动力传动系统技术方案

本公开涉及的动力传动系统具备的控制装置执行控制输入决定处理和系统控制处理。控制输入决定处理包括按时间步长更新最优化问题的伴随变量p的伴随变量决定处理和控制输入计算处理。伴随变量决定处理包括将伴随变量p的初始值的基本值与外部充放电校正值之和设为初始值的初始值决定处理。基本值是上次控制期间内的伴随变量p的最终值或平均值。外部充放电校正值基于由本次控制期间开始时的充电率SOC减去上次控制期间结束时的充电率SOC所得的外部充放电量决定。由此无需预测将来的车速和车辆驱动转矩，就能决定使燃料消耗量最小的最优控制输入值，且即使在控制停止期间内与外部设备之间进行了充电或放电的情况下，也能适当地决定控制输入值。

【技术实现步骤摘要】
动力传动系统
本专利技术涉及动力传动系统(powertrainsystem)，更详细而言，涉及搭载于能够执行外部充电和外部放电中的至少一方的混合动力(hybrid)车辆的、具备能够驱动该混合动力车辆的内燃机和电动机以及对该电动机供给电力的电池的动力传动系统。
技术介绍
例如，专利文献1中公开了一种混合动力车辆。该混合动力车辆具备内燃机、电动机以及对电动机供给电力的电池。而且，混合动力车辆由内燃机和电动机双方驱动。在这样构成的混合动力车辆中，制定用于使在从出发地到目的地的整个路径上燃料消耗量最小的电池的充放电计划。而且，从发动机行驶模式、电动机行驶模式以及使用内燃机和电动机双方的辅助行驶模式中选择基于该充放电计划的最优的混合动力车辆的行驶模式。另外，也执行基于充放电计划的电池的充放电控制。现有技术文献专利文献1：日本特开2015-155261号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在这方面，在具备能够驱动混合动力车辆的内燃机和电动机以及对该电动机供给电力的电池的动力传动系统中，考虑以如下方式决定动力传动系统的工作点(以下，简称为“系统工作点”)和电池的充放电量。具体而言，为了相对于在任意的控制期间(例如，从当前时刻到行程(trip)结束为止的期间)内使用的车速和车辆驱动转矩而使内燃机的燃料消耗量最小，考虑先行搜索并计算最优控制输入值，该最优控制输入值确定该控制期间内的将来的各时间点的系统工作点和充放电量。为了这样先行计算将来的各时间点的最优控制输入值，需要预测将来的车速和车辆驱动转矩。然而，上述控制期间内的车速和车辆驱动转矩不一定会如预测的那样，另外，在由于某些原因而不能进行预测的情况下，将无法适当地进行控制输入值的搜索。另外，在对构成为与外部设备之间进行充放电的混合动力车辆搭载动力传动系统的情况下，在上次的控制期间与本次的控制期间之间(例如，上次行程与本次行程之间)的控制停止期间内，可能会在与外部设备之间执行电池的充电或者放电。因此，在假设搭载于这种混合动力车辆的动力传动系统中，希望能够也假设在控制停止期间内可能会执行电池的充电或者放电来适当地决定控制输入值。本专利技术是鉴于如上所述的问题所做出的，目的在于提供如下的动力传动系统：无需预测将来的车速和车辆驱动转矩，就能够决定相对于在动力传动控制的控制期间内使用的车速和车辆驱动转矩而使内燃机的燃料消耗量最小的控制输入值，并且即使在控制停止期间内与外部设备之间进行了充电或放电的情况下，也能够适当地决定该控制输入值。用于解决问题的技术方案本专利技术涉及的动力传动系统具备：内燃机，其驱动混合动力车辆；电动机，其驱动所述混合动力车辆；电池，其对所述电动机供给电力；以及控制装置，其进行控制所述内燃机和所述电动机的动力传动控制，所述混合动力车辆构成为能够与一个或多个外部设备之间执行所述电池的充电和放电中的至少一方，所述控制装置在进行所述动力传动控制的控制期间内执行控制输入决定处理和系统控制处理，在所述控制输入决定处理中，以所述电池的充电率SOC的动态变化作为约束条件，解决相对于所述混合动力车辆的速度和驱动转矩而使所述控制期间内的所述内燃机的燃料消耗量mf最小的最优化问题，从而求取确定所述电池的充放电量和所述动力传动系统的系统工作点的控制输入值，在所述系统控制处理中，将通过所述控制输入决定处理求出的所述控制输入值给予所述动力传动系统，从而控制所述内燃机和所述电动机，所述