利用混合動力系系統(tǒng)的基于能量的穩(wěn)定策略來穩(wěn)定操作狀態(tài)選擇的方法和設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及利用混合動力系系統(tǒng)的基于能量的穩(wěn)定策略來穩(wěn)定操作狀態(tài)選擇的方法和設備。用于穩(wěn)定在機電多模式變速器的多個操作范圍狀態(tài)之間的選擇的方法，所述變速器構造成在發(fā)動機、至少一個電機和傳動系之間傳遞扭矩，所述方法包括請求執(zhí)行從第一操作范圍狀態(tài)至第二操作范圍狀態(tài)的換擋。監(jiān)測與將所述變速器操作在包括第一和第二操作范圍狀態(tài)的多個操作范圍狀態(tài)中的每個中相關的成本；基于監(jiān)測成本來確定所述第一和第二操作范圍狀態(tài)之間的能量差。僅當所述能量差達到積分閾值時執(zhí)行從所述第一操作范圍狀態(tài)至所述第二操作范圍狀態(tài)的換擋。
【專利說明】利用混合動力系系統(tǒng)的基于能量的穩(wěn)定策略來穩(wěn)定操作狀態(tài)選擇的方法和設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及采用多種扭矩生成裝置的多模式動力系系統(tǒng)、以及與其相關的動態(tài)系統(tǒng)控制。
【背景技術】
[0002]該部分內容僅提供與本發(fā)明有關的背景信息。因此，該內容并不旨在構成對現(xiàn)有技術的承認。
[0003]動力系系統(tǒng)可構造成將源自多個扭矩生成裝置的扭矩通過扭矩傳遞裝置傳輸?shù)捷敵鰳嫾?，所述輸出構件可被?lián)接到傳動系。這種動力系系統(tǒng)包括混合動力系系統(tǒng)以及增程式電動車輛系統(tǒng)。用于操作這種動力系系統(tǒng)的控制系統(tǒng)操作所述扭矩生成裝置，并且應用變速器中的扭矩傳輸元件，以響應于操作者指令的輸出扭矩請求來傳輸扭矩，并且考慮了燃料經濟性、排放、駕駛性能和其他因素。示例性扭矩生成裝置包括內燃發(fā)動機和非燃燒電機。非燃燒電機可包括可作為馬達或發(fā)電機操作的電機，以獨立于來自內燃發(fā)動機的扭矩輸入來向所述變速器產生扭矩輸入。所述電機可將通過車輛傳動系傳輸?shù)能囕v動能轉換為可儲存在電能儲存裝置中的電能，這被稱為再生操作?？刂葡到y(tǒng)監(jiān)測來自車輛和操作者的各種輸入，并且提供對混合動力系的操作控制，包括控制變速器操作狀態(tài)和換擋、控制所述扭矩生成裝置、以及調節(jié)電能儲存裝置和電機之間的電功率交換，以管理變速器的輸出(包括，扭矩和旋轉速度)。
[0004]公知的變速器裝置采用扭矩傳遞離合器裝置，以在發(fā)動機、電機和傳動系之間傳遞扭矩。動力系系統(tǒng)的操作包括啟用和停用離合器以實現(xiàn)在選定操作狀態(tài)中的操作。

【發(fā)明內容】

[0005]一種用于穩(wěn)定在機電變速器的多個操作范圍狀態(tài)之間的選擇的方法，所述機電變速器構造成在發(fā)動機、至少一個電機和傳動系之間傳遞扭矩，所述方法包括請求執(zhí)行從第一操作范圍狀態(tài)至第二操作范圍狀態(tài)的換擋。監(jiān)測與將所述變速器操作在包括第一和第二操作范圍狀態(tài)的多個操作范圍狀態(tài)中的每個中相關聯(lián)的成本；以及，基于監(jiān)測成本來確定所述第一和第二操作范圍狀態(tài)之間的能量差。僅當所述能量差達到積分閾值的情況下，執(zhí)行從所述第一操作范圍狀態(tài)至所述第二操作范圍狀態(tài)的換擋。
[0006]本發(fā)明還包括以下技術方案:
[0007]1.一種用于穩(wěn)定在機電多模式變速器的多個操作范圍狀態(tài)之間的選擇的方法,所述變速器構造成在發(fā)動機、至少一個電機和傳動系之間傳遞扭矩，所述方法包括:
[0008]請求執(zhí)行從第一操作范圍狀態(tài)至第二操作范圍狀態(tài)的換擋；
[0009]監(jiān)測與將所述變速器操作在包括所述第一操作范圍狀態(tài)和所述第二操作范圍狀態(tài)的多個操作范圍狀態(tài)的每個中相關聯(lián)的成本；
