A system, method, and device for controlling power output distribution in a hybrid powertrain. A method includes determining a machine shaft torque demand and machine speed; in response to the demand of machine shaft torque and machine shaft speed to determine the machine power requirements; determine the internal combustion engine, the first and second electrical torque to provide electrical torque provides power divider between the description; hybrid powertrain configuration is determined in serial and parallel a; in response to the vehicle speed and the power machine needs to determine the baseline power allocation; determine electrically coupled to the first and second electrical torque to provide electrical torque provider power charging state storage device (SOC) and SOC in response to the deviation; deviation and hybrid drive system is configured to adjust the baseline power allocation description.
【技术实现步骤摘要】
用于控制混合动力传动系中的功率输出分布的系统、方法和装置本申请为分案申请,其母案的专利技术名称为“用于控制混合动力传动系中的功率输出分布的系统、方法和装置”,申请日为2012年1月13日,申请号为2012800130358。相关申请本申请涉及并且要求保护2011年1月13日提交的名称为SYSTEM,METHOD,ANDAPPARATUSFORCONTROLLINGPOWEROUTPUTDISTRIBUTIONINAHYBRIDPOWERTRAIN的美国临时专利申请61/432,324的权益,通过引用将其整体结合于此以用于所有目的。
技术介绍
该
总体上涉及混合动力传动系,并且更特别但非排外地涉及对在机动车中操作的混合动力传动系的控制。将两个或更多动力源引入到动力传动系中引入了根据哪个动力源目前处于更优的操作状况来针对负载选择动力源的可能性。例如,在瞬态负载情形期间,电动机可能比内燃机更优地做出响应,并且引入了供电动机管理该负载的瞬态部分的机会。然而,在不考虑未来操作状况的情况下在目前状况下选择更优的设备引入了达到系统界限(例如运行没电的电池)的可能性。此外,某些操作可能减少系统中部件的使用寿命,诸如导致电池充电的快速循环的节省燃料经济性的行为。此外,系统中的设备的数目增加包括对当对设备进行协调以满足期望输出时必须考虑的那些设备的约束的数目增加。对于某些操作状况中的全输出来说,某些设备可能不可用,例如当对电动机进行加热时,最大功率输出变得受限。对设备的最优操作决定还取决于与特定应用相对应的操作状况和占空比。此外,当系统中的部件失效或者有故障时,最优操作决定可 ...
【技术保护点】
