引言
本公开涉及用于各种配置的混合电动动力系的动力共享架构和控制策略。混合电动动力系使用多个不同的扭矩源来产生驱动扭矩并将驱动扭矩传递到联接负载。例如,内燃发动机和电牵引马达可以向行星变速器提供输入扭矩,其中变速器的输出构件联接到从动负载。可以实时分配发动机扭矩和马达扭矩以满足操作者请求的或自主请求的输出扭矩水平。混合电动动力系还可以包括空调压缩机和经由直流电压总线上的主推进电池组供电的各种其他高压配件。相对于仅依赖于化石燃料的燃烧的推进系统,混合电动动力系可以改善燃料经济性和输出扭矩响应。
技术实现要素:
本文公开了混合电动动力系系统和相关的动力共享控制策略。在各种实施例中,动力系系统包括驱动轴,该驱动轴联接到从动负载,例如机动车辆的成组的车轮,其中经由行星齿轮变速器进行联接。动力系系统还包括初级和次级电机、电机供电的机械配件(“电动配件”)、至少一个离合器和控制器。初级电机向动力系系统的传动系提供马达扭矩用于为从系统的传动系提供发动机扭矩用于为从动负载动负载供电。作为其在所公开的动力系系统中的核心功能,次级电机以足以为电动配件供电的水平提供配件/次级马达扭矩。动力系系统还可以包括内燃发动机,其单独地或与初级电机结合、向变速器提供输入扭矩。因此,“主要”和“初级”仅指提供传动系扭矩,而术语“次级”指的是在需要时选择性地提供补充传动系扭矩,直到达到满足电动配件的扭矩要求之后可用的水平。
如下面进一步详细描述的,控制器通过选择性地将次级电机连接到传动系以选择性地实施上述动力共享策略,以便增加输入扭矩。因此,将到变速器的输入扭矩实时确定作为(1)可用时的发动机扭矩,和(2)初级和次级马达扭矩,(3)所需的配件扭矩或配件负载量的函数。经由标代价函数确定从发动机和电机到传动系的扭矩的实时分配。代价函数的目标可以由操作员选择或预编程。例如,目标可以是燃料经济性的最大化,或者目标可以是电池电力或寿命的延长。根据整个系统运行状态,每台电机可以输出正、负或零马达扭矩。
根据示例性实施例的混合电动动力系系统包括变速器、内燃发动机、电动配件、初级和次级电机以及控制器。变速器包括输入构件和输出构件,其中后者连接到负载,例如驱动轮。电动配件响应于配件扭矩需求经由次级马达扭矩供电。发动机和初级电机连接到输入构件并且单独或组合地配置,以向输入构件提供输入驱动扭矩。次级电机连接到电动配件并经由次级马达扭矩满足配件扭矩需求。第一离合器在关闭时连接次级电机和输入构件。
响应于输出扭矩请求,控制器被配置为使用目标代价函数来执行动力共享策略。代价函数将发动机扭矩、初级马达扭矩和次级马达扭矩的相应贡献分配给输入构件以满足输出扭矩请求,并且同时经由次级电机满足配件扭矩需求。
电动配件可以体现为空调压缩机。
当第一离合器关闭时,第一环形驱动构件可用于经由第一离合器将次级电机连接到输入构件。初级电机可以经由这样的第一环形驱动构件连续地连接到输入构件。
第二离合器可设置在发动机和输入构件之间。
在这种实施例中的第二环形驱动构件连续地连接到初级电机并且经由第二离合器选择性地连接到内燃机。第三离合器选择性地将第一环形驱动构件和次级电机连接到发动机。当处于关闭状态时,第二环形驱动构件和第二离合器可用于将发动机连接到第一环形驱动构件。
控制器可以经由离合器控制信号打开第一离合器,并且响应于内燃发动机处于关闭状态,经由次级电机为电动配件供电。
目标代价函数可以是关于发动机扭矩、初级马达扭矩和次级马达扭矩的三级优化搜索。
在一些实施例中,控制器被配置为将次级马达扭矩的可用量导出为次级电机的最大扭矩容量与配件扭矩需求之间的差值,并且当次级马达扭矩的可用量超过阈值时,该控制器命令第一离合器关闭。
控制器可以可选地接收目标代价函数的请求目标,并且使用所请求的目标分配发动机扭矩、初级马达扭矩和次级马达扭矩的相应贡献,例如,最小化混合电动动力系系统的总需求电力。
本文还公开了一种与上述混合电动动力系系统一起使用的动力共享方法。该方法可以包括经由次级电机以足以满足电动配件的配件扭矩需求的水平向电动配件提供次级马达扭矩,并且经由控制器接收输出扭矩请求。
