本公開(kāi)涉及具有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和至少一個(gè)電機(jī)的混合動(dòng)力電動(dòng)車輛。

背景技術(shù)：

混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(hev)包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、一個(gè)或更多個(gè)電機(jī)以及為電機(jī)至少部分地供電的牽引電池。插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(phev)類似于hev，但是phev中的牽引電池能夠通過(guò)外部電源進(jìn)行再充電。一般來(lái)說(shuō)，hev和phev兩者都能夠以純電動(dòng)模式(發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，響應(yīng)于駕駛循環(huán)期間的各種工況(包括電池的荷電狀態(tài)、氣候控制需求以及電附件耗電)，發(fā)動(dòng)機(jī)可停止和啟動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種控制混合動(dòng)力車輛的方法包括命令第一電機(jī)提供補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩。補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩基于從動(dòng)態(tài)模型輸出的汽缸壓力。所述模型具有發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄位置的初始化輸入以及第一電機(jī)的測(cè)得轉(zhuǎn)速和第二電機(jī)的測(cè)得轉(zhuǎn)速的實(shí)時(shí)輸入。

根據(jù)第一實(shí)施例，命令第一電機(jī)提供補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩包括：命令第一電機(jī)產(chǎn)生等于基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩與增量轉(zhuǎn)矩之和的組合轉(zhuǎn)矩。所述基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩可對(duì)應(yīng)于用來(lái)滿足駕駛者轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求所需要的轉(zhuǎn)矩，并且可從轉(zhuǎn)速控制反饋回路中獲得。所述增量轉(zhuǎn)矩與對(duì)應(yīng)于計(jì)算的汽缸壓力的變速器輸入轉(zhuǎn)矩大小相等且方向相反。

根據(jù)第二實(shí)施例，第一電機(jī)的測(cè)得轉(zhuǎn)速和第二電機(jī)的測(cè)得轉(zhuǎn)速為所述模型僅有的實(shí)時(shí)輸入。

根據(jù)第三實(shí)施例，所述動(dòng)態(tài)模型包括計(jì)算的變速器輸入構(gòu)件轉(zhuǎn)速。

根據(jù)本公開(kāi)，一種混合動(dòng)力車輛包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、第一電機(jī)、第二電機(jī)以及控制器。所述控制器被配置成：控制所述第一電機(jī)提供補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩，所述補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩基于從動(dòng)態(tài)模型輸出的汽缸壓力。所述模型具有發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄位置的初始化輸入以及所述第一電機(jī)的測(cè)得轉(zhuǎn)速和所述第二電機(jī)的測(cè)得轉(zhuǎn)速的實(shí)時(shí)輸入。

根據(jù)第一實(shí)施例，所述控制器被配置成：通過(guò)命令所述第一電機(jī)產(chǎn)生等于基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩與增量轉(zhuǎn)矩之和的組合轉(zhuǎn)矩來(lái)控制所述第一電機(jī)提供補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩。所述基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩可對(duì)應(yīng)于用來(lái)滿足駕駛者轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求所需要的轉(zhuǎn)矩，并且可從轉(zhuǎn)速控制反饋回路中獲得。所述增量轉(zhuǎn)矩與對(duì)應(yīng)于計(jì)算的汽缸壓力的變速器輸入轉(zhuǎn)矩大小相等且方向相反。

根據(jù)第二實(shí)施例，第一電機(jī)的測(cè)得轉(zhuǎn)速和第二電機(jī)的測(cè)得轉(zhuǎn)速為所述模型僅有的實(shí)時(shí)輸入。

根據(jù)第三實(shí)施例，所述動(dòng)態(tài)模型包括計(jì)算的變速器輸入構(gòu)件轉(zhuǎn)速。

根據(jù)本公開(kāi)，一種控制具有第一電機(jī)和第二電機(jī)的混合動(dòng)力車輛的方法包括：響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)事件或發(fā)動(dòng)機(jī)停止事件，命令所述第一電機(jī)提供補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩脈沖。所述補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩脈沖基于從動(dòng)態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)模型輸出的變速器輸入轉(zhuǎn)矩。所述動(dòng)態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)模型使用所述第一電機(jī)的測(cè)得轉(zhuǎn)速和所述第二電機(jī)的測(cè)得轉(zhuǎn)速作為實(shí)時(shí)輸入。

