CN1800681A - 混合动力分流系统及其控制 - Google Patents

Abstract

本发明介绍一种混合动力系统及其动力控制策略和方法。该混合动力系统包括发动机(内燃机)、变速器，储能器，制动器、发动机控制器和动力系统控制器等主要零部件。变速器是一个由动力传输装置和动力调节装置组成的动力分流系统，它利用局部分流动力去调控动力系统输出端的速度和扭矩即动力状态。动力分流系统至少可提供一个复合动力分流的工作状态。动力系统控制器根据系统工作情况调配发动机的输出动力，储能器的能量传输和制动器的制动动力。并进一步设定发动机的工作状态(扭矩和转速)。系统控制器根据发动机设定转速和实际工作转速的误差信号，通过设置并控制电机工作扭矩来实现对发动机转速的控制。同时，还通过发动机控制器调控发动机扭矩。

Description

混合动力分流系统及其控制

所属技术领域

本发明介绍一种混合动力系统及其控制方法，着重介绍一种以机电无级变速器为动力分流系统的混合动力系统及其控制方法。该混合动力可广泛应用于各种车辆和动力设备。

背景技术概述

动力系统包括发动机(内燃机)和一个由变速器、差速器和传动轴组成的传动系统。它的作用是向车辆提供驱动轮所需的驱动动力。内燃机有一定的速度和扭矩范围，并在其中很小的范围内达到最佳的工作状态，这时或是油耗最小，或是有害排放最低，或是俩者皆然。然而，实际路况千变万化，不但表现在驱动轮的速度上同时还表现在驱动轮所要求的扭矩上。因此，实现内燃机的转速和扭矩，即动力状态，与驱动轮动力状态之匹配是变速器的首要任务。

目前市场上的变速器主要有有级变速器和无级变速器两大类。有级变速器又细分为手动和自动两种。它们大多通过齿轮系或行星轮系不同的啮合排列来提供有限个离散的输出输入速比。两相邻速比之间驱动轮速度的调节则依靠内燃机的速度变化来实现。

无级变速器，无论是机械式，液压式，或机-电式的，都能在一定速度范围内提供无限个连续可选用的速比，理论上说，驱动轮的速度变化完全可通过变速器来完成。这样，内燃机可以尽可能的工作在最佳速度范围内。同时无级变速器和有级变速器相比，具有调速平稳，能充分利用内燃机最大功率等诸多优点，因此，无级变速器多年来一直是各国工程师们研究的对象。目前已推向市场的无级变速器有金属摩擦带式和球腔摩擦轮式两种，其中以带式较为普遍。

与理想要求的工作情况相比，现有的变速器无论是有级的或无级的都不能完全满足内燃机与驱动轮之间的动力匹配要求。这是因为现有的变速器只能完成能量的传送而不能实现能量的调节。变速器的输入与输出功率是相同的(不计变速器内耗)。因此，这样的变速器只能对输入输出的速比或输出输入的扭矩比进行单项调节，而不能对二者同时进行独立的调节。

近年来，电机混合动力技术的诞生为实现内燃机与动力轮之间动力的完全匹配开拓了新的途径。在众多的动力总成设计案中，最具代表性的有串联混合系统和并联混合系统两种。电机串联混合系统中，内燃机-发电机-电动机-轴系-驱动轮组成一条串联的动力链，动力总成结构极为简单。其中，发电机-电动机组合可视为传统意义下的变速器。当与储能器，如电池，电容等联合使用时，该变速器又可作为能量调节装置，完成对速度和扭矩的独立调节。

电机并联系统有两条并行的独立的动力链。一条由传统的机械变速器组成，另一条由电机-电池系统组成。机械变速器负责完成对速度的调节，而电机-电池系统则完成对功率或扭矩的调节。为充分发挥整个系统的潜能，机械变速器还需采用无级变速方式。

串联混合系统的优点在于结构简单，布局灵活。但由于全部动力通过发电机和电动机，因此电机的功率要求高，体积大，重量重。同时，由于能量传输过程经过两次机-电，电-机的转换，整个系统的效率较低。在并联混合系统中，只有部分动力通过电机系统，因此，对电机的功率要求相对较低。整体系统的效率高。然而，此系统需两套独立的子系统，造价高。通常只用于弱混合系统。

发明内容

本发明所介绍的是一种混合动力分流系统及其控制策略和方法。该系统由发动机、变速器、发动机控制器和动力系统控制器等主要零部件组成。该系统采用动力分流原理，利用局部的动力变化去控制总系统输出端的动力状态，即输出端的速度和扭矩组合。动力分流由变速器完成，它由两部分组成，机械传动装置和动力调节装置。混合动力系统通常还包括储能器，如电池，电容或气液压力罐等。变速器中的动力调节装置可有多种形式，电机-电动机组合，油泵-油马达组合以及摩擦传动装置等等。

本发明说明书将以机电混合动力系统为例介绍一种实用的混合动力分流系统的控制方法。机电混合动力系统采用电机-电动机组合作为变速器的动力调节装置。该动力调节装置相当于一个局部电机串联系统。由于分流系统仅将部分动力分送往动力调节装置，因此，动力分流有效地克服了串联混合系统的缺点。本发明介绍的分流系统的优点还在于具较高的传动效率，它能够在较宽的范围内对速比(输出/输入)和动力进行连续和独立的调节。在控制方法上，具有稳定、可靠、易于实施的特点。

在速度调节方面本系统实现了从倒退，停止到前进的不间断的无级变速。无需通常的启动装置(如离合器或液力耦合器等)。当变速器的无级变速与内燃机(Engine)控制有效的配合时，可大幅度的提高整车的燃油效率。

在动力(power)调节方面，本系统可通过储能器有效的补充动力轮所需的驱动动力从而更合理地调配内燃机的动力，保持内燃机的工作状态不受或少受路况的影响。内燃机可始终工作在设定的最佳状态，以提高整车的效率。同时，本系统还可回收制动时的动能，返送回储能器中。所有这些举措都大幅度地提高整体车辆的燃油效率。

