CN104709285B - 在多模式动力总成系统中进行扭矩仲裁和修整的方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了在多模式动力总成系统中进行扭矩仲裁和修整的方法和设备。一种用于运行多模式动力总成系统的方法，其包括：监测操作者牵引力请求；以及，利用车轴扭矩约束和曲轴扭矩约束对操作者牵引力请求进行仲裁。基于仲裁的操作者牵引力请求确定即时牵引扭矩请求和预计牵引扭矩请求。基于驾驶性能扭矩约束修整预计牵引扭矩请求。基于预计牵引扭矩请求和驾驶性能修整的预计牵引扭矩请求控制多模式动力总成系统的扭矩生成装置的运行。

Description

在多模式动力总成系统中进行扭矩仲裁和修整的方法和设备

技术领域

本公开涉及用于多模式动力总成系统的控制系统。

背景技术

本部分的叙述仅提供涉及本公开的背景信息。因此，此叙述并非意在构成对现有技术的承认。

车辆采用包括多模式动力总成系统的推进系统，该多模式动力总成系统响应于包括用于加速和制动的牵引力的操作者请求生成牵引力并将其传递至传动系。在从动状态与非从动状态之间的转换期间，推进系统可经历操作者可辨别的噪声或闷响。当操作者请求包括点踩加速器踏板或点松加速器踏板时，便得知将发生该转换。当推进系统生成使传动系旋转从而推进车辆的正扭矩时，从动状态发生。当推进系统未生成正扭矩时，例如，当推进系统正通过车辆车轮使传动系扭矩和车辆动量起作用，通过传动系驱动推进系统，非从动状态发生。当操作者将其脚移开加速器踏板（点松）时，可发生从从动状态到非从动状态的转换。当操作者将其脚施加至加速器踏板（点踩）时，可发生从非从动状态到从动状态的转换。游隙区域存在于变速齿轮箱中的啮合齿轮与传动系之间的间隙中。当推进系统处于从动状态时，啮合齿轮处于接触中并在一个齿轮端面上传递扭矩。当移除与从动状态相关联的正扭矩并且车轮开始驱动推进系统时，存在啮合齿轮转换穿过游隙区域以在另一齿轮端面上传递扭矩的点。在齿轮转换穿过游隙区域期间，传动系可能加速并冲击另一齿轮端面，从而生成闷响。

发明内容

一种用于运行多模式动力总成系统的方法，其包括：监测操作者牵引力请求；以及，利用车轴扭矩约束和曲轴扭矩约束对操作者牵引力请求进行仲裁。基于仲裁的操作者牵引力请求确定即时牵引扭矩请求和预计牵引扭矩请求。基于驾驶性能扭矩约束修整预计牵引扭矩请求。基于预计牵引扭矩请求和驾驶性能修整的预计牵引扭矩请求控制多模式动力总成系统的扭矩生成装置的运行。

本发明包括以下方案：

1、一种用于运行多模式动力总成系统的方法，其包括：

监测操作者牵引力请求；

利用车轴扭矩约束和曲轴扭矩约束对操作者牵引力请求进行仲裁；

基于仲裁的操作者牵引力请求确定即时牵引扭矩请求和预计牵引扭矩请求；

基于驾驶性能扭矩约束修整预计牵引扭矩请求；以及

基于预计牵引扭矩请求和驾驶性能修整的预计牵引扭矩请求控制多模式动力总成系统的扭矩生成装置的运行。

2、根据方案1所述的方法，其中，当即时牵引扭矩请求无效时，实现基于预计牵引扭矩请求和驾驶性能修整的预计牵引扭矩请求控制多模式动力总成系统的扭矩生成装置的运行。

3、根据方案1所述的方法，其进一步包括：当即时牵引扭矩请求有效时，基于预计牵引扭矩请求和即时牵引扭矩请求控制扭矩生成装置的运行。

4、根据方案1所述的方法，其中，基于仲裁的操作者牵引力请求确定即时牵引扭矩请求包括：确定由扭矩生成装置即时执行的扭矩命令。

5、根据方案1所述的方法，其中，基于仲裁的操作者牵引力请求确定预计牵引扭矩请求包括：基于在动力总成系统的近期运行中发生的一个扭矩生成装置的所需扭矩输出的确定来确定扭矩命令。

6、根据方案1所述的方法，其中，基于预计牵引扭矩请求和修整的预计牵引扭矩请求控制多模式动力总成系统的扭矩生成装置的运行包括：基于预计牵引扭矩请求和修整的预计牵引扭矩请求控制内燃发动机的运行。

7、根据方案1所述的方法，其中，基于预计牵引扭矩请求和修整的预计牵引扭矩请求控制多模式动力总成系统的扭矩生成装置的运行包括：基于修整的预计牵引扭矩请求控制非燃烧扭矩机的运行。

8、根据方案1所述的方法，其中，基于驾驶性能扭矩约束修整预计牵引扭矩请求包括：当多模式动力总成系统正在围绕车轴扭矩0 Nm为中心的传动系游隙区域中运行时，对即时牵引扭矩请求的时间变率变化施加最大限制。