根據(jù)第一實(shí)施例，所述動(dòng)態(tài)模型使用測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄位置作為初始化輸入。所述動(dòng)態(tài)模型可僅使用第一電機(jī)的測(cè)得轉(zhuǎn)速和第二電機(jī)的測(cè)得轉(zhuǎn)速作為實(shí)時(shí)輸入，并且僅使用測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄位置作為初始化輸入。

根據(jù)第二實(shí)施例，所述補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩脈沖與計(jì)算的變速器輸入轉(zhuǎn)矩大小相等且方向相反。

根據(jù)第三實(shí)施例，除基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩之外，還命令所述轉(zhuǎn)矩脈沖以滿足當(dāng)前車輛動(dòng)力需求。所述基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩可由與第一電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制模式相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速控制反饋回路獲得。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例提供許多的優(yōu)點(diǎn)。例如，本公開(kāi)提供一種系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法用于補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)中的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)，從而減小噪聲、振動(dòng)和聲振粗糙度(nvh)并且提高客戶滿意度。

通過(guò)以下結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)描述，本公開(kāi)的以上優(yōu)點(diǎn)以及其他優(yōu)點(diǎn)和特征將是顯而易見(jiàn)的。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本公開(kāi)的車輛的圖示；

圖2是根據(jù)本公開(kāi)的發(fā)動(dòng)機(jī)的圖示；

圖3是根據(jù)本公開(kāi)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)模型的鍵合圖示；以及

圖4是示出根據(jù)本公開(kāi)的控制車輛的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

在此描述了本公開(kāi)的實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，所公開(kāi)的實(shí)施例僅為示例并且其它實(shí)施例可采用各種可替代形式。附圖不一定按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以示出特定組件的細(xì)節(jié)。因此，在此公開(kāi)的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為具有限制性，而僅僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式利用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的，參照任一附圖示出和描述的各種特征可以與在一個(gè)或更多個(gè)其它附圖中示出的特征組合以產(chǎn)生未被明確示出或描述的實(shí)施例。示出的特征的組合提供用于典型應(yīng)用的代表性實(shí)施例。然而，與本公開(kāi)的教導(dǎo)一致的特征的多種組合和變型可被期望用于特定的應(yīng)用或?qū)嵤┓绞健?/p>

參照?qǐng)D1，車輛10包括動(dòng)力分配式動(dòng)力傳動(dòng)系。設(shè)置了車輛系統(tǒng)控制器(vsc)12。vsc12控制車輛10的動(dòng)力傳動(dòng)系中的動(dòng)力分配。設(shè)置了電池14并且電池14通過(guò)電池控制模塊(bcm)15進(jìn)行控制。bcm15經(jīng)由控制器局域網(wǎng)絡(luò)(can)總線與vsc12進(jìn)行通信或者受vsc12的控制。電池14具有雙向電連接，以使其通過(guò)(例如)再生制動(dòng)接收并且儲(chǔ)存電能，并且還將該能量供應(yīng)至電動(dòng)牽引馬達(dá)16。vsc12還經(jīng)由can總線與發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ecm)17進(jìn)行通信或者控制發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ecm)17，從而控制內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ice)18的運(yùn)轉(zhuǎn)。馬達(dá)16和發(fā)動(dòng)機(jī)18兩者都能夠?yàn)樽兯倨?0提供動(dòng)力，所述變速器20最終將轉(zhuǎn)矩傳遞至車輛10的車輪。