一种方法,包括:对混合动力传动系进行操作,该混合动力传动系具有内燃机和至少一个电气转矩提供器;确定混合动力传动系的机器功率需求;响应于机器功率需求来确定内燃机和电气转矩提供器之间的功率分配;确定电耦合到所述至少一个电气转矩提供器的电能存储设备的充电状态(SOC);响应于车辆速度来解释电能存储设备的目标SOC;确定电气存储设备的SOC偏差,其中所述SOC偏差包括所述电能存储设备的SOC和所述电能存储设备的目标SOC之间的差值的函数;以及响应于所述SOC偏差来调整功率分配。
【技术特征摘要】
2011.01.13 US 61/4323241.一种方法,包括:对混合动力传动系进行操作,该混合动力传动系具有内燃机和至少一个电气转矩提供器;确定混合动力传动系的机器功率需求;响应于机器功率需求来确定内燃机和电气转矩提供器之间的功率分配;确定电耦合到所述至少一个电气转矩提供器的电能存储设备的充电状态(SOC);响应于车辆速度来解释电能存储设备的目标SOC;确定电气存储设备的SOC偏差,其中所述SOC偏差包括所述电能存储设备的SOC和所述电能存储设备的目标SOC之间的差值的函数;以及响应于所述SOC偏差来调整功率分配。2.权利要求1的方法,还包括响应于增加的车辆速度来减小目标SOC。3.权利要求1的方法,还包括响应于电能存储设备的温度来调整目标SOC。4.权利要求3的方法,还包括响应于电能存储设备的降低的温度来减小目标SOC。5.权利要求1的方法,还包括响应于电气存储设备的健康状态来调整目标SOC和SOC偏差中的一个。6.权利要求5的方法,还包括响应于电气存储设备的降级的健康状态来增加SOC偏差。7.权利要求1的方法,其中确定功率分配和调整功率分配包括在利用内燃机和至少一个电能存储设备实现机器功率需求之间操作成本比较算法。8.权利要求7的方法,还包括响应于电能存储设备的降低的健康状态来增加SOC偏差的成本。9.权利要求7的方法,还包括响应于从包括以下各项的参数中选择的至少一个参数来确定电能存储设备的健康状态:电能存储设备的吞吐量事件、电能存储设备的SOC事件、电能存储设备的再发电循环事件和电能存储设备的年头。10.权利要求1的方法,还包括根据从包括以下各项的参数中选择的至少一个参数来确定SOC偏差:车辆质量、电能存储设备容量、电能存储设备功率限制、至少一个电气转矩提供器的转矩容量、至少一个电气转矩提供器的功率容量和检测到的操作员制动行为。11.权利要求1的方法,还包括响应于电能存储设备的健康状态来调整电能存储设备的目标SOC。12.一种方法,包括:对混合动力传动系进行操作,该混合动力传动系具有内燃机和至少一个电气转矩提供器;确定电耦合到所述至少一个电气转矩提供器的电能存储设备的充电状态(SOC);响应于车辆速度来解释电能存储设备的目标SOC;确定电气存储设备的SOC偏差,其中所述SOC偏差包括所述电能存储设备的SOC和所述电能存储设备的目标SOC之间的差值的函数;以及响应于所述SOC偏差来调整所述混合动力传动系的操作。13.权利要求12的方法,还包括响应于减小的车辆速度来增加目标SOC。14.权利要求12的方法,还包括响应于增加的车辆速度来减小目标SOC。15.权利要求12的方法,还包括响应于车辆速度来确定该车辆的可恢复的动能,并且其中解释SOC目标是响应于所述可恢复的动能来进行的。16.权利要求12的方法,还包括:确定所述混合动力传动系的机器功率需求,响应于所述机器功率需求来确定内燃机和电气转矩提供器之间的功率分配,以及其中调整所述混合动力传动系的操作包括调整内燃机和电气转矩提供器之间的功率分配。17.一种方法,包括:对混合动力传动系进行操作,该混合动力传动系具有内燃机和至少一个电气转矩提供器;确定机器轴转矩需求和机器轴速度;响应于该机器轴转矩需求和机器轴速度来确定机器功率需求;响应于确定机器轴速度为零并且机器轴转矩需求大于零,将机器功率需求调整为非零值;响应于所述机器功率需求来确定内燃机和电气转矩提供器之间的功率分配;确定电耦合到所述至少一个电气转矩提供器的电能存储设备的充电状态(SOC);响应于车辆速度来解释电能存储设备的目标SOC;确定电气存储设备的SOC偏差,其中所述SOC偏差包括所述电能存储设备的SOC和所述电能存储设备的目标SOC之间的差值的函数;以及响应于所述SOC偏差来调整功率分配。