最优化发动机燃料切断选择及输入转矩的方法

专利名称：最优化发动机燃料切断选择及输入转矩的方法
技术领域：
本发明 一般涉及用于利用才几电变速器(electro-mechanical transmission )的动力系4空制系统的控制系统。
背景技术：
在本部分中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息且不构成现有技术。
动力系(powertrain)体系结构包括转矩产生装置，所述转矩产生 装置包括内燃机和电机，其通过变速器装置将转矩传输到车辆传动系 统。 一个这种变速器包括双冲莫式复合分用(compound split )机电变速 器，其采用用于从原动机功率源接收动力转矩(motive torque)的输 入构件和用于将动力转矩从变速器输送到车辆传动系统的输出构件，所 述原动机功率源通常是内燃机。可操作地连接到电能存储装置的电机包 括电动机/发电机，所述电动机/发电机可操作以独立于来自内燃机的转 矩输入而产生用于输入到变速器的动力转矩。该电机还可操作以将通过 车辆传动系统传输的车辆动能转化为电势能，所述电势能可存储在电能 存储装置内。控制系统监控来自车辆和操作者的各种输入，并提供对动 力系统的操作控制，包括控制变速器换挡、控制转矩产生装置和调节电 能存储装置和电机之间的电功率交换。
示范性机电变速器通过转矩传递离合器的驱动选择性地以固定档位 冲莫式(fixed gear mode)和无级变速才莫式运行，其通常采用液压回路 以实现离合器驱动。通常由于一个或多个转矩传递离合器的驱动，在变
档^模式出现。、当变速器输出构件的转速2于一个或多个电机的运行速 度可变时，无级变速模式出现。电机可以经由离合器的驱动、或通过直 接连接而连接到输出轴。离合器驱动和停用(deactivate)通常是通过 液压回路实现的。
实施具有机电变速器的动力系统的工程师担负着实施控制方案的任 务，以监控系统状态和控制各种系统和致动器(actuator)的操作，从而有效控制动力系的操作。这种系统在下文中进行描述。

发明内容
根据本发明的实施例，存在一种用于操作适于将转矩传输到混合变 速器的内燃机的方法。该方法包括为多个发动机状态确定可传输到混合 变速器的输入转矩，该发动机状态包括给被供给燃料的发动机
(fueled-engine)操作和发动机燃料切断操作。确定用于在发动机各 状态中操作发动机和混合变速器以基本满足操作者的转矩请求的成本。
切断操作之一。
本发明的实施例包括意图用于在混合动力系统的控制系统中执行的 方法，所述混合动力系统包括内燃机和机电变速器。优选的控制系统包 括分布式控制模块体系结构，其包括多个用信号连接的控制模块。该方 法在一个或多个控制模块内作为机器可读码执行，该方法包括操作适于 将转矩传输到混合变速器的内燃机，所述方法包含为多个发动机状 态的每一个确定可传输到混合变速器的输入转矩。确定对于发动机各状 态的优选成本。基于发动机各状态的优选成本，选择优选的发动机状态。 基于优选的发动机状态，控制发动机以基本上满足操作者的转矩请求。


在某些部分和部分的布置中本发明可以采取物理形式，这些部分的 实施例在此详细描述并在附图中示出，附图构成了本公开的一部分，且 其中
图1是根据本发明的示范性动力系的示意图2是根据本发明的用于控制系统和动力系的示范性体系结构的示 意图；和
图3到9是根据本发明的参数流程图。
具体实施例方式
现在参考附图，其中附图仅仅是用于图解说明本发明的目的且不是 用于对本发明进行限制的目的；现在对操作适于将转矩传输到混合变速 器系统的内燃机的策略控制方案进行描述。参考图3到9描述的策略控制方案，是优选地作为电子控制模块中的一个或多个算法执行。
该方法包括为多个发动机状态的每一个确定可传输到混合变速器 的输入转矩；并确定在各发动机状态中操作发动机和混合变速器以基本 上满足操作者转矩请求的优选成本，所述多个发动机状态包括被供给燃 料的发动机操作和发动机燃料切断操作。基于该成本，控制发动机状态 为被供给燃料的发动机操作和发动机燃料切断操作之一。
该方法包括监控混合变速器的输出，通常是输出轴的转速N。。执行 策略控制130以确定从内燃机命令的(或所需的)输入转矩T,，、和所 需的发动机状态。到策略控制的关键输入优选地包括变速器输出速 度N。、发动机输入速度N,、当前发动机状态和各种发动机状态的可容许 性、操作者转矩请求T。，、和变速器的当前实际工作范围状态。示范性 的当前发动机状态包括正常发动机操作('ALL—CYL，)、具有停用汽缸的