發(fā)動(dòng)機(jī)18將動(dòng)力傳遞至通過(guò)扭力阻尼器23連接到行星齒輪組24的轉(zhuǎn)矩輸入軸22。輸入軸22為行星齒輪組24提供動(dòng)力。行星齒輪組24包括環(huán)形齒輪26、太陽(yáng)齒輪28以及行星架總成30。輸入軸22可驅(qū)動(dòng)地連接至行星架總成30，當(dāng)被供以動(dòng)力時(shí)，所述行星架總成30可使環(huán)形齒輪26和/或太陽(yáng)齒輪28旋轉(zhuǎn)。太陽(yáng)齒輪28可驅(qū)動(dòng)地連接至發(fā)電機(jī)32。發(fā)電機(jī)32可與太陽(yáng)齒輪28接合，使得發(fā)電機(jī)32可隨太陽(yáng)齒輪28旋轉(zhuǎn)或不隨其旋轉(zhuǎn)。馬達(dá)16和發(fā)電機(jī)32可被稱為第一電機(jī)和第二電機(jī)。每個(gè)電機(jī)16、32既能夠產(chǎn)生電功率又能夠提供原動(dòng)力。馬達(dá)-發(fā)電機(jī)控制單元(mgcu)19控制馬達(dá)16和發(fā)電機(jī)32的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且經(jīng)由can總線與vsc12進(jìn)行通信或者受vsc12的控制。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)18被結(jié)合至行星齒輪組24時(shí)，作為對(duì)行星齒輪組24的運(yùn)轉(zhuǎn)的反作用元件(reactionaryelement)，發(fā)電機(jī)32產(chǎn)生能量。由發(fā)電機(jī)32產(chǎn)生的電能通過(guò)電連接36傳遞至電池14。電池14還通過(guò)再生制動(dòng)接收并且儲(chǔ)存電能，在再生制動(dòng)中，轉(zhuǎn)矩從車輪經(jīng)過(guò)變速器20回傳到發(fā)電機(jī)32中并且儲(chǔ)存在電池14中。電池14將儲(chǔ)存的電能供應(yīng)至馬達(dá)16以進(jìn)行操作。從發(fā)動(dòng)機(jī)18傳遞到發(fā)電機(jī)32的動(dòng)力部分還可直接傳遞至馬達(dá)16。電池14、馬達(dá)16以及發(fā)電機(jī)32均通過(guò)可包括高電壓總線的電連接36以雙向電流動(dòng)路徑的方式相互連接。

車輛可由發(fā)動(dòng)機(jī)18單獨(dú)地提供動(dòng)力、可由電池14和馬達(dá)16單獨(dú)地提供動(dòng)力或者可由發(fā)動(dòng)機(jī)18與電池14以及馬達(dá)16的組合提供動(dòng)力。在機(jī)械式驅(qū)動(dòng)模式或第一工作模式下，啟用發(fā)動(dòng)機(jī)18以通過(guò)行星齒輪組24來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。環(huán)形齒輪26將轉(zhuǎn)矩分配至階梯傳動(dòng)比(stepratio)齒輪38(包括嚙合的齒輪元件40、42、44和46)。齒輪42、44和46被安裝在中間軸上，而齒輪46將轉(zhuǎn)矩分配到齒輪48。然后齒輪48將轉(zhuǎn)矩分配到轉(zhuǎn)矩輸出軸50。在機(jī)械式驅(qū)動(dòng)模式下，還可啟用馬達(dá)16以協(xié)助發(fā)動(dòng)機(jī)18為變速器20提供動(dòng)力。當(dāng)馬達(dá)16主動(dòng)協(xié)助時(shí)，齒輪52將轉(zhuǎn)矩分配至齒輪44和中間軸。通常，發(fā)電機(jī)32被用于轉(zhuǎn)速控制模式以控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并且為電池充電，而馬達(dá)被用于轉(zhuǎn)矩控制模式以傳遞期望的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和再生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

在電驅(qū)動(dòng)模式(ev模式)或第二工作模式下，禁用發(fā)動(dòng)機(jī)18或者以其他方式防止發(fā)動(dòng)機(jī)18將轉(zhuǎn)矩分配至轉(zhuǎn)矩輸出軸50。在ev模式下，電池14為馬達(dá)16供電以通過(guò)齒輪52、階梯傳動(dòng)比齒輪38和轉(zhuǎn)矩輸出軸50分配轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩輸出軸50連接至將轉(zhuǎn)矩分配至牽引車輪58的差速器和車橋機(jī)構(gòu)56。在機(jī)械式驅(qū)動(dòng)模式或ev模式下，vsc12(例如)通過(guò)發(fā)送命令到bcm15、ecm17以及mgcu19來(lái)控制電池14、發(fā)動(dòng)機(jī)18、馬達(dá)16以及發(fā)電機(jī)32，從而將轉(zhuǎn)矩分配至車輪58。vsc12命令由每個(gè)動(dòng)力源輸出的動(dòng)力的量以滿足駕駛者需求。