9、根据方案1所述的方法，其中，利用车轴扭矩约束对操作者牵引力请求进行仲裁包括：利用车轴扭矩减小干涉请求和车轴扭矩增加干涉请求对操作者牵引力请求进行仲裁。

10、根据方案9所述的方法，其中，利用车轴扭矩减小干涉请求对操作者牵引力请求进行仲裁包括：利用牵引控制干涉请求对操作者牵引力请求进行仲裁。

11、根据方案9所述的方法，其中，利用车轴扭矩增加干涉请求对操作者牵引力请求进行仲裁包括：利用拖拽控制干涉请求对操作者牵引力请求进行仲裁。

12、根据方案1所述的方法，其中，利用曲轴扭矩约束对操作者牵引力请求进行仲裁包括：利用曲轴扭矩减小干涉请求和曲轴扭矩增加干涉请求对操作者牵引力请求进行仲裁。

13、根据方案12所述的方法，其中，利用曲轴扭矩减小干涉请求对操作者牵引力请求进行仲裁包括：利用减小发动机扭矩以减小发动机转速从而执行升档至更高档位的请求对操作者牵引力请求进行仲裁。

14、根据方案12所述的方法，其中，利用曲轴扭矩增加干涉请求对操作者牵引力请求进行仲裁包括：利用增加发动机扭矩以增加发动机转速从而换挡至更低档位的请求对操作者牵引力请求进行仲裁。

15、根据方案1所述的方法，其中，对操作者牵引力请求进行仲裁进一步包括：利用驾驶性能扭矩约束对操作者牵引力请求进行仲裁。

16、一种用于运行串联式混合动力总成系统的方法，其包括：

监测操作者牵引力请求；

利用包括车轴扭矩干涉请求和曲轴扭矩干涉请求的约束对操作者牵引力请求进行仲裁；

基于仲裁的操作者牵引力请求确定即时牵引扭矩请求和预计牵引扭矩请求；

基于驾驶性能扭矩约束修整预计牵引扭矩请求；

当即时牵引扭矩请求处于无效状态时，基于预计牵引扭矩请求和驾驶性能修整的预计牵引扭矩请求控制串联式混合动力总成系统的扭矩生成装置的运行；以及

当即时牵引扭矩请求处于有效状态时，基于预计牵引扭矩请求和即时牵引扭矩请求控制扭矩生成装置的运行。

附图说明

现将参考附图，通过示例的方式对一个或多个实施例进行描述，在图中:

图1图示了根据本公开的包括连接至传动系并由控制系统控制的多模式动力总成系统的车辆；

图2图示了根据本公开的用来响应于操作者牵引力请求而运行图1的动力总成系统的扭矩仲裁和修整控制方案（控制方案）；以及

图3图示了根据本公开的与包括原始操作者牵引力请求和驾驶性能修整的即时操作者扭矩请求的车辆运行相关的运行参数的状态。

具体实施方式

现参考附图，其中，附图仅是为了图示某些示例性实施例而不是为了限制示例性实施例，图1示意性地示出了包括连接至传动系60并由控制系统10控制的多模式动力总成系统20的车辆100。在整个说明中，相同的标记指示相同的元件。多模式动力总成系统20包括扭矩生成装置，该扭矩生成装置包括：能够生成经由变速器50传递至传动系60的扭矩并使其起反应的内燃发动机40和非燃烧扭矩机35。多模式动力总成系统20的一个配置包括机械旋转连接至发动机40的曲轴36的扭矩机35，曲轴36通过流体扭矩连接装置（液力变矩器）55机械旋转地连接至变速器50的输入构件51。如图所示，曲轴36经由皮带轮机构38机械旋转地连接至扭矩机35。在本公开的范围内，可采用包括机械旋转地连接至发动机40（机械连接至变速器50）的扭矩机35的多模式动力总成系统20的其他配置。

发动机40优选为通过热力学燃烧过程将燃油转换为机械扭矩的多缸内燃发动机。发动机40配备有多个致动器和用于监测运行的传感装置，并输送燃油以形成燃烧进气从而产生响应于操作者车辆推进请求的扭矩。发动机致动器包括慢速致动器和快速致动器。快速发动机致动器是在发动机运行中完成改变的致动器，例如，响应于在单个发动机气缸事件中的发动机致动器的命令改变的发动机扭矩输出。快速发动机致动器的一个示例为花火点火正时。慢速发动机致动器是在发动机运行中完成改变的致动器，例如，响应于仅在多于单个发动机气缸事件的延迟之后的发动机致动器的命令改变的发动机扭矩输出。慢速发动机致动器的一个示例为电子节气门控制（ETC）。响应于由于与进气歧管填充时间和其他因素相关联的等待时间导致的ETC改变，发动机可能要耗费100至500 ms来实现发动机扭矩输出的改变。发动机40配置为：在进行中的多模式动力总成系统20的运行期间，执行自动启动和自动停止控制方案和燃油中断（FCO）控制方案。当发动机40未旋转时，将其视为处于关闭状态。当发动机旋转时，将其视为处于开启状态，该开启状态包括一个或多个FCO状态，在一个或多个FCO状态中，发动机旋转并且未加燃油。

