控制多模式變速器的高壓電氣系統(tǒng)的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及控制多模式變速器的高壓電氣系統(tǒng)的方法和設(shè)備。動力系統(tǒng)的多模式變速器包括高壓電氣系統(tǒng)，其具有高壓電池和聯(lián)接到功率逆變器的高壓電氣總線，功率逆變器電聯(lián)接到扭矩機(jī)器，扭矩機(jī)器配置成將電功率轉(zhuǎn)換成扭矩?？刂贫嗄Ｊ阶兯倨鞯姆椒òūO(jiān)控高壓電氣總線上的電壓和電流，基于扭矩機(jī)器的總馬達(dá)扭矩電功率估計高壓電氣總線的電功率限制，其包括約束的電池功率命令。扭矩機(jī)器的扭矩命令響應(yīng)于高壓電氣總線的估計的電功率限制被約束。多模式變速器的扭矩機(jī)器的操作響應(yīng)于扭矩機(jī)器的扭矩命令被控制。
【專利說明】控制多模式變速器的高壓電氣系統(tǒng)的方法和設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采用扭矩變速器裝置的動力系統(tǒng)，以及與其相關(guān)的動態(tài)系統(tǒng)控制。
【背景技術(shù)】
[0002]本部分的敘述僅提供涉及本發(fā)明的背景信息。因此，這類敘述將不構(gòu)成對現(xiàn)有技術(shù)的確認(rèn)。
[0003]已知的動力系統(tǒng)被配置為通過變速器裝置將來自扭矩產(chǎn)生裝置的扭矩傳遞至聯(lián)接到傳動系統(tǒng)的輸出構(gòu)件。一些動力系統(tǒng)可以被配置為通過多模式變速器裝置將源自多個扭矩產(chǎn)生裝置的扭矩傳遞至聯(lián)接到傳動系統(tǒng)的輸出構(gòu)件。這類動力系統(tǒng)包括混合動力系統(tǒng)和增程式電動車系統(tǒng)。用于操作這類動力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)在考慮燃料經(jīng)濟(jì)性、排放物、駕駛性能和其它因素的情況下響應(yīng)于操作者命令的輸出扭矩請求來控制扭矩產(chǎn)生裝置并且應(yīng)用變速器中的所選扭矩傳遞元件以便傳遞扭矩。示例性扭矩產(chǎn)生裝置包括內(nèi)燃發(fā)動機(jī)和非燃燒扭矩機(jī)器。非燃燒扭矩機(jī)器可以包括可作為電動機(jī)或發(fā)電機(jī)進(jìn)行操作以便結(jié)合于或獨(dú)立于來自內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的扭矩輸入而產(chǎn)生輸入到變速器的扭矩輸入的電機(jī)。扭矩機(jī)器可以將通過車輛傳動系統(tǒng)傳遞的動能轉(zhuǎn)化為電能，該電能可在所謂的再生操作中存儲在電能存儲裝置中?？刂葡到y(tǒng)監(jiān)控來自車輛和操作者的輸入，并且提供對動力系的操作控制，包括控制發(fā)動機(jī)打開/關(guān)閉狀態(tài)，控制變速器操作狀態(tài)，控制扭矩產(chǎn)生裝置以及調(diào)節(jié)電能存儲裝置和電機(jī)之間的電功率流，以管理變速器操作，包括扭矩和轉(zhuǎn)速。
[0004]動力系統(tǒng)的控制包括以避免電功率流過量的方式控制(包括來自電能存儲裝置的電流或電壓)，從而防止會減少使用壽命的操作。已知的電功率控制系統(tǒng)采用反饋機(jī)制來響應(yīng)和控制操作以最小化進(jìn)行的操作期間的過量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]動力系統(tǒng)的多模式變速器包括高壓電氣系統(tǒng)，其具有高壓電池和聯(lián)接到功率逆變器的高壓電氣總線，功率逆變器電聯(lián)接到扭矩機(jī)器，扭矩機(jī)器配置成將電功率轉(zhuǎn)換成扭矩?？刂贫嗄Ｊ阶兯倨鞯姆椒òūO(jiān)控高壓電氣總線上的電壓和電流，基于扭矩機(jī)器的總馬達(dá)扭矩電功率估計高壓電氣總線的電功率限制，其包括約束的電池功率命令。扭矩機(jī)器的扭矩命令響應(yīng)于高壓電氣總線的估計的電功率限制被約束。多模式變速器的扭矩機(jī)器的操作響應(yīng)于扭矩機(jī)器的扭矩命令被控制。
