專利名稱：用于帶式發(fā)電/起動機(bas)混合的扭矩分配策略的制作方法
用于帶式發(fā)電z起動機(BAS)混合的TO分配策略 相關申請的交叉引用本發(fā)明涉及車輛的混合動力系，更具體的說，涉及混合動力系的扭 矩分配策略。 背景駄本節(jié)僅僅鄉(xiāng)與本發(fā)明相關的背景信息，可能并不構^ 見有技術。
圖5是第二漱呈圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的扭矩控制系^^f執(zhí)行的示 例性步驟；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的各種扭矩信號；和 P17]圖8是曲線圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的艦控制系^0f確定的示例性 預測的和即時扭矩要求以及相應的扭矩命令。
具體實施例方式下頓優(yōu)選實施例的描述實際上只是示意性，決不是對本發(fā)明及其 應用劍頓柳艮制。為清楚起見，在附圖中同樣的附圖標記標相同的元件。 這里用到的術語?！姥胫傅氖菍Ｓ眉呻娐?ASIC)，電子電路，艦器(共用，
專用，或集群)以及執(zhí)行一個或多個軟件或固定軟件的存r:器，組，輯電路,
或其他合適的提供，功能的元件。內燃機16的曲軸24驅動傳動系統(tǒng)14。傳動系統(tǒng)14包括柔性板或飛 樹未顯示)，^g器(TC)或其他的連接體26, ^il器28,傳動軸30，差速 器(DIFF) 32，半軸34，制動器36和從動車輪38。內燃機16的曲軸24輸出 的,扭矩CIWoP)鄉(xiāng)Sl傳動系統(tǒng)14傳m而在半軸34上提供輪軸ffl^(TAXLE) 以便驅動雜38。更準確地說，TpRopM33t^體26，魏器28和差速器32 提供的多個傳動比被放大成半軸34上的TAXLE。 TWop乘以有效的傳動比，有效 的傳動比^3^接裝置26弓l入的比值，^t器輸A/tr出軸^t確定的魏比，差 速比，以及任何其他可能在傳動系統(tǒng)中引入傳動比的組辨例如，四輪驅動(4WD) 或全輪驅動(AWD)動力系中的胸銜的函數(shù)?？刂颇Q40基于本發(fā)明的TO控制系統(tǒng)調節(jié)動力系統(tǒng)10的操作。
駕駛員輸入42與控律帳塊40連接。駕駛員輸入42可以包括但是不局限于加速 踏板44和/或巡航控制系統(tǒng)46信號。駕駛員界面48也與控偉蝶塊40信息艦。 所述駕駛員界面48包括但是不局限于變速器檔,擇器50?？氐蹟U塊40可以依賴電機18而不是內燃機16進行扭矩分配以改善 燃料經濟性，或OT除內燃機16之外的電機18以,加速驅動。財卜，控制 模塊40可以在停車事件期間關閉對內燃機16的燃料供應以改善燃料經濟性并 艦電機18快驢新啟動內燃機16?？刂颇K40 4柳來自繊^g判優(yōu)環(huán)路 (PTAR)和充放電時機環(huán)路(OCDR)的輸入來確定內燃機扭矩命令和電機扭矩命 4(Tem)。所述PTAR和OCDR可以絲于控制模塊40中或^^的模塊中。來 自PTAR的輸入包括預測的推進扭矩要求(TsLow—prqp)，即時的推進扭矩要求