非燃烧扭矩机35为电动扭矩机35，其包括：电连接至变换器模块32的高压多相电机/发电机。扭矩机35包括转子和定子以及伴随的位置传感器。可运行与变换器模块32合作的扭矩机35将存储的电能转换为机械功率并将机械功率转换为电能。变换器模块32包括快速致动器，该快速致动器能够完成扭矩机35的运行改变，例如，在对应于单个发动机气缸事件的时间量内（即，在10-20 msec内），响应于对发动机致动器的命令改变的扭矩输出或速度输出。用于扭矩机的快速致动器的一个示例为功率晶体管。将变换器模块32用作快速致动器以控制扭矩机35。在一个实施例中，电能可消耗或存储在高压电池25中。

在一个实施例中，电动扭矩机35包括输出构件，该输出构件经由皮带轮机构38机械地可旋转地连接至发动机40的曲轴36，皮带轮机构38在其间提供机械功率路径。皮带轮构件38配置为在发动机40与扭矩机35之间实现扭矩传递，包括：用于发动机自动启动和自动停止操纵的从扭矩机35到发动机40的扭矩传递、牵引扭矩辅助、用于再生车辆制动的扭矩传递、以及用于高压充电的从发动机40到扭矩机35的扭矩传递。在一个实施例中，皮带轮机构38包括：传送在附接至发动机40的曲轴36的第一皮带轮与附接至连接至扭矩机35的转子的旋转轴的第二皮带轮之间的蛇形皮带，其称为皮带交流发电机启动器（BAS）系统。作为替代方案，皮带轮机构38可包括容积式传动机构或另一适当的强制机械连接。在一个实施例中，发动机40可包括低压电磁致动电启动器39，其用于响应于键-曲柄事件进行发动机启动。

高压电池25经由高压DC总线29电连接至变换器模块32从而响应于控制系统10发出的控制信号将高压DC电力传递至扭矩机35。变换器模块32经由多相电机控制功率总线31电连接至扭矩机35。变换器模块32配置了适当的控制电路，该控制电路包括功率晶体管，例如，用于将高压DC电力变换为高压AC电力和将高压AC电力变换为高压DC电力的IGBT。变换器模块32优选地采用脉宽调变（PWM）控制以响应于电机扭矩命令将存储的来自高压电池25的DC电力转换为AC电力从而驱动扭矩机35生成扭矩。相似地，变换器模块32响应于电机控制命令（包括作为再生控制策略的部分）将传递至扭矩机35的机械功率转换为DC电力从而生成可存储在高压电池25中的电能。变换器模块32配置为响应于电机控制命令控制功率晶体管从而提供电机驱动和再生功能。在一个实施例中，DC/DC电力转换器34电连接至低压总线28和低压电池27，并且电连接至高压总线29。这类电力连接是公知的并且不作详细描述。低压电池27电连接至辅助电源系统45从而向在车辆上的低压系统提供低压电力，该低压系统包括：例如，电动车窗、HVAC风扇、座椅以及低压电磁致动电启动器39。

变速器50配置为在多个可选择的固定挡位运行模式中的一个模式下运行从而以实现在操作者推进请求与发动机运行点之间的优选匹配的传动比运行，并优选地采用一个或多个差速齿轮组和液力致动离合器从而在输入构件51与输出构件62之间的速度比的范围内实现在多个可选择的运行模式中的一个模式下的扭矩传递。示例性变速器包括：通过示例，自动变速器、双离合器变速器、无离合器手动变速器以及手动变速器。变速器50响应于输出扭矩请求执行升档从而换挡为具有更低数值倍增比（传动比）的运行模式并且执行降档从而换挡为具有更高数值倍增比的运行模式。变速器升档需要以与目标运行模式相关联的传动比减小发动机转速从而使发动机转速与变速器输出速度乘以该传动比匹配。变速器降档需要以与目标运行模式相关联的传动比增加发动机转速从而使发动机转速与变速器输出速度乘以该传动比匹配。作为替代方案，变速器50可配置为无级变速器。变速器优选地包括：监测输入构件51的旋转的第一旋转位置/速度传感器52和监测变速器50的输出构件53的旋转的第二旋转位置/速度传感器54。同样，第一旋转位置/速度传感器52还可用于监测液力变矩器55的涡轮机的旋转速度。

在一个实施例中，液力变矩器55为双通流体扭矩连接装置，其包括叶轮、定子、涡轮机以及可控锁定离合器。可控锁定离合器配置为：在解锁状态、受控滑动状态和锁定状态中的一个状态下运行从而管理叶轮和涡轮机的相对旋转。液力变矩器的设计特征是公知的，并且本文不对其作详细论述。作为替代方案，液力变矩器55可为三通装置。液力变矩器55作为自动离合器元件运行从而在发动机40与变速器50之间传递扭矩。液力变矩器55在发动机40与变速器50之间提供机械缓冲，从而产生吸收发动机40、变速器50和传动系60的扭转振动的效果。液力变矩器55还可在某些情况下起作用以抑制发动机转速的变化，包括那些与在发动机启动事件期间的发动机转速骤增和在低发动机转速下的独立气缸点火事件相关联的情况。