[0006]本發(fā)明還提供了以下方案:
1.一種用于控制多模式變速器的扭矩機(jī)器的方法，包括:
監(jiān)控高壓電氣總線上的電壓和電流，高壓電氣總線電聯(lián)接到功率逆變器，功率逆變器配置用于將電功率轉(zhuǎn)換到扭矩機(jī)器；
基于扭矩機(jī)器的總馬達(dá)扭矩電功率估計高壓電氣總線的電功率限制，其包括約束的電池功率命令；
確定用于扭矩機(jī)器的扭矩命令，其響應(yīng)于高壓電氣總線的估計的電功率限制被約束；和
響應(yīng)于扭矩命令控制多模式變速器的扭矩機(jī)器的操作。
[0007]2.根據(jù)方案I所述的方法，其特征在于，估計高壓電氣總線的電功率限制包括使用電功率模型執(zhí)行關(guān)于高壓電氣總線上的電壓和電流之一的局部展開以確定約束的電池功率命令。
[0008]3.根據(jù)方案2所述的方法，其特征在于，使用電功率模型執(zhí)行關(guān)于高壓電氣總線上的電壓和電流之一的局部展開以確定約束的電池功率命令包括采用關(guān)于高壓電氣總線上的電壓和電流之一的電功率模型的泰勒級數(shù)展開以確定約束的電池功率命令。
[0009]4.根據(jù)方案2所述的方法，其特征在于，其包括使用電功率模型執(zhí)行關(guān)于高壓電氣總線上的電壓和電流之一的局部展開以確定約束的電池功率命令，其避免電連接到高壓電氣總線的高壓電池的電池組電壓的過量。
[0010]5.根據(jù)方案3所述的方法，其特征在于，采用關(guān)于高壓電氣總線上的電壓的電功率模型的泰勒級數(shù)展開以確定約束的電池功率命令包括:
確定電池功率相對于電壓和電流的關(guān)系；和
執(zhí)行電池功率相對于電壓的關(guān)系的偏導(dǎo)數(shù)以確定約束的電池功率命令。
[0011]6.根據(jù)方案5所述的方法，其特征在于，約束的電池功率命令包括在放電事件期間在操作時的電壓限制的最大命令的電池功率。
[0012]7.根據(jù)方案5所述的方法，其特征在于，約束的電池功率命令包括在充電事件期間在操作時的電壓限制的最小命令的電池功率。
[0013]8.根據(jù)方案3所述的方法，其特征在于，采用關(guān)于高壓電氣總線上的電流的電功率模型的泰勒級數(shù)展開以確定約束的電池功率命令包括:
確定電池功率相對于電壓和電流的關(guān)系；和
執(zhí)行電池功率相對于電流的關(guān)系的偏導(dǎo)數(shù)以確定約束的電池功率命令。
[0014]9.根據(jù)方案8所述的方法，其特征在于，約束的電池功率命令包括在放電事件期間在操作時的電流限制的最大命令的電池功率。
[0015]10.根據(jù)方案8所述的方法，其特征在于，約束的電池功率命令包括在充電事件期間在操作時的電流限制的最小命令的電池功率。
[0016]11.根據(jù)方案I所述的方法，其特征在于，其還包括確定高壓電池的電池組電壓，所述電池組電壓對應(yīng)于高壓電池的電池功率要求。
[0017]12.根據(jù)方案I所述的方法，其特征在于，其還包括基于約束的扭矩要求確定電聯(lián)接到高壓電氣總線的高壓電池的電池功率要求。
[0018]13.一種用于控制多模式變速器的扭矩機(jī)器的方法，所述扭矩機(jī)器通過功率逆變器電聯(lián)接到高壓電氣總線，所述方法包括:
基于扭矩機(jī)器的總馬達(dá)扭矩電功率估計高壓電氣總線的電功率限制，其包括約束的電池功率命令；
