[发明专利]基于动力系MPC的线性化模型

说明书

提供了一种用于优化燃料经济性的推进系统、控制系统和方法，其使用模型预测控制系统来生成多组可能命令值并且基于加权值、多个预测值和多个请求值来确定每一组可能命令值的成本。确定具有最低成本的一组可能命令值。通过减去估计干扰来各自创建线性化车轴转矩请求值和线性化车轴转矩测量值。基于测量的发动机输出转矩与测量的传动比之间的关系的模型来确定干扰。线性化车轴转矩测量值用于计算预测值，其用于确定成本。线性化车轴转矩请求值也用于确定成本。

技术领域

本公开涉及一种用于具有发动机和变速器的机动车辆的推进系统的控制系统和方法，并且更具体地涉及一种使用多变量控制器的控制系统和方法。

背景技术

机动车辆中的推进系统控制通常涉及读取驾驶员和车辆输入，诸如加速器踏板位置、车辆传感器数据以及转矩请求，并且将这些输入传送到发动机控制模块(ECM)和变速器控制模块(TCM)。ECM可以计算从驾驶员和车辆输入请求的驾驶员车轴转矩。然后可以将所请求的驾驶员车轴转矩传送到发动机和ECM。基于期望的驾驶员车轴转矩控制发动机以产生实际车轴转矩。同时，并且通常与计算期望的发动机和车轴转矩的同时，根据期望的车轴转矩和车速来计算期望的速度或齿轮比。然后将期望的变速器齿轮比或CVT滑轮比传送到变速器。基于期望的齿轮比(或CVT滑轮比)来控制变速器以产生实际的齿轮比或滑轮比。实际车轴转矩和实际齿轮比或滑轮比限定了机动车辆的操作条件。

虽然这种推进系统控制的系统对于其预期目的是有用的，但是本领域存在如下改进空间：尤其是在具有无级变速器的推进系统中，提供对车轴转矩的动态控制以平衡驾驶性能、性能和燃料经济性。已经开发了发动机控制系统来控制发动机输出转矩以实现期望的转矩。然而，传统的发动机控制系统可能无法如期望的那样精确地控制发动机输出转矩。因此，已经建立了模型预测控制系统以提供车轴转矩和燃料经济性的更好优化。然而，这些系统不能很好地适用于非线性元件，诸如车轴转矩输出是发动机转矩乘以传动比的函数。

发明内容

提供了一种用于通过使用模型预测控制来控制车辆推进系统中的参数(诸如车辆加速度)同时优化燃料经济性的方法和系统。基于发动机输出转矩与传动比之间的关系的模型来计算干扰。然后从在计算要应用的期望发动机输出转矩和传动比时所请求的车轴转矩和测量的车轴转矩中减去干扰。

在可以与本文公开的其它形式组合或分开的一种形式中，提供了一种用于控制机动车辆的推进系统的方法。该方法包括确定包括第一请求值的多个请求值并且确定包括第一测量值、第二测量值和第三测量值的多个测量值。该方法进一步包括基于第一和第二测量值之间的关系的模型来确定估计干扰。该方法包括从第一请求值中减去估计干扰以建立线性化请求值，并且从第三测量值中减去估计干扰以建立线性化测量值。该方法还包括部分地基于包括线性化测量值的多个测量值来确定多个预测值。该方法包括生成多组可能命令值，并且基于第一预定加权值、第二预定加权值、多个预测值以及包括线性化请求值的多个请求值来确定多组可能命令值中的每一组可能命令值的成本。该方法进一步包括确定多组可能命令值中的哪一组可能命令值具有最低成本，并且选择具有最低成本的该组可能命令值来定义一组选定命令值。

在可以与本文公开的其它形式组合或分开的另一种形式中，提供了一种用于具有变速器和发动机的机动车辆的推进系统的控制系统。控制系统具有许多模块，其包括参考生成器。参考生成器被配置为生成包括第一请求值的多个请求值。线性化模块被配置为基于第一测量值与第二测量值之间的关系的模型来生成估计干扰。控制系统被配置为从第一请求值中减去估计干扰以建立线性化请求值，并且控制系统被配置为从第三测量值中减去干扰以建立线性化测量值。预测模块被配置为部分地基于第一测量值、第二测量值和线性化测量值来生成多个预测值。命令生成器模块被配置为生成多组可能命令值。成本模块被配置为基于第一预定加权值、第二预定加权值、多个预测值以及包括线性化请求值的多个请求值来确定多组可能命令值中的每一组可能命令值的成本。成本模块进一步被配置为确定多组可能命令值中哪一组可能命令值具有最低成本。选择模块被配置为选择具有最低成本的该组可能命令值以定义一组选定命令值。