專利名稱：用于控制動(dòng)力系中的輸出扭矩的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于替代能量車輛中的動(dòng)力系的輸出扭矩約束的確定，例如電動(dòng)車輛 或混合動(dòng)力車輛。
背景技術(shù)：
機(jī)動(dòng)車輛包括動(dòng)力系，動(dòng)力系能操作推進(jìn)車輛且給車輛上的電子器件提供動(dòng)力。 動(dòng)力系或傳動(dòng)系通常包括發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)多速動(dòng)力變速器給最終傳動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)力。 許多車輛由往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)(ICE)驅(qū)動(dòng)。混合動(dòng)力車輛使用多個(gè)替代動(dòng)力源來(lái)推進(jìn)車輛，從而使得對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力依賴性 最小化。例如，混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(HEV)結(jié)合電能和化學(xué)能且將其轉(zhuǎn)換為機(jī)械動(dòng)力以推進(jìn) 車輛并給車輛系統(tǒng)提供動(dòng)力。HEV通常采用一個(gè)或多個(gè)電機(jī)(馬達(dá)/發(fā)電機(jī))，所述電機(jī)獨(dú) 立地操作或者與內(nèi)燃機(jī)協(xié)作操作以推進(jìn)車輛。電機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為可存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)裝置中的電能。來(lái)自于能量存儲(chǔ)裝置的電能 然后可以轉(zhuǎn)換回到電能，以推進(jìn)車輛。電動(dòng)車輛也包括用于推進(jìn)車輛的一個(gè)或多個(gè)電機(jī)和 能量存儲(chǔ)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種控制混合動(dòng)力車輛或電動(dòng)車輛的變速器中的輸出扭矩的方法。所述方法 包括計(jì)算第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束和第一短期輸出扭矩約束。從第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束和第 一短期輸出扭矩約束中的至少一個(gè)確定第一有效輸出扭矩約束。第一有效輸出扭矩約束由 第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束和第一短期輸出扭矩約束兩者界定。所述方法還可包括計(jì)算速率限制，從而確定第一有效輸出扭矩約束包括將第一長(zhǎng) 期輸出扭矩約束的變化幅值限制為所計(jì)算的速率限制?？蓽y(cè)量第一短期輸出扭矩約束和第 一有效輸出扭矩約束之間的跨度(spread)，速率限制根據(jù)該跨度計(jì)算。速率限制也可以用 與跨度的反比例關(guān)系計(jì)算。所述方法可用于確定有效最大輸出扭矩約束和有效最小輸出扭 矩約束。本發(fā)明涉及下述技術(shù)方案。1. 一種控制車輛變速器中的輸出扭矩的方法，所述車輛變速器包括至少一個(gè)電機(jī) 且與蓄電池電連通，所述方法包括計(jì)算第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束；計(jì)算第一短期輸出扭矩約束；從第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束和第一短期輸出扭矩約束中的至少一個(gè)確定第一有效 輸出扭矩約束，其中，第一有效輸出扭矩約束由第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束和第一短期輸出扭 矩約束兩者界定；以及以第一有效輸出扭矩約束操作變速器。2.根據(jù)方案1所述的方法，還包括