確定用于扭矩機(jī)器的扭矩命令，其響應(yīng)于高壓電氣總線的估計的電功率限制被約束； 基于約束的扭矩要求確定電聯(lián)接到高壓電氣總線的高壓電池的電池功率要求；
確定高壓電池的電池組電壓，所述電池組電壓對應(yīng)于高壓電池的電池功率要求；和 響應(yīng)于扭矩機(jī)器的扭矩命令控制多模式變速器的扭矩機(jī)器的操作。[0019]14.根據(jù)方案13所述的方法，其特征在于，估計高壓電氣總線的電功率限制包括采用關(guān)于高壓電氣總線上的電壓和電流之一的電功率模型的泰勒級數(shù)展開以確定約束的電池功率命令。
[0020]15.根據(jù)方案14所述的方法，其特征在于，采用關(guān)于高壓電氣總線上的電壓的電功率模型的泰勒級數(shù)展開以確定約束的電池功率命令包括:
確定電池功率相對于電壓和電流的關(guān)系；和
執(zhí)行電池功率相對于電壓的關(guān)系的偏導(dǎo)數(shù)以確定約束的電池功率命令。
[0021]16.根據(jù)方案15所述的方法，其特征在于，約束的電池功率命令包括在放電事件期間在操作時的電壓限制的最大命令的電池功率。
[0022]17.根據(jù)方案15所述的方法，其特征在于，約束的電池功率命令包括在充電事件期間在操作時的電壓限制的最小命令的電池功率。
[0023]18.根據(jù)方案14所述的方法，其特征在于，采用關(guān)于高壓電氣總線上的電流的電功率模型的泰勒級數(shù)展開以確定約束的電池功率命令包括:
確定電池功率相對于電壓和電流的關(guān)系；和
執(zhí)行電池功率相對于電流的關(guān)系的偏導(dǎo)數(shù)以確定約束的電池功率命令。
[0024]19.根據(jù)方案18所述的方法，其特征在于，約束的電池功率命令包括在放電事件期間在操作時的電流限制的最大命令的電池功率。
[0025]20.根據(jù)方案18所述的方法，其特征在于，約束的電池功率命令包括在充電事件期間在操作時的電流限制的最小命令的電池功率。
[0026]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]現(xiàn)在將參照附圖通過舉例方式描述一個或多個實(shí)施例，在附圖中:
圖1圖示根據(jù)本發(fā)明的包括內(nèi)燃發(fā)動機(jī)、多模式變速器、高壓電氣系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和控制器的動力系統(tǒng)；
圖2圖示根據(jù)本發(fā)明的控制高壓電氣系統(tǒng)的控制方案，高壓電氣系統(tǒng)在多模式變速器的操作中使用，多模式變速器采用扭矩機(jī)器，扭矩機(jī)器將電功率轉(zhuǎn)換成扭矩；以及
圖3圖示根據(jù)本發(fā)明的電池功率和電池組電壓之間的關(guān)系，包括欠電壓限制和過電壓限制。
【具體實(shí)施方式】
[0028]現(xiàn)在將參照附圖，其中所示附圖僅是為了圖示特定的示例性實(shí)施例，而不是為了限制本發(fā)明，圖1描繪了非限制性的動力系統(tǒng)100，其包括內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(發(fā)動機(jī))12、多模式變速器(變速器)10、高壓電氣系統(tǒng)80、傳動系統(tǒng)90和控制器5。變速器10機(jī)械地聯(lián)接到發(fā)動機(jī)12以及分別的第一扭矩機(jī)器60和第二扭矩機(jī)器62，并且構(gòu)造成在發(fā)動機(jī)12、扭矩機(jī)器60,62和傳動系統(tǒng)90之間傳遞扭矩。如所不的，第一扭矩機(jī)器60和第二扭矩機(jī)器62是電動機(jī)/發(fā)電機(jī)。
