CN103847731A - 用于缓解传动系扰动的混合动力发动机操作选择策略 - Google Patents

用于缓解传动系扰动的混合动力发动机操作选择策略 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于缓解传动系扰动的混合动力发动机操作选择策略。一种混合动力机构包括发动机、电机和变速器。一种用以控制动力机构的方法包括:监测所述动力机构的操作;确定是否存在除电动机扭矩和发动机扭矩外的用以出现轰鸣所需的条件;以及如果条件存在则基于避免允许所述轰鸣的动力机构操作区域来控制所述动力机构。

Description

用于缓解传动系扰动的混合动力发动机操作选择策略
技术领域
本公开涉及混合动力驱动动力机构中的噪声、振动和声振粗糙度(harshness)问题。
背景技术
在该部分中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息。因此,这种陈述并不旨在构成对现有技术的承认。
动力机构系统可以被构造成用以将起源于多个扭矩生成装置的扭矩通过变速器装置传输至可以被联接至传动系的输出构件。这种动力机构系统包括混合动力机构系统和电动车辆动力机构系统。考虑到燃料经济性、排放、可驾驶性和其它因素,用于操作这种动力机构系统的控制系统能够响应于操作者指令的输出扭矩请求操作扭矩生成装置并将变速器中的扭矩传输元件应用于传输扭矩。示例性扭矩生成装置包括内燃发动机和非燃烧扭矩机。非燃烧扭矩机可以包括电机,其作为电动机或发电机操作,用以独立于来自内燃发动机的扭矩输入生成输入至变速器的扭矩。扭矩机可以将通过车辆传动系传输的车辆运动能量变换成可存储在电能量存储装置中的电能量。控制系统监测来自车辆和操作者的各种输入,并提供对动力机构的操作控制,包括控制变速器操作范围和齿轮换挡,控制扭矩生成装置,并调整电能量存储装置和电机间的电动力交换,用以管理变速器的输出,包括扭矩和旋转速度。
发明内容
一种混合动力机构包括发动机、电机和变速器。一种用以控制动力机构的方法包括:监测所述动力机构的操作;确定是否存在除电动机扭矩和发动机扭矩外的用以出现轰鸣所需的条件;以及如果条件存在则基于避免允许所述轰鸣的动力机构操作区域来控制所述动力机构。
本发明还涉及以下技术方案:
1. 用以控制包括发动机、电机和变速器的混合动力机构的方法,所述方法包括:
监测所述动力机构的操作;
确定是否存在除电动机扭矩和发动机扭矩外的用以出现轰鸣所需的条件;以及
如果条件存在,则基于避免允许所述轰鸣的动力机构操作区域来控制所述动力机构。
2. 如技术方案1所述的方法,其中,控制所述动力机构包括将所述动力机构控制成只在允许所述轰鸣的动力机构操作区域外操作。
3. 如技术方案1所述的方法,其中,控制所述动力机构包括:
向将处于允许所述轰鸣的动力机构操作区域内的操作赋予控制惩罚;以及
基于所述控制惩罚来控制所述动力机构。
4. 如技术方案1所述的方法,其中,控制所述动力机构包括:
操作所述发动机用以仅服务配件/充电负载;以及
识别动力机构过渡用以将发动机从服务配件/充电负载的操作过渡至发动机停机状态,其中所述动力机构过渡保持在允许所述轰鸣的动力机构操作区域外。
5. 如技术方案1所述的方法,其中,控制所述动力机构包括:
监测所述动力机构的初始操作点;
监测用于所述动力机构的目的操作点;
确定过渡点用以将所述动力机构从所述初始操作点过渡至所述目的操作点,同时保持在允许所述轰鸣的动力机构操作区域外;以及
基于所述过渡点来控制从所述初始操作点到所述目的操作点的动力机构过渡。
6. 如技术方案5所述的方法,其中,控制所述动力机构进一步包括:
确定多个过渡点;以及
基于所述过渡点控制所述动力机构过渡。
7. 如技术方案5所述的方法,进一步包括:监测可获得的电池动力;以及
基于所述可获得的电池动力来控制从所述初始操作点到所述目的操作点的动力机构过渡。
