CN102806907B - 用于控制混合动力系统的转矩输出的方法 - Google Patents

用于控制混合动力系统的转矩输出的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于控制混合动力系统的转矩输出的方法和装置，具体提供了一种用于控制混合动力系统的输出转矩的方法，包括：响应于操作者转矩请求而确定约束输出转矩、以及确定最大和最小输出转矩限值。确定在多个转矩断点的各断点处的约束输出转矩的时间变化率。确定期望输出转矩。将优选输出转矩确定成限制在最大和最小输出转矩限值内的、利用在所述多个转矩断点处的约束输出转矩的时间变化率进行了调节的期望输出转矩。响应于优选输出转矩，而控制混合动力系统的转矩产生器的转矩输出。

Description

用于控制混合动力系统的转矩输出的方法
技术领域
本公开涉及包括电驱动转矩机器的动力系统、以及电功率控制方案。
背景技术
本节中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息。因此，这种陈述并非意图构成对现有技术的承认。
车辆系统包括动力系统，该动力系统提供用于推进的输出转矩。动力系统包括可构造成在各种运行模式下运行以产生转矩并将转矩传递给传动系的增程式电动系统、全电动系统和混合系统。这种动力系统使用转矩产生装置、离合器和变速器。转矩产生装置可包括内燃发动机及电动机/发电机(即电机)。已知的电机与能量存储装置(例如，高电压蓄电池)发生相互作用。已知的高电压蓄电池包括由锂离子电池制成的高电压蓄电池。已知的配置成在车辆中存储电能的能量存储装置包括高电压电池（electrical cell）和超级电容器等。
已知的与监测能量存储装置相关的参数包括：荷电状态、电流、和电压。可用蓄电池功率描述了蓄电池功率限值，该蓄电池功率限值包括在最小与最大容许蓄电池功率水平之间的容许范围。优选地将容许蓄电池功率限值确立在阈值水平，以防止能量存储装置的过量充电或过量放电。超过容许蓄电池功率限值会导致减小能量存储装置使用寿命的损伤。已知的是，对容许蓄电池功率限值的过分限制会导致利用不足，伴随而来的是利用电功率产生的输出转矩下降。在混合动力系统和增程式电动系统中，存在利用内燃发动机所产生输出转矩的相应增加以及相关联的燃料消耗的增加。
已知的混合动力控制系统通过使操作者转矩请求受系统约束来确定命令的输出转矩，所述系统约束包括电动机转矩限值、蓄电池功率限值、和离合器转矩限值。当输出转矩请求违反任何限值时，修改输出转矩以保护硬件。这种操作可能与使燃料消耗最小化或者实现最佳燃料经济性不一致。已知的控制方案通过利用转矩确定控制方案控制输出转矩而优化蓄电池功率并且/或者使燃料消耗最小化，所述转矩确定控制方案确定消耗最佳蓄电池功率的输出转矩。基于蓄电池功率的最佳输出转矩可以不同于操作者转矩请求。当把基于蓄电池功率的最佳输出转矩用作命令的输出转矩时，会对驾驶性能产生负面影响。
发明内容
本发明涉及一种用于控制混合动力系统的输出转矩的方法，该方法包括：响应于操作者转矩请求而确定约束输出转矩、以及确定最大和最小输出转矩限值。确定在多个转矩断点的各断点处的约束输出转矩的时间变化率（time-rate change）。确定期望输出转矩。将优选输出转矩确定成限制在最大和最小输出转矩限值内的、利用在所述多个转矩断点处的约束输出转矩的时间变化率进行了调节的期望输出转矩。响应于优选输出转矩，而控制混合动力系统的转矩产生器的转矩输出。
本发明还涉及以下技术方案。
方案1. 用于控制混合动力系统的输出转矩的方法，包括：
响应于操作者转矩请求而确定约束输出转矩；
确定最大和最小输出转矩限值；
确定在多个转矩断点的各断点处的约束输出转矩的时间变化率；
确定期望输出转矩；
确定优选输出转矩，所述优选输出转矩包括限制在所述最大和最小输出转矩限值内的、利用在所述多个转矩断点处所述约束输出转矩的时间变化率进行了调节的期望输出转矩；以及
响应于所述优选输出转矩而控制所述混合动力系统的转矩产生器的转矩输出。