vsc12、bcm15、ecm17以及mgcu19均可包括與各種類型的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)裝置或介質(zhì)通信的微處理器或者中央處理器(cpu)。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)裝置或介質(zhì)可包括例如只讀存儲(chǔ)器(rom)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)和保活存儲(chǔ)器(kam)中的易失性和非易失性存儲(chǔ)。kam是可被用于在cpu掉電時(shí)存儲(chǔ)各種運(yùn)行變量的持久性或非易失性存儲(chǔ)器。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)裝置或介質(zhì)可通過(guò)使用任何數(shù)量的已知的存儲(chǔ)裝置來(lái)實(shí)施，例如，可編程只讀存儲(chǔ)器(prom)、電可編程只讀存儲(chǔ)器(eprom)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(eeprom)、閃速存儲(chǔ)器或能夠存儲(chǔ)數(shù)據(jù)(其中一些數(shù)據(jù)代表被控制器用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)或者車輛的可執(zhí)行指令)的任何其他電、磁、光學(xué)或組合式存儲(chǔ)裝置。

如前面所描述的，用于傳動(dòng)系的動(dòng)力源有兩個(gè)。第一個(gè)動(dòng)力源是將轉(zhuǎn)矩傳遞到行星齒輪組24的發(fā)動(dòng)機(jī)18。另一個(gè)動(dòng)力源只涉及包括馬達(dá)16、發(fā)電機(jī)32以及電池14的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，電池14充當(dāng)用于發(fā)電機(jī)32和馬達(dá)16的能量?jī)?chǔ)存介質(zhì)。發(fā)電機(jī)32可由行星齒輪組24驅(qū)動(dòng)，并且可選擇性地充當(dāng)馬達(dá)而將動(dòng)力傳遞至行星齒輪組24。因?yàn)轳R達(dá)16和發(fā)電機(jī)32兩者都能夠傳遞能量和吸收能量，所以馬達(dá)16和發(fā)電機(jī)32中的任何一個(gè)或者兩者都可被稱作馬達(dá)、發(fā)電機(jī)和/或電機(jī)。

應(yīng)理解的是，雖然在車輛10中示出了動(dòng)力分配式動(dòng)力傳動(dòng)系，但是車輛10可包括許多其他的配置。因此，可預(yù)計(jì)的是，為了適應(yīng)各種特定的應(yīng)用，動(dòng)力傳動(dòng)系的各個(gè)組件可不同。因此認(rèn)為車輛動(dòng)力傳動(dòng)系和電機(jī)的實(shí)施的其他車輛配置在本公開(kāi)的范圍內(nèi)。

歸因于動(dòng)力分配式動(dòng)力傳動(dòng)系不使用傳統(tǒng)的變矩器的事實(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)18總是直接地連接到驅(qū)動(dòng)輪58，且系統(tǒng)中的阻尼相對(duì)小。因此，如果未通過(guò)動(dòng)力傳動(dòng)系控制系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償，那么由發(fā)動(dòng)機(jī)18產(chǎn)生的任何擾動(dòng)均可傳送至驅(qū)動(dòng)輪58，從而傳送至駕駛者。在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和停止期間，在起動(dòng)階段期間來(lái)自于泵送或者壓縮的轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)可激發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)阻尼器和傳動(dòng)系共振頻率，造成最終可被駕駛者感覺(jué)到的傳動(dòng)系中的nvh。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例實(shí)施了發(fā)動(dòng)機(jī)18(與扭力阻尼器23結(jié)合)的基于汽缸的簡(jiǎn)單動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，以預(yù)測(cè)在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和停止期間由發(fā)動(dòng)機(jī)18產(chǎn)生的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)(以下將更詳細(xì)地討論)。然后，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型計(jì)算的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)可被用作發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制反饋回路中的前饋?lái)?xiàng)以在太陽(yáng)齒輪28上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩從而抵消由發(fā)動(dòng)機(jī)18在行星架30上產(chǎn)生的擾動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