该实施例中的方法还包括:响应于动力共享模式信号,经由控制器关闭第一离合器,从而将次级电机连接到变速器的输入构件,并且经由控制器使用目标代价函数、来自发动机、初级电机和次级电机的相应的扭矩贡献进行分配,以在满足配件扭矩需求的同时满足输出扭矩请求。
以上发明内容并不旨在表示本公开的每个可能的实施例或每个方面。相反,前述发明内容旨在举例说明本文公开的一些新颖方面和特征。当结合附图和所附权利要求从以下对代表性实施例和用于实现本公开的模式的详细描述中,本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将是显而易见的。
附图说明
图1是具有混合电动动力系系统的示例性机动车辆的示意图,该混合电动动力系系统提供如本文所述的动力共享控制策略。
图2是图1中示出的示例性动力系系统的初级和次级电机的动力曲线图,其中纵轴表示电机动力,而水平轴表示电机速度。
图3a和3b是示例性动力共享架构的示意图。
图4是图3a和3b中所示的混合电动动力系系统的替代实施例的示意图。
图4a和4b是图4的动力共享架构的替代配置的示意图。
图5是根据示例性双带实施例的动力共享架构的示意图。
图6是描述与本公开的各种动力系统一起使用的动力共享方法的流程图。
图7是描述可用作图6的方法的一部分的优化子例程的流程图。
本公开易于进行修改和替代,其中代表性实施例在附图中以示例的方式示出并在下面详细描述。本公开的发明方面不限于所公开的特定形式。而是,本公开旨在覆盖落入由所附权利要求限定的本公开的范围内的修改、等同物、组合和替代。
具体实施方式
参考附图,其中相同的附图标记表示相同的部件,图1描绘了示例性混合电动动力系系统10,其具有内燃发动机(“eng”)12、变速器(“trans”)14和控制器(c)50。主/初级电机(mgu-a)20与发动机12一起连接到变速器14的输入侧,例如图4的输入构件133,其中在如下所述的图3a-5图4中示出了各种替代布置。次级电机22(mgu-b)也包括在动力系系统10中,具有下面描述的次级电机22的配件驱动功能。
控制器50被配置为响应于输出扭矩请求选择性地实施动力共享策略,该策略体现为计算机可执行方法100。控制器50使用目标代价函数来这样做,该目标代价函数使得控制器50能够确定并分配初级电机20、次级电机22和发动机12的相应扭矩贡献作为到变速器14的输入扭矩。作为方法100的一部分,控制器50可以接收目标代价函数的请求目标,例如,最大化动力流出、最大化电池寿命或燃料经济性等,并选择满足所述目标的分配。例如,利用三个示例性扭矩源,控制器50可以使用对发动机扭矩、初级马达扭矩和次级马达扭矩的三级优化搜索。
控制器50可以体现为一个或多个数字计算机、包括处理器(p),例如微处理器或中央处理单元,以及只读存储器、随机存取存储器形式的存储器(m)、电可编程只读存储器等。控制器50还可以包括高速时钟、模拟-数字和数字-模拟电路、输入/输出电路和设备,以及适当的信号调节和缓冲电路。
混合电动动力系系统10可以用作如图所示的机动车辆15的一部分,例如,具有成组的连接到变速器14、围绕轴11旋转从而用作从动负载的输出侧上的驱动轴18的驱动轮16的机动车辆。在除了图示的机动车辆15之外的实施例中,从动负载可以采用船舶或飞机的螺旋桨轴组件、火车或其他轨道车辆的法兰轮等的形式,并且因此示例性机动车辆图15旨在是说明性的而非限制性的。本文考虑的每个驱动轮16或其他从动负载经由来自初级电机20和/或发动机12的马达扭矩供电,有时由控制器50根据方法100确定的方式通过来自次级电机22的马达扭矩辅助或增强这种扭矩组合。