控制输入决定处理包括伴随变量决定处理和控制输入计算处理，在所述伴随变量决定处理中，按时间步长更新所述最优化问题的伴随变量p，在所述控制输入计算处理中，使用通过所述伴随变量决定处理所决定的所述伴随变量p，按所述时间步长搜索并计算使由下式定义的哈密顿量(Hamiltonian)H最小的所述控制输入值，所述伴随变量决定处理包括初始值决定处理，在所述初始值决定处理中，将所述伴随变量p的初始值的基本值与外部充放电校正值之和决定为所述初始值，所述基本值是上次的所述控制期间内的所述伴随变量p的最终值或者平均值，所述外部充放电校正值基于由本次的所述控制期间的开始时的所述充电率SOC减去上次的所述控制期间的结束时的所述充电率SOC所得的外部充放电量来决定，其中，上式的右边第1项是所述燃料消耗量mf的时间变化率dmf/dt，右边第2项是所述伴随变量p与所述充电率SOC的时间变化率dSOC/dt的乘积。也可以，在所述初始值决定处理中，使所述初始值在所述外部充放电量为正的情况下比所述外部充放电量为零的情况下大。也可以，在所述初始值决定处理中，使所述初始值在所述外部充放电量为负的情况下比所述外部充放电量为零的情况下小。也可以，所述初始值决定处理中的所述外部充放电校正值是所述外部充放电量与第1增益的乘积。而且也可以，所述第1增益基于所述混合动力车辆的行驶历史记录来设定。也可以，所述行驶历史记录包括第1平均车速和第1平均驱动转矩中的至少一方，所述第1平均车速和所述第1平均驱动转矩是上次的所述控制期间内的所述速度和所述驱动转矩的各自的平均值。也可以，在所述行驶历史记录包括所述第1平均车速的情况下，所述第1平均车速越高，则所述第1增益越大。也可以，在所述行驶历史记录包括所述第1平均驱动转矩的情况下，所述第1平均驱动转矩越高，则所述第1增益越大。也可以，所述伴随变量决定处理包括伴随变量修正处理，在所述伴随变量修正处理中，基于所述充电率SOC的目标充电率与实际充电率之差，修正所述伴随变量p。也可以，在所述伴随变量修正处理中，在所述实际充电率低于所述目标充电率的情况下，减小所述伴随变量p。也可以，在所述伴随变量修正处理中，在所述实际充电率高于所述目标充电率的情况下，增大所述伴随变量p。也可以，所述伴随变量修正处理中的所述伴随变量p的校正值是所述差与第2增益的乘积。而且也可以，所述第2增益基于所述混合动力车辆的行驶历史记录来设定。也可以，所述行驶历史记录包括第2平均车速和第2平均驱动转矩中的至少一方，所述第2平均车速是第1预定期间内的所述速度的平均值，所述第2平均驱动转矩是第2预定期间内的所述驱动转矩的平均值。也可以，在所述行驶历史记录包括所述第2平均车速的情况下，所述第2平均车速越高，则所述第2增益越大。也可以，在所述行驶历史记录包括所述第2平均驱动转矩的情况下，所述第2平均驱动转矩越高，则所述第2增益越大。专利技术效果根据本专利技术涉及的动力传动系统，计算使由上式定义的哈密顿量H成为最小的控制输入值。因此，能够按时间步长决定使燃料消耗量成为最小的最优控制输入值。而且，该控制输入值是确定电池的充放电量和动力传动系统的系统工作点的输入值。因此，能够根据所决定的最优控制输入值，适当地决定充放电量和系统工作点。而且，根据本专利技术涉及的控制输入决定处理，使用上次的控制期间内的伴随变量的最终值或者平均值作为成为对象的最优化问题的伴随变量的初始值。由此，即使将来(希望将控制输入值最优化的期间)的车速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力传动系统，具备：/n内燃机，其驱动混合动力车辆；/n电动机，其驱动所述混合动力车辆；/n电池，其对所述电动机供给电力；以及/n控制装置，其进行控制所述内燃机和所述电动机的动力传动控制，/n所述动力传动系统的特征在于，/n所述混合动力车辆构成为能够与一个或多个外部设备之间执行所述电池的充电和放电中的至少一方，/n所述控制装置在进行所述动力传动控制的控制期间内执行控制输入决定处理和系统控制处理，/n在所述控制输入决定处理中，以所述电池的充电率SOC的动态变化作为约束条件，解决相对于所述混合动力车辆的速度和驱动转矩而使所述控制期间内的所述内燃机的燃料消耗量m

