專利名稱：基于最優(yōu)動(dòng)力損失控制策略的動(dòng)態(tài)滯后評(píng)估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，并且更具體地涉及混合動(dòng)力控制系統(tǒng)中的滯后評(píng) 估方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
本部分提供的背景描述是為了對(duì)本發(fā)明的發(fā)明背景進(jìn)行一般說(shuō)明。本背景技術(shù)部 分所描述的本發(fā)明發(fā)明人的工作，以及本背景技術(shù)部分的不能作為申請(qǐng)日時(shí)現(xiàn)有技術(shù)的其 他方面，都不能明確地或隱含地被認(rèn)為是抵觸本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。作為內(nèi)燃機(jī)的替代，汽車制造商已經(jīng)開(kāi)發(fā)了混合動(dòng)力傳動(dòng)系，所述混合動(dòng)力傳動(dòng) 系同時(shí)包括電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)。在操作期間，包括該混合動(dòng)力傳動(dòng)系的車輛利用上述動(dòng)力源 的一個(gè)或兩個(gè)以改善效率?；旌蟿?dòng)力車輛包括并聯(lián)傳動(dòng)系構(gòu)造、串聯(lián)傳動(dòng)系構(gòu)造和混聯(lián)傳 動(dòng)系構(gòu)造中的一個(gè)。在并聯(lián)混合動(dòng)力車輛中，電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)工作，以將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和續(xù)駛里 程優(yōu)勢(shì)與電動(dòng)機(jī)效率和電力再生能力結(jié)合。在串聯(lián)混合動(dòng)力車輛中，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)為 電動(dòng)機(jī)發(fā)電，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)變速器。這允許電動(dòng)機(jī)為發(fā)動(dòng)機(jī)分擔(dān)一些動(dòng)力負(fù)擔(dān)，因此允許使 用較小的且更高效的發(fā)動(dòng)機(jī)。在混聯(lián)混合動(dòng)力車輛中，從發(fā)動(dòng)機(jī)到變速器的動(dòng)力路徑可以或是機(jī)械的或是電力 的。此外，對(duì)于所有所描述的混合動(dòng)力構(gòu)造來(lái)說(shuō)，在車輛停止且壓下制動(dòng)踏板時(shí)，可以關(guān)閉 發(fā)動(dòng)機(jī)以節(jié)省燃料。在車輛靜止時(shí)增大發(fā)動(dòng)機(jī)的停機(jī)持續(xù)時(shí)間提高了混合動(dòng)力的燃料經(jīng)濟(jì) 性?；旌蟿?dòng)力傳動(dòng)系可以以各種模式操作。操作模式可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)同時(shí)驅(qū) 動(dòng)變速器的模式。操作模式還可進(jìn)一步包括只有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)變速器的模式和電動(dòng)機(jī)為相關(guān) 電池充電的模式。傳統(tǒng)的混合動(dòng)力控制系統(tǒng)基于混合動(dòng)力傳動(dòng)系的動(dòng)力損失確定混合動(dòng)力傳動(dòng)系 的操作模式。所述動(dòng)力損失是所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系(例如發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變速器)通過(guò)， 例如摩擦和/或熱，造成的動(dòng)力損失的總量。雖然這種方法對(duì)車輛的燃料經(jīng)濟(jì)性有積極作 用，但可能不利地影響車輛的駕駛性能。例如，不穩(wěn)定的動(dòng)力損失可能導(dǎo)致在操作模式方面 的過(guò)度變換。

發(fā)明內(nèi)容
一種混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，包括動(dòng)力損失(PL)確定模塊，滯后估計(jì)模塊，模式確定 模塊。動(dòng)力損失確定模塊基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度、電動(dòng)機(jī)速度、和車輛速度確定混合動(dòng)力傳動(dòng)系的 動(dòng)力損失。滯后估計(jì)模塊基于動(dòng)力損失確定混合動(dòng)力傳動(dòng)系的平均動(dòng)力損失并且基于平均 動(dòng)力損失確定混合動(dòng)力傳動(dòng)系的滯后動(dòng)力損失。模式確定模塊基于滯后動(dòng)力損失選擇混合 動(dòng)力傳動(dòng)系的操作模式?；旌蟿?dòng)力控制系統(tǒng)基于操作模式控制混合動(dòng)力傳動(dòng)系。一種操作混合動(dòng)力控制系統(tǒng)的方法，包括基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度、電動(dòng)機(jī)速度、和車輛速
