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1、(10)申请公布号 CN 103569122 A (43)申请公布日 2014.02.12 CN 103569122 A (21)申请号 201310345589.4 (22)申请日 2013.08.09 13/571301 2012.08.09 US B60W 30/18(2012.01) B60W 10/06(2006.01) B60W 10/08(2006.01) B60W 10/10(2012.01) B60W 10/26(2006.01) (71)申请人 通用汽车环球科技运作有限责任公 司 地址 美国密执安州 (72)发明人 S.V. 拉多 A.H. 希普 W. 布伦森 M.G. 迪。
2、亚斯 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 刘桢 杨炯 (54) 发明名称 用于选择最佳发动机速度和扭矩的改进方法 (57) 摘要 本发明涉及用于选择最佳发动机速度和扭矩 的改进方法。一种用于确定机电多模式变速器的 所选操作范围状态的优选发动机速度和优选发动 机扭矩的方法包括在第一搜索窗口和第二搜索窗 口之间选择， 该变速器被构造成在发动机、 至少一 个电机和驱动器之间传递扭矩。第一和第二搜索 窗口中的每一个包括可由具有最小和最大发动机 速度值的第一轴线及具有最小和最大发动机扭矩 值的第二轴线限定的二维搜索窗口。迭代地生成 在第一和第二搜索窗口中的选定的一个。
3、内的多个 候选操作点。将在第一和第二搜索窗口中的选定 的一个内的多个候选操作点中的一个迭代地确定 为最佳操作点。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 15 页 附图 7 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书15页 附图7页 (10)申请公布号 CN 103569122 A CN 103569122 A 1/2 页 2 1. 一种用于确定机电多模式变速器的所选操作范围状态的优选发动机速度和优选发 动机扭矩的方法， 所述变速器被构造成在发动机、 至少一个电机和传动系之间传递扭矩， 所 述方法包括 ： 迭代地选择第。
4、一搜索窗口和第二搜索窗口中的一个， 所述第一和第二搜索窗口中的每 一个由二维搜索窗口构成， 所述二维搜索窗口可由具有最小和最大发动机速度值的第一轴 线以及具有最小和最大发动机扭矩值的第二轴线限定 ； 迭代地生成在所述第一和第二搜索窗口中的所述选定的一个内的多个候选操作点 ； 以 及 将在所述第一和第二搜索窗口中的所述选定的一个内的所述多个候选操作点中的一 个迭代地确定为最佳操作点。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其中所述第一搜索窗口包括比所述第二搜索窗口的面 积更大的面积。 3. 根据权利要求 1 所述的方法， 其中所述候选操作点中的每一个包括候选发动机速度 和候选发动机扭矩。 4. 。
5、根据权利要求 2 所述的方法， 其中当选择所述第二搜索窗口时相对于发动机速度在 每个候选操作点之间的距离短于当选择所述第一搜索窗口时相对于发动机速度在每个候 选操作点之间的距离。 5. 根据权利要求 1 所述的方法， 其中选择所述第一搜索窗口和所述第二搜索窗口中的 一个包括 ： 在第一时间步期间选择所述第一搜索窗口 ； 以及 在至少第二时间步期间选择所述第二搜索窗口， 除非检测到切换条件， 所述第二时间 步紧随所述第一时间步。 6. 根据权利要求 5 所述的方法， 其中在至少所述第二时间步期间选择所述第二搜索窗 口包括 ： 在所述第二时间步之后的时间步期间保持所述第二搜索窗口的选择， 直到检测。
6、到所述 切换条件。 7. 根据权利要求 6 所述的方法， 还包括 ： 监测变速器输出扭矩 ； 当所述变速器输出扭矩中的变化超出扭矩阈值时检测所述切换条件 ； 以及 当检测到所述切换条件时， 将选择从所述第二搜索窗口切换至所述第一搜索窗口。 8. 根据权利要求 6 所述的方法， 还包括 ： 监测变速器输出速度 ； 当所述变速器输出速度中的变化超出速度阈值时检测到所述切换条件 ； 以及 当检测到所述切换条件时， 将选择从所述第二搜索窗口切换至所述第一搜索窗口。 9. 一种用于确定机电多模式变速器的所选操作范围状态的优选发动机速度和优选发 动机扭矩的方法， 所述变速器被构造成在发动机、 至少一个电机。