在一个实施例中，传动系60可包括：机械连接至车轴64、驱动桥或机械连接至车轮66的半轴的差速齿轮装置65。传动系60在变速器50与路面之间传递牵引力。

控制系统10包括信号连接至操作者界面14的控制模块12。控制模块12优选地包括位于与多模式动力总成系统20的独立元件的相同位置的多个分离装置从而实现多模式动力总成系统20的独立元件的运行控制。控制模块12还可包括提供其他控制装置的分级控制的控制装置。控制模块12直接或经由通信总线18信号地和操作地连接至高压电池25、变换器模块32、扭矩机35、发动机40以及变速器50的每一个从而监测其运行并确定其参数状态。车辆100的操作者界面14为信号连接至多个人/机界面装置的控制器，通过多个人/机界面装置，车辆操作者通过其输入各种操作者的推进或牵引力请求和用于车辆100运行的其他请求。人/机界面装置是监测并评估操作者牵引力请求的装置，其包括，例如，提供操作者所请求的加速信号（APP）的加速器踏板112；提供操作者所请求的制动信号（BPP）的制动踏板113；提供操作者所请求的变速器范围信号（PRNDL）的变速器范围选择器114；以及提供操作者的车辆速度请求（CRUISE）的车辆速度巡航控制系统116。其他人/机界面装置优选地包括：使操作者能够开始车辆运行的点火开关，该点火开关包括转动曲柄并起动发动机40、方向盘以及前照灯开关。变速器范围选择器114提供指示操作者所请求的车辆的运动的方向的信号输入，其包括指示前进或倒退方向的输出构件62的优选旋转方向的操作者可选位置的离散数字。要了解，由于由车辆的位置（例如，在山上）所导致的回滚，车辆仍可沿不同于操作者所请求的运动的指示方向的方向移动。

多模式动力总成系统20包括通信方案，其包括以在多模式动力总成系统20的控制系统10与元件之间的传感器信号和致动器命令信号的形式实现通信的通信总线18。通信方案采用一个或多个通信系统和装置，其包括，例如，实现信息传递的通信总线18、直接连接、局域网总线、串行外围接口总线以及无线通信。

控制模块、模块、控制、控制器、控制单元、处理器和类似术语意味着以下各项的一个或多个的任意一个或多个组合：专用集成电路（ASIC）、电子电路、中央处理单元（优选微处理器）和相关联的存储器和储存器（只读、可编程只读、随机存取、硬盘驱动等）、执行一个或多个软件或固件程序或例程、组合逻辑电路、输入/输出电路和装置、适当信号调节和缓冲电路系统以及提供了所说明的功能的其他部件。软件、固件、程序、指令、例程、代码、算法和相似项意味着任何包括校准和查找表的指令集。控制模块具有一组执行以提供所需功能的控制例程。诸如通过中央处理单元执行例程，并且可运行例程从而检测来自传感装置和其他连网的控制模块的输入，以及执行控制并诊断例程从而控制致动器的运行。在正在进行的发动机和车辆运行期间，可以按照规则间隔执行例程，例如，每100微秒、3.125、6.25、12.5、25和100微秒执行例程。作为替代方案，可以响应于事件的发生而执行例程。

响应于操作者牵引力请求的车辆运行包括加速、制动、滑行和空转的运行模式。加速模式包括生成牵引力以增加车辆速度的操作者请求。制动模式包括生成牵引力以降低车辆速度的操作者请求，这可以利用制动扭矩来实现，该制动扭矩源自来自位于车辆车轮处的机械制动元件的摩擦制动和来自通过传动系由动力总成系统产生的反作用制动其一或两者。滑行模式包括车辆呈现为以一定速率移动而无操作者请求制动或加速的车辆运行，其中基于当前的车辆速度和车辆动量、车辆风阻和滚动阻力、以及传动系惯性拖拽来确定车辆速度。空转模式包括车辆速度为零或接近零的车辆运行，其中变速范围选择器处于非推进范围或者处于其中一个推进范围，其中操作者请求包括向加速器踏板的零输入和向制动踏板的最小或些许输入。运行参考图1所描述的动力总成系统20的实施例包括：监测操作者牵引力请求，其中，操作者请求包括来自加速器踏板、制动踏板、巡航控制系统和变速范围选择器的输入。这类操作者请求可包括零个状态，诸如，当不应用制动时。

图2示意性地示出了用来响应于操作者牵引力请求而运行图1的动力总成系统100的扭矩仲裁和修整控制方案（控制方案）200，该操作者牵引力请求可以是来自加速器踏板、制动踏板、巡航控制系统和变速范围选择器的操作者输入的单个一者或组合。控制方案200执行以确定预计扭矩命令和即时扭矩命令，用于响应于操作者牵引扭矩请求控制内燃发动机的慢速致动器和快速致动器以及扭矩机。图2示出了与预计扭矩请求有关的扭矩仲裁以及与即时扭矩请求有关的扭矩仲裁，包括产生即时扭矩请求元素205、215和225的路径。当不存在扭矩干涉请求时，即时路径是无效的。预计路径包括预计扭矩请求元素201、203、213和223。预计路径201、213和223一直都是有效的。预计约束203和209作为本文所描述的干涉约束可以是有效的，也可以是无效的。由此，操作者牵引力请求产生于作为原始未修整请求的驾驶性能扭矩修整。由发动机和电机扭矩执行采用驾驶性能扭矩修整方案230的输出来控制动力总成系统。