[0029]高壓電氣系統(tǒng)80包括電能存儲裝置(ESD) 85，其通過高壓電氣總線84電聯(lián)接到變速器功率逆變器控制模塊(TPM) 82，并且配置有用于監(jiān)控電功率流的合適裝置，包括用于監(jiān)控電流和電壓的裝置和系統(tǒng)。ESD 85可以是任何合適的高壓電能存儲裝置，例如高壓電池，并且優(yōu)選地包括監(jiān)控系統(tǒng)，其提供供給到高壓電總線84的電功率的測量，包括電壓和電流。
[0030]發(fā)動機(jī)12可以是任意適合的燃燒裝置，并且包括在若干狀態(tài)選擇性地操作以經(jīng)由輸入構(gòu)件14將扭矩傳遞到變速器10的多缸內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，并且可以是火花點(diǎn)火或壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)。發(fā)動機(jī)12包括聯(lián)接到變速器10的輸入構(gòu)件14的曲軸。轉(zhuǎn)速傳感器11監(jiān)控曲軸角和輸入構(gòu)件14的轉(zhuǎn)速。由于在發(fā)動機(jī)12和變速器10之間的輸入構(gòu)件14上扭矩消耗部件(例如扭矩管理裝置)的布置，從發(fā)動機(jī)12輸出的動力(即轉(zhuǎn)速乘以發(fā)動機(jī)扭矩)可以不同于輸入到變速器10的輸入速度和輸入扭矩。發(fā)動機(jī)12構(gòu)造成響應(yīng)于操作條件在進(jìn)行的動力系操作期間執(zhí)行自動停止和自動起動操作。在如此裝配的發(fā)動機(jī)上，控制器5配置成控制發(fā)動機(jī)12的致動器以控制燃燒參數(shù)，包括控制進(jìn)氣質(zhì)量流量、火花點(diǎn)火正時、噴射的燃料質(zhì)量、燃料噴射正時、EGR閥位置，從而控制再循環(huán)排氣的流動、進(jìn)氣和/或排氣閥正時和的相位。因此，發(fā)動機(jī)速度可以通過控制燃燒參數(shù)控制，包括氣流扭矩和火花引起的扭矩。發(fā)動機(jī)速度也可通過分別控制第一扭矩機(jī)器60和第二扭矩機(jī)器62的馬達(dá)扭矩而在輸入構(gòu)件14處控制反應(yīng)扭矩而控制。
[0031]所示的變速器10是四模式復(fù)合分流機(jī)電變速器10，其包括三個行星齒輪組20、30和40，以及五個可接合扭矩傳遞裝置，即離合器Cl 52、C2 54、C3 56、C4 58和C5 50。構(gòu)思了變速器的其他實(shí)施例。變速器10分別聯(lián)接到第一扭矩機(jī)器60和第二扭矩機(jī)器62。變速器10構(gòu)造成響應(yīng)于輸出扭矩請求在發(fā)動機(jī)12，扭矩機(jī)器60、62和輸出構(gòu)件92之間傳遞扭矩。在一個實(shí)施例中，第一扭矩機(jī)器60和第二扭矩機(jī)器62是電動機(jī)/發(fā)動機(jī),其米用電能產(chǎn)生和反應(yīng)扭矩。行星齒輪組20包括太陽齒輪構(gòu)件22，齒圈構(gòu)件26，聯(lián)接到齒輪架構(gòu)件25的行星齒輪24。齒輪架構(gòu)件25可旋轉(zhuǎn)地支撐行星齒輪24，行星齒輪24設(shè)置成與太陽齒輪構(gòu)件22和齒圈構(gòu)件26成嚙合關(guān)系，并且聯(lián)接到可旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)件16。行星齒輪組30包括太陽齒輪構(gòu)件32，齒圈構(gòu)件36和聯(lián)接到齒輪架構(gòu)件35的行星齒輪34。行星齒輪34設(shè)置成與太陽齒輪構(gòu)件32和齒圈構(gòu)件36成嚙合關(guān)系。齒輪架構(gòu)件35聯(lián)接到可旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)件16。