CN106240569B - 用于控制多模式动力传动系统的内燃机的运行的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

描述了一种多模式动力传动系统，其包括内燃机和被操作为通过齿轮系将机械动力传递给联接至驱动链的输出构件的电机，其中所述电机电连接至电池。所述方法包括：确定基于可听噪声的最大发动机速度，其中当在小于所述基于可听噪声的最大发动机速度的速度下运行时，内燃机产生小于阈值噪声水平的可听噪声。响应于操作员转矩请求控制电机和内燃机，包括在电池功率大于最小阈值时控制发动机速度小于基于可听噪声的最大发动机速度。

Description

用于控制多模式动力传动系统的内燃机的运行的方法及设备
技术领域
本发明涉及多模式动力传动系统的内燃机及其控制。
背景技术
多模式动力传动系统可以包括内燃机(发动机)和一个或多个非燃烧式转矩机器，其使用在车辆上时产生转矩，转矩通过齿轮系传递至用于推进的驱动链。这种动力传动系运行可以包括发动机在开启(ON)状态或关闭(OFF)状态的运行，其中发动机在ON状态的运行可以包括运行发动机以给车载储能装置充电，所述车载储能装置提供电源，电源被非燃烧式转矩机器中的一个消耗用以产生推进作用。发动机可以运行在速度/负载运行点，这些点可能产生令乘客或车辆操作员反感的可听噪声和明显的振动。
发明内容
描述了一种多模式动力传动系统，其包括内燃机和被操作为通过齿轮系将机械动力传递给联接至驱动链的输出构件的电机，其中所述电机电连接至电池。所述方法包括：确定基于可听噪声的最大发动机速度，其中当在小于所述基于可听噪声的最大发动机速度的速度下运行时，所述内燃机产生小于阈值噪声水平的可听噪声。响应于操作员转矩请求控制电机和内燃机，包括在电池功率大于最小阈值时控制发动机速度小于基于可听噪声的最大发动机速度。
结合附图，通过用于实施如所附权利要求所限定的本教导的一些最佳方案和其它实施例的以下详细描述，本发明的以上特征和优点以及其它特征和优点将显而易见。
附图说明
现将通过举例的方式参考附图描述一个或多个实施例，其中：
图1示意性地示出根据本发明，包括联接至驱动链并由控制系统控制的多模式动力传动系统的车辆；
图2示意性地示出根据本发明，用于确定可执行搜索例程的输入参数的输入参数过程；以及
图3示意性地示出根据本发明，用于动态地确定来自发动机的优选输入速度和来自变速器的优选输出转矩的可执行搜索例程，所述优选输入转速和优选输出转矩响应于操作员转矩请求并在电池的SOC处于正常范围内时使得在输入速度下运行发动机发生与不期望的发动机噪声、振动或舒适性(NVH)相关的可能性最小化。
具体实施方式
现参考附图，其中图示仅出于说明特定示例性实施例的目的而并不出于限定这些实施例的目的，图1示意性地示出包括联接至驱动链60并由控制系统10控制的多模式动力传动系统20的车辆100。在整个说明书中，相同数字指代相同元件。动力传动系统20包括多个转矩发生装置，包括内燃机(发动机)40和第一和第二电动转矩机器(电机)34、36，其分别可旋转地联接齿轮系50。输出构件62联接在齿轮系50和驱动链60之间。因此，内燃机40和第一和第二电机34、36联接至齿轮系50，并且可控地产生作为车辆100的推进转矩传递至驱动链60的输出转矩。在本发明的范围内使用也可以多模式动力传动系统的其它实施例，所述多模式动力传动系统包括设置为产生可通过电机产生电能的转矩的内燃机和配置为产生推进转矩的至少一个电机。作为定义，“输出转矩”是指由动力传动系统20产生并传递至输出构件62的正(牵引)转矩和负(制动)转矩。
现描述内燃机40和第一和第二电机34、36的一个实施例，所述内燃机40和第一和第二电机34、36联接至齿轮系50并产生传递至驱动链60以产生推进转矩的输出转矩。内燃机40的曲轴44联接至输入构件41，输入构件41经由第三离合器55联接至第一电机34的转子。输出构件经由第二离合器53从第一电机34的转子联接至齿轮系50的环形齿轮56。第二电机36可旋转地联接至齿轮系50的太阳齿轮52。齿轮系50的行星齿轮架54经由输出构件62联接至驱动链60。环形齿轮56可经由第一离合器/制动器51联接至底盘地。在一个实施例中，齿轮系50为包括太阳齿轮52、行星齿轮和齿轮架54及环形齿轮56的单一行星齿轮组。变速器控制器(TCM)57监测各种旋转构件的旋转速度并控制第一、第二和第三离合器51、52、53的致动。