現(xiàn)在參照?qǐng)D2，示出了具有平面曲軸的發(fā)動(dòng)機(jī)的總體示意圖。如圖2所示，θeng指的是發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄角，jeng是發(fā)動(dòng)機(jī)集總慣量(lumpedinertia)，r代表曲柄銷半徑，l是連桿長(zhǎng)度，xbank1和xbank2分別是第一組(組1)活塞和第二組(組2)活塞的位置(從曲柄的中心線測(cè)量)。最后，c代表滯留于汽缸中的空氣的柔量。kcyl可被認(rèn)為是可將各個(gè)汽缸暴露于大氣的控制閥。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例將發(fā)動(dòng)機(jī)阻尼器與發(fā)動(dòng)機(jī)模型集總。集總系統(tǒng)具有一個(gè)輸入，即，在發(fā)動(dòng)機(jī)阻尼器的輸入側(cè)的行星架轉(zhuǎn)速。整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)被集總為一個(gè)慣量并假定活塞無(wú)質(zhì)量。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ωeng和活塞速度之間的運(yùn)動(dòng)約束由下式1和式2給出。

考慮到以上的運(yùn)動(dòng)約束和活塞面積ap，推導(dǎo)出如圖3所示的鍵合圖數(shù)學(xué)模型圖示?？梢钥闯?，鍵合圖模型使用一個(gè)輸入(即，行星架轉(zhuǎn)速ωcarrier)并且輸出描述該系統(tǒng)的四個(gè)非線性常微分方程。通過(guò)包含曲柄角θeng，狀態(tài)空間可被擴(kuò)展至五個(gè)，如下式3至式7所示。

如式4中所使用的，項(xiàng)τeng_friction(ωeng)代表發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦并且是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ωeng的函數(shù)。另外，τeng_damper和τcrank分別代表發(fā)動(dòng)機(jī)阻尼器力矩和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩(可分別如式8和9所示地進(jìn)行計(jì)算)。

τeng_damper＝keng_damperθeng_damper+beng_damper(ωcarrier-ωeng)(8)

τcrank＝-apmbank1(θeng)(pcyl1+pcyl4)-apmbank2(θeng)(pcyl2+pcyl3)-τcyl_friction(θeng，ωeng)(9)

在式8中，發(fā)動(dòng)機(jī)阻尼器被建模為線性彈簧(彈簧常數(shù)為keng_damper)和阻尼器(阻尼系數(shù)為beng_damper)。但是，可替代地，如式10所示，發(fā)動(dòng)機(jī)阻尼器可被建模為作用于發(fā)動(dòng)機(jī)阻尼器位移和相對(duì)速度的廣義非線性函數(shù)。

τeng_damper＝f(θengdamper，(ωcarrier-ωeng))(10)

在式9中，τcyl_friction(θeng,ωeng)代表由汽缸摩擦產(chǎn)生的力矩。這個(gè)力矩可被建模為發(fā)動(dòng)機(jī)位置θeng和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ωeng的廣義函數(shù)。如式11所示，各汽缸壓力pcyl,1-4可使用用于封閉系統(tǒng)的等熵壓縮/膨脹定律進(jìn)行計(jì)算。

首先計(jì)算針對(duì)每組的封閉系統(tǒng)汽缸壓力。對(duì)于這個(gè)特定的四汽缸示例而言，組1對(duì)應(yīng)于汽缸1和4，而組2對(duì)應(yīng)于汽缸2和3。因此，封閉系統(tǒng)汽缸壓力可如式12和13所示地進(jìn)行計(jì)算。

在以上表達(dá)式中，γ是工作流體的比熱比，而kcyl是用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)諧的可校準(zhǔn)增益。patm代表大氣壓力，v0代表汽缸從下止點(diǎn)(bdc)到汽缸蓋的頂部的總體積，而vcyl14,inst和vcyl23,inst分別代表第一組汽缸和第二組汽缸的瞬時(shí)體積。汽缸瞬時(shí)體積是模型狀態(tài)vcyl14和vcyl23的函數(shù)，并且可如式14和15所示地進(jìn)行計(jì)算。

vcyl14，inst＝v0-(vcyl14-ap(l-r))(14)

vcyl23，inst＝v0-(vcyl23-ap(l-r))(15)

最終的汽缸壓力(pcyl,1-4)可通過(guò)運(yùn)行封閉系統(tǒng)汽缸壓力(pcyl14,pcyl23)經(jīng)過(guò)式16所示的氣門(mén)正時(shí)算法來(lái)計(jì)算。