8. 如技术方案1所述的方法,其中,出现轰鸣所需的条件包括所述电动机扭矩小于阈值电动机扭矩;并且
其中基于所述阈值电动机扭矩来确定允许所述轰鸣的动力机构操作区域。
9. 如技术方案8所述的方法,其中,出现轰鸣所需的条件进一步包括所述发动机扭矩大于阈值发动机扭矩;并且
其中进一步基于所述阈值发动机扭矩来确定允许所述轰鸣的动力机构操作区域。
10. 如技术方案1所述的方法,其中,出现轰鸣所需的条件包括:
变速器的输出速度在被识别的最小输出轴速度与被识别的最大输出轴速度之间;
所述变速器内的离合器在导致轰鸣的离合器状态中被接合;并且
电动机扭矩处于阈值低电动机扭矩范围内。
11. 用以控制包括发动机、电机和变速器的混合动力机构的方法,所述方法包括:
监测所述动力机构的操作;
确定是否存在除电动机扭矩和发动机扭矩外的使轰鸣更有可能出现的条件;以及
如果所述条件存在,则基于避免使所述轰鸣更有可能的动力机构操作区域来控制所述动力机构。
附图说明
现在将参考附图通过示例方式来描述一个或多个实施例,附图中:
图1示出了依据本公开的包括内燃发动机、多模式电子机械变速器、传动系和控制器的动力机构系统;
图2示出了依据本公开的来自示例性动力机构的数据,在发动机扭矩对输出扭矩域上被示出,示出了在其中输出扭矩轰鸣是可能和不可能的区域;
图3示出了依据本公开的用于示例性发动机的数据,其显示发动机速度与发动机扭矩之间的被容许关系,其中在操作点处从燃烧造成的0-pk扭矩振荡不足以引起轰鸣,不管其它扭矩生成机的操作点如何;
图4示出了依据本公开的来自示例性动力机构的数据,在发动机扭矩对输出扭矩域上被示出,示出了在其中近零输出扭矩轰鸣是可能和不可能的区域,包括最大发动机扭矩值,低于该值轰鸣是不可能的;
图5示出了依据本公开的来自示例性动力机构的数据,在发动机扭矩对输出扭矩域上被示出,示出了操作的被限定出的可容许区域,其中近零输出扭矩轰鸣是和不可能的,以及在示例性操作点处的操作,其中发动机进行操作仅用以服务配件/充电负载;
图6示出了依据本公开的图5的操作点,包括图5的操作的可容许区域,具有对应于操作点的不被容许操作的扩大区域;
图7示出了依据本公开的包括图5的操作点的发动机运转配件充电操作、发动机停机操作和在其间的过渡;
图8示出了依据本公开的包括图5的操作点的发动机运转配件充电操作,以及向第二操作点的过渡,在所述第二操作点处发动机传送对应于输出扭矩的扭矩;
图9示出了依据本公开的逆向的图8所示过渡;
图10示出了依据本公开的恒定电池动力如它们与发动机扭矩/输出扭矩域中的操作点有关的线;并且
图11示出了依据本公开的一示例性工艺。
具体实施方式
现在参考附图,其中所示内容只是为了示出某些示例性实施例的目的而不是为了限制它的目的,图1示出了动力机构系统(powertrain system),其包括内燃发动机、多模式电子机械变速器、传动系(driveline)和控制器。图1绘出了多模式动力机构系统100,其包括内燃发动机(发动机)14、多模式变速器(变速器)10、传动系90和控制器5。变速器10机械地联接至发动机14,并包括第一和第二扭矩机56和72,所述第一和第二扭矩机56和72在一个实施例中为电动机/发电机。发动机14和第一和第二扭矩机56和72各自生成扭矩,其能够经由变速器10传输至传动系90。
示例性发动机14是多气缸内燃发动机,其在数个状态中选择性地操作,用以将扭矩经由输入构件12传输至变速器10,并且能够是火花点火或压缩点火发动机。发动机14包括被操作地联接至变速器10的输入构件12的曲轴。旋转速度传感器11监测输入构件12的旋转速度。来自发动机14的动力输出即旋转速度和发动机扭矩能够不同于传至变速器10的输入速度和输入扭矩,原因是由于在发动机14与变速器10之间的输入构件12上放置扭矩消耗部件,例如,扭矩管理装置。