最后，本发明所介绍的分流系统在生产和制造方面都比目前的自动变速器简单。这将为低价高性能产品打下了良好的基础。

附图说明

图1是混合动力系统实施方案示意框图

图2是机电无级变速器第一实施方案的结构示意框图

图3是混合动力系统的动力控制流程图

图4是驱动扭矩与动力踏板位置和车速的关系示意图

图5是系统动力的调配流程图

图6是发动机动力状态以及油耗等值图

图7是发动机转速控制系统的示意框图

图8是发动机转速控制流程图

图9是机电无级变速器第二实施方案的结构示意图

图10是机电无级变速器第三实施方案的结构示意图

图11是带减速头的广义电机

实施方式

本发明可以有多种具体的实施方案或方式。其控制策略和方法不仅限于所介绍的实施方案。

图1为本发明混合动力系统典型实施方案的示意框图。该系统由发动机或内燃机(100)，机电无级变速器(110)，传动轴(115)，传动桥(120)，驱动轴(125)，驱动轮(130)，发动机控制器ECU(140)动力系统控制器(150)和电池组(160)等主要部件组成。发动机的输出端联接于无级变速器的输入轴(105)。无级变速器的输出轴与传动桥通过传动轴(115)联接。这样，来自动力系统的动力由传动桥(120)经驱动轴(125)传至驱动轮(130)。动力控制器(150)根据动力踏板或油门(170)，制动踏板(180)，速区选择杆(190)，状态选择钮以及其它传感器(200)所提供的信息，制定并控制发动机(100)和变速器(110)的工作状态以及电池的充、放电过程。

机电无级变速器(110)是该混合动力系统的核心部分。它是一个动力分流系统，起着动力状态匹配的作用。图2所示是机电无级变速器的第一种实施方案的结构示意框图。该变速器由两个行星轮系(PG1，PG2)，两台电机(EM1，EM2)，一个电机控制器(CTL)及一组离合器(CL1，CL2，CL3)组成。该变速器还包括一个输入轴(SH_in)一个输出轴(SH_out)和三对用于传递动力的输出齿轮(G_out1，g_out1；G_out2，g_out2；G_out3，g_out3)。每个行星轮系分别由一个圈轮(R1或R2)，一个太阳轮(S1或S2)，一组行星轮(P1或P2)，和一个行星轮架(C)组成。圈轮与太阳轮同轴。行星轮位于圈轮和太阳轮之间，与圈轮作内啮合，与太阳轮作外啮合。每台电机则包括一个转子(RT1或RT2)和一个定子(ST1或ST2)。每对输出齿轮均由一个主动轮和一个从动轮组成，主动轮以大写的英文字母G表示；从动轮则以小写的英文字母g表示。

具体地说，第一个行星轮系(PG1)包括第一圈轮(R1)，第一太阳轮(S1)，第一组行星轮(P1)和一个公用行星轮架(C)。第二个行星轮系(PG2)包括第二圈轮(R2)，第二太阳轮(S2)，第二组行星轮(P2)和公用行星轮架(C)。第一组行星轮中的每个行星轮(P1)分别与第二组行星轮中的相应的行星轮(P2)连接，组成行星轮对。每一对行星轮中的两个行星轮具有相同的自转和公转角速度。各对行星轮由行星轮架(C)通过轴承支持，并尽可能均匀地分布在圈轮与太阳轮之间的环形空间内。这样，两个行星轮系构成一个五分枝速度梯图系统。第一圈轮(R1)构成五枝系统的第一枝，第二圈轮(R2)构成五枝系统的第二枝，公用行星架(C)构成五枝系统的第三枝，第二太阳轮(S2)构成五枝系统的第四枝。第一太阳轮(S1)构成五枝系统的第五枝。如此构成的五枝系统可表述为：R1-R2-C-S2-S1

如上所述的五枝系统的各个分枝与电机以及输入、输出轴之间作如下连接：第一个电机(EM1)通过与第一圈轮(R1)的连接，联于五枝系统的第一枝。第二个电机(EM2)通过与第一太阳轮(S1)连接，联于五枝系统的第五枝，即最后的一枝。输入轴(SH_in)通过与公用行星轮架(C)的连接，接入五枝系统的第三枝，即中间的一枝。输出轴(SH_out)则根据工况需要或连接于五枝系统的第一枝或连接于五枝系统的第二枝或连接于五枝系统的第四枝。输出轴(SH_out)上有三个从动齿轮(g_out1，g_out2和g_out2)，它们分别通过三个离合器(CL1，CL2和CL3)与连接于第一圈轮(R1)，第二圈轮(R2)或第二太阳轮(S2)上的主动齿轮(G_out1，G_out2，或G_out3)耦合以传递输出动力。

当输出轴(SH_out)与五枝系统的第一枝(R1)连接时，第一离合器(CL1)啮合，第二，第三离合器(CL2，CL3)分离。动力由第一圈轮(R1)经第一对输出齿轮(G_out1和g_out1)传送到输出轴(SH_out)。当输出轴(SH_out)与五枝系统的第四枝(S2)连接时，第二离合器(CL2)啮合，第一、第三离合器(CL1，CL3)分离。动力由第二太阳轮(S2)经第二对输出齿轮(G_out2和g_out2)传送至输出轴(SH_out)。当输出轴(SH_out)与五枝系统的第二枝(R2)相联时，第三离合器(CL3)啮合，第一、第二离合器(CL1，CL2)分离。动力由第二圈轮(R2)经第三对输出齿轮(G_out3和g_out3)传送至输出轴(SH_out)。

电机(发电机和电动机的通称)的零功率点称为电机的零点。电机的零点可以是由电机的零转速而产生的也可以是由电机的零扭矩而产生的。前者称为速度零点，后者则称为扭矩零点。由电机及储能器组成的电动链的动力变化调控着整个分流系统的动力装态，其中包括变速器输出与输入轴之间的转速比的变化。当电动链中某一电机处于零点状态时，相应的动力分流系统(变速器)的输出与输入轴之间的转速比称为系统的节点。系统的节点分为速度节点和扭矩节点，它们分别对应于速度零点和扭矩零点。系统节点按其所对应的输出输入速比大小的递增顺序依次定义为第一，第二和第三节点等等。

图2所示的动力分流系统(机电无级变速器)可提供四个速度节点，其中包括一个自然速度节点(转速比为零的速度节点)和三个非自然速度节点，和四个速度区，其中三个为前行区，一个为逆行区。第一个前行区为低速区，采用的是输出动力分流方式。第二和第三个前行区分别为中速和高速区，采用的均为复合动力分流的方式。逆行区则采用纯电力传动。各速区衔接于速度节点，平稳，连续无动力间断。