方案2. 如方案1所述的方法，其中，确定最大和最小输出转矩限值包括：基于所述操作者转矩请求来确定所述最大和最小输出转矩限值。
方案3. 如方案1所述的方法，其中，确定在多个转矩断点的各断点处的约束输出转矩的时间变化率包括：
在最小可获得输出转矩与最大可获得输出转矩之间，将所述约束输出转矩分成多个转矩断点；以及
计算在所述多个转矩断点的各断点处的所述约束输出转矩的时间变化率。
方案4. 如方案1所述的方法，其中，确定期望输出转矩包括：确定与用于响应于所述操作者转矩请求而使所述混合动力系统运行的最佳燃料经济性相关的输出转矩。
方案5. 如方案1所述的方法，其中，确定优选输出转矩包括：对所述期望输出转矩进行率限。
方案6. 用于控制混合动力系统的输出转矩的方法，包括：
响应于操作者转矩请求而确定约束输出转矩；
确定最大和最小输出转矩限值；
确定在多个转矩断点的各断点处的约束输出转矩的时间变化率；
确定为实现燃料经济性的期望输出转矩；
确定优选输出转矩，所述优选输出转矩包括限制在所述最大和最小输出转矩限值内的、利用在所述多个转矩断点处所述约束输出转矩的时间变化率进行了调节的、为实现燃料经济性的期望输出转矩；以及
响应于所述优选输出转矩来控制所述混合动力系统的转矩产生器的转矩输出。
方案7. 如方案6所述的方法，其中，确定最大和最小输出转矩限值包括：基于所述操作者转矩请求来确定所述最大和最小输出转矩限值。
方案8. 如方案6所述的方法，其中，确定在多个转矩断点的各断点处的约束输出转矩的时间变化率包括：
在最小可获得输出转矩与最大可获得输出转矩之间，将所述约束输出转矩分成多个转矩断点；以及
计算在所述多个转矩断点的各断点处的所述约束输出转矩的时间变化率。
方案9. 如方案6所述的方法，其中，确定为实现燃料经济性的期望输出转矩包括：确定与用于响应于所述操作者转矩请求而使所述混合动力系统运行的、对应于最佳蓄电池功率的最佳燃料经济性相关的输出转矩。
方案10. 如方案6所述的方法，其中，确定优选输出转矩包括：对所述期望输出转矩进行率限。
方案11. 用于控制混合动力系统的方法，包括：
利用在多个转矩断点处的约束输出转矩的时间变化率来调节期望输出转矩并将其限制在最大和最小输出转矩限值内；以及
响应于优选输出转矩而控制所述混合动力系统的转矩产生器的转矩输出，响应于限制在所述最大和最小输出转矩限值内的、利用在所述多个转矩断点处的所述约束输出转矩的时间变化率进行了调节的所述期望输出转矩而确定所述优选输出转矩。
方案12. 如方案11所述的方法，其中，利用在多个转矩断点处的约束输出转矩的时间变化率来调节期望输出转矩并将其限制在最大和最小输出转矩限值内包括：
在最小可获得输出转矩与最大可获得输出转矩之间，将所述约束输出转矩分成多个转矩断点；
计算在所述多个转矩断点的各断点处的所述约束输出转矩的时间变化率；以及
利用在所述多个转矩断点的各断点处计算的所述约束输出转矩的所述时间变化率，来调节所述期望输出转矩。
附图说明
现在将通过实例并参照附图对一个或多个实施例进行说明。
图1示出了根据本公开的包括混合动力系统的车辆的实施例，所述混合动力系统联接到传动系并受控制系统的控制。
图2以流程图的形式示出了根据本公开的响应于操作者转矩请求而控制并管理混合动力系统的输出转矩的控制方案。
图3示出了根据本公开的对于图2中所述多个转矩参数的、相对于逝去时间的可获得转矩的相对量值（即大小）。
具体实施方式
现在参照附图，其中各附图仅以说明某些示例性实施例为目的而不是以限制其为目的，图1示意性地示出了包括混合动力系统20的一个实施例的车辆5，混合动力系统20联接到传动系60并受控制系统10的控制。在本说明书的全文中类似的数字是指类似的元件。混合动力系统20可配置成但不限于蓄电池电动系统(EV)、增程式电动系统(EREV)、电动-混合系统或者另一构造中的任一种；所述电动-混合系统包括串联式混合系统、并联式混合系统、和复合式混合系统。包括混合动力系统20的车辆5的实施例是说明性的。