发动机操作('DEACT，)、发动才几燃料切断('FC0，)、和停用汽缸的发动 机燃料切断('FC0-DEACT，)。发动机状态可容许性是发动机可以有效地 过渡到一个或多个发动机状态的指示，其通常基于发动机工作状况。控 制来自内燃机的输入转矩包括在其中一个发动机状态下控制发动机的 操作到优选的速度/负载操作点，以达到输入转矩，优选地不会违背其
它操作状况和要求，包括那些涉及到驱动性能(driveability)、燃料 经济性和排放的要求。这将在下文中进行详细讨论。
现在参考图1和2，描绘了示范性混合动力系统，其包括发动机14、 变速器IO、控制系统、和已根据本发明实施例构建的传动系统90。 示 范性混合动力系统配置成执行图3到9中描绘的控制发动机的控制方 案。示范性变速器10的机械方面在题为"Two-mode, Compoimd-Spl i t， Hybrid Electro-Mechanica 1 Transmission having Four Fixed Ratios" 的共同受让的美国专利号6,953,409中详细公开，所述美国专利在此引 入以供参考。在图1中描绘了体现本发明概念的示范性的双模式复合分 用混合型机电变速器。变速器10包括具有输入速度N,的输入轴12、以 及具有输出转速N。的输出轴64,所迷输入轴12优选地由内燃机14驱动。 发动机14具有特征速度为Nb的曲釉，该曲轴可操作地连接到变速器输 入轴12。当变矩器离合器装置(未示出)可操作地连接发动机与变速器 时，发动机速度NB和输出转矩T,可以不同于变速器输入速度N,和发动机 输入转矩T,。
7变速器10利用三个行星齿轮组24、 26、和28,以及四个转矩传输 装置，即离合器C1 70、 C2 62、 C3 73和C4 75。电动液压控制系统42 优选地由变速器控制模块('TCM') 17控制，所述电动液压控制系统42 可操作以控制离合器的驱动和停用。离合器C2和C4优选地包括液压驱 动的旋转摩擦离合器。离合器Cl和C3优选地包括接地到变速箱68的 液压马区动固定装置(stationary device)。
存在称为MG-A的包括电动机/发电机56的第一电机，以及称为MG-B 的包括电动机/发电机72的第二电机，其可操作地经由行星齿轮连接到 变速器。变速器输出轴64可操作地连接到车辆传动系统90,以提供动 力输出转矩T。到车轮。每个离合器优选地借助于电动液压控制电路42 由液压驱动，从泵接收增压液压流体(pressurized hydraulic fluid), 如下所述。
作为从燃料或储存在电能储存装置(ESD) 74内的电势的能量转换 的结果，变速器10接收来自转矩产生装置的输入转矩，所述转矩产生 装置包括发动机14和MG-A 56和MG-B 72,且所述转矩分别称为'T,'、 'TV、和'TV。 ESD 74是经由直流传送导体27耦合到变速器功率逆变器 模块('TPIM，) 19的高压直流电。TPIM 19是下文中关于图2说明的控 制系统的元件。TPIM 19通过传送导体29将电能传输到MG-A 56且从 MG-A 56传输电能，且TPIM 19类似地通过传送导体31将电能传输到 MG-B 72且从MG-B 72传输电能。根据ESD 74是被充电还是放电，电流 -故传输到ESD 74和从ESD 74传输。TPIM 19包括配对的功率逆变器和 相应电动机控制模块，所述电动机控制模块配置成接收电动机控制命令 并根据其控制逆变器状态，用于提供电动机驱动或再生功能性。优选 地，MG-A 56和MG-B 72是每个具有转子的三相交流电机，所述转子可 操作以在安装于变速器箱上的定子内转动。逆变器包括已知的互补式三 相功率电子器件。