7、和传动系之间传递扭矩， 所 述方法包括 ： 选择第一搜索窗口和第二搜索窗口中的一个 ； 迭代地生成在所述第一和第二搜索窗口中所述选定的一个内的多个候选发动机速度 权 利 要 求 书 CN 103569122 A 2 2/2 页 3 和多个候选发动机扭矩 ； 监测与所述迭代生成的候选发动机速度和候选发动机扭矩中的每一个相关联的成 本 ； 迭代地选择具有最小成本的所述候选发动机速度和所述候选发动机扭矩作为最佳操 作点 ； 当已实现预定次数的迭代时， 选择对应于来自当前迭代的所述最佳操作点的优选操作 点。 10. 一种用于确定选定的操作范围的优选发动机速度和优选发动机扭矩的设备， 包 括 ： 多模式。
8、动力系， 其包括发动机、 储能装置、 包括可旋转地联接到所述发动机的至少一个 电机的机电变速器， 所述机电变速器选择性地可控制操作用于在所述发动机、 所述至少一 个电机和传动系之间传递扭矩 ； 以及 控制模块， 其被构造成 ： 选择第一搜索窗口和第二搜索窗口中的一个 ； 在所述第一和第二搜索窗口中所述选定的一个内迭代地生成多个候选发动机速度和 多个候选发动机扭矩 ； 监测与所述迭代地生成的候选发动机速度和候选发动机扭矩中的每一个相关联的成 本 ； 将具有最小成本的所述候选发动机速度和所述候选发动机扭矩迭代地选择为优选操 作点 ； 以及 当已实现预定次数的迭代时， 将来自当前迭代的所述最佳操作点。
9、选择为优选操作点。 权 利 要 求 书 CN 103569122 A 3 1/15 页 4 用于选择最佳发动机速度和扭矩的改进方法 技术领域 0001 本公开涉及采用多个扭矩产生装置的多模式动力系统和与之相关联的动态系统 控制。 背景技术 0002 动力系统可被构造成将源自多个扭矩产生装置的扭矩通过扭矩传递装置传递至 可联接到传动系的输出构件。此类动力系统包括混合动力系统和增程式电动车系统。用于 操作此类动力系统的控制系统操作扭矩产生装置并施加在变速器中的扭矩传递元件以响 应于操作者命令的输出扭矩请求而传递扭矩， 以考虑燃料经济性、 排放、 驾驶性能和其它因 素。示例性扭矩产生装置包括内燃发动。
10、机和非燃烧电机。非燃烧电机可包括作为电动机或 发电机操作以生成独立于来自内燃发动机的扭矩输入的到变速器的扭矩输入。 电机可以将 通过车辆传动系传递的车辆动能转化为电能， 这种电能可以在所谓的再生操作中储存在电 能储存装置中。 控制系统监测来自车辆和操作者的各种输入并且提供混合动力系的操作控 制， 包括 ： 控制变速器操作状态和换档 ； 控制扭矩产生装置 ； 以及调节在电能储存装置和电 机之间的电能交换以管理包括扭矩和旋转速度在内的变速器的输出。 0003 已知的变速装置利用扭矩传递离合装置在发动机、 电机和传动系之间传递扭矩。 动力系统的操作包括启动和停用离合器以实现在所选操作状态下的操作。 。
11、发明内容 0004 一种用于确定机电多模式变速器的所选操作范围状态的优选发动机速度和优选 发动机扭矩的方法包括在第一搜索窗口和第二搜索窗口之间选择， 该变速器被构造成在发 动机、 至少一个电机和驱动器之间传递扭矩。第一和第二搜索窗口中的每一个包括可由具 有最小和最大发动机速度值的第一轴线及具有最小和最大发动机扭矩值的第二轴线限定 的二维搜索窗口。迭代地生成在第一和第二搜索窗口中的选定的一个内的多个候选操作 点。 将在第一和第二搜索窗口中的选定的一个内的多个候选操作点中的一个迭代地确定为 最佳操作点。 0005 本发明提供下列技术方案。 0006 1. 一种用于确定机电多模式变速器的所选操作范围。
12、状态的优选发动机速度和优 选发动机扭矩的方法， 所述变速器被构造成在发动机、 至少一个电机和传动系之间传递扭 矩， 所述方法包括 ： 迭代地选择第一搜索窗口和第二搜索窗口中的一个， 所述第一和第二搜索窗口中的每 一个由二维搜索窗口构成， 所述二维搜索窗口可由具有最小和最大发动机速度值的第一轴 线以及具有最小和最大发动机扭矩值的第二轴线限定 ； 迭代地生成在所述第一和第二搜索窗口中的所述选定的一个内的多个候选操作点 ； 以 及 将在所述第一和第二搜索窗口中的所述选定的一个内的所述多个候选操作点中的一 说 明 书 CN 103569122 A 4 2/15 页 5 个迭代地确定为最佳操作点。 00。