3度確定混合動(dòng)力傳動(dòng)系的動(dòng)力損失；基于動(dòng)力損失確定混合動(dòng)力傳動(dòng)系的平均動(dòng)力損失； 基于平均動(dòng)力損失確定混合動(dòng)力傳動(dòng)系的滯后動(dòng)力損失；基于滯后動(dòng)力損失選擇混合動(dòng)力 傳動(dòng)系的操作模式；基于操作模式控制混合動(dòng)力傳動(dòng)系。本發(fā)明公開(kāi)了一種混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，包括動(dòng)力損失確定模塊，其基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度、電動(dòng)機(jī)速度、和車輛速度確定混合動(dòng)力傳 動(dòng)系的動(dòng)力損失；滯后估計(jì)模塊，其基于所述動(dòng)力損失確定所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系的平均動(dòng)力損失， 并且基于所述平均動(dòng)力損失確定所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系的滯后動(dòng)力損失；和模式確定模塊，其基于所述滯后動(dòng)力損失選擇混合動(dòng)力傳動(dòng)系的操作模式，其中所述混合動(dòng)力控制系統(tǒng)基于所述操作模式控制所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系。根據(jù)上述混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括指數(shù)移動(dòng)平均濾波器，其濾波所述動(dòng)力損失的信號(hào)的噪聲。根據(jù)上述混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括動(dòng)力損失閾值模塊，其基于所述動(dòng)力損失確定動(dòng)力損失閾值。根據(jù)上述混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，其中當(dāng)所述動(dòng)力損失閾值小于所述滯后動(dòng)力損失 時(shí)，所述模式確定模塊設(shè)置所述操作模式為新模式。根據(jù)上述混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，其中所述滯后估計(jì)模塊還包括最小動(dòng)力損失模塊， 該最小動(dòng)力損失模塊基于所述動(dòng)力損失確定所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系的最小動(dòng)力損失。根據(jù)上述混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，其中所述滯后估計(jì)模塊還包括平均動(dòng)力損失模塊， 該平均動(dòng)力損失模塊基于所述動(dòng)力損失確定平均動(dòng)力損失。根據(jù)上述混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，其中所述滯后估計(jì)模塊還包括滯后帶寬模塊，該滯 后帶寬模塊基于車輛的加速度、車輛的速度、所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系的當(dāng)前操作模式、和所述 操作模式確定滯后帶寬水平。根據(jù)上述混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，其中所述滯后估計(jì)模塊還包括滯后控制模塊，該滯 后控制模塊基于所述加速度、所述速度、和所述滯后帶寬水平確定滯后控制因數(shù)。根據(jù)上述混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，其中所述滯后估計(jì)模塊還包括近似動(dòng)力損失模塊， 該近似動(dòng)力損失模塊基于所述最小動(dòng)力損失和平均動(dòng)力損失確定所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系的 近似動(dòng)力損失。根據(jù)上述混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，其中所述滯后估計(jì)模塊還包括滯后動(dòng)力損失模塊， 該滯后動(dòng)力損失模塊基于所述平均動(dòng)力損失、所述近似動(dòng)力損失、和所述滯后控制因數(shù)確 定滯后動(dòng)力損失。本發(fā)明公開(kāi)了一種操作混合動(dòng)力控制系統(tǒng)的方法，包括基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度、電動(dòng)機(jī)速度、和車輛速度確定混合動(dòng)力傳動(dòng)系的動(dòng)力損失；基于所述動(dòng)力損失確定所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系的平均動(dòng)力損失；基于所述平均動(dòng)力損失確定所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系的滯后動(dòng)力損失；基于所述滯后動(dòng)力損失選擇所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系的操作模式；和基于所述操作模式控制所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系。根據(jù)上述方法，還包括濾波所述動(dòng)力損失的信號(hào)的噪聲。根據(jù)上述方法，還包括基于所述動(dòng)力損失確定動(dòng)力損失閾值。