现在参考图2,示出了包括分布式控制模块体系结构的控制系统的 示意性框图。下文中说明的元件包括总体车辆控制体系结构的子集，且 可操作以提供本文中描迷的动力系统的协同系统控制。控制系统可操作 以综合相关信息与输入，并执行算法以控制各种致动器实现控制目标， 包括诸如燃料经济性、排放、性能、驱动性能这样的参数，以及对包括 ESD 74和MG-A及MG-B 56、 72的电池在内的硬件的保护。所述分布式控制模块体系结构包括发动机控制模块('ECM') 23 、变速器控制模块 ('TCM，) 17、电池组控制模块('BPCM，) 21、和TPIM 19。混合控制模块 ('HCP') 5提供了前述控制模块的支配性控制和协调。用户界面('UI，) 13 可操作地连接到多个装置，车辆操作者通常通过该用户界面13借助于 转矩输出的请求来控制或指导包括变速器IO在内的动力系的操作。示 范性的车辆操作者到UI 13的输入包括加速器踏板、刹车踏板、变速器 冲当^f立选择器和车速巡屏元控制(vehicle speed cruise control)。每个 前述控制模块经由局域网('LAN，)总线6与其它控制^^莫块、传感器和致动 器通信。LAN总线6允许在各个控制模块之间控制参数和命令的结构化 通信。所使用的特定通信协议是专用的。LAN总线与合适的协议在前述 控制模块之间提供鲁棒的消息收发(robust messaging)和多控制模块 接口，且其它控制模块提供了诸如防抱死剎车、牵引控制、和车辆稳定 性等功能性。
HCP 5提供对混合动力系统的支配性控制，用于协调ECM23、 TCM17、 TPIM 19、和BPCM 21的操作。基于来自UI 13和包括电池组的动力系 的各种输入信号，HCP 5产生各种命令,包括输出到传动系统90的 操作者转矩请求('T。，，)，发动机输入转矩T,,用于变速器10的N个转 矩传递离合器C1、 C2、 C3、 C4的离合器转矩(U);以及用于MG-A 和MG-B的电动机转矩7\和Tb。 TCM 17可操作地连接到电动液压控制电 路42，包括监控各种压力感测装置(未示出)，以及产生并执行用于各 螺线管的控制信号，以控制压力开关和包含在其中的控制阀。
ECM 23可操作地连接到发动机14且用于从各种传感器采集数据并 通过共同示为聚集线路35的多条离散线路分别控制发动机14的各种致 动器。ECM 23从HCP 5接收发动机转矩命令，并产生所需的车轴转矩、 和到变速器的实际输入转矩L的指示，所述指示被传送给HCP 5。为简 单起见，ECM23图示为经由聚集线路35与发动机14具有双向界面。可 以由ECM 23感测的各种其它参数包括发动机冷却剂温度、发动机输 入速度NE、歧管压力、环境空气温度和环境压力，发动机输入速度NB 到轴12转化为变速器输入速度1 可以由ECM 23控制的各种致动器 包括燃料喷射器、点火模块和节流阀控制模块。
TCM 17可操作地连接到变速器10并用于从各种传感器采集数据并 提供命令信号给变速器。从TCM 17到HCP 5的输入包括对于N个离合器(即C1、 C2、 C3、和C4)中的每一个估计的离合器转矩(Ta-EST— )、 和输出轴64的转速N。。其它致动器和传感器可以用来从TCM向HCP提 供用于控制目的的额外信息。TCM17监控来自压力开关的输入，并选择 性地驱动压力控制螺线管且移置螺线管以驱动各种离合器来实现各种 变速器操作模式，如下文所迷。
BPCM 21是用信号连接的一个或多个传感器，其可操作以监控ESD 74 的电流或电压参数来提供关于电池状态的信息给HCP 5。这种信息包括 电池的荷电状态、电池电压和称为范围Pm，到P亂阻的有效电池功率。
每个前述控制模块优选地是通用数字计算机，所述通用数字计算机 一般包括微处理器或中央处理单元；储存介质，其包括只读存储器 (R0M)、随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM);高速时 钟；模拟到数字(A/D)和数字到模拟(D/A)电路；以及输入/输出电路和 装置(I/0)和适当的信号调节及緩冲电路。每个控制模块具有一组控制 算法，包括常驻程序指令和标定(calibration)，它们存储在ROM内 并被执行以提供每个计算机的相应功能。在各计算机之间的信息传递 优选地是使用前述的LAN 6完成的。
在每个控制模块中的用于控制及状态估计的算法通常在预设循环期
间执行，从而使得每种算法在每个循环内至少一次执行。储存在非易失 性存储器装置内的算法是通过其中一个中央处理单元执行的，且可操作 以监控来自感测装置的输入，并使用预设的标定来执行控制和诊断例 程，从而控制相应装置的操作。循环通常是以规则的时间间隔执行的， 例如在运行中的发动机和车辆操作期间是每3. 125、 6.25、 12.5、 25和 IOO毫秒的时间间隔。可选地，算法可以响应于事件的发生而执行。