【技术特征摘要】
20191218 JP 2019-2281091.一种动力传动系统，具备：
内燃机，其驱动混合动力车辆；
电动机，其驱动所述混合动力车辆；
电池，其对所述电动机供给电力；以及
控制装置，其进行控制所述内燃机和所述电动机的动力传动控制，
所述动力传动系统的特征在于，
所述混合动力车辆构成为能够与一个或多个外部设备之间执行所述电池的充电和放电中的至少一方，
所述控制装置在进行所述动力传动控制的控制期间内执行控制输入决定处理和系统控制处理，
在所述控制输入决定处理中，以所述电池的充电率SOC的动态变化作为约束条件，解决相对于所述混合动力车辆的速度和驱动转矩而使所述控制期间内的所述内燃机的燃料消耗量mf最小的最优化问题，从而求取确定所述电池的充放电量和所述动力传动系统的系统工作点的控制输入值，
在所述系统控制处理中，将通过所述控制输入决定处理求出的所述控制输入值给予所述动力传动系统，从而控制所述内燃机和所述电动机，
所述控制输入决定处理包括伴随变量决定处理和控制输入计算处理，
在所述伴随变量决定处理中，按时间步长更新所述最优化问题的伴随变量p，
在所述控制输入计算处理中，使用通过所述伴随变量决定处理所决定的所述伴随变量p，按所述时间步长搜索并计算使由下式定义的哈密顿量H最小的所述控制输入值，
所述伴随变量决定处理包括初始值决定处理，在所述初始值决定处理中，将所述伴随变量p的初始值的基本值与外部充放电校正值之和决定为所述初始值，
所述基本值是上次的所述控制期间内的所述伴随变量p的最终值或者平均值，
所述外部充放电校正值基于由本次的所述控制期间的开始时的所述充电率SOC减去上次的所述控制期间的结束时的所述充电率SOC所得的外部充放电量来决定，



其中，上式的右边第1项是所述燃料消耗量mf的时间变化率dmf/dt，右边第2项是所述伴随变量p与所述充电率SOC的时间变化率dSOC/dt的乘积。


2.根据权利要求1所述的动力传动系统，其特征在于，
在所述初始值决定处理中，使所述初始值在所述外部充放电量为正的情况下比所述外部充放电量为零的情况下大。


3.根据权利要求1或2所述的动力传动系统，其特征在于，
在所述初始值决定处理中，使所述初始值在所述外部充放电量为负的情况下比所述外部充放电量为零的情况下小。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的动力传动系...

【专利技术属性】
技术研发人员：永泽广伟，芝池悠志，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP