[發(fā)明專利]基于動力系MPC的線性化模型

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811094613.0
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109572665B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設計）人: M·李維斯茲;B·帕提帕提;D·貝爾納迪尼;A·貝伯拉德
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司
• 主分類號: B60W10/06
• 分類號: B60W10/06;B60W10/101;B60W30/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 林偉峰

提供了一種用于優(yōu)化燃料經(jīng)濟性的推進系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和方法，其使用模型預測控制系統(tǒng)來生成多組可能命令值并且基于加權(quán)值、多個預測值和多個請求值來確定每一組可能命令值的成本。確定具有最低成本的一組可能命令值。通過減去估計干擾來各自創(chuàng)建線性化車軸轉(zhuǎn)矩請求值和線性化車軸轉(zhuǎn)矩測量值。基于測量的發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩與測量的傳動比之間的關(guān)系的模型來確定干擾。線性化車軸轉(zhuǎn)矩測量值用于計算預測值，其用于確定成本。線性化車軸轉(zhuǎn)矩請求值也用于確定成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及一種用于具有發(fā)動機和變速器的機動車輛的推進系統(tǒng)的控制系統(tǒng)和方法，并且更具體地涉及一種使用多變量控制器的控制系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

機動車輛中的推進系統(tǒng)控制通常涉及讀取駕駛員和車輛輸入，諸如加速器踏板位置、車輛傳感器數(shù)據(jù)以及轉(zhuǎn)矩請求，并且將這些輸入傳送到發(fā)動機控制模塊(ECM)和變速器控制模塊(TCM)。ECM可以計算從駕駛員和車輛輸入請求的駕駛員車軸轉(zhuǎn)矩。然后可以將所請求的駕駛員車軸轉(zhuǎn)矩傳送到發(fā)動機和ECM。基于期望的駕駛員車軸轉(zhuǎn)矩控制發(fā)動機以產(chǎn)生實際車軸轉(zhuǎn)矩。同時，并且通常與計算期望的發(fā)動機和車軸轉(zhuǎn)矩的同時，根據(jù)期望的車軸轉(zhuǎn)矩和車速來計算期望的速度或齒輪比。然后將期望的變速器齒輪比或CVT滑輪比傳送到變速器。基于期望的齒輪比(或CVT滑輪比)來控制變速器以產(chǎn)生實際的齒輪比或滑輪比。實際車軸轉(zhuǎn)矩和實際齒輪比或滑輪比限定了機動車輛的操作條件。

雖然這種推進系統(tǒng)控制的系統(tǒng)對于其預期目的是有用的，但是本領(lǐng)域存在如下改進空間：尤其是在具有無級變速器的推進系統(tǒng)中，提供對車軸轉(zhuǎn)矩的動態(tài)控制以平衡駕駛性能、性能和燃料經(jīng)濟性。已經(jīng)開發(fā)了發(fā)動機控制系統(tǒng)來控制發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩以實現(xiàn)期望的轉(zhuǎn)矩。然而，傳統(tǒng)的發(fā)動機控制系統(tǒng)可能無法如期望的那樣精確地控制發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩。因此，已經(jīng)建立了模型預測控制系統(tǒng)以提供車軸轉(zhuǎn)矩和燃料經(jīng)濟性的更好優(yōu)化。然而，這些系統(tǒng)不能很好地適用于非線性元件，諸如車軸轉(zhuǎn)矩輸出是發(fā)動機轉(zhuǎn)矩乘以傳動比的函數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

提供了一種用于通過使用模型預測控制來控制車輛推進系統(tǒng)中的參數(shù)(諸如車輛加速度)同時優(yōu)化燃料經(jīng)濟性的方法和系統(tǒng)。基于發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩與傳動比之間的關(guān)系的模型來計算干擾。然后從在計算要應用的期望發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩和傳動比時所請求的車軸轉(zhuǎn)矩和測量的車軸轉(zhuǎn)矩中減去干擾。

在可以與本文公開的其它形式組合或分開的一種形式中，提供了一種用于控制機動車輛的推進系統(tǒng)的方法。該方法包括確定包括第一請求值的多個請求值并且確定包括第一測量值、第二測量值和第三測量值的多個測量值。該方法進一步包括基于第一和第二測量值之間的關(guān)系的模型來確定估計干擾。該方法包括從第一請求值中減去估計干擾以建立線性化請求值，并且從第三測量值中減去估計干擾以建立線性化測量值。該方法還包括部分地基于包括線性化測量值的多個測量值來確定多個預測值。該方法包括生成多組可能命令值，并且基于第一預定加權(quán)值、第二預定加權(quán)值、多個預測值以及包括線性化請求值的多個請求值來確定多組可能命令值中的每一組可能命令值的成本。該方法進一步包括確定多組可能命令值中的哪一組可能命令值具有最低成本，并且選擇具有最低成本的該組可能命令值來定義一組選定命令值。

在可以與本文公開的其它形式組合或分開的另一種形式中，提供了一種用于具有變速器和發(fā)動機的機動車輛的推進系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)具有許多模塊，其包括參考生成器。參考生成器被配置為生成包括第一請求值的多個請求值。線性化模塊被配置為基于第一測量值與第二測量值之間的關(guān)系的模型來生成估計干擾。控制系統(tǒng)被配置為從第一請求值中減去估計干擾以建立線性化請求值，并且控制系統(tǒng)被配置為從第三測量值中減去干擾以建立線性化測量值。預測模塊被配置為部分地基于第一測量值、第二測量值和線性化測量值來生成多個預測值。命令生成器模塊被配置為生成多組可能命令值。成本模塊被配置為基于第一預定加權(quán)值、第二預定加權(quán)值、多個預測值以及包括線性化請求值的多個請求值來確定多組可能命令值中的每一組可能命令值的成本。成本模塊進一步被配置為確定多組可能命令值中哪一組可能命令值具有最低成本。選擇模塊被配置為選擇具有最低成本的該組可能命令值以定義一組選定命令值。