下面先介绍三个前行区，分别称为第一、第二和第三速区。

第一速区

第一速区含盖自然速度节点至第一速度节点之间的低速区。第一离合器(CL1)啮合，使第一圈轮(R1)与输出轴(SH_out)耦合。第二、第三离合器(CL2，CL3)分离，使第二圈轮(R2)和第二太阳轮(S2)脱离输出轴(SH_out)。动力由第一圈轮(R1)经第一对输出齿轮(G_out1和g_out1)传至输出轴(SH_out)。此时，第二行星轮系(PG2)处于空载状态。动力分流由第一行星轮系(PG1)单独完成。原来的五枝系统蜕变为由第一行星轮系(PG1)组成的三枝系统。该三枝系统中的三个分枝分别为原五枝系统的第一、第三和第五枝。三枝系统的第一枝(R1)与第一电机(EM1)相联；第二枝(C)与输入轴(SH_in)相联；第三枝(S1)与第二电机(EM2)相联。输出轴(SH_out)则耦合于第一电机所在的第一枝(R1)。第一速区采用的是输出动力分流的形式。

在车辆起动前，第一电机(EM1)处于零转速状态。第而电机(EM2)处于空载运转状态，其转速方向内燃机转动方向相同。车辆起动时，控制器发出指令，第一电机(EM1)提供起动扭矩。除少量内耗外，第一电机(EM1)并不消耗能量。此时，由于车辆仍处于静止状态，驱动轮尚无动力要求，仅有扭矩要求。驱动轮所需的起动扭矩完全来自第一电机(EM1)。内燃机此时不提供任何起动扭矩，因此无能量(动力)输出。

随着电机扭矩的增加，车辆由静到动，向前起步。第一电机(EM1)并随之开始转动。而第二电机(EM2)的转速则逐渐减小以满足车辆增速的需要。此时，第一电机(EM1)开始消耗电能。这份消耗的电能由第二电机(EM2)通过电力控制器(CTL)全部或部分提供。为平衡第二电机(EM2)的扭矩载荷，内燃机此时提供必要的扭矩。车辆启动后，驱动轮的扭矩由内燃机和第一电机(EM1)分担，从而使第一电机(EM1)的扭矩逐渐降低。

随着车辆速度的提高，第一电机(EM1)的转速不断提高而其扭矩则不断下降。相反，第二电机(EM2)的转速不断降低，直至减小到零。此时，第二电机(EM2)到达其速度零点。相应地，变速器到达其第一个速度节点(非自然速度节点)。如果电动链中无电力的输入或输出，即储能器无净能量交换，第一电机(EM1)的扭矩零点将与第二电机(EM2)的速度零点重合。电动链所传送的动力与变速器输入轴动力的比值PR由以下函数表示。

$\mathrm{PR}=1-\left(\frac{K_1}{K_1+1}\right)\left(\frac{1}{K_{\mathrm{out}\_1}}\right)\·\mathrm{SR}$ 0≤SR≤SR₁

${\mathrm{SR}}_1=\left(\frac{K_1+1}{K_1}\right)K_{\mathrm{out}\_1}$

其中SR为变速器输出与输入轴的转速比。K₁为第一行星轮系的特征速比，即第一行星轮系圈轮直径(或齿数)与太阳轮直径(或齿数)之比。K_{out_1}为第一对输出齿轮中主动齿轮(G_out1)与从动齿轮(g_out1)的齿数比。SR₁为第一速度节点。

第二速区

第一速度节点是第一速区和第二速区的分界点。位于第一和第二速度节点之间的中速度区称为第二速区。在第二速区，变速器改用复合动力分流的方式。当变速器的速比达到第一节点值时，第二离合器(CL2)啮合，使第二太阳轮(S2)与输出轴(SH_out)耦合。紧随第二离合器的啮合，第一离合器(CL1)开始分离，使第一圈轮(R1)脱离输出轴(SH_out)。动力由第二太阳轮(S2)经第二对输出齿轮(G_out1和g_out1)传至输出轴(SH_out)。

为保证第二离合器(CL2)啮合时，从动齿轮(g_out2)与输出轴(SH_out)转速同步，第一和第二对输出齿轮(G_out1，g_out1和G_out2，g_out2)的齿数比之间应满足如下关系：

$\frac{K_{\mathrm{out}\_2}}{K_{\mathrm{out}\_1}}=\frac{K_1^2-1}{K_1(K_1-K_2)}$

K_{out_2}为第二对输出齿轮中主动齿轮(G_out2)与从动齿轮(g_out2)的齿数比。从五枝系统各分枝的连接情况来看，五枝系统的第一枝(R1)仍联于第一电机(EM1)，第二枝(R2)处于空载状态，第三枝(C)联于输入轴(SH_in)，第四枝(S2)联于输出轴(SH_out)。第五枝(S1)则联于第二电机(EM2)。

随着车辆速度的提高，变速器的速比进一步增加，超越第一速度节点值。第二电机(EM2)的转速由零开始向与内燃机转向相同的方向回升。第一电机(EM1)的转速则开始下降。如果电动链无电力输入或输出，第一电机(EM1)的扭矩应该由零向反方向增加。此时，第一电机(EM1)起着发电机的作用，向第二电机(EM2)或系统提供电能。第二电机(EM2)则起电动机的作用，将电能转换成机械能。

在电动链无电力输入或输出的情况下，电动链与输入轴的动力分流比PR为，

$\mathrm{PR}=\frac{(K_1-1)}{(K_1+1)(K_2-1)}\·\frac{\mathrm{SR}}{K_{\mathrm{out}\_2}}-\frac{(K_1{K}_2-1)+(K_1-K_2)}{(K_1+1)(K_2-1)}+\frac{K_1{K}_2\left(K_1{-K}_2\right)}{(K_1^2-1)(K_2-1)}\·\frac{K_{\mathrm{out}\_2}}{\mathrm{SR}}$

SR₁≤SR≤SR₂

${\mathrm{SR}}_2=\left(\frac{K_1{K}_2-1}{K_1-1}\right)K_{\mathrm{out}\_2}$

其中K₂为第二行星轮系的特征速比。SR₂为第二速度节点。

在第一节速度节点SR₁和第二速度节点SR₂的几何平均值点，PR取得最大值。此最大值为

${\mathrm{PR}}_{\max }=\frac{\sqrt{{\mathrm{\φ}}_2}-1}{\sqrt{{\mathrm{\φ}}_2}+1}$

其中φ₂为第二速度节点与第一速度节点的比值，称为第二速区的跨度或节间距。

${\mathrm{\φ}}_2=\frac{{\mathrm{SR}}_2}{{\mathrm{SR}}_1}=\frac{K_1{K}_2-1}{K_1{-K}_2}$

