多个通用部件模型，其中用于每个通用部件模型的部件特定输入是不同的。因此，通用动力传动系部件库可以适于为各种不同的动力传动系提供合适的模型，其中普适控制器可以获得一定范围的输入。
87.为了配置每个通用作用力动力源模型以反映要被建模的特定作用力动力源的性能，每个通用作用力动力源模型可以被配置为接收一个或多个第一输入参数。第一输入参数提供与特定动力传动系中的每个作用力动力源部件的特性相关的信息。例如，对于通用内燃发动机模型，该模型可以被配置为接收从包括以下各项的组中选择的第一输入参数：
88.内燃机效率参数、涡轮增压器控制映射参数、发动机气缸数。该内燃发动机效率参数可以包括取决于该内燃发动机的不同效率参数的范围，例如，包括以下中的至少一者：容积效率、总燃料转换效率、排气燃料转换效率。对于通用电动发电机模型(例如，代表dc马达)，该模型可以被配置为用于接收第一输入参数，包括：反电动势常数(kb)、电机的磁通量。
89.通用流动力源模型是以流的形式产生动力的部件的通用模型。流动力源的示例包括输出恒定角速度的同步马达，以恒定速度行进的大块物体，用于驱动水力发电机的水流，或输出恒定流体流的液压泵。通用动力传动系部件库包括用于每个通用流动力源部件的一个或多个模型。也就是说，通用动力传动系部件库可以包括用于通用流动力源部件(例如，同步马达)的多个不同模型，从中可以选择最合适的模型。
90.部件的每个通用流动力源模型被配置为基于提供给控制器的至少一个部件特定输入来计算该部件的流输出。例如，通用同步马达模型可以被配置为接收提供与以下变量相关的信息的部件特定输入：ac电流频率，从中可以计算出流输出。类似于上述作用力动力源模型，可以为每个类型的流动力源提供多个通用部件模型，其中所使用的部件特定输入是不同的。因此，通用动力传动系部件库可以适于为各种不同的动力传动系提供合适的模型，其中普适控制器可以获得一定范围的输入。
91.为了配置每个通用流动力源模型以反映要被建模的特定作用力动力源的性能，每个通用流动力源模型可以被配置为接收一个或多个第一输入参数。第一输入参数提供与特定动力传动系中的每个流动力源部件的特性相关的信息。例如，对于液压泵，包括容积效率和液压泵的冲程容积的第一输入参数可由输入文件提供。
92.通用动力传动系部件库中的可配置第一部件模型包括可以在不同动力传动系中使用的各种动力源的各种不同模型。通过提供一系列不同的通用动力源模型，普适控制器
可以被配置为控制宽范围的不同动力传动系。此外，由于每个可配置第一部件模型被布置为接收第一输入参数，所以每个第一部件模型可以被配置为准确地对待建模的特定动力源的行为进行建模。
93.例如，在一个实施例中，可以向控制器提供包括第一输入参数的输入文件，该第一输入参数定义具有n1动力源的特定动力传动系，其中n1是正的非零整数。特定动力传动系的n1动力源包括a1作用力动力源和b1流动力源，其中a1和b1都是非负整数。下面更详细地讨论其中普适控制器被配置为对特定动力传动系建模的示例。
94.图6中所示的第二部件模型是可配置以表示动力传动系的流动力接收器或作用力动力接收器。这样，可配置第二部件模型包括通用流动力接收器模型和通用作用力动力接收器模型，它们可配置为表示特定动力传动系的特定动力源。如图6所示，通用动力传动系部件库可以包括c通用作用力动力接收器模型和d通用流动力接收器模型，其中c和d是非零正整数。
95.通用作用力动力接收器模型和通用流动力接收器模型是通常消耗动力的部件的模型。可以理解的是，存在一些部件，例如，电动发电机，其可以消耗或产生动力，并且因此可以可互换地用作动力源或动力接收器。这样的部件可以在通用部件库中被建模为第一部件模型、第二部件模型或两者。当配置特定动力传动系的模型时，基于其主要使用情况，部件被认为是动力源或动力接收器。也就是说，在特定动力传动系中在大部分时间内用作动力源的部件被认为是动力源。在特定动力传动系中的大部分时间内用作动力接收器的部件被认为是动力接收器。
96.每个通用作用力动力接收器模型是以作用力形式消耗动力的部件的通用模型。作用力动力接收器的示例包括车辆(例如，与地面接触的车轮)或电动发电机的驱动输出。通用动力传动系部件库包括用于每个通用部件的一个或多个模型。也就是说，通用动力传动系部件库可以包括用于通用部件(例如，驱动输出)的多个不同模型，从中可以选择最合适的模型。例如，在一个实施例中，通用动力传动系部件库可以包括：第一通用驱动模型、第二通用驱动模型、第三通用驱动模型、第一电动发电机模型、第二电动发电机模型。总之，在图6的实施例中，存在c通用作用力动力接收器模型。
97.部件的每个通用作用力动力接收器模型被配置为基于提供给普适控制器的至少一个第二部件特定输入来计算该部件的作用力输出。由于特定的动力接收器将经常消耗动力，由通用作用力动力接收器模型计算的作用力输出可以是负的。例如，对于车辆的通用驾驶模型，通用驾驶模型可以被配置为接收提供与以下变量相关的信息的部件特定输入：车速、风阻和坡度。通用电动发电机模型可以被配置为接收提供与以下变量相关的信息的第二部件特定输入：电流输出、电压输出。
98.可以为每个类型的作用力动力接收器提供多个通用作用力动力接收器模型。因此，可以使用不同的部件特定输入来建模每个类型的作用力动力接收器。因此，通用动力传动系部件库可以适于为各种不同的作用力动力接收器提供合适的模型，其中第二部件特定输入的范围可用于普适控制器。
99.为了配置每个通用作用力动力接收器模型以反映要被建模的特定作用力动力接收器的性能，每个通用作用力动力接收器模型可以被配置为接收一个或多个第二输入参数。第二输入参数提供与特定动力传动系中的每个作用力动力接收器部件的特性相关的信
息。例如，对于通用驱动器模型，该模型可以被配置为接收从包括以下各项的组中选择的第一输入参数：对于通用电动发电机模型(例如，代表dc马达)，该模型可以被配置为接收第一输入参数，包括：反电动势常数(kb)、电机的磁通量。
100.通用流动力接收器模型是以流的形式消耗动力的部件的通用模型。流动力接收器的示例包括以通常恒定的频率接收电动力的国家电网。通用动力传动系部件库包括用于每个通用流动力接收器部件的一个或多个模型。也就是说，通用动力传动系部件库可以包括用于通用流动力接收器部件(例如，国家电网)的多个不同模型，从中可以选择最适当的模型。
101.部件的每个通用流动力接收器模型被配置为基于提供给控制器的至少一个第二部件特定输入来计算该部件的流输出。例如，对于通用国家电网模型，通用国家电网模型可以被配置为接收提供与变量有关的信息的部件特定输入：ac电流频率，从中可以计算出流输出。类似于上述作用力动力接收器模型，可以为每个类型的流动力接收器提供多个通用部件模型，其中所使用的第二部件特定输入的部件特定输入是不同的。因此，通用动力传动系部件库可以适于为各种不同的动力传动系提供合适的模型，其中普适控制器可以获得一定范围的输入。
102.为了配置每个通用流动力接收器模型以反映要被建模的特定流动力接收器的性能，每个通用流动力接收器模型可以被配置为接收一个或多个第二输入参数。第二输入参数提供与特定动力传动系中的每个流动力接收器部件的特性相关的信息。
103.通用动力传动系部件库中的可配置第二部件模型包括可以在不同动力传动系中使用的各种动力接收器的各种不同模型。通过提供一系列不同的通用动力接收器模型，普适控制器可以被配置为控制宽范围的不同的动力传动系。此外，由于每个可配置第二部件模型被布置为接收第二输入参数，所以每个第二部件模型可以被配置为精确地建模要被建模的特定动力源的行为。
104.例如，在一个实施例中，可以向控制器提供包括第二输入参数的输入文件，该第二输入参数定义了具有m1动力接收器的特定动力传动系，其中m1是正的非零整数。特定动力传动系的m1动力接收器包括c1作用力动力接收器和d1流动力接收器，其中c1和d1都是非负整数。下面更详细地讨论其中普适控制器被配置为对特定动力传动系建模的示例。
105.图6中所示的第三部件模型和第四部件模型提供了多个通用联轴器模型，这些通用联轴器模型可以被配置为对特定动力传动系的一个或多个联轴器进行建模。通常，特定动力传动系的联轴器将动力传动系的两个部件连接在一起。联轴器的因果关系由被选择来表示联轴器的模型的类型来反映。因此，特定动力传动系的联轴器可被建模为惯量联轴器(即惯量联轴器模型)或基于依从性的联轴器(即基于依从性的联轴器模型)。惯量联轴器模型是包括与联轴器相关联的惯量参数的模型。惯量联轴器模型采用一个或多个作用力输入，并确定结果流输出。基于依从性的联轴器模型是包括与联轴器相关联的依从性参数的模型。基于依从性的联轴器模型接收一个或多个流输入并计算合成的作用力输出。
106.图6所示的第三部件模型可配置为表示惯量联轴器。如图6所示，通用动力传动系部件库可以包括e通用惯量联轴器模型，其中e是非零正整数。
107.每个通用惯量联轴器模型是动力传动系中的联轴器的通用模型，其中提供作用力以引起流。惯量联轴器的示例包括角度机械域中的飞轮，或线性机械域中的车辆质量。
108.通用动力传动系部件库包括用于每个通用惯量联轴器的一个或多个模型。也就是说，通用动力传动系部件库可以包括用于通用惯量联轴器的多个不同模型，从中可以选择最合适的模型。例如，在一个实施例中，通用动力传动系部件库可以包括：第一通用惯量联轴器模型、第二通用惯量联轴器模型、第三通用惯量联轴器模型等。总之，在图6的实施例中，存在e通用惯量联轴器模型。
109.每个通用惯量联轴器模型被配置为基于至少一个作用力输入来计算联轴器的流输出。如图6所示，可以通过指定惯量联轴器模型与任何a作用力动力源模型、任何c作用力动力接收器模型和任何基于f依从性的联轴器模型之间的连接来提供惯量联轴器模型的作用力输入。在普适控制器的配置之前，在惯量联轴器模型作用力动力源模型、作用力动力接收器模型和基于依从性的联轴器模型的作用力输出之间不指定连接。当普适控制器被配置用于特定动力传动系时，可以通过连接参数模块在至少一个惯量联轴器模型和作用力输出之间指定连接。下面更详细地讨论连接参数模块。
110.可以在通用动力传动系部件库中提供用于每个类型的惯量联轴器的多个通用惯量联轴器模型。因此，通用动力传动系部件库可以适于为具有一系列不同架构的多种不同动力传动系提供合适的模型。
111.为了配置每个通用惯量联轴器模型以反映要被建模的特定惯量联轴器的性能，每个通用惯量联轴器模型可以被配置为接收一个或多个第三输入参数。第三输入参数提供与特定动力传动系中的每个惯量联轴器的特性相关的信息。在一些情况下，惯量联轴器还可以反映动力传动系架构的其他特性，这取决于通过惯量联轴器模型连接在一起或由惯量联轴器模型表示的动力传动系的特定部件。
112.例如，图7a示出了包括内燃机110、电动发电机120和驱动轴130的发电机100的示图。发电机100是根据本发明的(第一)特定动力传动系的示例。发电机100的架构包括通过驱动轴130连接到电动发电机120的内燃机110。内燃机110被配置为产生经由驱动轴130传递以驱动电动发电机130的转矩，以便产生电力。因此，内燃机110产生作用在驱动轴上的作用力(转矩)，并且电动发电机接收器来自驱动轴的作用力(转矩)。这样，驱动轴有两个作用力输入。
113.在图7a的示例中，与内燃发动机110相关联的惯量以及与电动发电机120相关联的惯量大于与驱动轴130相关联的惯量。驱动轴130也可以假定为刚性的，使得与驱动轴相关的任何依从性对于模型的目的而言都可以忽略。因此，在一些通用惯量联轴器模型中，内燃机110和电动发电机120的惯量可以集成为单个主体，并被建模为惯量联轴器的单个惯量。假设驱动轴130是刚性驱动轴意味着不存在与该驱动轴相关联的依从性，并且因此该动力传动系不包括任何基于依从性的联轴器部件。例如，在驱动轴130相对较短的一些动力传动系中，这种近似是合理的，以便简化模型。
114.如上所述，在图7a的示例中，刚性驱动轴130被认为是刚性体，并且因此假定没有与驱动轴130相关联的显著依从性。例如，如图7a所示，驱动轴130相对较短。图7b示出了发电机100'的另一示例，其中驱动轴130'相对较长(相对于图7a的驱动轴130)。在这样的示例中，驱动轴130'可以具有与其相关联的依从性，在可配置动力传动系模型中期望考虑该依从性。为了考虑驱动轴的依从性，与内燃机110和电动发电机120相关联的惯量可以单独地建模。因此，需要从通用动力传动系部件库(x＝3)配置用于两个惯量联轴器(y＝2)和基于
依从性的联轴器(z＝1)的部件模型。
115.图8示出了通用惯量联轴器模型的示例的框图，该通用惯量联轴器模型是通用线性惯量联轴器模型。图8的框图可用于将图7a的内燃机110和电动发电机120的集总惯量建模为线性惯量联轴器。如图8所示，通用线性惯量联轴器模型可配置为接收多个作用力输出。例如，通用惯量联轴器模型可以被配置为从代表内燃机110的作用力动力源模型和代表电动发电机120的作用力动力接收器模型接收作用力输出。通用线性惯量联轴器模型是通过线性方程(积分)计算流输出的线性模型。当然，第三联轴器模型还可以包括其他非线性的通用惯量联轴器模型(即通用非线性惯量联轴器模型)。
116.如图8的通用线性惯量联轴器模型所示，提供了第一作用力和结。第一作用力和结可配置为基于提供给通用惯量联轴器模型的作用力输出来计算通用惯量联轴器模型的净作用力输入(即，以下中的至少一者：来自一个或多个动力源模型的所述作用力输出、来自一个或多个动力接收器模型的所述作用力输出，和来自一个或多个基于依从性的联轴器模型的所述作用力输出)。如图8所示，基于由第一作用力和结计算的净作用力输入来计算流输出。
117.为了准确地建模图7a的驱动轴130，通用线性惯量联轴器模型还被配置为接收第三输入参数。第三输入参数可以包括与联轴器的惯量有关的信息(即，惯量参数i1)。在图7a的发电机100中，惯量参数i1可以基于内燃机110(j1)和电动发电机120(j2)的组合惯量。例如，集总惯量参数i1可以被计算为：
118.i1＝j1+j2
ꢀꢀ
(1)
119.在一些实施例中，第三输入参数可以包括第一电阻参数。在一些实施例中，可以向通用惯量联轴器模型提供电阻参数，以基于电阻使模型适应部件。例如，在电领域中，包括电阻器和电容器(但没有惯量)的电路可以通过包括包括电阻参数(r1)的通用惯量联轴器模型来建模。
120.如图8所示，根据四面体状态计算通用惯量联轴器模型的流输出。对于图7a的发电机100，惯量联轴器模型将被配置为计算驱动轴的角速度输出(例如，每分钟转数)。
121.如图6所示，通用动力传动系部件库还包括第四部件模型。
122.图6所示的第四部件模型可配置为表示基于依从性的联轴器。如图6所示，通用动力传动系部件库可以包括f通用的基于依从性的联轴器模型，其中f是非零正整数。
123.每个通用的基于依从性的联轴器模型是动力传动系中的联轴器的通用模型，其中提供流以引起作用力。基于依从性的联轴器的示例包括将同步马达连接到螺旋桨的驱动轴。例如，如以上关于图7b所讨论的，在驱动轴可以被认为是非刚性的一些实施例中，驱动轴的依从性可以基于通用的基于依从性的联轴器模型来建模。
124.类似于上面讨论的通用惯量联轴器模型，通用动力传动系部件库包括用于每个通用的基于依从性的联轴器的一个或多个模型。也就是说，通用动力传动系部件库可以包括用于通用的基于依从性的联轴器的多个不同的第四部件模型，从中可以选择最合适的模型。例如，在一个实施例中，通用动力传动系部件库可以包括：第一基于通用依从性的联轴器模型、第二基于通用依从性的联轴器模型、第三基于通用依从性的联轴器模型等。总之，在图6的实施例中，存在f基于通用依从性的联轴器模型。
125.每个基于通用依从性的联轴器模型被配置为基于至少一个流输入来计算用于联
轴器的作用力输出。如图6所示，可以通过指定基于依从性的联轴器模型与任何b流动力源模型、任何d流动力接收器模型和任何e惯量联轴器模型之间的连接来提供对基于依从性的联轴器模型的流输入。在普适控制器的配置之前，在基于依从性的联轴器模型流动力源模型、流动力接收器模型和惯量联轴器模型的流输出之间没有指定连接。当普适控制器被配置用于特定动力传动系时，可以通过连接参数模块在至少一个作用力输出与通用的基于依从性的联轴器模型之间指定连接。下面更详细地讨论连接参数模块。