[0010]基于監(jiān)測成本來確定所述第一操作范圍狀態(tài)和所述第二操作范圍狀態(tài)之間的能量差；以及
[0011]僅當所述能量差達到預定積分閾值的情況下，執(zhí)行從所述第一操作范圍狀態(tài)至所述第二操作范圍狀態(tài)的換擋。
[0012]2.根據(jù)方案I所述的方法，其中，僅當所述能量差達到所述積分閾值的情況下執(zhí)行從所述第一操作范圍狀態(tài)至所述第二操作范圍狀態(tài)的換擋還包括:
[0013]在所述能量差未達到所述積分閾值的情況下，繼續(xù)所述變速器處于所述第一操作范圍狀態(tài)中的操作。
[0014]3.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述第一操作范圍狀態(tài)包括當前操作范圍狀態(tài)，并且所述第二操作范圍狀態(tài)包括選自多個可用操作范圍狀態(tài)之中的期望操作范圍狀態(tài)，所述當前操作范圍狀態(tài)與所述可用操作范圍狀態(tài)相比具有與操作所述變速器相關聯(lián)的較高成本。
[0015]4.根據(jù)方案3所述的方法，其中，從多個可用操作范圍狀態(tài)之中選擇所述期望操作范圍狀態(tài)包括:
[0016]基于所述監(jiān)測成本來確定所述多個可用操作范圍狀態(tài)中的每一個與所述第一操作范圍狀態(tài)之間相應的能量差；
[0017]監(jiān)測各自與所述第一操作范圍狀態(tài)和所述多個可用操作范圍狀態(tài)的每一個之間的能量差中相應的能量差相關聯(lián)的相應的積分閾值；
[0018]將與首先達到所述相應的積分閾值的所述相應的能量差相對應的可用操作范圍狀態(tài)選定為期望操作范圍狀態(tài)。
[0019]5.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述第二操作范圍狀態(tài)包括多個可用操作范圍狀態(tài)中的具有與操作所述變速器相關聯(lián)的最低成本的操作范圍狀態(tài)。
[0020]6.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述第一操作范圍狀態(tài)和所述第二操作范圍狀態(tài)各自包括空擋范圍狀態(tài)、偽擋位狀態(tài)、固定擋位范圍狀態(tài)、可變模式范圍狀態(tài)和電動車輛范圍狀態(tài)中的一者。
[0021]7.根據(jù)方案I所述的方法，其中，基于所述監(jiān)測成本來確定所述第一操作范圍狀態(tài)和所述第二操作范圍狀態(tài)之間的能量差包括:
[0022]計算所述第一操作范圍狀態(tài)的監(jiān)測成本與所述第二操作范圍狀態(tài)的監(jiān)測成本之間的成本差；以及
[0023]對所述成本差積分，以確定所述第一操作范圍狀態(tài)和所述第二操作范圍狀態(tài)之間
的能量差。
[0024]8.根據(jù)方案7所述的方法，其中，所述成本差基于所述預定積分閾值被標準化。
[0025]9.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述預定積分閾值對應于從所述第一操作范圍狀態(tài)至所述第二操作范圍狀態(tài)的換擋。
[0026]10.一種用于避免具有機電變速器的多模式動力系的過度穩(wěn)定的方法，所述變速器構造成操作在多個操作范圍狀態(tài)的一個中，以在發(fā)動機、至少一個電機和傳動系之間產生并傳遞扭矩，所述方法包括:
[0027]檢測從當前操作范圍狀態(tài)至多個可用操作范圍狀態(tài)中的一個的潛在換擋；
[0028]監(jiān)測與將所述變速器操作在所述當前操作范圍狀態(tài)和所述多個可用操作范圍狀態(tài)的每一個中相關聯(lián)的相應成本；[0029]基于監(jiān)測的相應成本來確定所述當前操作范圍狀態(tài)與所述多個可用操作范圍狀態(tài)的每一個之間的相應的成本差；以及