計(jì)算速率限制，其中，確定第一有效輸出扭矩約束包括將第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束的變化幅值限制 為所述速率限制。3.根據(jù)方案2所述的方法，還包括測(cè)量第一短期輸出扭矩約束和第一有效輸出扭矩約束之間的跨度，其中，速率限制根據(jù)該跨度計(jì)算。4.根據(jù)方案3所述的方法，其中，速率限制用與跨度的反比例關(guān)系計(jì)算。5.根據(jù)方案4所述的方法，其中，第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束是最大長(zhǎng)期輸出扭矩約 束，第一短期輸出扭矩約束是最大短期輸出扭矩約束，第一有效輸出扭矩約束是最大有效 輸出扭矩約束，且還包括計(jì)算最小長(zhǎng)期輸出扭矩約束；計(jì)算最小短期輸出扭矩約束；通過(guò)將最小長(zhǎng)期輸出扭矩約束的變化幅值限制為所述速率限制，確定最小有效輸 出扭矩約束，其中，最小有效輸出扭矩約束由最小長(zhǎng)期輸出扭矩約束和最小短期輸出扭矩 約束兩者界定。6.根據(jù)方案5所述的方法其中，僅在最小長(zhǎng)期輸出扭矩約束增加時(shí)，發(fā)生將最小長(zhǎng)期輸出扭矩約束的變化 限制為所述速率限制，以及其中，僅在最大長(zhǎng)期輸出扭矩約束減少時(shí)，發(fā)生將最大長(zhǎng)期輸出扭矩約束的變化 限制為所述速率限制。7.根據(jù)方案6所述的方法，還包括測(cè)量對(duì)變速器的輸出扭矩請(qǐng)求，其中，速率限制還根據(jù)輸出扭矩請(qǐng)求來(lái)計(jì)算。8.根據(jù)方案7所述的方法，其中，最大和最小長(zhǎng)期輸出扭矩約束基于長(zhǎng)期蓄電池功率限制和長(zhǎng)期電機(jī)限制來(lái) 計(jì)算，以及其中，最大和最小短期輸出扭矩約束基于短期蓄電池功率限制和短期電機(jī)限制來(lái)計(jì)算。9. 一種控制混合動(dòng)力或電動(dòng)車輛變速器中的輸出扭矩的方法，所述方法包括計(jì)算第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束；計(jì)算第一短期輸出扭矩約束；計(jì)算速率限制；從第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束確定第一有效輸出扭矩約束，其中，確定第一有效輸出 扭矩約束包括將第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束的變化幅值限制為所述速率限制；以及以第一有效輸出扭矩約束操作變速器。10.根據(jù)方案9所述的方法，其中，第一有效輸出扭矩約束由第一長(zhǎng)期輸出扭矩約 束和第一短期輸出扭矩約束兩者界定。11.根據(jù)方案10所述的方法，還包括測(cè)量第一短期輸出扭矩約束和第一有效輸出扭矩約束之間的跨度，
其中，速率限制根據(jù)該跨度計(jì)算。12.根據(jù)方案11所述的方法，其中，變速器與蓄電池電連通，其中，第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束基于蓄電池的長(zhǎng)期蓄電池功率限制來(lái)計(jì)算，以及其中，第一短期輸出扭矩約束基于蓄電池的短期蓄電池功率限制來(lái)計(jì)算。13.根據(jù)方案12所述的方法，還包括測(cè)量對(duì)變速器的輸出扭矩請(qǐng)求，其中，速率限制還根據(jù)所測(cè)量的輸出扭矩請(qǐng)求來(lái)計(jì)算。14.根據(jù)方案13所述的方法，其中，第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束是最大長(zhǎng)期輸出扭矩 約束，第一短期輸出扭矩約束是最大短期輸出扭矩約束，第一有效輸出扭矩約束是最大有 效輸出扭矩約束，且還包括計(jì)算最小長(zhǎng)期輸出扭矩約束；計(jì)算最小短期輸出扭矩約束；通過(guò)將最小長(zhǎng)期輸出扭矩約束的變化幅值限制為所述速率限制，確定最小有效輸 出扭矩約束，其中，最小有效輸出扭矩約束由最小長(zhǎng)期輸出扭矩約束和最小短期輸出扭矩 約束兩者界定。15.根據(jù)方案14所述的方法其中，僅在最小長(zhǎng)期輸出扭矩約束增加時(shí)，發(fā)生將最小長(zhǎng)期輸出扭矩約束的變化 限制為所述速率限制，以及其中，僅在最大長(zhǎng)期輸出扭矩約束減少時(shí)，發(fā)生將最大長(zhǎng)期輸出扭矩約束的變化 限制為所述速率限制。本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)將從下面結(jié)合附圖和隨附權(quán)利要 求對(duì)為實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和其它模式的詳細(xì)描述中變得顯而易見(jiàn)。


圖1是相對(duì)于時(shí)間繪制的最大扭矩約束和扭矩請(qǐng)求的示意性曲線圖；圖2是相對(duì)于時(shí)間繪制的最小扭矩約束和扭矩請(qǐng)求的示意性曲線圖；圖3A是用于確定所界定扭矩約束的方法或算法的一部分的示意性流程圖；以及圖;3B是圖3A所示的用于確定所界定扭矩約束的方法或算法的一延續(xù)。
