解决与控制混合动力系统关联的线性约束函数的分层删减方法与制造工艺

本发明涉及用于混合动力系统的控制系统。

背景技术：
本部分中的叙述仅提供与本发明相关的背景信息。因此，这些叙述不旨在构成对现有技术的承认。已知的车辆系统使用混合动力系架构，从而利用包括内燃发动机和一种或多种非烃供料的扭矩机的多个扭矩产生装置来产生牵引扭矩，其中，非烃供料的扭矩机可以包括将电力转换为机械扭矩的电机器。混合动力系架构可以被构造为通过变速器装置将牵引扭矩传递到输出构件。已知的混合动力系架构包括串联混合构造、并联混合构造和复合分离式混合构造。操作为马达和发电机的电机器被控制成独立于来自内燃发动机的扭矩输入产生到变速器的扭矩输入。电机器可反应并将传输通过车辆驱动系的车辆动能转变为采用再生制动和其它方法而可存储在电能储存装置中的电能。控制系统监视来自车辆和操作者的各种输入，并提供动力系的操作控制，包括控制变速器操作范围状态和换档、控制发动机和扭矩机的操作和调节电能储存装置和电机器之间的电功率互换以管理变速器的扭矩和旋转速度输出。在混合动力系统中采用的组件具有操作限度，其基于物理容量来确定，以执行预期的功能，包括例如传递扭矩、传递电功率或储存电能。如果违背相应的操作限度，则可能缩短组件的使用寿命。操作限度包括电马达速度限度、发动机速度限度、行星齿轮组的小齿轮速度限度和电池功率限度。操作限度还包括马达扭矩限度、发动机扭矩限度、离合器扭矩限度和带扭矩限度。操作限度还包括电限度，其包括电压和电流限度。举例而言，如果超过过电压或欠电压限度，则高电压电池的使用寿命会受到限制。类似地，如果超过操作温度，则电逆变器中的开关的使用寿命会受到限制。类似地，如果超过操作压力，则液压激活的离合器的使用寿命会受到限制。用于混合动力系统的控制系统基于操作限度施加系统约束，以确定用于在正在进行的操作期间的操作的控制参数。

技术实现要素：
一种用于控制混合动力系统的方法包括采用系统约束函数来确定满足目标函数的多个独立和从属约束的用于目标变量的可行解。所述目标变量与所述混合动力系统的参数相关联。当确定出所述系统约束函数未能提供满足所有独立和从属约束的用于所述目标变量的可行解时，执行问题重构方案以去除所有从属约束且随后重新施加并调节所述从属约束中的选择的从属约束以获得用于所述系统约束函数的实现用于所述目标变量的优选状态的可行解。本发明还提供如下方案：1、一种用于控制混合动力系统的方法，包括：采用系统约束函数来确定满足目标函数的多个独立约束和从属约束的用于目标变量的可行解，所述目标变量与所述混合动力系统的参数相关联；以及当确定出所述系统约束函数未能提供满足所有独立约束和从属约束的用于所述目标变量的可行解时，执行问题重构方案以去除所有从属约束且随后重新施加并调节所述从属约束中的选择的从属约束以获得所述系统约束函数的实现所述目标变量的优选状态的可行解。2、根据方案1所述的方法，其特征在于，所述目标变量的优选状态包括所述目标变量的最小状态和最大状态中之一。3、根据方案1所述的方法，其特征在于，所述系统约束函数包括限定映射到与操作所述混合动力系统相关联的参数的变量之间的关系的多个同时求解的控制方程。4、根据方案3所述的方法，其特征在于，与操作所述混合动力系统相关联的参数包括扭矩参数。5、根据方案3所述的方法，其特征在于，与操作所述混合动力系统相关联的参数包括旋转速度参数。6、根据方案1所述的方法，其特征在于，采用系统约束函数来确定满足目标函数的多个独立约束和从属约束的用于目标变量的可行解包括采用线性规划来确定用于所述目标变量的可行解。7、根据方案6所述的方法，其特征在于，所述可行解满足所述目标函数的最小约束和最大约束。