組1：

組2：(16)

如式16中所使用的，θcyl,i指的是活塞i的曲柄角位置。θstart和θend分別指的是當(dāng)系統(tǒng)首次暴露于大氣(排氣門(mén)打開(kāi))時(shí)和當(dāng)系統(tǒng)封閉于大氣(進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉)時(shí)描述的曲柄角。此外，θstart和θend也可以是可校準(zhǔn)的調(diào)諧因子。式16中所示的氣門(mén)正時(shí)算法規(guī)定，如果汽缸i的曲柄角位置落入汽缸i暴露于大氣時(shí)所處的曲柄角范圍之內(nèi)，那么汽缸i中的最終壓力被設(shè)置為大氣壓力。另外，式16中的氣門(mén)正時(shí)算法規(guī)定，如果汽缸i的曲柄角位置沒(méi)有落入汽缸i暴露于大氣時(shí)所處的曲柄角范圍之內(nèi)，那么汽缸i中的最終壓力使用式12或式13的相關(guān)表達(dá)式作為封閉系統(tǒng)而進(jìn)行計(jì)算。

因此，最終起動(dòng)轉(zhuǎn)矩可如式9所描述的進(jìn)行計(jì)算。廣義起動(dòng)轉(zhuǎn)矩表達(dá)式可如式17給出。

τcrank＝-apmbank1(θeng)(∑pcyl，bank1)-apmbank2(θeng)(∑pcyl，bank2)-τcyl_friction(θeng，ωeng)(17)

如式17中所使用的，∑pcyl,bank1和∑pcyl,bank2分別代表包含在組1和組2中的各汽缸的總和。對(duì)于組1和組2而言，各汽缸壓力可使用式12-16中所描述的程序進(jìn)行計(jì)算，且在每側(cè)使用恰當(dāng)?shù)钠讛?shù)字符號(hào)。此外，只要發(fā)動(dòng)機(jī)使用平面曲軸，即使是對(duì)于具有n個(gè)活塞數(shù)量的發(fā)動(dòng)機(jī)而言，也保持同樣的五個(gè)狀態(tài)式(式3-7)。

可以看出，以上所描述的模型僅需要一個(gè)初始化輸入(即，發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄位置)和一個(gè)實(shí)時(shí)輸入，行星架轉(zhuǎn)速(即，變速器20的輸入轉(zhuǎn)速)。但是，優(yōu)選地，基于與行星齒輪組24相關(guān)聯(lián)的齒輪比，根據(jù)發(fā)電機(jī)32的轉(zhuǎn)速和馬達(dá)16的轉(zhuǎn)速的函數(shù)而計(jì)算行星架轉(zhuǎn)速。有利地，這實(shí)現(xiàn)了更加精確的測(cè)量，因?yàn)榕c馬達(dá)16和發(fā)電機(jī)32相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)變壓器(resolver)通常比與發(fā)動(dòng)機(jī)18相關(guān)聯(lián)的曲柄角度傳感器更加準(zhǔn)確。

一旦計(jì)算出來(lái)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩τcrank便可通過(guò)來(lái)自發(fā)電機(jī)32或馬達(dá)16的反向轉(zhuǎn)矩進(jìn)行補(bǔ)償。所述補(bǔ)償可包括控制發(fā)電機(jī)32或馬達(dá)16提供基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩與增量轉(zhuǎn)矩之和?；鶞?zhǔn)轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)于用來(lái)滿足當(dāng)前車輛動(dòng)力需求所需要的轉(zhuǎn)矩。增量轉(zhuǎn)矩與變速器輸入構(gòu)件處的計(jì)算的轉(zhuǎn)矩或者通過(guò)計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)阻尼器力矩而修正的計(jì)算的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大小相等但方向相反。在圖1所示的實(shí)施例中，變速器輸入構(gòu)件處的轉(zhuǎn)矩為行星架30處的轉(zhuǎn)矩。在優(yōu)選實(shí)施例中，歸因于距發(fā)動(dòng)機(jī)18相對(duì)較近，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩τcrank由發(fā)電機(jī)32進(jìn)行補(bǔ)償。