具體實(shí)施例方式參考附圖，其中在多個(gè)附圖中，相同的附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)于相同或相似的部件，圖1示 出了混合動(dòng)力車輛或電動(dòng)車輛的變速器(未示出)的扭矩約束的示意性曲線圖100。如本 文使用的，術(shù)語(yǔ)混合動(dòng)力變速器總體上指的是配置用于多個(gè)動(dòng)力源(如，發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī))、 配置用于純電動(dòng)力源(如電動(dòng)車輛)或者配置用于其它替代能量牽引裝置或原動(dòng)機(jī)的任何 變速器。曲線圖100具有沿y軸102繪制的扭矩和沿X軸104繪制的時(shí)間。曲線圖100(以 及軸102、104)僅僅是說(shuō)明性的且所示值可以不成比例或一致。雖然本發(fā)明參考機(jī)動(dòng)車應(yīng)用詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的更 廣泛應(yīng)用。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，諸如“上”、“下”、“向上”、“向下”等的措詞用于描述 附圖，且并不表示對(duì)本發(fā)明范圍的限制，本發(fā)明范圍由所附權(quán)利要求限定。
扭矩請(qǐng)求110描述車輛駕駛員或發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)、混合動(dòng)力控制處理器 (HCP)或另一個(gè)控制器請(qǐng)求的扭矩量。該值可以與加速踏板位置、制動(dòng)踏板位置、兩者的組 合成比例，或者可以從由控制器收集的其它數(shù)據(jù)獲取，例如經(jīng)由查詢表。扭矩請(qǐng)求還可以與 動(dòng)力系或車輛的輸出速度相關(guān)。在扭矩請(qǐng)求110下是一組最大扭矩約束。最大長(zhǎng)期扭矩約束112基于諸如長(zhǎng)期部 件耐用性考慮、變速器部件的機(jī)械限制、以及各個(gè)部件承載扭矩的能力的考慮來(lái)計(jì)算。例 如，最大長(zhǎng)期扭矩約束112包括蓄電池考慮且表示在蓄電池的近期內(nèi)平均可以保持的輸出 扭矩的最大量。由于化學(xué)老化過(guò)程，超過(guò)長(zhǎng)期蓄電池功率限制保持的蓄電池功率會(huì)導(dǎo)致蓄 電池不能滿足其工作壽命目標(biāo)(通常以月或年度量)。此外，最大長(zhǎng)期扭矩約束112可考慮 其它部件的長(zhǎng)期需求，例如但不限于多個(gè)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)、多個(gè)離合器、變速器泵、以及在變 速器內(nèi)的部件之間傳輸扭矩的構(gòu)件。最大短期扭矩約束114可基于以下考慮來(lái)計(jì)算，例如(但不限于)短期蓄電池功 率考慮、短期馬達(dá)扭矩考慮、以及短期離合器扭矩限制。例如，由于逆變器的電流限制，會(huì)發(fā) 生長(zhǎng)期和短期馬達(dá)扭矩限制之間的差。最大長(zhǎng)期扭矩約束112和最大短期扭矩約束114兩者都可以通過(guò)控制器或處理器 來(lái)確定。輸出扭矩可用于限制從混合動(dòng)力變速器傳輸?shù)嚼畿囕v最終傳動(dòng)件的扭矩量。此 外，最大長(zhǎng)期扭矩約束112和最大短期扭矩約束114可以用于映射一個(gè)或多個(gè)電機(jī)的許可 正和負(fù)扭矩?？刂齐姍C(jī)的扭矩將控制來(lái)自于混合動(dòng)力變速器的牽引扭矩以及混合動(dòng)力變速 器的再生容量。最大短期扭矩約束114可表示從最大長(zhǎng)期扭矩約束112的可接受的臨時(shí)偏離，這 將不會(huì)在其相應(yīng)壽命周期內(nèi)降低蓄電池或馬達(dá)的耐用性和性能。因而，可以在短時(shí)間段內(nèi) 違背最大長(zhǎng)期扭矩約束112，而不負(fù)面地影響蓄電池或混合動(dòng)力變速器部件的長(zhǎng)期耐用性， 只要不違背最大短期扭矩約束114即可。在圖1所示的時(shí)段期間，最大長(zhǎng)期扭矩約束112和最大短期扭矩約束114均低于 扭矩請(qǐng)求110。因而，在不違背這些約束的情況下，不能滿足扭矩請(qǐng)求110。這表示這樣的 情形其中，混合動(dòng)力變速器正處于輸出扭矩約束，同時(shí)試圖滿足扭矩請(qǐng)求110并滿足駕駛 員的駕駛需求。在蓄電池功率限制(充電和放電兩者)嚴(yán)格時(shí)，混合動(dòng)力變速器可以處于 扭矩約束，例如(但不限于)在極度熱、極度冷、高海拔或高發(fā)電機(jī)冷卻劑溫度的時(shí)段期間。在加速和聯(lián)合制動(dòng)期間，最大扭矩約束112、114會(huì)急劇變化，這通常導(dǎo)致違背駕 駛員輸出扭矩請(qǐng)求110且因而會(huì)降低駕駛性能。例如(但不限于)由于發(fā)電機(jī)扭矩的急劇 變化或滿足輸入/輸出速度請(qǐng)求所需的蓄電池功率的急劇變化，最大扭矩約束112、114會(huì) 急劇變化。如本文所述，有效最大扭矩約束116表示混合動(dòng)力變速器操作的實(shí)際最大輸出扭 矩。有效最大扭矩約束116由控制器(未示出)確定，控制器是混合動(dòng)力控制處理器的一 部分、動(dòng)力系控制架構(gòu)的另一部分、或者僅處理輸出扭矩約束的獨(dú)立模塊。為了將蓄電池的壽命周期延長(zhǎng)到其壽命周期目標(biāo)，有效最大扭矩約束116通常與 最大長(zhǎng)期扭矩約束112—致。然而，當(dāng)最大扭矩約束以高速率收緊時(shí)，如圖1所示，其中，最 大扭矩約束112、114快速移動(dòng)離開(kāi)扭矩請(qǐng)求110，駕駛員會(huì)經(jīng)歷輸出扭矩的顯著下降，因?yàn)?最大長(zhǎng)期扭矩約束112減少。如果控制器命令變速器跟隨最大長(zhǎng)期扭矩約束的該下降，該
7扭矩下降可以由駕駛員負(fù)面地感知或者可以誤解為混合動(dòng)力變速器的故障。為了改進(jìn)駕駛性能，同時(shí)仍保持蓄電池的長(zhǎng)期耐用性，混合動(dòng)力變速器可配置成 在短時(shí)間段內(nèi)改變有效最大扭矩約束116遠(yuǎn)離最大長(zhǎng)期扭矩約束112，即，控制器允許短期 違背長(zhǎng)期約束。然而，為了保持混合動(dòng)力變速器的長(zhǎng)期耐用性以及最大化駕駛性能，有效最 大扭矩約束116由最大長(zhǎng)期扭矩約束112和最大短期扭矩約束114兩者界定。最大長(zhǎng)期扭 矩約束112用作邊界，因?yàn)橥ǔ２恍枰獙⑤敵雠ぞ亟档偷陀谧畲箝L(zhǎng)期扭矩約束112，最大短 期扭矩約束114用作邊界以防止降低蓄電池的長(zhǎng)期耐用性。由于駕駛員不太可能注意到緩慢減少的最大長(zhǎng)期扭矩約束112，因而，駕駛性能可 受快速減少的最大長(zhǎng)期扭矩約束112的更顯著影響。更慢的變化對(duì)駕駛員更難注意到。因 而，有效最大扭矩約束116可配置為速率限制的長(zhǎng)期約束，且僅配置為僅在最大長(zhǎng)期扭矩 約束112減少時(shí)(例如，在扭矩約束收緊時(shí))限制速率。如圖1所示，區(qū)域118顯示有效最大扭矩約束116通過(guò)速率限制最大長(zhǎng)期扭矩約 束112的下降來(lái)計(jì)算。因而，有效最大扭矩約束116以及由駕駛員感知的扭矩以比最大長(zhǎng) 期扭矩約束112更慢的速率減少，這可以改善駕駛性。但是，如圖1所示，除非用于確定有 效最大扭矩約束116的速率限制的幅值增加，有效最大扭矩約束116可最終與最大短期扭 矩約束114相交。用于確定有效最大扭矩約束116的速率限制根據(jù)最大短期扭矩約束114計(jì)算。更 具體地，速率限制可根據(jù)有效最大扭矩約束116和最大短期扭矩約束114之間的差或跨度 來(lái)計(jì)算。如區(qū)域118中所示，有效最大扭矩約束116與所述跨度反比相關(guān)。因而，當(dāng)跨度變 窄并且有效最大扭矩約束116接近最大短期扭矩約束114時(shí)，速率限制增加，以防止有效最 大扭矩約束116遇到最大短期扭矩約束114。由于最大短期扭矩約束114用作有效最大扭 矩約束116的邊界，因而這兩個(gè)約束的相交同樣可導(dǎo)致輸出扭矩的快速(沒(méi)有速率限制)變化。此外，速率限制可根據(jù)扭矩請(qǐng)求110計(jì)算。速率限制可作為二維查詢表存儲(chǔ)，速率 限制值根據(jù)有效最大扭矩約束116和最大短期扭矩約束114之間的跨度而變且根據(jù)扭矩請(qǐng) 求110而變。如果控制器不能足夠快速地增加有效最大扭矩約束116的下降速率以防止其與 最大短期扭矩約束114相交，控制器將把有效最大扭矩約束116切換至最大短期扭矩約束 114(該情形在附圖中未示出)。有效最大扭矩約束116于是將處于最大短期扭矩約束114， 最大短期扭矩約束114用作絕對(duì)邊界，直到速率限制計(jì)算將有效最大扭矩約束116往回遠(yuǎn) 離最大短期扭矩約束114且朝向最大長(zhǎng)期扭矩約束112?！┳畲箝L(zhǎng)期扭矩約束112停止以高速率減少或者開(kāi)始增加，有效最大扭矩約束 116將逐漸朝最大長(zhǎng)期扭矩約束112移動(dòng)，直到兩者匯合。最大短期扭矩約束114和最大長(zhǎng) 期扭矩約束112在圖1中顯示為具有大致恒定的關(guān)系(例如，在所述約束移動(dòng)時(shí)，兩者之間 的差相對(duì)一致)。然而，兩個(gè)最大約束112、114可以不總是具有固定的或成比例的關(guān)系，使 得兩者實(shí)際的間距可在條件變化時(shí)變寬或變窄。如圖1進(jìn)一步所示，在區(qū)域120中，最大長(zhǎng)期扭矩約束112以高變化速率增加。然 而，由于該變化速率涉及放寬約束(即，約束變得較寬松)，這使得最大長(zhǎng)期扭矩約束112更接近被違背的扭矩請(qǐng)求110，因而最大長(zhǎng)期扭矩約束112不被速率限制。在區(qū)域120中，有 效最大扭矩約束116處于最大長(zhǎng)期扭矩約束112作為邊界限制，且以相同速率增加?，F(xiàn)在參考圖2且繼續(xù)參考圖1，示出了用于混合動(dòng)力變速器的扭矩約束的示意性 曲線圖200。與圖1類似，曲線圖200具有沿y軸202繪制的扭矩和沿χ軸204繪制的時(shí) 間。曲線圖200(以及軸202、204)僅僅是說(shuō)明性的且所示值可以不成比例或一致。扭矩請(qǐng)求210描述車輛駕駛員或HCP請(qǐng)求的扭矩量。與圖1所示的曲線圖100不 同，曲線圖200描述扭矩請(qǐng)求210低于最小扭矩約束的情形。最小長(zhǎng)期扭矩約束212基于長(zhǎng)期部件耐用性考慮來(lái)計(jì)算，如長(zhǎng)期蓄電池考慮。最 小短期扭矩約束214可基于短期蓄電池功率考慮來(lái)計(jì)算。同樣，最小短期扭矩約束214可 表示從最小長(zhǎng)期扭矩約束212的可接受的臨時(shí)偏離，這將不會(huì)在其壽命周期內(nèi)降低蓄電池 的耐用性和性能。因而，可以在短時(shí)間段內(nèi)違背最小長(zhǎng)期扭矩約束212，而不負(fù)面地影響蓄 電池、馬達(dá)或混合動(dòng)力變速器的耐用性，只要不違背最小短期扭矩約束214即可。在圖2所示的時(shí)段期間，最小長(zhǎng)期扭矩約束212和最小短期扭矩約束214均高于 扭矩請(qǐng)求210。因而，在不違背這些約束的情況下，不能滿足扭矩請(qǐng)求210。這表示這樣的 情形其中，混合動(dòng)力變速器處于最小輸出扭矩約束，同時(shí)試圖滿足扭矩請(qǐng)求210并滿足駕 駛員的駕駛需求?；旌蟿?dòng)力變速器可以處于最小約束，例如(但不限于)在一些再生制動(dòng) 事件期間、在車輛向后移動(dòng)時(shí)或者在存在嚴(yán)格的最小蓄電池功率限制時(shí)。如本文所述，有效最小扭矩約束216表示混合動(dòng)力變速器操作的實(shí)際最小輸出扭 矩。同樣，有效最小扭矩約束216由控制器確定。為了使蓄電池的壽命周期最大化，有效最小扭矩約束216通常與最小長(zhǎng)期扭矩約 束212 —致。然而，當(dāng)最小扭矩約束以高速率收緊時(shí)，如圖2所示，其中，最小扭矩約束212、 214快速移動(dòng)離開(kāi)扭矩請(qǐng)求210，駕駛員會(huì)經(jīng)歷輸出扭矩的顯著增加，因?yàn)樽钚￠L(zhǎng)期扭矩約 束212增加遠(yuǎn)離扭矩請(qǐng)求210。該扭矩增加可以由駕駛員負(fù)面地感知，尤其是在其使得車輛 在駕駛員請(qǐng)求負(fù)扭矩(如，再生制動(dòng)或聯(lián)合制動(dòng))期間增加速度時(shí)，且可以誤解為混合動(dòng)力 變速器的故障。為了改進(jìn)駕駛性能，同時(shí)仍保持蓄電池的長(zhǎng)期耐用性，混合動(dòng)力變速器可配置成 在短時(shí)間段內(nèi)改變有效最小扭矩約束216遠(yuǎn)離最小長(zhǎng)期扭矩約束212，與圖1所示的差異類 似。同樣，有效最小扭矩約束216由最小長(zhǎng)期扭矩約束212和最小短期扭矩約束214兩者 界定。最小長(zhǎng)期扭矩約束212用作邊界，因?yàn)樵谂ぞ卣?qǐng)求210低于所述約束時(shí)通常不需要 將輸出扭矩增加高于最小長(zhǎng)期扭矩約束212 ；最小短期扭矩約束214用作邊界以防止降低 蓄電池的耐用性。由于駕駛員不太可能注意到緩慢增加的最小長(zhǎng)期扭矩約束212，因而，駕駛性能可 受快速增加的最小長(zhǎng)期扭矩約束212的更顯著影響。更慢的變化對(duì)駕駛員更難注意到。因 而，有效最小扭矩約束216可配置為速率限制的長(zhǎng)期約束，且僅配置為僅在最小長(zhǎng)期扭矩 約束212增加時(shí)(例如，在扭矩約束收緊時(shí))限制速率。如圖2所示，區(qū)域218顯示有效最小扭矩約束216速率限制最小長(zhǎng)期扭矩約束212 的時(shí)間段。因而，有效最小扭矩約束216以及由駕駛員感知的扭矩以比最小長(zhǎng)期扭矩約束 212更慢的速率增加，這可以改進(jìn)駕駛性能。然而，如圖2所示，如果有效最小扭矩約束216 不增加其許可速率限制，較慢的下降速率可最終使得有效最小扭矩約束216與最小短期扭矩約束214相交。用于確定有效最小扭矩約束216的速率限制根據(jù)最小短期扭矩約束214計(jì)算。同 樣，如關(guān)于有效最大扭矩約束116所述且如圖1所示，速率限制可根據(jù)有效最小扭矩約束 216和最小短期扭矩約束214之間的差或跨度來(lái)計(jì)算。如區(qū)域218中所示，有效最小扭矩約束216與所述跨度反比相關(guān)。因而，當(dāng)跨度變 窄并且有效最小扭矩約束216接近最小短期扭矩約束214時(shí)，速率限制增加，以防止有效最 小扭矩約束216遇到最小短期扭矩約束214。同樣，速率限制可根據(jù)扭矩請(qǐng)求210計(jì)算且可 作為二維查詢表存儲(chǔ)，速率限制值根據(jù)跨度而變且根據(jù)扭矩請(qǐng)求210或輸出動(dòng)力請(qǐng)求(根 據(jù)扭矩請(qǐng)求而定)而變。最小短期扭矩約束214用作絕對(duì)邊界，如果兩者相交，有效最小扭矩約束216將處 于最小短期扭矩約束214。