18.权利要求17的方法,还包括响应于增加的车辆速度来减小目标SOC。19.权利要求17的方法,其中确定功率分配和调整功率分配包括在利用内燃机和至少一个电能存储设备实现机器功率需求之间操作成本比较算法。20.权利要求19的方法,还包括响应于电能存储设备的降低的健康状态来增加SOC偏差的成本。21.一种方法,包括:对混合动力传动系进行操作,该混合动力传动系包括内燃机和至少一个电气转矩提供器;确定机器功率需求;响应于该机器功率需求来确定功率分配描述;响应于该功率分配描述来对内燃机和至少一个电气转矩提供器进行操作;并且其中对内燃机进行操作还包括响应于确定电池充电状态(SOC)低于预定阈值来起动内燃机。22.权利要求21的方法,还包括利用至少一个基于时间的迟滞值来执行发动机停机和发动机启动操作。23.权利要求22的方法,还包括响应于涡轮增压器温度来确定发动机停机时间迟滞值。24.权利要求21的方法,还包括:确定涡轮增压器温度值;以及响应于该涡轮增压器温度值超过阈值来防止发动机停机操作。25.权利要求21的方法,还包括确定发动机停机操作是被请求和即将来临中的一个,该方法还包括响应于所请求的或即将来临的发动机停机操作来执行基于发动机的涡轮增压器冷却操作。26.权利要求21的方法,其中对内燃机进行操作还包括响应于确定电池充电状态(SOC)低于阈值和确定机器功率需求高于阈值中的一个来起动内燃机。27.权利要求21的方法,还包括确定所述至少一个电气转矩提供器的发动机起动能力指数,并且其中对内燃机进行操作还包括响应于该发动机起动能力指数低于第一阈值而起动内燃机。28.权利要求27的方法,其中对内燃机进行操作还包括响应于确定发动机起动能力指数将要下降到第二阈值以下而起动内燃机。29.权利要求21的方法,还包括响应于混合动力传动系以串行模式进行操作来允许内燃机停机。30.权利要求21的方法,还包括响应于内燃机以热管理模式和加热模式中的一个进行操作来防止内燃机停机。31.一种方法,包括:对混合动力传动系进行操作,该混合动力传动系包括内燃机和至少一个电气转矩提供器;确定机器功率需求;响应于该机器功率需求来确定功率分配描述;响应于该功率分配描述来对内燃机和至少一个电气转矩提供器进行操作;并且其中对内燃机进行操作还包括响应于确定电池充电状态(SOC)处于以下各项中的一个来起动内燃机:低于第一预定阈值;以及低于第二预定阈值且以超过放电阈值的放电率向下移动。32.权利要求31的方法,其中对内燃机进行操作还包括响应于确定功率需求将要超过电气限制而起动内燃机。33.权利要求31的方法,其中对内燃机进行操作还包括响应于确定电池吞吐量限制将要被超过而起动内燃机。34.权利要求31的方法,其中对内燃机进行操作还包括响应于确定电池吞吐量值超过电池吞吐量阈值并且以超过吞吐量增加阈值的吞吐量增长率向上移动来起动内燃机。35.权利要求31的方法,其中对内燃机进行操作还包括响应于确定功率需求增长率超过限制来起动内燃机。36.一种方法,包括:对混合动力传动系进行操作,该混合动力传动系包括内燃机和至少一个电气转矩提供器;确定机器功率需求;响应于该机器功率需求来确定功率分配描述;响应于该功率分配描述来对内燃机和至少一个电气转矩提供器进行操作;并且其中对内燃机进行操作还包括响应于以下各项中的一个来起动内燃机:确定电池充电状态(SOC)低于预定阈值;以及确定机器功率需求超过发动机起动阈值且机器功率需求增加。37.权利要求36的方法,还包括确定所述至少一个电气转矩提供器的发动机起动能力指数,并且其中对内燃机进行操作还包括响应于该发动机起动能力指数低于起动能力阈值而起动内燃机。