OVaCT一PRQP)，最小發(fā)動機關閉扭矩(TM]N一OT)，車輛滑行扭矩(TcoAST)，最小發(fā)動 tUt轉扭矩(T畫—RUN)，和最大內^t幾扭矩(TMAXJCE)。PTAR可以包括滑行再 輯程序，皿滑^亍期間設定Tslov^prcp小 于Tmn—run和Tcoast以ffl31^ 38俘獲輸入混合動力系10的肯遣。PTAR還可
以包括律慟再生邏^l歸，雜制動^f呈期間設定Tslo^prop小于Tm^qftt以通
過，38獲得輸入至混合動力系10的能量。來自OCDR的輸入包括充電,
要求(TcHAROE)和負的充電^^電TO要求(TD!SCHARGE)。內燃機扭矩命，括即時
的內燃機扭矩命^0WrjcE)和預測的內燃機扭矩命4(TsLow一k:e)0 T嵐包括預測 的電機扭矩命4(TsLo(em)，除非TWr一漢op有效，在這種情況下，Tem包括即吋
的電機扭矩命鄰fas，)?？刂颇K40提供T服至電機18以及Tfactk:e和Tslow—ke至內J^I幾
16。 TEM控制電機18的扭矩輸出。當TFAST—pROP有效時，TkowjcE控制內燃機16 內的空氣流量而TVastjce控制內燃機16內的點火和燃料。當TVasT-Prqp不是有效
的時，TsLowjcE控制內iia 16內的空氣流量，點火和燃料。內燃機16內的空 氣流量，點火和燃料控帝瞎內燃機16的扭矩輸出。這樣，推進扭矩輸出艦 Tem, Tfast—ice，和Tslqw—ke控制。控制模塊40協(xié)調電機扭矩響應和內燃機
響應以便隨著一個被減少，另一個以適當?shù)谋嚷试黾訌亩_保tra扭矩輸出不 會低于或高于所述,TO要求?，F(xiàn)在參見圖2，扭矩分配控諱贖塊100接1|^自PTAR和OCDR的
輸入，包括Tslow—FR(F和Tfastprqp。扭矩分配控制模塊100基于TsLow一prop確定
TsmwjCE和TsLow一EM。扭矩分配控律贖塊100提供TsLow一EM至電機延遲模塊102。
所述電機MiR模塊102基于Tslowem和內燃機16的動^g輸出響應計算最終
的電機扭矩^^^slow—em_F1NAL)。電機E^模塊102 , TSL0W—em—hnal至扭矩分 配模塊100。當Tfastprqp有效吋，扭矩分配控制模塊100基于tfast一prqp確定 TeM和Tfastjce。否則，扭矩分配控帝擴塊100基于TsLow—em誕確定TEM并設
定TFAST—ke為無效。扭矩分配控制模塊100輸出Tslqwk:e和TFACT—^和T服。換句話說，扭矩分配控制模塊100將繊扭矩要求分配成內燃機和 電機鵬命令。艦分配控制裝置100基于預測的JliS扭矩要求確定預測的內 ;1#1和電機扭矩命令。電機延遲模塊102 ^ifi所述預測的電機扭矩命令以與內 燃機16的動^ffl矩輸出響應匹配。當即時的職扭矩要求有效時，艦分配控 制模±央100基于戰(zhàn)內糊定電機扭矩命令和即時的內燃機扭矩命令。否則， 艦分配模塊100基于所述鵬的頗終的預觀啲電機扭矩命令確定電機艦 命令并設定即時的內燃機扭矩命令為無效?，F(xiàn)在參見圖3 ,艦分配控帝鵬塊100接收來自PTAR的輸入以及 來自OCDR的輸入，來自PTAR的瑜入包括Tslow—prop, TFAST—PR0P, Tmm—0環(huán)，
Tcoast， T畫—run，禾口丁max—ice;來自OCDR的輸入，包括Tcharge禾卩Tdischaroe。 扭矩分配控制模±她括滑行再生模塊204,電機組推模±央206,和預測扭矩干預