即时扭矩命令是发往一个或多个扭矩生成装置的即时实施的扭矩命令。由于和机械惯性相关联的系统和部件响应和延迟时间、气流和歧管填充时间、高压开关的响应时间、电磁通量、以及用于扭矩生成装置的其他未补偿因素导致实际实现的扭矩与即时扭矩命令可能不同。预计扭矩命令是发往一个或多个扭矩生成装置的扭矩命令，其在以过虑的平滑方式在最小燃油消耗的情况下在合理的时间帧内（<500ms）实现扭矩生成装置产生扭矩的预期下形成。预计扭矩命令可包括：对与即将发生的动力总成系统运行（诸如，换挡、执行发动机自动停止或自动启动运行或另一种运行）改变相关联的所需扭矩的预计改变进行的补偿。预计扭矩命令是响应于输出扭矩请求并且排除与机械惯性相关联的系统和部件响应和延迟时间、气流和歧管填充时延、高压开关的响应时间、电磁通量和其他因素的容差在扩展的时间帧上进行预计。由此，即时扭矩命令和预计扭矩命令在稳定状态情况下大体上具有相同的量级。在指示要求改变系统扭矩的车辆运行（诸如，执行换挡或者执行发动机自动停机或发动机自动启动运行）中即将发生改变的运行条件下，预计扭矩命令偏离即时扭矩命令，其中，系统准备好并且调节系统和部件响应和延迟时间以实现即将来临的运行状态和/或运行条件。

控制方案200对与驾驶性能扭矩修整方案相关联的扭矩限制以及与车轴扭矩和曲轴扭矩仲裁方案相关联的扭矩限制进行协调，以确定预计扭矩命令和即时扭矩命令，以便响应于操作者牵引力请求运行动力总成系统的发动机和扭矩机。在执行时，在执行扭矩优化之前，操作者牵引力请求经历车轴扭矩仲裁和曲轴扭矩仲裁。仲裁的操作者请求经历驾驶性能扭矩修整，其优选地作为在闭环系统中的反馈提供至车轴扭矩和曲轴扭矩仲裁方案。基于已经经过扭矩仲裁和扭矩修整的操作者牵引力请求，来确定发动机扭矩命令和扭矩机扭矩命令。

扭矩整理方案202基于对分别来自加速器踏板、制动踏板、巡航控制系统和变速范围选择器的APP、BPP、CRUISE 和PRNDL 输入结合其他输入的编写和评估来形成操作者牵引力请求201。操作者牵引力请求201优选地是单数值，在车辆运行期间一直对该值进行定期地和在正在进行中地确定。

约束输入包括车轴扭矩干涉请求204和曲轴扭矩干涉请求206。扭矩干涉请求包括扭矩降低干涉请求和扭矩增加干涉请求。扭矩降低干涉请求是可以将扭矩降低至小于操作者牵引力请求201的值的请求。该请求可以是有效的，也可以是无效的。之所以称为干涉，是因为其可以取代操作者牵引力请求，并且不是常态。扭矩降低干涉请求的某些示例包括：牵引控制干涉(其中制动控制器请求小于操作者命令的扭矩以减小从动轮的转速从而满足路面摩擦)；变速器升档扭矩操作请求（用于降低发动机扭矩以降低发动机转速从而执行升档至更高的档位）；车辆超速保护以及发动机超速保护。扭矩增加干涉请求是可以将扭矩增加至大于操作者牵引力请求201的值的请求。该请求可以是有效的，也可以是无效的。之所以称为干涉，是因为其可以取代操作者牵引力请求，并且不是常态。扭矩增加干涉请求的某些示例包括：拖拽控制干涉请求（其中制动控制器请求大于操作者命令的扭矩以增加从动轮的转速从而满足路面摩擦）；以及变速器分接头降档扭矩操作（用于增加发动机扭矩以增加发动机转速从而换档至更低的档位）。因为扭矩增加干涉请求试图将扭矩增加超过操作者请求，所以采用扭矩安全方案来防止意外的加速。

约束方案包括车轴扭矩仲裁方案210、曲轴扭矩仲裁方案220和驾驶性能扭矩修整方案230。

车轴扭矩仲裁方案210将操作者牵引力请求201对照预计车轴扭矩约束203和源自车轴扭矩干涉方案204的即时车轴扭矩约束205来进行仲裁。车轴扭矩干涉方案204确定约束以最小化或以其他方式控制车辆车轮滑移，包括牵引/拖拽控制。曲轴扭矩干涉方案206包括发动机运行约束以当传动系与其脱开时保护发动机硬件和/或控制发动机。这类约束包括：发动机超速约束、功率输出约束、发动机扭矩/离合器脱离约束、液力变矩器离合器处于解锁状态的发动机约束、变速器处于停车或空挡状态的发动机约束、以及变速器换挡事件期间的发动机约束。