混合动力系统20采用通信路径55、机械动力路径57、和高电压电功率路径59。机械动力路径57以机械方式联接产生、使用和/或传递转矩的各元件，所述元件分别包括如下元件：内燃发动机40、第一和第二电驱动转矩机器35和36、变速器50、和传动系60。高电压电功率路径59电性连接产生、使用和/或传输高电压电功率的各元件，所述元件包含如下元件：能量存储装置25、逆变器模块30、以及第一和第二电驱动转矩机器35和36。高电压电功率路径59包括高电压直流总线29。
通信路径55可包括直接数据传输线和高速数据传输线，用于实现控制系统10内的通信以及实现控制系统10与车辆5各元件之间的通信。通信路径55可包括直接模拟连接、数字连接、串行外设接口(SPI)总线、和高速通信总线18中的一种或多种；高速通信总线18可包括控制器局域网即CAN总线。
发动机40优选地是多气缸直接燃料喷射式内燃发动机，其将燃料经燃烧过程转变成机械动力。发动机40配备有多个传感装置和致动器，其配置成监测工作以及输送燃料以形成燃烧充量从而产生转矩。在一个实施例中，发动机40被配置成燃烧正时和相关联的发动机转矩通过提前或延迟火花点火正时来控制的火花点火式发动机。在一个实施例中，发动机40被配置成火花点火直接喷射式(SIDI)发动机，其在火花点火(SI)燃烧模式或者受控自动点火(HCCI)燃烧模式下工作。可替代地，发动机40被配置成燃烧正时和相关联的发动机转矩通过提前或延迟燃料喷射事件的正时来控制的压燃式发动机。发动机40被配置成在车辆系统5持续运行期间执行自动起动和自动停止控制方案以及燃料切断(FCO)控制方案。通过定义，当发动机40未被供给燃料且不在旋转时，认为发动机40处于关闭(OFF)状态。当发动机40在旋转但未被供给燃料时，认为发动机40处于FCO状态。
第一和第二转矩机器35和36优选地包括电性连接到逆变器模块30的多相电动机/发电机，所述多相电动机/发电机配置成将存储的电能转变成机械动力以及将机械动力转变成可存储在能量存储装置25中的电能。第一和第二转矩机器35和36具有采用转矩和转速形式的功率输出限制。
逆变器模块30包括分别电性连接到第一和第二转矩机器35和36的第一和第二逆变器32和33。第一和第二转矩机器35和36与相应的第一和第二逆变器32和33相互作用，从而将储存的电能转变成机械动力以及将机械动力转变成可存储在能量存储装置25中的电能。第一和第二电功率逆变器32和33可操作以将高电压直流电功率转变成高电压交流电功率并且也可操作以将高电压交流电功率转变成高电压直流电功率。产生于第一转矩机器35的电功率可经由逆变器模块30和高电压总线29电性传递给能量存储装置25并且经由逆变器模块30电性传递给第二转矩机器36。产生于第二转矩机器36的电功率可经由逆变器模块30和高电压总线29电性传递给能量存储装置25并且经由逆变器模块30和高电压总线29传递给第一转矩机器35。与能量存储装置25、逆变器模块30和高电压总线29相关的被监测的电功率包括电流和电压。被监测的来自第一和第二转矩机器35和36的输出包括转矩和转速。
变速器50优选地包括一个或多个差动齿轮组以及可启动的离合器部件，用于实现在发动机40、第一和第二转矩机器35和36、及联接到传动系60的输出构件62之间的转矩传递。在一个实施例中，变速器50是双模式传动装置，其被配置成与第一和第二转矩机器35和36协同运行从而在两个或更多个不同齿轮系(在一个实施例中称为模式1和模式2)中的一个齿轮系中传递转矩。两个或更多个称为模式1和模式2的不同齿轮系可包括固定档位操作和无级变速操作中的一种或两种操作。
在一个实施例中，传动系60可包括差动齿轮装置65，差动齿轮装置65机械联接到车轴64或半轴，车轴64或半轴机械联接到车轮66。差动齿轮装置65联接到混合动力系统20的输出构件62并且在它们之间传递输出动力。传动系60在变速器50与道路表面之间传递牵引动力。
产生于发动机40的机械动力可经由输入构件42传递给第一转矩机器35并且经由变速器50传递给输出构件62。产生于第一转矩机器35的机械动力可经由变速器50和输入构件42传递给发动机40并且可经由变速器50传递给输出构件62。产生于第二转矩机器36的机械动力可经由变速器50传递给输出构件62。可经由输出构件62在变速器50与传动系60之间传递机械动力。