发动机40优选地是通过热力学燃烧过程将燃料转换为机械转矩的多缸内燃机。发动机40配备有多个致动器和感测装置，这些感测装置用于监测运行和投递燃料以形成缸内燃烧充能，用于产生膨胀力，该膨胀力经由活塞和连杆传递至曲轴44以产生转矩。由发动机控制器(ECM)45控制发动机40的运行。在一个实施例中，发动机40可包括用于响应于钥匙曲轴启动事件开启发动机的低电压电磁致动电启动器42。发动机40配置为执行发动机停止/启动操作，包括在车辆运行期间执行自动启动和自动停止例程。发动机40可配置为在动力传动系统20持续运行期间执行自动启动和自动停止控制例程，燃料切断(FCO)控制例程和停缸控制例程。发动机40在不旋转时被认为处于OFF状态。发动机40在旋转时被认为处于ON状态，包括发动机空转且无燃料供应的一个或多个FCO状态。
第一和第二电机34、36优选是分别经由第一和第二逆变器电路33、35电连接至高电压储能装置(电池)25的高电压多相电动机/发电机。第一和第二电机34、36配置为将所存储的电能转换为机械动力并将机械动力转换为可储存在高电压储能装置(电池)25中的电能。电池25可为任何高电压储能装置，例如，多电池锂离子装置、超级电容器或另外的合适的装置，不作限制。在一个实施例中，电池25可经由车载电池充电器24电连接至远程非车载电源以在车辆100静止时充电。电池25经由高电压DC总线29电连接至第一逆变器模块33以响应于源自控制系统10的控制信号将高电压DC电力传递到第一电机34。同样地，电池25经由高电压DC总线29电连接至第二逆变器模块35以响应于源自控制系统10的控制信号将高电压DC电力传递到第二电机36。
第一和第二电机34、36中的每个包括转子和定子并分别经由相应的第一和第二逆变器电路33、35和高电压DC总线29电连接至高电压电池25。第一与第二逆变器模块33、35都配置有合适的控制电路，这些控制电路包括功率晶体管，例如，用于将高电压DC电力变换为高电压AC电力和将高电压AC电力变换为高电压DC电力的IGBT。第一和第二逆变器模块33、35中的每个都优选使用脉宽调制(PWM)控制将存储的源自高电压电池25的DC电力转换为AC电力以驱动相应的第一和第二电机34、36生成转矩。类似地，第一和第二逆变器模块33、35中的每个将传递至相应的第一和第二电机34、36的机械动力转换为DC电力以产生可储存在电池25中的电能，包括作为再生电力控制策略的一部分。第一和第二逆变器模块33、35两者都配置为接收电机控制命令并且控制逆变器状态，从而提供电机驱动和再生制动功能。在一个实施例中，DC/DC电力转换器23电连接至低电压总线28和低电压电池27，并电连接至高电压DC总线29。这些电力连接是已知的，不再详细地描述。低电压电池27电连接至辅助电力系统26以提供低电压电力至车辆上的低电压系统，包括，例如，电动窗、HVAC风扇、座椅以及低电压电磁致动电启动器42。
在一个实施例中，驱动链60可包括与机械联接到车轮66的轮轴、变速驱动桥或半轴64机械联接的差动齿轮装置65。驱动链60在齿轮系50和路面之间传递推进转矩。
车辆100的操作员界面14包括信号连接至多个人机界面装置的控制器，通过人机界面装置，车辆操作员命令车辆100的运行。人机界面装置包括，例如，加速器踏板15、刹车踏板16、传动范围选择器(PRNDL)17。其它人机界面装置优选包括使得操作员可曲轴启动并开启发动机40的点火开关、方向盘和车前灯开关。加速器踏板15提供指示加速器踏板位置的信号输入，以及刹车踏板16提供指示刹车踏板位置的信号输入。传动范围选择器17提供指示车辆的操作员意图动作的方向的信号输入，其包括指示输出构件62沿前向或反向的优选旋转方向的多个不连续的操作员可选位置。
控制系统10包括信号连接至操作员界面14的控制器12。控制器12优选包括与动力传动系统20的单独元件一起定位的多个分立装置，从而响应于操作员命令和动力传动系统要求实现动力传动系统20的单独元件的运行控制。控制器12还可包括提供其它控制装置的分级控制的控制装置。控制器12直接或经由通信总线18通信连接至高电压电池25、第一和第二逆变器模块33、35、ECM 45和TCM 57中的每个，以监测并控制其运行。
