CN103835821B

CN103835821B - 用于控制多模式动力系统中的发动机操作的方法

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Publication number: CN103835821B
Application number: CN201310583158.1A
Authority: CN
Inventors: A.H.希普; S.W.麦克格罗根
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2013-11-20
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2033-11-20
Also published as: US8696514B1; CN103835821A; DE102013222971A1

Abstract

本发明涉及用于控制多模式动力系统中的发动机操作的方法及设备。动力系统包括多模式变速器，其构造成在多个变速器范围中的一个中在发动机，转矩机器和输出部件之间传递转矩。一种用于操作动力系统的方法包括，响应于停用转矩机器中的一个的命令，响应于转矩机器中的一个的最小和最大转矩能力极限和输出转矩请求，将转矩机器中的一个的最小和最大转矩能力汇聚至零并且将最小和最大发动机转矩系统约束汇聚至单个发动机转矩命令。控制来自发动机的转矩输出包括采用快速发动机致动器以响应于输出转矩请求控制发动机，并且将来自转矩机器中的一个的转矩输出维持在零。

Description

用于控制多模式动力系统中的发动机操作的方法

技术领域

本公开内容涉及采用多个转矩生成装置的多模式动力系统，以及与其相关的动态系统控制。

背景技术

本节中的陈述仅提供与本公开内容相关的背景信息。因此，此陈述并非旨在构成对现有技术的承认。

动力系统可构造成将源于多个转矩致动器的转矩经由转矩传递装置传递至可联接到传动系的输出部件。此类动力系统包括混合动力系统和增程电动车辆系统。用于操作此类动力系统的控制系统响应于操作者命令的输出转矩请求来操作转矩致动器并且应用变速器中的转矩传递元件以传递转矩，考虑了燃料经济性、排放、驾驶性能和其它因素。示例性转矩致动器包括内燃发动机和非燃烧转矩机器。非燃烧转矩机器可包括电机，电机可操作为马达或发电机以结合或独立于来自内燃发动机的转矩输入产生输入到变速器的转矩。转矩机器可将经由车辆传动系传递的车辆动能转换成电能，该电能可储存在电能储存装置中，这被称为再生操作。控制系统监测来自于车辆和操作者的各种输入，且提供混合动力系的操作控制，包括控制变速器操作范围和换挡、控制转矩致动器，以及调节电能储存装置和转矩致动器间的电功率互换来管理变速器的输出，包括转矩和旋转速度。

已知的是多模式电力可变变速器（EVT）可以构造成在一个或多个固定挡位范围，一个或多个电动车辆（EV）范围，一个或多个电力可变变速器（EVT）范围，和一个或多个空挡范围中操作。当在变速器范围中的一个操作时，由于命令的空挡状态，响应于转矩机器的降低的输出扭矩，以及响应于与转矩机器操作相关的故障，来自转矩机器中的一个的零输出转矩可能是需要的。

发明内容

动力系统包括多模式变速器，其构造成在多个变速器范围中的一个中在发动机，转矩机器和输出部件之间传递转矩。一种用于操作动力系统的方法包括，响应于停用转矩机器中的一个的命令，响应于转矩机器中的一个的最小和最大转矩能力极限和输出转矩请求，将转矩机器中的一个的最小和最大转矩能力汇聚至零并且将最小和最大发动机转矩系统约束汇聚至单个发动机转矩命令。控制来自发动机的转矩输出包括采用快速发动机致动器以响应于输出转矩请求控制发动机，并且将来自转矩机器中的一个的转矩输出维持在零。

本发明还提供如下方案：

1. 一种用于操作动力系统的方法，所述动力系统包括多模式变速器，所述多模式变速器构造成在多个变速器范围的一个中，在发动机、转矩机器和输出部件之间传递转矩，所述方法包括：

响应于停用转矩机器中的一个的命令，响应于转矩机器中的一个的最小和最大转矩能力极限和输出转矩请求，将转矩机器中的一个的最小和最大转矩能力汇聚至零并且将最小和最大发动机转矩系统约束汇聚到单个发动机转矩命令；以及

控制来自发动机的转矩输出，包括采用快速发动机致动器以响应于输出转矩请求控制发动机，并且将来自转矩机器中的一个的转矩输出维持在零。

2. 根据方案1所述的方法，其中控制来自发动机的转矩输出包括采用快速发动机致动器，其包括当发动机构造为火花点火内燃发动机时，在不同于MBT点火提前的点火提前控制发动机。