作為額外的優(yōu)勢(shì)，以上所描述的動(dòng)態(tài)模型可考慮與時(shí)間相關(guān)的系統(tǒng)狀態(tài)的變化，而已知的方法使用與查找表結(jié)合的靜態(tài)模型并且響應(yīng)性較低。

作為進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)，測(cè)量發(fā)電機(jī)32和馬達(dá)16的轉(zhuǎn)速的步驟、計(jì)算起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的步驟以及控制馬達(dá)16或發(fā)電機(jī)32補(bǔ)償起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的步驟都可通過(guò)mgcu19來(lái)執(zhí)行。通過(guò)在mgcu19內(nèi)執(zhí)行所有步驟，各種控制器之間的can總線傳輸延遲被最小化。

現(xiàn)參照?qǐng)D4，以流程圖的形式提供了根據(jù)本公開(kāi)控制車輛的方法。所述方法始于塊60。

在操作62處，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或停止事件是否正在發(fā)生，例如，發(fā)動(dòng)機(jī)是否正在起動(dòng)。如果判斷是否定的，即，啟動(dòng)或停止事件沒(méi)有發(fā)生，那么控制繼續(xù)進(jìn)行到塊64。如塊64處所示，根據(jù)默認(rèn)的控制邏輯控制馬達(dá)16和發(fā)電機(jī)32。然后控制回到操作62。因此，除非(以及直到)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或停止事件發(fā)生，否則根據(jù)默認(rèn)的邏輯控制馬達(dá)16和發(fā)電機(jī)32。

回到操作62，如果判斷是肯定的，即，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或停止事件正在發(fā)生，那么控制繼續(xù)進(jìn)行到塊66。如塊66處所示，使用當(dāng)前曲柄角度測(cè)量值θ對(duì)狀態(tài)矢量x進(jìn)行初始化。當(dāng)前曲柄角度測(cè)量值θ可通過(guò)(例如)發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄角度傳感器來(lái)獲得。如以上所討論的以及如圖2所示，狀態(tài)矢量x代表當(dāng)前活塞位置，從而代表汽缸體積，并且狀態(tài)矢量x是曲柄角度測(cè)量值θ的函數(shù)。然后控制繼續(xù)進(jìn)行到塊68。

如塊68處所示，確定當(dāng)前行星架轉(zhuǎn)速。這可包括根據(jù)馬達(dá)16的測(cè)得轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)32的測(cè)得轉(zhuǎn)速的函數(shù)并基于與行星齒輪組24相關(guān)聯(lián)的傳動(dòng)比(gearingratio)來(lái)計(jì)算行星架轉(zhuǎn)速。此外，例如，如以上所討論的，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)來(lái)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力矩。例如，如以上所討論的，還根據(jù)計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和計(jì)算的曲柄位置的函數(shù)來(lái)計(jì)算汽缸摩擦力矩。另外，例如，如以上所討論的以及在式8中示出的，基于發(fā)動(dòng)機(jī)阻尼器的位置、行星架轉(zhuǎn)速以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)阻尼器力矩。然后控制繼續(xù)進(jìn)行到塊70。

如塊70處所示，例如，如以上所討論的以及在式12和13中示出的，計(jì)算封閉系統(tǒng)汽缸壓力。然后，控制繼續(xù)進(jìn)行到塊72。

如塊72處所示，例如，如以上所討論的以及在式16中示出的，運(yùn)行氣門(mén)正時(shí)算法以計(jì)算最終汽缸壓力。然后，控制繼續(xù)進(jìn)行到塊74。

如塊74處所示，例如，如以上所討論的以及在式17中示出的，計(jì)算起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。然后，控制繼續(xù)進(jìn)行到塊76。

如塊76處所示，控制馬達(dá)16或發(fā)電機(jī)32以提供補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩。這可包括控制馬達(dá)16或發(fā)電機(jī)32以提供基準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩與增量轉(zhuǎn)矩之和?；鶞?zhǔn)轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)于用來(lái)滿足當(dāng)前車輛動(dòng)力需求所需要的轉(zhuǎn)矩，并且基于當(dāng)前車輛速度和車輛動(dòng)力需求基本上可以是非零的。增量轉(zhuǎn)矩與計(jì)算的行星架轉(zhuǎn)矩(即，通過(guò)計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)阻尼器力矩而修正的計(jì)算的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩)大小相等但方向相反。然后，控制繼續(xù)進(jìn)行到操作78。