示出的变速器10是双模式复合分配电子机械变速器, 其包括三个行星齿轮组24、26和28以及四个可接合扭矩传输装置,即离合器C1 70、C2 62、C3 73和C4 75。也可以采用其它多模式变速器。如本文中所使用的,离合器是指能够响应于控制信号被选择性地应用的扭矩传输装置,并且可以是任何适当的装置,例如包括单盘或复盘离合器或组件、单向离合器、带式离合器和制动器。液压回路42被构造成用以以加压液压流体控制离合器中的每个的离合器状态,所述加压液压流体由被控制器5操作地控制的电动液压泵17供给。离合器C2 62和C4 75是被液压地应用的旋转摩擦离合器。离合器C1 70和C3 73是被液压地控制的制动器装置,其能够被档接至(grounded to)变速器箱体68。在本实施例中,离合器C1 70、C2 62、C3 73和C4 75中的每个是使用由液压控制回路42供给的加压液压流体被液压地应用的。液压回路42被控制器5操作地控制,用以启动和停用前述离合器、提供液压流体来冷却和润滑变速器的元件、并提供液压流体来冷却第一和第二扭矩机56和72。可以通过使用压力传感器的测量、通过使用机上(on-board)例程的估计或使用其它适当方法,来确定液压回路42中的液压压力。
第一和第二扭矩机56和72是三相交流电动机/发电机,各自包括定子和转子以及相应的解析器80和82。用于每个扭矩机的电动机定子被档接至变速器箱体68的外部,并且包括定子芯体,所述定子芯体具有从其延伸的卷绕的电绕组。用于第一扭矩机56的转子被支承在毂衬齿轮上,所述毂衬齿轮经由第二行星齿轮组26被操作地附接至轴60。用于第二扭矩机72的转子被固定地附接至套轴毂66。解析器80和82中的每个被信号地和操作地连接至变速器动力逆变器控制模块(TPIM)19,并且各自传感和监测解析器转子相对于解析器定子的旋转位置,从而监测第一和第二扭矩机56和72中的相应一个的旋转位置。此外,来自解析器80和82的信号输出可以被使用来确定第一和第二扭矩机56和72的旋转速度。
变速器10包括输出构件64例如轴,其被可旋转地连接至传动系90,用以提供输出动力至传动系90,所述输出动力被传输至车辆轮子93,其中的一个在图1中示出。输出构件64处的输出动力以输出旋转速度和输出扭矩来定特性。变速器输出速度传感器84监测输出构件64的旋转速度和旋转方向。车辆轮子93中的每个优选地配备有传感器94,其适于监测轮子速度用以确定车辆速度以及用于制动控制、牵引控制和车辆加速管理的绝对和相对轮子速度。
来自发动机14的输入扭矩和来自第一和第二扭矩机56和72的电动机扭矩作为来自存储在电能量存储装置(ESD)74中的电势或燃料的能量转换的结果而得以生成。ESD 74经由直流传输导体27被高电压直流联接至TPIM 19。传输导体27包括接触器开关38。当接触器开关38被闭合时,在正常操作下,电流能够在ESD 74与TPIM 19之间流动。当接触器开关38被断开时,在ESD 74与TPIM 19之间的电流流动被中断。TPIM 19优选地包括一对动力逆变器(power inverter)和相应的电动机控制模块,其被构造成用以接收扭矩指令并从此处控制逆变器状态,用于提供电动机驱动或再生功能来满足电动机扭矩指令。动力逆变器包括互补的三相动力电子装置,并且各自包括多个绝缘栅双极晶体管,用于将来自ESD 74的直流动力转换成交流动力,用于通过在高频率进行切换来为第一和第二扭矩机56和72中的相应一个提供动力。绝缘栅双极晶体管形成被构造成用以接收控制指令的开关模式动力源。三相电机中的每个的每个相位相包括一对绝缘栅双极晶体管。绝缘栅双极晶体管的状态被控制用以提供电动机驱动机械动力生成或电动力再生功能。三相逆变器经由直流传输导体27接收或供给直流电动力,并将它变换成三相交流动力或从三相交流动力变换成它,所述三相交流动力分别经由传输导体29和31被传导至或来自于作为电动机或发电机进行操作的第一和第二扭矩机56和72。
TPIM 19响应于电动机扭矩指令通过所述一对动力逆变器和相应的电动机控制模块向和从第一和第二扭矩机56和72传输电动力。依据ESD 74是被充电还是放电,电流被传送至和来自于ESD 74。