13、07 2. 根据技术方案 1 所述的方法， 其中所述第一搜索窗口包括比所述第二搜索窗口 的面积更大的面积。 0008 3. 根据技术方案 1 所述的方法， 其中所述候选操作点中的每一个包括候选发动机 速度和候选发动机扭矩。 0009 4. 根据技术方案 2 所述的方法， 其中当选择所述第二搜索窗口时相对于发动机速 度在每个候选操作点之间的距离短于当选择所述第一搜索窗口时相对于发动机速度在每 个候选操作点之间的距离。 0010 5. 根据技术方案 1 所述的方法， 其中选择所述第一搜索窗口和所述第二搜索窗口 中的一个包括 ： 在第一时间步期间选择所述第一搜索窗口 ； 以及 在至少第二时间步期间选。
14、择所述第二搜索窗口， 除非检测到切换条件， 所述第二时间 步紧随所述第一时间步。 0011 6. 根据技术方案 5 所述的方法， 其中在至少所述第二时间步期间选择所述第二搜 索窗口包括 ： 在所述第二时间步之后的时间步期间保持所述第二搜索窗口的选择， 直到检测到所述 切换条件。 0012 7. 根据技术方案 6 所述的方法， 还包括 ： 监测变速器输出扭矩 ； 当所述变速器输出扭矩中的变化超出扭矩阈值时检测所述切换条件 ； 以及 当检测到所述切换条件时， 将选择从所述第二搜索窗口切换至所述第一搜索窗口。 0013 8. 根据技术方案 6 所述的方法， 还包括 ： 监测变速器输出速度 ； 当所述。
15、变速器输出速度中的变化超出速度阈值时检测到所述切换条件 ； 以及 当检测到所述切换条件时， 将选择从所述第二搜索窗口切换至所述第一搜索窗口。 0014 9. 根据技术方案 6 所述的方法， 还包括 ： 监测自所述第一搜索窗口上一次被选择起的实耗时间 ； 当自所述第一搜索窗口上一次被选择起的所述实耗时间超出预定时间时， 检测到所述 切换条件 ； 以及 当检测到所述切换条件时， 将选择从所述第二搜索窗口切换至所述第一搜索窗口。 0015 10. 根据技术方案 1 所述的方法， 其中迭代地生成在所述第一和第二搜索窗口中 的所述选定的一个内的所述多个候选操作点包括 ： 基于来自紧接的前一迭代的优选操作。
16、点生成在所述选定的第二搜索窗口内的所述多 个候选操作点。 0016 11. 根据技术方案 10 所述的方法， 其中基于来自所述紧接的前一迭代的所述优选 操作点生成所述选定的第二搜索窗口内的所述多个候选操作点包括 ： 将包括来自所述紧接的前一迭代的所述优选操作点的第一组的候选操作点自适应地 插入当前迭代的所述选定的第二搜索窗口， 所述第一组中的所述候选操作点中的每一个包 括相同的发动机速度 ； 说 明 书 CN 103569122 A 5 3/15 页 6 生成至少第二组的候选操作点， 所述第二组的每个候选操作点相对于发动机速度在负 方向上从所述自适应插入的第一组的候选操作点同等地偏移 ； 以及。
17、 生成至少第三组的候选操作点， 所述第三组的候选操作点相对于发动机速度在正方向 上从所述自适应插入的第一组的候选操作点同等地偏移。 0017 12. 根据技术方案 1 所述的方法， 其中将在所述第一和第二搜索窗口中的所述选 定的一个内的所述多个候选操作点中的一个迭代地确定为所述最佳操作点包括 ： 当选择所述第二搜索窗口时， 监测在多个连续的迭代内的所述最佳操作点 ； 以及 跟踪相对于发动机速度在负方向和正方向之一上以及相对于发动机扭矩在负方向和 正方向之一上在所述多个连续的迭代内所述最佳操作点中的变化。 0018 13. 根据技术方案 12 所述的方法， 还包括 ： 当选择所述第二搜索窗口时，。
18、 监测与在所述多个连续迭代内的所述多个候选操作点中 的每一个相关联的成本 ； 确定与在所述多个连续迭代内的所述多个候选操作点中的每一个相关联的成本的梯 度 ； 以及 基于所述优选操作点的所述跟踪的变化和所述确定的在所述多个连续迭代内的成本 梯度而确定相对于发动机速度在所述负方向和所述正方向之一上以及相对于发动机扭矩 在所述负方向和所述正方向之一上的搜索方向。 0019 14. 根据技术方案 13 所述的方法， 还包括 ： 监测所述选定的第二搜索窗口的所述最小和最大发动机速度值 ； 监测所述选定的第二搜索窗口的所述最小和最大发动机扭矩值 ； 如果相对于发动机速度在所述负方向和所述正方向中的一个上。
19、的所述确定的搜索方 向遇到所述最小和最大发动机速度值中的一个， 则将相对于发动机速度在所述负方向和所 述正方向中的另一个上的所述确定的搜索方向改变一量值， 该量值在所述确定的搜索方向 遇到所述最小和最大发动机速度值中的一个的每次迭代期间衰减 ； 以及 如果相对于发动机扭矩在所述负方向和所述正方向中的一个上的所述确定的搜索方 向遇到所述最小和最大发动机扭矩值中的一个， 则将相对于发动机扭矩在所述负方向和所 述正方向中的另一个上的所述确定的搜索方向改变一量值， 该量值在所述确定的搜索方向 遇到所述最小和最大发动机扭矩值中的一个的每次迭代期间衰减。 0020 15. 根据技术方案 1 所述的方法， 。
20、还包括 ： 当已实现预定次数的迭代时， 选择对应于来自当前迭代的所述最佳操作点的优选操作 点。 0021 16. 一种用于确定机电多模式变速器的所选操作范围状态的优选发动机速度和优 选发动机扭矩的方法， 所述变速器被构造成在发动机、 至少一个电机和传动系之间传递扭 矩， 所述方法包括 ： 选择第一搜索窗口和第二搜索窗口中的一个 ； 迭代地生成在所述第一和第二搜索窗口中所述选定的一个内的多个候选发动机速度 和多个候选发动机扭矩 ； 监测与所述迭代生成的候选发动机速度和候选发动机扭矩中的每一个相关联的成 本 ； 说 明 书 CN 103569122 A 6 4/15 页 7 迭代地选择具有最小成本。
21、的所述候选发动机速度和所述候选发动机扭矩作为最佳操 作点 ； 当已实现预定次数的迭代时， 选择对应于来自当前迭代的所述最佳操作点的优选操作 点。 0022 17. 根据技术方案 16 所述的方法， 其中所述第一和第二搜索窗口中的每一个包括 二维搜索窗口， 所述二维搜索窗口可由具有最小和最大发动机速度值的第一轴线以及具有 最小和最大发动机扭矩值的第二轴线限定， 所述第一搜索窗口的面积大于所述第二搜索窗 口的面积。 0023 18. 根据技术方案 16 所述的方法， 其中选择所述第一搜索窗口和所述第二搜索窗 口中的一个包括 ： 在初始时间步期间选择所述第一搜索窗口 ； 以及 在所述初始迭代之后的所。
22、有时间步期间选择所述第二搜索窗口， 直到检测到切换条 件， 所述切换条件在下列中的至少一种情况时被检测 ： 变速器输出扭矩中的变化超出扭矩阈值， 变速器输出速度中的变化超出速度阈值， 以及 自所述第一搜索窗口上一次被检测起的实耗时间超出预定时间。 0024 19. 根据技术方案 18 所述的方法， 还包括 ： 当检测到所述切换条件时， 将选择从所述第二搜索窗口切换至所述第一搜索窗口。 0025 20. 一种用于确定选定的操作范围的优选发动机速度和优选发动机扭矩的设备， 包括 ： 多模式动力系， 其包括发动机、 储能装置、 包括可旋转地联接到所述发动机的至少一个 电机的机电变速器， 所述机电变速。
23、器选择性地可控制操作用于在所述发动机、 所述至少一 个电机和传动系之间传递扭矩 ； 以及 控制模块， 其被构造成 ： 选择第一搜索窗口和第二搜索窗口中的一个 ； 在所述第一和第二搜索窗口中所述选定的一个内迭代地生成多个候选发动机速度和 多个候选发动机扭矩 ； 监测与所述迭代地生成的候选发动机速度和候选发动机扭矩中的每一个相关联的成 本 ； 将具有最小成本的所述候选发动机速度和所述候选发动机扭矩迭代地选择为优选操 作点 ； 以及 当已实现预定次数的迭代时， 将来自当前迭代的所述最佳操作点选择为优选操作点。 附图说明 0026 现在将以举例方式参照附图描述一个或多个实施例， 在附图中 ： 图 1 。
24、示出根据本公开的包括内燃发动机、 变速器、 传动系和控制器的多模式动力系统 ； 图2示出根据本公开的用于为示例性功率成本函数500确定动力系统操作成本的分析 框架， 功率成本函数 500 参照图 1 的多模式动力系统 100 来描述 ； 图3示出根据本公开的采用搜索模块310的搜索方案300， 搜索模块310用于在操作图 说 明 书 CN 103569122 A 7 5/15 页 8 1 的动力系统 100 时响应于变速器在选定范围内的输出扭矩请求而确定优选发动机速度和 优选发动机扭矩输出 ； 图4示出根据本公开的参照图3描述的搜索模块310， 其用于迭代地生成多个候选发动 机速度 Ne(j)。
25、 和多个候选发动机扭矩 Te(j) ； 图5示出根据本公开的表示选定的第一搜索窗口的图4的选定的速度/扭矩窗口408 ； 图6示出根据本公开的表示选定的第二搜索窗口的图4的选定的速度/扭矩窗口408 ； 图 7 示出根据本公开的用于确定参照图 4 的搜索模块 310 描述的选定的操作范围状态 的优选发动机速度和优选发动机扭矩的示例性流程图 700 ； 以及 图 8 和 9 各自示出根据本公开的选定的第二搜索窗口， 示出基于最佳操作点的跟踪变 化确定的搜索方向。 具体实施方式 0027 现在参看附图， 其中所示内容仅仅是为了示出某些示例性实施例， 而不是为了限 制它们， 图 1 描绘了非限制性动。
