專利名稱：：用于管理動力系統(tǒng)中的電功率的方法用于管理動力系統(tǒng)中的電功率的方法相關申請的交叉引用0001體申請要求申請日為2007年11月2日的美國臨時申請No.60/984879的權益，其內容以弓間的方式納入其中。獄領域0002本發(fā)明涉及混合動力車輛中的動力系控制。
背景技術：
：0003這一部分僅僅劍共關于本申請的背景信息，可能不構游見有技術。0004已知的混合動力系機構包括轉矩產生裝置，包括內燃機和轉矩裝置，其將轉矩通過變速劉專遞到輸出元件。一個示范性的動力系包括雙模式、復合分解式的電動機械變速器，其利用輸入元件和輸出元件，輸入元件從原動機功率源(優(yōu)選內燃機)接收驅動轉矩。輸出元件可操作地連接到機動車輛的傳動系以向其傳遞牽弓囀矩。電機(可以是電動機或發(fā)電機)獨立于來自內燃機的輸入車統(tǒng)為變速器產生轉矩輸入。電機可以通過車輛的傳動系將車輛動能轉換為電能儲存在電能儲存裝置中。控制系統(tǒng)監(jiān)控各種來自車輛和操作者的各種輸入，提供傳動系的操作控制，包括控制變速器工作檔位狀態(tài)和齒輪換檔，控制轉矩產生裝置，并且調節(jié)電能儲存裝置和電機之間的電能轉換以控制包括轉矩和轉速的變速器的輸出。
發(fā)明內容0005一種動力系統(tǒng)，包括可操作而在多個功率致動器和輸出元件之間傳遞功率的變速器以及能量存儲裝置。一種控制動力系統(tǒng)的方法，包括建立能量存儲裝置的電功率限制的第一組設置和電功率P艮制的第二組設置，基于電功率限制的第一組設置確定第一功率致動器的輸入功率，基于電功率限制的第二組設置確定第一功率致動器的約束輸入功率的功率約束的第一組設置，和輸出元件的約束輸出功率的功率約束的第二組設置，以及基于優(yōu)選輸入功率、功率約束的第一組設置和功率約束的第二組設置控制動力系統(tǒng)的操作。0006下面將iS31示例的形式，結合相關附圖對一個或多個實施例進行描述，其中0007圖1是根據本發(fā)明的示范性的動力系的示意亂0008圖2是根據本發(fā)明的示范性的控制系統(tǒng)和動力系的結構示意圖；0009圖3和4是根據本發(fā)明的動力系統(tǒng)的控制和管理轉矩的控制系統(tǒng)結構的示意流程0010圖5是根據本發(fā)明的示范性功率限制確定功能的方框圖。具體實施例方式0011現(xiàn)在結合附圖，其中圖示僅僅用于描述本發(fā)明的示范性實施例，不能限制保護范圍，圖1和2描述了示范性的混合動力系。根據本發(fā)明的示范性的混合動力系在圖1中示出，包括可操作地連接至撥動機14以及第一和第二電機('MG-A')56和('MG-B')72的雙模式、復合，式的電動機械混合動力器10。發(fā)動機14、第一和第二電機56和72各自能夠產生傳遞到變速器10的功率。由發(fā)動機14、第一和第二電機56和72產生并傳避U魏器10的功率以輸入車^g的形式描述，此處分別標記為T卜Ta和Tb，以皿度分別標記為H、Na和Nb。0012示范性的發(fā)動機14包括可在多種狀態(tài)下選擇操作以通il輸入軸12將轉矩傳遞到變速器IO的多缸內燃機，并且可以是汽油機或柴油機。發(fā)動機14包括可操作地接合到變速器10的輸入軸12的曲軸(未示出)。轉速傳自"監(jiān),入軸12的轉速。包括車謎和發(fā)動機轉矩的發(fā)動機14的功率輸出不同于器10的輸入速度N!和輸入轉矩Tp這是由于發(fā)動機14和器10之間的輸入軸12上布置了車魏消耗構件，例如^E泵(未示出)和/或糊處理裝置(未示出)。0013示范性的變速器10包括三個行星齒輪組24、26和28，和四個可選擇接合的傲巨傳遞裝置，即離合器C170、C262、C373和C475。此處使用的離合器指任意類型的摩擦轉矩傳遞裝置，例如包括單一或復合盤式離合器或組件、帶式離合器和制動器。由魏鵬制模塊(此后稱為'TCM')17控制的艦控制回路42可操作地控制離合^t態(tài)。離合器C262和C475<爐包括TO操縱旋轉摩擦離合器。離合器Cl70和C373包括液壓控制的固定裝置，該裝置能夠!雌擇性地放在器箱68上。每個離合器C170、C262、C373和C475iM為^]E操縱，可選擇:feM5i、mE控制回路42接受加壓mE流體。0014第一和第二電機56和72tm包括三相交流機，#1^都包括定子(未示出)和轉子(未示出)以及相應的分相器80和82。各個電機的電動機定子放置在魏器箱68的外部，并且包括定子鐵芯，定子鐵芯上延伸有螺旋電線圈。第一電機56的轉子支承在中心盤齒輪上，通過第二行星齒輪組26可操作地與軸60接合。第二電機72的轉子固定連接到中心軸套66。0015^t分相器80和82,包括可變磁阻裝置，該裝置包括分相器定子(未示出)和分相器轉子(未示出)。分相器80和82準確定位并裝配在第一和第二電機56和72相應的一個上。分相器80和82中相應的定子可操作itt接到第一和第二電機56和72的相應定子上。分相器轉子可操作ite接到第一和第二電機56和72的相應轉子上。每個分相器80和82信號地并可操作:fctt接到變速器功率轉換器控制模塊(此后為^TPIM')19，并且每個都感應和監(jiān)控分相器轉子相對于分相器定子的旋轉位置，這樣監(jiān)控第一和第二電機56和72各自的旋轉位置。此外，從分相器80和82輸出的信號被編譯以為第一和第二電機56和72提供車鏈，即分別為NA和Ns。0016魏器10包括輸出元件64，即軸，其可操作i腿接到車輛(未示出)的傳動系90，為傳動系90提供輸出功率，傳遞到車輪93，其中之一在圖l中示出。輸出元件64的輸出功率的特征為輸出轉速No和輸出轉矩To。變速器輸出iM傳感器84監(jiān),出元件64的,和旋轉方向。