控制器5经由通信链路15信号地和操作地链接至动力机构系统100中的各个致动器和传感器,用以监测和控制动力机构系统100的操作,包括综合信息和输入、并执行例程用以控制致动器用以满足与燃料经济性、排放、性能、驾驶性能和硬件的保护有关的控制目的,所述硬件包括ESD 74的电池以及第一和第二扭矩机56和72。控制器5是整个车辆控制构造的子组,并且提供对动力机构系统100的协调的系统控制。控制器5可以包括分布的控制模块系统,其包括单独的控制模块,所述控制模块包括监控控制模块、发动机控制模块、变速器控制模块、电池组控制模块和TPIM 19。用户接口13优选被信号地连接至多个装置,通过所述多个装置,车辆操作者指挥和支配动力机构系统100的操作。这些装置优选地包括加速器踏板113、操作者制动踏板112、变速器范围选择器114(PRNDL)和车辆速度巡航控制装置。变速器范围选择器114可以具有离散数量的操作者可选择位置,包括用以允许正向和逆向方向中的一个的输出构件64的旋转方向。用户接口13可以包括如所示的单个装置,或者替代地可以包括直接地连接至单独的控制模块的多个用户接口装置。
前述控制模块经由通信链路15与其它控制模块、传感器和致动器通信,其实现各个控制模块之间的结构化通信。特定通信协议是特定于应用的。通信链路15和适当的协议提供前述控制模块与提供包括例如防抱死制动、牵引控制和车辆稳定性的功能的其它控制模块之间的牢靠信息传送和多控制模块交接。多个通信总线可以被使用来改善通信速度并提供一定水平的信号冗余度和完整性,包括直接链路和串行外围接口(SPI)总线。单独的控制模块之间的通信也可以使用无线链路例如短范围无线电通信总线来实现。单独的装置也可以被直接地连接。
控制模块、模块、控制装置、控制器、控制单元、处理器和类似术语意指以下中的任一个或一个或多个的各种组合: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例程的中央处理器(优选为微处理器)和相关联的内存和存储器(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、适当的信号调节和缓存电路、以及用以提供所描述功能的其它部件。软件、固件、程序、指令、例程、代码、算法和类似术语意指包括校准和查询表的任何指令组。控制模块具有被执行用以提供所需功能的一组控制例程。例程比如通过中央处理器被执行,并且是可操作的,用以监测来自传感装置和其它网络控制模块的输入,并执行控制和诊断例程,用以控制致动器的操作。可以以一定间隔来执行例程,例如在正进行的发动机和车辆操作期间每3.125、6.25、12.5、25和100毫秒。替代地,可以响应于事件的发生来执行例程。
动力机构系统100被构造成用以在数个状态中的一个中操作,其能够以发动机状态和变速器范围来描述,所述发动机状态包括发动机运转状态(ON)和发动机停机状态(OFF)中的一个,所述变速器范围包括固定齿轮、可变(EVT)和空档模式,如表1中给出的。
表1
Figure 2013106456691100002DEST_PATH_IMAGE001
表1中描述的变速器范围对于范围中的每个指示离合器C1 70、C2 62、C3 73和C4 75中的被特定应用的一个(多个)。为了本描述的目的,当发动机状态为OFF时,发动机输入速度等于0RPM,即发动机曲轴不旋转。固定齿轮操作提供变速器10的输入对输出速度的固定比操作。响应于由用户接口13捕获到的经由加速器踏板113、制动踏板112和变速器范围选择器114的操作者输入,控制模块5确定用以控制包括发动机14和第一和第二扭矩机56和72的扭矩致动器的扭矩指令,用以满足输出构件64处的输出扭矩请求以转移至传动系90。