控制器12命令动力传动系统20的运行，包括在多个运行模式之一中选择和命令运行，以产生和传递各个转矩产生装置(例如，发动机40和第一电机34和第二电机36和驱动链60)之间的转矩。运行模式优选地包括一个或多个电动汽车(EV)模式，其中发动机40处于OFF状态且所述第一和/或第二电机34，36产生推进转矩。运行模式优选地还包括电动可变模式，其中发动机40和第一和第二电机34，36中的一个或两个产生推进转矩。运行模式优选地还包括扩展范围EV模式，其中发动机40处于ON状态，并通过第一电机34和第二电机36产生的电力产生推进转矩。扩展范围EV模式、EV模式和电动可变模式各自具有相关联的电池充电模式，其可以是电荷保持模式或电荷消耗模式。电荷消耗模式可以包括在OFF状态下运行发动机40，并且电荷保持模式包括在ON状态下运行发动机40。电荷保持模式表示电池25的充电状态(SOC)优选保持在预定水平的动力传动系运行，带有与车辆运行相关联的短期变化的可能性。电荷保持模式表示电池25的SOC优选以预定速率消耗的动力传动系运行，带有与车辆运行相关联的短期变化的可能性。
术语控制器、控制模块、模块、控制、控制单元、处理器和类似的术语是指专用集成电路(多个)(ASIC)、电子电路(多个)、中央处理单元(多个)(例如，微处理器(多个)和相关联的存储器和存储装置(只读、可编程只读、随机存取，硬盘驱动器等)形式的非短暂性存储器组件)的任何一种或各种组合。非短暂性存储器组件能够存储能够由一个或多个处理器访问以提供所述功能的一个或多个软件或固件程序或例程、组合逻辑电路(多个)、输入/输出电路(多个)和装置、信号调节和缓冲电路及其它组件形式的机器可读指令。输入/输出电路(多个)和装置包括模拟/数字转换器和相关的装置，用于监测来自传感器的输入，以预先设定的采样频率或响应于触发事件监测这样的输入。软件、固件、程序、指令、控制例程、代码、算法和类似术语意指任何控制器可执行指令集，其包括校准和查找表。每个控制器执行控制例程(多个)，以提供所需的功能，包括监测来自传感装置和其它网络控制器的输入并执行控制和诊断例程以控制致动器的运行。例程在持续运行期间可以以规则的间隔(例如，每100微秒或3.125，6.25，12.5，25和100毫秒)周期性地执行。可替代地，例程可以响应于触发事件的发生而执行。
动力传动系统20包括通信方案，所述通信方案包括通信总线18，从而以控制系统10、车辆100和动力传动系统20之间传感器信号和致动器指令信号的形式来实现通信。通信方案采用一个或多个通信系统和装置，包括例如通信总线18、直接连接、局域网总线、串行外围接口总线和无线通信，以实现信息传递。控制器之间和控制器、致动器和/或传感器之间的通信可以使用直接有线链路、网络通信总线链路、无线链路或任何其它适当的通信链路来实现。通信包括以任何合适的形式交换数据信号，包括，例如，经由导电介质交换电信号，经由空气交换电磁信号，经由光波导管交换光信号等。数据信号可以包括表示来自传感器输入的信号，表示致动器命令的信号以及控制器之间的通信信号。
术语“模型”指的是基于处理器或处理器可执行代码及模拟装置或物理过程的物理存在的相关联校准。如本文所使用的，术语“动态”和“动态地”描述被实时执行的步骤或过程，并且特征在于在例程执行过程中或在例程的迭代执行之间监测或以其它方式确定参数的状态，并定期或周期性地更新参数的状态。
图2示意性示出用于确定参考图3示意性地示出的可执行搜索例程300的输入参数的输入参数过程200。输入参数过程200包括用于动态地确定来自发动机40的受噪声、振动或舒适性(NVH)限制的最大输入速度226、从动力传动系统20到驱动链60的可修改的输出转矩请求246和最大电池功率266的可执行控制例程和校准，其可以被用来控制参考图1描述的动力传动系统20的实施例。参考图3描述的可执行搜索例程300涉及选择来自发动机40的优选输入速度和转矩，其响应于操作员转矩请求并达到在指定的运行条件过程中使得不期望的基于发动机的NVH的发生的可能性最小化的输入速度。相反，优选输入速度和转矩被选择为响应于操作员转矩请求并且当动力传动系统20正在产生优选输出转矩时达到这样的输入速度，其产生可通过由车辆100的驱动链60产生的预期的道路噪声掩蔽的发动机噪声，只要通过以这种方式运行没有违反其它限制(诸如电池功率限制)即可。
编号：2016042813-fdbfe-004