，93優(yōu)選配備監(jiān)控，Vss_whl的傳感器94，其輸出被圖2所描述的分配控制模塊系統(tǒng)的控制模±央監(jiān)控，來檢測車輛速度，和制動控制、牽引控制的絕對和相對的車輪皿以及加31^處理。0017來自發(fā)動機14的輸入轉矩和第一、第二電機56和72的馬達辦巨(分別為力、Ta和Tb)是由燃油或儲存在電能儲存裝置(此后為TSD')74中的電能轉化成的結果產生的。ESD74是通過直流傳遞導體27高壓直流接合TPIM19。傳遞導體27包括導體開關38。當導體開關38閉合時，在正常操作下，電流育,在ESD74和TPM19之間流動。當導體開關38打開時，電流在ESD74和TPM19之間的流動中斷。TPM19與第一電機56之間i!31傳遞導體29往返傳遞電能，相似地，響應馬達轉巨TA和TB，TPM19與第二電機72之間Mil傳遞導體31往返傳遞電能，滿足第一和第二電機56和72的轉矩指令。不論ESD74是充電或是放電，電流都在ESD74中往返傳遞。0018TPM19包括一對功率轉換器(未示出)和相應的用來接收轉矩指令和控制變換器狀態(tài)的電動機控帝贖塊(未示出)，提供電動機驅動或回收功能以滿足要求的馬達轉矩TA和TB。功率轉換器包括已知的互補三相電能裝置，每個都包括多個絕緣柵雙級晶體管(未示出)用于iiil高頻轉換將ESD74的直流功率轉換為用第一和第二電機56和72中相應的一個的交流功率。絕緣柵雙級晶體管形成設置為接收控制指令的轉換模式功率供應。用于電機三相中的每個相位者俱有示范性的一對絕緣柵雙級晶體管。絕緣柵雙級晶體管的狀態(tài)被控制以提供產生電動機驅動機械能或回收電能的功能。三相轉換^l通過直流傳遞導體27接收或供應直流電能，并將其與三相交流功率進4刊主復轉換，分別M傳遞導體29和31從第一和第二電機56和72往返傳遞，以用作電動機戯生器。0019圖2是分配控制模塊系統(tǒng)的示意方框圖。在下文中描述的元件包括^控制機構的子設備，和提供圖1中描述的示范性的混合動力系的調節(jié)系統(tǒng)控制。分配控制模塊系統(tǒng)綜合相關信息和輸入，執(zhí)行算法以控制各種致動器完成控制目的，包括經濟性、排放、性能、駕駛性能和硬州呆護的目的，硬件包括ESD74和第一和第二電機56和72的電池。分配控制模塊系統(tǒng)包括發(fā)動機控制模塊(此后稱為'ECM')23、TCM17、電池組控制模塊(此后稱為^PCM，)21和TPIM19?；旌蟿恿刂颇K(此后稱為'HCP')5對ECM23、TCM17、BPCM21和TPIM19提供管理控制和調節(jié)。用戶界面(UI')13可操作地連接到多個裝置，車輛駕駛者通過用戶界面控制或對電動機械混合動力系進行直接操作。裝置包括加速踏板1B('AP')、操作者制動踏板112CBP')、^!器檔位選擇器114(TRNDL')和車速巡航控制(未示出)。變速器檔位選擇器114可以具有操作者選擇位置的離散數(shù)值，包括輸出元件64的旋轉方向使得育^向前和倒退。0020，控制模i央M局域網(此后稱為IAN')總線6與其它控制模塊、傳繊和致動器之間進fi^信。LAN總線6允許在各個控制模塊之間進行操作參數(shù)狀態(tài)和執(zhí)行指令信號的結構通信。特殊通信協(xié)議的使用是特殊應用。LAN總線6和正當協(xié)議在±^控制?！姥牒推渌缣峁┓辣乐苿?、牽弓l控制和車輛駕駛性能功能的控制模塊之間提供魯棒通信和多重控制模塊界面。多條通信總線可以用于改M信速度和提供一定等級的信號冗余度和完整性。各個控律蝶塊之間的通信也育灘使用直接鏈接，例如串行外圍接口(<spi')總線(未示出)。00211HCP5提供混合動力系的管理控制，月艮務于ECM23、TCM17、TPM19和BPCM21的調節(jié)操作。基于來自4頓界面13和混合動力系的各種輸入信號，包括ESD74，HCP5確定操作者的車轉巨要求、輸出$魏指令、發(fā)動機輸入車魏指令，變速器10的轉矩傳遞離合器C170、C262、C373、C475的離合車魏，以及第一和第二電機56和72的馬達轉矩Ta和Tb。TCM17可操作地連接到液壓控制回路42并提供各種功能，包括監(jiān)控各種壓力傳感裝置(未示出)和與各種電磁線圈(未示出)產生并交流控制信號，由it啦制液壓控制回路42中的壓力開關和控制閥。0022ECM23可操作:tfe^接到發(fā)動機14,功能是M多個離散線路從傳和發(fā)動機14的控制致動器獲得數(shù)據，簡單顯示為集合雙向接口電纜35。ECM23從HCP5接收發(fā)動機輸入車統(tǒng)指令。ECM23基于監(jiān)控發(fā)動機速度和載荷的時間點確定提供到變速器10的實際發(fā)動機輸入轉矩T:，其與HCP5進1fM信。ECM23監(jiān)控來自,傳感器11的輸入以確定發(fā)動機向輸入軸12的輸入速度，其傳遞到變速器的輸A3I度M。ECM23監(jiān)控來自傳繊(未示出)的輸入，以確定其它發(fā)動機操作參數(shù)的狀態(tài)，包括例如歧管壓力、發(fā)動機^4卩溫度、周圍空氣溫度和外界壓力。發(fā)動機負載旨辦由例如歧管壓力或可選擇地監(jiān)控由操作者對加i!^板113的輸入來確定。ECM23發(fā)出和傳輸指令信號來控制發(fā)動機致動器，包括，例如燃油噴射器、點火模塊和節(jié)流閥控制?！姥?，所有這些都未示出。0023TCM17可操作地連接到變速器10并監(jiān)控來自傳感器(未示出)的輸入來確定，器操作參數(shù)的狀態(tài)。TCM17發(fā)出和傳輸指令信號以控制變速器10，包括控制液壓控制回路42。從TCM17到HCP5的輸入包括評估每個離合器，即Cl70、C262、C373和C475的各自的離合轉矩和輸出元件64的輸出,No其它致動器和傳可以用來從TCM17到HCP5提供用于控制目的的附加信息。