专利名称：：用附加约束范围控制电-机械变速器运转的系统约束方法
技术领域：
：本发明涉及电-机械变速器的控制系统。技术背景.本节中的陈述仅仅提供与本发明相关的背景信息但未必构成现有技术。已知的混合动力系结构包括多转矩发生装置，其包括内燃机和非燃烧机械，例如通过变速器装置将转矩传递到输出部件的电机。一个示例的混合动力系包括双模式、组合-分解式、禾,输入部件从iM为内燃机的原动机动力源接收牵引力矩的电-机械变速器以及输出部件。所述输出部件可操作iik^接到机动车辆的传动系以向其传递牵弓l力矩。机械，作为电动机或者发电丰腿行，能独立于来自内燃机的输入转矩产生输入至所述变速器的转矩。所述机器可以将由车辆传动系传递来的糊动能转换成储存在电能存储装置中的电能。控制系统监控来自车辆和操作者的各种输入并控制所述混合动力系的运行，包括控制变速器工作状态和换档、控制转矩发生装置、并调节在电能存储装置和所述机器之间的能量互相转换以控制变速器的输出，包括转矩和转速。
发明内容动力系包括可机械操作地与内燃机相连的电-机械变速器以及将功率传递给输出部件的第一和第二电机。一种控制电-机械变速器的方法，包括确定第一和第二电机的电机转矩约束条件，以及确定电能存储装置的电池功率约束条件。确定了输入给电-机械变速器的附加转矩的范围。在电动机转矩约束剝特口附加转矩输入范围内基于电池功率约束斜牛确定给电-机械变速器输出部件的优选输出转矩。现在将参考附图舰实例的方式对一个或多个具体实式进行描述，其中图1是根据本发明的示例动力系的示意图；图2是根据本发明的动力系和控制系统的示例结构的示意〖0009]图34是根据本发明的坐标图；禾口图5是根据本发明的算法流程图。具体实施方式现参考附图，其顿某示例性实方t^式进行图^i兑明，而不就实施方式的限制，图1和图2描述了示例性电-机械混合动力系统。图l描述了根据本发明的示例性电-机械混合动力系，包括双模式、组合-分解式、可操作地连接到发动机14上的电-机械混合动力器10以及第一电机('MG-A，)56和第二电机(，MG-B，)72。发动机14以及第一和第二电机56和72分别产生传送至^il器10的动力。由所述发动机以及第一和第二电机56和72产生并传送至魏器IO的动力，描述为分别用T!、lA和TB表示的输ASl电机转矩，和用N!、Na和Nb表示的速度。示例发动机14包括选择性地工作于多个状态下、通过输入轴12将转矩传送到变速器10的多缸内燃机，其可以是火花点燃式或压燃式发动机。发动机14包括可操作iik^接到变速器10的输入轴12上的曲轴(未示出)。,传11监测所述输入轴12的转速。发动机14的动力输出，包括转速和发动机转矩，其不同于传入变速器10的输A3I度N!和输入辦巨T!，因为在发动机14和，器10之间的输入轴12上设有消耗转矩的部件，例如，、舰泵(未示出)禾口/或转矩控制装置(未示出)。该示例性的变速器10包含三个行星齿轮组24、26和28，以及四个可以选择性地接合的转矩传递装置，艮口，离合器C170、C262、C373和C475。在这里，离合器指的是任何类型的摩擦$錄巨传递装置，包括例如单个或者组合式离合器或者离合器组、带式离合器和制动器。、鹏控制回路42，4腿由变速器控制模块(下文为TCM)17控制，用以控制离合m态。离合器C262和C475i^包含液压式旋转摩擦离合器。离合器Cl70和C373优选包含液压控制式固定装置，其可以有选择地被档接于(groundedto)变速箱68。离合器C170、C262、C373和C475中的每一个优选是液压式，并可以有选择:kH过该液压6控制回路42接收加压液压流体。该第一和第二电机56和72优选包含三相交流电机，各自包括定子(未示出)和转子(未示出)和各自的分相器80和82。每一个电机的电动机定子档接于所述箱68的外部，并包括带有从那里延伸的线圈绕组的定子铁芯。所述第一电机56的转子支承在毂衬齿轮上，其fflil第二行星齿轮组26连接于轴60上。第二电机72的转子固定地连接于套筒轴鼓66。每一个分相器80和82，包含可变磁阻装置，其包括分相器定子(未示出)和分相器转子(未示出)。所述分相器80和82被适当布置并装配在相应的第一和第二电机56和72上。所述分相器80和82的相应定子可操作i4^接至断述第一禾噍二电机56和72的定子中的一个。分相器转子可操作地连接到第一第二电机56和72的相应转子上。每一个分相器80和82可信号M地并可操作地连接到变速器功率转换制模±央(下文'TPM)19,并各自感知和监测分相器转子相对于分相器定子的旋转位置，从而监测第一和第二电机56和72的相应转子的旋转位置。