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根據(jù)上述方法，還包括當(dāng)所述動(dòng)力損失閾值小于所述滯后動(dòng)力損失時(shí)，設(shè)置所述 操作模式為新模式。根據(jù)上述方法，還包括基于所述動(dòng)力損失確定所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系的最小動(dòng)力損失。根據(jù)上述方法，還包括基于車輛的加速度、車輛的速度、所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系的當(dāng) 前操作模式、和所述操作模式確定滯后帶寬水平。根據(jù)上述方法，還包括基于所述加速度、所述速度、和所述滯后帶寬水平確定滯后 控制因數(shù)。根據(jù)上述方法，還包括基于所述最小動(dòng)力損失和平均動(dòng)力損失確定所述混合動(dòng)力 傳動(dòng)系的近似動(dòng)力損失。根據(jù)上述方法，還包括基于所述平均動(dòng)力損失、所述近似動(dòng)力損失、和所述滯后控 制因數(shù)確定滯后動(dòng)力損失。本發(fā)明進(jìn)一步的應(yīng)用范圍將從此后提供的詳細(xì)描述變得顯而易見(jiàn)。應(yīng)當(dāng)理解詳細(xì) 描述和具體例子僅旨在舉例說(shuō)明目的，并且不旨在限制本發(fā)明的范圍。


本發(fā)明將從詳細(xì)描述和附圖變得更加充分公開(kāi)，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的原理的車輛混合動(dòng)力傳動(dòng)系的示范性實(shí)施方式的功能框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的原理的混合動(dòng)力傳動(dòng)系的控制模塊的功能框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的原理的控制模塊的滯后確定模塊的功能框圖；圖4是描述由根據(jù)本發(fā)明的原理的控制模塊執(zhí)行的示范性步驟的流程圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的原理的作為滯后標(biāo)定因數(shù)的函數(shù)的滯后可能水平的示范性 曲線圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的原理的作為時(shí)間函數(shù)的混合動(dòng)力傳動(dòng)系的操作模式的示范 性曲線圖；并且圖7是根據(jù)本發(fā)明的原理的在一時(shí)間段內(nèi)作為混合動(dòng)力傳動(dòng)系的操作模式的變 換次數(shù)的函數(shù)的混合動(dòng)力傳動(dòng)系所消耗的總?cè)剂系氖痉缎郧€圖。
具體實(shí)施例方式下面的描述本質(zhì)上僅是示范性的并且不旨在限制本發(fā)明、應(yīng)用或使用。出于清楚 的目的，在附圖中使用相同的參考標(biāo)記標(biāo)識(shí)同樣的元件。正如本文中所使用的，短語(yǔ)“A，B 和C中的至少一個(gè)”應(yīng)當(dāng)被理解為表示使用非排他性邏輯“或”的邏輯(A或B或C)。應(yīng)當(dāng) 理解方法中的步驟在不改變本發(fā)明原則的條件下可以以不同的順序執(zhí)行。正如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)模塊是指專用集成電路(ASIC)，電子電路，執(zhí)行一個(gè)或 多個(gè)軟件或固件程序的處理器(共享的、專用的或集群的)和存儲(chǔ)器，組合邏輯電路，和/ 或其他的提供所描述功能的適合部件。為了改善傳統(tǒng)混合動(dòng)力傳動(dòng)系的駕駛性能和燃料經(jīng)濟(jì)性，本發(fā)明的混合動(dòng)力控制 系統(tǒng)包括滯后(即過(guò)去的)評(píng)估方法和系統(tǒng)。滯后評(píng)估方法和系統(tǒng)基于動(dòng)力損失確定混合 動(dòng)力傳動(dòng)系的動(dòng)力損失的滯后值。而且，滯后評(píng)估方法和系統(tǒng)濾波了動(dòng)力損失信號(hào)的噪聲
5并且是容易標(biāo)定的?；旌蟿?dòng)力控制系統(tǒng)基于動(dòng)力損失和滯后值確定混合動(dòng)力傳動(dòng)系的操作 模式?，F(xiàn)在參照附圖1，示出了車輛的混合動(dòng)力傳動(dòng)系100的示范性實(shí)施方式的功能框 圖。如可以理解的是，本發(fā)明的滯后評(píng)估方法和系統(tǒng)可被用于各種類型的混合動(dòng)力傳動(dòng)系。 例如，本發(fā)明的滯后評(píng)估方法和系統(tǒng)將會(huì)在混聯(lián)混合動(dòng)力傳動(dòng)系的背景下討論。混合動(dòng)力 傳動(dòng)系100包括發(fā)動(dòng)機(jī)102、電動(dòng)機(jī)104、變速器106、轉(zhuǎn)換器108、電池110、發(fā)電機(jī)112，和 充電器114?；旌蟿?dòng)力傳動(dòng)系100還包括變矩器(TC) 116-1，116-2 (整體用TCl 16表示)和 控制模塊118。發(fā)動(dòng)機(jī)102可以輸出推進(jìn)扭矩，該推進(jìn)扭矩通過(guò)變矩器116-1和變速器106傳遞 以提供驅(qū)動(dòng)車輛車輪(未示出)的車軸扭矩。更特別地，推進(jìn)扭矩由變矩器116-1和變速 器106所提供的傳動(dòng)比相乘以提供車軸扭矩。