示出的离合器中的每个包括一对轴,所述一对轴能够通过轴传送发作用扭矩。被接合的离合器能够沿第一方向传送正扭矩或沿与第一方向相反的第二方向传送负扭矩。当通过离合器传送的扭矩从方向中的一个变化至另一方向时,可能出现被称作冲击(lash)的状况。在一些状况下,冲击对于车辆的乘员来说是不可感知的。在其它状况下,冲击造成驾驶性能问题,从而造成车辆的可感知的不平稳加速或其它驱动性能劣化,或NVH问题。与冲击有关的一个特定类型的NVH问题被称作轰鸣(growl)。在引起轰鸣的一个实施例的状况下,能够听到来自变速器的可感知的隆隆声。轰鸣能够出现自经受冲击的锁定离合器。冲击和/或轰鸣还可能出现在齿轮、行星齿轮组和啮合在一起的任何金属部件中,所述啮合在一起的任何金属部件可能经受游隙或具有在扭矩的反向时碰撞在一起的部件。本文所公开的方法被应用于包括锁定离合器的示例性状况。然而,所提供的示例旨在是非限制性示例,并且使冲击在其它动力机构部件中成为可能的类似的参数组能够根据本文所公开的方法被类似地限定和控制,用以避免冲击和相关联的非所需的动力机构状况比如轰鸣。
通过建模、测试和/或校准,引起轰鸣的条件能够被映射出,并且导致轰鸣的相关值的范围能够被限定出。这样,通过避免或最小化在导致轰鸣的范围中的操作,能够减少或消除轰鸣。
轰鸣能够出现在许多操作情形中。在一些状况中,它可能是不明显或不可听到的。在其它状况中,轰鸣能够被高车辆速度和相关联的车辆NVH状况掩蔽。在类似于图1的示例性构造的变速器中,示例性轰鸣状况能够被识别为容易出现在所有以下五个条件同时出现时:1) 变速器、图1的示例性变速器的轴64的输出速度必须存在于被识别的最小输出轴速度与被识别的最大输出轴速度之间;2) 发动机速度必须存在于被识别的最小发动机速度与被识别的最大发动机速度之间;3) 离合器必须在导致轰鸣的离合器状态中被接合;4) 发动机扭矩必须高于导致轰鸣的最小发动机扭矩;和5) 电动机扭矩必须落入阈值电动机扭矩范围内,例如被体现为条件Tm最小轰鸣<Tm<Tm最大轰鸣。根据一个实施例,该范围被校准为-10牛顿米(N*m)<Tm<10N*m。在示例性变速器中,随着更多的这些条件的存在,轰鸣将更有可能出现。其它条件能够被识别用于可能引起轰鸣的其它变速器,并且导致轰鸣的值的关键范围能够类似地被识别用于其它变速器。本文中提供的导致轰鸣的条件是示例性的,并且本公开并不旨在局限于本文中提供的特定示例。
在五个示例性范围中,一部分控制参数能够被控制用于车辆的所需操作。例如,对于车辆的所需速度,图1的电机的使用和变速器能够被改变用以控制发动机速度。这样,能够基于车辆的所需操作,并且基于避免发动机速度进入在其中轰鸣成为可能或更容易的范围,来控制发动机速度。类似地,基于避免在其中轰鸣成为可能或更容易的范围,能够控制发动机扭矩和电动机扭矩,或能够控制扭矩生成装置中的每个的扭矩贡献。不能基于避免轰鸣来控制其它参数。输出速度直接地与车辆的速度有关。输出扭矩请求由驾驶员生成。防止车辆进行操作者的所需速度的任何方案都不太可能是可接受的。基于避免轰鸣,变速器中的离合器的状态可能也可能不受到变化。
动力机构控制方法容许控制混合动力机构的模块基于输出扭矩请求和用于动力机构的控制优先权将扭矩生成要求分布至动力机构的各个部件。基于动力机构的所需操作,类似地控制变速器的设定。通过各个参数范围的测试或模型动力机构的操作能够通过实验、校准、建模或有效于评价动力机构性能的其它手段被映射出,并且后来的操作动力机构的变速器的设定和扭矩生成要求的分布在操作期间基于被映射出的操作受到控制。根据一个示例性控制方法,控制算法基于最优化控制惩罚(control penalty)函数来平衡动力机构控制的优先权。侵犯不同的控制优先权招致惩罚,并且基于最低惩罚的控制解决方案被选择来控制动力机构。在导致轰鸣的区域中的操作能够被赋予惩罚值,并且动力机构在导致轰鸣的这些区域中的操作能够基于被赋予的惩罚被最少化或消除。