3. 根据方案1所述的方法，其中控制来自发动机的转矩输出包括采用快速发动机致动器，其包括当发动机构造为压缩点火内燃发动机时，在不同于最佳燃料喷射正时的燃料喷射正时控制发动机。

4. 根据方案1所述的方法，其中停用转矩机器中的一个的命令包括在空挡范围操作变速器的命令。

5. 根据方案1所述的方法，其中停用转矩机器中的一个的命令包括将来自转矩机器的转矩输出减少到零转矩输出的命令。

6. 根据方案1所述的方法，其中控制来自发动机的转矩输出包括采用快速发动机致动器，其包括当在MBT点火提前操作发动机时，响应于最大发动机转矩能力通过控制低速发动机致动器维持速度控制储备。

7. 一种用于操作动力系统的方法，所述动力系统包括多模式变速器，所述多模式变速器构造成在发动机、转矩机器和输出部件之间传递转矩，所述转矩机器构造成产生牵引转矩，所述方法包括：

响应于产生来自转矩机器的降低的转矩输出的命令，将转矩机器的最小和最大转矩能力汇聚到降低的转矩输出；以及

响应于转矩机器的最小和最大转矩能力极限以及输出转矩请求控制发动机操作，并且将来自转矩机器的转矩输出维持在降低的转矩输出。

8. 根据方案7所述的方法，其中响应于输出转矩请求控制发动机操作包括控制来自发动机的转矩输出，其包括采用快速发动机致动器以响应于输出转矩请求控制发动机。

9. 根据方案8所述的方法，其中响应于输出转矩请求控制发动机操作包括当发动机构造为火花点火内燃发动机时，在不同于MBT点火提前的点火提前控制发动机。

10. 根据方案9所述的方法，进一步包括当在MBT点火提前操作发动机时，响应于最大发动机转矩能力通过控制低速发动机致动器维持速度控制储备。

11. 根据方案8所述的方法，其中控制来自发动机的转矩输出包括采用快速发动机致动器以响应于输出转矩请求控制发动机，其包括当发动机构造为压缩点火内燃发动机时，在不同于最佳燃料喷射正时的燃料喷射正时控制发动机。

12. 一种用于操作动力系统的方法，所述动力系统包括多模式变速器，所述多模式变速器构造成在多个变速器范围的一个中，在发动机、转矩机器和输出部件之间传递转矩，所述方法包括：

响应于减少来自构造为产生牵引转矩的转矩机器中的一个的转矩输出的命令，响应于转矩机器中的一个的最小和最大转矩能力和输出转矩请求，将转矩机器中的一个的最小和最大转矩能力汇聚至优选的状态并且将最小和最大发动机转矩系统约束汇聚到单个发动机转矩命令；以及

其中控制来自发动机的转矩输出包括响应于输出转矩请求采用快速发动机致动器控制发动机。

13. 根据方案12所述的方法，其中减少来自构造为产生牵引转矩的转矩机器中的一个的转矩输出的命令响应于转矩机器的降低的转矩能力。

14. 根据方案12所述的方法，其中将转矩机器中的一个的最小和最大转矩能力汇聚到优选的状态包括响应于转矩机器的降低的转矩能力汇聚转矩机器中的一个的最小和最大转矩能力。

15. 根据方案12所述的方法，其中控制来自发动机的转矩输出包括采用快速发动机致动器，其包括当发动机构造为火花点火内燃发动机时，在不同于MBT点火提前的点火提前控制发动机。

16. 根据方案15所述的方法，进一步包括当在MBT点火提前操作发动机时，响应于最大发动机转矩能力通过控制低速发动机致动器维持速度控制储备。

附图说明

现在将通过举例的方式参照附图来描述一个或多个实施例，在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明的包括内燃发动机和多模式变速器的多模式动力系统的实施例；

图2示意性地示出了根据本发明的被采用来控制参照图1描述的动力系统以停用转矩机器中的一个，由此从其中产生零转矩的实施例；以及

图3曲线地示出了根据本发明的与参照图1描述的动力系统的实施例相关的操作参数，其执行参照图2描述的控制方案的实施例。

具体实施方式

现在参看附图，其中图示用于仅示出某些示例性实施例的目的，且并非用于对其限制的目的，图1绘出了非限制性多模式动力系统，其包括内燃发动机(发动机)12、多模式变速器(变速器)10，以及控制器5。变速器10分别机械地联接到转矩致动器，其包括发动机12和第一转矩机器60和第二转矩机器62，且构造成在发动机12、第一和第二转矩机器60,62、以及传动系90之间传递转矩。第一转矩机器62和第二转矩机器62优选地为电动马达/发电机。传动系90可包括差速器系统，其促进后轮驱动车辆构造，或驱动桥系统，其促进前轮驱动车辆构造。