變速器106可以是手動(dòng)變速器或自動(dòng)變速器。 僅作為例子，TC116可以每個(gè)都包括離合器。電動(dòng)機(jī)104可以由電池110供能并輸出正扭矩，該正扭矩通過(guò)變矩器116-2和變 速器106傳遞以提供車軸扭矩。更特別地，正扭矩由變矩器116-2和變速器106所提供的 傳動(dòng)比相乘以提供車軸扭矩。如可以理解的是，電池110還可以向車輛的電動(dòng)機(jī)104之外 的附件供能。當(dāng)所期望的扭矩多于發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生的扭矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)104可以被用于提供 額外扭矩?？蛇x擇地，電動(dòng)機(jī)104可以產(chǎn)生電能以對(duì)電池110充電。電動(dòng)機(jī)104可以由變速 器106驅(qū)動(dòng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生的扭矩多于所需要的扭矩時(shí)或當(dāng)期望動(dòng)力多于電池110放 電所產(chǎn)生的動(dòng)力時(shí)，電動(dòng)機(jī)104可被用于對(duì)電池110充電。轉(zhuǎn)換器108在電池110的直流 電壓和電動(dòng)機(jī)104所使用或所產(chǎn)生的電能之間進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換。發(fā)動(dòng)機(jī)102可以驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生電能的發(fā)電機(jī)112。充電器114接收來(lái)自發(fā)電機(jī)112的 電能并且對(duì)電池Iio充電和/或?qū)﹄妱?dòng)機(jī)104供能。當(dāng)需要大量的動(dòng)力時(shí)，電動(dòng)機(jī)104可 以從電池110和充電器114兩者吸取電能。當(dāng)需要大量的功率為電池110充電時(shí)，電池110 可以從電動(dòng)機(jī)104和充電器114兩者吸取電能。控制模塊118基于各種傳動(dòng)系操作參數(shù)調(diào)整混合動(dòng)力傳動(dòng)系100的操作。控制模 塊118控制發(fā)動(dòng)機(jī)102、電動(dòng)機(jī)104、轉(zhuǎn)換器108、發(fā)電機(jī)112、和充電器114。控制模塊118 與發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器120通信，該發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器基于發(fā)動(dòng)機(jī)102的速度產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)速
度信號(hào)?？刂颇K118還與電動(dòng)機(jī)速度傳感器122通信，該電動(dòng)機(jī)速度傳感器基于電動(dòng)機(jī) 104的速度產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)速度信號(hào)?？刂颇K118還與駕駛員輸入124通信，該駕駛員輸入基 于車輛加速踏板的位置產(chǎn)生加速度信號(hào)。駕駛員輸入124還基于車輛的巡航控制系統(tǒng)產(chǎn)生 速度信號(hào)。現(xiàn)在參照附圖2，示出了控制模塊118的示范性實(shí)施方式的功能框圖?？刂颇K 118包括動(dòng)力損失(PL)確定模塊202，指數(shù)移動(dòng)平均(EMA)濾波器204，和動(dòng)力損失閾值模 塊206。控制模塊118還包括滯后估計(jì)模塊208、模式確定模塊210、和混合動(dòng)力控制模塊 212。動(dòng)力損失確定模塊202接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器120的發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)、來(lái)自 電動(dòng)機(jī)速度傳感器122的電動(dòng)機(jī)速度信號(hào)、和來(lái)自車輛速度傳感器(未示出)的車輛速度
6信號(hào)。動(dòng)力損失確定模塊202基于在操作模式中混合動(dòng)力傳動(dòng)系100的動(dòng)力損失確定動(dòng)力 損失信號(hào)。動(dòng)力損失是混合動(dòng)力傳動(dòng)系100的部件通過(guò)，例如，摩擦和/或熱，所損失的動(dòng) 力的總量。動(dòng)力損失信號(hào)基于預(yù)設(shè)表確定，該預(yù)設(shè)表將動(dòng)力損失信號(hào)與發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)、電 動(dòng)機(jī)速度信號(hào)、和車輛速度信號(hào)聯(lián)系起來(lái)。動(dòng)力損失確定模塊202為每個(gè)操作模式確定動(dòng) 力損失信號(hào)。指數(shù)移動(dòng)平均濾波器204接收來(lái)自動(dòng)力損失確定模塊202的動(dòng)力損失信號(hào)(即動(dòng) 力損失)并且濾波掉動(dòng)力損失信號(hào)的噪聲以防止由噪聲引起的混合動(dòng)力傳動(dòng)系100在操作 模式上的變換。根據(jù)下面等式確定每個(gè)濾波后的動(dòng)力損失FPLt (1) FPLt = (1-y) PLt+y FPLt^1，其中t是時(shí)間段，γ是預(yù)設(shè)的阻尼因數(shù)，并且PLt是相應(yīng)的動(dòng)力損失。