当第一电机(EM1)的转速随车辆速度的进一步增加而下降至零时，变速器的速比到达其第二个速度节点。从上述PR的表达式可看出，在第二速度节点，电动链动中的分流动力为零，全部动力由机械链传送。

第三速度区

第二速度节点是第二速度区和第三速度区的分界点。第二节点以上高速区是第三速度区。第三速度区变速器仍采用复合动力分流的方式。与第二速度区不同的是输出轴由原来所在的五枝系统的第四枝改接至五枝系统的第二枝。为此，在变速器的第二速度节点，第三离合器〔CL3〕啮合，第一、第二离合器(CL1、CL2)分离。动力由第二圈轮(R2)经第三对输出齿轮(G_out3和g_out3)传送至输出轴(SH_out)。

为保证第三离合器(CL3)啮合时，从动齿轮(g_out3)与输出轴(SH_out)转速同步，第二和第三对输出齿轮(G_out2，g_out2，G_out3，g_out3)的齿数比之间应满足如下关系：

$\frac{K_{\mathrm{out}\_3}}{K_{\mathrm{out}\_2}}=\frac{K_2(K_1{K}_2-1)}{K_1{-K}_2}$

这个比值正是五枝系统第二枝到第五枝的距离与第四枝到第五枝的距离之比。即

$\frac{K_{\mathrm{out}\_3}}{K_{\mathrm{out}\_2}}=\frac{L_{2\→5}}{L_{4\→5}}$

上式中K_{out_3}为第三对输出齿轮主动轮(G_out3)与从动轮(g_out3)的齿数比。

在第二速度节点或第二速度节点附近，第一电机(EM1)的扭矩换向。车辆速度继续增加时，第一电机(EM1)转速重新开始上升；而第二电机(EM2)的转速则开始下降，直至降零值。此时变速器到达其第三个速度节点(SR₃)。在电动链无电力输入或输出的情况下，第三速度区的电力分流比PR为，

$\mathrm{PR}=-\frac{(K_1-1)K_2}{(K_1+1)(K_2-1)}\·\frac{\mathrm{SR}}{K_{\mathrm{out}\_3}}+\frac{(K_1{K}_2-1)+(K_1-K_2)}{(K_1+1)(K_2-1)}-\frac{(K_1-K_2)(K_1{K}_2-1)}{K_2(K_2-1)(K_1^2-1)}\·\frac{K_{\mathrm{out}\_3}}{\mathrm{SR}}$

SR₂≤SR

从上方程式中不难看出，第三速度节点位于

${\mathrm{SR}}_3=\frac{(K_1{K}_2-1)K_{\mathrm{out}\_3}}{K_2(K_1-1)}$

同样地，在第二速度节点SR₂和第三速度节点SR₃的几何平均值点，PR达最大值。

${\mathrm{PR}}_{\max }=\frac{\sqrt{{\mathrm{\φ}}_3}-1}{\sqrt{{\mathrm{\φ}}_3}+1}$

其中φ₃为第三速度节点于第二速度节点的比值，称为第三速度区的跨度。

${\mathrm{\φ}}_3=\frac{{\mathrm{SR}}_3}{{\mathrm{SR}}_2}=\frac{K_1{K}_2-1}{K_1-K_2}\≡{\mathrm{\φ}}_2$

两个复合动力分流速度区(即第二和第三速度区)的总跨度为

$\mathrm{\φ}={\mathrm{\φ}}_2{\mathrm{\φ}}_3={\left(\frac{K_1{K}_2-1}{K_1{-K}_2}\right)}^2$

逆行区

自然节点SR₀＝0以下的速区称为逆行区。第一离合器(CL1)啮合。第二和第三离合器(CL2，CL3)分离。动力由第一圈轮(R1)经第一对输出齿轮(G_out1和g_out1)传送至输出轴(SH_out)。

逆行区可延用第一速区的输出动力分流方式。为了限制电动链动力分流比PR，避免动力回流或动力内循还，逆行区还可采用纯电力驱动的方式转递动力。为此，第一电机(EM1)在动力系统控制器(150)的控制下从储能器(160)中获取电能，经第一对输出齿轮(G_out1，g_out1)向输出轴(SH_out)提供扭矩和动力。

实际上，纯电力驱动的方式也可用于前行区。

空挡和泊车

变速器第一实施方案还可提供包括空挡在内的其他工作状态。显然，当所有的离合器均处于分离状态时，变速器处于空挡状态。泊车则可通过同时啮合第一、第二和第三离合器(CL1，CL2和CL3)来完成。(如表一所示)。

其他工作状态

此外，变速器第一实施方案还可用于内燃机的点火启动。内燃机的点火启动可由两台电机中的任何一个或两个来完成。例如，当变速器处于空挡时，两台电机可配合启动内燃机。而当变速器处于纯电力驱动时，可用第二电机(EM2)来启动内燃机。

可见，当配备储能装置时，本发明所介绍的混合动力系统不但可提供机电混合动力驱动状态还可以提供纯电力驱动状态。并且，在机电混合动力驱动工作状态中，两电机之间所传递的动力(电力)不需保持平衡。一个电机所转换产生的电能可能会多于或少于另一电机所转换消耗的电能。此时，一个电机的速度零点不再是另一电机的扭矩零点。电机扭矩零点所对应的变速器速比节点的位置发生变化，但电机速度零点所对应的速比节点位置不变。由于此时电机同时承担速度调节和动力调节的功能，电机的额定功率应P_{eng_rat}不小于电动链最大动力分流比与输入轴额定功率的乘积，即

$P_{\mathrm{eng}\_\mathrm{rat}}{\≥P}_{\mathrm{em}\_\mathrm{ref}}=\frac{{(\sqrt{\frac{{\mathrm{SR}}_{i+1}}{{\mathrm{SR}}_i}(1+\frac{\left|P_{e\_\mathrm{pto}}\right|}{P_{\mathrm{in}}})}-1)}^2}{\frac{{\mathrm{SR}}_{i+1}}{{\mathrm{SR}}_i}-1}{P}_{\mathrm{in}}$

在储能器无能量输入或输出的条件下，电机的额定功率与其实际工作动力(功率)之差称为负载能力储备DP_em即

P_{em_ref}＝P_em+ΔP_em

负载能力储备量的大小反映了电机对系统的动力调节能力，即混合动力系统中机电混合程度。表一列出了变速器的工作状态及其对应的离合器啮合组合和电机工作状态。

不难看出，在各个速度区的衔接点进行速区变换时，相应的离合器的啮合或分离均在自然转速同步的状态下进行的。因此，该变速器可采用简单啮合式离合器，而无需较为复杂的磨擦式离合器。