8、根据方案1所述的方法，其特征在于，执行问题重构方案以去除所有从属约束且随后重新施加并调节所述从属约束中的选择的从属约束以获得所述系统约束函数的实现所述目标变量的优选状态的可行解包括：包括调节重新施加的从属约束的以块式方式单独地重新施加所述从属约束；以及考虑到所述独立约束和调节后的重新施加的从属约束来确定所述系统约束函数的实现所述目标变量的优选状态的可行解。9、根据方案8所述的方法，其特征在于，以块式方式单独地重新施加所述从属约束包括：采用所述从属约束的块式重新施加的预定优先级结构，包括首先重新施加并调节具有最高优先级的从属约束和最后重新施加并调节具有最低优先级的从属约束。10、根据方案1所述的方法，其特征在于，执行问题重构方案以去除所有从属约束且随后重新施加并调节所述从属约束中的选择的从属约束以获得所述系统约束函数的实现所述目标变量的优选状态的可行解包括：对所述系统约束函数采用线性规划以满足所述独立约束和重新施加的调节后的从属约束，从而获得所述系统约束函数的实现所述目标变量的优选状态的可行解。11、一种用于控制混合动力系统的方法，包括：当确定出系统约束函数不能提供包括与所述混合动力系统的参数相关联的目标变量的目标函数的满足所有多个独立约束和从属约束的可行解时，执行问题重构方案以去除所有从属约束且随后重新施加并调节所述从属约束中的选择的从属约束以获得所述系统约束函数的实现所述目标变量的优选状态的可行解。12、根据方案11所述的方法，其特征在于，执行问题重构方案以去除所有从属约束且随后重新施加并调节所述从属约束中的选择的从属约束以获得所述系统约束函数的实现所述目标变量的优选状态的可行解包括：包括调节重新施加的从属约束的以块式方式单独地重新施加所述从属约束；以及考虑到所述独立约束和调节后的重新施加的从属约束来确定所述系统约束函数的实现所述目标变量的优选状态的可行解。13、根据方案12所述的方法，其特征在于，包括调节施加的从属约束的以块式方式单独地重新施加所述从属约束包括：采用所述从属约束的块式重新施加的预定优先级结构，包括首先重新施加并调节具有最高优先级的从属约束和最后重新施加并调节具有最低优先级的从属约束。14、根据方案11所述的方法，其特征在于，执行问题重构方案以去除所有从属约束且随后重新施加并调节所述从属约束中的选择的从属约束以获得所述系统约束函数的实现所述目标变量的优选状态的可行解包括：对所述系统约束函数采用线性规划以满足所述独立约束和重新施加的调节后的从属约束，从而获得所述系统约束函数的实现所述目标变量的优选状态的可行解。15、根据方案11所述的方法，其特征在于，所述目标变量的优选状态包括所述目标变量的最小状态和最大状态中之一。16、根据方案11所述的方法，其特征在于，所述系统约束函数包括限定映射到与操作所述混合动力系统相关联的参数的变量之间的关系的多个同时求解的控制方程。17、一种用于控制混合动力系统的方法，包括：去除所有多个从属约束且随后重新施加并调节所述从属约束中的选择的从属约束，以获得系统约束函数的实现目标变量的优选状态的可行解。附图说明现在将参照附图通过示例的方式来描述一个或多个实施例，在附图中：图1示出根据本发明的包括具有发动机、混合变速器、扭矩机和驱动系的混合动力系统的车辆的示图；图2示出根据本发明的包括问题重构方案120的系统约束方案100，以确定用于目标变量Y1的最小或最大值；图3示出根据本发明的三维空间的矩形棱柱的实施例并描绘出由自变量的限度限定的用于目标变量Y1的解空间；图4示出根据本发明的三维空间的矩形棱柱的实施例并描绘出具有叠加在其上的Y2约束的自变量的限度限定的用于目标变量Y1的解空间；图5示出根据本发明的二维空间的矩