能量存储装置25可以是任何能量存储装置，例如高电压蓄电池。一个示例性的能量存储装置25是由多个锂离子电池制成的高电压蓄电池。应理解的是能量存储装置25可包括多个电池、超级电容器、和其它用于存储能量并提供车载电能的电化学装置。当能量存储装置25是高电压蓄电池时，其经由高电压总线29电性连接到逆变器模块30；逆变器模块30连接到第一和第二转矩机器35和36用以在它们之间传递电功率。在一个实施例中，外部连接器26电性连接到高电压蓄电池25，并且可连接到外部交流电源用以提供给高电压蓄电池25充电的电功率。
与能量存储装置25相关的参数包括荷电状态(SOC)、温度、可用电压、和可用蓄电池功率，各参数被控制系统10所监测。可用蓄电池功率描述了蓄电池限值，该蓄电池限值包括在分别被描述成最大蓄电池功率(Pbat_max)和最小蓄电池功率(Pbat_min)的最大容许蓄电池功率与最小容许蓄电池功率之间的容许范围。应理解的是，用可以定期监测的各参数(包括例如蓄电池电流和蓄电池电压)来测量蓄电池功率，并且可以以千瓦(kW)为单位进行测量。优选地在阈值水平确立容许蓄电池功率限值，以防止能量存储装置25的过量充电或过量放电，过量充电或过量放电会引起缩短其使用寿命的损伤。
电功率管理系统可以是电量消耗系统（charge-depleting system）或者电量维持系统（charge-sustaining system）。术语“电量消耗系统”和“电量维持系统”定义并表示在钥匙接通周期（key-on cycle）期间用于使用和管理车辆（例如车辆5的一个实施例）中的存储电功率的运行策略。在钥匙接通周期期间，电量消耗系统优先地仅利用转矩机器产生输出转矩直到能量存储装置25的荷电状态小于预定的阈值，当荷电状态小于预定的阈值时启动内燃发动机以产生用于输出转矩和发电中的一种或两种的转矩。在钥匙接通周期期间，电量维持系统同时利用发动机和转矩机器产生输出转矩，其意图是在整个钥匙接通周期期间将能量存储装置25的荷电状态维持在预定范围内，并且意图是使钥匙接通周期结束时的荷电状态与钥匙接通周期开始时的荷电状态基本相同。本文中所述的阈值状态的量值被确定且对应于电功率管理系统是电量消耗系统还是电量维持系统。
控制系统10包括以信号方式连接到操作者界面14的控制模块12。操作者界面14用于共同地表示多个人/机界面装置，车辆操作者通过这些人/机界面装置来命令车辆5的运行。应理解的是人/机界面装置可包括例如用于使操作者能够转动曲柄并起动发动机40的点火开关、加速器踏板、制动踏板、和变速器范围选择器(即PRNDL)。车辆操作者命令包括操作者转矩请求，操作者转矩请求表示操作者对输出给传动系60以实现车辆加速的一定量值的输出转矩的请求。应理解的是，车辆加速包括正加速事件和负加速事件。
控制模块12以信号方式连接到能量存储装置25、逆变器模块30、第一和第二转矩机器35和36、发动机40、和变速器50中每个的传感装置。控制模块12可操作地直接或经由通信总线18连接到包括第一和第二逆变器32和33的逆变器模块30、发动机40、和变速器50的各致动器，从而根据以例行程序和校准的形式所存储的被执行控制方案(包括控制方案100)来控制其运行。
为了便于叙述，将控制模块12图示为单个整体元件。控制模块12优选地具有包括多个控制模块的分布式结构。可将描述成由控制模块12执行的功能并入一个或多个控制模块中。优选地，主控制模块装置监视并指导与单独的控制模块相关联的分布式结构中的单独的控制模块的运行。单独的控制模块可指定给能量存储装置25、逆变器模块30、第一和第二转矩机器35和36、发动机40、及变速器50中的一个并且可物理地位于其附近用以监测和控制其运行。因此，控制模块12的单独控制模块可直接地以信号方式连接到单独的传感装置，并且直接地可操作地连接到单独的致动器(包括能量存储装置25、逆变器模块30、第一和第二转矩机器35和36、发动机40、和变速器50)用以监测并控制其运行。