发动机12可为任何合适的燃烧装置，并且包括有选择地操作在若干状态中的多缸内燃发动机以将转矩经由输入部件14传递至变速器10，且可为火花点火发动机或压缩点火发动机。发动机12优选地包括联接到变速器10的输入部件14上的曲轴。来自于发动机12的功率输出，即，发动机速度和发动机转矩，可不同于至变速器10的输入速度和输入转矩，因为在发动机12与变速器10之间的输入部件14上放置有转矩消耗构件，例如，转矩管理装置或机械驱动的液压泵。发动机12构造成在进行的动力系操作期间响应于操作条件来执行自动停止和自动启动操作。控制器5构造成控制发动机12的致动器，以控制燃烧参数，包括在如此装备的发动机上的进气质量空气流量、火花点火正时、喷射燃料质量、燃料喷射正时、用以控制再循环排出气体的流的EGR阀位置、以及进气门/排气门的正时和定相。发动机12采用快速发动机致动器，例如火花正时控制或燃料喷射正时控制，以及慢速发动机致动器，例如节气门/质量空气控制或燃料质量控制，从而控制发动机转矩输出。因此，发动机速度和转矩可通过控制包括空气流转矩和火花导致的转矩的燃烧参数来控制。发动机速度还可通过控制第一转矩机器60和第二转矩机器62的马达转矩来控制输入部件14处的反应转矩来控制。

所示的变速器10为二模式复合分离式电-机械变速器10，其包括二个行星齿轮组20和30，以及三个可接合的转矩传递装置，即，离合器C1 52,C2 54和C3 56。操作的二个模式指的是操作的功率分开模式，包括输入分开模式和复合分开模式，如本文所述。可构想出变速器的其它实施例，包括那些具有三个或更多个操作的功率分开模式的实施例。行星齿轮组20包括太阳齿轮部件22、环形齿轮部件26，以及联接到齿轮架部件上的行星齿轮24。齿轮架部件可旋转地支承行星齿轮24，且联接到可旋转的轴部件16，行星齿轮24设置成与太阳齿轮部件22和环形齿轮部件26成啮合关系。行星齿轮组30包括太阳齿轮部件32、环形齿轮部件36，以及联接到齿轮架部件上的行星齿轮34。行星齿轮34设置成与太阳齿轮部件32和环形齿轮部件36两者成啮合关系，齿轮架部件联接到可旋转的轴部件16上。

如本文使用，离合器是指如下的转矩传递装置，其可响应于控制信号有选择地应用。举例来说，每个离合器可为任何合适的转矩传递装置，包括单板或复合板离合器或组件、单向离合器、带式离合器或制动器。在一个实施例中，一个或多个离合器可包括单向离合器装置或可选择单向离合器装置。控制回路构造成控制各个离合器的离合器状态，包括激活和停用各个离合器。在一个实施例中，控制回路是液压回路，其构造成控制各个离合器的离合器状态，其中加压液压流体由液压泵供应，液压泵可由控制器5可操作地控制。离合器C2 54是旋转离合器。离合器C1 52和C3 56为制动装置，其可接地（ground）至变速器箱55。

高电压电气系统包括电能储存装置，例如，经由高电压电气总线电性联接到变速器功率逆变器控制模块的高电压电池(电池)85，且构造成具有用于监测电功率流的适合的装置，包括用于监测电流和电压的装置和系统。电池可以是任何适合的高电压电能储存装置，例如高电压电池，并且优选地包括监测系统，其测量供应至高电压电气总线的电功率，包括电压和电流。

第一转矩机器60和第二转矩机器62为三相AC马达/发电机机器，在一个实施例中其均包括定子、转子和转速传感器，如解析器。各个转矩机器60,62的马达定子接地至变速器箱55的外部部分，且包括定子芯，该定子芯具有从其延伸的卷绕的电绕组。用于第一转矩机器60的转子支承在毂盘齿轮上，毂盘齿轮机械地附接到联接到第一行星齿轮组20的太阳齿轮22的旋转部件18。用于第二转矩机器62的转子固定地附接到联接到第二行星齿轮组30的太阳齿轮32的旋转部件上。