形棱柱的一部分并描绘出具有叠加在其上的Y2约束的自变量的限度限定的用于目标变量Y1的解空间；图6示出根据本发明的二维空间的矩形棱柱的一部分并描绘出由叠加在其上的Y3约束的自变量的限度和Y2约束限定的目标变量Y1的解空间；图7示出根据本发明的二维空间的矩形棱柱的一部分并描绘出由具有叠加在其上的Y4约束的自变量的限度以及Y2和Y3约束限定且当前不具有可行解的用于目标变量Y1的解空间；图8示出根据本发明的二维空间的矩形棱柱的一部分并描绘出由具有叠加在其上的调节后的Y4约束的自变量的限度以及Y2和Y3约束限定的用于目标变量Y1的解空间；图9示出根据本发明的二维空间的矩形棱柱的一部分并描绘出由具有叠加在其上的调节后的Y4约束的自变量的限度以及Y2和Y3约束限定并包括可行解的用于目标变量Y1的解空间；以及图10示出根据本发明的二维空间的矩形棱柱的一部分并描绘出由具有叠加在其上的调节后的Y4约束的自变量的限度以及Y2和Y3约束限定并包括具有目标变量Y1的最小和最大状态的可行解的用于目标变量Y1的解空间。具体实施方式现在参照附图，其中示图仅是为了说明某些示例性实施例的目的，而不是对其进行限制的目的，图1示意性地示出包括联结到驱动系60并由控制系统10控制的混合动力系统20的车辆。混合动力系统20是采用包括内燃发动机和一个或多个扭矩机来产生牵引扭矩的多个扭矩产生装置的混合动力系统的非限制性实施例。其它适当的混合动力系统可以被构造为在如这里描述的特定条件下以类似的效果产生牵引扭矩。举例而言，扭矩机可以包括电动-机械扭矩机、液压-机械扭矩机、气动-机械扭矩机等。混合动力系统20可以被构造为在多个牵引扭矩生成模式之一下操作，在此模式下，仅采用非内燃发动机扭矩机来产生牵引扭矩，这里被称作电动车辆（EV）牵引模式。这里描述的混合动力系统20包括机械动力路径，后者包括发动机40以及第一电驱动扭矩机42和第二电驱动扭矩机43，其分别机械地联结到具有联结到驱动系60的输出构件62的混合变速器50。高压电路30经由高压总线29电连接到高压电池25。高压电路30包括分别电连接到第一扭矩机42和第二扭矩机43的相应第一电力逆变器32和第二电力逆变器33。第二电路可以在高压电池25和远程静止充电系统之间提供电连接。发动机40可以是任何适当的内燃发动机，并且优选地是通过燃烧过程将燃料转换为机械动力的多气缸直接燃料喷射内燃发动机。发动机40被构造为在混合动力系统20的正在进行的操作期间执行自动起动和自动停止控制方案和燃料切断（FCO）控制方案。当发动机40正在被供以燃料且正在旋转并且产生扭矩时，其被视为处于ON（启动）状态，当发动机40未被供以燃料且不旋转时，其被视为处于OFF（关闭）状态。当发动机40正在旋转但是未被供给燃料时，其被视为处于FCO状态。当发动机40被供以燃料且正在点火但是正在产生最小量的扭矩时，其被视为处于怠速状态。发动机40可以被起动以产生可传递到驱动系60的牵引扭矩和/或将动力提供到第一扭矩机42，从而产生可由第二扭矩机43储存或使用以产生牵引扭矩的能量。在一个实施例中，第一扭矩机42和第二扭矩机43可以是被构造为将储存的能量转换为机械能的任何适当的装置，并包括多相位电马达/发电机。多相位电马达/发电机被构造为当在扭矩产生状态下操作时将储存的电能转换为机械能，并且当在电力产生状态下操作时将机械能转换为可储存在高压电池25中的电能。混合变速器50可以是任何适当的扭矩变速器装置，在一个实施例中，混合变速器50包括一个或多个差动齿轮组以及扭矩传递离合器和制动器，从而在发动机40、第一扭矩机42和第二扭矩机43以及联结到车辆驱动系60的输出构件62之间实现一定范围速度上的扭矩...