图3为混合动力系统动力控制流程图，包括若干个环节。在系统的运行过程中控制系统按照预定的时间间隔重复执行此流程，保证发动机和变速器工作在既定的工作状态。每一个流程循环开始时动力系统控制器执行第一个环节(S100)，接受各传感器信号，包括车速(驱动轴转速，W_veh)、动力踏板位置(PS_acc)以及制动踏板位置(PS_brk)信号，并将这些信号进行转换、处理或运算，为系统决策提供依据。

接着，控制系统执行第二环节(S200)，根据第一环节所提供的信息确定车辆所需的驱动扭矩(T_veh)和驱动动力(P_veh)。驱动扭矩与动力踏板位置和车速的关系可以以函数或图表的形式给出，如图4所示。驱动轴扭矩与转速的乘积即为驱动动力。驱动扭矩以函数形式表述可写为，

T_veh＝C_acc·PS_acc-C_brk·PS_brk-C_cst

其中C_acc，C_brk，C_cst为比例系数。C_acc由最大许可扭矩确定。当车速较低时，它为常数。当车速较高时，它为变数，随车速的增加而减小。这是因为最大许可扭矩受最大许可动力(功率)的限制，随车速的增加而减小。C_brk由极限扭矩确定，C_cst可取为常数或与车速有关的变量。所需驱动动力可写为，

P_veh＝T_veh·W_veh

当驱动动力为负值时，车辆将减速，部分或全部动能将以制动能量的形式通过电机回受(Regnerative Braking)，返送到储能器中。

控制流程的第三个环节(S300)，是确定动力系统的总动力要求P₀。总动力包括驱动动力P_veh、分动动力(POWER-TAKE-OFF)以及其它非机械动力要求，如空调、照明、仪表和视听设备等。计算动力系统总动力要求时应考虑并计入动力传输过程中各环节的能量(动力)损耗。

系统动力控制流程的第四个环节是系统动力资源调配(S400)。控制器根据系统总动力要求以及动力总成当前的工作状态对各动力资源进行合理的调配以达到系统希望的工作状态。系统希望的工作状态通常以最佳油耗，最佳排放或最佳加速性能为目的。控制器依照预定的动力调配策略设定发动机输出动力(P_{eng_set})，储能器输出、输入能量(P_{e_pto})，和制动器制动动力(P_brk)。系统动力调配策略有两套准则可供选用：以判据为基础的静态决策准则和以实时计算为依据的动态决策准则。为了缩短动态决策时间，实时计算可以用图表的形式代替。即将实时计算的结果以图表的形式存入控制器可读内存中，供决策时查取。系统动力的调配过程包括如图5所示的几个主要步骤：

1.输入系统总动力要求(S410)；

2.输入储能器能量状态，能量交换效率，电机工作效率，车速，以及动力踏板和制动踏板的位置信息(S420)；

3.判定总动力及车速范围，选取动力调配准则(S430)；

4a.启用以判据为基础的动力调配准则(S440A)。该准则主要针对下列几种情况：

(1)动力回收。当动力要求小于零时，P₀＜0，可进行动力回收。最大可回收动力取决于储能器的能量状态，或电池的充电状态(SOC)，和电机负载能力的储备量DP_em等诸因素。未能回收的剩余动力(负值)则由制动器吸收并以摩擦热的形式消耗。此时，发动机设定的输出动力为零。

P_{eng_set}＝0；

P_{e_pto}＝max[-ΔP_em，-(1-SOC)P_{bat_max}，P₀]

P_brk＝P₀-P_{e_pto}

P_{bat_max}为电池最大输入功率。

(2)纯电力驱动。当动力要求大于零，但小于某一个设定值时，0＜P₀＜P_min，如果储能器能量状态许可，可采用纯电力驱动。此时，

P_{eng_set}＝0

P_{e_pto}＝P₀

P_brk＝0

如果储能器的能量状态低于预设值时，发动机启动，提供系统所需动力并酌情向储能器补充能量(充电)。

P_{e_Pto}＝-min[(P_min-P₀)，(1-SOC)P_{bat_max}]

P_{eng_set}＝P₀-P_{e_pto}

P_brk＝0

(3)动力补助。当总动力要求大于发动机所能提供的最大许可动力P_{eng_max}时，P₀＞P_{eng_max}，储能器向动力系统提供补助动力。系统总动力由发动机的燃油动力和储能器的电力输出两部分承担。根据储能器的能量状态，总动力要求将全部或部分得到满足。此时，

P_{eng_set}＝P_{eng_max}；

P_{e_pto}＝min[SOC·P_{bat_max，}，Δ_Pem，(P₀-P_{eng_max})]；

P_brk＝0

P_{bat_max}为电池最大输出功率。

4b.启用动态动力调配准则(S440B)。动态动力调配准则着眼于瞬时动力的优化调度，通过对各相关参数实时计算、比较，找出最适合当前情况的动力调配方案。此方案或以最低油耗为目的，或以最小排放为目的，或二者兼顾。以最低油耗为例，动态动力调配准则计算比较各种可能的动力分配方案下系统的不可逆能量损耗和瞬间系统综合燃油总效率。选择能耗最低，总效率最高的动力调配方案设定发动机的燃油动力输出和储能器的电力输入或输出。

假定系统的总动力要求为P₀，系统按如下方式分配动力：发动机提供燃油动力P_eng，储能器提供或获取动力P_{e_pto}。

  P₀＝P_eng+P_{e_pto}

发动机的每一种转速和扭矩组合(W_eng，T_eng)代表一种动力状态(图6)，以P_eng(W_eng，T_eng)表示。即使在相同的动力要求下，不同的动力状态对应着不同的燃油效率。假定发动机在动力要求P_eng下的最高燃油效率为1m，储能器以及电机的综合能量转换、传输效率为f，

＝_bat·_em

其中_bat为电池充或放电效率；_em为电机工作效率。

在上述动力分配方式下，动力系统不可逆的能量总损耗为，

式中λ_m为P_eng的函数；为P_{e_pto}的函数，在给定P₀的条件下，亦可改写成P_eng的函数。这样，ΔP可表述为以P_eng为变量的函数。动力系统的综合效率为

求解系统综合效率的极大值点P_eng ^*，即获得发动机动力的最佳设置P_{eng_set}＝P_eng ^*。

${\mathrm{\η}}_{\mathrm{eft}}(P_{\mathrm{eng}}*)=\max [1-\frac{\mathrm{\ΔP}}{P_0}]$

由此可得出储能器的能量(动力)输出或输入

P_{e_pto}＝P₀-P_eng ^*。

由于动态动力调配针对动力输出情况，P₀＞0，因此，P_brk＝0。

综上所述，动态动力调配准则给出的最佳动力配置为：

P_{eng_set}＝P_eng ^*

P_{e_pto}＝P₀-P_eng ^*

P_brk＝0

为加速动态动力调配的决策过程，实时计算可以以查阅图表的形式取代。设计者可预先根据总动力要求和储能器以及电机综合效率等参数的变化范围，以总动力要求P₀和储能器、电机的综合效率自变量，发动机最佳动力设置P_{eng_set}为因变，计算并建立一整套数据图表，并将此图表存入控制器的可读内存中。动态动力调配程序执行时只需根据当时的总动力要求和储能器、电机的综合效率从内存的图表中读出或插值计算出相应的发动机动力设置，P_{eng_set}。然后按前面所述的方法计算储能器的能量输出或输入P_{e_pto}，设定制动动力P_brk。

5.系统动力调度、分配和确认(S450)。系统控制器对决策结果进行必要认证或修正，确保各参数均在安全许用的范围内，系统能够平稳地运行。

系统动力调配完成后动力控制流程进入另一个重要环节：设置发动机的动力状态，监控储能器的能量传输以及工作状态，监控制动器的执行过程(图3)。它们由如下三个子环节(S500A)、(S500B)和(S500C)完成。

(S500A)发动机动力状态的设置是指在给定发动机动力要求的条件下，选择发动机的转速和扭矩的组合，使其工作在希望的工作状态下，以保证油耗、排放最低或综合指标最佳。图6所示的是发动机在各动力状态下的油耗等值图。图中细实线表示油耗等值线。细虚线代表动力等值线。粗实线为目标工作状态线。粗虚线代表极限扭矩线。当希望的工作状态是以油耗最低为目的时，目标工作状态线与每一条动力等值线的交点(P_m)应取在该动力等值线上的最低油耗点(λ_m)。目标工作状态线可以以发动机动力要求为自变量，发动机转速和扭矩为因变量预先存入控制器的可读内存中。在执行过程中，控制器只需根据动力要求分别读出或查值计算出发动机的转速和扭矩。

(S500B)储能器和其相应的控制电路根据动力调配环节中的设定目标值输出或输入动力，并监控包括充、放电电流，电压，温度和反映工况的其它参数如能量状态，能量转换效率等。储能器同时将这些信息反馈到系统控制器中为实时控制提供依据。此外，储能器能量传输和控制环节(电路)还对最大许可输入、输出动力加以限制，以保证系统安全、可靠地工作。

(S500C)制动器控制和执行系统根据设定的目标制动动力和车速确定制动扭矩的大小，并指令各车轮制动执行装置产生相应的制动扭矩。

当发动机的动力状态设定后，动力控制系统立即执行两个控制程序以控制发动机的速度和扭矩，保证发动机尽可能地工作在设定的动力状态。发动机的速度控制是通过调控变速器中的电机的扭矩来实现的，其具体步骤在子环节(S600A)中描述。发动机的扭矩控制则主要由发动机控制器(ECU)通过控制空气燃油混合比，进气量，电喷或点火时间等来实现(S600B)。

(S600A)发动机转速的控制由一个包括发动机，电机，传动装置，速度传感器以及电机驱动及控制电路在内的闭环控制、执行系统来完成。图7为该控制、执行系统的示意框图，其控制部分包括直馈和反馈两部分。图8所示为发动机转速控制过程的流程图。首先，控制器输入相关的系统工况参数(S710)，然后根据变速器输出轴和输入轴的速度信息判定变速器当前的工作速度区及相应的动力分流状态(S720)，据此，控制器设定或保持各离合器控制器的工作状态(S730)。同时，控制器根据发动机设定的动力状态计算出各电机扭矩的稳态值，向系统提供直馈信息(S740)。控制器还根据速度传感器提供的速度信息解算出发动机当前的转速，并与发动机设定转速值进行比较得出速度误差信号。控制器再根据速度误差，按照相关的控制理论计算出电机扭矩修正值，作为系统的反馈值(S750)。电机的总扭矩，即工作扭矩，为稳态扭矩与修正扭矩之合(S760)。控制器将根据电机工作扭矩通过电力电子驱动电路对电机的扭矩进行监控(S770)。

第一速区变速器工作在输出动力分流状态。第一电机(EM1)工作扭矩的设定值为，

T_em1＝T_{em1_ff}+T_{em1_fb}

其中T_{em1_ff}为稳态条件下，为保证系统各部件之间的扭矩平衡，电机EM1应该提供的扭矩，即所谓稳态扭矩或直馈扭矩。对于图2所示的实施方案，其值为

$T_{\mathrm{em}1\_\mathrm{ff}}=\frac{P_{e\_\mathrm{pto}}}{W_{\mathrm{em}1}}+\left(\frac{W_{\mathrm{em}2}}{W_{\mathrm{em}1}}\right)\left(\frac{T_{\mathrm{eng}}}{K_1+1}\right)$

T_{em1_fb}为动态条件下，为控制发动机转速，电机扭矩的修正值，即所谓速差修正扭矩或反馈扭矩。对于图2所示的实施方案，其值为，

$T_{\mathrm{em}1\_\mathrm{fb}}=-\left(\frac{W_{\mathrm{em}2}}{W_{\mathrm{em}1}}\right)\·{\mathrm{\ψ}}_1\left(W_{\mathrm{eng}\_\mathrm{set}}{-W}_{\mathrm{eng}}\right)$

ψ₁为第一速区速差反馈函数，

ψ₁(W_{eng_set}-W_eng)＝C0+C1·(W_{eng_set}-W_eng)+C2·∫(W_{eng_set}-W_eng)dt

式中C0，C1，C2为常数。

第一速区，第二电机(EM2)的工作扭矩设定值为，

T_em2＝T_{em2_ff}+T_{em2_fb}

其中T_{em2_ff}为稳态扭矩或直馈扭矩。对于图2所示的实施方案，其值为，

$T_{\mathrm{em}2\_\mathrm{ff}}=-\frac{T_{\mathrm{eng}}}{K_1+1}$

T_{em2_fb}为速差修正扭矩或反馈扭矩。对于图2所示的实施方案，其值为，

T_{em2_fb}＝ψ₁(W_{eng_set}-W_eng)

第二速区，变速器工作在复合动力分流状态。第一电机(EM1)工作扭矩的设定值为，

T_em1＝T_{em1_ff}+T_{em1_fb}

其中T_{em1_ff}为稳态扭矩或直馈扭矩。对于图2所示的实施方案，其值为，

$T_{\mathrm{em}1\_\mathrm{ff}}=\frac{(K_1-K_2)P_{e\_\mathrm{pto}}-(K_2-1)W_{\mathrm{em}2}\·T_{\mathrm{eng}}}{(K_1-K_2)W_{\mathrm{em}1}+(K_2-\frac{1}{K_1})W_{\mathrm{em}2}}$

T_{em1_fb}速差修正扭矩或反馈扭矩。对于图2所示的实施方案，其值为，

$T_{\mathrm{em}1\_\mathrm{fb}}=\frac{W_{\mathrm{em}2}{\·\mathrm{\ψ}}_2(W_{\mathrm{eng}\_\mathrm{set}}-W_{\mathrm{eng}})}{(K_1-K_2)W_{\mathrm{em}1}+(K_2-\frac{1}{K_1})W_{\mathrm{em}2}}$

ψ₂为第二速区速差反馈函数，

ψ₂(W_{eng_set}-W_eng)＝C0′+C1′·(W_{eng_set}-W_eng)+C2′·∫(W_{eng_set}-W_eng)dt

式中C0’，C1’C2’为常数。

第二速区，第二电机(EM2)工作扭矩的设定值为，

T_em2＝T_{em2_ff}+T_{em2_fb}

其中T_{em2_ff}为稳态扭矩或直馈扭矩。对于图2所示的实施方案，其值为，

$T_{\mathrm{em}2\_\mathrm{ff}}=\frac{(K_2-\frac{1}{K_1})P_{e\_\mathrm{pto}}+(K_2-1)W_{\mathrm{em}1}\·T_{\mathrm{eng}}}{(K_1-K_2)W_{\mathrm{em}1}+(K_2-\frac{1}{K_1})W_{\mathrm{em}2}}$

T_{em2_fb}为速差修正扭矩或反馈扭矩。对于图2所示的实施方案，其值为

$T_{\mathrm{em}2\_\mathrm{fb}}=\frac{-W_{\mathrm{em}1}\·{\mathrm{\ψ}}_2\left(W_{\mathrm{eng}\_\mathrm{set}\_}{W}_{\mathrm{eng}}\right)}{\left(K_1{-K}_2\right)W_{\mathrm{em}1}+(K_2-\frac{1}{K_1})W_{\mathrm{em}2}}$

第三速区，变速器工作在另一个复合动力分流状态。第一电机(EM1)工作扭矩的设定值为，

T_em1＝T_{em1_ff}+T_{em1_fb}

其中T_{em1_ff}为稳态条件下，为满足系统各部件扭矩平衡条件，电机EM1应该提供的扭矩，即所谓稳态扭矩或直馈扭矩。对于图2所示的实施方案，其值为，

$T_{\mathrm{em}1\_\mathrm{ff}}=\frac{(K_1-\frac{1}{K_2})P_{e\_\mathrm{pto}}+(1-\frac{1}{K_2})W_{\mathrm{em}2}\·T_{\mathrm{eng}}}{(K_1-\frac{1}{K_2})W_{\mathrm{em}1}+(\frac{1}{K_2}-\frac{1}{K_1})W_{\mathrm{em}2}}$

T_{em1_fb}为动态条件下，为控制发动机转速，电机扭矩的修正值，即所谓速差修正扭矩或反馈扭矩。对于图2所示的实施方案，其值为，

$T_{\mathrm{em}1\_\mathrm{fb}}=\frac{-W_{\mathrm{em}2}\·{\mathrm{\ψ}}_3(W_{\mathrm{eng}\_\mathrm{set}}-W_{\mathrm{eng}})}{(K_1-\frac{1}{K_2})W_{\mathrm{em}1}+(\frac{1}{K_2}-\frac{1}{K_1})W_{\mathrm{em}2}}$

ψ₃为第三速区速差反馈函数，

ψ₃(W_{eng_set}-W_eng)＝C0″+C1″·(W_{eng_set}-W_eng)+C2″·∫(W_{eng_set}-W_eng)dt

式中C0”，C1”，C2”为常数。

第三速区，第二电机(EM2)工作扭矩的设定值为，

T_em2＝T_{em2_ff}+T_{em2_fb}

其中T_{em2_ff}为稳态扭矩或直馈扭矩。对于图2所示的实施方案，其值为，

$T_{\mathrm{em}1\_\mathrm{ff}}=\frac{(\frac{1}{K_2}-\frac{1}{K_2})P_{e\_\mathrm{pto}}+(1-\frac{1}{K_2})W_{\mathrm{em}1}\·T_{\mathrm{eng}}}{(K_1-\frac{1}{K_2})W_{\mathrm{em}1}+(\frac{1}{K_2}-\frac{1}{K_1})W_{\mathrm{em}2}}$

T_{em2_fb}为速差修正扭矩或反馈扭矩。对于图2所示的实施方案，其值为

$T_{\mathrm{em}2\_\mathrm{fb}}=\frac{-W_{\mathrm{em}1}\·{\mathrm{\ψ}}_3(W_{\mathrm{eng}\_\mathrm{set}}\_W_{\mathrm{eng}})}{(K_1-\frac{1}{K_2})W_{\mathrm{em}1}+(\frac{1}{K_2}-\frac{1}{K_1})W_{\mathrm{em}2}}$

可见，复合分流状态下发动机转速的控制由两个电机协同完成。其特点是其中一个电机的反馈扭矩与另一个电机的转速成比例关系，包含另一电机的转速为乘数因子，并随另一电机接近其速度零点而消失。

电机扭矩控制由电力电子驱动和控制电路实现，并在一个子控制循环(S770)中完成。控制器按预定时间间隔反复执行此子控制循环。电机扭矩的控制方法以及相应的电力电子驱动电路根据电机构造的不同会有所变化。以同步永磁电机为例，电机扭矩控制将通过相关理论转换为相应的电压控制，并以脉宽调制方法(PWM)实现。