示范性的双模式复合分用机电变速器在若干操作范围状态之一中运 行，所述若干操作范围状态包括固定档位运行和无级变速运行，下面参 考图1和表1加以说明。表1__
变速器操作范围状态 驱动的离合器
('0p一range,)
模式I -发动机关停(Ml -Eng-Of f)CI70
模式I -发动机启动(M1—Eng—Off)CI70
固定比率1 (GIU)CI70C475
固定比率2 (GR2)CI70C262
模式II -发动机关停(M2_Eng —Of f)C262
模式II-发动机启动(M2—Eng—On)C262
固定比率3 (GR3)C262C475
固定比率4 (GR4)C262C373
在表中说明的各种变速器操作范围状态标明对于每个操作范围状
态，哪个特定离合器C1、 C2、 C3、和C4被啮合(engage)或被驱动。 当驱动离合器CI 70以便使第三行星齿轮组28的外部齿轮构件"停转 (ground)"时，选择第一模式，即模式I。 发动机14可以是开动或 关停的。当释放离合器C1 70且同时驱动离合器C2 62以将轴60连接 到第三行星齿轮组28的托架时，选择第二模式，即模式II。再次，发 动机14可以是开动或关停的。为了本描述的目的，通过等于零转每分 钟(RPM)的发动机输入速度NB (即发动机曲轴不旋转)来定义"发动 机关停"，这通常是由于发动机与变速器去耦。本发明范围以外的其它 因素影响电机56、 72何时作为电动机和发电机运行，且在本文中不对
这些因素进行讨论。
第一和第二操作模式指的是变速器功能由一个离合器(即离合器Cl 62或C2 70 )以及由电机56和72的受控速度和转矩控制的情况，所述 操作模式可以被称为无级变速的变速器模式。下面说明了某些操作范 围，其中通过应用附加的离合器而实现了固定的齿轮比。该附加的离 合器可以是离合器C3 73或C4 75,如上面在表中所示。当应用附加的 离合器时，实现了变速器输入-输出速度的固定比率(即，N,/N。)操作。 电机MG-A 56和MG-A 72的旋转取决于由离合器咬合所限定机构的内部 旋转，并与在轴12处测得的输入速度成比例。响应于由UI 13捕获的操作者的动作，监督的HCP控制模块5和一 个或多个其它控制模块确定将在轴64处执行的操作者转矩请求T。，。 最终的车辆加速度受到其它因素影响，包括例如道路载荷、道路坡度 (road grade)和车辆质量(vehicle mass)。基于动力系的各种工作 特性，为示范性变速器确定操作模式。这包括操作者对转矩的需求，该 需求通常是如前面所述通过输入传递到UI 13。此外，使对输出转矩的 需求基于外部条件，包括例如道路坡度、道路表面状况或风力载荷。可 以使操作模式基于由控制模块命令引起的动力系转矩需求,以在电能产 生模式或在转矩产生模式中操作电机。可以通过最优化算法或例程确定 操作模式，所述最优化算法或例程可操作以基于操作者对功率、电池荷 电状态和发动机14以及MG-A 56与MG-B 72的能量效率的需求而确定 最优系统效率。控制系统基于所执行的最优化例程的结果来管理来自发 动机14以及MG-A 56和MG-B 72的转矩输入，且进行系统最优化以对 系统效率进行最优化来改进燃料经济性并管理电池充电。此外，可以基 于部件或系统内的故障而确定操作。HCP 5监控转矩产生装置的参数状 态，并确定达到所需的转矩输出所需要的变速器输出，如下文所述。在 HCP5的指导下，变速器IO在从慢到快的输出速度范围上运行，以便满 足操作者需求。
示范性发动机14包括多汽缸内燃机，其选择性地操作在若干状态下 以将转矩经由轴12传输到变速器，且可以是火花点火发动机或是压缩
点火发动机。示范性的发动机状态包括正常发动机操作('AU-CYL，)、 具有停用汽缸的发动枳4喿作('DEACT，)、发动^L燃^H刀断('FC0，)、和 停用汽缸的发动机燃料切断('FCO —DEACT，)。在正常发动机操作中，所 有的发动机汽缸被供给燃料并燃烧。在汽缸停用状态下，通常半数的汽 缸(例如V形配置的发动机的一排)被停用。通常通过停止到其的燃料 传输，并选择性地使排气阀保持敞开，而使一排汽缸停用以减少发动机 泵送损耗。在发动机燃料切断状态下，到所有汽缸的燃料传输都被停止。 在汽缸停用的发动机燃料切断状态下，到所有汽缸的燃料传输被停止， 且一排汽缸被停用以减少泵送损耗。