车轴扭矩仲裁方案210包括第一仲裁器212，该第一仲裁器212在操作者牵引力请求201和预计车轴扭矩约束203之间进行仲裁以确定第一预计牵引扭矩请求213。

在操作者牵引力请求201和预计车轴扭矩约束203之间进行仲裁包括：选择操作者牵引力请求201作为第一预计牵引扭矩请求213，只要操作者牵引力请求201小于预计车轴扭矩约束203；以及，当在预计车轴扭矩约束203是有效的且正请求扭矩降低时操作者牵引力请求201等于或大于预计车轴扭矩约束203时，选择预计车轴扭矩约束203作为第一预计牵引扭矩请求213。类似地，在操作者牵引力请求201和预计车轴扭矩约束203之间进行仲裁包括：选择预计车轴扭矩约束203作为第一预计牵引扭矩请求213，只要操作者牵引力请求201大于预计车轴扭矩约束203；以及，当在预计车轴扭矩约束203是有效的且正请求扭矩增加时操作者牵引力请求201等于或大于预计车轴扭矩约束203时，选择操作者牵引力请求201作为第一预计牵引扭矩请求213。

车轴扭矩仲裁方案210包括第二仲裁器214，该第二仲裁器214在操作者牵引力请求201与即时车轴扭矩约束205之间进行仲裁以确定第一即时牵引扭矩请求215，包括合并驾驶性能扭矩约束231。在操作者牵引力请求201、即时车轴扭矩约束205和驾驶性能扭矩约束231之间进行仲裁包括：当即时车轴扭矩约束205大于驾驶性能扭矩约束231并且第一即时牵引扭矩请求215正请求扭矩降低时，将第一即时牵引扭矩请求215设置为无效。在操作者牵引力请求201、即时车轴扭矩约束205和驾驶性能扭矩约束231之间进行仲裁包括：当即时车轴扭矩约束205小于驾驶性能扭矩约束231并且即时车轴扭矩约束205正请求扭矩降低时，将第一即时牵引扭矩请求215设置为有效并等于即时车轴扭矩约束205。

曲轴扭矩仲裁方案220采用预计曲轴扭矩约束209和源自曲轴扭矩干涉方案206的即时曲轴扭矩约束207。曲轴扭矩仲裁方案220包括第一仲裁器222，该第一仲裁器222在第一仲裁的预计牵引扭矩请求213与预计曲轴扭矩约束209之间进行仲裁以确定最终预计牵引扭矩请求223。

在第一仲裁的预计牵引扭矩请求213和预计曲轴扭矩约束209之间进行仲裁包括：选择预计牵引扭矩请求213作为最终预计牵引扭矩请求223，只要预计牵引扭矩请求213小于预计曲轴扭矩约束209；以及，当在预计曲轴扭矩约束209是有效的且正请求扭矩降低时预计牵引扭矩请求213等于或大于预计曲轴扭矩约束209时，选择预计曲轴扭矩约束209作为最终预计牵引扭矩请求223。

在第一仲裁的预计牵引扭矩请求213和预计曲轴扭矩约束209之间进行仲裁包括：选择预计曲轴扭矩约束209作为最终预计牵引扭矩请求223，只要预计牵引扭矩请求213大于预计曲轴扭矩约束209；以及，当在预计曲轴扭矩约束209是有效的且正请求扭矩增加时预计牵引扭矩请求213小于预计曲轴扭矩约束209时，选择第一仲裁的预计牵引扭矩请求213作为最终预计牵引扭矩请求223。

曲轴扭矩仲裁方案220包括在即时曲轴扭矩约束207、第一即时牵引扭矩请求215和驾驶性能扭矩约束231之间进行仲裁的第二仲裁器224。当第一即时牵引扭矩请求215是无效的时，将驾驶性能扭矩约束231用作最终即时牵引扭矩请求225。如果第一即时牵引扭矩请求215是有效的，那么，不使用最终即时牵引扭矩请求225。如果即时曲轴扭矩约束207是有效的且正请求降低，并且其处于车轴路径（利用215和231形成）下方，那么，选择即时曲轴扭矩约束207。如果即时曲轴扭矩约束207是有效的且正请求扭矩降低，那么，选择车轴路径。如果第一即时牵引扭矩请求215是无效的并且其发生，那么，最终即时牵引扭矩请求225是无效的，这是因为在预计请求231的自然响应下进行而无请求。如果即时曲轴扭矩约束207是有效的且正请求扭矩增加，并且，其处于车轴路径（利用215和231形成）上方，那么，选择即时曲轴扭矩约束207。如果即时曲轴扭矩约束207是有效的且正请求扭矩增加，并且，其处于车轴路径下方，则选择车轴路径。这包括：选择第一即时牵引扭矩请求215作为最终即时牵引扭矩请求225，只要第一即时牵引扭矩请求215小于即时曲轴扭矩约束207；以及，当第一即时牵引扭矩请求215等于或大于即时曲轴扭矩约束207时，选择即时曲轴扭矩约束207作为最终即时牵引扭矩请求225。