变速器10的输出部件92可旋转地连接到传动系90，以向传动系90提供输出功率，输出功率经由差动齿轮或驱动桥或另一个适合的装置传递至一个或多个车轮。输出部件92处的输出功率按照输出旋转速度和输出转矩来表征。

来自于发动机12的输入转矩和来自于第一转矩机器60和第二转矩机器62的马达转矩由于从燃料或储存在电能储存装置(电池)中的电势的能量转换的结果而生成。电池经由高电压电气总线高电压DC联接到逆变器模块上。逆变器模块优选为包括一对功率逆变器和相应的马达控制模块，其构造成接收转矩命令且由此控制逆变器状态，以用于提供马达驱动或再生功能以满足马达转矩命令。功率逆变器包括互补的三相功率电子装置，且每个包括多个绝缘栅双极晶体管(IGBT)，以通过以高频率切换来用于将来自电池的DC功率转换成AC功率，以用于向第一转矩机器60和第二转矩机器62中的相应转矩机器供能。IGBT形成构造成接收控制命令的开关模式电源。各个三相电机的各相包括一对IGBT。IGBT的状态受控制以提供马达驱动机械功率生成或电动率再生功能。三相逆变器经由DC传递导体接收或供应DC电功率，且将其变换至三相AC功率或从三相AC功率变换，AC功率传导至第一转矩机器60和第二转矩机器62或从第一转矩机器60和第二转矩机器62传导，以用于通过传递导体来作为马达或发电机操作。逆变器模块响应于马达转矩命令，经由功率逆变器和相应的马达控制模块传递电功率往返于第一转矩机器60和第二转矩机器62。电流传输穿过高电压电气总线，往返于电池以使高电压电池充电和放电。

控制器5经由通信链路15信号地且可操作地联结到动力系统中的各种致动器和传感器上，以监测和控制动力系统的操作，包括综合信息和输入，以及执行例程来控制致动器以满足关于燃料经济性、排放、性能、驾驶性能和保护包括高电压电池的电池单元和第一转矩机器60及第二转矩机器62的硬件相关的控制目标。控制器5为整个车辆控制构架的子集，且提供动力系统的协调的系统控制。控制器5可包括分布式控制模块系统，其包括独立控制模块，包括监管控制模块、发动机控制模块、变速器控制模块、电池组控制模块，以及逆变器模块。用户界面优选为信号地连接到多个装置上，通过所述装置，车辆操作员指示和命令动力系统的操作，包括命令输出转矩请求和选择变速器范围。装置优选为包括加速踏板、操作员制动踏板、变速器范围选择器(PRNDL)，以及车辆速度巡航控制系统。变速器范围选择器可具有离散数目的操作者可选择的位置，包括指示车辆的操作者意图运动的方向，且因此指示向前或向后方向的输出部件92的优选旋转方向。将认识到的是，由于由车辆的位置引起的滚回，例如，在斜坡上，故车辆仍会沿除指示的操作者意图运动方向之外的方向移动。变速器范围选择器的操作者可选择位置可直接地对应于参照表1所述的各个变速器范围，或可对应于参照表1所示的变速器范围的子集。用户界面可包括如所示的单个装置，或替代地可包括直接地连接到独立控制模块的多个用户界面装置。

前述控制模块经由通信链路15与其它控制模块、传感器和致动器连通，这实现了各种控制模块之间的结构化通信。通信协议为应用专用的。通信链路15和适合的协议提供了前述控制模块与提供了例如包括防抱死制动、牵引控制和车辆稳定的功能的其它控制模块之间的稳健的消息发送和多重控制模块对接。多个通信总线可用于改善通信速度，且提供一定水平的信号冗余和完整性，并且可包括直接链路和串行外围接口(SPI)总线。独立控制模块之间的通信还可使用无线链路实现，例如，短程无线射频通信总线。独立的装置还可直接地连接。