TCM17監(jiān)控來自壓力開關(未示出)的輸入和并可選擇的致動壓力控制電磁線圈(未示出)和液壓控制回路42的換檔電磁線圈(未示出)，擇致動各種離合器Cl70、C262、C373和C475以實現(xiàn)各禾中^il器工作檔位狀態(tài)，如以下的描述。0024BPCM21信號:tfeS接至,感器(未示出)以監(jiān)控ESD74,包括電流和電壓的狀態(tài)參數(shù)，提供ESD74到HCP5的電池狀態(tài)參數(shù)的指示信息。電池狀態(tài)參數(shù)ifci^包括電池充電狀態(tài)、電池電壓('Vbat')、電池^^和可用電池功率(卞bat，)，用范圍PbAT-MN到PbAT-MAXfe^。0025制動控制模塊(此后稱為(BiClvr)22可操作地連接到每個車輪93上的摩擦制動器(未示出)。BiCM22監(jiān)控操作者對律慟踏板112的輸入并產生控制信號以控制摩擦律慟器并且將控制信號傳輸?shù)絟cp5以基于雌作第一和第二電機56和72。0026*控偉訴莫塊ECM23、TCM17、TPM19、BPCM21和BiCM224雌為多用途的數(shù)字計算機，其包括微處理器或中央處理單元、存儲介質(包括只讀存儲器('ROM')，隨機存儲器(<RAM'),電可編程只讀存儲器('EPROM，))、高速時鐘、模數(shù)CA/D。和數(shù)模('D/A')電路和輸A/輸出電路和裝置('I/0')和正確信號控制和緩沖電路。每個控制模塊具有一組控制算法，包括儲存在存儲介質中的一個中的固有程序指令和程序并執(zhí)行來為每個計^m提供相應的功能。在控制模i央之間的信息轉衡M^fflLAN總線6和SPI總線實現(xiàn)?？刂扑惴ㄔ陬A先設置的循環(huán)中執(zhí)行使得每個算法在每個循環(huán)中至少執(zhí)行一次。儲存在非易失性存儲裝置中的算法被中央處理單元的一個執(zhí)行以監(jiān)控來自傳感體的輸入并4頓預先設置的程序執(zhí)行控制和診斷程序來控串瞰動器的操作。循環(huán)在正則區(qū)間執(zhí)行，例如在混合動力系操作進行中的每個3.125,6.25,12.5，25禾n100毫秒?？商鎿Q地，算法可以在響應瞎況發(fā)生時執(zhí)行。0027示范性的混合動力系可選擇在幾個工作檔位狀態(tài)中的一^ia行操作，可以描述為包括發(fā)動機工作狀態(tài)CON')和發(fā)動機停止狀態(tài)('OFF')之一的發(fā)動機狀態(tài)和包括多個固定檔和持續(xù)可變的操作模式的變速器狀態(tài)，在下面的表1中進行相關描述。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>矩要求并傳遞到傳動系90?；谟脩艚缑?3和混合動力系(包括ESD74)的輸入信號，HCP5確g作者轉矩要求、從M器10至U傳動系90的指令輸出轉矩、發(fā)動機14的輸入轉矩、變速器10的傳遞轉矩的離合器C170、C262、C373、C475的離合轉矩；以及第一和第二電機56和72各自的馬達轉矩，將在下文描述。0030車輛最終加速度被其它因素影響，例如道路載荷、道路坡度和車輛重量?；诟鞣N混合動力系的操作特征確定器10工作檔位狀態(tài)。包括操作者的鞭要求，如上所鄉(xiāng)過加il^畜板113和制動踏板112與^頓界面13通信。工作檔位狀態(tài)在混合動力系轉矩要求中可以預計，轉矩要求是根據在電能產生模式或轉矩產生模式中操作第一和第二電機56和72的指令所生成。工作檔位狀態(tài)肖灘被最佳算法或fii^確定，其基于操作者對功率、電池充電狀態(tài)以及發(fā)動機14和第一、第二電機56和72的功率的要求確定了最佳系統(tǒng)效率?？刂葡到y(tǒng)管理基于^l行的最佳程序的結果控制從發(fā)動機14和第一和第二電機56和72的,輸入，以及系統(tǒng)效率優(yōu)化，由此管理燃油經濟性和電池充電。此外，可以基于構件或系統(tǒng)的錯誤確定操作。HCP5監(jiān)控，產生，，并確定變速器IO的功率輸出，該功率輸出響應于在輸出部件64處的要求輸出轉矩，以滿足操作者轉矩要求。^Jl面的描述可以看到，ESD74和第一和第二電機56和72是電操作連接的，其間有能量流。此外，發(fā)動機14，第一和第二電機56和72，以及電動機速器10是機作連接的，在其間傳遞功率以產生能量流到輸出元件64。0031圖3和4示出了用于控制和管理具有多個轉矩產生裝置的動力系統(tǒng)中轉矩和功率流的控制系統(tǒng)結構，下文將結合圖1和2的動力系統(tǒng)進行描述，以執(zhí)行算法和程序的形式存在于前述控帝鵬塊中?？刂葡到y(tǒng)結構可應用于具有多個轉矩產生裝置的任何動力系統(tǒng)，包括，例如具有單個電機的混合動力系、具有多個電機的混合動力系和非混合動力系。0032圖3和4中的控制系統(tǒng)結構描述了在控制模塊中可能的信號流。操作中，操作者對加速踏板113和制動踏板112的輸入被監(jiān)控以確定操作者的轉矩要求('To-req')。監(jiān)控發(fā)動機14和變速器10的操作以確定輸入簌簌(<Ni，)和輸出速度('No')。策載化控制塊('StrategicControl')310基于輸出鵬和操作者的轉矩要求確定皿輸A3t度(Wi-Des，)以及tte發(fā)動機狀態(tài)和變速器工作檔位狀態(tài)('混合狀態(tài)HybridRangeStateDes'),以及最好基于混合動力系的其，作參數(shù)，包括此處描述的預期電池功率界限(卞BAr-MMMAX-PRmi)')和發(fā)動機14、變速器10以及第一和第二電機56和72的響應界限的優(yōu)化。