26、力系统 100， 其包括内燃发动机 ( 发动机 )12、 多模式机电变 速器 ( 变速器 )10、 高压电气系统 80、 传动系 90 和控制模块 5。变速器 10 分别机械联接到 发动机 12 以及第一电机 60、 第二电机 62， 并且被构造成在发动机 12、 电机 60、 62 和传动系 90 之间传递扭矩。如图所示， 第一电机 60 和第二电机 62 为电动发电机。 0028 高压电气系统 80 包括电能储存装置 (ESD) 85， 电能储存装置 (ESD) 85 经由高压 电气母线 84 电联接到变速器功率逆变器控制模块 (TPIM) 82， 并且被构造成具有用于监测 电功率流的合适。
27、的装置， 包括用于监测电流和电压的装置和系统。ESD 85 可以是任何合适 的高压电能储存装置， 例如高压电池， 并且优选地包括监测系统， 该监测系统提供对供应至 高压电气母线 84 的电功率的量度， 包括电压和电流。 0029 发动机 12 可以是任何合适的燃烧装置， 并且包括在若干种状态下选择性地操作 以将扭矩经由输入构件 14 传递到变速器 10 的多缸内燃发动机， 并且可以是火花点火或压 缩点火发动机。发动机 12 包括联接到变速器 10 的输入构件 14 的曲轴。旋转速度传感器 11 监测输入构件 14 的曲轴角度和旋转速度。由于发动机 12 和变速器 10 之间的输入构件 14 上。
28、的扭矩消耗部件 ( 例如扭矩管理装置 ) 的布置， 来自发动机 12 的功率输出 ( 即， 旋转 速度乘以发动机扭矩 ) 可以不同于到变速器 10 的输入速度和输入扭矩。发动机 12 被构造 成在当前动力系操作期间响应于操作条件而执行自停止和自启动操作。控制模块 5 被构造 成控制发动机 12 的致动器以控制燃烧参数， 包括控制进气空气质量流量、 火花点火正时、 喷射燃料质量、 燃料喷射正时、 用于控制再循环排气的流量的 EGR 阀位置、 以及进气和 / 或 排气阀门正时和对如此安装的发动机的定相。因此， 可通过控制包括空气流扭矩和火花引 发扭矩的燃烧参数而控制发动机速度。 也可通过分别控制第。
29、一电机60、 第二电机62的电动 机扭矩来控制在输入构件 14 处的反作用扭矩， 从而控制发动机速度。 0030 图示变速器10为四模式复合分流机电式变速器10， 其包括三个行星齿轮组20、 30 和 40 以及五个可接合扭矩传递装置， 即， 离合器 C1 52、 C2 54、 C3 56、 C4 58 和 C5 50。可 以设想变速器的其它实施例。变速器 10 分别联接到第一电机 60、 第二电机 62。变速器 10 被构造成响应于输出扭矩请求而在发动机12、 电机60、 62和输出构件92之间传递扭矩。 在 一个实施例中， 第一电机 60 和第二电机 62 为利用电能生成扭矩并反作用于扭矩。
30、的电动发 说 明 书 CN 103569122 A 8 6/15 页 9 电机。行星齿轮组 20 包括太阳齿轮构件 22、 齿圈构件 26 和联接到齿轮架构件 25 的行星 齿轮 24。齿轮架构件 25 可旋转地支撑行星齿轮 24 并且联接到可旋转的轴构件 16， 行星齿 轮 24 设置成与太阳齿轮构件 22 和齿圈构件 26 两者呈啮合关系。行星齿轮组 30 包括太阳 齿轮构件 32、 齿圈构件 36 和联接到齿轮架构件 35 的行星齿轮 34。行星齿轮 34 设置成与 太阳齿轮构件 32 和齿圈构件 36 两者呈啮合关系。齿轮架构件 35 联接到可旋转的轴构件 16。行星齿轮组 40 包括。
31、太阳齿轮构件 42、 齿圈构件 46 和联接到齿轮架构件 45 的行星齿轮 44。如图所示， 存在联接到齿轮架构件 45 的第一组和第二组行星齿轮 44。因此， 行星齿轮 组 40 是复合的太阳齿轮构件 - 小齿轮 - 小齿轮 - 齿圈构件齿轮组。齿轮架构件 45 可旋转 地联接在离合器 C1 52 和 C2 54 之间。太阳齿轮构件 42 可旋转地联接到可旋转的轴构件 16。齿圈构件 46 可旋转地联接到输出构件 92。 0031 如本文所用， 离合器是指能响应于控制信号而选择性地施加的扭矩传递装置， 并 且可以是任何合适的装置， 包括例如单盘或多盘离合器或组件、 单向离合器、 带式离合器以。