主控制模块装置与控制模块12的单独控制模块之间的通信，以及单独控制模块与能量存储装置25、逆变器模块30、第一和第二转矩机器35和36、发动机40、及变速器50中的单独的一个之间的通信，是利用包括通信总线18在内的通信路径55而完成。传送的消息可以采用传感器信号和致动器命令的形式，所述传感器信号和致动器命令使用与通信路径55的特定元件相关联的通信协议(例如串行通信)。用于高速通信总线18的通信协议优选地包括通过周期性地(例如以12.5 ms的循环周期)发送消息而以结构化的方式执行通信。
控制模块、模块、控制、控制器、控制单元、处理器以及类似的术语表示以下构件中的一个或多个的任何合适的一种或者各种组合：专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序或者例行程序的中央处理单元(优选微处理器)及相关的内存和存储器(只读存储器、可编程只读存储器、随机存取存储器、硬盘驱动器等)、组合逻辑电路、输入/输出电路和装置、适当的信号调理及缓冲电路、以及提供所述功能的其它构件。软件、固件、程序、指令、例行程序、代码、算法以及类似的术语表示包括校准和查找表在内的任何控制器可执行指令集。所述控制模块具有一组控制例行程序，通过执行这组例行程序而提供期望的功能。例行程序由例如中央处理单元所执行，例行程序可操作以监测来自各传感装置和其它联网控制模块的输入，并执行控制和诊断例行程序而控制各致动器的操作。在持续的发动机工作和车辆运行期间，可以以有规律的间隔(例如每3.125、6.25、12.5、25和100毫秒)执行例行程序。可替代地，可响应于一个事件的发生而执行例行程序。
图2以流程图的形式示意性地示出了用于响应于操作者转矩请求而控制并管理混合动力系统的输出转矩的控制方案100的细节。内燃发动机连同一个或多个转矩机器产生混合动力系统的输出转矩。参照图1的包括由控制系统10控制的混合动力系统20的车辆5来说明控制方案100。应理解的是，车辆5和混合动力系统20例示了一个实施例，本文中所述的概念可应用于利用内燃发动机及一个或多个转矩机器产生输出转矩的其它混合动力系统。
图3以图形方式示出了针对参照图2本文所述多个转矩参数的、相对于逝去时间305的可获得转矩的相对量值(%)310。以索引表的形式给出表1，其中将用数字标注的方框和相应的功能展示如下：
表1
方框 方框内容
102 监测Treq
104 响应于Treq而确定To_const
106 确定To_min、To_max
108 在最小可获得输出转矩与最大可获得输出转矩之间，将To_const分成i个转矩断点
110 在To_const的i个转矩断点中的各断点处计算ΔTo/Δt
112 确定OptTo(FE)
114 利用在i个转矩断点处计算的ΔTo/Δt来调节OptTo(FE)
116 利用借助于在i个转矩断点处计算的ΔTo/Δt进行了调节的、限制在To_min和To_max内的OptTo(FE)来确定To_final
118 响应于To_final而控制Te、Tm
控制方案100的执行包括下面的步骤，优选地按顺序执行下面的步骤。持续地监测操作者转矩请求(Treq)(102)。将示例性的操作者转矩请求表示为图3中的线320。
通过对操作者转矩请求进行系统约束的处理，而确定约束输出转矩(To_constr)(104)。系统约束优选地包括转矩机器的最大和最小转矩限值、最大和最小蓄电池功率限值、最大离合器转矩限值等。如果操作者转矩请求320导致混合动力系统违反任何前述的系统约束，那么对输出转矩加以约束以保护与会被违反的约束相关的各构件(即转矩机器、蓄电池、和离合器)。这种约束是已知的。响应于操作者转矩请求而确定约束输出转矩(To_constr)，并且引入响应时间延迟以适应包括歧管延迟的发动机响应延迟以及适应蓄电池功率限值和系统约束的输出转矩约束和限制。将约束输出转矩表示为图3中的线330。