在确定优选扭矩命令241的扭矩分配优化方案240中采用最终预计牵引扭矩请求223以响应于最终预计牵引扭矩请求223控制发动机和扭矩机。扭矩分配优化方案对运行因素进行评估，该运行因素包括：来自发动机和扭矩机的当前扭矩输出、发动机和扭矩机的最小和最大扭矩容量、与电池功率限制相关联的扭矩容量、系统惯性和响应时间、以及确定发动机与扭矩机之间的优选扭矩分配以响应最终预计牵引扭矩请求223的其他因素。还将最终预计牵引扭矩请求223输入驾驶性能扭矩修整方案230中，该驾驶性能扭矩修整方案230基于与驾驶性能有关的问题确定驾驶性能扭矩约束231，包括：响应于实现平滑扭矩转换的扭矩请求限制或者控制扭矩的时间变率变化。

将驾驶性能扭矩约束231作为反馈提供给车轴扭矩冲裁方案210以利用即时车轴扭矩约束205进行仲裁，并且，将其提供给曲轴扭矩仲裁方案220以利用即时曲轴扭矩约束207进行仲裁。驾驶性能扭矩修整基于与驾驶性能有关的问题生成驾驶性能扭矩约束231，包括：闷响区域管理或游隙区域管理。当推进系统和传动系在从动状态和非从动状态之间转换时，执行闷响区域管理。当推进系统提供正扭矩并且沿正扭矩方向旋紧传动线时，从动状态发生。当推进系统正消耗扭矩（负绝对扭矩）并且车轮正通过传动系驱动推进系统时，非从动状态发生。当操作者在点松操纵中将其脚移开加速器踏板时，发生从从动状态到非从动状态的转换。当操作者在点踩操纵中压在加速器踏板上时，发生类似的转换。

当推进系统处于从动状态时，例如在变速齿轮箱和传动系中的传动系啮合齿轮在一侧相接触。当移除推进扭矩并且车辆动量开始驱动推进系统时，啮合齿轮中的扭矩传递方向改变，啮合齿轮之间的齿隙被占用，导致齿轮发生碰撞，造成操作者可辨别的噪声和撞击，往往称为闷响。为了减轻闷响，驾驶性能扭矩修整方案230包括闷响区域管理功能，当动力总成系统正在游隙区域（其以车轴扭矩0 Nm（具有一定的容差）为中心）运行时，该功能向车轴扭矩请求的时间变率的变化施加约束，该约束包括最大限制。与闷响区域管理相关联的要求包括确保推进系统响应车辆操作者，包括响应于加速器踏板请求的变化使游隙区域中的运行最小化以避免不可接受的延迟。

将最终即时牵引扭矩请求225、最终预计牵引扭矩请求223和驾驶性能扭矩命令231输入至扭矩命令方案250以控制扭矩机和内燃发动机的运行。内燃发动机具有空气输送滞后和协助实现平滑扭矩转换的其他响应元件。诸如电机等快速响应致动器采用扭矩命令（包括管理扭矩命令的预计扭矩命令）以实现平滑扭矩转换。

采用预计扭矩请求来控制发动机气流、燃油切断、火花延迟和从电机输出的扭矩，以响应于预计曲轴扭矩请求传送正常类似滤波的延迟。当从扭矩机输出的扭矩接近最小或最大扭矩极限时，采用即时扭矩请求来控制从电机输出的扭矩和发动机火花延迟。将扭矩修整校准为预计扭矩路径用于闷响区域管理。

扭矩命令方案250响应于预计牵引扭矩请求223和已经通过驾驶性能扭矩约束231修整的即时牵引扭矩请求225控制多模式动力总成系统的扭矩生成装置的运行，考虑到了优选扭矩命令241以响应于预计牵引扭矩请求223控制发动机和扭矩机。

如上所描述的执行扭矩仲裁和修整控制方案（控制方案）200提供了与利用扭矩仲裁的混合优化结合的驾驶性能扭矩修整的有效实施，以在正在进行的车辆运行期间在需要的情况下实现干涉。

图3用图表示出了与例如如参考图1所描述的车辆的运行有关的运行参数的状态，包括相对于时间（其在水平维度中）的原始的操作者牵引力请求310和修整的即时操作者扭矩请求320（即已经由驾驶性能扭矩约束修整）。还示出了变速器即时扭矩减小请求330，并且发生在时间302之前。时间302指示操作者点松的发生。在时间302与时间304之间的期间过程中，当修整的即时操作者扭矩请求320的量级变得小于变速器即时扭矩减小请求330时，仲裁过程在修整的即时操作者扭矩请求320与变速器即时扭矩减小请求330之间进行仲裁，由此允许用于控制动力总成系统的扭矩请求中进行修整的平滑转换，而非扭矩请求中的阶跃减小转换。由此，当修整的即时操作者扭矩请求320变得小于即时扭矩减小请求330时，即时扭矩请求330变为有效并且系统采用驾驶性能扭矩约束，即修整的即时操作者扭矩请求320，以控制动力总成系统中的扭矩。由此，在所描述的期间过程中，通过在扭矩仲裁之后执行扭矩修整，使即时扭矩请求路径保持有效存在驾驶性能的益处。