126.可以在通用动力传动系部件库中提供用于每个类型的基于依从性的联轴器的多个通用的基于依从性的联轴器模型。因此，通用动力传动系部件库可以适于为具有一系列不同架构的多种不同动力传动系提供合适的模型。
127.为了配置每个通用的基于依从性的联轴器模型以反映要被建模的特定的基于依从性的联轴器的性能，每个通用的基于依从性的联轴器模型可以被配置为接收一个或多个第四输入参数。第四输入参数提供与特定动力传动系中的每个基于依从性的联轴器的特性相关的信息。在一些情况下，基于依从性的联轴器还可以反映动力传动系架构的其他特性，这取决于通过惯量联轴器连接在一起的动力传动系的特定部件。例如，在一些实施例中，第四输入参数可以包括用于基于依从性的联轴器的依从性参数。在一些实施例中，第四输入参数可以包括第二电阻参数。这样，通用基于依从性的联轴器模型可以适于对电阻性部件建模。下面将参照同步ac马达动力传动系200更详细地讨论第四部件模型的基于依从性的联轴器模型。
128.通常，通用部件库的第三部件模型和第四部件模型允许普适控制器被配置为对包括x联轴器的特定动力传动系建模。例如，在一个实施例中，可以向控制器提供包括第三输入参数和第四输入参数的输入文件，该第三输入参数和第四输入参数定义具有x1个联轴器的特定动力传动系，其中x1是正的非零整数。特定动力传动系的x1联轴器包括y1惯量联轴器和z1基于依从性的联轴器，其中y1和z1都是非负整数。下面更详细地讨论其中普适控制器被配置为对特定动力传动系建模的示例。
129.图6还示出了可能的互连的表示，其可以由作用力和流权重参数来定义，以便定义模型架构。部件型号之间的连接分为两组：流连接或作用力连接。流连接可以将第一部件模型、第二部件模型或第三部件模型中的一者的流输出连接到第四部件模型的流输入。这样，流连接可以将通用流动力源模型的流输出、通用流动力接收器模型的流输出，或通用惯量联轴器模型的流输出连接到通用基于依从性的联轴器模式的流输入。作用力连接可以将第一部件模型、第二部件模型或第四部件模型中的一者的作用力输出连接到第三部件模型的作用力输入。这样，作用力连接可以将通用作用力动力源模型的作用力输出、通用作用力动力接收器模型的作用力输出，或通用基于依从性的联轴器模型的作用力输出连接到通用惯量联轴器模式的作用力输入。
130.在图6中，示出了e通用惯量联轴器模型和a通用惯量动力源模型、c通用惯量动力接收器模型、f基于依从性的联轴器模型之间的可能的作用力连接。图6还示出了f基于依从性的联轴器模型和b通用流动力源模型、d通用流动力接收器模型、e通用惯量联轴器模型之间的可能的流连接。这样，在用输入文件配置普适控制器之前，普适控制器可配置为使用连接参数模块对基本上任何可能的动力传动系架构建模。
131.该连接参数模块可配置为用于定义代表特定动力传动系的动力传动系架构的模
型架构。这样，连接参数模块被配置为指定从通用动力传动系部件库配置的n动力源模型、m动力接收器模型和x联轴器模型之间的连接。连接参数模块基于由输入文件提供的流权重参数和作用力权重参数来指定连接。这样，连接参数模块基于输入文件的流权重参数和作用力权重参数确定代表动力传动系架构的模型架构。
132.流权重参数定义了从n动力源模型的流输出(即，来自任何流动力源模型的流输出)、m动力接收器模型的流输出(即，来自任何流动力接收器模型的流输出)，以及x联轴器的惯量联轴器模型到模型架构的x联轴器的基于依从性的联轴器模型的流输入的流连接。也就是说，流权重参数定义了普适控制器的哪些可能的流连接存在于模型架构中。
133.作用力权重参数定义从n动力源模型的作用力输出、m动力接收器模型的作用力输出，以及x联轴器的基于依从性的联轴器模型的作用力输出到模型架构的x联轴器模型的惯量联轴器模型的作用力输入的作用力连接。也就是说，作用力权重参数定义了普适控制器的哪些可能的作用力连接存在于模型架构中。
134.因此，普适控制器可以被配置为提供动力传动系模型，该动力传动系模型基于n动力源模型、m动力接收器模型、x联轴器模型和模型架构来对特定动力传动系建模。从图6可以理解，通用动力传动系部件库的通用动力传动系部件模型之间的所有互连在配置之前存在于普适控制器中。这样，可以使用存储在存储器中的预编译的计算机程序来实现普适控制器。预编译的计算机程序可以在处理器上执行，以在接收到提供上述输入参数的输入文件时提供用于特定动力传动系的控制器。本领域技术人员将理解，由于通用动力传动系部件库和连接参数模块的功能性，这种普适控制器是可能的。具体地，普适控制器可配置为在不被重新编译的情况下对特定动力传动系建模，因为第一部件模型、第二部件模型、第三部件模型和第四部件模型以及连接参数模块可基于来自输入文件的输入参数来配置。这样，普适动力传动系控制器是可配置(并且是可重新配置的)，以对大范围的动力传动系建模，而不需要重新编译普适控制器。
135.接下来，将讨论可配置动力传动系模型对特定动力传动系的可能应用的各种示例。应当理解，可配置动力传动系模型的可能配置的以下示例是非限制性的，并且可配置动力传动系模型的其他配置对于本领域技术人员将是显而易见的。
136.图9a示出了已被配置为控制发电机100的可配置动力传动系模型的示意图。这样，普适控制器的可配置动力传动系模型被配置为建模图7a中所示的发电机100。可配置动力传动系模型的配置相对于图6的示图示出。这样，图9a示出了在可配置动力传动系模型中使用的部件模型和连接，该可配置动力传动系模型遵循用于发电机100的适当输入文件的配置。
137.如上所述，发电机100包括一个输出转矩以驱动电动发电机120的内燃机110。这样，特定动力传动系包括一个作用力动力源(n＝1)。电动发电机120用作该特定动力传动系中的动力接收器并接收转矩。这样，该特定动力传动系包括一个作用力动力接收器(m＝1)。内燃机110和电动发电机120通过驱动轴130(假定为刚性)连接，允许惯量体110和120被建模为单个集总惯量。这样，特定动力传动系包括一个联轴器，其为惯量联轴器(x＝1，y＝1)。
138.如图9a所示，提供输入参数以配置模型的输入文件。这样，输入文件基于上述特定动力传动系的部件(n＝1，m＝1，x＝1，y＝1)提供第一输入参数、第二输入参数和第三输入参数。由于特定动力传动系不包括基于依从性的联轴器，因此不需要第四输入参数。因此，
应当理解，图9a仅示出了在特定动力传动系的配置的动力传动系模型中使用的可配置动力传动系模型的模型。
139.连接参数模块定义了图9a所示的模型之间的连接。在该特定动力传动系中，特定动力传动系的架构相对简单，因此仅使用费力连接来对特定动力传动系建模。作用力连接由输入文件的作用力权重参数指定。
140.因此，图9a的示图示出了可配置动力传动系模型控制器(例如，如图6所示)可以如何被配置为提供发电机100的动力传动系模型。
141.如上所述，在图7a的示例中，刚性驱动轴130被认为是刚性体，并且因此假定没有与驱动轴130相关联的显著依从性。例如，如图7a所示，驱动轴130相对较短。图7b示出了发电机100'的另一示例，其中驱动轴130'相对较长(相对于图7a的驱动轴130)。在这样的示例中，驱动轴130'可以具有与其相关联的依从性，在可配置动力传动系模型中期望考虑该依从性。为了考虑驱动轴的依从性，与内燃机110和电动发电机120相关联的惯量被分别建模。因此，需要从通用动力传动系部件库(x＝3)配置用于两个惯量联轴器(y＝2)和基于依从性的联轴器(z＝1)的部件模型。
142.因此，图9b的示图示出了可配置动力传动系模型(例如，如图6所示)可以如何被配置为提供发电机100'的动力传动系模型，其中在该模型中考虑了驱动轴130'的依从性。应当理解，可配置动力传动系模型对动力传动系的各种部件的性能作出假设的程度将取决于由可配置动力传动系模型提供的动力传动系模型的期望保真度。