图2示出了来自示例性动力机构的数据,在发动机扭矩对输出扭矩域上被示出,示出了在其中近零输出扭矩轰鸣是可能和不可能的区域。水平轴线202示出了输出扭矩,并且垂直轴线204示出了发动机扭矩。线220示出了电动机扭矩等于零的状况。线222和240限定出这样一个区域,其中电动机扭矩和通过离合器的发作用扭矩在阈值低区域内,或者扭矩的绝对值低于阈值。区域222示出了应该被避免用以阻止发生轰鸣的操作。根据一个实施例,距线220+/-15牛顿米的值被利用来限定区域222。根据一个实施例,通过防止车辆的操作进入所示区域222,能够避免轰鸣。
图3示出了用于示例性发动机的数据,基于最小驾驶性能额定值示出了发动机速度与发动机扭矩之间的容许关系。在一个实施例中,能够根据各个参数对车辆的驾驶性能的影响,来确定车辆的操作的映射。在其中动力机构的电动机具有低扭矩值的混合动力机构的发动机的发动机扭矩和发动机速度的相关性能够被映射出,并且在其中发动机速度和扭矩值造成不可接受的NVH的一个区域或多个区域能够被识别。图3示出了水平轴线302上的发动机速度和垂直轴线304上的发动机扭矩。数据图310示出了用于被测试动力机构的NVH值的渐变,其中区域320中的NVH是可接受的。区域330示出了这样一个区域,其中由于燃烧引起的发动机0—pk扭矩振荡足够大以致可听到的轰鸣被观察到,如果系统中的其它部件处于易于轰鸣的操作点处的话。轰鸣的强度与发动机扭矩成正比地增加,并与发动机速度相反地增加。
图4示出了来自示例性动力机构的数据,在发动机扭矩对输出扭矩域上被示出,示出了在其中近零输出扭矩轰鸣是可能和不可能的区域,包括依赖发动机速度的最大发动机扭矩值,低于该值轰鸣是不可能的。水平轴线402示出了输出扭矩,并且垂直轴线404示出了发动机扭矩。线420示出了电动机扭矩等于零的状况。线422和424限定出这样一个区域,其中电动机扭矩和通过离合器的发作用扭矩在阈值低区域内,或者扭矩的绝对值低于阈值。由422和424限定出的该区域440是基于在电动机扭矩低于阈值时轰鸣是可能的来选择的,并且区域440示出了应该被避免用以阻止发生轰鸣的操作。线430示出了能够出现轰鸣处的最小发动机扭矩。线430受比如发动机速度等操作参数影响,其中较高的发动机速度能够将线430移动至垂直轴线上的较高值。因为发动机扭矩和电动机扭矩两者都必须在导致轰鸣的区域内以便使轰鸣成为可能,所以当发动机的操作低于由线430限定出的阈值发动机扭矩时,不需要基于电动机扭矩的约束。区域410示出了在其中操作不能导致轰鸣的半平面。半平面控制策略中的操作包括将电动机中的一个保持为被预加载正扭矩,或者将电动机的相关扭矩操作限制为其全范围的一半。增强的半平面包括添加被最大发动机扭矩线430允许或者在最大发动机扭矩线430下示出的操作区域。
图5示出了来自示例性动力机构的数据,在发动机扭矩对输出扭矩域上被示出,示出了操作的被限定出的可容许区域,其中近零输出扭矩轰鸣是和不可能的,以及在示例性操作点处的操作,其中发动机进行操作仅用以在可容许区域外服务配件/充电负载。水平轴线502示出了输出扭矩,并且垂直轴线504示出了发动机扭矩。区域540示出了导致轰鸣的操作的区域,类似于图4的区域440。区域510被示出,其中动力机构的操作被允许而不导致轰鸣。操作点505被示出在零输出扭矩和对应于配件/充电负载的一定正发动机扭矩处。配件充电负载包括发动机用以为比如电动机/发电机等装置提供动力用以对车辆的电池、动力转向泵、空气调节压缩机等进行充电所需的扭矩。点505在区域540外,但是直接地过渡至区域510能够致使操作进入区域540,并潜在地致使轰鸣出现。
图6示出了图5的操作点,包括图5的操作的可容许区域,具有对应于操作点的所容许操作的扩大区域。水平轴线602示出了输出扭矩,并且垂直轴线604示出了发动机扭矩。区域640示出了导致轰鸣的操作的区域,类似于图5的区域540。区域610被示出,其中动力机构的操作被允许而不导致轰鸣。操作点605被示出在零输出扭矩和对应于配件/充电负载的一定正发动机扭矩处。点605在区域640外。为了容许从点605过渡至区域610,包括点605且避免区域640的区域612能够被限定出。进一步,为了避免进入到区域640中并促进从点605向区域610的有序过渡,不可容许区域642能够被限定出。在图6的示例性区域642中,能够通过基于点605和区域640的角部643做成分界644,来限定出可容许区域612与不可容许642之间的分界。通过容许在区域612和610中的操作,过渡能够被控制成避免导致轰鸣的区域。