在确定约束输出转矩时，考虑与填充时间以及其它动力学参数相关的歧管延迟。至少部分由于空气输送延迟的原因，内燃发动机不能无限快地做出响应。应理解的是，当发动机节气门打开或闭合时，在引起曲轴转矩的增加或减小之前存在延时。必须考虑这种延时。通过省略最后20个约束驾驶员输出转矩请求值而引入系统延迟。在一个实施例中，所述系统延迟是与动力系统运行状态相关的一组简单的校准。一种状态包括在必须输出发动机转矩和操作者转矩请求以响应于系统中发生的短暂事件(例如在变速器换档事件、发动机自动起动和发动机自动停止期间)的情况下将延时设定为零。一种状态包括当转矩机器正在提供转矩辅助时将延时设定为校准值。一种状态包括当转矩机器不在提供转矩辅助且响应于最佳蓄电池功率而在修改输出转矩时将延时设定为校准值。
确定与操作者转矩请求相关的最小和最大输出转矩限值(To_min、To_max)(106)。将示例性的最小和最大输出转矩限值分别表示为图3中的线322和324。将最小和最大输出转矩限值应用于限制输出转矩，以实现对蓄电池功率的优选使用。最初，通过把转矩偏移加上约束操作者转矩请求的延迟版本或者从其中减去，而计算出最小和最大输出转矩限值。这些转矩偏移优选地是基于输出速度和某些动力系统状态的一组校准（calibration）。一种状态包括在必须输出发动机转矩和操作者转矩请求以响应于系统中发生的短暂事件(例如在变速器换档事件、发动机自动起动和发动机自动停止期间)的情况下将转矩偏移设定为零。一种状态包括当转矩机器正在提供转矩辅助时将转矩偏移设定为校准值。一种状态包括当转矩机器不在提供转矩辅助且响应于最佳蓄电池功率正在对输出转矩进行修改时将转矩偏移设定为校准值。在转换期间，将率限（rate-limits）应用到转矩偏移，以便从驾驶性能的角度来看使该转换不那么不平顺。
参照可获得输出转矩的量值对约束输出转矩进行分析，优选地在0%至100%的可获得输出转矩的范围内进行分析。这包括在最小可获得输出转矩与最大可获得输出转矩之间将输出转矩分成i个转矩断点(108)。参照动力系统20的能力而限定最小和最大可获得输出转矩。通过在0%与100%的可获得输出转矩之间选择特定的转矩水平而形成转矩断点，每10%的可获得输出转矩(即在10%、20%、30% … 90%处)选择i个转矩断点中的一个转矩断点。在图3中，将示例性的转矩断点表示为与20%、40%、60%和80%的可获得输出转矩水平相对应的等转矩线312、314、316、和318。也可以选择其它断点。
对约束输出转矩进行分析，包括计算在i个转矩断点中每个处的约束输出转矩的时间变化率(110)。这优选地包括确定对于增加的转矩请求(Δinc(i))和减小的转矩请求(Δdec(i))针对i个断点中每个的相对于时间变化的转矩变化。对于增加的转矩请求，将这些表示为图3中与40%、60%和80%的可获得转矩水平相对应的单元332、334和336，对于减小的转矩请求，将这些表示为图3中与80%、60%和40%的可获得转矩水平相对应的单元331、333和335。
确定响应于操作者转矩请求的期望输出转矩(OptTo(FE))并且将其表示为图3中的线340(112)。在一个实施例中，响应于操作者转矩请求的期望输出转矩是与用于响应于操作者转矩请求而使混合动力系统20运行的最佳燃料经济性相关的输出转矩。可以以类似效果使用与其它工作参数相关联的期望输出转矩，所述其它工作参数不是用于响应于操作者转矩请求而使混合动力系统20运行的最佳燃料经济性。与最佳燃料经济性相关的输出转矩与用于响应于操作者转矩请求而使混合动力系统20运行的最佳蓄电池功率相对应。在一个实施例中，最佳蓄电池功率是获得输出转矩所需要的最小蓄电池功率，并且在效率和功率损失方面且不考虑其它系统约束(例如离合器限值)的情况下负责机械转矩与电功率之间的转换。
在i个断点的各断点处利用相对于时间变化的约束输出转矩的相应变化对响应于操作者转矩请求的期望输出转矩进行调节(114)。对于增加的转矩请求，包括相对于时间变化的约束输出转矩的相应变化的所述调节在图3中表示为单元352、354和356，它们与40%、60%和80%的转矩水平相对应；对于减小的转矩请求，所述调节在图3中表示为单元351、353、和355，它们与80%、60%和40%的转矩水平相对应。因此，对约束输出转矩进行了形状调整。