以这种方式执行扭矩修整使控制系统能够更好地做出燃油经济的决策。例如，在点松时，预计曲轴扭矩命令减少，并且，控制系统可以迅速地执行发动机dFCO 运行并采用扭矩机协助跨过游隙区域。控制系统可采用用于手动变速器系统的主动阻尼系统，迅速进入控制扭矩机而不经过额外的串行数据总线。控制系统使预计曲轴扭矩请求修整并且将其发送到发动机控制器以在扭矩仲裁时使用。

本公开已经描述了某些优选实施例以及对其的修改。在阅读并理解本说明书之后，别人可能会想到进一步的修改和更改。因此，本公开意在不限于作为预期用于实行本公开的最佳模式而公开的特定实施例，而是本公开将包括落入所附权利要求书的范围内的所有实施例。

Claims (16)

1.一种用于运行多模式动力总成系统的方法，其包括：

监测操作者牵引力请求；

利用车轴扭矩约束和曲轴扭矩约束对操作者牵引力请求进行仲裁；

基于仲裁的操作者牵引力请求确定即时牵引扭矩请求和预计牵引扭矩请求；

基于驾驶性能扭矩约束修整预计牵引扭矩请求；以及

基于预计牵引扭矩请求和驾驶性能修整的预计牵引扭矩请求控制多模式动力总成系统的扭矩生成装置的运行。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，当即时牵引扭矩请求无效时，实现基于预计牵引扭矩请求和驾驶性能修整的预计牵引扭矩请求控制多模式动力总成系统的扭矩生成装置的运行。

3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：当即时牵引扭矩请求有效时，基于预计牵引扭矩请求和即时牵引扭矩请求控制扭矩生成装置的运行。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，基于仲裁的操作者牵引力请求确定即时牵引扭矩请求包括：确定由扭矩生成装置即时执行的扭矩命令。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，基于仲裁的操作者牵引力请求确定预计牵引扭矩请求包括：基于在动力总成系统的近期运行中发生的一个扭矩生成装置的所需扭矩输出的确定来确定扭矩命令。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，基于预计牵引扭矩请求和修整的预计牵引扭矩请求控制多模式动力总成系统的扭矩生成装置的运行包括：基于预计牵引扭矩请求和修整的预计牵引扭矩请求控制内燃发动机的运行。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，基于预计牵引扭矩请求和修整的预计牵引扭矩请求控制多模式动力总成系统的扭矩生成装置的运行包括：基于修整的预计牵引扭矩请求控制非燃烧扭矩机的运行。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，基于驾驶性能扭矩约束修整预计牵引扭矩请求包括：当多模式动力总成系统正在围绕车轴扭矩0 Nm为中心的传动系游隙区域中运行时，对即时牵引扭矩请求的时间变率变化施加最大限制。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，利用车轴扭矩约束对操作者牵引力请求进行仲裁包括：利用车轴扭矩减小干涉请求和车轴扭矩增加干涉请求对操作者牵引力请求进行仲裁。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，利用车轴扭矩减小干涉请求对操作者牵引力请求进行仲裁包括：利用牵引控制干涉请求对操作者牵引力请求进行仲裁。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，利用车轴扭矩增加干涉请求对操作者牵引力请求进行仲裁包括：利用拖拽控制干涉请求对操作者牵引力请求进行仲裁。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，利用曲轴扭矩约束对操作者牵引力请求进行仲裁包括：利用曲轴扭矩减小干涉请求和曲轴扭矩增加干涉请求对操作者牵引力请求进行仲裁。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，利用曲轴扭矩减小干涉请求对操作者牵引力请求进行仲裁包括：利用减小发动机扭矩以减小发动机转速从而执行升档至更高档位的请求对操作者牵引力请求进行仲裁。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，利用曲轴扭矩增加干涉请求对操作者牵引力请求进行仲裁包括：利用增加发动机扭矩以增加发动机转速从而换挡至更低档位的请求对操作者牵引力请求进行仲裁。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，对操作者牵引力请求进行仲裁进一步包括：利用驾驶性能扭矩约束对操作者牵引力请求进行仲裁。

16.一种用于运行串联式混合动力总成系统的方法，其包括：

监测操作者牵引力请求；

利用包括车轴扭矩干涉请求和曲轴扭矩干涉请求的约束对操作者牵引力请求进行仲裁；

基于仲裁的操作者牵引力请求确定即时牵引扭矩请求和预计牵引扭矩请求；

基于驾驶性能扭矩约束修整预计牵引扭矩请求；

当即时牵引扭矩请求处于无效状态时，基于预计牵引扭矩请求和驾驶性能修整的预计牵引扭矩请求控制串联式混合动力总成系统的扭矩生成装置的运行；以及

当即时牵引扭矩请求处于有效状态时，基于预计牵引扭矩请求和即时牵引扭矩请求控制扭矩生成装置的运行。