图7示出了包括图5的操作点的发动机运转配件充电操作、发动机停机操作和在其间的过渡。水平轴线702示出了输出扭矩,并且垂直轴线704示出了发动机扭矩。区域740和742示出了由于轰鸣而不可容许的区域。区域740和相关联的角部743是基于与点707相交的零电动机扭矩线720被限定出的,在所述点707处发动机扭矩和输出扭矩等于零。线720的斜度确保角部743在等于零值的输出扭矩的右方。由于角部743在点705的右方,在点705与点707之间的过渡能够被示出为保持在不可容许区域740和742外,在所述点707处发动机处于停机状态。在从对应于配件/充电负载的点向发动机停机点的过渡能够被示出为处于操作的不可容许区域外的场合,控制过渡能够被利用,其中向或从配件/充电状态的任何过渡能够通过发动机停机状态来得到操作用以避免轰鸣。
图8示出了包括图5的操作点的发动机运转配件充电操作,以及向第二操作点的过渡,在所述第二操作点处发动机传送对应于输出扭矩的扭矩。水平轴线802示出了输出扭矩,并且垂直轴线804示出了发动机扭矩。通过基于操作的不可容许区域的公知分界来构造过渡,过渡能够被控制成从可容许区域中的一个点到另一可容许区域中的第二点。其中区域840和842被限定出,角部843和845能够被识别,示出了能够被控制用以避免区域840和842的过渡。能够通过限定出从第一点805到过渡点861的线段来限定出过渡的第一部分860,所述过渡点861在点843的左方和下方。能够通过限定出从点861到过渡点863的线段来限定出过渡的第二部分862,所述过渡点863在点845的右方和下方。能够通过限定出从863到目的操作点809的线段来限定出过渡的最终部分864。图8的过渡是示例性的,并且可以设想包括弯曲段、单个过渡点或者三个或更多个过渡点用以限定出过渡的再一些部分的多种过渡,并且本公开并不旨在局限于所提供的特定示例。
图9以逆向示出了图8的过渡。水平轴线902示出了输出扭矩,并且垂直轴线904示出了发动机扭矩。不可容许区域940和942被示出。基于初始点909和目的点905,关于图8所公开的方法能够被逆向进行,用以限定出三个部分过渡970。
图10示出了恒定电池动力如它们与发动机扭矩/输出扭矩域中的操作点有关的线。水平轴线1202示出了输出扭矩,并且垂直轴线1204示出了发动机扭矩。区域1240示出了在其中轰鸣被允许的操作区域。区域1242示出了在其中操作被防止的操作区域。电池动力的线1210、1211、1212、1213、1214和1215被示出了,显示了电池和相关联电动机用以允许操作的增加的能力。系统操作被限制在相应线上方。线1210表示动力机构不能进行操作用以从点1205围绕区域1240过渡的电池状况。线1215示出了动力机构能够容易地进行操作用以从点1205围绕区域1240过渡的电池状况。与轰鸣区域的右下角部相交的电池动力的线1213表示用以在该点进行操作所需的最小电池。当考虑被评价的操作点(由星状物表示)时,一示例性方法确定所需的电池动力是否将是可获得用以完成过渡(将电池动力极限和配件动力纳入考量)。根据一个方法,如果过渡不被可获得的电池动力所允许,则发动机的速度能够被增加用以增加能够出现轰鸣处的最小发动机扭矩,由此将区域1240的下分界在垂直轴线上移动得更高。
图11示出了依据本公开的一示例性工艺200。表2被提供为图11的关键,其中数字标记的框和对应的功能按如下方式给出。
表2
Figure 289288DEST_PATH_IMAGE002