策略優(yōu)化控制塊310由HCP5在每100ms循環(huán)和每25ms循環(huán)期間執(zhí)行。0033策略優(yōu)化控制塊310的輸出用于換檔執(zhí)行和發(fā)動機起動/停止控制塊OShiftExecutionandEngineStart/Stop')320以指令變速器操作的變化('TransmissionCommands'),包括改變工作檔位狀態(tài)。這里包括如果優(yōu)選的工作檔位狀態(tài)不同于當前的工作檔位狀態(tài)，通過指令離合器C170、C262、C373和C475中的一個或多個的應用和其它器指令的變化來指令執(zhí)行工作檔位狀態(tài)的變化。肖^夠確定當前的工作檔位狀態(tài)('HybridRangeStateActual')和輸A3I度曲線('M-Prof')。輸Ail度曲線是對即將到來的輸Ail度的估計^m包括數(shù)量參數(shù)值，數(shù)量參數(shù)值是即將來臨的循環(huán)的目標輸A^。發(fā)動機操作指令和操作者的轉矩要求基于，器的工作檔位狀態(tài)轉換期間的輸A3I度曲線。0034策略控制和操作±夫((TacticalControlandOperation')330在一個控制循環(huán)中重復執(zhí)行以確定操作發(fā)動機14的發(fā)動機指令('EngineCommands')，包括基于^I器的輸出速度、輸A3I度以及操作者的車統(tǒng)要求和當前工作檔位狀態(tài)確定的從發(fā)動機14到變速器10的，輸入轉巨。發(fā)動機指令還包括發(fā)動機狀態(tài)，其包括全缸工作檔位狀態(tài)和停缸工作檔位狀態(tài)之一，其中發(fā)動機缸體的一部分非啟動并且無燃油，發(fā)動機狀態(tài)包括為燃油供應狀態(tài)和燃油斷供狀態(tài)之一00035*離合器的離合轉矩(Id')在TCMn中估算，包括當前應用的離合器和非應用離合器，并且反應輸入元件12的當前發(fā)動機輸入轉矩('TV)在ECM23中估算。輸出和馬達車轉E確定塊('輸出和馬達轉矩確定')340是確定傳動系('ToCMD')的輸出轉矩，其包括本實施例中用于控制第一和第二電機56和72的馬達轉矩指令,'Tb')。優(yōu)選輸出轉矩基于各個離合器的估計離合,。發(fā)動機14的當IM入轉矩、當前工作檔位狀態(tài)、輸入速度、操作者的車轉巨要求和輸AiI度范圍。通過TPM19控制第一和第二電機56和72以滿足基于tt^輸出轉矩的優(yōu)選馬達轉矩指令。輸出和馬達轉矩控制塊340包括為確定優(yōu)選馬達轉矩指令在6.25ms和12.5ms循環(huán)期間規(guī)律執(zhí)行的算法編碼。0036圖4描述了混合動力系中用于控律脾卩管理輸出糊的系統(tǒng)，結合圖1和2的混合動力系以及圖3的控制系統(tǒng)結構進行描述。混合動力系被控制向輸出元件64傳遞輸出轉矩，反應于動力系統(tǒng)以對車輪93產生牽引轉矩，當操作者選擇變速器檔位選擇器114的位置指令車輛向前方向的操作時響應于操作者對加il^板113的輸入向前概糊。te地，向前概車輛產生^ffi加繊直至輸出轉皿夠克服的外部載荷，外部載荷例如道路坡度、空氣動力載荷和其它載荷。0037BrCM22指令車輪93上的摩擦制動器施加制動力，并為變速器10生成指令以產生響應于網絡操作者的對第慟踏板112和加30沓板113的輸入作用于傳動系90的負值輸出轉矩。雌施加的制動力和負值輸出轉矩一旦完全克服，車輪93的動能就能夠使車輛和停止。作用于傳動系90的負值輸出轉矩將轉矩傳遞到電動機械變速器10和發(fā)動機14。艦電動機31器10作用的負值輸出轉矩育,傳遞至牒一和第二電機56和72以產生電功率儲存在ESD74中。0038操作者對加速踏板113和制動踏板112的輸入包括賴蟲確定操作者的轉矩要求輸入，包括實時加速器輸出轉矩要求('OutputTorqueRequestAccelImmed，)、預測加速器輸出轉矩要求('OutputTorqueRequestAccelPrdtd')、實時制動輸出轉矩要求('OutputTorqueRequestBrakeImmed')預觀棉U動輸出轉矩要求('OutputTorqueRequestBrakePrdtd，)和軸轉矩響應類型('AxleTorqueRequeatBrakePrdtd')。此處所用的術語'加速器'表示當操作者選擇了M器檔位選擇器114的位置指令車輛向前運行，操作者要求向前,產生，M艦當前^g速度的增加。術語'減速'和，勵'表示操作者要求產生糊速度相對于當前糊速度的降低。實時加速器輸出轉矩要求、預測加速器輸出車，要求、實時制動輸出轉矩要求、預測制動輸出轉矩要求和軸轉矩響應l^單一輸入到圖4示出的控制系統(tǒng)。0039實時加速器輸出轉矩要求是基于當前發(fā)生的對加3im板113的操作輸入來確定的，包括在輸出元件64處產生實時輸出,的要求，尤其是加速車輛。實時加速器輸出轉矩要求是未成形的，但是會嫩M31傳動系控制之外的車輛操作情況來使之成形。所述情況包括在傳動系控制防抱死制動、牽引控制和穩(wěn)定性控制中，高度的障礙，其育,用于未成形g度限制實時加速器輸出轉矩要求。0040預測加速器輸出轉矩要求是基于操作者對加速踏板113的輸入來確定，包括在輸出元件64處的最佳或優(yōu)化輸出鞭。預測加速器輸出轉矩要求最好是與正常工作檔位狀態(tài)期間實時加速器輸出轉矩要求相等，正常工作檔位狀態(tài)例如當防抱死制動、牽引控制、或糊穩(wěn)定性的其中任一個沒有被指令。