指數(shù)移動(dòng)平 均濾波器204向動(dòng)力損失閾值模塊206和滯后估計(jì)模塊208輸出濾波后的動(dòng)力損失。動(dòng)力損失閾值模塊206接收濾波后的動(dòng)力損失，并對(duì)每一個(gè)濾波后的動(dòng)力損失， 基于該濾波后的動(dòng)力損失和與之相應(yīng)的之前的動(dòng)力損失確定最小動(dòng)力損失閾值。最小動(dòng)力 損失閾值是濾波后的動(dòng)力損失減去之前的動(dòng)力損失得到的最小值。動(dòng)力損失閾值模塊206 在當(dāng)?shù)卮鎯?chǔ)器中將濾波后的動(dòng)力損失存儲(chǔ)為之前的動(dòng)力損失的參照。動(dòng)力損失閾值模塊 206向模式確定模塊210輸出最小動(dòng)力損失閾值。滯后估計(jì)模塊208接收濾波后的動(dòng)力損失，并對(duì)每一個(gè)濾波后的動(dòng)力損失基于濾 波后的動(dòng)力損失之一的統(tǒng)計(jì)評(píng)估來(lái)估計(jì)滯后動(dòng)力損失。滯后動(dòng)力損失是操作模式中混合動(dòng) 力傳動(dòng)系100的過(guò)去的(即之前的)動(dòng)力損失，并且被初始設(shè)置為預(yù)設(shè)值。更特別地，滯后 估計(jì)模塊208對(duì)每一個(gè)濾波后的動(dòng)力損失基于濾波后的動(dòng)力損失之一確定最小動(dòng)力損失 和平均動(dòng)力損失。最小動(dòng)力損失和平均動(dòng)力損失初始設(shè)置為零。為了確定最小動(dòng)力損失，滯后估計(jì) 模塊208設(shè)定最小動(dòng)力損失為濾波后的動(dòng)力損失和最小動(dòng)力損失之間的較小值。根據(jù)下列 等式確定平均動(dòng)力損失PLavg:
其中Length是時(shí)間段的個(gè)數(shù)，并初始設(shè)置為零，并且在確定平均動(dòng)力損失后由滯 后估計(jì)模塊208遞增。滯后估計(jì)模塊208還接收加速度信號(hào)、速度信號(hào)、來(lái)自模式確定模塊210的實(shí)行模 式、和來(lái)自模式確定模塊210的期望模式。實(shí)行模式是混合動(dòng)力傳動(dòng)系100的當(dāng)前操作模 式。期望模式是混合動(dòng)力傳動(dòng)系100的期望操作模式。僅作為例子，實(shí)行模式和期望模式 可以每個(gè)都包括發(fā)動(dòng)機(jī)102和電動(dòng)機(jī)104兩者向變速器106輸出扭矩的模式。滯后估計(jì)模塊208基于預(yù)設(shè)表確定滯后帶寬水平，該預(yù)設(shè)表將滯后帶寬水平和加 速度信號(hào)、速度信號(hào)、實(shí)行模式、和期望模式聯(lián)系起來(lái)。滯后帶寬水平包括為預(yù)設(shè)值的高滯 后水平和為低于高滯后水平的預(yù)設(shè)值的正常滯后水平。滯后帶寬水平還包括為低于正常滯 后水平的預(yù)設(shè)值的低滯后水平。滯后估計(jì)模塊208基于加速度、速度、和滯后帶寬水平確定滯后控制因數(shù)。根據(jù)下 面等式確定滯后控制因數(shù)N:(3) N = f (n, a, ν, Bandwidth)，
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其中η是預(yù)設(shè)值，ν是速度，a是加速度，并且BandWidth是滯后帶寬水平。滯后控 制因數(shù)是速度的函數(shù)，因?yàn)闇髣?dòng)力損失隨著速度而增大。為了結(jié)合燃料經(jīng)濟(jì)性與混合動(dòng)力傳動(dòng)系100的駕駛性能，滯后控制因數(shù)是加速度 的函數(shù)。當(dāng)加速度大于零時(shí)，將滯后控制因數(shù)設(shè)定為使滯后動(dòng)力損失在數(shù)值上更接近最小 動(dòng)力損失的值。更低的滯后動(dòng)力損失允許混合動(dòng)力傳動(dòng)系100在操作模式上快速變換，增 加了燃料效率。當(dāng)加速度小于零時(shí)，將滯后控制因數(shù)設(shè)定為使滯后動(dòng)力損失在數(shù)值上更接 近最大動(dòng)力損失的值。更高的滯后動(dòng)力損失允許混合動(dòng)力傳動(dòng)系100在操作模式上慢速變 換，增加了駕駛性能。當(dāng)滯后帶寬水平設(shè)置為高滯后水平時(shí)，將滯后控制因數(shù)設(shè)定為使滯后動(dòng)力損失在 數(shù)值上更接近最大動(dòng)力損失的值。當(dāng)滯后帶寬水平設(shè)置為低滯后水平時(shí)，將滯后控制因數(shù) 設(shè)定為使滯后動(dòng)力損失在數(shù)值上更接近最小動(dòng)力損失的值。當(dāng)滯后帶寬水平設(shè)置為正常滯 后水平時(shí)，滯后控制因數(shù)不受影響。對(duì)每一個(gè)濾波后的動(dòng)力損失，滯后估計(jì)模塊208基于一個(gè)最小動(dòng)力損失和一個(gè)平 均動(dòng)力損失確定近似動(dòng)力損失。根據(jù)下面等式確定近似動(dòng)力損失PLapprax 對(duì)每一個(gè)濾波后的動(dòng)力損失，滯后估計(jì)模塊208基于一個(gè)平均動(dòng)力損失、一個(gè)近 似動(dòng)力損失、和滯后控制因數(shù)確定滯后動(dòng)力損失。根據(jù)下面等式確定滯后動(dòng)力損失PLhyst (5) PLhyst = PLavg+N*PLapprox.模式確定模塊210接收最小動(dòng)力損失閾值和滯后動(dòng)力損失。