工艺1100在步骤1102处开始。在步骤1104处,进行确定是否存在除电动机扭矩在特定低范围并且发动机扭矩在特定范围内之外的用以允许轰鸣所必需的条件。如果条件存在,则工艺1100沿着过渡1122至步骤1106。如果条件不存在,则工艺1100沿着过渡1120至步骤1110。在步骤1106处,限定出不可容许区域,在其中动力机构操作能够允许轰鸣。区域能够从存储数据被加载或者基于操作参数实时被计算出。根据一个实施例,能够在工艺中的该步骤处评价可获得用以动力机构的电池动力,来确定用以避免不可容许操作的区域的可获得过渡。在步骤1108处,基于避免限定出的区域来控制动力机构。在步骤1110处,工艺1100结束。
轰鸣能够在动力机构中的多个不同位置处出现。这些位置中的每个能够呈现出导致轰鸣的不同区域。本文所公开的方法能够被使用来同时避免在不同位置的每个中的轰鸣。在一个示例中,控制算法中的惩罚能够被赋予至导致轰鸣的区域的任一个中的操作,使得对动力机构的控制被限制进入在其中轰鸣将被允许的区域的任一个。
过渡在本文被公开用以从一个动力机构操作点移动至另一个,同时避免在其中轰鸣被允许的动力机构操作区域。有时,发动机的操作中的快速过渡能够促进平稳的过渡或者协助避免在其中轰鸣被允许的区域。在一些条件下,发动机空气或者火花扭矩和发动机速度能够被使用来快速地控制发动机。
本公开已描述了某些优选的实施例以及对所述某些优选实施例的修改。本领域的技术人员在阅读和理解说明书时可想到另外的变型和变更。因此,所意图的是本公开不局限于作为用于实施本公开所设想的最佳模式而公开的特定实施例,而是本公开应包括落入所附权利要求书范围内的所有实施例。

Claims (10)

1. 用以控制包括发动机、电机和变速器的混合动力机构的方法,所述方法包括:
监测所述动力机构的操作;
确定是否存在除电动机扭矩和发动机扭矩外的用以出现轰鸣所需的条件;以及
如果条件存在,则基于避免允许所述轰鸣的动力机构操作区域来控制所述动力机构。
2. 如权利要求1所述的方法,其中,控制所述动力机构包括将所述动力机构控制成只在允许所述轰鸣的动力机构操作区域外操作。
3. 如权利要求1所述的方法,其中,控制所述动力机构包括:
向将处于允许所述轰鸣的动力机构操作区域内的操作赋予控制惩罚;以及
基于所述控制惩罚来控制所述动力机构。
4. 如权利要求1所述的方法,其中,控制所述动力机构包括:
操作所述发动机用以仅服务配件/充电负载;以及
识别动力机构过渡用以将发动机从服务配件/充电负载的操作过渡至发动机停机状态,其中所述动力机构过渡保持在允许所述轰鸣的动力机构操作区域外。
5. 如权利要求1所述的方法,其中,控制所述动力机构包括:
监测所述动力机构的初始操作点;
监测用于所述动力机构的目的操作点;
确定过渡点用以将所述动力机构从所述初始操作点过渡至所述目的操作点,同时保持在允许所述轰鸣的动力机构操作区域外;以及
基于所述过渡点来控制从所述初始操作点到所述目的操作点的动力机构过渡。
6. 如权利要求5所述的方法,其中,控制所述动力机构进一步包括:
确定多个过渡点;以及
基于所述过渡点控制所述动力机构过渡。
7. 如权利要求5所述的方法,进一步包括:监测可获得的电池动力;以及
基于所述可获得的电池动力来控制从所述初始操作点到所述目的操作点的动力机构过渡。
8. 如权利要求1所述的方法,其中,出现轰鸣所需的条件包括所述电动机扭矩小于阈值电动机扭矩;并且
其中基于所述阈值电动机扭矩来确定允许所述轰鸣的动力机构操作区域。
9. 如权利要求8所述的方法,其中,出现轰鸣所需的条件进一步包括所述发动机扭矩大于阈值发动机扭矩;并且
其中进一步基于所述阈值发动机扭矩来确定允许所述轰鸣的动力机构操作区域。
10. 用以控制包括发动机、电机和变速器的混合动力机构的方法,所述方法包括:
监测所述动力机构的操作;
确定是否存在除电动机扭矩和发动机扭矩外的使轰鸣更有可能出现的条件;以及
如果所述条件存在,则基于避免使所述轰鸣更有可能的动力机构操作区域来控制所述动力机构。
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