[发明专利]确定用于控制多模式动力系统的极值的方法和设备

说明书

技术领域

本公开涉及采用多个扭矩产生装置的多模式动力系统和与之相关联的动态系统控制。

背景技术

此部分中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息。因此，这样的陈述并非意图构成对现有技术的承认。

动力系统可被构造成将源自多个扭矩产生装置的扭矩通过扭矩传递装置传递至可联接到传动系的输出构件。此类动力系统包括混合动力系统和增程式电动车系统。用于操作此类动力系统的控制系统操作扭矩产生装置并施加在变速器中的扭矩传递元件以响应于操作者命令的输出扭矩请求而传递扭矩，以考虑燃料经济性、排放、驾驶性能和其它因素。示例性扭矩产生装置包括内燃发动机和非燃烧扭矩机。非燃烧扭矩机可包括作为电动机或发电机操作以生成独立于来自内燃发动机的扭矩输入的到变速器的扭矩输入。扭矩机可以将通过车辆传动系传递的车辆动能转化为电能，这种电能可以在所谓的再生操作中储存在电能储存装置中。控制系统监测来自车辆和操作者的各种输入并且提供混合动力系的操作控制，包括：控制变速器操作状态和换档；控制扭矩产生装置；以及调节在电能储存装置和电机之间的电能交换以管理包括扭矩和旋转速度在内的变速器的输出。

采用发动机、扭矩机和变速装置的已知的混合动力系统被构造成具有齿轮组、旋转的连接构件和用于传递扭矩的扭矩传递离合装置。混合动力系统的部件由于机械、电气、热学和材料约束而服从操作极限，即，它们能传送或产生的最大和最小扭矩或加速度。这些约束可表征为出于控制和保护目的可施加在部件上的线性或非线性极限。

发明内容

动力系统包括内燃发动机、具有多个扭矩机的多模式变速器和传动系。一种用于确定用来控制动力系统的操作的目标函数的极值的方法包括建立与目标函数有关且对应于所关注的目标分量的目标分量方程。将多个线性约束和非线性约束施加到目标分量方程。结合多个线性约束和非线性约束求解目标分量方程，以确定目标函数的极值。利用目标函数的极值来控制动力系统的操作。

本发明提供下列技术方案。

1. 一种用于控制动力系统的操作的方法，所述动力系统包括内燃发动机、多模式变速器和多个扭矩机，所述变速器被构造成在所述发动机、所述扭矩机和输出构件之间传递扭矩，所述方法包括：

建立对应于所关注的目标分量的目标分量方程；

将多个线性约束和非线性约束施加到所述目标分量方程；

关于所述多个线性约束和所述非线性约束求解所述目标分量方程以确定所述所关注的目标分量的极值；以及

采用所述极值来控制所述动力系统的操作。

2. 根据技术方案1所述的方法，其中求解所述目标分量方程包括求解根据下列关系的目标分量方程：

Y1 = aX1 + bX2 + cX3 + d

其中，Y1表示所述所关注的目标分量，

a、b、c和d为已知的标量值，并且

X1、X2和X3表示在所述动力系统中的最高优先级和无关约束。

3. 根据技术方案2所述的方法，其中X1和X2表示与所述扭矩机相关联的扭矩约束。

4. 根据技术方案2所述的方法，其中X3表示与所述发动机相关联的约束。

5. 根据技术方案1所述的方法，其中所述所关注的目标分量包括与所述动力系统的元件相关联的扭矩约束和加速度约束中的一个。

6. 根据技术方案1所述的方法，其中所述目标分量方程包括根据下列关系的目标分量方程：

Y1 = aX1 + bX2 + cX3 + d

其中，Y1表示所述所关注的目标分量，

X1和X2表示与所述扭矩机相关联的无关扭矩约束，

X3表示所述发动机的无关扭矩约束，并且

a、b、c、d表示已知的标量值；并且

其中求解所述目标分量方程包括使所述目标分量方程服从多个约束，包括

Y2_min ≤ Y2 = a2*X1 + b2*X2 + c2*X3 + D2≤ Y2_max

Y3_min ≤ Y3 = a3*X1 + b3*X2 + c3*X3 + D3≤ Y3_max

Y4_min ≤ Y4 = a4*X1 + b4*X2 + c4*X3 + D4≤ Y4_max

X1_min ≤ X1 ≤ X1_max

X2_min ≤ X2 ≤ X2_max

X3_min ≤ X3 ≤ X3_max

其中，Y2、Y3和Y4表示相关部件约束，并且