143.图10示出了可配置动力传动系模型的示意图，该动力传动系模型被配置为控制包括直接驱动负载220的同步ac马达210的第二动力传动系200。同步ac马达210通过驱动轴230联接到负载。图11示出了这种动力传动系的示意图。
144.第二动力传动系200包括同步马达210。同步马达以基于到同步马达的ac动力源的频率(例如，50hz)的角速度旋转。这样，同步ac马达210是输出恒定流(角速度)的基于流的动力源。同步ac马达210通过驱动轴230连接到负载220。负载220可以是由转矩驱动的某种机械(即某种形式的惯量体)。
145.因此，第二动力传动系200包括一个流动力源(n＝1)。负载220用作该特定动力传动系中的动力接收器，并接收转矩。这样，该特定动力传动系包括一个作用力动力接收器(m＝1)。负载220还具有与其相关联的惯量。因此，在动力传动系模型中应包括至少一个惯量联轴器以解决负载惯量(y＝1)。交流同步马达210和负载220通过驱动轴230连接。驱动轴接收来自同步马达210的流输出并向负载220施加转矩。因此，驱动轴230可建模成基于依从性的联轴器(z＝2)。因此，在第二动力传动系200中，存在两个联轴器模型(x＝2)。
146.图12中示出了基于通用依从性的联轴器模型的框图的示例。图12的框图可以用于将图10的驱动轴230建模为基于依从性的联轴器。如图12所示，通用的基于依从性的联轴器模型可配置为接收多个流输出作为到该模型的流输入。例如，基于通用依从性的联轴器模型可以被配置为接收来自表示同步ac马达210的流动力源模型的流输出和来自驱动惯量的惯量联轴器模型的流输出。
147.如图12的基于通用依从性的联轴器模型所示，提供了第一流和节点。第一流和节点可配置为基于提供给它的流输出(即，来自一个或多个动力源模型的流输出、来自一个或多个动力接收器模型的流输出和来自一个或多个惯量联轴器模型的流输出中的至少一者)
来计算通用的基于顺应性的联轴器模型的净流输入。如图12所示，基于由第一流和节点计算的净作用力输入来计算流输出。
148.为了准确地建模图11的驱动轴230，该通用的基于依从性的联轴器模型还被配置为用于接收第四输入参数。第四输入参数可以包括与联轴器的依从性有关的信息(即，依从性参数c1)。在图11的第二动力传动系200中，依从性参数可以基于同步ac马达210和驱动轴230的组合依从性。第四输入参数还可以包括与联轴器的电阻有关的信息(即第二电阻参数r2)。阻力项提供了基于阻力项而不是依从性项来配置通用的基于依从性的联轴器的选项。
149.图12所示的基于通用依从性的联轴器模型是基于通用线性依从性的联轴器模型。如图12所示，可以通过对净流输入进行积分并通过依从性参数c1的倒数进行缩放来从净流输入计算作用力输出。当然，应当理解，图12所示的基于通用线性依从性的联轴器模型只是可能的基于通用依从性的联轴器模型的示例。例如，在其他实施例中，通用动力传动系部件库可以包括第四部件模型，该第四部件模型是通用的基于非线性依从性的部件模型。部件的各种类型的动态模型是本领域技术人员公知的。
150.输入文件提供输入参数以配置模型，如图10所示。这样，输入文件基于如上所述的特定动力传动系的部件(n＝1，m＝1，x＝2，y＝1，z＝1)提供第一输入参数、第二输入参数、第三输入参数和第四输入参数。与图9a和9b相似，图10仅示出了在第二动力传动系200的配置的动力传动系模型中使用的可配置动力传动系模型的模型。
151.连接参数模块定义了图10所示的模型之间的连接。对于第二动力传动系200，该架构包括ac同步马达和负载220之间的基于流的连接，以及表示负载220的惯量的单独的惯量联轴器。这样，第二动力传动系模型包括作用力连接和流连接两者。作用力连接由输入文件的作用力权重参数指定，并且流连接由输入文件的流权重参数指定。
152.图13示出了已被配置为控制第三动力传动系300的可配置动力传动系模型的示意图。图14示出了第三动力传动系统300的示意图。第三动力传动系300包括内燃机310、离合器320、齿轮箱330和驱动输出340(例如，车轮)。这样，第三动力传动系300可以被认为是机动车动力传动系的代表。
153.与前面的示例一样，为了配置可配置动力传动系模型以对第三动力传动系300建模，输入文件提供标识要配置的每个部件模型的输入参数。在第三动力传动系300中，设置有内燃机310。内燃机310产生转矩(作用力输出)并且还具有与其相关联的惯量。
154.最终驱动输出340接收转矩(作用力输出)并且还具有与其相关联的惯量。
155.第三动力传动系300是更复杂的动力传动系(相对于图7a和7b中所示的发电机动力传动系100)，因为离合器320和齿轮箱340设置在动力源(内燃机310)和动力接收器(最终驱动装置340)之间。
156.在第三动力传动系300中，可以假定离合器320通过相对短的驱动轴连接到内燃机，并且因此假定离合器320以与内燃机310相同的角速度被驱动。离合器根据施加到齿轮箱330的角速度向齿轮箱330施加转矩。这样，离合器320可以被表示为基于依从性的联轴器，该基于依从性的联轴器接收来自内燃发动机和最终驱动装置的流，并且输出作用力。虽然在第三动力传动系300的示例中，内燃机310和离合器320之间的驱动轴没有被建模为单独的部件，但是在提供较高保真度模型的其他示例中，驱动轴可以被建模为单独的部件。
157.齿轮箱330是缩放或转换施加到其上的能量的部件的示例。在齿轮箱的情况下，齿
轮箱的角速度输出和转矩输出基于所选择的传动比相对于角速度输入和转矩输入成比例。为了说明第三动力传动系300的模型中齿轮箱330的存在，最终驱动惯量的第三部件模型可以包括作用力缩放模块。该作用力缩放模块允许惯量联轴器模型可以用于说明在能量域中缩放作用力和流的动力传动系的部件(例如，变压器或齿轮箱)，或者甚至是在不同能量域之间转换能量的部件(例如，电动发电机)。
158.因此，图13中的最终驱动惯量模型包括被配置为对齿轮箱330建模的作用力缩放模块(齿轮箱缩放模块)。图15示出了包括作用力缩放模块的通用惯量联轴器模型的框图。作用力缩放模块可配置为缩放通用惯量联轴器模型的作用力输入中的至少一者(例如，来自一个或多个动力源模型的作用力输出、来自一个或多个动力接收器模型的作用力输出，以及来自一个或多个基于依从性的联轴器模型的作用力输出)。如图15所示，在第一作用力和结处对作用力输出求和之前，应用对作用力输出的缩放。使用输入文件的第一缩放参数在第一缩放块(etf1)处应用缩放。在第三动力传动系300的示例中，从离合器320输出的转矩连接到最终驱动器340的惯量联轴器模型。应当理解，施加到最终驱动的实际转矩将取决于齿轮箱的传动比。因此，第一缩放参数可以缩放从离合器320的基于依从性的联轴器模型输出的作用力，以说明在离合器320和最终驱动惯量340之间存在齿轮箱。
159.如图13所示，在最终驱动惯量340和离合器320之间还存在流连接。由于齿轮箱的存在，最终驱动惯量的角速度可以相对于离合器角速度成比例。因此，来自最终驱动惯量的流输出也可以被缩放。如图15所示，每个第三可配置模型可以包括缩放的流输出。缩放的流输出可以由可配置第三部件模型基于输入文件的第一补充缩放参数来计算。在齿轮箱的示例中，第一互补缩放参数是第一缩放参数的倒数。因此，齿轮箱的流和作用力缩放在第三动力传动系的模型中被建模，同时考虑能量的节省。
160.在一些实施例中，要被建模的缩放(或变换)部件可能涉及缩放过程期间的能量损失量。在一些动力传动系模型中，可以使用作用力缩放模型的效率参数来说明能量损失。例如，由于齿轮箱的摩擦和磨损，在图14的齿轮箱330中可能存在一些能量损失。为了解决该能量损失，当计算任何缩放量时可以应用第一效率参数(η1)。第一效率参数可以在输入文件中指定。第一效率参数小于或等于1。
161.因此，作用力缩放模块可以将以下缩放应用于作用力输入(e(t))和流输出(f(t))以分别计算经缩放的作用力输入(e’(t))和经缩放的流输出(f’(t))：
162.e’(t)＝e(t)x k
1 xη1ꢀꢀ
(2)
163.f’(t)＝f(t)x k
1-1 xη1ꢀꢀ
(3)