控制模块、模块、控制件、控制器、控制单元、处理器和类似用语意指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序或例行程序的中央处理器(优选为微处理器)和相关联的存储器和储存器(只读、可编程只读、随机存取、硬盘驱动器等)、组合逻辑电路、输入/输出电路和装置、适合的信号调节和缓冲电路，以及用以提供所述功能的其它构件中的一个或多个的任何一个组合或各种组合。软件、固件、程序、指令、例行程序、代码、算法和类似用语意指包括校准和查找表的任何控制器可执行指令集。控制模块具有执行为提供所期望的功能的一组控制例行程序。例行程序如由中央处理单元执行，以监测来自于感测装置和其它网络控制模块的输入，且执行用以控制致动器的操作的控制和诊断例行程序。在进行的发动机和车辆操作期间，例行程序可以以被称作循环的规则间隔执行，例如，每3.125毫秒、6.25毫秒、12.5毫秒、25毫秒和100毫秒。作为备选，例行程序可响应于事件的发生来执行。

多模式动力系构造成在多个动力系状态中的一个中操作，包括多个变速器范围和发动机状态，以生成和传递转矩至传动系90。发动机状态包括ON状态、OFF状态，以及燃料中断(FCO)状态。当发动机以OFF状态操作时，其不被加燃料，未燃烧，且不自旋。在发动机以ON状态操作时，其加燃料，燃烧，且自旋。当发动机以FCO状态操作时，其自旋，但不加燃料且不燃烧。发动机的ON状态还可包括：全气缸状态(ALL)，其中所有气缸都加燃料且燃烧；以及气缸停用状态(DEAC)，其中一部分气缸加燃料和燃烧，而其余气缸不加燃料且不燃烧。变速器范围包括通过有选择地激活离合器C1 52，C2 54和C3 56实现的多个空挡（空挡），固定挡位（挡位#），电动车辆（EV#），以及电力可变模式（EVT模式#）范围。空挡范围包括电力转矩转换器（ETC）范围，在此期间，即使具有来自转矩机器的零牵引转矩输出，电功率可以相对于输出转矩，发动机速度，输出速度，和转矩机器中一个的速度往返于电池流动。其他动力系状态，例如过渡范围可以被采用。表1描述了多个动力系状态，其包括用于操作多模式动力系的变速器范围和发动机状态。

表1

。

当发动机打开时，动力系构造允许两个功率分开操作模式，其包括输入分开模式，例如EVT1，和复合分开模式，例如EVT2。在不中断来自发动机12和第一转矩机器60的功率流的情况下，该构造允许第二转矩机器62与变速器输出部件92断开。

当在固定挡位1范围中操作时，动力系统关于速度具有单个自由度（1-dF）。因此，存在单个独立速度结点，并且所有其他速度结点在其上线性相关。例如，包括输入速度（Ni）的全部速度结点与输出速度（No）成比例。示例性管理方程包括如下。

[1]

以及

[2]

其中Ta表示第一转矩机器60的转矩输出，

Tb表示第二转矩机器62的转矩输出，

Ti表示在部件14的输入转矩，即，来自发动机12，

To表示在部件92的输出转矩，

Na表示第一转矩机器60的速度，

Nb表示第二转矩机器62的速度，

Ni表示在部件14的输入速度，

No表示在部件92的输出速度，以及

A1，A2，A3，B1，B2和B3是基于齿轮装置关系确定的专用标量值。

当在EV或EVT范围中的一个操作时，动力系统关于速度具有两个自由度（2-dF），因此允许两个独立速度结点。例如，除输入和输出速度之外的全部速度结点可以计算为输入和输出速度的线性组合。示例性管理方程包括如下。

[3]

以及

[4]

其中A11，A12，A21，A22，B11，B12，B21和B22是基于齿轮装置关系确定的专用标量值。

当在空挡1/ETC范围中操作时，动力系统关于包括输入速度，输出速度和一个其它速度的速度具有三个自由度（3-dF）。在该范围中，可能不具有选择马达转矩使得电池功率对于任意给定发动机转矩是零的灵活性。当没有离合器应用时，变速器在空挡1/ETC范围中。在该变速器范围中，第二转矩机器62与变速器脱离，所以其速度可以被独立地控制。第一转矩机器60的马达转矩输出Ta与输出转矩To成比例并且其速度是输入和输出速度的线性组合。示例性管理方程包括如下。

[5]

以及

[6]

其中A1，A2，A3，B1，B2和B3是基于齿轮装置关系确定的专用标量值。

图2示出了控制方案200，其被采用以控制参照图1描述的动力系统的实施例以停用一个或多个转矩机器（在此称作马达X），因此产生零转矩的转矩输出或从其中降低的转矩输出。这包括当过渡到停用的马达状态或用于马达X的降低的马达状态时控制动力系统。这可以包括参照表1和方程5和6描述的在空挡1/ETC范围中操作。表2作为关键被提供，其中数字标号的块和相对应的功能在以下进行说明。