當指令了防抱死制動、牽引控制、或車輛穩(wěn)定性的其中任一個時，預測加速器輸出轉矩要求保持輸出轉矩與實時加速器輸出總巨要求響應于防抱死制動、牽引控制、或車輛穩(wěn)定性控制輸出轉矩指令而斷氏。0041混合制動轉矩包括在車輪93產生的摩擦制動轉矩和在輸出元件64產生的輸出轉矩的聯(lián)合，其作用于傳動系90以響應操作者到律慟踏板112的輸入使糊鵬。0042實時制動輸出轉矩要求是基于當前發(fā)生的操作者對制動踏板112的輸入確定的，包括輸出元件64產生實時輸出鞭的要求，以實現(xiàn)鶴陶氏車速的傳動系90的作用車統(tǒng)。實時制動輸出轉矩要^S于操作者對制動踏板112的輸入和控制摩擦制動器以產生摩擦制動轉矩的控制信號確定。0043預測制動輸出轉矩要求包括輸出元件64處的最佳或優(yōu)化制動輸出轉矩，在不考慮操作者對制動踏板112的輸入的情況下，響應于操作者到制動踏板112的輸出，并且受輸出元件64產生的制動輸出糊的最大值影響。在一個實施例中，輸出元件64處產生的制動輸出,的最大值限制到-0&。當車速趨近于0時預觀棉慟輸出車統(tǒng)要求會,逐步降到0，不管操作者對制動踏板112的輸入如何。按照〗頓者的要求，在預觀蹄慟輸出轉矩要求設為0的工作檔位狀態(tài)下，例如，當操作者將變速器檔位選擇器114設為倒檔時，和當傳動箱(未示出)設為低檔位四輪驅動時。預測制動輸出車魏要求設為O的操作狀態(tài)中，由于操作因素，混合制動不是tt^作狀態(tài)。0044軸轉矩響應HM包括成形的輸入狀態(tài)和M:第一和第二電機56和72響應的速度P艮制數(shù)輸出轉矩。軸轉矩響應鄉(xiāng)的輸入狀態(tài)可以是工作狀態(tài)，包括適合的限制狀態(tài)、最大值范圍狀態(tài)和停止狀態(tài)中的一種。當指令軸轉矩響應類型是工作狀態(tài)時，輸出,指令為實時輸出轉矩。這個響應，的轉矩響應是盡可能決速的。0045預湖咖速器輸出轉矩要求和預測制動輸出轉矩要求被輸入到策略優(yōu)化控制塊('StrategicControl')310。策B^尤化控制塊310的輸出包括要求的變速器10的工作檔位狀態(tài)('HybridRangeStateDes，)和要求的從發(fā)動機14到變速器10的輸A3I度(^MDes')，其包括輸入到換檔執(zhí)行和發(fā)動機工作狀態(tài)控制塊CShiftExecutionandEngineState/Stop，)320。0046作用于器10的輸入元件的來自發(fā)動機14的輸入轉矩的變化能夠被發(fā)動機14的空氣i4A量的變化所影響，其中空氣i3A量il^頓電動節(jié)氣門控制系統(tǒng)(未示出)控制發(fā)動機節(jié)氣門的位置來控制，電動節(jié)氣門控制系統(tǒng)包括打開發(fā)動機節(jié)氣門以增加發(fā)動機,和關閉發(fā)動機節(jié)氣門以減小發(fā)動機轉矩。來自發(fā)動機14的輸入車統(tǒng)的變化旨,被調節(jié)點火定時器所影響，包括相對于預觀撮佳糊點火定時器延遲點火定時器以斷氐發(fā)動機轉矩。發(fā)動機狀態(tài)能夠在發(fā)動機停止狀態(tài)和發(fā)動機工作狀態(tài)之間變化以影響輸入轉矩的變化。發(fā)動機狀態(tài)能夠在全缸工作狀態(tài)和停缸工作狀態(tài)之間變化，其中發(fā)動機缸體的一部分是沒有燃油的。發(fā)動機狀態(tài)肖^多M^擇發(fā)動機14在加油狀態(tài)和發(fā)動機運轉并且不加油的斷油狀態(tài)之一而變化。iKi^擇應用和停用離合器CI70、C262、C373和C475指令和實施能夠執(zhí)行變速器10從第一工作檔位狀態(tài)到第二工作檔位狀態(tài)的換檔。0047實施加速器輸出轉矩要求、預觀咖速器輸出轉矩要求、實時制動輸出轉矩要求、預測制動輸出轉矩要求和軸轉矩響應類型被輸入到策,制和操指令。、、、、''、、、-、、、-0048策略控制和操作±央330能夠被分為兩部分。包括確定要求的發(fā)動機轉矩，以及因此在發(fā)動機14和第一和第二電機56和72之間的功率分離，和控制發(fā)動機狀態(tài)和發(fā)動機14的操作以滿足要求的發(fā)動機轉矩。發(fā)動機狀態(tài)包括全繊的斷油狀態(tài)，和發(fā)動機停止狀態(tài)和發(fā)動lfU:作狀態(tài):策略控制和操作塊330監(jiān)控預測加速器輸出轉矩和預觀蹄慟輸出轉矩以確定預測輸入糊要求。實時加速器輸出轉矩要求和實時制動輸出轉矩要求用于控第撥動aiM/負載操作點以響應操作者對加速踏板113和制動踏板112的輸入，例如，確定發(fā)動機指令包括發(fā)動機14的輸入$轉巨。尤其是，發(fā)動機14的輸入鄉(xiāng)的鵬變化僅僅發(fā)生在第一和第二電機56和72沒有滿足操作者的轉矩要求時。0049實時加速器輸出轉矩要求、實時制動輸出轉矩要求和軸轉矩響應類型被輸入到輸出和馬達,控制塊('OutputandMotorTorqueDetermination')340。執(zhí)行輸出和馬達轉矩控制塊340以確定^h循環(huán)的每次重復期間的馬達轉矩指令，優(yōu)選6.25ms的循環(huán)。0050睞自發(fā)動機14的當繊入轉矩('Ti')和估計實施的離合轉矩('Td')被輸入到馬達轉矩控制塊340。軸轉矩響應信號確定傳遞到輸出元件64并由此到傳動系90的輸出轉矩指令的轉矩響應特征。0051馬達鄉(xiāng)控制塊340控制第一和第二電機56和72的馬達轉矩指令，向變速器10的輸出元件64傳遞網絡指令的輸出總巨，來滿足操作者的轉矩要求。0052控制系統(tǒng)結構控制動力系統(tǒng)中功率致動器之間的功率流。