次级电机22连接到并因此驱动辅助部件(电动配件)24,例如空调压缩机。这里,“电动配件”中使用的前缀“e”指的是由电动机驱动的机械装置。离合器25(比如机械摩擦片离合器、电磁离合器或旋转单向离合器)可以设置在次级电机22和变速器14的输入侧之间,并且可以如下所述进行关闭以选择性地连接次级电机22到车辆15的传动系。在相对动力能力方面,初级电机20可输出由次级电机22输出的动力量的至少3-4倍,其中初级电机20的示例性动力输出水平为约15kw或更高,而次级电机22约为5kw或更高。通过控制器50实时管理进出相应的初级和次级电机20和22的动力流,其中控制器50接收调节动力系系统10的操作的输入信号(cci),并且响应于这样的输入信号(cci),产生成组的控制信号(cco)。
尽管在图1中为了说明简单被省略,初级电机和次级电机20、22经由具有专用锂离子电池单元的电池组(未示出)或另一种合适的化学电池的电池单元供电。当相应的初级和次级电机20和22被具体化为多相电机时,这种电池组经由动力逆变器模块连接,该动力逆变器模块将来自电池组的dc电压和连接的dc电压总线反转为适合于分别激励电机20和22的各个相绕组的多相电压。
在图1的示例性混合电动动力系系统系统10中,如图1所示,可以在发动机12处于关闭/未供给燃料状态的情况下实现一些操作模式。由于发动机12没有供给燃料,因此来自发动机12的发动机扭矩不可用作变速器14的输入扭矩。在这种操作模式期间,次级电机22可用于为电动配件24供电。另外,为了在减少封装空间和尾管排放方面提高效率,控制器50还可以经由执行方法100实施当前的动力共享策略,以例如经由离合器25的操作选择性地将次级电机22连接到传动系,从而允许来自次级电机22的次级马达扭矩选择性地增加来自发动机12和/或初级电机20的变速器14的输入扭矩。当与来自发动机12和/或初级电机20的扭矩组合使用时,该动作可以改善瞬态扭矩响应或扭矩质量。
作为本方法100的一部分,电动配件24可以经由关闭离合器25选择性地联接到传动系。动力系系统10中的离合器25的相对位置可以随动力系系统10的特定结构而变化。电动配件24保持可独立控制,因此当车辆10静止时或者电动配件24的操作另外需要这种操作时自由操作。另外,次级电机22的两次使用能够用于推进车辆15并用于驱动电动配件24,这反过来又提高了燃料经济性而没有额外的重量、封装空间和复杂性,并且还不需要初级电机20与传动系解耦。
图2示出了成组的示例性动力曲线30,其描绘了当前动力共享策略在马达转角速度方面的潜在益处,即,给定马达达到其峰值动力的扭矩速度操作点。使用本方法100,可以为次级电机22提供与初级电机20的转角速度不同的转角速度,其中初级电机20具有由迹线32指示的相应的动力曲线。迹线39是次级电机22的动力曲线,该电机22的转角速度与迹线32的转角速度一致。迹线36是作为相同转角速度操作的初级和次级电机20和22的合成动力曲线,即通过将迹线32和33的大小相加得到的合成曲线。区域37描绘了一个区域,在该区域中,尽管在给定区域37的急剧轨迹的情况下在有限的速度范围内,然而使用次级电机22可以优化到传动系的扭矩传递。
当配置有不同的转角速度和重合的动力曲线时,如迹线34所示,并且独立地控制次级电机22,将次级电机22选择性地连接到传动系,从而产生具有区域137的合成迹线35。当区域137与区域37的重合的转角速度相比时具有延伸/更平坦的轮廓。区域137的平稳轮廓的性能影响是使用当前的动力共享策略存在更大的机会,用于定制组合的初级和次级电机20和22的动力曲线,以更好地优化更宽的速度范围下的扭矩传递。
图3a和3b示出了用于实施本发明的动力共享策略的示意性布局,其中图3a和3b是示意性的而不是按比例的。初级电机20的转子20r经由皮带轮28直接连接到驱动带40或其他环形驱动构件。如本文所用,“环形驱动构件”是指与皮带轮28驱动接合的带、链或其他材料的连续环。在图3a中,当离合器25关闭时,驱动带40经由离合器25将次级电机22连接到变速器14的输入构件,例如输入构件33。单独地,所示实施例中的次级电机22直接且连续地连接到电动配件24。离合器25被描绘为处于打开状态,使得次级电机22能够在不经由驱动带40向传动系传递补充扭矩的情况下为电动配件24供电。在这样的实施例中,初级电机20经由驱动带40连续地连接到输入构件33。
如图3b中最佳所示,变速器输入构件33随输入扭矩(箭头ti)旋转,其中输入扭矩(箭头ti)的组成可能包括来自初级电机20的发动机扭矩、来自发动机12的马达扭矩,或来自两者的发动机扭矩。当图3a的离合器25根据图1的控制器50的命令关闭时,来自次级电机22的马达扭矩经由旋转构件22r通过离合器25传递到另一个皮带轮29。因此,离合器25处于关闭状态的输入扭矩(箭头ti)可以是分别来自发动机12和初级和次级电机20和22的可用扭矩的最佳组合,并且如下参照图6和图7所述作为该方法100的一部分执行优化。其他实施例可以包括使初级和次级电机20和22在具有离合转子的单个壳体中成为一体,如本领域普通技术人员将理解的。
替代的混合电动动力系系统10a在图4、4a和4b中示出。这些实施例中的初级电机20可以经由皮带轮28连续地连接到位于发动机12的相对端的另一个驱动带140,如图4所示,以例如实施前轮驱动变化。箭头f表示具有这种动力系系统10a的车辆(未示出)的前向方向。在其他实施例中,各种布置也可以布置为后轮驱动配置。初级电机20经由转子20r和皮带轮28连续地连接到驱动带140。在该实施例中,齿轮组17(图4)可用于将驱动带140联接到变速器14的输入构件133,其中传动系具有沿着共同的传动系19的发动机12、输入构件133和变速器14的直线定向。可以打开另一个离合器225以根据需要将发动机12与传动系19断开,其中离合器225设置在发动机12和输入构件133之间。连续地连接到初级电机20的驱动带140经由离合器225选择性地连接到发动机12。
在发动机12的相对端,电动配件24经由皮带轮31联接到驱动带40,并且当离合器25关闭时经由来自次级电机22的扭矩供电,其中次级电机22经由皮带轮29连接到驱动带40。当发动机12为图4的实施例中的曲轴皮带轮23供电时,电动配件24也可以由发动机12供电。另一个离合器125可选择性地将驱动带40和次级电机22连接到发动机12,以在某些操作模式下将发动机12与皮带轮23和驱动带40连接或断开。
图4a和4b描绘了略有变化的图1的混合动力系系统10a的实施例。为简单起见,图4a省略了发动机12,并且示出了将电动配件24连接到驱动带40的离合器25,与图4中的次级电机22相反。如图4b所示,图1的发动机12和初级电机20可以组合以将输入扭矩(箭头ti)传递到曲轴皮带轮23。根据需要,电动配件24经由图4a的离合器25的操作而选择性地断开或连接到驱动带40。另一个离合器125(图4)可以与曲轴皮带轮23成为一体,以将发动机12与初级电机20断开。这允许初级电机20在发动机12停止时驱动配件24。
参见图5,可以使用具有驱动带40和140的可选双带布置,其中驱动带140设置在驱动带40的轴向外侧。这里,次级电机22可以经由转子22r和皮带轮28直接且连续地联接到驱动带40,并且经由离合器125选择性地连接到驱动带140。如上所述,电动配件24经由离合器25保持选择性地连接到驱动带40。图1的发动机12在该特定结构中经由曲轴皮带轮23和发动机12的曲轴13连续地连接到驱动带140。
控制器50命令打开离合器125使另一个皮带轮128与次级电机22断开,其中皮带轮128位于皮带轮28的对面。反过来,当发动机12经由驱动带140联接到皮带轮128时,该控制动作还使曲轴13/曲轴皮带轮23与次级电机22断开,从而允许次级电机22在当离合器25被命令关闭/施加时经由皮带轮31驱动电动配件24。例如,每当控制器50检测到发动机12停止并因此不为驱动带140供电时,就可能发生这种动作。在该特定实施例中的离合器25是可选的,当电动配件24不使用时可能用作例如电磁离合机构减小阻力。
图6中示出了本方法100的示例性实施例和所得到的动力共享策略。参考图1的示例性混合电动动力系系统10并且从步骤s102开始,控制器50接收输入信号(cci)并分别确定相应的输入扭矩和速度请求,即tinp和ωinp。然后,方法100进入步骤s106。
与步骤s102并行执行的步骤s104需要确定电动配件24上的配件负载需求(tacc)。当电动配件24是空调压缩机时,步骤s104可以包括处理输入信号(cci)以确定电动配件24的风扇/鼓风机速度、温度设置和/或其他参数,然后例如经由查找表导出配件负载需求(tacc)作为配件负载需求(tacc)。然后,方法100进入步骤s106。
在步骤s106,控制器50计算来自次级电机22的次级扭矩(ts)。可用的次级扭矩(ts)是在次级电机22首次满足配件负载需求(tacc)之后的次级电机22的最大扭矩容量(tmax)的剩余量,即ts=tmax-tacc。当方法100前进到步骤s108时,计算的扭矩值被保存在控制器50的存储器(m)中。
在步骤s108,控制器50将来自步骤s106的可用次级扭矩(ts)与校准的近零扭矩值进行比较,以确定可用的次级扭矩(ts)是否可忽略不计,即,太低而在功能上没用。如果次级扭矩(ts)可忽略不计,则方法100前进到步骤s110。当来自步骤s102的可用次级扭矩(ts)是不可忽略的量时,替代地执行步骤s114,使得来自次级电机22的有用量的马达扭矩可用于执行除为电动配件24供电之外的功能。
图6中描绘的方法100的步骤s110包括将次级电机22(mgu-b)与传动系断开,这可能需要将离合器控制信号传递给离合器25以使离合器25打开。然后,方法100进入步骤s112。
步骤s112可以包括执行第一控制动作(“ca#1”)作为标称混合控制策略。也就是说,在次级电机22断开的情况下,控制器50可以继续使用图1的初级电机20和/或发动机12以为变速器14和传动系提供扭矩,用于推进示例性车辆15。方法100完成,重新开始步骤s102。
在步骤s114,控制器50确定次级电机22是否从传动系连接(“mgu-bconn?”)。如果次级电机22从传动系连接,即,如果离合器25关闭,则控制器50进入步骤s118。如果离合器25保持打开,则替代地执行步骤s116。
在步骤s116,控制器50命令次级电机22旋转,这些命令持续到次级电机22与初级电机20达到同步速度(“mgu-bsync”)。一旦各个初级和次级电机20和22的旋转速度充分同步,控制器50可以在进入步骤s118之前命令离合器25关闭。
步骤s118包括经由控制器50确定发动机12是否关闭/未供给燃料(“e=off?”)。然后,当发动机12开启/运行时,控制器50进入步骤s120,而当发动机12关闭时,控制器50进入步骤s122。
在步骤s120,在发动机12处于开启/运行状态的情况下,控制器50可以执行优化策略(“opt.ts、tm、te”)以找到次级扭矩(ts)、发动机扭矩(te)和用于为传动系供电,即用于在推进图1的车辆15时共同提供必要的推进扭矩的主扭矩(tm)的最佳组合。下面参考图7描述示例性优化策略。控制器50输出优化的轴扭矩(taxle_opt)作为可用于控制器50的基于优化/代价函数的扭矩源的组合,例如以确定用于发动机12以及图1的车辆15(hev)中的初级和次级电机20和22的各个扭矩命令。
在步骤s122,先前在步骤s118确定发动机12关闭的控制器50确定在步骤s102导出的所需输入扭矩总量(tinp)是否小于可用的次级和初级扭矩水平,即f(ts,tm)的预定功能组合。如果是,则控制器50进入步骤s126。当来自步骤s102的所需输入扭矩(tinp)的总量超过组合的可用次级和初级扭矩水平,即ts和tm时,控制器50转而进入步骤s124。
步骤s124包括启动发动机12(“e=strt”)。这里,控制器50可以将信号发送到发动机控制单元(未示出)以开始对发动机12进行加油和点火,这是本领域普通技术人员将容易理解的。然后,方法100进入步骤s128。
步骤s126需要经由控制器50执行优化功能(“opt.ts、tm;te=0”)以找到相应的初级和次级扭矩ts和tm的优化扭矩组合,其中发动机12处于关闭状态(te=0)。由于发动机12关闭,控制器50以图1所示的车辆15的电动车辆(ev)模式输出优化的轴扭矩(taxle_opt)作为基于优化/代价函数的初级和次级电机20和22的各个扭矩指令的组合。
与步骤s108一样,步骤s128包括使用控制器50将在步骤s106确定的可用次级扭矩(ts)与校准的近零扭矩值进行比较,以确定可用次级扭矩(ts)是否可忽略不计。如果次级扭矩(ts)可忽略不计,则方法100前进到步骤s130。当来自步骤s102的可用次级扭矩(ts)是不可忽略的量时,即,当来自次级电机22的有用扭矩量仍然可用于执行除为电动配件24供电之外的功能时,选择地执行步骤s120。
步骤s130包括关于图1的混合电动动力系系统10执行第二控制动作(“ca#2”)1。在该步骤,控制器50可以响应于在步骤s124启动的状态开始起动和启动发动机12,方法100前进到步骤s131。一旦启动,控制器50还可以使用来自初级电机20和发动机12的扭矩,以产生到图1的变速器14的输入扭矩。
在步骤s131,控制器50确定发动机12的起动和启动过程是否完成(“crnk=comp?”)。步骤s130和s132循环重复,直到发动机12启动。然后,方法100进入步骤s120。
图7描述了用于实施图6的步骤s120的可能的子例程s120a以优化来自发动机12和相应的初级和次级电机20和22的扭矩贡献。在逻辑流程中,当前的次级扭矩(ts')的范围从0到可从次级电机22获得的扭矩量,即ts。当前发动机扭矩(te')的范围从te,min到te,max。一旦ts'等于ts,优化方案中的ts'的下一个连续增量将超过ts,这在下面的步骤s144中表示为“大于”比较(>;)。在执行这样的测试之前发生步骤s142的增量。在步骤s146和s148中,相同的逻辑适用于当前和最大发动机扭矩值te'和te,max。
在步骤s118a,如图6的步骤s118所示,控制器50确定发动机12是否关闭(“e=off?”)。当发动机12关闭时,控制器50进入步骤s119,当发动机12运行时,控制器50进入步骤s132。
在步骤s119,控制器50将可能的发动机扭矩的范围,即te,min和te,max设定为零。子例程s120a然后进入步骤s132。
步骤s132包括将最小发动机扭矩设定为等于当前发动机扭矩(te'),如果发动机12在步骤s118a关闭则其可以为零,否则可以为非零值。子例程s120a然后进入步骤s134。
步骤s134需要将来自次级电机22的当前次级扭矩设定为零,然后进入步骤s136。
在步骤s136,控制器50接下来将主扭矩(tm),即,可从初级电机20获得的扭矩计算为tm=tinp-te'-ts',其中tinp是到变速器14的输入扭矩,而te'是当前的发动机扭矩,且ts'是当前的次级扭矩。然后,方法100进入步骤s138。
在步骤s138,控制器50针对扭矩值tm、ts'和te'计算目标代价函数(l)的最大或最小解。目标代价函数(l)的可能标准包括系统损耗,例如电气系统损耗和/或燃料损失,或另一个期望的性能度量,比如最大化来自图1的变速器14的输出扭矩。然后,方法100进入步骤s140。
步骤140可以包括,当l小于校准最小值(lmin)时,将来自次级电机22的最佳次级扭矩(ts_opt)设定为当前次级扭矩(ts')并将来自发动机12的最佳次级扭矩(te_opt)设定为当前发动机扭矩(te')。然后,方法100进入步骤s142。
步骤s142包括递增当前的次级扭矩(ts'=ts'+dts)并前进到步骤s144。例如,如果次级扭矩具有0到200nm的范围,则目标函数(l)可以以20nm的增量运行,其中优化在步骤s136-s144的十个循环中执行。因此,对于这样的示例,“增量”等同于将当前的次级扭矩(ts')增加20nm,然后进行到步骤s144。
步骤s144需要将当前的次级扭矩(ts')与其最大可用值(ts)进行比较。如果ts'超过ts,则方法100前进到步骤s146。否则,方法100重复步骤s136。
步骤s146在类似于步骤s142的步骤中包括递增当前发动机扭矩(te'=te'+dte)并且前进到步骤s148。与步骤s142一样,“递增”意味着将当前发动机扭矩(te')增加预定量,然后进入步骤s148。
在步骤s148,控制器50将当前发动机扭矩(te')与其最大可用值(te)进行比较。如果当前发动机扭矩(te')超过可用的最大值(te),则方法100进行到步骤s150,其中来自步骤s134-s146的优化的优化结果,即te_opt和ts_opt,暂时记录在存储器(m)中。否则,方法100重复步骤s134。
步骤s150可能需要将最优解集输出到步骤s138的目标函数(l)。也就是说,在tm=tinp-te_opt-ts_opt的情况下,控制器50命令次级电机22输出其最佳扭矩(ts_opt)并且还命令发动机12输出其最佳扭矩(te_opt)。
上述策略旨在启用图1的初级电机20,且各种替代实施例处于零速度并且仍然能够使电动配件24由次级电机22独立驱动。这种方法允许电动配件24保持操作而不旋转/去离合下游传动系部件,并且相对于用单个超大型初级电机20驱动电动配件24更有效。如果图1的车辆15正在移动,则可以根据操作需求应用图1的离合器25。当不需要电动配件24时,或者当对电动配件24的需求允许其一些可用扭矩用于辅助推进时,该动作可以在正电力需求期间启用电力辅助功能。在减速期间,再生制动能量可以更有效地传递到电动配件24。如果不需要电动配件24,则可以恢复全再生制动能量以用于正电力使用。
此外,对于如图4所示的p0型配置,在发动机12重新启动期间,次级电机22可控制以帮助起动发动机12如果电动配件24正在运行,比如当被配置为空调压缩机时,例如,通过去离合电动配件或使用其他hvac控制动作可以将电动配件24的需求暂时设置为零。为了最小化噪声、振动和粗糙度效应,当施加离合器25时,来自次级电机22的扭矩可以减小到零,这导致次级电机22的速度由于起动扭矩对发动机12的电阻下降到零。然后使次级扭矩上升以将发动机12起动到用于点火发动机12的期望速度,其中重新施加次级扭矩以以期望的需求驱动电动配件24。
可选地,在快速启动模式中,次级电机22的惯性可以用于通过在施加离合器25时增加次级扭矩(ts)来起动发动机12。在这种情况下,次级电机22的速度下降而实际上没有达到零。在ev操作期间或在航行时,次级电机22可用于以大于发动机12的最小点火速度,但仍然足够低以使电力消耗的速度最小化旋转图4的发动机12。当操作员改变主意时,这对于快速且平稳地重新启动发动机12可能是有利的。
在动力分配操作模式中,控制器50可以基于驾驶员请求的或自主请求的目标来确定初级和次级电机20和22之间的理想动力分配。例如,动力共享可以由相应的初级和次级电机20和22中的每一个的操作扭矩确定,其最小化所需的总电力。在再生模式中,这使再生的绝对值最大化。
当存在时,电动配件24的负载被考虑为上述动力共享优化中的现有负载。或者,如果使用图4的动力系系统10a的车辆以ev模式操作,则可以出于nvh原因应用次级电机22的过剩容量。无论实施例如何,控制器50都导出可用量的次级马达扭矩,作为次级电机22的最大扭矩容量与配件扭矩需求之间的差值,此后命令离合器25在次级马达扭矩的可用量超过阈值时关闭。鉴于本公开,本领域普通技术人员将容易理解方法100的这些和其他伴随的益处。
虽然已经详细描述了一些最佳模式和其他实施例,但是存在用于实践所附权利要求中限定的本教导的各种替代设计和实施例。本领域技术人员将认识到,在不脱离本公开的范围的情况下,可以对所公开的实施例进行修改。此外,本概念明确地包括所描述的元素和特征的组合和子组合。详细描述和附图是对本教导的支持和描述,本教导的范围仅由权利要求限定。