表2

。

参照图3示出了与在动力系统的示例性实施例上执行控制方案200的实施例相关的数据。在进行的动力系操作期间，可以存在命令停用或降低马达X，即，在转矩机器中的一个停用或降低的情况下操作并且因此产生零牵引转矩或降低的转矩输出（202）。停用马达X的命令可以是在空挡1/ETC范围中操作的命令的一部分。停用马达X的命令可以包括响应于降低的转矩机器的转矩输出减少转矩机器的转矩输出的命令，如可以由于转矩机器中过热或用于转矩机器的控制系统中的故障而发生。响应于降低的转矩输出而减少转矩机器的转矩输出的命令可以导致来自转矩机器的降低的但非零的转矩输出。

马达X的最小和最大转矩能力极限在短暂的时间周期（204）中汇聚到零或降低的转矩输出，其允许响应于马达X的最小和最大转矩能力极限和输出转矩请求（208）命令发动机控制以从不活动状态改变至活动状态（206）并且将最小和最大发动机转矩汇聚到单个发动机转矩命令。汇聚最小和最大发动机转矩优选地通过斜率改变完成，即，基于马达转矩约束时间比率地将最小和最大发动机转矩改变至单个的、普通的发动机转矩命令，由此允许发动机操作以控制输入转矩并且因而控制输入速度。当上述命令完全地执行时，在停用的马达状态并且马达X转矩命令设置等于零或降低的转矩命令（210）的情况下，动力系统的操作被控制。当停用马达X的命令包括响应于降低的转矩机器的转矩能力减少转矩机器的转矩输出的命令时，转矩机器中的一个的最小和最大转矩能力汇聚至转矩机器的降低的转矩能力，其可以包括斜率变小至零转矩输出或降低的转矩输出。

在马达X转矩命令设置为零或在降低的转矩能力的情况下在停用的马达状态中的操作包括允许响应于输出转矩请求在活动响应状态中控制发动机。这包括当发动机构造为火花点火内燃发动机时，响应于小于预计的发动机转矩命令的即时发动机转矩命令并且因此在不同于MBT点火提前的点火提前控制发动机。这包括当发动机构造为压缩点火内燃发动机时，响应于小于预计的发动机转矩命令的即时发动机转矩命令并且因此在不同于最佳燃料喷射正时的燃料喷射正时控制发动机。可以采用快速发动机致动器以容易地改变发动机转矩，由此提供快速响应发动机储备以增加发动机转矩输出或减少发动机转矩输出（212）。发动机操作包括控制低速发动机致动器和快速发动机致动器使得发动机转矩可以通过将点火提前向MBT点火提前调整而容易地增加或通过将点火提前远离MBT点火提前调整而容易地减少。以这种方式，发动机采用转矩控制，具有响应于输出转矩请求控制的发动机转矩输出。来自马达X的转矩输出维持在零（或其降低的转矩水平），因此存在由马达X产生的零（或降低的）牵引转矩。当发动机如所述地操作时，考虑到其他发动机和动力系操作因素，能够响应于输出转矩请求使用快速发动机致动器迅速地增加或迅速地减少发动机转矩。发动机控制可以在停用的马达状态操作期间的多个时间取决于操作条件在活动状态与不活动状态之间改变。

在停用的马达状态中的操作可以随后被中断（214），其包括随时间增加马达X的最小和最大转矩能力极限的大小，即斜率增加，并且相应地响应于输出转矩请求（216）控制马达X转矩。在响应中，响应于输出转矩请求和由最小和最大发动机转矩设置的极限内的马达X转矩，最小和最大发动机转矩的大小增加并且发动机转矩被控制（218）。当这些过渡完成时，发动机控制可以被命令以从活动状态改变至不活动状态（220），并且动力系统响应于输出转矩请求被控制。