動力系統(tǒng)利用兩個和更多致動器向輸出元《頓供輸出功率。控制功率致動器之間的功率流包括控制發(fā)動機14的輸A3I度H，發(fā)動機14的輸入車轉巨Tj,第一和第二電機56和72的馬達轉矩TA，TB。盡管在上面描述的示范性實施例中，動力系統(tǒng)利用控制系統(tǒng)結構來控制包括發(fā)動機14、ESD74和第一和第一電機56和72的功率致動器之間的功率流，但是在可代替的實施例中控制系統(tǒng)結構肖灘控制其它鄉(xiāng)的功率致動器之間的功率流。育,使用的示范性的功率致動器包括燃料電池、超級電容器和混合動力致動器。0053控制系統(tǒng)結構管理使用電功率限制的示范性動力系統(tǒng)的電功率。包括監(jiān)控ESD74的速度('Vbat')和功率(卞bat')?？刂葡到y(tǒng)結構使用管理動力系統(tǒng)的電功率的方法包括設置預測電功率限制、長期電功率限制、短期電功率限制和基于電壓的電功率限制。方法進一步包括確定^f頓預測電功斜蹄啲優(yōu)選發(fā)動機14的輸入速度、優(yōu)選發(fā)動機14的輸入轉矩、發(fā)動機狀態(tài)和器10的工作檔位狀態(tài)。方法進一步包括確定約束發(fā)動機14的輸入車統(tǒng)的輸入轉矩約束和基于長期電功率限制和短期電功率限制約束輸出元件64的輸出轉矩To的輸出辦巨約束。M約束輸出轉矩To、總馬達轉矩TM，分別由第一和第二電機56和72的第一和第二馬達轉矩TA和TB組成，也基于輸出轉矩約束的設置和發(fā)動機14的輸入轉矩^被約束。在另一個實施例中，總馬達車轉巨約束的設置旨^多基于長期電功率限制和短期電功率限制確定，另外，或者代替輸出轉矩約束的設置。方法進一步包括基于電壓的電功率限制確定輸出轉矩約0054預測電功率限制包括關于tMESD74完成等級的l雄電池輸出等級，即，預測電功率限制指定要求的ESD74的工作包被。預測電功率限制包括從最小預測電功率限制('PBAT.MN.PRmD')到最大預測電功率限制(卞bat.max-prdto')的電池輸出功率級范圍。預測電功率限制示范性地包括比長期電功率限制和短期電功率限制更約束的電池輸出功率級范圍。0055長期電功率限審抱括關于ESD74的工作的電池輸出功率級，同時保持ESD74的的長期耐用性。在長期電功率限制之外的時間延長期的ESD74的工作會降低ESD74的的工作壽命。在一個實施例中，ESD74在穩(wěn)定運行期間保持長期電功率限制，即，工作中沒有相關的瞬時操作。典型的瞬時操作包括力口3im板113的向內和向外傾斜，其中要求瞬時加速器操作。保持ESD74在長期電功率限制下工作，允許ESD74提供例如釋放最高功率級的功能不會降低ESD74的工作壽命。長期電功率限制包括電池輸出功率級的范圍從最小長期電功率限制('PbAT.MN-U')至撮大長期電功率限制(卞BAr.max-U')。長期電功率限制示范性地包括比短期電功率限制更約束的電池輸出功率級范圍。0056短期電功率限制包括關于電池工作的ESD74輸出功率級，對于短期電池耐久性沒有重大影響。在短期電功率限制之外的ESD74的工作會降低ESD74的的工作壽命。ESD74在短期電功率限制下工作，但是在短時間的長期電功率限制之外，會對ESD74的工作壽命有微小降低，盡管如此，不會產生ESD74的工作的大幅退化。在一個實施例中，ESD74在瞬時操作中保持在短期電功率限制。短期電功率限制包括電池輸出功率級的范圍從最小短期電功率限制(卞BAr.MNaO到最大短期電功率限制('Pbat-ma^t')。0057基于電壓的電功率限制包括基于ESD74要求的工作電壓從最小基于電壓的電功率限制('Pbat-mn-vb，)到最大基于電壓的電功率限制(Tbaw^ax.vb')的電池輸出功率級的范圍。最小基于電壓的電功率限制Pbat.min-vb是ESD74在達到最大電壓VuD之前輸出的電池輸出功率的最小值。最大基于電壓的電功率限制Pbat-max-vb是ESD74在達到最小電壓VFLoon之前育^多輸出的電池輸出功率的估計值。最小電壓vflooh是在對短期電池耐久性沒有重大影響的情況下的電池工作的最小允許電壓。當ESD74的電壓級低于最小Vfloqr時從ESD74輸出功率能夠導致降低ESD74的工作壽命。0058策喊化控制塊310在優(yōu)化功能中4頓預測電功率限制，以基于預測電功斜蹄脷操作者的糊要求確定雌輸A3g^和'魏器工作檔位狀態(tài)。策略控制塊330在優(yōu)化功能中使用預測電功率限制，以基于操作者的,要求和預觀他功率限制確定4雄輸入轉矩和發(fā)動機14的{腿的發(fā)動機狀態(tài)。優(yōu)化控制塊310和策略控制塊330的優(yōu)化功肖瀨定艦確定具有最低損耗的相應操作點包括的tt^輸Ail度、,輸入轉矩、發(fā)動機狀態(tài)和，器工作檔位狀態(tài)中至少一個的ifci^作點。預測電功率限制用于策M:化控制塊310和策略控制±央330的損耗功能中，以確定在所選擇的操作點的發(fā)動機工作損耗。優(yōu)化功能還依靠系統(tǒng)模塊禾呦力系統(tǒng)組件的工作性能的估計來確定損耗。0059策略控制±央330基于短期電功斜艮制和長期電功率P蹄鵬定策略控制電功率約束的設置。特別是，當ESD74的電池輸出功率在，策略控制電池輸出功率工作范圍內時，策略控制塊330設置策略控制電功率約束到長期電功率限制，其中，策略控制電池輸出功率工作范圍是基于短期電功率限制所定義的。當電池輸出功率在雌策略控制電池輸出功率工作范圍之外時，策,制塊3304頓基于電池輸出功率和短期電功斜蹄啲反饋控制來修麟略控制電功率約束，以控制電池輸出功率Pmt在，策略控制電池輸出工作范圍內。