一旦最小長(zhǎng)期扭矩約束212停止以高速率增加或者開(kāi)始朝向扭 矩請(qǐng)求減少，有效最小扭矩約束216將逐漸朝最小長(zhǎng)期扭矩約束212移動(dòng)，直到兩者匯合。 最小長(zhǎng)期扭矩約束212也用作絕對(duì)邊界(絕對(duì)上邊界)。最小短期扭矩約束214和最小長(zhǎng)期扭矩約束212在圖2中顯示為具有大致恒定的 關(guān)系(例如，在所述約束移動(dòng)時(shí)，兩者之間的差相對(duì)一致)。然而，兩個(gè)最小約束212、214可 以不總是具有固定或成比例關(guān)系，使得兩者實(shí)際的間距可在條件變化時(shí)變寬或變窄。如圖2進(jìn)一步所示，在區(qū)域220中，最小長(zhǎng)期扭矩約束212以高變化速率減少。然 而，由于該變化速率涉及放寬的約束(即，約束變得較寬松)，這使得最小長(zhǎng)期扭矩約束212 更接近被違背的扭矩請(qǐng)求210，因而最小長(zhǎng)期扭矩約束212不被速率限制。在區(qū)域220中， 有效最小扭矩約束216處于最小長(zhǎng)期扭矩約束212作為邊界限制，且以相同速率減少。如圖2所示，僅在最小長(zhǎng)期扭矩約束212增加時(shí)，發(fā)生將最小長(zhǎng)期扭矩約束212 的變化限制為速率限制。否則，控制器不用有效最小扭矩約束216超控最小長(zhǎng)期扭矩約束 212。如圖1所示，僅在最大長(zhǎng)期扭矩約束112減少時(shí)，發(fā)生將最大長(zhǎng)期扭矩約束112的變 化限制為速率限制。否則，控制器不用有效最大扭矩約束116超控最大長(zhǎng)期扭矩約束112?，F(xiàn)在參考圖3A和;3B且繼續(xù)參考圖1和2，圖3A和中示出了通過(guò)有效最大和最 小輸出扭矩約束(如116和216)中的至少一個(gè)來(lái)控制混合動(dòng)力變速器的輸出扭矩的方法 或算法300的示意性流程圖。圖3A示出了算法300的第一部分，圖:3B示出了算法300的 延續(xù)部分?？梢圆灰髨D3A和;3B中所示的算法300的步驟的精確順序；步驟可以重新排 序，步驟可以省去，可以包括附加步驟，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的那樣。算法300能作為來(lái)自于控制器的定期調(diào)用函數(shù)以循環(huán)方式操作，或者能以穩(wěn)態(tài)方 式(持續(xù)地計(jì)算和監(jiān)測(cè))運(yùn)行。算法300在步驟310通過(guò)確定長(zhǎng)期約束(LTC，如112或 212)開(kāi)始。在步驟312，算法300監(jiān)測(cè)長(zhǎng)期約束的變化速率。在步驟310-312之前或者與步驟310-312同時(shí)，算法300在步驟314確定短期約 束(STCjn 114或214)。在步驟316，算法300監(jiān)測(cè)先前長(zhǎng)期約束或先前有效約束(EC)，從 而算法300可結(jié)合變速器當(dāng)前或者剛好先前操作的操作條件。算法300可看作總是具有有 效約束，至少在算法300運(yùn)行或循環(huán)至少一次之后，從而總是有長(zhǎng)期約束和有效約束，但是 兩者通常相等。在步驟318，根據(jù)先前有效約束(可等于長(zhǎng)期約束)和短期約束來(lái)計(jì)算速率 限制。計(jì)算速率限制也可以結(jié)合扭矩請(qǐng)求。步驟320確定算法300的先前循環(huán)是否通過(guò)以有效約束操作變速器而超控長(zhǎng)期約
10束。如果先前循環(huán)是超控，那么有效約束不等于長(zhǎng)期約束或者處于長(zhǎng)期約束，算法300移動(dòng) 到連接符A (步驟32 ，將算法300導(dǎo)向圖;3B。然而，如果算法300不超控長(zhǎng)期約束，那么有效約束等于(即處于)長(zhǎng)期約束。步 驟3M將確定長(zhǎng)期約束是否收緊。如果長(zhǎng)期約束收緊，那么在違背(不能滿足)扭矩請(qǐng)求 時(shí)，長(zhǎng)期約束可移動(dòng)遠(yuǎn)離駕駛員請(qǐng)求的扭矩(圖110或210)。如果步驟3M確定長(zhǎng)期約束未收緊，由于最大長(zhǎng)期約束不減少或者最小長(zhǎng)期約束 不增加，那么不需要超控。因而，算法300轉(zhuǎn)到步驟3 且以長(zhǎng)期約束操作變速器。然而， 如果步驟3M確定長(zhǎng)期約束實(shí)際上收緊，從而(使用最大值作為示例)先前最大長(zhǎng)期約束 大于當(dāng)前最大長(zhǎng)期約束，超控(使得有效約束移動(dòng)遠(yuǎn)離長(zhǎng)期約束)可能是優(yōu)選的，以便通過(guò) 限制長(zhǎng)期約束收緊的速率而使得駕駛性能最大化。這在圖1的區(qū)域118中示出。在步驟328，算法300確定長(zhǎng)期約束的變化速率是否大于所計(jì)算的速率限制。