38.权利要求36的方法,其中对内燃机进行操作还包括响应于确定发动机起动能力指数将要下降到第二起动能力阈值以下而起动内燃机。39.权利要求36的方法,还包括利用至少一个基于时间的迟滞值来执行发动机停机和发动机启动操作。40.权利要求39的方法,还包括响应于涡轮增压器温度来确定发动机停机时间迟滞值。41.一种系统,包括:混合动力传动系,其包括发动机、第一电气转矩提供器和第二电气转矩提供器;机械耦合到该混合动力传动系的负载;该混合动力传动系还包括:离合器,其在第一侧上耦合到发动机和第二电气转矩提供器,并且在第二侧上耦合到第一电气转矩提供器和负载;电耦合到第一电气转矩提供器和第二电气转矩提供器的电能存储设备;以及控制器,其被构造成响应于确定离合器啮合-脱离事件为正在发生或即将来临中的一个来执行使对于发动机和第二电气转矩提供器的转矩命令平滑的操作。42.权利要求41的系统,其中所述控制器还被构造成对离合器啮合-脱离实现基于时间的迟滞。43.权利要求41的系统,其中所述控制器还被构造成通过应用速率限制器和低通滤波器中的一个来使转矩命令平滑。44.权利要求41的系统,其中所述控制器还被构造成使对于发动机和第二电气转矩提供器的转矩命令平滑,其中所述平滑以相对于高度瞬态操作器转矩请求来说较快的时间常数进行。45.权利要求44的系统,其中所述控制器还被构造成通过应用速率限制器和低通滤波器中的一个来使转矩命令平滑。46.权利要求41的系统,其中所述控制器还被构造成在离合器啮合事件期间向第二电气转矩提供器提供零转矩命令。47.权利要求46的系统,其中所述控制器还被构造成在离合器脱离事件期间向第二电气转矩提供器提供零转矩命令。48.权利要求41的系统,还包括将离合器耦合到发动机和第二电气转矩提供器的第一轴、将离合器耦合到第一电气转矩提供器和负载的第二轴,其中该控制器还被构造成响应于确定第一轴的速度在第二轴的速度的预定速度阈值之内来闭合离合器。49.权利要求48的系统,其中所述控制器还被构造成关于离合器的位置来操作闭环控制器,其中响应于第一轴的速度和第二轴的速度之间的差值来确定离合器位置误差值。50.权利要求49的系统,其中所述闭环控制器包括积分误差项。51.一种方法,包括:确定离合器啮合-脱离事件为正在发生或即将来临中的一个,所述离合器在第一侧上耦合到发动机和第二电气转矩提供器,并且在第二侧上耦合到第一电气转矩提供器和负载;响应于离合器啮合-脱离事件来使对于发动机和第二电气转矩提供器的转矩命令平滑;并且其中所述平滑包括应用速率限制器和低通滤波器中的一个。52.权利要求51的方法,还包括对离合器啮合-脱离实现基于时间的迟滞。53.权利要求51的方法,还包括通过应用具有相对于高度瞬态操作器转矩请求来说较快的时间常数的低通滤波器来执行所述平滑。54.权利要求53的方法,还包括应用具有比500ms更快的时间常数的低通滤波器。55.权利要求51的方法,还包括在离合器啮合事件期间向第二电气转矩提供器提供零转矩命令。56.权利要求51的方法,还包括在离合器脱离事件期间向第二电气转矩提供器提供零转矩命令。57.权利要求51的方法,还包括:确定将离合器耦合到发动机和第二电气转矩提供器的第一轴的速度;确定将离合器耦合到第一电气转矩提供器和负载的第二轴的速度;以及响应于确定第一轴的速度在第二轴的速度的预定速度阈值之内来闭合离合器。58.权利要求57的方法,还包括:确定将离合器耦合到发动机和第二电气转矩提供器的第一轴的速度;确定将离合器耦合到第一电气转矩提供器和负载的第二轴的速度;响应于第一轴的速度和第二轴的速度之间的差值来确定离合器位置误差值;以及响应于离合器位置误差值来关于离合器的位置操作闭环控制器。59.权利要求58的系统,其中所述闭环控制器包括积分误差项。60.