[0030]繼續(xù)所述變速器在所述當前操作范圍狀態(tài)中的操作，除非隨時間變化的所述相應的成本差中的一個達到了標準化閾值。
[0031]11.根據(jù)方案10所述的方法，還包括:
[0032]監(jiān)測各自與所述當前操作范圍狀態(tài)和所述多個可用操作范圍狀態(tài)的每一個之間的成本差中相應的成本差相關聯(lián)相應的積分閾值；
[0033]基于所述積分閾值中對應的積分閾值來標準化每一個成本差；以及
[0034]將所述多個可用操作范圍狀態(tài)中與首先達到所述標準化閾值的隨時間變化的所述標準化成本差相對應的可用操作范圍狀態(tài)選定為期望操作范圍狀態(tài)。
[0035]12.根據(jù)方案11所述的方法，還包括:
[0036]當多個可用操作范圍狀態(tài)對應于同時達到所述標準化閾值的隨時間變化的標準化成本差時，將所述多個可用操作范圍狀態(tài)中對應于具有最高梯度的標準化成本差的一個可用操作范圍狀態(tài)確定為所述期望操作范圍狀態(tài)。
[0037]13.根據(jù)方案11所述的方法，其中，基于所述積分閾值中對應的積分閾值來標準化每一個成本差包括:
[0038]將每一個成本差除以所述積分閾值中對應的積分閾值；以及
[0039]基于所述除法來確定每一個標準化成本差。
[0040]14.根據(jù)方案11所述的方法，其中，隨時間變化的標準化成本差包括:
[0041]將每個標準化成本差加上來自先前迭代的相應的標準化成本差；以及
[0042]基于所述加法來確定隨時間變化的所述標準化成本差。
[0043]15.根據(jù)方案11所述的方法，還包括:
[0044]指令執(zhí)行從所述當前操作范圍狀態(tài)至所述期望操作范圍狀態(tài)的換擋。
[0045]16.根據(jù)方案11所述的方法，其中，所述期望操作范圍狀態(tài)在所述多個可用操作范圍狀態(tài)之中具有與操作所述變速器相關聯(lián)的最低成本。
[0046]17.根據(jù)方案11所述的方法，其中，所述期望操作范圍狀態(tài)在所述多個可用操作范圍狀態(tài)之中不具有與操作所述變速器相關聯(lián)的最低成本。
[0047]18.根據(jù)方案10所述的方法，其中，監(jiān)測與將所述變速器操作在所述當前操作范圍狀態(tài)和所述多個可用操作范圍狀態(tài)的每一個中相關聯(lián)的相應成本包括:
[0048]監(jiān)測與將所述變速器操作在所述當前操作范圍狀態(tài)和所述可用操作范圍狀態(tài)中的每一個中相關聯(lián)的主觀成本、發(fā)動機功率損失、電機功率損失、蓄電池功率損失、制動器功率損失、以及機械功率損失的相應的和。
[0049]19.一種用于穩(wěn)定在機電變速器的多個操作范圍狀態(tài)之間的選擇的設備，所述設備包括:
[0050]多模式動力系，所述多模式動力系包括發(fā)動機、能量儲存裝置、所述機電變速器，所述機電變速器包括可旋轉地聯(lián)接到所述發(fā)動機的至少一個電機，所述機電變速器可選擇性且可控制地操作，以在所述發(fā)動機和所述至少一個電機之間傳遞扭矩；以及
[0051]控制模塊，所述控制模塊構造成:
[0052]檢測從當前操作范圍狀態(tài)至多個可用操作范圍狀態(tài)中的一個的潛在換擋；[0053]監(jiān)測與將所述變速器操作在所述當前操作范圍狀態(tài)和所述多個可用操作范圍狀態(tài)的每一個中相關聯(lián)的相應成本；
[0054]基于監(jiān)測的相應成本來確定所述當前操作范圍狀態(tài)與所述多個可用操作范圍狀態(tài)的每一個之間的相應成本差；以及
[0055]繼續(xù)所述變速器在所述當前操作范圍狀態(tài)中的操作，除非隨時間變化的所述相應成本差中的一個達到了標準化閾值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0056]現(xiàn)將參考附圖以示例的方式來描述一個或多個實施方式，在附圖中:
[0057]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的包括內燃發(fā)動機、變速器、傳動系和控制器的多模式動力系系統(tǒng)；
[0058]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于確定示例性功率成本函數(shù)500的動力系系統(tǒng)操作成本的分析框架，所述示例性功率成本函數(shù)參考關于圖1描述的多模式動力系系統(tǒng)100被描述；
[0059]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的利用基于能量的穩(wěn)定策略來穩(wěn)定操作范圍狀態(tài)的選擇的流程圖；
[0060]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的描述第一和第二操作范圍狀態(tài)的監(jiān)測成本的示例性圖表410、描述第一和第二操作范圍狀態(tài)之間的能量差的不例性圖表420、以及描述第一和第二操作范圍狀態(tài)之間的選擇的示例性圖表430 ;以及
[0061]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的描述當前操作范圍狀態(tài)和兩個可用操作范圍狀態(tài)的監(jiān)測成本的示例性圖表510、描述當前操作范圍狀態(tài)與其中一個可用操作范圍狀態(tài)之間的第一能量差以及當前操作范圍狀態(tài)與另一可用操作范圍狀態(tài)之間的第二能量差的示例性圖表520、以及描述可用操作范圍狀態(tài)之間的選擇的不例性圖表530。
【具體實施方式】
[0062]現(xiàn)參考附圖，其中的顯示內容僅用于描述一些示例性實施方式的目的，而不是為了限制所述實施方式的目的，圖1示出了包括內燃發(fā)動機(發(fā)動機)12、多模式機電變速器(變速器)10、高電壓電氣系統(tǒng)80、傳動系90和控制模塊5的非限制性動力系系統(tǒng)100。變速器10分別機械地聯(lián)接到發(fā)動機12以及第一電機60和第二電機62，并且構造成在發(fā)動機
12、電機60、62以及傳動系90之間傳遞扭矩。如所不的，第一和第二電機60和62是電動馬達/發(fā)電機。
[0063]高電壓電氣系統(tǒng)80包括電能儲存裝置(ESD)85，其借助高電壓電氣總線84電聯(lián)接到變速器功率變換器控制模塊(TPIM) 82，并且構造有用于監(jiān)測電功率流的合適裝置，包括用于監(jiān)測電流和電壓的裝置和系統(tǒng)。ESD85可以是任何合適的高電壓電能儲存裝置(例如，高電壓蓄電池)，并且優(yōu)選地包括監(jiān)測系統(tǒng)，該監(jiān)測系統(tǒng)提供了對供應到高電壓電氣總線84的電功率的測量，包括電壓和電流。
[0064]發(fā)動機12可以是任何合適的燃燒裝置，并且包括多缸內燃發(fā)動機，所述多缸內燃發(fā)動機能夠在數(shù)種狀態(tài)中選擇性地操作，以借助輸入構件14將扭矩傳遞到變速器10，并且可以是火花點火發(fā)動機或壓縮點火發(fā)動機。發(fā)動機12包括曲軸，所述曲軸聯(lián)接到變速器10的輸入構件14。旋轉速度傳感器11監(jiān)測輸入構件14的曲柄角度和旋轉速度。從發(fā)動機12輸出的功率(即，旋轉速度乘以發(fā)動機扭矩)可能與至變速器10的輸入速度和輸入扭矩不同，這是因為在發(fā)動機12與變速器10之間在輸入構件14上設置有扭矩消耗部件，例如扭矩管理裝置。發(fā)動機12構造成在持續(xù)進行的動力系操作期間響應于操作狀況來執(zhí)行自動停止和自動起動操作。控制模塊5構造成控制發(fā)動機12的致動器以控制燃燒參數(shù)，包括控制進氣空氣質量流量、火花點火正時、噴射燃料質量、燃料噴射正時、用于控制再循環(huán)排氣流的EGR閥位置、以及在具有相應配置的發(fā)動機上的進氣和/或排氣閥正時和定相。因此，通過控制包括空氣流扭矩和火花引發(fā)扭矩的燃燒參數(shù)可控制發(fā)動機速度。還可通過控制在輸入構件14處的反作用扭矩來控制發(fā)動機速度，控制所述反作用扭矩通過分別控制第一和第二電機60、62的馬達扭矩來實現(xiàn)。
[0065]所例示的變速器10是四模式、復合分流的機電變速器10，所述變速器包括三個行星齒輪組20、30和40以及五個可接合的扭矩傳遞裝置，即離合器C152、C254、C356、C458和C550。還構想到變速器的其他實施方式。變速器10分別聯(lián)接到第一和第二電機60和62。變速器10構造成響應于輸出扭矩請求在發(fā)動機12、電機60和62以及輸出構件92之間傳遞扭矩。在一個實施方式中，第一和第二電機60、62是馬達/發(fā)電機,其米用電能來產生扭矩，以及對扭矩作出反應。行星齒輪組20包括太陽輪構件22、齒圈構件26和聯(lián)接到行星架構件25的行星齒輪24。行星架構件25可旋轉地支承行星齒輪24，所述行星齒輪設置成與太陽輪構件22和齒圈構件26都處于嚙合關系，并且行星架構件25聯(lián)接到可旋轉軸構件16。行星齒輪組30包括太陽輪構件32、齒圈構件36和聯(lián)接到行星架構件35的行星齒輪34。行星齒輪34設置成與太陽輪構件32和齒圈構件36都處于嚙合關系。行星架構件35聯(lián)接到可旋轉軸構件16。行星齒輪組40包括太陽輪構件42、齒圈構件46和聯(lián)接到行星架構件45的行星齒輪44。如所示的，存在聯(lián)接到行星架構件45的第一組和第二組行星齒輪44。因此，行星齒輪組40是復合的太陽輪構件-小齒輪-小齒輪-齒圈構件齒輪組。行星架構件45可旋轉地聯(lián)接在離合器Cl 52和C2 54之間。太陽輪構件42可旋轉地聯(lián)接到可旋轉軸構件16。齒圈構件46可旋轉地聯(lián)接到輸出構件92。
[0066]如本文所使用的，離合器是指可響應于控制信號被選擇性地施用的扭矩傳遞裝置，并且可以是包括例如單板或復合板離合器或離合器組、單向離合器、帶式離合器和制動器的任何合適裝置。液壓回路72構造成控制每個離合器的離合器狀態(tài)，其中加壓液壓流體由電動液壓泵70來供應，所述電動液壓泵由控制模塊5可操作地控制。離合器C254和C458是液壓施用的旋轉摩擦式離合器。離合器Cl 52、C3 56和C5 50是可被固接到變速器殼體55的液壓控制的制動器裝置。在該實施方式中，離合器Cl 52X2 54、C3 56和C4 58中的每一個都是利用由液壓控制回路72供應的加壓液壓流體來液壓施用的。液壓回路72由控制模塊5可操作地控制以啟用以及停用前述離合器，提供液壓流體以用于冷卻以及潤滑變速器的元件，以及提供液壓流體以用于冷卻第一和第二電機60和62。液壓回路72中的液壓壓力可通過利用壓力傳感器的測量、通過利用車載例程的估計、或利用其他合適方法來確定。
[0067]第一和第二電機60和62分別是三相AC馬達/發(fā)電機,每個均包括定子、轉子和旋轉變壓器。用于每個電機60和62的馬達定子被固接到變速器殼體55的外部，并且包括定子芯，所述定子芯具有從其延伸的纏繞電繞組。用于第一電機60的轉子被支承在轂襯齒輪上，所述轂襯齒輪機械地附接到套筒軸18，所述套筒軸聯(lián)接到第一行星齒輪組20。用于第二電機62的轉子牢固地附接到套筒軸轂19，所述套筒軸轂機械地附接到第二行星齒輪30。每個旋轉變壓器信號地且可操作地連接到變速器功率變換器控制模塊(TPM) 82，并且每個均感測并監(jiān)測旋轉變壓器轉子相對于旋轉變壓器定子的旋轉位置，由此分別監(jiān)測第一和第二電機60和62中相應電機的旋轉位置。此外，從旋轉變壓器輸出的信號可分別用于確定第一和第二電機60和62的旋轉速度。
[0068]變速器10的輸出構件92可旋轉地連接到傳動系90，以向傳動系90提供輸出功率，所述輸出功率借助差動齒輪裝置或變速驅動橋或其他合適裝置被傳遞到一個車輪或多個車輪。在輸出構件92處的輸出功率被表征為輸出旋轉速度和輸出扭矩。變速器輸出速度傳感器93監(jiān)測輸出構件92的旋轉速度和旋轉方向。每個車輪優(yōu)選地配置有傳感器，所述傳感器構造成監(jiān)測車輪速度，以確定:車輛速度；用于制動控制、牽引控制和車輛加速管理的絕對和相對車輪速度。
[0069]由于來自燃料或者儲存在電能儲存裝置(ESD)85中的電勢的能量轉換，產生來自發(fā)動機12的輸入扭矩以及分別來自第一和第二電機60和62的馬達扭矩。ESD85借助高電壓電氣總線84將高電壓DC聯(lián)接至TPM82，所述高電壓電氣總線84優(yōu)選地包括接觸器開關，所述接觸器開關允許或禁止電流在ESD85和TPM82之間流動。TPIM82優(yōu)選地包括一對功率變換器和相應的馬達控制模塊，所述馬達控制模塊構造成接收扭矩指令并且從其控制變換器狀態(tài)，以用于提供馬達驅動或再生功能以滿足馬達扭矩指令。功率變換器包括互補三相功率電子裝置，并且每個功率變換器包括多個絕緣柵雙極晶體管，用于通過在高頻下開關，從而將來自ESD85的DC功率轉換為分別用于給第一和第二電機60和62中相應電機提供功率的AC功率。絕緣柵雙極晶體管形成開關模式功率源，其構造成接收控制指令。對于每個三相電機的每相而言，存在一對絕緣柵雙極晶體管。絕緣柵雙極晶體管的狀態(tài)被控制，以提供馬達驅動機械功率的生成或者提供電功率再生功能。三相變換器借助DC傳輸導體27接收DC電功率，將DC電功率轉換為三相AC功率，該三相AC功率借助傳輸導體被相應地傳導至第一和第二電機60和62,第一和第二電機60和62用作馬達來操作；或者,三相變換器借助DC傳輸導體27來供應DC電功率，其中三相AC功率借助傳輸導體相應地從第一和第二電機60和62被傳導，并且通過三相變換器轉換成DC電功率,第一和第二電機60和62用作發(fā)電機來操作。TPIM82響應于馬達扭矩指令通過功率變換器和相應的馬達控制模塊將電功率相應地傳輸至第一和第二電機60和62,或者相應地從第一和第二電機60和62傳輸。電流經過高電壓電氣總線84被傳遞至ESD85以及從ESD85被傳遞經過高電壓電氣總線84，以便對ESD85進行充電以及使ESD85放電。
[0070]控制模塊5借助通信鏈路15信號地且可操作地連到動力系系統(tǒng)中的各個致動器和傳感器，以監(jiān)測并控制動力系系統(tǒng)的操作(包括綜合信息和輸入)，以及執(zhí)行例程以控制致動器來滿足與燃料經濟性、排放、性能、駕駛性能以及硬件(分別包括，ESD85的蓄電池以及第一和第二電機60和62)保護相關的控制目標?？刂颇K5是總體車輛控制架構的子集，并且提供了對動力系系統(tǒng)的協(xié)調系統(tǒng)控制?？刂颇K5可包括分布式控制模塊系統(tǒng)，其包括單獨控制模塊，這些單獨控制模塊包括監(jiān)管控制模塊、發(fā)動機控制模塊、變速器控制模塊、蓄電池組控制模塊和TPIM82。用戶接口 13優(yōu)選地信號地連接到多個裝置，借助所述裝置，車輛操作者指導和指令動力系系統(tǒng)的操作。這些裝置優(yōu)選地包括加速器踏板112、操作者制動踏板113、變速器范圍選擇器(或者變速器擋位選擇器)114(PRNDL)以及車輛速度巡航控制系統(tǒng)116。變速器范圍選擇器114可具有離散數(shù)量的操作者可選擇的位置，包括指示了車輛的操作者期望運動的方向，且因此指示了輸出構件92的作為前進或倒退方向的優(yōu)選旋轉方向。要理解的是，車輛仍可能沿著與所指示的操作者期望運動的方向不同的方向移動，這是由車輛的位置(例如，在山坡上)導致的溜車引起的。用戶接口 13可包括如所示的單個裝置，或另選地可包括直接連接到那些單獨控制模塊的多個用戶接口裝置。
[0071]前述控制模塊借助通信鏈路15與其他控制模塊、傳感器和致動器通信，這實現(xiàn)了各個控制模塊之間的結構化通信。具體通信協(xié)議是特定于應用的。通信鏈路15和合適協(xié)議提供了在前述控制模塊與其他控制模塊之間的穩(wěn)健消息通訊和多控制模塊接口，其中所述其他控制模塊提供了包括例如防抱死制動、牽引控制和車輛穩(wěn)定之類的功能。多個通信總線可用于改善通信速度，并且提供了一定水平的信號冗余和完整性，所述多個通信總線包括直鏈和串行外設接口(SPI)總線。單獨控制模塊之間的通信還可利用無線鏈路(例如，短程無線無線電通信總線)來實現(xiàn)。單獨裝置還可被直接連接。
[0072]控制模塊、模塊、控制裝置、控制器、控制單元、處理器和類似術語指的是以下各項中的任意一個，或者指的是以下各項中的一個或多個的各種組合，所述各項包括:專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一種或多種軟件或固件程序或例程的中央處理單元(優(yōu)選為微處理器)以及相關聯(lián)的內存和存儲器(只讀的、可編程只讀的、隨機存取的、硬盤驅動器，等等)、組合邏輯電路、輸入/輸出電路和裝置、合適的信號調節(jié)和緩沖電路、以及提供了所述功能的其它部件。軟件、固件、程序、指令、例程、代碼、算法和類似術語意指任何控制器可執(zhí)行的指令集，包括標定值和查詢表?？刂颇K具有一組控制例程，所述控制例程被執(zhí)行以提供期望功能。所述例程例如由中央處理單元執(zhí)行，以監(jiān)測來自感測裝置和其他聯(lián)網控制模塊的輸入，并且執(zhí)行控制和診斷例程以控制致動器的操作。在持續(xù)進行的發(fā)動機和車輛操作期間，例程能夠以規(guī)則的間隔(例如，每3.125,6.25,12.5、25和100毫秒)被執(zhí)行。替代性地，例程可響應于事件的發(fā)生而被執(zhí)行。
[0073]動力系100構造成以多個動力系狀態(tài)(包括多個變速器范圍和發(fā)動機狀態(tài))中的一個操作，以產生并傳輸扭矩至傳動系90。發(fā)動機狀態(tài)可包括運行(ON)狀態(tài)、關停(OFF)狀態(tài)以及燃料切斷狀態(tài)。當發(fā)動機以關停狀態(tài)操作時，該發(fā)動機未被供給燃料、未被著火并且未旋轉。當發(fā)動機以運行狀態(tài)操作時，該發(fā)動機被供給燃料、被著火并且旋轉。當發(fā)動機以燃料切斷狀態(tài)操作時，該發(fā)動機旋轉但未被供給燃料并且未著火。變速器范圍包括多個空擋(Neutral)、固定擋位(擋位#)、可變模式(EVT模式#)、電動車輛(EV#)和過渡范圍(EV過渡狀態(tài)#和偽擋位#)，這些通過選擇性地啟動離合器Cl 150、C2 152、C3 154、C4156和C5 158來實現(xiàn)。偽擋位范圍是可變模式的變速器范圍，其中從變速器10輸出的扭矩對應于來自發(fā)動機12的輸入扭矩，并且考慮了與輸入構件14上的扭矩消耗部件相關的扭矩損失。偽擋位范圍主要用作在EVT模式范圍間的換擋期間的中間變速器范圍。表1描述了用于操作動力系100的多個變速器擋位和發(fā)動機狀態(tài)。
[0074]表1
[0075]
IfHI發(fā)動機狀態(tài) |C1 |C2 |C3 |C4 |C5
_空擋1運行/關停
_空擋2 I運行/關停I I Ix I I
【權利要求】
1.一種用于穩(wěn)定在機電多模式變速器的多個操作范圍狀態(tài)之間的選擇的方法，所述變速器構造成在發(fā)動機、至少一個電機和傳動系之間傳遞扭矩，所述方法包括: 請求執(zhí)行從第一操作范圍狀態(tài)至第二操作范圍狀態(tài)的換擋； 監(jiān)測與將所述變速器操作在包括所述第一操作范圍狀態(tài)和所述第二操作范圍狀態(tài)的多個操作范圍狀態(tài)的每個中相關聯(lián)的成本； 基于監(jiān)測成本來確定所述第一操作范圍狀態(tài)和所述第二操作范圍狀態(tài)之間的能量差；以及 僅當所述能量差達到預定積分閾值的情況下，執(zhí)行從所述第一操作范圍狀態(tài)至所述第二操作范圍狀態(tài)的換擋。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，僅當所述能量差達到所述積分閾值的情況下執(zhí)行從所述第一操作范圍狀態(tài)至所述第二操作范圍狀態(tài)的換擋還包括: 在所述能量差未達到所述積分閾值的情況下，繼續(xù)所述變速器處于所述第一操作范圍狀態(tài)中的操作。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述第一操作范圍狀態(tài)包括當前操作范圍狀態(tài)，并且所述第二操作范圍狀態(tài)包括選自多個可用操作范圍狀態(tài)之中的期望操作范圍狀態(tài)，所述當前操作范圍狀態(tài)與所述可用操作范圍狀態(tài)相比具有與操作所述變速器相關聯(lián)的較高成本。