可以执行最大输入速度例程(例程)250来确定从发动机40到齿轮系50的受NVH限制的最大输入速度266。来自发动机40的受NVH限制的最大输入速度266是可被校准的基于可听噪声的最大发动机速度。当发动机40以小于基于可听噪声的最大发动机速度的速度运行时，发动机40产生小于阈值噪声水平的可听噪声。例程250包括监测加速器踏板位置(APP)207，其可以是可被解读为最大或全开节气门位置的百分比的来自加速器踏板15的信号输入。例程250还包括监测电池放电模式211(即电荷消耗模式或电荷保持模式)并且监测变速器输出速度209。还可以监测其它参数，诸如指示发动机40处于ON状态的任何参数。当输入速度限制例程250指示动力传动系统20正以电荷保持模式或电荷消耗模式运行且发动机处于ON状态时，如图所示选择基于NVH的输入速度校准260。基于NVH的输入速度校准260指示相对于APP207确定的基于NVH的最大速度265，在横轴上显示出其在0％(其可被称为闭合节气门状态)与100％(其可被称为全开节气门状态)之间的范围上。在纵轴上显示出发动机速度264的范围在空转速度267与警戒线速度268之间。如图所示，当动力传动系统20正以电荷保持模式或电荷消耗模式运行且发动机处于ON状态时，来自发动机的受NVH限制的最大输入速度266基本上可小于发动机警戒线速度268。在基于NVH的输入速度校准260中采用的基于NVH的最大速度265的值可以是特定于车辆和动力传动系配置，并且优选地在车辆和动力传动系开发过程中确定。来自发动机40的受NVH限制的最大输入速度266为基于可听噪声的最大发动机速度，其中当发动机40以小于基于NVH的最大速度265的速度运行时，发动机40产生小于阈值可听噪声水平的可听噪声。在基于NVH的最大速度265和APP207的基础上，例程250产生受NVH限制的最大输入速度266的状态。
可以执行修改的转矩请求例程(例程)230来确定用于控制动力传动系统20的运行的优选输出转矩请求246以产生被传递到驱动链60的推进转矩。例程230包括监测APP207、变速器输出速度209、电池放电模式211(即电荷消耗模式或电荷保持模式)。当修改的转矩请求例程230指示动力传动系统20正以电荷保持模式或电荷消耗模式运行且发动机处于ON状态时，选择修改的输出转矩请求校准240。
修改的输出转矩请求校准240指示被优选地相对于APP207确定的修改的输出转矩请求236，在横轴上显示出其在0％与100％之间的范围上。在纵轴上显示出修改的输出转矩234的范围在最小输出转矩237与最大输出转矩238之间。当动力传动系统20正以电荷保持模式或电荷消耗模式运行且发动机处于ON状态时，修改的输出转矩236可以与输出转矩不同。修改的输出转矩请求校准240包括在可特定于车辆和动力传动系配置的修改的输出转矩请求校准240中采用的输出转矩值235，并且优选地在车辆和动力传动系开发期间确定。在采用修改的输出转矩请求校准240的变速器输出速度209和APP207的基础上，例程230产生修改的输出转矩236的状态。将修改的输出转矩236的状态与基于APP207确定的操作员转矩请求242进行比较(244)，并且选择修改的输出转矩236和操作员转矩请求242的最小值作为优选输出转矩请求246。包括优选输出转矩请求246的输出转矩值的单位优选地为牛顿-米(N-m)。
可以执行电池功率例程(例程)210来确定优选的最大电池功率226，所述优选的最大电池功率226被采用用于控制动力传动系统20的运行以产生被传递到驱动链60用于推进的输出转矩。例程210包括监测电池25的SOC205以及电池放电模式211(即电荷消耗模式或电荷保持模式之一)。当修改的转矩请求例程230指示动力传动系统20正以电荷保持模式或电荷消耗模式运行且发动机处于ON状态时，选择电池功率校准220。
电池功率校准220指示优选地相对于SOC205确定的第一电池功率206，其示出在横轴上处于最小SOC203和最大SOC 204之间的范围上，其中SOC 203和SOC204两者都特定于电池25。电池功率208的范围示出在纵轴上。电池功率校准220包括可特定于车辆和动力传动系配置的电池功率值201，其优选地在车辆和动力传动系开发期间确定。例程210基于采用电池功率校准220的SOC205来产生最大电池功率206。第一电池功率206与最小功率限制215进行比较(216)，且第一电池功率206和最小功率限制215的最大值被选择作为第一功率限制218。第一功率限制218与最大功率限制217进行比较(219)，且优选最大电池功率226被选择为第一功率限制218和最大功率限制217的最小值。最大功率限制217可基于与影响电池25的使用寿命的功率限制相关的功率限制来确定。包括优选最大电池功率226在内的功率值优选地采用千瓦(KW)作为单位。如所理解的那样，与电池功率相关的术语可涉及电池25的充电或电池放电，且本文所用的最大电池功率术语优选地涉及电池放电，其中这种放电与运行电机34和电机36之一来生成转矩的运行有关。