行星齒輪組40包括太陽齒輪構(gòu)件42，齒圈構(gòu)件46和聯(lián)接到齒輪架構(gòu)件45的行星齒輪44。如所示的，第一和第二組行星齒輪44聯(lián)接到齒輪架構(gòu)件45。因此，行星齒輪組40為復(fù)合的太陽齒輪構(gòu)件-小齒輪-小齒輪-齒圈構(gòu)件齒輪組。齒輪架構(gòu)件45可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接在離合器Cl 52和C2 54之間。太陽齒輪構(gòu)件42可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到可旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)件16。齒圈構(gòu)件46可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到輸出構(gòu)件92。
[0032]如在本文中使用的，離合器指的是可以響應(yīng)于控制信號有選擇地被應(yīng)用的扭矩傳遞裝置，并且可以是任意合適的裝置，包括例如單片或復(fù)合片離合器或組、單向離合器、帶式離合器。液壓回路72被配置為利用電動液壓泵70供應(yīng)的加壓液壓流體來控制每個離合器的離合器狀態(tài)，控制器5操作地控制電動液壓泵70。離合器C2 54和C4 58是液壓地應(yīng)用的旋轉(zhuǎn)摩擦離合器。離合器Cl 52、C3 56和C5 50是可液壓地控制的制動器裝置，其可以接地到變速箱55。在此實(shí)施例中，利用液壓控制回路72供應(yīng)的加壓液壓流體液壓地應(yīng)用離合器Cl 52、C2 54、C3 56和C4 58中的每個。液壓回路72被控制器5操作地控制來啟動或停用前述離合器，提供用于冷卻和潤滑變速器的元件的液壓流體，并且提供用于冷卻第一扭矩機(jī)器60和第二扭矩機(jī)器62的液壓流體。通過利用壓力傳感器進(jìn)行測量、通過利用車載例程或利用其它合適的方法進(jìn)行估計可確定液壓回路72中的液體壓力。
[0033]第一扭矩機(jī)器60和第二扭矩機(jī)器62是三相交流電動機(jī)/發(fā)電機(jī)，它們每個都包括定子，轉(zhuǎn)子以解析器。每個扭矩機(jī)器60，62的馬達(dá)定子被接地到變速器55的外部，并且包括定子芯，該定子芯具有從其延伸的卷繞電線圈。用于第一扭矩機(jī)器60的轉(zhuǎn)子被支撐在轂板齒輪(hub plate gear)上,其機(jī)械附接到聯(lián)接到第一行星齒輪組20的套筒軸18。用于第二扭矩機(jī)器62的轉(zhuǎn)子固定地附接到套筒軸轂19，其機(jī)械附接到第二行星齒輪30。解析器中的每個信號地且操作地連接到變速器功率逆變器控制模塊(ΤΡΠ082，并且每個解析器都感測和監(jiān)控解析器轉(zhuǎn)子相對于解析器定子的旋轉(zhuǎn)位置，由此監(jiān)控第一扭矩機(jī)器60和第二扭矩機(jī)器62中相應(yīng)的一個的旋轉(zhuǎn)位置。此外，從解析器輸出的信號可以用于確定第一扭矩機(jī)器60和第二扭矩機(jī)器62的轉(zhuǎn)速。
[0034]變速器10的輸出構(gòu)件92可旋轉(zhuǎn)地連接到傳動系統(tǒng)90，以向傳動系統(tǒng)90提供輸出動力，該輸出動力通過差速器傳動裝置或變速驅(qū)動橋或其他合適的裝置傳遞到多個車輪之一。由輸出轉(zhuǎn)速和輸出扭矩限定輸出構(gòu)件92處的輸出動力。變速器輸出速度傳感器93監(jiān)控輸出構(gòu)件92的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向。每個車輪優(yōu)選裝配有構(gòu)造用于監(jiān)控車輪速度以確定車輛速度以及用于制動控制、牽弓I力控制和車輪加速度管理的絕對和相對車輪速度的傳感器。
[0035]來自發(fā)動機(jī)12的輸入扭矩以及來自第一扭矩機(jī)器60和第二扭矩機(jī)器62的馬達(dá)扭矩由于燃料或存儲在電能存儲裝置(ESD) 85中的電勢的能量轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生。ESD 85經(jīng)由高壓電氣總線84高壓直流聯(lián)接到TPIM 82，高壓電氣總線優(yōu)選地包括觸頭開關(guān)，其允許或阻止ESD 85和TPM 82之間的電流流動。TPM 82優(yōu)選包括一對功率逆變器和相應(yīng)的電動機(jī)控制模塊，電動機(jī)控制模塊被配置為接收扭矩命令并根據(jù)其控制逆變器狀態(tài)，以便提供電動機(jī)驅(qū)動或再生功能以滿足電動機(jī)扭矩命令。功率逆變器包括補(bǔ)充的三相功率電子器件，并且每個包括多個絕緣柵雙極晶體管，所述絕緣柵雙極晶體管用于將來自ESD 85的直流功率變換為交流功率以便通過高頻切換為第一扭矩機(jī)器60和第二扭矩機(jī)器62中相應(yīng)的一個提供動力。絕緣柵雙極晶體管形成被配置為接收控制命令的開關(guān)模式電源。每個三相電機(jī)的每個相具有一對絕緣柵雙極晶體管?？刂平^緣柵雙極晶體管的狀態(tài)，以提供電動機(jī)驅(qū)動機(jī)械功率產(chǎn)生或電功率再生功能。三相逆變器經(jīng)由直流傳輸導(dǎo)體27接收或供應(yīng)直流電功率并且將其轉(zhuǎn)化為三相交流功率或從三相交流功率轉(zhuǎn)化為直流電功率，該三相交流功率分別經(jīng)由傳輸導(dǎo)體傳導(dǎo)到第一扭矩機(jī)器60和第二扭矩機(jī)器62或從第一扭矩機(jī)器60和第二扭矩機(jī)器62傳導(dǎo)出以便作為電動機(jī)或發(fā)電機(jī)操作。TPIM 82響應(yīng)于電動機(jī)扭矩命令通過功率逆變器和相應(yīng)的電動機(jī)控制模塊將電功率傳輸?shù)降谝慌ぞ貦C(jī)器60和第二扭矩機(jī)器62或從第一扭矩機(jī)器60和第二扭矩機(jī)器62傳輸電功率。電流在高壓電氣總線84上被傳送到ESD 84或從ESD 84傳送電流以充電和放電ESD 85。
[0036]控制器5經(jīng)由通信鏈路15信號地且操作地鏈接到動力系統(tǒng)中的各個致動器和傳感器，以監(jiān)控和控制動力系統(tǒng)的操作，包括合成信息和輸入以及執(zhí)行例程從而控制致動器以滿足與燃料經(jīng)濟(jì)性、排放物、性能、駕駛性能和硬件(包括ESD 85的電池以及第一扭矩機(jī)器60和第二扭矩機(jī)器62)保護(hù)相關(guān)的控制目標(biāo)?？刂破?是整體車輛控制架構(gòu)的子集，并且提供對動力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)的系統(tǒng)控制?？刂破?可以包括分布式控制模塊系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括單獨(dú)的控制模塊，包括監(jiān)督控制模塊、發(fā)動機(jī)控制模塊、變速器控制模塊、電池組控制模塊和TPIM 82。用戶界面13優(yōu)選地信號地連接到多個裝置，車輛操作者通過所述裝置指揮和命令動力系統(tǒng)進(jìn)行操作。所述裝置優(yōu)選包括加速器踏板112、操作者制動器踏板113、變速器換檔桿114 (PRNDL)和車輛速度巡航控制系統(tǒng)116。變速器換檔桿114可以具有離散數(shù)量的操作者可選擇位置，包括指示車輛的操作者意圖動作的方向，并且因此指示前進(jìn)或倒檔方向的輸出構(gòu)件92的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)方向。應(yīng)認(rèn)識到車輛可以仍在除了操作者意圖動作的指示方向以外的方向上運(yùn)動，因?yàn)檐囕v位置導(dǎo)致的回退，例如在山上。用戶界面13可以包括如圖所示的單個裝置，或者替代地可以包括與各個控制模塊直接連接的多個用戶接口裝置。