模塊208 。當Tslowprop小于Tmnjjff以及Tmjnrun和TcoasT兩者中的較大者時， 滑行再生模塊204基于Tmjnoff或Tmn—run確定TSL0WJCE并基于Tsk)wjce和 Tslow_prop或者電機扭矩容許載荷確定Tslo^em。當Tslow_prop不小于Tmn—(w 以及TMNjUJN和TooAST兩者中的較大者，且Tslqw一prqp大于Tmax—ice時，電^J且
推模塊206基于Tmax_iCE確定TSL0W—ice并基于Tslowjce和TSLOWPROP或者電機扭
矩容許載荷確定Tslow—em°當TsLOW_PROP不小于丁廳—0EF以及T,—run禾卩TcQAST 兩者中的較大者，且TsLow一prop不大于TMAXjCE時，預測扭矩干預模塊208基于
T薩一證和Tc腦e或者電機扭矩容許載荷確定TSLOWJCEo預測扭矩干預模塊 208在當前的迭代k提供Taow—EM至所述電機M^模塊102。a^巨分配控衝懶塊100還包括即時扭矩干預模塊220。當Tr^prqp
有效時，即,矩干預模塊220基于TWr prop確定Tem禾卩TpAST ice。否貝U，扭 矩分配控t訴莫塊100基于TsLow一em一nNAL確定Tem并投定tvastjce為無效。,
分配控制模塊100輸出TSL0W—ICE， TFAsr—ke和Tem。換句話說，,分配控制模塊100確定內燃機16是否供/S^料，是 否要求滑行再生，是否超過最大內燃機扭矩容許載荷，以及所述即時的^ia扭 矩要求是否有效，并相應地分配tia扭矩要求至內燃機和電機扭矩命令。當內 燃機16沒有供M料時，滑行再生模塊204基于戶，最小未供油內燃機扭矩要 求確定所述預測的的內燃機扭矩命令并基于所述預測的推進扭矩要求和所述預 測的內燃機艦命令之間的差值確定所述預測的電機鵬命令。當內燃機16正 在供繊料且滑行再生被請求時，滑行再生模塊204基于最少的燃料內微幾扭 矩要求確定所述預測的的內 扭矩命令并基于所述預測的微鵬要求和所 述預觀啲內;^幾扭矩命令之間的難確定所述預測的電機扭矩命令。當所述即時的微扭矩要求有效時，即時扭矩干預模塊220基于上 面的因素確定電機扭矩命令，限制電機扭矩命令在電機扭矩容許載荷內，以及 基于所述即時的推進TO要求和所述電機扭矩命令之間的差值確定所述即時的
內燃機扭矩命令。否則，即時扭矩干預模塊基于所述預觀啲電機扭矩命令確定 所述電機扭矩命令并設定所述即時的內燃機TO命令為無效。參見圖4，詳細描述根據(jù)本發(fā)明的原理的扭矩控制系統(tǒng)所執(zhí)行的示例 性步驟。在步驟300和302，控制基于Tslow—pRop分別確定Tslowjce和TSLOW—固。 在步驟304，控制基于TkowEM和

圖1中內M 16的動態(tài)ffl^輸出響應計算 Tslow—em—ftnal?？刂瓶梢灶A測內燃機16的動，矩輸出響應并調節(jié)TSLoWH^以 ^ffi數(shù)學模型例如包括延遲的第一階響應函數(shù)獲得Tslow,—,0在步驟306 ，
控制摘定TVast一prqp是否有效。當TVA^prop有效時，控制基于TFAsr-PRQp在步驟
308確定Tem，并隨后在步驟310中基于Tfastprcp和Tem摘定TFASTJCEo如果
Tfact_prqp不是有效的，控制基于TsLOWEMFiNAL在步驟312確定Tem并在步驟314 設定T麗jce為無效狀態(tài)。當TsLo義pRop不小于TMNcoAsr時，控制在步驟414確定TSLOW_pROp