现参考图3到7，参考图1和2中说明的示范性动力系统，对控制 混合动力系的操作进行了更详细的描述。参考图3,这里描述的方法和 系统包括战略控制最优化的方面，其中基于操作者转矩请求T。爿、输入速度N,和输出速度N。，确定来自MG-A和MG-B的转矩输出。战略控制最 优化包括战略控制110、 换档^九行(shift execution)和控制120、 电动机转矩确定140以及策略控制130。策略控制130的输出包括输入 到ECM 23的所命令的或请求的发动机输入转矩T,，、和所需的发动机状 态Engine_StateMS。 ECM 23确定和输出发动冲几输入转矩的参数^f直，用 于输入到电动机转矩确定块(块140)。示范性动力系的战略最优化和 控制的总体体系结构的其他方面在共同未决的美国专利申请序列号 11/561， 140 (代理人案号GP-308478-PTH-CD)中进行了描迷，且不需要 在本文中加以说明，所述专利申请在此引入以供参考。
现在参考图4，策略控制方法包括监控变速器的输出，通常为N。。 优选地在每25毫秒循环期间，执行策略控制130以确定从内燃机命令 的(或所需的)发动机输入转矩T,，，和所需的发动机状态 Engine一State面它们每个均输出到ECM 23用于在那里执行。到策略控 制130的关键输入优选地包括变速器输出速度N。、发动机输入速度N,、 当前发动才几状态('Engine —State，)和来自ECM 23的发动机状态可容许性 ('Eng —State—Allow')、操作者转矩请求T。厕、和如前面在块120中确定 的变速器的当前实际操作范围状态('Op—Range，)。从内燃机所需或所命 令的发动机输入转矩T』。传递到ECM 23用于在其中执行。前述的到策 略控制130的输入被输入到策略管理器220,其生成到策略系统约束块 240和到策略最优化块260的输出。策略系统约束240的输出也被输入 到策略最优化260。策略最优化260的输出被输入到发动机状态稳定和 仲裁(arbitration) 280,发动才几状态稳定和仲裁280的输出包括发动 才几输入转矩命令TV，、和所需的发动才几状态Engine —StateDBS。
现在参考图5,到策略管理器220的输入包括到UI 13的原始操 作者输入，例如到加速器踏板和刹车踏板的操作者输入。传递成本结构 信息，该成本结构信息包括与在特定操作条件下操作发动机相关联的成 本，其按下文所述进行计算。到策略管理器220的原始策略输入包括N,、 N。、和操作者转矩请求T。，、发动机状态可容许性、对来自ESD74的功 率输出的限制(即P"，和P,")以及变速器操作范围状态("Op —range") 的当前实际参数数据。策略管理器220的输出包括到策略最优化块260 的成本结构输入、和用于输入到系统约束块240和策略最优化块260两者的关于操作范围状态("Op—range") 、 N、N。、和操作者转矩请求T。， 的当前实际参数数据的策略输入。
现在参考附图6和7， Op-range、 N'、 N。、和T。，以及电池功率约束 P 和P^，的实际参数数据被输入到转矩约束(块2 30 )以确定对系统 的输出转矩T。的约束。转矩约束部分230确定用于基于输入在每个发动 机状态内运行的最大和最小发动机输入转矩。用于操作状态的发动机输 入转矩被称为正常状态OV亂瓜息，TVMAX-m—m);汽缸停用状态(T-亂隱t， T,—亂匿t);发动机燃料切断状态(T,，)；和发动机燃料切断及汽缸停用状 态(T^。-,t)。该信息被传递到策略系统约束240,以及传递到策略最优 化260。策略系统约束240也接收Op —range、 N,、 N。、和T。，以及电池功 率约束P"T，和PMT，的实际参数数据作为输入。策略系统约束(块240 ) 使用该输入确定用于每个发动机操作状况的最大和最小发动机输入转 矩值。
各种发动机输入转矩参数或范围与来自块220的T。，和成本结构输 入一起被输出到策略最优化260,所述参数或范围图示为沿着线242、 244、 246、 248输出到策略最优化260。在策略最优化260中，基于输
入确定最优操作点以及用于在每个操作状态下操作发动机的相关成本， 所述输入包括正常操作OV亂瓜—m， m);汽缸停用状态(T,撒隨，