图3曲线地示出了与过渡到和控制变速器状态中的动力系统相关的多个时间重合的参数，其中转矩机器中的一个（马达X）被停用。举例来说，当在电力空挡状态中操作动力系统时，例如，当参照图1描述的动力系统在空挡1/ETC状态中操作时，转矩机器中的一个被停用。参数包括用于转矩机器中的一个，例如第二转矩机器62，的马达X转矩320，包括相应的最小和最大马达X转矩能力322和324，和马达X转矩命令326，以及马达X速度控制转矩修正请求330。参数包括发动机转矩340，其分别包括最小和最大发动机转矩系统约束341和342，即时发动机转矩命令343，预计的发动机转矩命令344，和发动机空气转矩345。即时发动机转矩命令343表示用于控制发动机操作的当前命令，以及映射出的贯穿图3描绘的操作周期的实际发动机转矩。预计的发动机转矩命令344表示用于控制发动机操作的远程命令，并且表示当在MBT点火提前操作发动机时的最大发动机转矩能力。通过命令用于低速发动机致动器的操作状态，例如响应于发动机转矩命令的节气门/质量空气控制或燃料质量控制，获得预计的发动机转矩命令344。发动机空气转矩345响应于预计的发动机转矩命令344，并且表示估计的瞬时最大发动机转矩，即，在当前加燃料速率的当前每缸空气量的最大发动机转矩。当空气/燃料比是化学计量比并且点火正时设置在爆燃限制的MBT点火正时的时候，发动机获得与发动机空气转矩相当的转矩。即时发动机转矩命令343表示短程发动机转矩命令，其采用例如点火正时控制或燃料喷射正时控制的快速发动机致动器，以及低速发动机致动器以响应于转矩命令控制发动机转矩输出。即时发动机转矩命令343响应于由最小和最大发动机转矩系统约束341，342规定的基于发动机的输出转矩范围。发动机转矩约束响应于最小和最大马达X转矩能力322和324，输出转矩请求，以及其它因素。时间重合参数包括发动机转矩响应类型350，包括不活动的发动机响应352和活动的发动机响应354。上述参数全部相对于时间绘出310。不活动的发动机响应352包括采用预计的发动机转矩命令344和低速发动机致动器响应于发动机转矩请求控制发动机操作的命令。活动的发动机响应354包括采用即时发动机转矩命令343和快速发动机致动器和低速发动机致动器两者响应于发动机转矩请求控制发动机操作的命令。

在时间301之前，动力系统利用由发动机和被称作马达X的转矩机器中的一个的牵引转矩贡献操作。在时间301，马达X被停用，例如响应于命令以在电力空挡状态操作，导致最小和最大马达X转矩能力322和324的立即减小，包括设置等于当前马达X转矩命令326的最小和最大马达X转矩能力322和324中的一个。在电力空挡状态中操作的命令也导致了从不活动的发动机响应状态352至满意有限的发动机响应354的过渡的发动机转矩响应类型350，并且导致了在最小和最大发动机转矩系统约束341，342中相应的变化。这包括设置最大发动机转矩系统约束342等于上述即时发动机转矩命令343。响应状态可以在转矩斜率变小和转矩斜率变大期间频繁地切换，响应类型设置为活动状态，即，如果这样做满意有限的发动机响应354被需要通过点火提前的控制实现快速转矩变化。在满意有限的发动机响应354中的操作优选地最小化，因为这样的操作可能影响燃料效率。

在时间301和302之间的周期期间，最小和最大发动机转矩系统约束341，342汇聚到即时发动机转矩命令343，并且最小和最大马达X转矩能力322，324汇聚到马达X转矩命令326，其在时间302斜率变小至零转矩。如所示，发动机转矩在时间301后的短时间段内未改变然后响应于马达X速度控制转矩修正请求330和马达转矩命令326的动力方面斜率变小。当最小马达X转矩能力322向零斜率变小，马达X速度控制转矩请求330初始地在相同方向移动，即增加，因此初始地需要发动机转矩不改变。

控制预计的发动机转矩命令344以通过维持发动机空气转矩345在大于即时发动机转矩命令343的大小而提供储备转矩。因而发动机空气转矩345响应于预计的发动机转矩命令344被控制，并且即时发动机转矩命令343通过控制点火提前远离MBT点火点以允许发动机转矩储备而实现。

马达X转矩命令326在时间302设置为零，并且在马达在停用状态的情况下在操作期间维持在那里，其在时间303结束。当没有附加的马达转矩能力可利用时，即，当马达X转矩命令等于转矩极限时，马达X速度控制转矩修正请求330以低得多的频率变化。当发动机是执行速度控制以调整与转矩机器的响应性相比较慢的发动机的响应性的致动器时，通过应用较小的速度控制转矩修正增益的软件实现较低频率速度控制转矩修正请求。响应于预计的发动机转矩命令344控制发动机空气转矩345，并且响应于汇聚的最小和最大发动机转矩系统约束341，342控制即时发动机转矩命令343。