是否大于Tmax—ice。當TSLOW—toop大于Tmax—ice時，控制在步驟416設定Tslowjce 等于TmaxJCE，并投定Tslow—em等于TslqV^PROP和Tmax—ke之間的差值，并在步
驟418限制Tslov^em在Tm^em和Tmax—em之間。當Tslc^prqp不大于TmaxJCE時，控制在步驟420確定何時TSLOW—pr0p 的信號源是^3t器28。當Tslqw—pRop的信號源是魏器28時，控制在步驟422
設定Tslow—em等于Tslow—prop,在步驟424 P艮制Tslow—em在Tmin—em禾卩Tmaxjm 之間，并在步驟426設定TsLow—k:e等于Tslow—prop和Tskm—em的差值。當Tslqw—pr0p
的信號源不是z魏器28時，控制在步驟428設定TsLowEM等于TcHAR成，在步
驟430 P艮制Tslow一em在Tm!n—em和Tmax一em之向，并在步驟432投定Tslowk;e等 于Tsiow—PROP和丁sLOW-EM之間的差值。在步驟434，控制基于Tslow—em和內燃機16的動態(tài)扭矩輸出響應計
節(jié)TSL0W—EM以使用數(shù)學模型例如包括延遲的第一一階響應函^獲; TSLOW_EM—ITNAL。至此在圖5的i爐中，控制已經確定用于所述當前迭代k的所
有的扭矩值。在步驟434，控制^ffl在先前的迭代中確定的扭矩值來匹配內燃機 16的動態(tài)響應。這樣，在步驟434，控制從增益"和IW^EM(k-d)的乘積中減
去增益l-a和TsLo義EM(k—l)的乘積計算TsmwEMJ]NAL(k)。當TSL0W_EM—HNAl(M) 或TsLo^EM(kKi)不存在時，控制設定不存在的扭矩值等于0?，F(xiàn)在參見圖6，將詳細描述示例性 要求、充電TO要求、相 應的鵬命令，以及得到的概扭矩輸出。豎軸標某時亥啲鵬信號的幅度， 而時間由橫軸表示。控制接收分別示于曲線500和502中的推進TO要求和放 電艦要求，并輸出分別/舒曲線504和508中的內燃機和電機鵬命令。曲 線506示出了由曲線504中的內燃機TO命令所得到的內:^幾扭矩輸出，而曲 線510示出了繊扭矩輸出。控制在時刻3之前^1>內燃機扭矩命令以足跟鋮 少的繊扭矩要求?？刂七€在時刻3之前M^電機ffl^命令以補償內f^幾艦 命令和內燃機扭矩輸出之間的延遲，并且繼續(xù)減少電豐幾扭矩^^令直到其等于充 電扭艘求。在時刻3，控制增加內燃機扭矩命令，從而使得推進扭矩輸出滿 足繊扭矩要求?，F(xiàn)在參見圖7，將詳細描述示例性推進鵬要求、放電鵬要求、相 應的 命令，以及得到的推進 輸出。如圖6中一樣，縱軸，某時刻的 扭矩信號的幅度，而時間由橫軸標?？刂平邮辗謩e舒曲線600和602中的 繊艦要求和充電扭矩要求，并輸出分別舒曲線604和608中的內j^幾和 電機扭矩命令。曲線606表示由曲線604中的內燃機鵬命令所得至啲內燃機