0060策略控制電功率約束的設置用于確定策鵬制塊330的輸入糊約束的設置。當優(yōu)化功能所確定的輸入轉矩位于輸入，約束的設置內時，策略控制塊330要求發(fā)動機14的輸入轉矩，并且發(fā)動機14控制輸入轉矩l達到i^輸入轉矩，例如，通過調整發(fā)動機加油和/或調整發(fā)動機節(jié)氣門的位置。當輸入,位于輸入轉矩約束之外時，策略控制塊要皿反發(fā)動機14的輸入轉矩約束，并且發(fā)動機14調整燃燒計時器以控制輸入車魏位于輸入,約束內。0061輸出和馬達車^E確定塊340確定基于短期電功率限制和長期電功率限制的輸出和馬達轉矩確定電功率約束的設置。特別是，輸出和馬達轉矩確定塊340設置輸出和馬達轉矩確定電功率約束到長期電功率限制，當ESD74的電池輸出功率位于,輸出和馬達轉矩確定電池輸出功率工作范圍內時，其中優(yōu)選輸出和馬達轉矩確定電池輸出功率工作范圍基于短期電功率限制而定義。當電池輸出功率在4t^輸出和馬達轉矩確定電池輸出功率工作范圍之外時，輸出和馬達轉矩確定i央340使用基于電池輸出功率和短期電功率限制的反饋控制來修改輸出和馬達轉矩確定約束，以控制電池輸出功率在，輸出和馬達轉矩確定電池輸出功率工作范圍內。0062輸出和馬達轉矩確定電功率約束的設置用于確定輸出和馬達轉矩確定塊340的輸出轉矩約束的設置。當輸出禾嗎達車轉巨確定塊的雌輸出轉矩位于輸出轉矩約束的設置內時，輸出和馬達轉矩確定塊340要求第一和第二電機56和72的馬達轉矩滿足tt^輸出轉矩。當輸出和馬達轉矩確定塊340的皿輸出轉矩沒有位于輸出轉矩約束的設置內時，輸出和馬達轉矩確定塊340要求第一和第二電機56和72的馬達轉矩違反馬達$專矩的約束。0063控制系統(tǒng)監(jiān)控電池輸出功率皿長期電功率限制的持續(xù)時間。如果電池輸出功率超過長期電功率限制比預測的時間階段長，控制系統(tǒng)設置長期電功率限制到短期電功率限制。0064控制電池功率輸出低于基于電壓的電功率限制的最大值并高于基于電壓的電功率限制的最小值。輸出和馬達轉矩確定塊3404頓基于電壓的電功斜蹄啲最大值和最小值以確定第一和第二電機56和72的最大馬達車統(tǒng)。輸出和馬達,確定塊340和換檔執(zhí)行和發(fā)動lfl啟動/停止控制塊320使用最大馬達轉矩以確定在發(fā)動機啟動期間不超過最大馬達轉矩啟動發(fā)動機的發(fā)動機啟動范圍。例如，如果基于電壓的電功率限第懾大值高于功率級柳艮，艦具有較高電池輸出功率的強烈啟動范圍。如果基于電壓的電功率限制最大衝氐于功率級極限，4頓具有劍氏電池輸出功率的啟動范圍。此外，如果在啟動期間電池輸出功率皿基于電壓的電功率限制的最大值，改變啟動范圍以保持電池輸出功率在基于電壓的電功率限制的最大值之下?；陔妷旱碾姽β氏迋畲笾涤?進一步用于輸出和馬達轉矩確定塊340以允許在發(fā)動機啟動情況下動力系統(tǒng)帶來增加電池功率的優(yōu)勢。0065圖5描述了fflilHCP5使用功率限制確定功能350^頁測電功率限制。使用基本上相似的功斜蹄鵬定功能例如功斜蹄螨定功能350粒長期電功率限制、短期電功率限制和基于電壓的電功率限制。0066HCP5接受電池充電狀態(tài)CSOCbat')、電池溫度('TEMPbat')和BPCM21的電池安i咅-小時通過量('AH/HBAT')。電池充電狀態(tài)輸入到基于SOC的功率限制確定功能('基于SOC的功率限制確定')352以確定電池基于SOC最小預測電功率限制OPlW.MIN-PRDmSOC')和電池基于SOC的最大預測電功率限制(卞BAT-MAX.PRDmSOC')。電池、鵬輸入到電池基于、鵬的功率限制確定功能r基于溫度的功能限制確定')354以確定電tt于溫度的最小預測電功率限制((PBAT-MIN-PROTyiEMP')和電池基于纟顯度的最大預測電功率限制('Pbat-max-prdtmemp,)。電池安培-小時M量輸入到電池基于安培-小時艦量確定功能('基于AH/H功率限制確定')356以確定電池基于安培-小時M量的最小預測電功率限制(^BAT-mn-PRDmAH/H')和電池基于安培-小時il31量的最大預測電功率限制(卞BAT.MAX.PRmiVAH/H')。在一個實施例中，基于SOC的功率限制確定功能352,電池基于溫度的功率限制確定功能354和電池基于安培-小時艦量的功率P艮制確定功能356中的針都包括查詢表格。0067全部預測電功率限制確定功能360設置最大預測電功率限制(卞bat-max-prdto')到電池基于SOC的最大預測電功率限制、電池基于，的最大預測電功斜艮制和電池基于安培-小時通過量最大預測電功率限制的最低值。全部預測電功率限制確定功能360設置最小預測電功率限制(卞bat.mn.prdto')到電池基于soc的最小預測電功斜蹄'J、電池基于溫度的最小預測電功率限制、和電池基于安培-小時il31量最小預測電功斜蹄啲最高值。0068公開的內容Milifc選實施例和其變形進行描述。但是在閱讀和理解的過程中可以進行進一步的變形和改變。因此需要理解的是公開內容并不被限定到特殊的實施例，實施例僅僅作為實現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式描述。公開的內容包括所有落入附力口權利要求范圍的實施例。權利要求1、一種用于控制動力系統(tǒng)的方法，該動力系統(tǒng)包括可操作以在多個功率致動器和輸出元件之間傳遞功率的變速器和能量存儲裝置，該方法包括建立能量存儲裝置的電功率限制的第一組設置和電功率限制的第二組設置；基于電功率限制的第一組設置確定第一功率致動器的優(yōu)選輸入功率；基于電功率限制的第二組設置確定用于約束第一功率致動器的輸入功率的功率約束的第一組設置和用于約束輸出元件的輸出功率的功率約束的第二組設置；以及基于優(yōu)選輸入功率、功率約束的第一組設置和功率約束的第二組設置控制動力系統(tǒng)的操作。