另外，所述分相器80和82的信号输出被转译分另,于提供第一和第二电机56和72的转速，即Na禾眼b。变速器10包括输出部件64，例如轴，其可操作地连接到车辆(未示出)的传动系90，以向所述传动系90提供传递至车辆轮子93的输出功率，其中一个，如图1所示。所述输出部件64上的输出功率表征为输出转ilNo和输出转矢盯o。变速器输出速度传感器84监测所述输出部件64的转速和转动方向。每一个车轮93配^(专感器94以用于监测$|&车键，其输出由图2所示的分布式控制模块系统的控制模±央监测，以确定车辆速度和用于制动控制、牵引力控制和车辆加速度控制的纟顿转相对織。发动机14的输入转矩以及第一和第二电机56和72的电机转矩(分别为T!、TA、和Tb)由燃料或者储存在电能存储装置(下文ESD')74中的电势能通过能量转换而产生。ESD74通过直流导体27高压直流耦合到TPM19。所述导体27包括接触器开关38。当接触器开关38闭合时，在正常条^牛下，电流可以彼SD74和TPIM19之间流动。当所述接触器开关38打开时电流被SD74和TPM19之间的流动被切断。所述TPM19通过导体29向所述第一电机56传送或从其接收电能，并类似地通过导体31向所述第二电机72传iM从其接收电能，以符合用于所述第一和第二电机56和72的响应于所述电动机转敏a和tb的转矩命令。电流根据所^ESD74是否正在充电^^夂电而被输入MESD74或从其输出。；所述TPM19包括一对功率转换器(未示出)和相应的电动机控制模块(未示出)，电机控制模块被设置为接收所述转矩指令来控制转换^l犬态以提供符合指令电动机转矩Ta和Tb的电机驱动或者再生功能。所述功率转换器包含已知的互补的三相功率电子，，其各自包括多个通过高频切换将ESD74的直流电转换为交流电以分另伪第一禾噍二电机56和72供电的绝缘栅双极晶体管(未示出)。所述绝缘栅双极晶体管形成设置为接收控制命令的开关式电源。一般在三相电机的每一相都分别存在一对绝缘栅双极晶体管。所述绝缘栅双极晶体管的状态被控制以提供电动机驱动产生机械动力或者电力再生功能。所述三相转换器M:直流导体27接收或者提供直流电并将其与三相交流电相互转换，三相交流电分别M导体29和31传导至第一和第二电机56和72或从其接收，以作为电动机或者发电机。图2是所述分布式控制模块系统的方框图。以下描述的元件包含全部车辆控制结构的一^f集，，供图1所示混合动力系的协作系统控制。所述分布式控制模块系统综合相关信息和输入，并执行算法以控制各种致动器满足控制目标，包括与燃油经济性、排放、性能、驾驶性能、和包括ESD74的电池和第一和第二电机56和72在内的硬州呆护附眹目标。所述分布式控制模块系统包括发动机控制模块(下文TECM)23、TCM17、电池组控制模块(下文BPCM)21，和TPIM19。混合控制模±央(下文HCP)5提供所述ECM23、所述TCM17、所述BPCM21和所述TPM19的监控和协调。用户界面(TJT)13可信号连接于多1^S，车辆操作者M该多个装置控制或者指导所述电力-机械混合动力系的运行。所述装置包括加iHT斜及113('AP')、操作者刹车踏板112CBP)、变速器档位选择器114(卩RM)L')和车速巡航控制器(未示出)。所述档位选择器114可以具有多个离散的可供操作者选择的档位位置，包括所述输出部件64的转动方向以提供前进和后退方向之一。上述控制模块与其他控制模块、传感器、和致动器通过局域网(下文'LANO总线6通讯。所述LAN总线6允许工作状态参数和致动器指令信号在不同的控制模块之间进行结构化通讯。具体采用的通信协议是根据应用所指定的。所述LAN总线6和适当的协议在战控制模块及提供其他功能例如杀阵防抱死、牵弓l力控制和ffi稳定性的控制模块之间提供强力通信禾哆重控制模块接口。多重通信总线可以用来提高通信速度和提供一定级别的信号冗余度和完整度。在个体控制模块之间的通讯还可以采用直接连接来实现，例如，串行外设接口('SPI')总线(未示出)。所述HCP5提供所述混^i力力系的监控，用来协调所述ECM23、TCM17、TPM19和BPCM21的运行。基于来自用户界面13和包括ESD74的混合动力系的各种输入信号，所述HCP5确定操作者转矩请求、输出转矩命令、发动机输入转矩命令、所f顿的变速器10的转矩传递离合器Cl70、C262、C373、C475的离合器转矩，以及第一和第二电机56和72的电机转矩丁a和Tb。所述TCM17可操作地连接到所述液压控制回路42，供各种功能包括监测各种压力传麟(未示出)和生成并发送控制信号到各种电磁线圈(未示出)，从而控制在、舰控制回路42中的压力开关和控制阀。所述ECM23可操作;fcfe3i接至U所述发动机14，并作用为M多絲线，简单起见以集合双向接口电缆35示出，来获謝专感器娜并控律拨动机14的致动器。所述ECM23/A^述HCP5接收发动机输入转矩命令。所述ECM23基于监观啲被传經所述HCP5的发动机繊和负载，确定在那个时间点提供至所述变速器10的发动机实际输入转矩T!。所述ECM23监测来自自传11的输入以确定给输入轴12的发动机输A3I度，其被转化为变速器输AM，N!。所述ECM23监测来自传麟(未示出)的输入以确定其他发动机工作参数的状态，包括，例如歧管压力、发动机冷却剂纟鹏、环境气温和环境压力。所述发动机负载可以由，例如，所述歧管压力确定，或者，根据监测的操作者对加^TI板113的输入确定。所述ECM23产生禾口传达指令信号以控制发动机的致动器，包括，例如，燃油喷射器、点火模块、和节气门控制模块，均未示出。所述TCM17可操作i鹏接到变速器10并监测传感器(未示出)的输入以确定变速器工作参数的状态。所述TCM17产生和传达指令信号以控制变速器10，包括控制所述液压回路42。从TCM17到HCP5的输入包括用于每一个离合器，即C170、C262、C373和C475的估测离合器转矩，以及输出部件64的输出转速No。为了进行控制，其他致动器和传繊可以用来从TCM17向HCP5提供辅助信息。TCM17监测来自压力开关(未示出)的输入并有选择地致动液压控制回路42的压力控制电磁线圈(未示出)和移位电磁线圈(未示出)以有选择iikK动各个离合器Cl70、C262、C373和C475达到不同的变速器工作档位状态，如下文所述。所述BPCM21可信号连接于传繊(未示出)以监测ESD74，包括电流和电压参数的状态，以提供指示ESD74的电池参数状态的信息至HCP5。所述电池的参数状态包括电池充电状态、电池电压、电池温叟、和可用的电池功率，其处于PBATMN到PBATMAX的范風制动控制模±央(下文BiCM022操作性地连接到每个车轮93的摩擦制动器(未示出)。所述BrCM22监测操作者对刹车踏板112的输入以产生控制信号控制所鹏擦制动器并发送控律瞻号到所述HCP5以基于其来操作所述第一和第二电机56和72。每一个所述控制模块，ECM23、TCM17、TPM19、BPCM21、和BrCM22tt^为通用数字计^t几，其包含微处理器或者中央处理器、包含只读存储器(TROMO，随机存取存储器(RAM)，电可编禾聘只读存储器(EPROM0的存储介质、高速时钟、模数转换('A/D')和数模转换(D/A')电路、以及输A/输出电路和装置(VO')及适当的信号调节和缓冲电路。每一个控制模块具有一套控制算法，包含储存在所述存储介质中的一个里并被执行以提供各自计算机功能的常驻，歸指令和校准。在控制模i央之间的信息传输j爐采用所述LAN总线6和串行外设接口总线实现。所述控制算法在预置的循环周期内执行，各个算法在每个循环周期中至少执行一次。储存在所述非易失性存储装置的算法由所述中央处理单元的一个来执行，以监测来自传感器的输入并执行控制和诊断程序来控制致动器的操作，其采用预置的校准。以规则的间隔执行循环周期，例如在所述混合动力系正在进行工作期间每隔3.125、6.25、12.5、25禾口100毫秒执行一次。或者，算法可以响应于一个事件的发生而执行。所述示例性的混合动力系有选择地在若干工作档位状态中的一个工作，其可以描述为包含发动机开状态('ON0和发动机断开('OFF)中的一个的发动机状态，和包含多个固定齿轮比和连续可变操作模式的变速器状态，参见以下的表1。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>每一个变速器工作档位状态在所述表中描述并指出了所述具体的离合器CI70、C262、C373和C475中的哪些是用于每一个工作档位状态的。舰将离合器CI70"档接"至所述第三行星齿轮装置28的外齿圈部件选中第一连续可变模式，例如，EVT模式1，或者Ml。所述发动机状态可以是ONCM1—Eng_On')或者OFF(Ml—Eng_Off)中的一个。通过使用离合器C262仅将轴60连接至所述第三行星齿轮组28的行星架雜中第二连续可变模式，例如EVT模式2，或者M2。所述发动机状态可以是ON(M2—Eng_On')或者OFF(M2_Eng—Off)中的一个。为了进行说明，当所述发动机状态为OFF时，发动机输AiM相当于零转/分CRPM0，也就是说，发动机曲轴没有旋转。固定档位运行提供变速器10以固定的输入输出速度比值，即N!/No，运行。第一固定档位运行('G1')M应用离合器C170和C475来选中。