4.根據(jù)權利要求3所述的 方法，其中，從多個可用操作范圍狀態(tài)之中選擇所述期望操作范圍狀態(tài)包括: 基于所述監(jiān)測成本來確定所述多個可用操作范圍狀態(tài)中的每一個與所述第一操作范圍狀態(tài)之間相應的能量差； 監(jiān)測各自與所述第一操作范圍狀態(tài)和所述多個可用操作范圍狀態(tài)的每一個之間的能量差中相應的能量差相關聯(lián)的相應的積分閾值； 將與首先達到所述相應的積分閾值的所述相應的能量差相對應的可用操作范圍狀態(tài)選定為期望操作范圍狀態(tài)。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述第二操作范圍狀態(tài)包括多個可用操作范圍狀態(tài)中的具有與操作所述變速器相關聯(lián)的最低成本的操作范圍狀態(tài)。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述第一操作范圍狀態(tài)和所述第二操作范圍狀態(tài)各自包括空擋范圍狀態(tài)、偽擋位狀態(tài)、固定擋位范圍狀態(tài)、可變模式范圍狀態(tài)和電動車輛范圍狀態(tài)中的一者。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，基于所述監(jiān)測成本來確定所述第一操作范圍狀態(tài)和所述第二操作范圍狀態(tài)之間的能量差包括: 計算所述第一操作范圍狀態(tài)的監(jiān)測成本與所述第二操作范圍狀態(tài)的監(jiān)測成本之間的成本差；以及 對所述成本差積分，以確定所述第一操作范圍狀態(tài)和所述第二操作范圍狀態(tài)之間的能量差。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，所述成本差基于所述預定積分閾值被標準化。
9.一種用于避免具有機電變速器的多模式動力系的過度穩(wěn)定的方法，所述變速器構造成操作在多個操作范圍狀態(tài)的一個中，以在發(fā)動機、至少一個電機和傳動系之間產生并傳遞扭矩，所述方法包括: 檢測從當前操作范圍狀態(tài)至多個可用操作范圍狀態(tài)中的一個的潛在換擋； 監(jiān)測與將所述變速器操作在所述當前操作范圍狀態(tài)和所述多個可用操作范圍狀態(tài)的每一個中相關聯(lián)的相應成本； 基于監(jiān)測的相應成本來確定所述當前操作范圍狀態(tài)與所述多個可用操作范圍狀態(tài)的每一個之間的相應的成本差；以及 繼續(xù)所述變速器在所述當前操作范圍狀態(tài)中的操作，除非隨時間變化的所述相應的成本差中的一個達到了標準化閾值。
10.一種用于穩(wěn)定在機電變速器的多個操作范圍狀態(tài)之間的選擇的設備，所述設備包括: 多模式動力系，所述多模式動力系包括發(fā)動機、能量儲存裝置、所述機電變速器，所述機電變速器包括可旋轉地聯(lián)接到所述發(fā)動機的至少一個電機，所述機電變速器可選擇性且可控制地操作，以在所述發(fā)動機和所述至少一個電機之間傳遞扭矩；以及控制模塊，所述控制模塊構造成: 檢測從當前操作范圍狀態(tài)至多個可用操作范圍狀態(tài)中的一個的潛在換擋； 監(jiān)測與將所述變速器操作在所述當前操作范圍狀態(tài)和所述多個可用操作范圍狀態(tài)的每一個中相關聯(lián)的相應成本； 基于監(jiān)測的相應成本來確定所述當前操作范圍狀態(tài)與所述多個可用操作范圍狀態(tài)的每一個之間的相應成本差；以及` 繼續(xù)所述變速器在所述當前操作范圍狀態(tài)中的操作，除非隨時間變化的所述相應成本差中的一個達到了標準化閾值。
【文檔編號】B60W10/26GK103569103SQ201310389897
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權日:2012年8月9日
【發(fā)明者】A·H·希普, K·Y·金, S·V·拉多 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司