32、 及制动器。液压回路 72 被构造成利用由电动液压泵 70 供应的加压液压流体来控制离合器 中每一个的离合器状态， 电动液压泵 70 由控制模块 5 可操作地控制。离合器 C2 54 和 C4 58 是液压施加的旋转摩擦离合器。离合器 C1 52、 C3 56 和 C5 50 是能接地到变速器壳体 55 的液压控制的制动器装置。离合器 C1 52、 C2 54、 C3 56 和 C4 58 中的每一个使用在该 实施例中由液压控制回路 72 供应的加压液压流体液压地施加。液压回路 72 由控制模块 5 可操作地控制以启用和停用所述离合器， 提供用于冷却和润滑变速器的元件的液压流体， 并且提供用于。
33、冷却第一电机 60 和第二电机 62 的液压流体。液压回路 72 中的液压压力可 通过使用 ( 多个 ) 压力传感器测量、 通过使用板载例程估计或使用其它合适方法来确定。 0032 第一电机60和第二电机62分别为三相交流电动发电机， 每一个包括定子、 转子和 旋转变压器。每个电机 60、 62 的电动机定子接地到变速器壳体 55 的外部， 并且包括具有从 其延伸的缠绕的电气绕组的定子芯。第一电机 60 的转子支撑在机械附接到套管轴 18 的毂 衬齿轮上， 套管轴 18 联接到第一行星齿轮组 20。第二电机 62 的转子固定地附接到套筒轴 毂 19， 套筒轴毂 19 机械附接到第二行星齿轮 3。
34、0。旋转变压器中的每一个信号且可操作地 连接到变速器功率逆变器控制模块 (TPIM) 82， 并且每一个感测和监测旋转变压器转子相 对于旋转变压器定子的旋转位置， 从而分别监测第一电机 60 和第二电机 62 中相应的一个 的旋转位置。另外， 从旋转变压器输出的信号可分别用来确定第一电机 60 和第二电机 62 的旋转速度。 0033 变速器10的输出构件92可旋转地连接到传动系90以向传动系90提供输出功率， 该输出功率经由差速齿轮或变速驱动桥或另一个合适的装置被传递到一个或多个车轮。 在 输出构件 92 处的输出功率由输出旋转速度和输出扭矩来表征。变速器输出速度传感器 93 监测输出构件 。
35、92 的旋转速度和旋转方向。车轮中的每一个优选地配有传感器， 该传感器被 构造成监测车轮速度以确定车辆速度以及绝对和相对车轮速度， 以用于制动控制、 牵引控 制和车辆加速度控制。 0034 来自发动机 12 的输入扭矩以及分别来自第一电机 60、 第二电机 62 的电动机扭矩 作为从燃料或储存在 ESD 85 中的电势的能量转换的结果而产生。ESD 85 经由高压电气母 线 84 被高压直流联接到 TPIM 82， 高压电气母线 84 优选地包括允许或禁止电流在 ESD 85 和 TPIM 82 之间流动的接触器开关。TPIM 82 优选地包括一对功率逆变器和相应的电动机 说 明 书 CN 1。
36、03569122 A 9 7/15 页 10 控制模块， 电动机控制模块被构造成接收扭矩命令并根据其控制逆变器状态， 以便提供电 动机驱动或再生功能以满足电动机扭矩命令。功率逆变器包括互补的三相电力电子装置， 并且每个包括多个绝缘栅双极晶体管， 用于通过高频率地开关而将来自 ESD 85 的直流电 转换为交流电， 从而分别为第一电机 60 和第二电机 62 中相应的一个提供功率。绝缘栅双 极晶体管形成构造成接收控制命令的开关模式电源。 存在用于三相电机中的每一个的每个 相的一对绝缘栅双极晶体管。绝缘栅双极晶体管的状态被控制， 以提供电动机驱动机械功 率生成或电功率再生功能。三相逆变器经由直流传。
37、输导体 27 接收或供应直流电， 并将直流 电转化为三相交流电或将三相交流电转化为直流电， 该交流电经由传输导体分别传导到作 为电动机或发电机操作的第一电机60和第二电机62， 或者从第一电机60和第二电机62传 来。TPIM 82 响应于电动机扭矩命令而通过功率逆变器和相应的电动机控制模块分别向第 一电机 60 和第二电机 62 传输电功率并分别从第一电机 60 和第二电机 62 传输电功率。电 流在高压电气母线 84 上并且向 ESD 85 和从 ESD 85 被传输， 以便对 ESD 85 充电和放电。 0035 控制模块 5 经由通信链路 15 信号且可操作地链接到动力系统中的各种致动。