图3示意性地示出用于动态地确定(390)来自发动机40的优选输入速度392和优选输入转矩394的可执行搜索例程300的实施例，其中所述确定(390)响应于操作员转矩请求242并在电池25的SOC处于正常范围内时使得在输入速度下运行发动机40发生与不期望的发动机噪声、振动或舒适性(NVH)相关的可能性最小化，在未指令充电时，其可包括动力传动系统运行。可执行搜索例程300采用包括受NVH限制的最大输入速度266、优选输出转矩请求246和最大电池功率226的输入，其可参考图2如前所述那样动态地确定。
搜索例程300包括二维搜索引擎(搜索引擎)310、计算环路350和用于动态地确定(390)来自发动机40的优选输入速度392和优选输入转矩394的评估例程325。搜索引擎310可包括用于产生用于评估的候选输入速度Ni(j)332和候选发动机转矩状态Te(j)342的黄金分割搜索引擎或另一合适的迭代搜索引擎。标记(j)指示单独的迭代。搜索引擎310包括迭代地产生候选输入速度状态Ni(j)332和相关比率(j)334的候选输入速度生成器330。候选输入速度Ni(j)332被选择来在从最小速度至最大速度(例如，从怠速至警戒线速度)的范围内增加。候选输入速度Ni(j)332可包括在该范围内(例如，怠速(1000rpm)、1100rpm、1200rpm、……、警戒线)增加的速度值。搜索引擎310还包括基于采用比率(j)334进行归一化的最小发动机转矩322和最大发动机转矩324来迭代地产生候选发动机转矩状态Te(j)342的候选发动机转矩生成器340。最小发动机转矩322和最大发动机转矩324基于优选输出转矩请求246和最大电池功率226进行确定(320)，其中优选输出转矩请求246和最大电池功率226参考图2如前所述那样动态地确定，并且考虑与可用功率和硬件性能相关联的发动机限制302和电机限制304。
每次迭代，候选输入速度状态Ni(j)332和候选发动机转矩状态Te(j)342被提供来作为至计算环路350的输入。计算环路350采用系统转矩确定方案352和成本模型356来计算运行动力传动系统的候选成本Pcost(j)358，其中发动机在每个候选输入速度状态Ni(j)332和每个候选发动机转矩状态Te(j)342中运行。评估例程325监测用于所有迭代的候选成本Pcost(j)358。实现作为对输出转矩请求的响应的候选成本Pcost(j)358的最小值的候选输入速度状态Ni(j)332和候选发动机转矩状态Te(j)342由评估例程325选择来作为优选输入速度392和优选发动机转矩394(390)。优选输入速度392、优选发动机转矩394和相关联的优选马达转矩命令Ta，Tb395的确定基于多个迭代环在可用输入速度范围内和可用输出转矩范围内的执行。
输入到系统转矩确定方案352中的输入包括候选输入速度状态Ni(j)332、候选发动机转矩状态Te(j)342、最大电池功率226、输出转矩请求242和用于动力传动系统的运行模式307(例如，如述前述的EV模式、扩展范围EV模式和电动可变模式中的一个)。
动力传动系统20具有用于每个运行模式307的已知功率/转矩和速度关系。这种用于每个运行模式的功率/转矩和速度关系是已知的，并且在此不详细描述。已知功率/转矩的关系可被简化后用以控制例程，通过例程，用于最大电池功率226、输出转矩请求To242、运行模式307、连同候选输入速度状态Ni(j)332和候选发动机转矩状态Te(j)342的已知状态可用来为第一电机34和第二电机36计算候选马达转矩命令Ta(j)和Tb(j)。候选马达转矩命令Ta(j)和Tb(j)为在所选择的运行模式307中运行时获得响应于输出转矩请求To242的输出转矩To(j)的命令，其由优选最大电池功率226(称为动力传动系运行点354)限制。
从系统转矩确定方案352输出的动力传动系运行点354(包括候选输入速度Ni(j)332、候选发动机转矩状态Te(j)342、第一和第二电机34、36的优选马达转矩指令Ta(j)、Tb(j)、输出转矩请求To242和选择的运行模式307)被作为输入提供给成本模型356。给成本模型356的其它输入包括受NVH限制的最大输入速度266、优选输出转矩请求246和最大电池功率226。