。对于发动机燃料切断状态(T,，)和发动机燃料切断-汽缸停用 状态(T,，-,),基于通常来自ECM的发动机输入转矩、操作者转矩请求 和成本结构输入评估系统操作成本。因而，来自242的输入被输入到正 常发动机状态最优化块262,来自244的输入被输入到停用汽缸发动机 状态最优化块264,来自246的输入被输入到发动机燃料切断评估块 266,以及来自248的输入被输入到发动机燃料切断及停用评估块268。 最优操作点优选地包括在每个发动机状态的转矩值范围内可得到的 花费最小操作成本的操作点，该最小操作成本在部分260中确定，并参 考附图8A到8D示出。最优化部分260的输出被输入到发动机状态稳定 和仲裁部分280。在发动机状态稳定和仲裁部分280中，基于计算出的 成本和涉及发动机、动力系和车辆耐久性及稳定性的其它因素，将从策 略最优化260输入的其中一个发动机状态选择为优选的发动机状态。在 发动机稳定和仲裁(块280 )中，确定最优操作点T,，、和操作状态(Engine-StateMS),且随后在即将来临的循环内执行。通常，所选定的 发动机状态是最小成本操作状态。
现在参考图8A、 8B、 SC和8D,现描述为每个发动机状态确定花费 最小操作成本的可得到的最优操作点。参考图8A,用于正常发动机操作 的到变速器的可允许发动机输入转矩值的范围被从部分242输入到块 262的部分360,该范围包括最小发动机输入转矩L，un、和最大发动 机输入转矩T\iAU-m。块3"包括一维搜索引擎("1D搜索引擎，，)， 其迭代地生成发动机输入转矩的参数值，即在可允许发动机输入转矩范 围内的[T山，用于在迭代循环366中执行。下标"j"表示特定的迭代， 并且其值在从1到n的范围中。迭代数量n,可以通过许多方法中的任 一种生成，要么是在搜索引擎内部生成、要么作为全部方法的一部分。
i于所使用的特定发动机的操作特性 其S限与燃烧稳定'2和、燃料切断有关。
发动机输入转矩的参数值[T,]j被输入到系统方程362。该系统方程 包括一维最优化方程，根据其确定电动机转矩T,的最优参数值。当变速 器在各固定档位操作模式之一下运行时，电动机转矩Ta的参数值是基于 所确定的电动机转矩T,的最优参数值而确定的。电动机转矩7\和L以及 发动机转矩T,被输入到成本函数364,所述成本函数364计算用于操作 示范性动力系以实现特定的参数发动机输入转矩的成本(P,) j。根据搜 索引擎360的细节，在搜索引擎360中返回和捕获、或分析每次迭代确
定的成本。搜索引擎360迭代地计算成本(Pe。sT)j的参数值，并识别优选 成本。该优选的成本和发动机输入转矩[Tu"u， Pc。J,的相应值被输出
到块280。
一维搜索引擎360包括作为控制模块之一内的算法而执行的若干已 知方法中的任一种，所述算法操作以在可允许值的范围内生成T,的参数 值，将参数值[T山输出到迭代循环366以确定相关成本(P。。st) j、并在 搜索引擎360中评估结果即[T,, PMST]j。通过将来自每次迭代的结果与先 前确定的结果相比较，搜索引擎确定优选结果，即[T'.P。J,。当优选 结果包括相关成本的最小值时，发动机360选择并捕获以及存储该结果 和先前确定结果的较小值。当搜索引擎已在L的参数值的范围内执行了
15搜索时，最终捕获的结果包括优选结果[T,. P皿],，其随后输出到块280。 举例来说， 一种这样的搜索引擎在可允许发动机输入转矩T』,到T,，的 整个范围内迭代地生成输入。举例来说，另一搜索引擎包括试探式 (heuristic)采样搜索过程，其中基于先前确定的T,和P。。st的参数值 确定用于输入到系统方程(块362 )的T,的参数值。该一维搜索方法涉 及最优化问题，其查找低于当前点处的值的目标函数的值，即成本方程 的输出。不考虑所利用的搜索引擎，其作为算法驻留在其中一个控制模 块中用于在车辆的正进行的运行期间执行。
参考图8B，类似于图8A,用于汽缸停用操作的到变速器的可允许发 动机输入转矩值的范围被从部分244输入到块264的部分360,所迷范 围包括最小发动机输入转矩T,，，。T、和最大发动机输入转矩T,，，T。块 360也包括一维搜索引擎("1D搜索引擎，，)，其迭代地生成发动机输 入转矩的参数值，即在可允许发动机输入转矩的范围内的[T山，用于在 迭代循环366内执行。发动机输入转矩的参数值[T山被输入到系统方程 362,系统方程362包括一维最优化方程，当变速器在其中一个固定档 位操作模式下运行时，根据所述一维最优化方程确定电动机转矩T,和TB 的参数值。L和L以及发动机输入转矩T,被输入到计算成本(P固)j的成 本函数364。搜索引擎360迭代地计算成本(P瞎)j的参数值，并识别优
小成本。该优选的成本和发动机输入转矩[Tn P,],的相应值被输出 到块280。
现在参考图8C，用于发动机燃料切断的发动机输入转矩T,，从部分 246输入并在块266中评估。发动机输入转矩的参数值T,，被输入到系 统方程362，系统方程362包括一维最优化方程，当变速器在其中一个 固定档位操作模式下运行时，根据所述一维最优化方程确定电动机转矩 L和Tb的参数但。L和L以及发动机输入转矩T，被输入到计算成本 P,的成本函数364。该优选的成本和发动机输入转矩[T^。， P,]，的相 应值被输出到块280。
现在参考图8D，用于发动机燃料切断-汽缸停用操作的发动机输入 转矩L，.，从部分248输入和在块268中评估。发动机输入转矩的参数 值T^。被输入到系统方程362,系统方程362包括一维最优化方程，当 变速器在其中一个固定档位操作模式下运行时，根据所述一维最优化方
16程确定电动^L转矩L和T,的参数值。1\和T,以及发动机输入转矩T,-F -。,ACT 被输入到计算成本P,的成本函数364。该优选的成本和发动机输入转 矩[TV亂隨，P,]，的相应值被输出到块280。
现在参考图9，对发动机状态仲裁(块280 )加以说明，发动机状态 仲裁的结果包括确定所需的发动机状态、和所需或命令的发动机输入转 矩。在本发明中，为各发动机状态确定可输送到变速器14的输入转矩， 所述发动机状态选择性地被分成给发动机供给燃料的操作，即正常发动 机状态和汽缸停用状态，以及发动机燃料切断操作，即发动机燃料切断 状态和发动机燃料切断汽缸停用状态。确定用于在发动机各状态中操作 发动机和混合变速器以基本上满足操作者转矩请求的成本，如参考图8 所说明的。
到发动机状态仲裁的输入包括可容许的发动机状态，和来自块260 的最优化和评估的成本，所述成本包括来自262的P。。ST (ALL-CYL)、来自 264的P匿(DEACT)、来自266的P喊(FCO)和来自268的PC。ST (FC0-DEACT)。 当前的实际发动机状态通过块270评估，块270评估并评价与输入到块 280的发动机状态的每个变化相关联的成本。基于来自块270的输出， 补偿(Offset )成本PC0ST (ALL-CYL) 、 PC。ST (DEACT) 、 PC。ST (FCO)、和P匿(FC0-DEACT) 中的每种成本，且评估可容许的状态以识别使得成本最小化的用于操作 动力系统的发动机输入转矩(U和所需的发动机状态
(Engine_State。BS)。
在该评估中，成本P咖(ALL-CYL)和Pt。ST(DEACT)净皮比较以识别给发动 机供给燃料的优选操作。类似地，成本P眼(FC0)和P匿(FC0 —DEACT)被比 较以识别发动机燃料切断的优选操作。比较优选的给发动机供给燃料的 操作与优选的发动机燃料切断操作，以基于成本确定优选的操作。控制
切断的操作之一。
应理解在本发明范围内的修改是可允许的。已经具体参考实施例和 对其的修改描述了本发明。在阅读和理解本说明书时，其他人可以想到 进一步的修改和变更。在这些修改和变更落入本发明的范围的前提下， 旨在包括所有这些修改和变更。
权利要求
1. 用于操作适于传输转矩到混合变速器的内燃机的方法，该方法包括为多个发动机状态确定可传输到混合变速器的发动机输入转矩，该发动机状态包括被供给燃料的发动机操作和发动机燃料切断操作；确定用于在发动机各状态下操作发动机和混合变速器以基本上满足操作者转矩请求的成本；以及基于该成本，控制发动机状态为供给燃料的发动机操作和发动机燃料切断操作之一。
2. 根据权利要求1所述的方法，还包括为正常发动机状态和发动机燃料切断状态确定可传输到混合变速器的发动机输入转矩。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中确定用于在发动机各状态下 操作发动机和混合变速器以基本上满足操作者转矩请求的成本包括为 正常发动机状态和发动机燃料切断状态的每一个确定最小动力系统操 作成本及相关联的发动机输入转矩，从而以最小动力系统操作成本下基 本上满足操作者转矩请求。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中为正常发动机状态确定最小的一范围上;丸行一维搜索。、_ 1、 一 '