一种方法,包括:确定离合器啮合事件正在发生,离合器在第一侧上耦合到发动机和第二电气转矩提供器,并且在第二侧上耦合到第一电气转矩提供器和负载;响应于离合器啮合事件使对于发动机和第二电气转矩提供器的转矩命令平滑;以及确定将离合器耦合到发动机和第二电气转矩提供器的第一轴的速度,确定将离合器耦合到第一电气转矩提供器和负载的第二轴的速度,响应于第一轴的速度和第二轴的速度之间的差值来确定离合器位置误差值,以及响应于离合器位置误差值来关于离合器的位置操作闭环控制器。61.权利要求60的方法,其中所述闭环控制器包括积分误差项。62.权利要求60的方法,还包括在离合器啮合事件期间向第二电气转矩提供器提供零转矩命令。63.一种方法,包括:对混合动力传动系进行操作,该混合动力传动系包括内燃机、至少一个电气转矩提供器和电耦合到该至少一个电气转矩提供器的电能存储设备;确定机器功率需求;响应于该机器功率需求来确定功率分配描述;解释电能存储设备的健康状态(SOH);以及响应于电能存储设备的SOH来调整功率分配描述。64.权利要求63的方法,还包括:响应于电能存储设备的SOH来确定电能存储设备的充电状态(SOC)目标;以及响应于电能存储设备的SOC目标来进一步调整功率分配描述。65.权利要求64的方法,还包括响应于电能存储设备的充电能量效率来确定SOC目标。66.权利要求64的方法,还包括响应于电能存储设备的充电放电能量循环效率来确定SOC目标。67.权利要求63的方法,还包括:确定电能存储设备的放电率限制;以及响应于该放电率限制来进一步调整功率分配描述。68.权利要求67的方法,还包括响应于从包括以下各项的参数中选择的至少一个参数来确定放电率限制:电能存储设备的SOH、功率总线递送能力值、对于电气转矩提供器之一的电动机限制和附件负载值。69.权利要求67的方法,还包括响应于至少一个功率电子设备吞吐量限制来确定放电率限制,其中所述功率电子设备位于电能存储设备和至少一个电气转矩提供器之间。70.权利要求63的方法,还包括:确定电能存储设备的充电率限制;以及响应于该充电率限制来进一步调整功率分配描述。71.权利要求70的方法,还包括响应于从包括以下各项的参数中选择的至少一个参数来确定充电率限制:电能存储设备的SOH、功率总线递送能力值、对于电气转矩提供器之一的电动机限制和附件负载值。72.权利要求70的方法,还包括响应于至少一个功率电子设备吞吐量限制来确定充电率限制,其中所述功率电子设备位于电能存储设备和至少一个电气转矩提供器之间。73.一种方法,包括:对混合动力传动系进行操作,该混合动力传动系包括内燃机、至少一个电气转矩提供器和电耦合到该至少一个电气转矩提供器的电能存储设备;确定机器功率需求;响应于该机器功率需求来确定功率分配描述;解释电能存储设备的健康状态(SOH)、电能存储设备的充电状态(SOC)和电能存储设备的目标SOC;响应于电能存储设备的SOC和电能存储设备的目标SOC来确定电能设备的SOC偏差;以及响应于电能存储设备的SOH和电能存储设备的SOC偏差来调整功率分配描述。74.权利要求73的方法,还包括响应于电能存储设备的SOH来选择多个SOC偏差响应曲线中的一个。75.权利要求74的方法,其中所述多个SOC偏差响应曲线响应于电能存储设备的减小的SOH而提供增加的SOC偏差响应。76.权利要求73的方法,还包括响应于电能存储设备的SOH来解释电能存储设备的目标SOC。77.权利要求76的方法,还包括响应于电能存储设备的减小的SOH来增加电能存储设备的目标SOC。78.权利要求73的方法,还包括响应于车辆速度值来解释电能存储设备的目标SOC。79.权利要求78的方法,还包括响应于增加的车辆速度值来减小电能存储设备的目标SOC。80.一种方法,包括:确定混合动力传动系的机器功率需求,该混合动力传动系包括内燃机、至少一个电气转矩提供器和电耦合到该至少一个电气转矩提供器的电能存储设备;解释电能存储设备的健康状态(SOH);以及响应于电能存储设备的SOH和机器功率需求来提供功率分配描述。