如果 步驟3 確定長(zhǎng)期約束的變化速率不大于速率限制，那么不需要超控，且算法300再次轉(zhuǎn)到 步驟3 且以長(zhǎng)期約束操作變速器。注意到，在步驟3 將長(zhǎng)期約束的變化速率與速率限制進(jìn)行比較時(shí)，算法300將絕 對(duì)值進(jìn)行比較。當(dāng)比較最大約束時(shí)，所計(jì)算的速率限制是負(fù)數(shù)。與稍微負(fù)的變化速率相比， 大的負(fù)變化速率是較不可取的。如果算法300確定長(zhǎng)期約束的變化速率超過(guò)速率限制，那 么可能期望對(duì)長(zhǎng)期約束的超控。在步驟330，算法300用速率限制計(jì)算新有效約束。新有效約束可以通過(guò)用所計(jì) 算的速率限制來(lái)限制長(zhǎng)期約束的梯度而計(jì)算。在計(jì)算新有效約束之后，算法前進(jìn)到連接符 B(步驟33 ，將針對(duì)可應(yīng)用邊界限制來(lái)檢查新有效約束?，F(xiàn)在參考圖:3B所示的算法300的部分，在確定先前循環(huán)已經(jīng)超控長(zhǎng)期約束之后， 連接符A將算法300導(dǎo)向圖;3B。在步驟334，先前有效約束用借助于速率限制計(jì)算的新有 效約束取代。步驟336確定新有效約束是否比長(zhǎng)期約束更嚴(yán)格，長(zhǎng)期約束用作有效約束的邊界 限制。在數(shù)字上，在最大有效約束的情況下(類似于圖1)，步驟336確定新有效約束是否小 于或等于長(zhǎng)期約束。對(duì)于最小有效約束(類似于圖2)，步驟336確定新有效約束是否大于 或等于長(zhǎng)期約束。如果有效約束已經(jīng)與長(zhǎng)期約束相交，算法300對(duì)有效約束應(yīng)用邊界限制。在步驟 338，新有效約束重置為長(zhǎng)期約束。然而，如果有效約束不小于或等于長(zhǎng)期約束，那么算法300前進(jìn)到步驟340以確定 是否需要采用短期約束作為邊界限制。連接符B也導(dǎo)向步驟340，使得在步驟330或334中 計(jì)算的新有效約束中的任一個(gè)針對(duì)違背短期約束進(jìn)行檢查。替代地，步驟330和334可以 結(jié)合，使得甚至超控長(zhǎng)期約束的第一循環(huán)(在有效約束剛遠(yuǎn)離長(zhǎng)期約束線時(shí))也針對(duì)是否 違背長(zhǎng)期約束邊界限制進(jìn)行檢查。在步驟340，算法300確定新有效約束是否處于或超過(guò)短期約束，短期約束總是用 作有效約束的邊界限制。在數(shù)字上，在最大有效約束的情況下(類似于圖1)，步驟340確定 新有效約束是否大于或等于短期約束。對(duì)于最小有效約束(類似于圖2)，步驟340確定新 有效約束是否小于或等于短期約束。如果新有效約束處于或超過(guò)短期約束，那么步驟342通過(guò)將新有效約束重置為短期約束而限制新有效約束的邊界。因而，步驟342使得變速器的有效約束處于短期約束， (至少)直到算法300的下一循環(huán)。如果新有效約束不處于或超過(guò)短期約束，那么不需要來(lái) 自于短期或長(zhǎng)期約束的邊界限制。因而，步驟344允許變速器以新有效約束操作。如圖3A和;3B所示，變速器的輸出扭矩約束可通過(guò)算法300在多個(gè)點(diǎn)設(shè)定在步驟 326，其中，不需要超控；步驟338，邊界限制為長(zhǎng)期約束；步驟342，邊界限制為短期約束；或 步驟344，以新有效約束操作。算法然后可以重復(fù)其循環(huán)，或者等待，直到控制器調(diào)用以再次 運(yùn)行。算法300還將得到的輸出約束存儲(chǔ)，以便在計(jì)算速率限制(步驟318)、確定超控當(dāng)前 是否有效(步驟320)時(shí)供隨后使用或者用于記錄混合動(dòng)力變速器的操作特性。雖然已經(jīng)詳細(xì)地描述了用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式和其他實(shí)施例，但是，本方面 所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)用于實(shí)施本發(fā)明的各種替換設(shè)計(jì)和 實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種控制車輛變速器中的輸出扭矩的方法，所述車輛變速器包括至少一個(gè)電機(jī)且與 蓄電池電連通，所述方法包括計(jì)算第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束； 計(jì)算第一短期輸出扭矩約束；從第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束和第一短期輸出扭矩約束中的至少一個(gè)確定第一有效輸出 扭矩約束，其中，第一有效輸出扭矩約束由第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束和第一短期輸出扭矩約 束兩者界定；以及以第一有效輸出扭矩約束操作變速器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括 計(jì)算速率限制，其中，確定第一有效輸出扭矩約束包括將第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束的變化幅值限制為所 述速率限制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括測(cè)量第一短期輸出扭矩約束和第一有效輸出扭矩約束之間的跨度， 其中，速率限制根據(jù)該跨度計(jì)算。