成本模型356包括功率成本函数，该功率成本函数为在候选动力传动系运行点354处运行动力传动系20确定候选成本P(j)358。该成本与关联于动力传动系统20的各种运行状态的优先成本有关，并且包括例如与硬件限制360、输出转矩364、SOC 368、效率372和NVH380关联的成本。一般而言，在高转换效率、较低的电池功率利用率、较低的输入速度、较低的排放和其它因素下，较低的成本可以与较低的燃料消耗关联。如此，与硬件限制360关联的成本包括当一个或多个动力传动系部件或系统处于或者接近运行参数的最大或最小允许状态(诸如将电池25放电到最大电池功率限制)时，将较高的成本指定给运行状况。与输出转矩364关联的成本包括当一个或多个动力传动系部件或系统处于或接近最大输出转矩时，将较高的成本指定给运行状况。与输出转矩364关联的成本还包括当动力传动系统不能在进行评估的运行点处产生所请求的输出转矩时，将较高的成本指定给运行状况。与SOC368关联的成本包括当电池SOC处于或接近最大或最小SOC时，将较高的成本指定给运行状况。与效率372关联的成本包括当一个或多个动力传动系部件或系统处于或接近低的运行效率时，将较高的成本指定给运行状况。与NVH380关联的成本包括当一个或多个动力传动系部件或系统处于或接近引起NVH增加的状况时，将较高的成本指定给运行状况。
用图表描述了与NVH380关联的成本的示例，所述成本包括在纵轴上与候选输入速度332有关的成本384，候选输入速度332示出在横轴上，并在其上绘制NVH成本385。当候选输入速度332小于受NVH限制的最大输入速度266时，NVH成本385为最小或者零。当候选输入速度332超过受NVH限制的最大输入速度266时，NVH成本385与候选输入速度332相关的增加，且成本的大小与车辆输出速度有关。因而，只要候选输入速度332小于受NVH限制的最大输入速度266，则计算环路350不指定与NVH关联的成本。然而，在大于受NVH限制的最大输入速度266的候选输入速度下，与NVH关联的成本增加，因而当在电池25的SOC在SOC的预期正常范围内运行动力传动系统20时，降低了选择大于受NVH限制的最大输入速度266的候选速度的可能性。
动力传动系统20的每个成本具有可以基于运行状况可选择的关联的加权因子。加权因子包括硬件限制360的硬件加权因子362、输出转矩364的输出转矩加权因子366、SOC368的SOC加权因子370、效率372的效率加权因子374和NVH380的NVH加权因子382。基于与车辆驾驶性能、燃料经济性、排放、电池使用和耐久性有关的因素确定功率成本。
在包括于预期的正常范围(即大于下限SOC阈值)内运行带有用于电池25的SOC的动力传动系统20的系统运行条件下，加权因子362、366、370、374和382具有第一优先级排序，其中从最相关到最不相关，第一优先级排序优选地包括硬件加权因子362、NVH加权因子382、输出转矩加权因子366、SOC加权因子370和效率加权因子374。在包括于接近于下限SOC阈值的情况下运行带有用于电池25的SOC的动力传动系统20的系统运行条件下，加权因子362、366、370、374和382具有不同的第二优先级排序，其中从最相关到最不相关，第二优先级排序优选地包括硬件加权因子362、SOC加权因子370、输出转矩加权因子366、NVH加权因子382和效率加权因子374。优选输出转矩请求246和用于与其下限SOC阈值相关的电池25的SOC是设置加权因子362、366、370、374和382的优先级排序的主要原因。因此，与在接近于下限SOC阈值的情况下运行带有用于电池25的SOC的动力传动系统20相比较，在预期的正常范围内运行带有用于电池25的SOC的动力传动系统20时，NVH380的成本效应更大。因此，随着用于电池25的SOC的降低，例如，作为对寒冷环境温度的响应的降低，可增加发动机速度，并产生更多的可听噪声。随着SOC接近于下限SOC阈值，电池放电限制通过产生大的电池功率成本来进行降低，这增加了发动机速度，以允许系统在SOC达到下限SOC阈值之前对电池25进行充电。上述加权因子的大小特定于动力传动系统应用，并且可在系统开发过程中进行选择。因此，当运行条件包括于预期的正常范围(即大于下限SOC阈值)内运行带有用于电池25的SOC的动力传动系统20时，动力传动系统20可具有在发动机40以受NVH限制的最大输入速度266运行时实现优选输出转矩请求246的能力。然而，在其它不包括预期的正常范围的条件下，动力传动系统20可能不具有在发动机40以受NVH限制的最大输入速度266运行时实现优选输出转矩请求246的能力。此外，当SOC接近于下限SOC阈值时，动力传动系统20可能不具有在发动机40以受NVH限制的最大输入速度266运行时实现优选输出转矩请求246的能力。另外，当电池SOC接近于下限SOC阈值时，将对电池功率限制进行修改，由此促使动力传动系统20进入充电模式，从而要求增加发动机速度，以实现电池充电和满足优选输出转矩请求246。