164.因此，可以提供作用力缩放模块来对动力传动系的部件进行建模，该动力传动系对作用力和流进行缩放或变换。
165.在一些实施例中，每个作用力缩放模块可以被配置为缩放以下中的至少一者：来自一个或多个动力源模型的作用力输出，来自一个或多个动力接收器模型的作用力输出，以及来自一个或多个基于依从性的联轴器模型的作用力输出，使得其从能量域中的作用力转换到另一能量域中的作用力。例如，电动发电机模型可以包括电能域中的作用力输入并且计算旋转机械能域中的流输出。
166.回到图13中的第三动力传动系的示例，应当理解，第三动力传动系300包括一个作用力动力源(n＝1)。最终驱动装置340用作该特定动力传动系中的动力接收器并接收转矩。
这样，第三动力传动系300包括一个作用力动力接收器(m＝1)。最终驱动340还具有与其相关联的惯量。因此，在动力传动系模型中可以包括两个惯量联轴器模型以考虑最终驱动惯量和内燃机的惯量(y＝2)。内燃机310通过离合器320两侧的驱动轴连接到齿轮箱。驱动轴接收从内燃机310输出的流体并经由离合器320将转矩传递到齿轮箱。因此，离合器320和驱动轴可以被建模为基于依从性的联轴器(z＝1)。如上所述，输入到齿轮箱的作用力(转矩)可以被认为是输入到驱动惯量的惯量联轴器模型的缩放作用力。因此，可以使用包括作用力缩放模块的惯量联轴器模型来建模齿轮箱和最终驱动惯量。
167.输入文件提供输入参数以配置模型，如图13所示。这样，输入文件基于如上所述的特定动力传动系的部件(n＝1，m＝1，x＝3，y＝2，z＝1)提供第一输入参数、第二输入参数、第三输入参数和第四输入参数。类似于图9a、9b和10，图13仅示出了在第三动力传动系300的配置的动力传动系模型中使用的可配置动力传动系模型的模型。
168.连接参数模块定义了图13所示的模型之间的连接。对于第三动力传动系300，该架构包括在内燃动力输出与内燃发动机的惯量的惯量联轴器模型之间的基于作用力的基于作用力的连接。这允许动力传动系模型考虑内燃机的惯量并且还考虑离合器320的基于流的驱动。
169.第三动力传动系300的以上示例利用了包括作用力缩放模块的通用惯量联轴器模型。通用动力传动系部件库可以包括多个通用惯量联轴器模型。
170.通过类比通用惯量联轴器模型，可以理解，通用动力传动系部件库还可以包括通用的基于依从性的联轴器模型，该联轴器模型包括流缩放模型。可以提供流缩放模块来对变换或缩放流以产生相应的缩放效果的部件进行建模。
171.因此，每个可配置第四部件模型可以包括流缩放模块，该流缩放模块可配置为缩放以下中的至少一者：来自一个或多个动力源模型的流输出、来自一个或多个动力接收器模型的流输出，以及来自使用输入文件的第二缩放参数(k2)的一个或多个惯量联轴器模型的流输出。类似地，由可配置第四部件模型计算的作用力输出也可以由输入文件的第二互补缩放参数来缩放。
172.此外，流缩放模块还可以被配置为考虑缩放部件中的能量损耗。因此，每个流缩放模块可以可配置为在缩放以下中的至少一者时考虑能量损失：基于输入文件的第二效率参数(η2)，和/或当基于第二效率参数缩放由可配置第四部件模型计算的作用力输出时，来自一个或多个动力源模型的流输出、来自一个或多个动力消耗器模型的流输出和来自一个或多个惯量联轴器模型的流输出。
173.在一些实施例中，每个流缩放模块可以被配置为缩放以下中的至少一者：来自一个或多个动力源模型的流输出、来自一个或多个动力接收器模型的流输出，以及来自一个或多个惯量联轴器模型的流输出，使得其从能量域中的流转换为另一能量域中的流。
174.图16示出了已被配置为控制第四动力传动系400的可配置动力传动系模型的示意图。图17示出了第四动力传动系统400的示意图。第四动力传动系400包括内燃机410、离合器420、电动发电机430、齿轮箱440和驱动输出450(例如，车轮)。这样，第四动力传动系400可以被认为是具有混合动力传动系的机动车的代表。
175.与前面的示例一样，为了配置可配置动力传动系模型以对第四动力传动系400建模，输入文件提供标识要配置的每个部件模型的输入参数。在第四动力传动系400中，该输
入文件可以包括用于配置代表以下各项的模型的输入参数：内燃机作用力动力源、内燃机惯量、离合器、电动发电机作用力动力源、电动发电机惯量、基于齿轮箱依从性的联轴器模型、最终驱动动力接收器和最终驱动惯量。图16中示出的部件模型是一组部件模型的示例，该组部件模型可以从通用动力传动系部件库中配置以对第四动力传动系400建模。
176.在该示例中，第四动力传动系包括两个不同的基于作用力的动力源。基于作用力的动力源可以被配置为基于输入文件的第一输入参数接收不同的部件特定输入。图18示出了图17的注释图，其示出了可以为每个动力源模型和动力接收器模型提供的部件特定输入。
177.例如，根据图18，内燃发动机作用力动力源模型被配置为计算代表来自燃烧的转矩的作用力输出。如图18所示，该内燃机作用力动力源模型被配置为接收该部件特定输入：废气再循环(egr)、喷射开始(soi)、燃料轨压力(frp)、喷射模式、涡轮增压和发动机速度以便计算作用力输出。电动发电机作用力动力源模型被配置为计算代表来自磁联轴器的转矩的作用力输出。如图18所示，该电动发电机作用力动力源模型被配置为接收该部件特定输入电流和马达速度。
178.因此，应当理解，可配置动力传动系模型可配置为提供具有多动力源的特定动力传动系的动力传动系模型。通过类比，可配置动力传动系模型还可配置为提供具有多个动力接收器的特定动力传动系的动力传动系模型。
179.除了可配置动力传动系模型之外，普适控制器还包括可配置优化器模块。可配置优化器模块包括通用性能目标函数库。
180.该可配置优化器模块是可配置用于为该特定动力传动系的n动力源中的每一者计算优化的作用力请求或优化的流请求中的至少一者(例如，u
opt
)。基于成本函数，特定动力传动系的动力传动系模型，以及m动力接收器(例如，r)的所需作用力请求或所需流请求来计算优化的作用力和/或优化的流请求。可配置优化器模块的示意图在图19中更详细地示出。
181.可以通过从通用性能目标函数库中选择通用性能目标函数并提供第五输入参数作为输入文件的一部分来被配置为成本函数。第五输入文件参数可用于从通用性能目标函数库中选择至少一个性能目标函数。类似地，可以使用输入文件参数从连接参数模块和通用动力传动系部件库配置特定动力传动系的配置的动力传动系模型。如图19所示，示意性地示出了第一输入文件参数、第二输入文件参数、第三输入文件参数、第四输入文件参数和第五输入文件参数。因此，可以理解，可配置优化器模块可以以与上述可配置动力传动系模型类似的方式配置。
182.通用性能目标函数库可包括多个不同的通用性能目标函数，每个通用性能目标函数可配置用于为特定动力传动系提供(特定)成本函数。可以提供具有不同性能目标的不同通用性能目标函数。各种不同的性能目标对于本领域技术人员是已知的，例如，燃料消耗、排放目标(制动器特定no
x
、制动器特定烟灰、no
x
/烟灰比)、所需动力的误差等。例如，第一通用性能目标函数可以被配置为遵循最小燃料消耗策略或最小动力消耗策略。第二通用性能目标函数可以被配置为基于与某些排放目标的符合性来追求策略。第三性能目标函数可以被配置为遵循使请求转矩或速度与输出转矩或速度之间的误差最小化的策略。在一些实施例中，可以提供组合了具有不同成本权重的多个不同性能目标的其他通用性能目标函数。
例如，第四性能目标函数可以寻求最小化燃料消耗并结合最小化转矩请求误差。应当理解，由可配置优化器模块使用的通用性能目标函数以及任何成本权重可以由该输入文件的第五输入参数指定。
183.接下来将描述通用性能目标函数的一些示例。应当理解，以下通用性能目标函数的特征是可以在库中提供的一些可能函数的非限制性示例。以下通用性能目标函数的特征可根据需要与其他函数组合。
184.在图19的实施例中，描述了单级成本函数。这样，被配置为成本函数的通用性能目标函数包括单个优化器函数，其优化用于n动力源的优化作用力请求和/或优化流请求。