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，速率限制用與跨度的反比例關(guān)系計(jì)算。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束是最大長(zhǎng)期輸出扭矩約 束，第一短期輸出扭矩約束是最大短期輸出扭矩約束，第一有效輸出扭矩約束是最大有效 輸出扭矩約束，且還包括計(jì)算最小長(zhǎng)期輸出扭矩約束； 計(jì)算最小短期輸出扭矩約束；通過(guò)將最小長(zhǎng)期輸出扭矩約束的變化幅值限制為所述速率限制，確定最小有效輸出扭 矩約束，其中，最小有效輸出扭矩約束由最小長(zhǎng)期輸出扭矩約束和最小短期輸出扭矩約束 兩者界定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法其中，僅在最小長(zhǎng)期輸出扭矩約束增加時(shí)，發(fā)生將最小長(zhǎng)期輸出扭矩約束的變化限制 為所述速率限制，以及其中，僅在最大長(zhǎng)期輸出扭矩約束減少時(shí)，發(fā)生將最大長(zhǎng)期輸出扭矩約束的變化限制 為所述速率限制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括 測(cè)量對(duì)變速器的輸出扭矩請(qǐng)求，其中，速率限制還根據(jù)輸出扭矩請(qǐng)求來(lái)計(jì)算。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，最大和最小長(zhǎng)期輸出扭矩約束基于長(zhǎng)期蓄電池功率限制和長(zhǎng)期電機(jī)限制來(lái)計(jì) 算，以及其中，最大和最小短期輸出扭矩約束基于短期蓄電池功率限制和短期電機(jī)限制來(lái)計(jì)笪弁。
9.一種控制混合動(dòng)力或電動(dòng)車輛變速器中的輸出扭矩的方法，所述方法包括 計(jì)算第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束；計(jì)算第一短期輸出扭矩約束； 計(jì)算速率限制；從第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束確定第一有效輸出扭矩約束，其中，確定第一有效輸出扭矩 約束包括將第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束的變化幅值限制為所述速率限制；以及 以第一有效輸出扭矩約束操作變速器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，第一有效輸出扭矩約束由第一長(zhǎng)期輸出扭矩約 束和第一短期輸出扭矩約束兩者界定。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制動(dòng)力系中的輸出扭矩的方法。一種控制混合動(dòng)力車輛或電動(dòng)車輛的變速器中的輸出扭矩的方法，包括計(jì)算第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束和第一短期輸出扭矩約束。從第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束和第一短期輸出扭矩約束中的至少一個(gè)確定第一有效輸出扭矩約束。第一有效輸出扭矩約束由第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束和第一短期輸出扭矩約束兩者界定。所述方法還可包括計(jì)算速率限制，從而確定第一有效輸出扭矩約束包括將第一長(zhǎng)期輸出扭矩約束的變化幅值限制為所計(jì)算的速率限制?？蓽y(cè)量第一短期輸出扭矩約束和第一有效輸出扭矩約束之間的跨度，速率限制根據(jù)該跨度計(jì)算。速率限制也可以用與跨度的反比例關(guān)系計(jì)算。
文檔編號(hào)B60W10/00GK102069792SQ20101056264
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者A·H·希普, S·W·麥格羅根 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司