第二固定档位运行('G2')通过应用离合器C170和C262来选中。第三固定档位运行('G3')3M应用离合器C262和C475来选中。第四固定档位运行('G4')Mil应用离合器C262和C373来选中。由于所述行星齿織置24、26和28的齿轮比依次降低，输入输出速度比的固定比值运行随着固定档位的增加而增加。所述第一和第二电机56和72的转速，分别为NA和NB，取决于由所述离合器所定义的机构的内旋转并与在所述输入轴12处的测得的输AiI度成比例。响应于用户界面13获得的操作者对加i!F射及113和刹车踏板112的输入，HCP5和一个或多个其他控制模块确定转矩命令以控制所述转矩发生装置，包含发动机14和第一和第二电机56和72以符合输出部件64处传3iM传动系90的操作者转矩请求。基于来自所述用户界面13和包括ESD74的混合动力系的输入信号，HCP5确定操作者转矩请求、变速器10和传动系90之间的命令输出转矩、来自发动机14的输入转矩、用于变速器10的转矩传递离合器C170、C262、C373、C475的离合器總巨，以及分别用于第一和第二电机56和72的电动机转矩，将在下文描述。所述指令输出转矩可以是牵引转矩，其中转矩流(torqueflow)来自于发动机14以及第一和第二电机56和72并经由变速器10传递到传动系90，也可以是反作用转矩，其来自于传动系90的车轮93并经由变速器10传递至悌一和第二电机56和72以及发动机14。最终的车辆加速度受其他因素影响，包括例如，道路负荷、道路坡度、以及重量。变速器10的工作档位状态基于混合动力系的各种工作特性确定。这包括上文描述的经由加速f沓板113和刹车足對及112传达至用户界面13的操作者转矩请求。工作档位状态可以基于混合动力系统的转矩需要被预测，所述转矩需要由命令第一禾瞎二电机56和72运行于电能生淑莫式或者總巨生淑莫式下的指令所产生。工作档位状态可以由最优化算法或者程序确定，其基于操作者功率需要、电池充电状态和发动机14以及第一和第二电机56和72的能量效率来确定最佳系统效率。所述控制系统基于最优化程序的执行结果来控制发动机14和第一和第二电机56和72的转矩输入，并从而优化系统效率，以控制燃油经济性和蓄电池充电。而且，操作可以基于零件或者系统的故障确定。HCP5监测所述转矩生成装置，并响应于输出部件64上所需的输出转矩来确定需要的，器10的功率输出以满足操作者转矩请求。从以上描述显而易见，ESD74和第一和第二电机56和72之间是电操作性:tfe^接以用于其间的电能流通。此外，发动机14、第一和第二电机56和72和电力-机械魏器10是机械地操作性地连接以在其间传递动力以给输出部件64产生功率流。发动机14和变速器10的运转受到第一和第二电机56和72、ESD74和离合器Cl70、C262、C373以及C475的功率、发动机转矩和鹏极限的约束。发动机14和器10的运行约束条件可转化为一组系统约束条件方程，，所述控制模块之一中，例如HCP5，作为一个或者多个算法被执行。仍然参考图1，在^ig转下，M^择一个或两个转矩传输离合器的致动使得变速器10运转在所述工作档位状态之一下。确定发动机14和第一和第二电机56和72中的每个的转矩约束条件，以皿动机14、第一和第二电机56和72以及变速器10的输出部件64中的每个的皿约束条件。ESD74的电池功率约束条件被确定并用于进一步限制第一和第二电机56和72的电动机转矩约束条件。利用系统约束条件方程，基于电池功率约束条件、电动机转矩约束条件和速度约束条件确定优选的动力系工作区间。此ttii的工作区间包括发动机14以及第一和第二电机56和72的一系列可允许的工作转矩或速度。M导出并同时解出变速器10的动态方程，可fflil以下线性方程确定转矩极限，即在这个实施方式中的输出转矩To:TM1=TAtoTM1*TA+TBtoTM1*TB+Msc_TM1[1]TM^丁AtoTM2承TA+TBt0TM2承TB+MisC—TM2[2]TM3:TAtoTM3承TA+TBt0TM3叮B+MsC一TM3[3]其中，在这个实施方式中，TM1表示输出部件64的输出转矩To,Tm2表示輸入袖12的输入转矩力，丁M3表示变速器10的转矩传递离合器C170、C262、C373、C475中被4OT的反作用离合器转矩，TAt0TM1，TAtoTM2，TAtoTM3是TA分另iJ对TMi、Tm2、TM3的贡献系数，TBt0TM1，TBtoTM2，TBtoTM3是TB分别对T^、1"、Tm3的黄献系数，Misc—TM1，Misc—Tm2和Msc—tm3是通过N！—dot,N0—■，Ncj3o"输A3！度、输出速度和离合器滑动速度(clutchslipspeed)的时间变化率)分别贡献于Tm1、丁m2、Tm3的常量，禾口丁a和TB是第一和第二电机56和72的电动机辦巨。特矩参数Tm、Tw、Tm3可以是任意三个独立的参数，这取决于具体应用。由于机械局限性和系统局限性，发动机14和M器10以及第一和第二电机56和72具有速度约束条件，转矩约束^#和电池功率约束条件。速度约束条件可以包括发动机14的NpO(发动机停止状态)的速度约束条件，其中^在600rpm(空转)到6000rpm范围内。第一和第二电机56和72的递度约束条件可以如下所示-10,500rpmsNAs+10,500rpm，禾口-10,500rpm《NB《+10,500rpm。转矩约束条件包括发动机的包含TLMN^T^TLMAx的转矩约束^f牛，以及第一和第二电机的包含T^mnsT^Ta一max和TB—me^Tj^T]3一max的电动机转矩约束条件。电动机辦巨约束条件1\_，和T&max包括第一电机56分别作为产生转矩的电动机和发电机工作时的转矩极限。电动机转矩约束条件TVmm和Tb_max包括第二电机72分别作为产生转矩的电动机和发电析j:作时的转矩极限。优选地从以表格形式存储在控制模块之一的内存装置之一内的数据组中获得最大和最小电动机转矩约束条件TAmax、丁amn、丁bmax、丁bmin。可在各禾中温度和电压条件下，对组合的电动机和功率电子设备(例如，功率转换器)进行传统的测功试验来获得这样的娜组。电池功率约束条件包括从Pmt一mn到PMLMAX范围内的可用电池功率，其中PBAT一MN是可允许的最小电池充电功率，PbAT—MAX是可允许的最大电池放电功率。电池功率定义成放电时为正，充电时为负。在持续运行期间下tt度约束条件、电动机转矩约束条件、离合器辦巨约束条件和电池功率约束条件范围内确定TM1的最小和最大值，从而控制发动机14，第一和第二电机56和72，也表示为电机A56和电机B72，以及变速器10的运转以满足操作者的转矩请求和指令输出转矩。可基于ESD74的电池功率约束条件确定包含了转矩输出范围的工作范围。使用的电池功率pmt的计算方法如下Pbat=Pa3lec+Pb^elec+Pdc_load[4]其中Pa，c包括电机A56的电功率，PB，c包括电机B72的电功率，和Pdc—load包括已知的包含附件负载的直流负载。将方程中的PA>H￡C和Pb瓜ec替代后得至咖下方程Pbat=(Pa鋒ch+Pa工oss)+(Pbmech+Pb工oss)+Pdc_load[5]其中Pa，ch包括电机A56的机械功率，pa工oss包括电机A56的功率损耗，pbmech包括电机B72的机械功率，和PB;oss包括电机B72的功率损耗。方程5可重写为如下的方程6表示，其中，用速度Na和Nb，總巨Ta和Tb代替功率Pa和Pb。这包括这样的假设，即基于转矩能将电动机和变换器的损耗用二次方程建立数学模型，如下所示P匿KNATA+(ai(NA)TA2+a2(NA)TA+a3(NA)》问+0^+^+!3+b3(NB)》+Pdc_load其中Na、Ns包括电机A和B56和72的速度，TA、TB包括电机A和B56和72的速度，禾口al、a2、a3、bl、b2、b3是作为电|度NA、Nb函数的二次方程系数，还可以重写为下面的方程7表示。Pbat-a卢TA2+(NA+a2)*TA[7]+b〗*TB2+(NB+b2)*TB+a3+b3+Pdc一load演算成如下方程8。Pbat=*[TA2+TA(NA+a2)/ai+((NA+a2)/(2*ai))2][8]+,2+1^+((NB+b2)/(2承b0)2]+a3+b3+Pdc—扁-(NA+a2)2/(4*ai)-(NB+b2)2/(4*b)演算成如下方程9。P脏=(NA+a2)/(2*ai)〗2+(NB+b2)/(2承b！)]2[9〗+a3+b3+Pdcload—(NA+a2)2/(4*ai)-(NB+b2)2/(4承b)演算成如下方程IO。P匿=[SQRT(ai)*TA+(NA+a2)/(2*SQRT(a))〗2卩O]+[SQRT(bO叮B+(NB+b2)/(2承SQRT(b0)]2+a3+b3+PDcLOAD—(NA+a2)2/(4)-(NB+b2)2/(4承b)演算成如下方程ll。Pbat,承Ta+A2)2+(B^Tb+B2)2+C[11]其中A尸SQRT(aO,BfSQRT(b!)A2=(NA+a2)/(2*SQRT(a!》，B2,b+b2)/(2承SQRT(b》，禾口C=a3+b3+Pdc一画-(NA+a2)2/(4*ai)-(NB+h)2/,])电动机转矩TA和TB可如下变换成Tx和Ty:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>[12]其中Tx由TA变换而来，Ty由TB变换而来，和A、A2、B、B2包括针对特定应用的标量值。方程ll因此能进一步作如下演算。P匿=(TX2+TY2)+C[13]PBAr=R2+C[14]方程12具体说明将电动机辦巨TA变换成Tx，Tb交換成Ty。因此，定义了一个新的关于Tx/Ty空间的坐标系，方程13将电池功率pbat变换至T/Iy空间。从而，可以计算出最大和最小电池功率pmt一max和pbat—mn之间的电池功率范围，并以变换后的空间Tx/Ty上点(0，0)为中心，图3中用字母K表示，以RMAX和RMN为半t，行图示，其中R固=SQRT(Pbat—画-C)，禾口Rmax=SQRT(P匿-Max-C)0将最小和最大电池功率，Pbat一mn和Pbat_max，与电池物理参数，例如，充电状态、温度、电压和使用率(安培-小时/小时)相关联。上面的参数C，定义jte给定的电动tlil度NA和NB下，电动机辦巨极限内可能的最小电池功率的绝对值。实际上，当TA-0且TfO时，第一和第二电机56和72的输出功率为0。实际上，Tx二0且TfO对应于ESD74的最大充电功率。正号C+')定义成从ESD74放电，负号(V)定义成给ESD74充电。Rmax定叉成最大电池功率，通常为放电功率，rmn定义成最小电池充电功率。前述至控间TxAV的变换如图3所示，用半径为R画和RMAX的同心圆表示的电池功率约束条件('BatteryPowerConstraints')和直线表示的电动机转矩约束条件('MotorTorqueConstraints"限定出允许的工作区域。Mii分IW出，用方程13中所定义的向量，其包括用RMN和RMAX所标示的、能在由被最小和最大电池功率Pbat—mn和Pbat一max约束条件的电动机转矩TA和TB所构成的Tx/TY空间中确定一系列允许转矩的最小和最大电池功率，育g和方程12中确定的变换向量[TxTY]同时解出。TxAV空间中所允许转矩的范围如图3所示，其中定义出了表示边界、直线和半径的点A、B、C、D和E。Tx/TY空间中可定义了常量转矩线，在图3中示出CTM1=Cr)，包括前面方程1中描述的极限转矩TM1。在这个实施方式中此极限转矩TM1包括输出转矩丁0。在TxAV空间中方程l、2和3重写为如下形式。TM尸TAtoW(Tx-A2)/A汁TBtoWOVB2)/B十Msc—TM[15]HtoW(Tx"A2)/A+TBtoWOVB2)/B!+Misc一TM2[16〗TM3:TAtoW(Tx画A2)/A+TBtoTM3承OVB2)/B+MisC一TM3[17]将TMLxy、T既xY和TVxy定义成TM1、和的由TA和TB所贡献TMLxy=TAtoTM1，Tx-A2)/Ai+TBto丁M]*(TyB2)/Bi[18〗V^TAtoW(Tx-A2)/A+TBtoW(TrB2)/B'[19]TNcTAtoW(Tx-A2)/A!+TBtoWnVB2)/B,[20]以下系数可被定义成TxtoTM产TAtoT腿/At，TvtoTM1=TBtoTM1/Bi，TM1—Intercept=TAtoTM1*A2/At+TBtoTM1承B2/^，TxtoT^TAtolWA]，TytoT^CtoTM2/B，TM2lntercept:TAtoTM2承A2/A+TBtoTM2*B2/Bi，TxtoTK^TAtoTWA!，TytoKBt0TM3/Bp禾口TM3lntercept:TAtoTM3承A2/A！+TBtoTM3承B2/B。因此，方程l,2和3变换到TxAV空间中，如下TMi—XY=TxtoTM1*TX+TYtoTM1*TY+TM1Intercept[21]Tncxv二TxtoTM2叮x+TYtoTM2*TY+丁癒—Intercept[22]丁M3—xY=TxtoTM3*Tx+TYtoTM3*TY+Tvolntercept[23]在持续运行期间，速度约束条件、电动机转矩约束条件和电池功率约束^f牛可被确定并用被变换到Tx/Ty空间中的线性方程进行表达。方程21包括描述输出转矩约束剝牛T亂例如T0的极限转矩函数。可MilfOT月W人方程22和23所定义的约束^f牛和的方程21来确定变换到TVTY空间中的最大或最小极限转矩，包括T^xyM3x和TmixyMin之一，例如，变换后的最大和最小输出转矩Toj^和To—，来确定变速器IO的转矩极限，在这个实施方式中g卩是输出转矩To。在TVTY空间中变换后的最大或最小极限转矩可再次从Tx/Ty空间中变换回来，以确定最大或最小极限转矩TM1_Max和TM1_Min，从而对器10以及第一和第二电机56和72的运行和控制进行操纵。图4示出了被变换到TX/TY空间中的最小和最大电动机转矩约束条件TA和Tb('Tx_Min'，'Tx—Max，，'TY—Min'，'TY—Max')。电池功率约束条件被变换到Tx/Ty空间中((R—Min'，'R—Max')并具有一个中心点K，(KX,KY)=(0,0)。描述了包括附加约束条件转矩的最大和最小极限nrm2=Tm2_High—Lmt，禾口(Tm2:Tm2—Low_Lmt，)的约束^[牛，其包含本实施方式中被变换到TxAV空间中的输入轴12的输入转矩T:的范围，并由前述方程22描述的直线Tm2_xy表示。前述方程22描述的直线Tm2—xy包括T^Intercept,其对应于发动机输入转矩1的最大极限和最小极限具有两个不同值。替代地，第二输入转矩Tm2一xy还可以包括离合器车转巨或其它转矩输入的范围。用代表最大极限('Tml;Tx+Ty(max)')和最小极限CTml:Tx十Ty(min)')的直线表示输出转矩To的工作范围。常量辦巨线('Tml，)表示直线T既xy在方程24中具有正斜率a/b的通式Tml=a*Tx+b*Ty+C[24]其中a<0且bX)且C为常数项。出于说明的需要，在该确定的描述中，直线TM_xy具有l:l的正斜率。方程24中x-截距C可变化成最小或最大转矩中的一个。因此，用代表最大极限CTml二Tx+Ty(max)')和最小极限CTml^Tx+Ty(min)')的直线表示输出转矩To的工作范围。图5描述了基于速度约束条件、电动机转矩约束条〗牛和电池功率约束条件，且被约束在包括Tm2的附卩转矩输入的范围内来确定最大禾嘬小输出辦巨To一Max和To一^之一的流程。此流程包括确定最优解是否为输出的最大值，艮P，TM1—xyMax表示为带标识的Tml_Max_Flag，或者此最优解是否为输出的最小值，艮P，不设定标识Tm1—Max—Flag来指示T既xyMin。基于丁xATY空间中的电动机转矩约束条件和电池功率约束条件计算第一转矩Tml的最大值(或最小值)，即包括TM1xyMax或TM1xyMin之一，并用图4中坐标为(Tx，Ty)的点P(或点Q)表示(502)。通过方程22计算第二输入转矩T,xY(7m2—Value)(504)。确定第二输入转矩Tm^xy。Tm2—Value')的值是否位于第二输入,的工作范围内，如表示上限("Tm2—High—Lmt')和下限(、Tm2JLow一Lmt')的直线所示(506)。当确定第二输入车转巨TVxy(7m2—Value')位于第二输入转矩的工作范围内时，接受用坐标为(Tx，Ty)的点P域点Q)表示的第一转矩Tml的最大值(或最小值)作为有效解(518)。(Tx，Ty)点g控制运行的最优解，其被还原成电动机转矩(TA，TB)以控制第一和第二电机56和72的运转。当确定第二输入转矩T既xy0Tm2J/alue。小于第二输入转矩的工作范围时，如图4中表示下限('Tm2—LowJLmt。的直线所示(508)，则将第二转矩Tm2设定为下限值，即，Tm2=Tm2—min设为直线Tm2=Tm2—Low—Lmt(510)，并开始搜索以确定在电动机转矩约束条件和电池功率约束条件以内在下限nrm2—Low—Lmf)上的第一转矩Tml的最小值(或最大值)(514)。任何情况下，所述解包括位于电动机转矩约束斜特吨池功率约束斜牛以及第二转矩Tm2约束条件内的第一转矩Tml的最小值(或最大值)(520)。当确定第二输入转矩Tm2—xy('Tm2—Value')大于第二输入转矩的工作范围时，如图4中标上限CTm2—High—Lmt')的直线所示(508，512)，执行搜索以确定在电动机转矩约束条件和电池功率约束条件之内并且位于上限(7m2—High_Lmt，)上的第一转矩Tml的最大值(或最小值)(516)。在任何情况下，所述解包括位于电动机转矩约束斜特卩电池功率约束条件以及第二转矩Tm2约束条件内的第一傲巨Tml的最大值(或最小值)(520)。这一组约束条件(520)下的最优解为具有较小Tml点的解，艮卩，当将输出转矩最大化时，较小的输出转矩约束条件T^，或当输出转矩最小化时，具有较大Tml点的解。解集雌包括代表用于控制运转的最优解的点(Tx，Ty)，其能被还原成电动机转矩(TA，TB)，从而控制第一和第二电机56和72的运转。如上所述的实施方式是基于方程24中具有正斜率a/b的通式的直线TM1—XY:(如前所述)Tml=a*Tx+b*Ty+C[24]其中aO且bX)且C为常数项，出于執列，斜率a/b二l:l，x-截距C可变化。本发明还适用于aX)，b<0，斜率a/b小于l:l或大于l:l的组合瞎况。本发明对某优选实施方式和其改^it行了描述。通过阅读和理解说明书能作出更多的修改和替换。因此，本发明并不局限于被描述成执行本发明的最佳方式的具体实施方式，而是包括所有落入权利要求范围内的所有实施方式。权利要求1、一种控制电-机械变速器的方法，电-机械变速器机械地连接于第一和第二电机以将功率输出到输出部件，此方法包括确定第一和第二电机的电动机转矩约束条件；确定电连接到第一和第二电机的电能存储装置的电池功率约束条件；确定给电-机械变速器的附加转矩输入范围；和确定给电-机械变速器的输出部件的优选输出转矩，该优选输出转矩能够在电动机转矩约束条件内获得、在附加转矩输入范围内获得并基于电池功率约束条件。2、根据丰又利要求1所述的方法，其中优选输出總巨包含响应于操作者转矩请求而给输出部件的指令输出織巨。3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于输出$錄巨包含给输出部件的最大牵引转矩。4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于输出转矩包含给输出部件的最大再生转矩。5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于附加转矩输入包含发动机输入6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于附加转矩输入包含离合器反作用转矩。7、根据权利要求1所述的方法，其还包括控制电-机械M器以及第一和第二电机的运转，从而基于电动机转矩约束条件、附加转矩输入范围和电池功率约束条件获得输出部件处的优选输出转矩。8、根据权利要求7所述的方法，其还包括确定给电-机械变速器输出部件的4雌输出转矩，该雌输出转矩在附力鹏矩输入范围内可获得，并在附加转矩输入在电动机转矩约束条件内可获得且附加转矩输入超出最大电池功率约束剝牛时，最小化最大电池功率约束条件的违反。9、根据权利要求7所述的方法，其还包括确定给电-机械变速器输出部件的优选输出转矩，该优选输出转矩在附加转矩输入范围内可获得，并在附加转矩输入在电动机转矩约束条件内可获得且附加转矩输入在最大电池功率约束条件范围内可获得时，受到最大电池功率约束条件的约束。10、根据权利要求7所述的方法，其还包括将给电-机械^I器输出部件的优选输出转矩限制为在电动机转矩约束条件内可获得且在电池功率约束条件内可获得的输出转矩。11、根据权利要求io所述的方法，其特征在于最大电池功率约束条件包括最大电池放电功率。12、根据权利要求10所述的方法，其特征在于最小电池功率约束条件包括最小电池充电功率。13、根据权利要求1所述的方法，其特征在于附加转矩输入包含从机械地连接于电-机械变速器的内燃机到输入轴的输入转矩。14、根据丰又利要求1所述的方法，其特征在于附加转矩输入包含经过变速器内的施加车錄巨传送离合器的转矩传送。15、根据禾又利要求1所述的方法，其特征在于还包括构建表示第一和第二电机的最大和最小电动机转矩约束条件以及表示最大和最小电池功率约束条件的数学方程；构建表示输出转矩的数学方程；构建表示附加转矩输入范围的数学方粗将表示最大和最小电池功率约束条件的数学方程变换成具有相应半径的同心圆方程；将表示第一和第二电机的最大禾嘬小电动机转矩约束斜牛的数学方程变换成包含直线的方程；将恭f附加総巨输入范围的数学方程变换成包含直线的方私和将表示输出转矩的数学方程变换成包含直线的方程。16、根据权利要求15所述的方法，其特征在于还包括基于变换后的第一和第二电机的电动机转矩约束条件、变换后的电池功率约束条件和变换后的附加转矩输入范围确定至少一个变换后可获得的输出转矩；确定来自电-机械^I器的变换后可获得的最大输出转矩；和将变换后可获得的最大输出總巨再变换，从而确定第一和第二电机的优选电动机转矩。17、根据权利要求15所述的方法，其特征在于还包括计算出最大和最小电池功率约束条件的变换后的数学方程、表示第一和第二电机的最大和最小电动机转矩约束条件的变换后的数学方程、表示附加转矩输入范围的变换后的数学方程和g输出转矩的变换后的数学方程的至少一个交集。全文摘要用附加约束范围控制电-机械变速器运转的系统约束方法，其包括确定电动机转矩约束条件和电池功率约束条件。在电动机转矩约束条件、附加转矩输出范围内和基于电池功率约束条件确定给输出部件的优选的输出转矩。文档编号F16H61/32GK101446348SQ200810188720公开日2009年6月3日申请日期2008年10月31日优先权日2007年11月1日发明者A·H·希普,T-M·谢申请人:通用汽车环球科技运作公司