模式確定模塊210確 定實(shí)行模式。模式確定模塊210基于最小動(dòng)力損失閾值和滯后動(dòng)力損失確定期望模式。當(dāng) 實(shí)行模式的最小動(dòng)力損失閾值小于實(shí)行模式的滯后動(dòng)力損失時(shí)，模式確定模塊210將期望 模式設(shè)定為模式的最小動(dòng)力損失閾值大于模式的滯后動(dòng)力損失的模式?；旌蟿?dòng)力控制模塊212接收期望模式并基于期望模式控制發(fā)動(dòng)機(jī)102、電動(dòng)機(jī) 104、轉(zhuǎn)換器108、發(fā)電機(jī)112、和充電器114。僅作為例子，當(dāng)期望模式指示發(fā)動(dòng)機(jī)102和電 動(dòng)機(jī)104都要輸出扭矩時(shí)，混合動(dòng)力控制模塊212可以命令發(fā)電機(jī)112和充電器114待機(jī)。 在該操作模式中，混合動(dòng)力控制模塊212可以確定多少扭矩應(yīng)當(dāng)由發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生和多少 扭矩應(yīng)當(dāng)由電動(dòng)機(jī)104產(chǎn)生。現(xiàn)在參照附圖3，示出了滯后估計(jì)模塊208的示范性實(shí)施方式的功能框圖。滯后估 計(jì)模塊208包括最小動(dòng)力損失模塊302、平均動(dòng)力損失模塊304、滯后帶寬模塊306、和滯后 控制模塊308。滯后估計(jì)模塊208還包括近似動(dòng)力損失模塊310和滯后動(dòng)力損失模塊312。最小動(dòng)力損失模塊302接收濾波后的動(dòng)力損失并對(duì)每個(gè)濾波后的動(dòng)力損失基于 一個(gè)濾波后的動(dòng)力損失確定最小動(dòng)力損失。平均動(dòng)力損失模塊304接收濾波后的動(dòng)力損失 并對(duì)每個(gè)濾波后的動(dòng)力損失基于一個(gè)濾波后的動(dòng)力損失確定平均動(dòng)力損失。此外，平均動(dòng) 力損失模塊304在確定平均動(dòng)力損失后遞增Length (時(shí)間段的個(gè)數(shù))。滯后帶寬模塊306接收加速度信號(hào)、速度信號(hào)、實(shí)行模式、和期望模式。滯后帶寬 模塊306基于加速度、速度、實(shí)行模式、和期望模式確定滯后帶寬水平。滯后控制模塊308 接收加速度信號(hào)、速度信號(hào)、和滯后帶寬水平。滯后控制模塊308基于加速度、速度、和滯后 帶寬水平確定滯后控制因數(shù)。
近似動(dòng)力損失模塊310接收最小動(dòng)力損失和平均動(dòng)力損失。對(duì)于每個(gè)濾波后的動(dòng) 力損失，近似動(dòng)力損失模塊310基于一個(gè)最小動(dòng)力損失和一個(gè)平均動(dòng)力損失確定近似動(dòng)力 損失。滯后動(dòng)力損失模塊312接收平均動(dòng)力損失和近似動(dòng)力損失和滯后控制因數(shù)。對(duì)于每 個(gè)濾波后的動(dòng)力損失，滯后動(dòng)力損失模塊312基于一個(gè)平均動(dòng)力損失、一個(gè)近似動(dòng)力損失、 和滯后控制因數(shù)確定滯后動(dòng)力損失。現(xiàn)在參照附圖4，流程圖描述控制模塊118所執(zhí)行的示范性步驟?？刂崎_(kāi)始于步 驟400。在步驟402，確定發(fā)動(dòng)機(jī)速度。在步驟404，確定發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。在步驟406，確定電 動(dòng)機(jī)速度。在步驟408，確定電動(dòng)機(jī)扭矩。在步驟410，基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、電動(dòng)機(jī) 速度、和電動(dòng)機(jī)扭矩確定動(dòng)力損失。在步驟412，濾波動(dòng)力損失。在步驟414，基于濾波后的 動(dòng)力損失確定最小動(dòng)力損失閾值。在步驟416，基于濾波后的動(dòng)力損失確定平均動(dòng)力損失。在步驟418，遞增長(zhǎng)度 (Length，時(shí)間段的個(gè)數(shù))。在步驟420，基于濾波后的動(dòng)力損失確定最小動(dòng)力損失。在步驟 422，確定加速度。在步驟424，確定速度。在步驟426，確定實(shí)行模式。在步驟428，確定期望模式。 在步驟430，基于加速度、速度、實(shí)行模式、和期望模式確定滯后帶寬水平。在步驟432，基于加速度、速度、和滯后帶寬水平確定滯后控制因數(shù)。在步驟434， 基于最小動(dòng)力損失和平均動(dòng)力損失確定近似動(dòng)力損失。在步驟436，基于平均動(dòng)力損失、近 似動(dòng)力損失、和滯后控制因數(shù)確定滯后動(dòng)力損失。在步驟438，控制確定實(shí)行模式的最小動(dòng)力損失閾值是否小于實(shí)行模式的滯后動(dòng) 力損失。如果是，控制繼續(xù)到步驟440。如果否，控制返回到步驟402。在步驟440，期望模 式被設(shè)定成新模式?？刂品祷氐讲襟E402?，F(xiàn)在參考附圖5-7，示出了利用分析模型的模擬結(jié)果。在附圖5中，示出了作為滯 后標(biāo)定因數(shù)的函數(shù)的滯后可能水平的示范性曲線圖500。曲線圖500描述了允許混合動(dòng)力 傳動(dòng)系100在操作模式中變換的滯后動(dòng)力損失的可能水平(即，滯后可能水平502)。曲線 圖500描述了滯后可能水平對(duì)滯后控制因數(shù)(即，滯后標(biāo)定因數(shù)η)的預(yù)設(shè)值。