185.为了计算与一组候选作用力请求和/或候选流请求相关联的成本，优化器或搜索功能为n动力源(例如，u)确定一组候选作用力请求和/或候选流请求。
186.使用该特定动力传动系的配置的动力传动系模型来对与该组候选作用力请求和/或候选流请求相关联的性能(y)进行建模。配置的动力传动系模型可以基于候选作用力请求和/或候选流所需集合对多个变量(例如，l参数，其中l》m)建模。例如，相关联的性能y可以包括特定动力传动系的每个部件的最终作用力/流。这样，相关联的性能可以包括针对m动力接收器中的每一者的所得的作用力/流，针对n动力源的所得的作用力/流，以及针对包括在配置的动力传动系模型中的联轴器中的任一者的作用力/流。取决于成本函数所需的信息，相关联的性能y还可以包括变量，诸如转矩误差、动力消耗或与排放相关的变量。
187.成本函数评估相关联的性能y满足来自m动力接收器的所需作用力或所需流请求和/或可从通用性能目标函数库指定的任何其他性能目标参数的程度，以便确定用于n动力源的优化作用力请求和/或优化流请求。这样，应当理解，成本函数基于多个变量计算每组候选作用力/流所需总成本j。
188.例如，被配置为最小化燃料消耗的成本函数可以被配置为基于n动力源的每组候选作用力请求和/或候选成本所需相关联的性能y(例如，u)来计算n动力源中的每一者的燃料消耗。在n动力源消耗不同类型的燃料的情况下，成本函数可包括等效参数ε以说明燃料消耗的差异。
189.可以从通用性能目标函数被配置为成本函数。每个通用性能目标函数可以包括一个或多个通用成本约束。每个通用成本约束可以计算与给定变量相关联的成本。不同的成本约束可以由根据特定动力传动系的第五输入参数来指定。
190.由通用性能目标提供的通用成本约束可以包括系统约束和性能目标约束。
191.系统约束可以是由特定动力传动系的物理能力强加的物理限制。例如，对于包括电动发电机和齿轮箱的动力传动系，可配置动力传动系模型可以对包括电动发电机转矩(t
mg
(t))和齿轮箱速度(ω(t))的变量建模。应当理解，电动发电机能够输出或接收的转矩量存在物理限制。对齿轮箱的速度也有物理限制。因此，成本函数可以基于输入文件的第五输入参数为每个变量指定一个或多个系统约束。在一些实施例中，系统约束可以包括双曲线函数，该双曲线函数可利用第五输入参数来配置，以计算与特定动力传动系函数的物理能力相关联的成本。例如，可以基于限定最大齿轮箱速度的极限α来提供用于可变齿轮箱速度的系统约束。当接近极限α时，由发动机约束函数计算的成本可以渐近地上升。这样，可以使用双曲线函数来计算系统约束。极限α可以被指定为第五输入参数中的一者。因此，基于齿轮箱速度(ω(t))的系统约束(j
gbspeed
)可以是：
192.j
gbspeed
＝1/(α
–
ω(t))
ꢀꢀ
(4)
193.性能目标约束可以是属性将成本与性能目标相关联的约束。包括抛物线函数的性能目标约束可以用第五输入参数来配置，以计算与性能目标相关联的成本。性能目标约束的示例是最小化燃料消耗。因此，燃料消耗性能目标约束可配置为基于由配置的动力传动系模型提供的燃料消耗变量来计算成本。这种形式的性能目标约束可以由具有加权平方律关系的函数来表示。例如，对于可变等效燃料消耗(m
feq
)，性能目标约束(j
mfeq
)可以由第五输入参数β指定，该第五输入参数β指定要应用于该性能目标约束的权重。因此，在该示例中对于最小燃料消耗的性能目标约束可以采取以下形式：
194.j
feq
＝β*m
feq
^2
ꢀꢀ
(5)
195.例如，在一个实施例中，等效燃料消耗变量的性能目标约束可以被配置用于包括电动发电机和内燃发动机的动力传动系，诸如图1d和图14中所示的动力传动系。根据一个可能的通用性能目标函数，每动力源消耗的燃料是每动力源输出的转矩和每动力源的轴速度的函数。因此，如下面的等式(6)所示，消耗的等效燃料是由电动发电机消耗的等效燃料(m
feqmg
)和由内燃机消耗的等效燃料(m
fice
)的总和。(6)
196.如等式6所示，基于电动发电机的轴速度(ω
mg
(t))和电动发电机的转矩输出(t
mg
(t))来计算由电动发电机消耗的等效燃料(m
feqmg
)。基于内燃机的轴速度(ω
ice
(t))和内燃机的转矩输出(t
ice
(t))来计算内燃机消耗的等效燃料(m
fice
)。
197.对于例如，图1d中所示的特定动力传动系，将理解的是，由于驱动轴的连接，齿轮箱速度ω(t)与电动发电机的轴速度(ω
mg
(t))和内燃发动机的轴速度(ω
ice
(t))相同。这样，对于来自驱动输出的给定转矩请求(或速度请求)，这两动力源可以通过轴速度ω(t)与电动发电机和内燃发动机的组合转矩的组合来满足该动力所需。假设内燃机提供电动发电机不提供的任何转矩，则成本函数可以设法优化变量ω(t)和t
mg
(t)。这样，在一个示例中，所提供的成本函数可以是ω(t)和t
mg
(t)的函数。
198.在图20中示出了可以通过系统约束和性能目标约束的组合来指定的所得成本空间的示例。图20示出了由配置的动力传动系模型ω(t)和t
mg
(t)建模的两个变量定义的成本空间。如图20所示，成本空间包括用于最大齿轮箱速度的系统约束。成本空间还包括使等效燃料消耗最小化的性能目标约束。
199.可配置优化器模块被配置为基于成本函数对相关联的性能的评估来计算优化作用力和/或优化流请求。因此，可配置优化器模块可配置为迭代n动力源中的每一者的候选作用力请求或候选流请求的计算，以便搜索特定动力传动系的n动力源中的每一者的优化作用力请求或优化流请求。
200.本领域技术人员已知用于优化器函数的各种搜索策略。因此，可配置优化器模块可以包括一个或多个搜索算法，其可以被配置为搜索由成本函数定义的成本空间，以便识别优化的解决方案(例如，成本空间中的最小值)。例如，可配置优化器模块可以使用随机搜索策略来随机搜索成本空间，以便找到优化点u
opt
。
201.在图20的示例性成本空间中，由可配置优化器模块执行的搜索策略的结果被示出为成本空间中的点。由可配置优化器模块执行的搜索策略包括分层采样过程和线搜索过程，以试图识别最小点，同时避免作为局部最小值而不是全局最小值的解。
202.例如，根据一种可能的优化器搜索策略，可配置优化器模块执行成本空间的分层
采样。成本空间可以是多维搜索空间，其中维度的数目对应于要优化的变量的数目。例如，在图20的实施例中，可以优化流请求ω(t)和作用力请求t
mg
(t)。
203.成本空间有效地定义了可由可配置优化器模块评估的候选作用力请求和/或候选流请求u的每个可能组合。可配置优化器模块可以选择一组候选作用力请求和/或候选流请求，用于由成本函数进行评估。
204.执行成本空间的分层采样确保了候选作用力请求和/或候选流所需集合分布在成本空间上。这样，应当理解，分层采样可以在整个成本空间上提供比纯随机采样均匀的候选作用力请求和/或候选流所需集合的分布。
205.执行多维搜索空间的分层采样的各种方法是本领域技术人员已知的。在本发明的一个实施例中，可配置优化器模块执行成本空间的拉丁超立方体采样。在其他实施例中，可以使用正交采样方法来确定分层采样，或者任何其他合适的分层采样方法，其提供在成本空间中的候选作用力请求和/或候选流所需集合的分布。
206.如图20所示，在成本表面上指示多个点，其表示可以使用分层采样搜索策略计算的一组点。
207.在执行分层采样搜索策略之后，可配置优化器模块可以简单地选择最低成本点。在一些实施例中，可配置优化器模块还可以执行线搜索过程作为第二步骤。在第二步骤中，可配置优化器模块基于分层采样产生的成本确定跨越第一成本最小值的成本空间中的搜索线。
208.在一个实施例中，基于用于具有最低成本的n动力源的两组候选作用力请求/流请求来确定搜索线。这样，搜索矢量被确定为沿着具有最低成本的n动力源的两组候选作用力请求/流请求之间的线的成本空间中的矢量。确定搜索矢量的目的是提供一个方向，沿着该方向进一步搜索最小值，以便识别n动力源的优化的组作用力请求和/或流请求。