38、器和 传感器， 以监测和控制动力系统的操作， 包括合成信息和输入， 以及执行例程来控制致动器 以实现与燃料经济性、 排放、 性能、 驾驶性能以及包括 ESD 85 的电池及第一电机 60、 第二电 机 62 在内的硬件的保护有关的控制目标。控制模块 5 为总体车辆控制架构的子集， 并且提 供动力系统的协调的系统控制。控制模块 5 可包括分布式控制模块系统， 该系统包括各个 控制模块， 这些模块包括监控模块、 发动机控制模块、 变速器控制模块、 电池组控制模块和 TPIM 82。用户接口 13 优选地信号连接到多个装置， 车辆操作者通过这些装置指导和命令 动力系统的操作。这些装置优选地包括加速踏。
39、板 112、 操作者制动踏板 113、 变速范围选择 器 114 (PRNDL) 和车速巡航控制系统 116。变速范围选择器 114 可具有离散数量的操作者 可选择的位置， 包括指示操作者意图的车辆运动的方向， 并且因此指示正向或反向的输出 构件 92 的优选旋转方向。应当理解， 由于由车辆的位置 ( 例如在山上 ) 引起的反转， 车辆 仍然可以在除了操作者意图的运动的指示方向之外的方向上移动。用户接口 13 可包括如 图所示的单个装置， 或者备选地可包括直接连接到各个控制模块的多个用户接口装置。 0036 前述控制模块与其它控制模块、 传感器和致动器经由通信链路 15 通信， 通信链路 15。
40、 实现在各种控制模块之间的结构化通信。具体通信协议是因应用而异的。通信链路 15 和适当的协议在前述控制模块和其它控制模块之间提供了鲁棒的消息传送和多控制模块 接口， 其它控制模块提供包括例如防抱死制动、 牵引控制和车辆稳定性的功能。 多个通信总 线可用来提高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。各个控制模块之间的通信也可使用无线链路进行， 例如短距离无线电通 信总线。各个装置也可以直接连接。 0037 控制模块、 模块、 控制、 控制器、 控制单元、 处理器和类似的术语表示下列中的一个 或多个的任一个或各种组合 ： ( 多个 ) 专用集。
41、成电路 (ASIC)、 ( 多个 ) 电子电路、 ( 多个 ) 中 央处理器 ( 优选 ( 多个 ) 微处理器 ) 和执行一个或多个软件或固件程序或例程的相关联的 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 )、 ( 多个 ) 组合逻辑电路、 ( 多个 ) 输入 / 输出电路和装置、 合适的信号调节和缓冲电路、 以及提供所述功能的其它部 件。 软件、 固件、 程序、 指令、 例程、 代码、 算法和类似术语表示包括校准表和查找表的任何控 制器可执行的指令集。控制模块具有为提供所需功能而执行的一组控制例程。例程例如通 说 明 书 CN 103569122 A 10 8/1。
42、5 页 11 过中央处理器执行， 以监测来自感测装置和其它联网控制模块的输入， 并且执行控制和诊 断例程以控制致动器的操作。 例程可以以规则的间隔执行， 例如， 在进行中的发动机和车辆 操作期间每隔 3.125、 6.25、 12.5、 25 和 100 毫秒进行一次。备选地， 可以响应于事件的发生 而执行例程。 0038 动力系 100 被构造成在多个动力系状态中的一个下操作， 包括多个变速范围和发 动机状态以生成和传递扭矩到传动系 90。发动机状态包括开启 （ON） 状态、 关闭 (OFF) 状态 和燃料切断状态。当发动机在关闭状态下操作时， 其不被提供燃料、 不点火并且不旋转。当 发动机。
43、在开启状态下操作时， 其被提供燃料、 点火和旋转。 当发动机在燃料切断状态下操作 时， 其旋转但不被提供燃料和不点火。变速范围包括通过选择性地启用离合器 C1 150、 C2 152、 C3 154、 C4 156 和 C5 158 而实现的多个空档 ( 空档 )、 固定档 (# 档 )、 可变模式 (EVT 模式 #)、 电动车辆 (EV#) 和过渡 (EV 过渡状态 # 和假档 #) 范围。假档范围是其中来自变 速器 10 的扭矩输出对应于来自发动机 12 的输入扭矩的可变模式变速范围， 考虑与输入构 件 14 上的扭矩消耗部件相关联的扭矩损失。假档范围主要用作在 EVT 模式范围之间的换。