如操作78處所示，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否仍在起動(dòng)。如果判斷是肯定的，即，發(fā)動(dòng)機(jī)仍在起動(dòng)，那么控制繼續(xù)進(jìn)行到塊80。

如塊80處所示，例如，如以上所討論的以及在式3-7中示出的，運(yùn)行模型狀態(tài)方程。然后，控制繼續(xù)進(jìn)行到塊68。因此，除非(以及直到)發(fā)動(dòng)機(jī)完成啟動(dòng)或停止事件(即，直到起動(dòng)完成)，否則繼續(xù)通過(guò)模型計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并且控制馬達(dá)16或發(fā)電機(jī)32以補(bǔ)償起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

回到操作78，如果判斷是否定的(即，發(fā)動(dòng)機(jī)不再起動(dòng))，那么控制繼續(xù)進(jìn)行到塊82并且算法結(jié)束。

可見(jiàn)，本公開(kāi)提供一種系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法用于補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)中的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)，從而減小噪聲、振動(dòng)和聲振粗糙度并且提高客戶滿意度。另外，通過(guò)實(shí)施具有有限數(shù)量的輸入的動(dòng)態(tài)模型，根據(jù)本公開(kāi)的系統(tǒng)可以以高響應(yīng)速率提供這些優(yōu)點(diǎn)。

在此公開(kāi)的處理、方法或算法可被傳送到處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī)，或者可通過(guò)所述處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，所述處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī)可包括任何現(xiàn)有的可編程電子控制單元或?qū)Ｓ秒娮涌刂茊卧ｎ愃频?，所述處理、方法或算法可以以多種形式被存儲(chǔ)為通過(guò)控制器或計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的數(shù)據(jù)和指令，其中，所述多種形式包括但不限于永久存儲(chǔ)在不可寫(xiě)的存儲(chǔ)介質(zhì)(諸如，rom裝置)中的信息以及可變地存儲(chǔ)在可寫(xiě)的存儲(chǔ)介質(zhì)(諸如，軟盤(pán)、磁數(shù)據(jù)帶存儲(chǔ)器、光學(xué)數(shù)據(jù)帶存儲(chǔ)器、cd、ram裝置以及其它磁介質(zhì)和光學(xué)介質(zhì))中的信息。所述處理、方法或算法也可被實(shí)現(xiàn)為軟件可執(zhí)行對(duì)象。可選地，可使用合適的硬件組件(諸如，專用集成電路(asic)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(fpga)、狀態(tài)機(jī)、控制器或任意其它硬件組件或裝置)或者硬件、軟件和固件組件的組合來(lái)整體或部分地實(shí)施所述處理、方法或算法。

如前所述，可將各種實(shí)施例的特征組合以形成本發(fā)明的可能未被明確描述或示出的進(jìn)一步的實(shí)施例。盡管針對(duì)一個(gè)或更多個(gè)期望特性，各種實(shí)施例可能已經(jīng)被描述為提供優(yōu)點(diǎn)或者優(yōu)于其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，根據(jù)特定的應(yīng)用和實(shí)施方式，一個(gè)或更多個(gè)特征或特性可被折衷以實(shí)現(xiàn)期望的整體系統(tǒng)屬性。這些屬性可包括但不限于成本、強(qiáng)度、耐用性、生命周期成本、市場(chǎng)性、外觀、包裝、尺寸、可維護(hù)性、重量、可制造性、易組裝性等。因此，被描述為在一個(gè)或更多個(gè)特性方面不如其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方式滿足期望的實(shí)施例并不在本公開(kāi)的范圍之外，并可被期望用于特定的應(yīng)用。

雖然上文描述了示例性實(shí)施例，但并非意味著這些實(shí)施例描述了權(quán)利要求書(shū)所包括的所有可能的形式。說(shuō)明書(shū)中使用的詞語(yǔ)為描述性詞語(yǔ)而非限制性詞語(yǔ)，并且應(yīng)理解的是，可在不脫離本公開(kāi)的精神和范圍的情況下做出各種改變。