209.用于确定函数(即，成本函数)的最小值是否位于一条线上的两个点之间的各种方法是本领域技术人员已知的。用于检查最小值是否沿搜索线存在的一种方法是在沿搜索线的第三点(x1)处(即在搜索线上具有最低成本的n动力源的两组候选作用力请求/流请求之间)评估成本函数。如果所评估的第三点具有低于搜索线的两个端点中的任一者的成本，则这指示最小值位于两个端点之间的搜索线上。在确定沿搜索线不存在最小值的情况下，搜索线的端点可在成本空间中沿搜索向量延伸并重新评估。可以重复该过程直到找到跨在最小值上的搜索线。
210.例如，在图20的成本空间中，沿着成本空间中的搜索线评估多个点，以便识别用于n动力源的一组优化的作用力请求和/或流请求。
211.应当理解，可配置优化器的搜索策略可以被配置为与从通用性能目标函数库的通用性能目标函数配置的任何成本函数一起作用。可以使用输入文件的第五输入参数来配置搜索策略。例如，搜索策略可以被配置为定义搜索策略返回优化解的总计算时间，或对要执行的成本函数评估的数量的限制。例如，对于图20的成本函数，可以评估多达100组的候选作用力请求和/或候选流请求，总共花费大约10到15ms的计算时间。
212.因此，可以根据本发明的实施例提供可配置优化器模块。该可配置优化器模块可以被配置为提供成本函数，该成本函数用于使用输入文件来确定针对特定动力传动系的n动力源中的每一者的优化作用力和/或优化流请求。这样，普适控制器的可配置优化器模块
可以使用存储在存储器中的预编译计算机程序来实现。预编译的计算机程序可以在处理器上执行，以在接收到提供上述输入参数的输入文件时提供用于特定动力传动系的控制器。本领域技术人员将理解，这样的普适控制器是可能的，因为由于可配置优化器模块的通用性能目标函数库的功能性。具体地，普适控制器可配置为优化特定动力传动系的n动力源的作用力和/或流请求，而无需重新编译，因为通用性能目标函数可基于来自输入文件的第五输入参数来配置。这样，普适动力传动系控制器是可配置的(和可重新配置的)，以优化对宽范围动力传动系的控制，而不需要重新编译普适控制器。
213.在一些实施例中，通用性能目标函数库可以包括一个或多个通用性能目标函数，该通用性能目标函数包括多个通用优化器函数。例如，在一些实施例中，通用性能目标函数库可以包括通用两级性能目标函数，该通用两级性能目标函数包括可配置收敛状态优化器函数、可配置当前状态优化器函数和可配置动力源管理模块。
214.通用两级性能目标函数可使用第五输入参数来配置，以定义包括收敛状态优化器函数、当前状态优化器函数和动力源管理模块的成本函数。在图22中示出了已经使用第五输入参数配置的这种成本函数的示例。
215.图22示出了作为可配置优化器模块的一部分的图21的配置的成本函数。这样，除了输入文件的第五输入参数被用于配置不同的成本函数之外，图22的示图类似于图19的示图。图21和22的成本函数被布置为计算n动力源中的每一者的优化作用力请求和/或优化流请求中的至少一者。可配置优化器模块基于来自m个动力接收器的所需作用力请求和/或所需流请求、成本函数和特定动力传动系的配置动力传动系模型来计算所述优化作用力请求和/或优化流请求。
216.通用两级性能目标函数可特别适用于包括多个动力源(即n≥2)的动力传动系。应当理解，对于包括多个动力源的动力传动系，通过从多个动力源中的一个或多个提供动力，可以满足来自m动力接收器的所需的作用力或流请求。因此，对于包括多个动力源的动力传动系，可配置优化器模块在决定如何在多个动力源之间分配所需的作用力/流(即动力)方面具有额外的复杂度维度。在一些动力传动系中，在一个动力源和另一个动力源上传送电力之间切换的能力可以是瞬时的。在其他动力传动系中，重新布置多个动力源上的电力供应的能力可能不是瞬时的。例如，在一些动力源中，可能存在使动力源斜升(或实际上使动力源斜降)的时间延迟。因此，一些特定的动力传动系可能具有物理约束，这些物理约束防止它们从当前的动力源操作状态瞬间收敛到优化的动力源操作状态。
217.两级性能目标函数提供了收敛的状态优化器函数、当前状态优化器函数和动力源管理模块，以解决多个动力源的理想操作条件与动力传动系中多个动力源的当前操作状态之间的差异。这种性能目标函数允许可配置优化器模块考虑包括多个不同类型的动力源的动力传动系，例如，在混合动力传动系中。
218.如图21所示，成本函数包括收敛状态优化器函数和当前状态优化器函数。每个优化器函数被配置为计算用于n动力源的一组优化作用力请求和/或优化流请求。
219.收敛状态优化器函数独立于当前状态优化器函数计算n动力源的作用力和流请求。如图22所示，收敛状态优化器函数基于m动力接收器的所需作用力请求和/或所需流请求来计算第一组优化的作用力请求和/或优化的流请求(u
opt1
)。收敛状态优化器函数利用特定动力传动系的已配置的动力传动系模型来计算所述第一组优化作用力请求和/或优化
流请求。这样，收敛状态优化器函数可以以与图19所示的成本函数类似的方式操作，以便计算第一组优化作用力请求和/或优化流请求。收敛状态优化器函数被配置为基于用于特定动力传动系的操作的收敛状态来计算第一组优化作用力请求和/或优化流请求。也就是说，收敛状态优化器函数旨在计算n个动力源的优化的作用力请求和/或优化的流所需收敛(即，长期、理想)解。
220.例如，在一些实施例中，收敛状态优化器函数可以被配置为以与上述单级性能目标函数的成本函数类似的方式计算第一组优化作用力请求和/或优化流请求(u
opt1
)。
221.由收敛状态优化器函数计算的第一组优化作用力请求和/或优化流请求被提供给动力源管理模块。
222.提供动力源管理模块，以基于用于n动力源中的每一者的第一组至少一个优化作用力请求和/或优化流请求，以及特定动力传动系的当前操作状态来更新可配置当前状态优化器函数。这样，动力源管理模块向当前状态优化器函数提供关于由收敛状态优化器函数计算的第一组优化作用力请求和/或优化流所需信息。动力源管理模块可以被配置为在由收敛状态优化器函数计算的收敛状态解的上下文中解释n动力源的当前操作状态。例如，在收敛状态优化器函数请求第一动力源的作用力或流的一个实施例中，动力源管理模块检查第一动力源当前是否可操作。在第一动力源当前不可操作的情况下，第一动力源可能不能够即时递送所需优化作用力/流。因此，动力源管理模块可以识别这一点，并向当前状态优化器函数提供信息，以更新系统约束，从而相应地改变当前状态优化器函数。
223.为了考虑由收敛状态优化器函数计算的优化作用力/优化流与n动力源的当前操作状态之间的差异，动力源管理模块可以被配置为调整或修改与当前状态优化器函数相关联的第五输入参数。也就是说，动力源管理模块可以更新与当前状态优化器函数相关联的第五输入参数，以便考虑n动力源的当前操作状态来调整当前状态优化器函数的行为。例如，在内燃机当前不在运行的情况下，动力源管理模块可以更新与内燃机的系统约束相关的第五输入参数，以强制内燃机不用于产生动力的解决方案。
224.因此，动力源管理模块可配置为接收关于特定动力传动系的每个部件的操作状态的信息。例如，动力源管理模块可以被配置为接收关于n动力源的操作状态的信息，以及关于m动力接收器的操作状态的信息。这样，动力源管理模块可以被配置为在当前时间接收与特定动力传动系的每个部件相关联的作用力和/或流。这种信息可以由特定动力传动系的接口控制器提供给普适控制器的动力源管理模块。
225.为了使特定动力传动系的操作状态向用于n动力源(u
opt1
)的第一优化的作用力请求组和/或优化的流请求组收敛，动力源管理模块还可以被配置为在检测到收敛状态与动力源的当前操作状态之间的差异时触发动力源的启动例程。一旦动力源是可操作的，动力源管理模块为相应地更新当前状态优化器函数。
226.在其他实施例中，动力源(例如，内燃机)的当前操作状态可能受到暂时限制。响应于临时(即，时间相关的)限制，动力源管理模块可以相应地更新当前状态优化器函数的第五输入参数。例如，对于内燃发动机动力源，可用转矩在某些操作状态下可能受到涡轮增压器的操作状态的限制。因此，动力源管理模块可以基于涡轮增压器/内燃机的运行状态更新当前状态优化器函数的系统约束。