在马达X停用状态的情况下在操作期间，最小和最大马达X转矩能力322和324维持在零，并且速度控制通过即时发动机转矩命令343实现，其中速度控制储备通过预计的发动机转矩命令344而维持。

响应于退出停用的马达状态的命令，最小和最大马达X转矩能力322和324斜率返回至正常马达转矩极限。这示出了在时间302开始并且在时间304结束。相对应地，最小和最大发动机转矩系统约束341和342分离。在发动机命令从点火控制的满意有限的发动机响应354至发动机在响应于发动机空气转矩345的MBT点火操作的不活动的发动机响应352的过渡之前，实现马达X产生转矩的操作。

控制方案200操作为在停用的马达状态中和在停用的马达状态之外在过渡期间在发动机响应中影响平滑过渡，因为发动机转矩控制在整个过渡期间被维持，在停用的马达操作期间，例如在空挡1/ETC范围中操作，发动机采用为主转矩致动器以控制输入速度。该操作避免了在这样的操作条件下使用转矩机器的输入速度的控制的缺乏。

本公开内容已经描述了某些优选实施例及其修改。其它修改和备选方案可在他人阅读和理解本说明书时想到。因此，期望本公开内容不限于公开为用于执行本公开内容构想出的最佳模式的特定实施例，而是本公开内容将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施例。

Claims

1.一种用于操作动力系统的方法，所述动力系统包括多模式变速器，所述多模式变速器构造成在多个变速器档位范围的一个中，在发动机、转矩机器和输出部件之间传递转矩，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中控制来自发动机的转矩输出包括采用快速发动机致动器，其包括当发动机构造为火花点火内燃发动机时，在不同于MBT点火提前的点火提前控制发动机。

3.根据权利要求1所述的方法，其中控制来自发动机的转矩输出包括采用快速发动机致动器，其包括当发动机构造为压缩点火内燃发动机时，在不同于最佳燃料喷射正时的燃料喷射正时控制发动机。

4.根据权利要求1所述的方法，其中停用转矩机器中的一个的命令包括在空挡范围操作变速器的命令。

5.根据权利要求1所述的方法，其中停用转矩机器中的一个的命令包括将来自转矩机器的转矩输出减少到零转矩输出的命令。

6.根据权利要求1所述的方法，其中控制来自发动机的转矩输出包括采用快速发动机致动器，其包括当在MBT点火提前操作发动机时，响应于最大发动机转矩能力通过控制低速发动机致动器维持速度控制储备。

7.一种用于操作动力系统的方法，所述动力系统包括多模式变速器，所述多模式变速器构造成在发动机、转矩机器和输出部件之间传递转矩，所述转矩机器构造成产生牵引转矩，所述方法包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其中响应于输出转矩请求控制发动机操作包括控制来自发动机的转矩输出，其包括采用快速发动机致动器以响应于输出转矩请求控制发动机。

9.根据权利要求8所述的方法，其中响应于输出转矩请求控制发动机操作包括当发动机构造为火花点火内燃发动机时，在不同于MBT点火提前的点火提前控制发动机。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括当在MBT点火提前操作发动机时，响应于最大发动机转矩能力通过控制低速发动机致动器维持速度控制储备。

11.根据权利要求8所述的方法，其中控制来自发动机的转矩输出包括采用快速发动机致动器以响应于输出转矩请求控制发动机，其包括当发动机构造为压缩点火内燃发动机时，在不同于最佳燃料喷射正时的燃料喷射正时控制发动机。

12.一种用于操作动力系统的方法，所述动力系统包括多模式变速器，所述多模式变速器构造成在多个变速器档位范围的一个中，在发动机、转矩机器和输出部件之间传递转矩，所述方法包括：

13.根据权利要求12所述的方法，其中减少来自构造为产生牵引转矩的转矩机器中的一个的转矩输出的命令响应于转矩机器的降低的转矩能力。

14.根据权利要求12所述的方法，其中将转矩机器中的一个的最小和最大转矩能力汇聚到优选的状态包括响应于转矩机器的降低的转矩能力汇聚转矩机器中的一个的最小和最大转矩能力。

15.根据权利要求12所述的方法，其中控制来自发动机的转矩输出包括采用快速发动机致动器，其包括当发动机构造为火花点火内燃发动机时，在不同于MBT点火提前的点火提前控制发动机。

16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括当在MBT点火提前操作发动机时，响应于最大发动机转矩能力通过控制低速发动机致动器维持速度控制储备。