确定最终转矩命令(To_final)，并且最终转矩命令(To_final)包括利用在i个断点的各断点处相对于时间变化的约束输出转矩的相应变化进行了调节的、率限（rate-limited）在最小和最大输出转矩限值内的、与用于响应于操作者转矩请求而使混合动力系统20运行的最佳燃料经济性相关的输出转矩(116)。将包括已受约束、形状调整、和率限的操作者转矩请求的最终输出转矩命令表示为图3中的线350。
响应于最终转矩命令而利用转矩分配控制方案生成用于发动机的转矩命令(Te)和用于电机的转矩命令(Tm)，并利用这些转矩命令控制混合动力系统20的运行(118)。
通过定义，蓄电池功率和电流的最大水平与放电相关联，蓄电池功率和电流的最小水平与充电相关联。
本公开已描述了某些优选实施例及其修改。其他人在阅读并理解本说明书之后可做进一步的修改和变更。因此，意图是本公开不局限于作为用于实施本公开而设想的最佳方式而公开的具体实施例，而是本公开将包括落在所附权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (9)

1.用于控制混合动力系统的输出转矩的方法，包括：
响应于操作者转矩请求而确定约束输出转矩；
确定最大和最小输出转矩限值；
确定在多个转矩断点的各断点处的约束输出转矩的时间变化率，包括：在最小可获得输出转矩与最大可获得输出转矩之间，将所述约束输出转矩分成多个转矩断点；以及计算在所述多个转矩断点的各断点处的所述约束输出转矩的时间变化率；
确定期望输出转矩；
确定优选输出转矩，所述优选输出转矩包括限制在所述最大和最小输出转矩限值内的、利用在所述多个转矩断点处所述约束输出转矩的时间变化率进行了调节的期望输出转矩；以及
响应于所述优选输出转矩而控制所述混合动力系统的转矩产生器的转矩输出。
2.如权利要求1所述的方法，其中，确定最大和最小输出转矩限值包括：基于所述操作者转矩请求来确定所述最大和最小输出转矩限值。
3.如权利要求1所述的方法，其中，确定期望输出转矩包括：确定与用于响应于所述操作者转矩请求而使所述混合动力系统运行的最佳燃料经济性相关的输出转矩。
4.如权利要求1所述的方法，其中，确定优选输出转矩包括：对所述期望输出转矩进行率限。
5.用于控制混合动力系统的输出转矩的方法，包括：
响应于操作者转矩请求而确定约束输出转矩；
确定最大和最小输出转矩限值；
确定在多个转矩断点的各断点处的约束输出转矩的时间变化率，包括：在最小可获得输出转矩与最大可获得输出转矩之间，将所述约束输出转矩分成多个转矩断点；以及计算在所述多个转矩断点的各断点处的所述约束输出转矩的时间变化率；
确定为实现燃料经济性的期望输出转矩；
确定优选输出转矩，所述优选输出转矩包括限制在所述最大和最小输出转矩限值内的、利用在所述多个转矩断点处所述约束输出转矩的时间变化率进行了调节的、为实现燃料经济性的期望输出转矩；以及
响应于所述优选输出转矩来控制所述混合动力系统的转矩产生器的转矩输出。
6.如权利要求5所述的方法，其中，确定最大和最小输出转矩限值包括：基于所述操作者转矩请求来确定所述最大和最小输出转矩限值。
7.如权利要求5所述的方法，其中，确定为实现燃料经济性的期望输出转矩包括：确定与用于响应于所述操作者转矩请求而使所述混合动力系统运行的、对应于最佳蓄电池功率的最佳燃料经济性相关的输出转矩。
8.如权利要求5所述的方法，其中，确定优选输出转矩包括：对所述期望输出转矩进行率限。
9.用于控制混合动力系统的方法，包括：
利用在多个转矩断点处的约束输出转矩的时间变化率来调节期望输出转矩并将其限制在最大和最小输出转矩限值内，包括：在最小可获得输出转矩与最大可获得输出转矩之间，将所述约束输出转矩分成多个转矩断点；计算在所述多个转矩断点的各断点处的所述约束输出转矩的时间变化率；以及利用在所述多个转矩断点的各断点处计算的所述约束输出转矩的所述时间变化率，来调节所述期望输出转矩；以及
响应于优选输出转矩而控制所述混合动力系统的转矩产生器的转矩输出，响应于限制在所述最大和最小输出转矩限值内的、利用在所述多个转矩断点处的所述约束输出转矩的时间变化率进行了调节的所述期望输出转矩而确定所述优选输出转矩。
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