曲線圖500 假設(shè)滯后可能水平502是Gaussian分布。滯后可能水平502隨著滯后標(biāo)定因數(shù)的增大而減小。這是因?yàn)?，隨著滯后標(biāo)定因 數(shù)增大，滯后動(dòng)力損失朝著最大動(dòng)力損失增大。更高的滯后動(dòng)力損失使得混合動(dòng)力傳動(dòng)系 100在操作模式中的變換更加困難。曲線圖500示出了如何通過(guò)基于期望滯后可能水平502 確定滯后標(biāo)定因數(shù)可容易地標(biāo)定滯后評(píng)估方法和系統(tǒng)。在附圖6，示出了作為時(shí)間函數(shù)的混合動(dòng)力傳動(dòng)系的操作模式的示范性曲線圖 600。曲線圖600描述了混合動(dòng)力傳動(dòng)系100的操作模式(即，本發(fā)明的模式602)對(duì)時(shí)間。 曲線圖600還描述了現(xiàn)有技術(shù)中的混合動(dòng)力傳動(dòng)系的操作模式(S卩，現(xiàn)有技術(shù)模式604)對(duì) 時(shí)間。在該時(shí)間上本發(fā)明的模式602變換的次數(shù)少于現(xiàn)有技術(shù)模式604。結(jié)果，混合動(dòng)力傳 動(dòng)系100的駕駛性能優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的混合動(dòng)力傳動(dòng)系。在附圖7中，示出了在一時(shí)間段期間，作為混合動(dòng)力傳動(dòng)系的操作模式的變換次 數(shù)的函數(shù)的由混合動(dòng)力傳動(dòng)系所消耗的總?cè)剂系氖痉缎郧€圖700。曲線圖700描述了在 該時(shí)間段期間混合動(dòng)力傳動(dòng)系100所消耗的總?cè)剂?即，本發(fā)明的燃料702)。曲線圖700描述了在該時(shí)間段期間內(nèi)，本發(fā)明的燃料702對(duì)混合動(dòng)力傳動(dòng)系100的操作模式變換的次 數(shù)。曲線圖700還描述了在該時(shí)間段期間內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)的混合動(dòng)力傳動(dòng)系所消耗的總?cè)剂?(即，現(xiàn)有技術(shù)的燃料704)。曲線圖700描述了在該時(shí)間段期間內(nèi)，現(xiàn)有技術(shù)的燃料704對(duì) 現(xiàn)有技術(shù)的混合動(dòng)力傳動(dòng)系的操作模式變換的次數(shù)。在該時(shí)間段內(nèi)，本發(fā)明的燃料702少于現(xiàn)有技術(shù)的燃料704。結(jié)果，模擬結(jié)果支持 了混合動(dòng)力傳動(dòng)系100具有優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的混合動(dòng)力傳動(dòng)系的燃料經(jīng)濟(jì)性的信念。在該時(shí) 間段內(nèi)，預(yù)計(jì)混合動(dòng)力傳動(dòng)系100的操作模式的變換次數(shù)少于現(xiàn)有技術(shù)的混合動(dòng)力傳動(dòng)系 的操作模式的變換次數(shù)。結(jié)果，預(yù)計(jì)混合動(dòng)力傳動(dòng)系100具有優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的混合動(dòng)力傳 動(dòng)系的駕駛性能。 上面示出了本發(fā)明的預(yù)期利益的示范性表格。本發(fā)明的燃料經(jīng)濟(jì)性預(yù)期比現(xiàn)有技 術(shù)的燃料經(jīng)濟(jì)性增加2. 3%。本發(fā)明的減速燃料切斷(DFCO)事件的次數(shù)預(yù)期比現(xiàn)有技術(shù)增 加63.6%。在車輛中，DFCO事件是節(jié)省燃料事件，借此在節(jié)氣門關(guān)閉時(shí)關(guān)閉燃料噴射器，而 通過(guò)車輛的動(dòng)量驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和停止的次數(shù)預(yù)期減少41. 9%。與現(xiàn)有技 術(shù)相比，發(fā)動(dòng)機(jī)102關(guān)閉的百分?jǐn)?shù)預(yù)期減少4. 1%。結(jié)果，本發(fā)明具有優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的駕駛 性能。本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在可以從前述說(shuō)明了解到，本發(fā)明的廣泛教導(dǎo)能夠以各種不同 形式實(shí)施。所以，雖然本發(fā)明包括具體示例，但是本發(fā)明的真實(shí)范圍不限于此，因?yàn)楸绢I(lǐng)域 技術(shù)人員在學(xué)習(xí)附圖、說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求之后將會(huì)顯而易見(jiàn)到其它的改進(jìn)。
權(quán)利要求
一種混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，包括動(dòng)力損失確定模塊，其基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度、電動(dòng)機(jī)速度、和車輛速度確定混合動(dòng)力傳動(dòng)系的動(dòng)力損失；滯后估計(jì)模塊，其基于所述動(dòng)力損失確定所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系的平均動(dòng)力損失，并且基于所述平均動(dòng)力損失確定所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系的滯后動(dòng)力損失；和模式確定模塊，其基于所述滯后動(dòng)力損失選擇混合動(dòng)力傳動(dòng)系的操作模式，其中所述混合動(dòng)力控制系統(tǒng)基于所述操作模式控制所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系。
2.如權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 指數(shù)移動(dòng)平均濾波器，其濾波所述動(dòng)力損失的信號(hào)的噪聲。
3.如權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 動(dòng)力損失閾值模塊，其基于所述動(dòng)力損失確定動(dòng)力損失閾值。
4.如權(quán)利要求3所述的混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，其中當(dāng)所述動(dòng)力損失閾值小于所述滯后動(dòng) 力損失時(shí)，所述模式確定模塊設(shè)置所述操作模式為新模式。
5.如權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，其中所述滯后估計(jì)模塊還包括最小動(dòng)力 損失模塊，該最小動(dòng)力損失模塊基于所述動(dòng)力損失確定所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系的最小動(dòng)力損 失。
6.如權(quán)利要求5所述的混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，其中所述滯后估計(jì)模塊還包括平均動(dòng)力損 失模塊，該平均動(dòng)力損失模塊基于所述動(dòng)力損失確定平均動(dòng)力損失。
7.如權(quán)利要求6所述的混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，其中所述滯后估計(jì)模塊還包括滯后帶寬 模塊，該滯后帶寬模塊基于車輛的加速度、車輛的速度、所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系的當(dāng)前操作模 式、和所述操作模式確定滯后帶寬水平。
8.如權(quán)利要求7所述的混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，其中所述滯后估計(jì)模塊還包括滯后控制模 塊，該滯后控制模塊基于所述加速度、所述速度、和所述滯后帶寬水平確定滯后控制因數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，其中所述滯后估計(jì)模塊還包括近似動(dòng)力損 失模塊，該近似動(dòng)力損失模塊基于所述最小動(dòng)力損失和平均動(dòng)力損失確定所述混合動(dòng)力傳 動(dòng)系的近似動(dòng)力損失。
10.一種操作混合動(dòng)力控制系統(tǒng)的方法，包括基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度、電動(dòng)機(jī)速度、和車輛速度確定混合動(dòng)力傳動(dòng)系的動(dòng)力損失； 基于所述動(dòng)力損失確定所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系的平均動(dòng)力損失； 基于所述平均動(dòng)力損失確定所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系的滯后動(dòng)力損失； 基于所述滯后動(dòng)力損失選擇所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系的操作模式；和 基于所述操作模式控制所述混合動(dòng)力傳動(dòng)系。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于最優(yōu)動(dòng)力損失控制策略的動(dòng)態(tài)滯后評(píng)估方法。具體公開(kāi)了一種混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，其包括動(dòng)力損失確定模塊、滯后估計(jì)模塊、和模式確定模塊。所述動(dòng)力損失確定模塊基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度、電動(dòng)機(jī)速度、和車輛速度確定混合動(dòng)力傳動(dòng)系的動(dòng)力損失。滯后估計(jì)模塊基于所述動(dòng)力損失確定混合動(dòng)力傳動(dòng)系的平均動(dòng)力損失并且基于所述平均動(dòng)力損失確定混合動(dòng)力傳動(dòng)系的滯后動(dòng)力損失。所述模式確定模塊基于所述滯后動(dòng)力損失選擇混合動(dòng)力傳動(dòng)系的操作模式。所述混合動(dòng)力控制系統(tǒng)基于所述操作模式控制混合動(dòng)力傳動(dòng)系。
文檔編號(hào)B60W20/00GK101913321SQ20101012628
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者C·林, E·M·拉斯克, J·M·王 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司