81.权利要求80的方法,还包括:响应于电能存储设备的SOH来确定电能存储设备的充电状态(SOC)目标;以及响应于电能存储设备的SOC目标来调整功率分配描述。82.权利要求81的方法,还包括响应于电能存储设备的充电能量效率来确定SOC目标。83.权利要求81的方法,还包括响应于电能存储设备的充电放电能量循环效率来确定SOC目标。84.权利要求80的方法,还包括:确定电能存储设备的放电率限制;以及响应于该放电率限制来调整功率分配描述。85.权利要求84的方法,还包括响应于从包括以下各项的参数中选择的至少一个参数来确定放电率限制:电能存储设备的SOH、功率总线递送能力值、对于电气转矩提供器之一的电动机限制和附件负载值。86.权利要求84的方法,还包括响应于至少一个功率电子设备吞吐量限制来确定放电率限制,其中所述功率电子设备位于电能存储设备和至少一个电气转矩提供器之间。87.权利要求80的方法,还包括:确定电能存储设备的充电率限制;以及响应于该充电率限制来进一步调整功率分配描述。88.权利要求87的方法,还包括响应于从包括以下各项的参数中选择的至少一个参数来确定充电率限制:电能存储设备的SOH、功率总线递送能力值、对于电气转矩提供器之一的电动机限制和附件负载值。89.权利要求87的方法,还包括响应于至少一个功率电子设备吞吐量限制来确定充电率限制,其中所述功率电子设备位于电能存储设备和至少一个电气转矩提供器之间。90.一种方法,包括:对混合动力传动系进行操作,该混合动力传动系包括内燃机和至少一个电气转矩提供器;确定机器功率需求;确定内燃机的可听噪声限制值;响应于该机器功率需求和可听噪声限制值来确定功率分配描述;以及响应于功率分配描述来对内燃机和该至少一个电气转矩提供器进行操作。91.权利要求90的方法,还包括解释噪声输入信号,并且其中确定可听噪声限制值是响应于该噪声输入信号来进行的。92.权利要求91的方法,其中所述噪声输入信号由用户输入来提供。93.权利要求91的方法,其中所述噪声输入信号响应于车辆处于倒车档。94.权利要求90的方法,其中所述可听噪声限制值包括最大噪声水平和最小噪声水平中的一个。95.权利要求90的方法,其中响应于可听噪声限制确定功率分配包括限制发动机功率输出的变化率。96.权利要求90的方法,还包括:确定内燃机的可听噪声率限制值;以及响应于可听噪声率限制值来调整功率分配描述。97.一种方法,包括:定义应用操作循环;针对被构造成给应用供电的混合动力传动系定义多个行为矩阵,其中每个行为矩阵都与以并行配置操作的混合动力传动系的操作相对应,该操作包括功率提供部件的操作,所述功率提供部件包括该混合动力传动系的一部分,其中该功率提供部件包括内燃机和至少一个电气转矩提供器;确定多个行为序列,每个行为序列对应于行为矩阵中的一个并且包括顺序值集合,该顺序值集合包括被顺序地应用于应用操作循环的对应行为矩阵;确认每个行为序列的可行性;确定与每个可行行为序列相对应的适合度值;响应于与每个可行行为序列相对应的适合度值来确定收敛值是否指示已发生成功收敛;以及响应于确定已发生成功收敛,响应于行为矩阵和适合度值确定校准矩阵,并且将该校准矩阵提供给混合动力传动系控制器。98.权利要求97的方法,还包括利用所述混合动力传动系控制器来操作混合动力传动系。99.权利要求97的方法,还包括:响应于确定未发生成功收敛,响应于与每个可行行为序列相对应的适合度值和多个行为矩阵来确定多个子行为矩阵;确认由该子行为矩阵产生的每个子行为序列的可行性;确定与每个可行子行为序列相对应的适合度值;以及响应于与每个可行子行为序列相对应的适...
【专利技术属性】
技术研发人员:VA苏简,MT布克斯,PO德简桑森,P穆拉利哈,
申请(专利权)人:卡明斯公司,
类型:发明
国别省市:美国,US
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