至此，我们以图2所示的动力分流系统为变速器的实施方案，介绍了图1所示的混合动力系统的控制策略和具体的控制方法。事实上，上述混合动力分流系统的控制策略和方法，还适用于以其它动力分流系统(结构)为变速器实施方案的混合动力系统。图9为变速器的第二种实施方案。它代表了功能相同，结构相异的另一种动力分流系统。该动力分流系统由三个行星轮系(PG1，PG2和PG3)，二台电机(EM1，EM2)以及输入、输出轴(SH_in，SH_out)和离合器组成，其详细介绍参见江兵等的专利申请(2004100212783)。就控制策略和方法而言，本发明所介绍的动力控制策略和方法完全适用。图10为变速器的又一种实施方案。它代表了功能相似，结构相异的又一种动力分流系统，与图9所示的动力分流系统相比，图10所示的动力分流系统省去了第三行星轮系(PG3)以及输出齿轮对，其动力直接由中心轴(SHctr)输出。相应地，该动力分流系统的前行区只提供两个速区，即一个输出动力分流的低速区和一个复合动力分流的高速区。同样地，本发明所介绍的动力控制策略和方法亦适用于以图10所示的动力分流系统为变速器的混合动力系统。

可见，本发明介绍的动力控制策略和方法有广泛适用性。它可部分或全部应用于由发动机和其它动力分流变速器等所组成的混合动力系统。其中变速器可以采用不同的动力分流系统，包括输出动力分流系统、复合动力分流系统或输出分流-复合分流组合成的动力分流系统等。

最后需要说明的是，本发明所述变速器的各个实施方案中，电机可以直接连接于行星轮系(PG1，PG2，PG3)的相应齿轮，正如所介绍的那样；此外，电机还可通过中介齿轮或减速器间接地连接于行星轮系(PG1，PG2，PG3)中的相应齿轮。这样不但可以平衡、调整电机的工作区域，还可调整系统的整体结构布局。

另外，本发明所述电机应理解为广范意义上的电机，即可以是普通电机，也可以是带减速器(减速头)的减速头(gear-head)电机。图11是一种减速头电机的实施方案。

说明书附表

表一电机、离合器工作状态一览表

工作状态	CL1	CL2	CL3	EM1	EM2
						引擎关闭泊车	啮合	啮合	啮合	关闭	关闭
空挡	分离	分离	分离	发电或关闭	发电或关闭
						纯电动行驶引擎点火	啮合	分离	分离	电动	电动
空挡状态引擎点火	分离	分离	分离	电动	电动
						第一速度区	啮合	分离	分离	电动	发电
第二速度区	分离	啮合	分离	发电	电动
						第三速度区	分离	分离	啮合	电动	发电
输出动力分流逆行区	啮合	分离	分离	电动	发电
						纯电动逆行区	啮合	分离	分离	电动	关闭
纯电动前行区	啮合	分离	分离	电动	关闭

Claims (10)

1、一种向驱动轴提供动力的混合动力系统，包括一台发动机，一台变速器，一个动力系统控制器和一个发动机控制器。其特征是：变速器至少包括两个同轴行星轮系，两台(广义)电机和相应的电机驱动电路，该变速器至少可提供一个复合动力分流的工作状态。动力控制系统根据驱动轴的动力要求和系统其它的动力要求设置系统总动力并调配系统动力资源，设置发动机输出动力和动力状态。动力系统控制器还进一步设置各电机的工作扭矩，并通过驱动电路控制两台电机的工作扭矩以实现对发动机转速的控制，同时，动力系统控制器还通过发动机控制器控制发动机扭矩。

2、根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征是：变速器还包括至少一个离合器。变速器可工作在输出动力分流、复合动力分流等不同的动力分流工作状态。动力系统控制器根据变速器输出、输入轴速比的大小，判定速度区，设置离合器相应的工作状态，确定动力分流状态。

3、根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征是：电机工作扭矩包括直馈扭矩和反馈扭矩两部分。反馈扭矩中包含速差反馈函数为乘数因子。当变速器工作在复合动力分流状态时，其中一个电机的反馈扭矩包含另一个电机的转速作为乘数因子，并随另一电机转速趋近于零值而减小为零。

4、根据权利要求1所述的混合动力系统，其特点是：混合动力系统还包括储能器。动力系统控制器以瞬间最低不可逆能量损耗、最低油耗、最大综合效率、最低排放或最佳综合指标为准则调配发动机、储能器和制动器的输出或输入动力。

5、根据权利要求1所述的混合动力系统，其特点是：混合动力系统还包括储能器，动力系统以判据为准则调配发动机、储能器以及制动器的输出或输入动力。

6、根据权利要求1所述的混合动力系统，其特点是：包括至少两个速区，不同速区的衔接点为变速器的速度节点。控制器在不同的速区利用不同的计算公式计算、设置电机工作扭矩和反馈扭矩。

7、根据权利要求1所述的混合动力系统，其特点是：电机的额定功率不小于P_{em_ref}，即

$P_{\mathrm{em}}\≥P_{\mathrm{em}\_\mathrm{ref}}=\frac{{\left[\sqrt{\frac{{\mathrm{SR}}_{i+1}}{{\mathrm{SR}}_i}(1+\frac{|P_{e\_\mathrm{pto}}}{P_{\mathrm{in}}})}\right]}^2}{\frac{{\mathrm{SR}}_{i+1}}{{\mathrm{SR}}_i}-1}\·P_{\mathrm{in}}$

其中SR_i+1，SR_i分别为变速器两个相邻的速度节点，SR_i+1＞SR_i.|P_{e_pto}|为储能器输入或输出动力的绝对值，P_in为变速器输入轴输入动力。

8、根据权利要求1所述的混合动力系统，其特点是：两同轴行星轮系组成一个具有二自由度的复合行星轮系。

9、根据权利要求1所述的混合动力系统，其特点是：动力系统控制器按最低油耗、最低排放或最佳综合指标的原则设置发动机的工作扭矩和转速，即动力状态。

10、根据权利要求3所述的混合动力系统，其特点是：当变速器工作在复合动力分流状态时，电机工作扭矩中的反馈扭矩为，

$T_{\mathrm{em}1\_\mathrm{fb}}=\frac{c_1\·W_{\mathrm{em}2}\·\mathrm{\ψ}}{a\·W_{\mathrm{em}1}+b\·W_{\mathrm{em}2}};$

$T_{\mathrm{em}2\_\mathrm{fb}}=\frac{c_2\·W_{\mathrm{em}1}\·\mathrm{\ψ}}{a\·W_{\mathrm{em}1}+b\·W_{\mathrm{em}2}}$

其中T_{em1_fb}，T_{em2_fb}分别为第一、第二电机的反馈扭矩；W_em1，W_em2为第一、第二电机的转速；ψ发动机速差反馈函数；a，b，c₁，和c₂常数。

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