当用于电池25的SOC在预期的正常范围(即大于下限SOC阈值)内时，NVH380的成本效应通过NVH加权因子382的相对较高的优先级排序而被放大。相反，当用于电池25的SOC接近于下限SOC阈值时，NVH380的成本效应通过NVH加权因子382的相对较低的优先级排序而被减少。因此，评估例程325从发动机40中选择优选输入速度以及优选发动机转矩，其中优选输入速度和优选发动机转矩响应于操作员转矩请求242，并在电池25的SOC处于正常的范围内时使得以与不期望的NVH相关的输入速度运行发动机40的可能性最小化。
候选成本Pcost(j)358通过将与硬件限制360、输出转矩364、SOC368、效率372和NVH380相关联的各种成本与相关联的硬件加权因子362、输出转矩加权因子366、SOC加权因子370、效率加权因子374和NVH加权因子382结合起来进行确定。
优选输入速度392、发动机40的优选发动机转矩394和用于第一电机34和第二电机36的相关联的优选马达转矩命令Ta和Tb395在后续执行间隔期间通过第一逆变器模块33和第二逆变器模块35、ECM 45和TCM57通信至控制器12上进行实施。因此，在正常的驱动条件下，控制系统能够在SOC、车速和输入到加速器踏板中的运行输入的基础上为所需曲线形成发动机速度响应的曲线。
详细的说明和附图或视图支持并描述本教导，但是本教导的范围仅由权利要求书限定。尽管详细描述了实现本教导的一些最佳方式和其它实施例，但是存在着实施所附权利要求书中限定的本教导的各种替代设计和实施例。

Claims (9)

1.一种用于控制动力传动系统的方法，所述动力传动系统包括内燃式的发动机和电机，所述内燃式的发动机和电机操作为将机械动力通过齿轮系传递至联接到驱动链的输出构件，其中所述电机电连接至电池，所述方法包括：
确定基于可听噪声的最大发动机速度，其中当所述发动机在小于所述基于可听噪声的最大发动机速度的速度下运行时，所述发动机产生小于阈值噪声水平的可听噪声；以及
响应于操作员转矩请求控制所述电机和所述发动机，包括当电池功率大于最小阈值时控制发动机速度小于所述基于可听噪声的最大发动机速度，其中当电池功率大于最小阈值时控制发动机速度小于所述基于可听噪声的最大发动机速度包括：
确定所述发动机的怠速与最大速度之间的输入速度范围；
基于所述操作员转矩请求和所述电池功率确定发动机转矩范围；
在所述输入速度范围内选择多个候选输入速度；
在所述发动机转矩范围内选择多个候选发动机转矩；
执行系统转矩确定方案，以在所述发动机运行于每个所述候选输入速度和每个所述候选发动机转矩时，响应于所述操作员转矩请求确定所述电机的优选马达转矩命令和运行所述动力传动系统时的输出转矩；
执行成本模型，以在所述发动机运行于每个所述候选输入速度和所述候选发动机转矩并且所述电机运行于对应的优选马达转矩命令时，确定运行所述动力传动系统的候选成本；
将所述候选输入速度中的一个和所述候选发动机转矩中的一个识别为优选输入速度和优选发动机转矩，其中所述候选输入速度中的一个和所述候选发动机转矩中的一个实现所述候选成本的最小值并响应于所述操作员转矩请求；以及
响应于所述优选输入速度和所述优选发动机转矩控制所述发动机。
2.根据权利要求1所述的方法，其中响应于操作员转矩请求控制所述电机和所述发动机包括：响应于所述操作员转矩请求控制来自所述电机和所述发动机的转矩输出。
3.根据权利要求1所述的方法，其中执行成本模型，以在所述发动机运行于每个所述候选输入速度和所述候选发动机转矩并且所述电机运行于对应的优选马达转矩命令时，确定运行所述动力传动系统的候选成本，包括：
为所述候选输入速度确定与噪声-振动-舒适性相关联的成本；以及
基于与噪声-振动-舒适性相关联的所述成本确定所述候选成本。
4.根据权利要求3所述的方法，其中为所述候选输入速度确定与噪声-振动-舒适性相关联的成本包括：当所述候选输入速度小于所述基于可听噪声的最大发动机速度时指定与噪声-振动-舒适性相关联的零成本。