5. 根据权利要求4所述的方法，其中该一维搜索包括在发动机转 矩的该范围上迭代地选择发动机输入转矩的参数值，且为迭代选择的发 动机输入转矩的参数值的每一个执行系统方程和成本函数。
6. 根据权利要求3所述的方法，包括为发动才/L燃料切断发动机输 入转矩执行系统方程和成本函数以确定动力系统操作成本。
7. 根据权利要求3所述的方法，还包括基于优选的成本控制发动 机状态为正常状态和发动机燃料切断状态之一 。
8. 根据权利要求1所述的方法，还包括为汽缸停用状态和汽缸停
9. 根据权利要求8所述的方法，其中确定用于在发动机各状态下 操作发动机和混合变速器以基本上满足操作者转矩请求的成本包括为动力系统操作成本及相关联的发动机输入转矩，从而以最小动力系统操作成本基本上满足操作者转矩请求。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中为汽缸停用发动机操作确定:矩的一范围:执行一维搜索。、一 ' — '
11. 根据权利要求10所迷的方法，其中该一维搜索包括在发动机 转矩的该范围上迭代地选择发动机输入转矩的参数值，且为迭代选择的 发动机输入转矩的参数值的每一个执行系统方程和成本函数。
12. 根据权利要求9所述的方法，包括为汽缸停用及燃料切断发动 机输入转矩执行系统方程和成本函数以确定动力系统操作成本。
13. 根据权利要求9所述的方法，还包括基于优选的成本控制发动
14. 、根据权利要求1所述的方法，其中^于操作者转矩请求、发动 机操作状况和发动机操作约束，可为每个发动机状态确定可传输到混合 变速器的发动机输入转矩。
15. 根据权利要求1所述的方法，还包括'.基于混合变速器的当前 操作范围为多个发动机状态中的每一个确定可传输到混合变速器的发 动机输入转矩。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中混合变速器的当前操作范 围包括多个固定档位模式和两个无级变速模式中的一个。
17. 用于操作混合动力系的方法，该混合动力系包括内燃机、能量 存储系统、电机和机电变速器，所述能量存储系统和电机电可操作地耦 合用于它们之间的功率流；且发动机、电机和机电变速器机械可操作地 耦合以在它们之间传输功率，从而将转矩传输到输出，该方法包括确定可容许的发动机状态和操作者转矩请求；足操作者转矩请求的成本；和基于该成本，控制发动机状态为给发动机供给燃料的操作和发动机 燃料切断操作之一。
18.根据权利要求17的方法，其中基于到变速器的发动机输入速 度、变速器输出速度、变速器的当前操作范围状态、操作者转矩请求、和来自可操作地连接到电机的电存储装置的可用功率，为每个发动机状 态确定发动机输入转矩。
19.根据权利要求17所述的方法，其中确定用于在发动机各状态 中操作发动机和机电变速器以基本上满足操作者转矩请求的成本包括 为给发动机供给燃料的操作和发动机燃料切断操作的每一个确定最小 动力系统操作成本及相关联的发动机输入转矩，从而以最小动力系统操作成本基本上满足操作者转矩请求。
20.根据权利要求19所述的方法，其中确定最小动力系统操作成 本和相关联的发动机输入转矩包括执行一维搜索，由此在发动机输入 转矩的范围上迭代选择发动机输入转矩的参数值，且为迭代选择的发动 机输入转矩的参数值的每一个执行系统方程和成本函数。
全文摘要
本发明涉及最优化发动机燃料切断选择及输入转矩的方法。提供了一种用于操作适于传输转矩到混合变速器的内燃机的方法和物件。该方法包括为多个发动机状态确定可传输到混合变速器的发动机输入转矩，该发动机状态包括被供给燃料的发动机操作和发动机燃料切断的操作。确定用于在发动机各状态中操作发动机和混合变速器以基本上满足操作者转矩请求的成本。基于该成本，控制发动机状态为被供给燃料的发动机操作和发动机燃料切断的操作之一。
文档编号B60W10/04GK101429898SQ20081021386
公开日2009年5月13日 申请日期2008年9月11日 优先权日2007年9月11日
发明者A·H·希普 申请人:通用汽车环球科技运作公司