[0037]前述控制模塊經(jīng)由通信鏈路15與其它控制模塊、傳感器和致動器通信，從而實(shí)現(xiàn)不同控制模塊之間的結(jié)構(gòu)通信。具體的通信協(xié)議是專用的。通信鏈路15和合適的協(xié)議提供前述控制模塊和其它控制模塊之間的可靠的信息發(fā)送和多控制模塊交互，從而提供包括例如防抱死制動、牽引力控制和車輛穩(wěn)定等功能。可以使用多種通信總線，以提高通信速度和提供一定程度的信號冗余和完整性，包括直接鏈路和串行外圍接口(SPI)總線。還可以利用無線鏈路，例如短程無線電通信總線，來實(shí)現(xiàn)各個控制模塊之間的通信。也可以直接連接各個裝置。
[0038]控制模塊、模塊、控制系統(tǒng)、控制器、控制單元、處理器和類似術(shù)語意指下列各項中的一種或多種中的任一個或它們的組合:專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個或多個軟件或固件程序的中央處理單元(優(yōu)選是微處理器)以及相關(guān)存儲器和存儲設(shè)備(只讀、可編程只讀、隨機(jī)存取、硬盤驅(qū)動器等)、組合邏輯電路、輸入/輸出電路和裝置、合適的信號調(diào)節(jié)和緩沖電路和提供所述功能的其它組件。軟件、固件、程序、指令、例程、編碼、算法和類似用語意指包括校準(zhǔn)值和查詢表的任意控制器可執(zhí)行指令組?？刂颇K具有被執(zhí)行以提供所描述的功能的一組控制例程。例程被執(zhí)行(諸如被中央處理單元執(zhí)行)并且能夠監(jiān)控來自感測裝置和其它聯(lián)網(wǎng)控制模塊的輸入，并且執(zhí)行控制和診斷例程以控制致動器的操作。可以在發(fā)動機(jī)和車輛正在操作期間按固定間隔執(zhí)行例程，例如每3.125,6.25、12.5、25和100毫秒。或者，可以響應(yīng)于事件的發(fā)生來執(zhí)行例程。
[0039]動力系100配置成多個動力系狀態(tài)之一操作，包括變速器10的多個范圍和打開和關(guān)閉的發(fā)動機(jī)狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)時，其不被供給燃料，不點(diǎn)火并且不旋轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動機(jī)處于打開狀態(tài)時，其被供給燃料，點(diǎn)火并且旋轉(zhuǎn)。發(fā)動機(jī)還可以在燃料切斷模式操作，其中，其旋轉(zhuǎn)但不被供給燃料，不點(diǎn)火。通過有選擇地激活離合器Cl 150, C2 152, C3 154，C4 156和C5 158，變速器10被配置成工作在多個空檔(空檔)，固定檔位(檔位#)、可變模式(EVT模式#)、電動車輛(EV#)和過渡(EV過渡狀態(tài)#和偽檔位#)狀態(tài)。偽檔位狀態(tài)是可變模式狀態(tài)，其中，從變速器輸出的扭矩與來自發(fā)動機(jī)的輸入扭矩成正比，并且主要在EVT模式之間在換檔期間被采用。表I描述了多個動力系狀態(tài)，其包括變速器狀態(tài)和動力系100的實(shí)施例的發(fā)動機(jī)狀態(tài)。
[0040]表I