44、 档期间的中间变速范围。表 1 描述了用于操作动力系 100 的多个变速范围和发动机状态。 0039 表 1 范围发动机状态C1 C2 C3 C4 C5 空档 1ON/OFF 空档 2ON/OFF X 空档 3ON/OFF X 假档 1ON/OFFX 假档 2ON/OFF X 空档OFF X EVT 模式 1ON/OFFX X EVT 模式 2ON/OFFX X EVT 模式 3ON/OFF X X EVT 模式 4ON/OFF XX EV 过渡状态 1OFFX X EV 过渡状态 2OFF X X 1 档ONX XX 2 档ONXX X 3 档ON XXX EV1OFFX X X EV2OF。
45、FX XX EV3OFF X XX EV4OFF XX X EV 过渡状态 3OFFXX X 空档ON/OFF XX 假档 3ON/OFFXX 空档OFF X X 空档OFF XX 0040 图2示意性地示出用于为示例性功率成本函数500确定动力系统操作成本的分析 框架， 功率成本函数 500 参照结合图 1 描述的多模式动力系统 100 来描述。动力系元件包 括发动机 120、 变速器 200、 ( 多个 ) 非燃烧电机 400、 电池 520、 逆变器 540、 车轮制动器 98、 传动系 90 和燃料储存系统 8。伪元件包括 ： 惯性负载 17， 其为构造成考虑系统惯性的元件 ； 和高压。
46、电气负载 560， 其为构造成考虑在用于动力系统 100 的负载以外的车辆内的高压负 载的元件。功率流路径包括用于将燃料功率传递到发动机 120 的来自燃料储存系统 8 的第 一功率流路径 9、 在发动机 120 和变速器 200 之间的第二功率流路径 19、 在电池 520 和逆变 说 明 书 CN 103569122 A 11 9/15 页 12 器 540 之间的第三功率流路径 53、 在逆变器 540 和高压电气负载 560 之间的第四功率流路 径 57、 在逆变器 540 和 ( 多个 ) 非燃烧电机 400 之间的第五功率流路径 59、 在 ( 多个 ) 非 燃烧电机 400 和变。
47、速器 20 之间的第六功率流路径 23、 在惯性负载 17 和变速器 200 之间的 第七功率流路径 25、 在变速器 200 和车轮制动器 98 之间的第八功率流路径 88、 以及在车轮 制动器 98 和传动系 90 之间的第九功率流路径 99。功率损耗包括发动机功率损耗 11、 电池 功率损耗55、 机械功率损耗87、 电动机损耗89和制动器功率损耗97。 总功率成本可包括发 动机功率损耗 11、 电池功率损耗 55、 机械功率损耗 87、 电动机损耗 89 和制动器功率损耗 97 之和。输入到功率成本函数 500 的功率成本基于与车辆驾驶性能、 燃料经济性、 排放和电池 使用有关的因素而。
48、确定。 功率成本被分配和与燃料及电功率消耗相关联并且与多模式动力 系的具体操作点相关联。对于每个发动机速度 / 负载操作点来说， 较低的操作成本可与在 高转换效率下较低的燃料消耗、 较低的电池功率使用率和较低的排放相关联， 并且考虑发 动机14的候选操作状态。 功率成本可包括对于发动机100和(多个)非燃烧电机400来说 在具体操作点处与操作多模式动力系相关联的发动机功率损耗 11、 电动机功率损耗 89、 电 池功率损耗 55、 制动器功率损耗 97 和机械功率损耗 87。主观成本可以被监测以包括但不 限于扭矩请求成本、 电池荷电状态成本和输出速度成本。功率成本函数 500 可用来确定在 发。
49、动机操作的范围内在所选发动机操作点处操作的总成本。因此， 总成本可包括在任何给 定的操作范围状态下的主观成本、 发动机功率损耗 11、 电池功率损耗 55、 机械功率损耗 87、 电动机损耗 89 和制动器功率损耗 97 之和。 0041 图3示出根据本公开的采用搜索模块310的搜索方案300， 搜索模块310用于在变 速器 10 在选定范围 307 内的情况下当响应于输出扭矩请求 306 操作动力系统 100 时确定 优选发动机速度 Ne* 352 和优选发动机扭矩输出 Te* 354。搜索方案 300 还生成与优选发 动机速度 Ne* 352 和优选发动机扭矩输出 Te* 354 相关联的成本 P* 356。 0042 搜索模块310迭代地生成多个候选发动机速度Ne(j) 312和多个候选发动机扭矩 T(j) 314， 其中每一个都被输入到迭代循环 350。迭代循环 350 采用系统扭矩优化方案 320 和功率成本模型330来为每个候选发动机速度Ne(j) 312和每个候选发动机扭矩T(j) 314 计算候选成本 Pcost(j) 336。搜索模块 310 为所有迭代监测候选成本 Pco。