TO輸出，曲線610示出了 鄉(xiāng)巨輸出。在時刻3之前，控制增加了內燃機 艦命令以足鵬增加的鵬扭矩要求?？刂七€在時間3之前增加電機ffl^g命令 以補償內燃機扭矩命令和內燃機扭矩輸出之間的鵬，并繼續(xù)增加電機扭矩命 令直到其等于放電扭矩要求。在時刻3處，控偉贓少內燃機扭矩命令，從而使 得ffiit扭矩輸出滿足推進扭矩要求。現(xiàn)在參見圖8，將詳細描^例性預測扭矩要求、即時扭矩要求以及 相應的扭矩命令。豎軸表示某時刻的扭矩信號的幅度，而時間由橫軸表示。信 號700 ^f頁觀啲腿扭矩要求，其作為駕駛員輸入的結果由PTAR提供。信 號702 ^f頁測的鵬TO要求，其作為滑行再CT輯的結果由PTAR提供。 信號704標即時的推進艦要求，其作為制動再生邏輯的結果由PTAR提供。 信號706是由所述PTAR ^f共的預測艦和即時扭矩的陣列，其包括信號700， 702和704。信號708標由PTAR提供的預測艦要求的和，信號710標由 所述PTAR提供的即Btffl矩要求的和。信號712標電機扭矩命令。控制將內 燃機扭矩命令設置為等于由所述PTAR提供的預測TO要求的和，并且將電機 扭矩命令設置為等于推進扭矩要求與內燃機,響應之間的MM。
權利要求
1、一種扭矩控制系統(tǒng)，包括扭矩分配模塊，其基于推進扭矩要求來確定內燃機扭矩命令和電機扭矩命令；以及電機延遲模塊，其基于所述內燃機的動態(tài)扭矩響應來延遲所述電機扭矩命令。
2、 如權利要求1所述的扭矩控制系統(tǒng)，其中戶腿內燃機艦命賴^f頁測 的內燃機扭矩命令和即時的內燃機扭矩命令。
3、 如權利要求2所述的艦控偉係統(tǒng)，其中所述微扭矩要求包括預測扭矩要求。
4、 如權利要求3所述的扭矩控制系統(tǒng)，進一步包括滑行再生模塊，詼滑行 再生模塊比劍，預測扭矩要求和最小未供油內燃機TO要求； 基于所述最小未供油內燃機鵬要求來確定所述預觀啲內燃機鵬命令；和當所述最小未供油內燃機扭矩要求ffl^f述預測TO要求時，基于所述預 測扭矩要求與所述預測的內燃機扭矩命令之間的差值來確定所述電機扭矩命 令。
5、 如權利要求4所述的扭矩控制系統(tǒng)，其中戶; ^滑行再生模塊 對所述預測扭矩要求與最小供油內燃機扭矩要求和最小滑行扭矩要求之間的最大扭矩要求進行比較；基于所述最小供油內燃機扭矩要求來確定所述預測的內燃機^g命令；和 當所述預測扭矩要求M^述最小未供油內燃機扭矩要求且小于所述最大扭矩要求時，基于所述預測扭矩要求與所述預測的內燃機扭矩命令之間的差值來確定所述電機艦命令。
6、 她又利要求3所述的扭矩控制系統(tǒng)，進一步包括電inii推模塊，該電機組推模塊將所述預測鄉(xiāng)要求與最大內燃機扭矩容許載荷進行比較； 基于所述最大內燃機M^W載荷來確定預測的內燃機扭矩命令和 當所述預測扭矩要求超過所腿大內微幾扭矩容許載荷時，基于所述電機 扭矩容許載荷和所述 頁測扭矩要求與所述內燃機扭矩命令之間的差 確定所 述電機扭矩命令。
7、 如權利要求3所述的扭矩控制系統(tǒng)，進一步包括預測扭矩干預模i央，該預測鵬干預模塊將戶，預測扭矩要求與最大內燃機扭矩容許載荷進行比較； 基于所述預測扭矩要求和戶，電機扭矩容許載荷來確定電機扭矩命令；和 當所述預測扭矩要求小于所腿大內,幾扭矩容許載荷時，基于所述預測鵬要求與所述電機扭矩命令之間的^ 確定預測的內燃機扭矩命令。
8、 如權利要求7所述的扭矩控制系統(tǒng)，其中所述預測扭矩要求源于^I器。
9、 如權利要求7所述的扭矩控制系統(tǒng)，其中所述預測艦要求是充電鵬 要求。
10、 如權利要求2所述的扭矩控制系統(tǒng)，其中所述推進鵬要求包括即時 扭矩要求。