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制多模式變速器的扭矩機(jī)器的方法，包括: 監(jiān)控高壓電氣總線上的電壓和電流，高壓電氣總線電聯(lián)接到功率逆變器，功率逆變器配置用于將電功率轉(zhuǎn)換到扭矩機(jī)器； 基于扭矩機(jī)器的總馬達(dá)扭矩電功率估計高壓電氣總線的電功率限制，其包括約束的電池功率命令； 確定用于扭矩機(jī)器的扭矩命令，其響應(yīng)于高壓電氣總線的估計的電功率限制被約束；和 響應(yīng)于扭矩命令控制多模式變速器的扭矩機(jī)器的操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，估計高壓電氣總線的電功率限制包括使用電功率模型執(zhí)行關(guān)于高壓電氣總線上的電壓和電流之一的局部展開以確定約束的電池功率命令。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，使用電功率模型執(zhí)行關(guān)于高壓電氣總線上的電壓和電流之一的局部展開以確定約束的電池功率命令包括采用關(guān)于高壓電氣總線上的電壓和電流之一的電功率模型的泰勒級數(shù)展開以確定約束的電池功率命令。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，其包括使用電功率模型執(zhí)行關(guān)于高壓電氣總線上的電壓和電流之一的局部展開以確定約束的電池功率命令，其避免電連接到高壓電氣總線的高壓電池的電池組電壓的過量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，采用關(guān)于高壓電氣總線上的電壓的電功率模型的泰勒級數(shù)展開以確定約束的電池功率命令包括: 確定電池功率相對于電壓和電流的關(guān)系；和 執(zhí)行電池功率相對于電壓的關(guān)系的偏導(dǎo)數(shù)以確定約束的電池功率命令。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，約束的電池功率命令包括在放電事件期間在操作時的電壓限制的最大命令的電池功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，約束的電池功率命令包括在充電事件期間在操作時的電壓限制的最小命令的電池功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，采用關(guān)于高壓電氣總線上的電流的電功率模型的泰勒級數(shù)展開以確定約束的電池功率命令包括: 確定電池功率相對于電壓和電流的關(guān)系；和 執(zhí)行電池功率相對于電流的關(guān)系的偏導(dǎo)數(shù)以確定約束的電池功率命令。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，約束的電池功率命令包括在放電事件期間在操作時的電流限制的最大命令的電池功率。
10.一種用于控制多模式變速器的扭矩機(jī)器的方法，所述扭矩機(jī)器通過功率逆變器電聯(lián)接到高壓電氣總線，所述方法包括: 基于扭矩機(jī)器的總馬達(dá)扭矩電功率估計高壓電氣總線的電功率限制，其包括約束的電池功率命令； 確定用于扭矩機(jī)器的扭矩命令，其響應(yīng)于高壓電氣總線的估計的電功率限制被約束； 基于約束的扭矩要求確定電聯(lián)接到高壓電氣總線的高壓電池的電池功率要求； 確定高壓電池的電池組電壓，所述電池組電壓對應(yīng)于高壓電池的電池功率要求；和 響應(yīng)于扭矩機(jī)器的扭矩命令控制多模式變速器的扭矩機(jī)器的操作。
【文檔編號】B60W10/115GK103507811SQ201310235206
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月14日
【發(fā)明者】S.W.麥克格羅根, A.H.希普 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司