5.根据权利要求3所述的方法，其中为所述候选输入速度确定与噪声-振动-舒适性相关联的成本包括：当所述候选输入速度大于所述基于可听噪声的最大发动机速度时指定与噪声-振动-舒适性相关联的增加的成本。
6.根据权利要求1所述的方法，其中执行成本模型，以在所述发动机运行于每个所述候选输入速度和所述候选发动机转矩并且所述电机运行于对应的优选马达转矩命令时，确定运行所述动力传动系统的候选成本，包括：
在所述发动机运行于每个所述候选输入速度和所述候选发动机转矩并且所述电机运行于对应的优选马达转矩命令时，确定运行所述动力传动系统的与硬件限制、输出转矩、电池充电状态、效率和噪声-振动-舒适性相关联的成本；
为硬件限制、输出转矩、电池充电状态、效率和噪声-振动-舒适性中的每个指定加权因子；以及
通过将与硬件限制、输出转矩、电池充电状态、效率和噪声-振动-舒适性相关联的成本与相应的所指定的加权因子结合在一起来确定所述候选成本。
7.根据权利要求6所述的方法，其中当所述电池功率大于所述最小阈值时为用于噪声-振动-舒适性的加权因子指定高优先级排序。
8.一种用于控制动力传动系统的方法，所述动力传动系统包括内燃式的发动机、第一电机和第二电机、齿轮系和为所述第一电机和第二电机提供电力的电池，其中所述动力传动系统操作为通过所述齿轮系将所述第一电机和第二电机中的一个产生的机械动力传递给输出构件，所述方法包括：
确定基于可听噪声的最大发动机速度，其中当所述发动机在小于所述基于可听噪声的最大发动机速度的速度下运行时，所述发动机产生小于阈值噪声水平的可听噪声；以及
在所述电池提供给所述第一电机和第二电机的电力大于最小阈值时，控制发动机速度小于所述基于可听噪声的最大发动机速度，包括：
确定所述发动机的怠速与最大速度之间的输入速度范围；
基于操作员转矩请求和电池功率确定发动机转矩范围；
在所述输入速度范围内选择多个候选输入速度；
在所述发动机转矩范围内选择多个候选发动机转矩；
执行系统转矩确定方案，以在所述发动机运行于每个所述候选输入速度和每个所述候选发动机转矩时，响应于所述操作员转矩请求确定所述电机的优选马达转矩命令和运行所述动力传动系统时的输出转矩；
执行成本模型，以在所述发动机运行于每个所述候选输入速度和所述候选发动机转矩并且所述电机运行于对应的优选马达转矩命令时，确定运行所述动力传动系统的候选成本；
将所述候选输入速度中的一个和所述候选发动机转矩中的一个识别为优选输入速度和优选发动机转矩，其中所述候选输入速度中的一个和所述候选发动机转矩中的一个实现所述候选成本的最小值并响应于所述操作员转矩请求；以及
响应于所述优选输入速度和所述优选发动机转矩控制所述发动机。
9.一种用于车辆的动力传动系统，其中所述动力传动系统包括：
内燃式的发动机和第一电机和第二电机，所述第一电机和第二电机机械地联接至齿轮系，其中所述齿轮系联接至所述车辆的驱动链；
电池，电连接至所述第一电机和第二电机；以及
控制器，操作性连接至所述内燃式的发动机和所述第一电机和第二电机，所述控制器包括指令集，该指令集能够被执行为：
确定基于可听噪声的最大发动机速度，其中当所述发动机在小于所述基于可听噪声的最大发动机速度的速度下运行时，所述发动机产生小于阈值噪声水平的可听噪声，以及
响应于操作员转矩请求控制所述电机和所述发动机，包括当电池功率大于最小阈值时控制发动机速度小于所述基于可听噪声的最大发动机速度，其中当电池功率大于最小阈值时控制发动机速度小于所述基于可听噪声的最大发动机速度包括：
确定所述发动机的怠速与最大速度之间的输入速度范围；
基于所述操作员转矩请求和所述电池功率确定发动机转矩范围；
在所述输入速度范围内选择多个候选输入速度；
在所述发动机转矩范围内选择多个候选发动机转矩；
执行系统转矩确定方案，以在所述发动机运行于每个所述候选输入速度和每个所述候选发动机转矩时，响应于所述操作员转矩请求确定所述电机的优选马达转矩命令和运行所述动力传动系统时的输出转矩；
执行成本模型，以在所述发动机运行于每个所述候选输入速度和所述候选发动机转矩并且所述电机运行于对应的优选马达转矩命令时，确定运行所述动力传动系统的候选成本；
将所述候选输入速度中的一个和所述候选发动机转矩中的一个识别为优选输入速度和优选发动机转矩，其中所述候选输入速度中的一个和所述候选发动机转矩中的一个实现所述候选成本的最小值并响应于所述操作员转矩请求；以及
响应于所述优选输入速度和所述优选发动机转矩控制所述发动机。
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