227.在一些实施例中，动力源管理模块可配置为管理特定动力传动系的不同动力源的
使用。例如，动力源管理模块可配置为管理由混合动力传动系的电池动力源供电的内燃机和电动发电机的相对使用。这样，动力源管理模块可以调整与请求内燃机上的电力和请求电动发电机上的电力相关联的相对成本，以便管理电池和燃料供应的相对使用。因此，该动力源管理模块可以调整用于该特定动力传动系的多个动力源中的一者或多者的等效参数(ε)。在下面的示例中，单个等效因子用于包括电动发电机和内燃机的混合动力传动系，以便改变使用两动力源的相对成本。当然，在包括更多动力源的其他实施例中，可以使用附加的等效因子以便能够改变动力源相对于彼此的相对成本。
228.等效因子ε可用于调节为电动发电机和内燃机中的每一者计算的相对等效燃料消耗。对于等式1的等效燃料消耗计算(在下面再现)，调整仅一个等效参数以便调整两个动力源的相对使用。
[0229][0230]
如上述等式所示，为了调整与内燃机相比使用电动发电机的相对成本，电动发电机的等效燃料消耗(m
feqmg
)乘以等效参数ε。应当理解，通过改变ε，成本函数将有利于使用电动发电机或有利于使用内燃机。在一些实施例中，等效参数ε可以由第五输入参数定义并且在动力源管理模块中保持为恒定参数。在一些实施例中，等效参数ε可以由动力源管理模块修改，例如，以说明向电动发电机供电的电池的充电状态(soc)。这样，可以使用等效参数来控制电池的放电速率，或者在一段时间内保持指定的充电状态。
[0231]
因此，在一些实施例中，动力源管理模块可以被配置为控制动力源的使用率(例如，控制电池的放电)。例如，在要控制电池充电的一些实施例中，可以定义参考充电状态(soc
ref
)。因此，误差函数可定义为：
[0232]
e(t)
soc
＝soc
ref-soc(t)
ꢀꢀ
(7)
[0233]
该误差函数(e(t)
soc
)可以定义该电池的当前充电状态(soc(t))与所希望的参考充电状态之间的差值。
[0234]
在一些实施例中，参考充电状态soc
ref
可以是由第五输入参数定义的恒定值。例如，参考充电状态可以是至少30％，或在一些实施例中是50％。因此，成本函数可以被配置为控制电池的充电状态以试图维持电池的恒定充电状态。在一些实施例中，soc
ref
可以是时间或使用的函数。这样，soc
ref
可以由输入文件指定为在例如，一天的过程中线性减小，以便控制电池的逐渐放电。因此，应当理解，动力源管理模块可用于管理要由优化器模块控制的多个动力源。
[0235]
等式7的误差函数可用于检测socref与当前状态soc(soc(t)之间的差。这进而可以用于控制等效参数ε以便维持电池的所希望的充电状态。可以使用各种控制方案来控制等效参数，例如，补偿器功能。
[0236]
例如，包括比例部件和一体式部件的补偿器函数可以被配置为随时间调整等效因子ε。
[0237][0238]
如上面的等式8所示，可以基于来自输入文件的第五输入参数来配置补偿器函数。
例如，在等式3的自适应函数中，要指定的第五输入参数是初始等效参数ε0、比例缩放参数k
p
和积分缩放参数ki。当然，应当理解，等式8仅是补偿器功能的一个可能示例，该补偿器功能可由动力源管理模块用于响应于特定动力传动系的当前操作状态来控制等效因子。
[0239]
当前状态优化器函数为n动力源中的每一者计算优化的作用力请求和/或优化的流请求。如图22所示，当前状态优化器函数基于针对m动力接收器的所所需作用力请求和/或所所需流请求以及来自动力源管理模块的信息来计算第二组优化的作用力请求和/或优化的流请求(u
opt
2)。
[0240]
当前状态优化器函数的操作类似于收敛状态优化器函数。例如，当前状态优化器函数可以由与收敛状态优化器函数基本相同的通用性能目标函数来配置。当前状态优化器函数可以根据由动力源管理模块提供的信息使用具有不同第五输入参数的系统约束或性能目标约束。当前状态优化器函数利用特定动力的特定动力传动系的动力传动系模型来确定与第二组候选作用力请求和/或候选流请求(u2)相关联的性能y2，以便计算所述第二组优化作用力请求和/或优化流请求u
opt
2。当前状态优化器函数可以使用与收敛状态优化器函数类似的搜索策略来搜索第二组优化作用力请求和/或优化流请求u
opt
2。
[0241]
例如，在上述示例中，当前状态优化器函数可以计算与等式1的最小等效燃料消耗相关联的成本。由动力源管理模块提供的信息可以包括等价参数ε、成本参数的更新权重(α，β)或关于成本函数的其他信息。
[0242]
接下来将讨论配置两级通用性能目标函数以控制动力传动系的示例。图17中示出了要控制的混合动力传动系的示图。这样，两级通用性能目标函数被配置为控制包括两动力源的混合动力传动系400；内燃机410和电动发电机430。
[0243]
输入文件被提供给普适控制器以配置普适控制器来控制混合动力传动系400。可配置动力传动系模型如上所述使用第一输入参数至第四输入参数来配置。第五输入参数用于配置可配置优化器模块以为混合动力传动系400提供成本函数。
[0244]
在下面的示例中，如图23和24所示，接收来自动力接收器的所需作用力和/或流所需时间序列。如图24所示，所需作用力(bc转矩)或所需流(bc速度)随时间在两个不同的恒定值之间变化。图23示出了特定动力传动系的所需转矩和要求速度之间的关系。这样，将理解的是，来自动力接收器(即，驱动输出450)的所需可以是所需作用力或所需流的形式。
[0245]
图25、26和27示出了在不同的输入文件设置下特定动力传动系的性能的曲线图。在图25的第一曲线图中，可配置优化器模块是使用包括被设置为ε＝2.0的第一等效参数的可配置两级性能目标函数来配置的。这样，等效参数被配置为有利于电池的放电超过消耗燃料。
[0246]
在图26的第二曲线图中，可配置优化器模块是使用包括被设置为ε＝2.5的第二等效参数的可配置两级性能目标函数来配置的。这样，等效参数相对于图25增加，以便更紧密地平衡电池的放电和消耗燃料。
[0247]
在图27的第三曲线图中，可配置优化器模块是使用可配置两级性能目标函数来配置的，该可配置两级性能目标函数包括被设置为ε＝2.7的等效第三参数。这样，等效参数进一步增加(相对于图25)以有利于电池随时间的充电。
[0248]
图28示出了在普适控制器的控制下的特定动力传动系的性能的进一步比较。应当理解，对于第一等效参数ε＝2.0，随时间的电能使用是净负数，指示电池随时间的放电。对
于第三等效参数ε＝2.7，随时间的电能使用是净正的，指示电池随时间的充电。因此，应当理解，等效参数可用于管理特定动力传动系的动力源的使用。
[0249]
尽管在该示例中，等效参数被选择为常数以显示随时间的影响，但是在其他实施例中，等效参数可以由如上所述的动力源管理模块更新，以便管理n动力源随时间的使用。
[0250]
工业实用性
[0251]
根据本发明，提供了一种普适控制器。该普适控制器可以被配置为控制落入通用动力传动系的类别内的任何特定动力传动系，这些通用动力传动系包括j通用动力源、k通用动力接收器，和l通用联轴器，其中(j、k和l是正整数、非零整数)。
[0252]
因此，普适控制器可以被配置为控制用于多种系统的动力传动系，这些系统包括但不限于：机动车、电动车辆、混合动力车辆、船舶、发电设备、制造设备和航空。
[0253]
普适控制器可配置为在接收到包括输入参数的输入文件时控制特定动力传动系。因此，本发明的普适控制器可以被可靠且有效地配置为对特定动力传动系建模。特别地，通过使用参数来配置普适控制器，不需要为了生成新模型而重新编译控制器。
[0254]
此外，普适控制器可以被可靠且有效地配置为基于期望的性能目标函数来控制特定的动力传动系。这样，特定动力传动系的控制可以有效地适应于各种不同的性能目标而无需重新编译。
[0255]
因此，普适控制器可以以可靠和有效的方式应用于一系列动力传动系系统，从而避免与为每个特定动力传动系编程和编译的动力传动系控制器相关联的大量软件构建和测试成本。