2、根據權利要求1所述的方法，還包括確定電功率限制的第三組設置；以及基于電功率限制的第二組設置和電功率限制的第三組設置確定用于約束第一功率致動器的輸入功率的功率約束的第一組設置和用于約束輸出元件的輸出功率的功率約束的第二組設置。3、根據權利要求2所述的方法，其中約束第一功率致動器的輸入功率的功率約束的第一組設置和約束輸出元件的輸出功率的功率約束的第二組設置用于閉環(huán)控制。4、根據權利要求2所述的方法，其中電功斜蹄啲第二組設置比電功率限制的第一組設置受到更多約束，并且比電功率限制的第三組設置受到更少約束。5、根據權利要求1所述的方法，還包括^z:包括基于電壓的電功率限制的電功率限制的第三組設置；以及基于電功率限制的第二組設置和電功率限制的第三組設置的用于約束輸出元件的輸出功率的功率約束的第二組設置。6、根據權禾腰求5所述的方法，還包括基于電功率限制的第三組設置確定發(fā)動機啟動范圍。7、根據權禾腰求5所述的方法，其中基于電壓的電功率限制是基于達到用于操作能量存儲裝置的最小允許電壓和用于操作能量存儲裝置的最大允許電壓中的一個之前可以fflil能量存儲裝置輸出的功率的可用量。8、根據權利要求1所述的方法，其中電功率限制的第一組設置是基于用于操作能量存儲裝置要求的電功率級。9、根據權利要求1所述的方法，其中電功率限制的第二組，是基于長期電池耐久性。10、根據權利要求1所述的方法，其中能量存儲縫的電功斜艮制的第一組設置和電功斜艮制的第二組設置是基于能量存儲裝置的充電狀態(tài)、能量存儲裝置的溫度和能量存儲裝置的M5i量中至少一個確定。11、一種用于控制動力系統(tǒng)的方法，其中動力系統(tǒng)包括發(fā)動機、第二轉矩裝置、變速器裝置和肖遣存儲裝置，M器，可操作地在發(fā)動機、第二轉矩裝置、和輸出元件之間傳遞功率以產生輸出轉矩，該方法包括粒肖遣存《線置的預觀U電功率限制、長期電功率限制和短期電功率限制；4頓預測電功率P蹄鵬定雌發(fā)動機輸Ai!度、雌發(fā)動機輸入轉矩、雌發(fā)動機狀態(tài)和imM器工作檔位狀態(tài)；基于長期電功率限制和短期電功率限制約束確定發(fā)動機的輸入轉矩的輸入轉矩約束的第一組設置和約束輸出元件的輸出轉矩的輸出轉矩約束的第一組設置；基于,輸Aii度、，輸入,、發(fā)動機狀態(tài)、,^3!器工作檔位狀態(tài)、輸入轉矩約束的第一組設置和輸出轉矩約束的第一組設置控制動力系統(tǒng)的操作。12、根據權利要求ll所述的方法，其中輸入轉矩約束的第一組設置和輸出轉矩約束的第一組設置用于閉環(huán)控制。13、根據權利要求ll所述的方法，其中預觀他功率限制包括比長期電功率限制和短期電功率限制更多約束的電池輸出功率級的范圍。14、根據權利要求ll所述的方法，還包括^基于電壓的電功率限制；基于基于電壓的電功率限審'鵬定頓器的最大輸出轉矩；以及基于魏器的最大輸出車統(tǒng)控制動力系統(tǒng)的操作。15、根據權利要求14所述的方法，其中基于電壓的電功率限制是基于達到操作能量存儲裝置的最小允許電壓和操作能量存儲裝置的最大允許電壓中的一個之前通過能量存儲裝置輸出的功率的可用量。16、根據權禾腰求ll所述的方法，還包括監(jiān)控操作者的轉矩要求；4頓預測電功率限制來確定馬達車魏的允許范風以及基于操作者的轉矩要求和馬達轉矩的允許范圍確定發(fā)動機的優(yōu)選輸入轉矩。17、根據權利要求ll所述的方法，還包括基于預測電功率限制控制發(fā)動機節(jié)氣門的位置。18、根據權利要求ll所述的方法，還包括《柳長期和短期電功率限制控制燃燒正時。19、根據權利要求ll所述的方法，其中能量存儲裝置的電功率限制的第一組設置和電功斜艮制的第二組設置是基于能量存f線置的充電狀態(tài)、能量存儲裝置的溫度和能量存儲裝置的tei量中的至少一個確定。20、一種管理動力系統(tǒng)中電功率的方法，其中動力系統(tǒng)包括工作在發(fā)動機、連接于能量存儲裝置上的第一和第二轉矩裝置和輸出元件之間傳遞功率的混合動力器，該方魏括粒能量存儲裝置的預測功斜蹄lj、長期電功率限制、短期電功率限制和基于電壓的功率限制；4OT預測電功率限制確定，發(fā)動機輸A3I度、，發(fā)動機輸入車f^、發(fā)動機狀態(tài)和器工作檔位狀態(tài)-,基于長期電功率限制和短期電功率限制確定用于約束發(fā)動機的輸入轉矩的輸入轉矩約束的第一組設置和用于約束第一和第二轉矩裝置的馬達轉矩的馬達車轉巨約束的第一組設置；以及基于基于電壓的功率限制確定第一和第二轉矩裝置的最大馬達豐轉巨輸出。全文摘要一種用于管理動力系統(tǒng)中的電功率的方法，動力系統(tǒng)包括在多個功率致動器和輸出元件之間傳遞功率的變速器以及能量存儲裝置。一種控制動力系統(tǒng)的方法，包括建立能量存儲裝置的電功率限制的第一組設置和電功率限制的第二組設置，基于電功率限制的第一組設置確定第一功率致動器的優(yōu)選輸入功率，基于電功率限制的第二組設置確定第一功率致動器的約束輸入功率的功率約束的第一組設置，和輸出元件的約束輸出功率的功率約束的第二組設置，以及基于優(yōu)選輸入功率、功率約束的第一組設置和功率約束的第二組設置控制動力系統(tǒng)的操作。文檔編號B60W10/06GK101428616SQ200810177888公開日2009年5月13日申請日期2008年10月31日優(yōu)先權日2007年11月2日發(fā)明者A·H·希普,W·R·考索恩申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司