11、 如權利要求10所述的扭矩控制系統(tǒng)，進一步包括即時艦干預模塊， 該即時扭矩干預模塊基于所述即時扭矩要求和所述電機扭矩容許載荷來確定所述電機扭矩命 令；禾口當所述即時扭矩要求有效時，基于所述即時TO要求與所述電機扭矩命令 之間的差iM確定所述即時的內燃機扭矩命令。
12、 —種調節(jié)扭矩輸出的方法，包括 基于M扭矩要求確定內燃機扭矩命令和電機扭矩命令；禾口 基于所述內^m的動態(tài),響應5ffi所述電機扭矩命令。
13、 如權利要求12所述的方法，其中所述內燃機艦命鮑括預測的內燃機扭矩命令和即時的內;lt幾ffl^^^令。
14、 如權利要求13所述的方法，其中所述推進鵬要求包括預測扭矩要求。
15、 如權利要求14所述的方法，進一步包括 比^^f述預測扭矩要求和最小未供油內燃機扭矩要求； 基于所述最小未供油內燃機艦要求來確定所述預領啲內燃機扭矩命令；和 當所腿小未供油內燃機扭矩要求^M^f述預測扭矩要求時，基于戶脫預 測扭矩要求與所述預測的內燃機扭矩命令之間的差值來確定所述電機扭矩命 令。
16、 如權利要求15所述的方法，進一步包括；將所述預測扭矩要求與最小供油內燃機扭矩要求和最小滑行扭矩要求之間的最大扭矩要求進行比較；基于所述最小供油內燃機扭矩要求來確定所述預測的內燃機,命令；和 當所述預測扭矩要求M^f述最小未供油內燃機,要求且小于所述最大扭矩要求時，基于所述預測扭矩要求與所述內燃機扭矩命令之間的差 確定所述電機扭矩命令。
17、 如權利要求14戶皿的方法，進一步包括 將所述預測扭矩要求與最大內燃機扭矩容許載荷進行比較； 基于所述最大內燃機扭矩容許載荷來確定預領啲內燃機艦命令；禾口 當所述預測扭矩要求超艦腿大內微幾扭矩容許載荷時，基于電機扭矩容許載荷和所述預測扭矩要求與所述內燃機扭矩命令之間的差值來確定所述電 機扭矩命令。
18、 如權利要求14所述的方法，進一步包括 將所述預測扭矩要求與最大內燃機扭矩容許載荷進行比能 基于所述預測扭矩要求和所述電機扭矩容許載荷確定電機扭矩命令；和當所述預測扭矩要求小于所腿大內Mm扭矩容許載荷時基于戶腿預觀啦矩要求與所述電機扭矩命令之間的差值確定預觀啲內燃機扭矩命令。
19、 如權利要求18所述的方法，其中所述預測扭矩要求源于^I器。
20、 如權利要求18戶腿的方法，其中所述預測扭矩要求是充電扭矩要求。
21、 如權禾腰求13所述的方法，其中所述推進鵬要求包括即時扭矩要求。
22、 如權利要求21所述的扭矩控制系統(tǒng)，進一步包括 基于所述即時扭矩要求和所述電機扭矩容許載荷來確定電機,命令；和 當所述即時扭矩要求有效時，基于所述即時艦要求與所述電機扭矩命令之間的差{ 確定所述即時的內燃機扭矩命令。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種扭矩控制系統(tǒng)，所述扭矩控制系統(tǒng)可以包括第一模塊，其基于推進扭矩要求確定內燃機扭矩命令和電機扭矩命令。所述扭矩控制系統(tǒng)還包括第二模塊，其基于所述內燃機的動態(tài)響應延遲電機扭矩命令。
文檔編號B60W10/06GK101357632SQ20081010922
公開日2009年2月4日 申請日期2008年4月3日 優(yōu)先權日2007年4月4日
發(fā)明者G·P·馬修斯 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司