專利名稱：混合動(dòng)力汽車扭矩監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合動(dòng)力汽車，尤其涉及混合動(dòng)力汽車的扭矩監(jiān)控。
背景技術(shù)：
將電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)合理地結(jié)合在一起的混合動(dòng)力汽車能夠?qū)崿F(xiàn)怠速停機(jī)、電機(jī)啟動(dòng)、智能充電、再生制動(dòng)、電機(jī)助力、電動(dòng)爬行等混和動(dòng)力功能，具有低油耗、續(xù)駛里程長(zhǎng)、技術(shù)成熟度高等優(yōu)點(diǎn)?；旌蟿?dòng)力汽車的動(dòng)力生成與傳輸通常由發(fā)動(dòng)機(jī)、混和動(dòng)力電機(jī)、高壓動(dòng)力電池、變速箱等一系列部件達(dá)成。借由這些部件之間的良好匹配和優(yōu)化控制，可在避免內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力和電動(dòng)力各自的不足的同時(shí)充分發(fā)揮它們的優(yōu)勢(shì)。發(fā)動(dòng)機(jī)和混合動(dòng)力電機(jī)是混合動(dòng)力汽車的兩個(gè)動(dòng)力源，而整車控制器(HCU)是整 車控制的核心。整車控制器主要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)(EMS)和電機(jī)控制器(MCU)進(jìn)行控制，另外還對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的高、低壓電管理及動(dòng)力系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷。作為發(fā)出扭矩請(qǐng)求指令的控制單元，整車控制器必須被保持在安全而可靠的工作狀態(tài)。所以有必要提供適當(dāng)?shù)目刂平Y(jié)構(gòu)以確保整車控制器發(fā)出的扭矩指令符合駕駛員的扭矩請(qǐng)求意圖的同時(shí)，亦能確保行車安全。現(xiàn)有技術(shù)中，常常是由整車控制器分別通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和電機(jī)控制器來監(jiān)測(cè)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際扭矩。如公開號(hào)為CN101066674A的我國專利，便公開了這樣的扭矩控制安全監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)及系統(tǒng)。但實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)一是結(jié)構(gòu)不清楚，再就是在某些情況下可能出現(xiàn)整車控制器無法通過電機(jī)控制器或發(fā)動(dòng)機(jī)控制器來監(jiān)控電機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的情況。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種混合動(dòng)力汽車扭矩監(jiān)控系統(tǒng)，可有效解決上述問題。本發(fā)明提供的混合動(dòng)力汽車扭矩監(jiān)控系統(tǒng)包括整車控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、以及電機(jī)控制器，所述整車控制器包括計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和電機(jī)扭矩并依據(jù)所計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩生成發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)、依據(jù)所計(jì)算的電機(jī)扭矩生成電機(jī)扭矩信號(hào)的整車扭矩處理模塊，所述整車控制器還包括扭矩安全計(jì)算模塊和扭矩比較模塊，所述整車扭矩安全計(jì)算模塊包括計(jì)算允許扭矩的扭矩請(qǐng)求處理單元、將所計(jì)算的允許扭矩分配給發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)并生成指示分配至發(fā)動(dòng)機(jī)的允許扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)的扭矩分配單元、以及對(duì)所分配的電機(jī)扭矩進(jìn)行仲裁并依據(jù)該仲裁生成指示分配至電機(jī)的允許扭矩的電機(jī)允許扭矩信號(hào)的扭矩仲裁單元，所述扭矩比較模塊包括將分配給發(fā)動(dòng)機(jī)的允許扭矩與整車扭矩處理模塊所計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩進(jìn)行比較的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元、以及將分配給電機(jī)的允許扭矩與整車扭矩處理模塊所計(jì)算的電機(jī)扭矩進(jìn)行比較的電機(jī)扭矩比較單元，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制器依據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元輸出的信號(hào)使發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的扭矩，所述電機(jī)控制器依據(jù)所述電機(jī)扭矩比較單元輸出的信號(hào)使電機(jī)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的扭矩。
優(yōu)選地，本發(fā)明提供的混合動(dòng)力汽車扭矩監(jiān)控系統(tǒng)中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元在分配給發(fā)動(dòng)機(jī)的允許扭矩與整車扭矩處理模塊所計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩之間的誤差超出第一范圍時(shí)，發(fā)出監(jiān)控故障信號(hào)。優(yōu)選地，本發(fā)明提供的混合動(dòng)力汽車扭矩監(jiān)控系統(tǒng)中，所述電機(jī)扭矩比較單元在分配給電機(jī)的允許扭矩與整車扭矩處理模塊所計(jì)算的電機(jī)扭矩之間的誤差超出第二范圍時(shí)，發(fā)出監(jiān)控故障信號(hào)。優(yōu)選地，本發(fā)明提供的混合動(dòng)力汽車扭矩監(jiān)控系統(tǒng)中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制器包括發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩監(jiān)控模塊，所述電機(jī)控制器包括電機(jī)扭矩監(jiān)控模塊，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩監(jiān)控模塊采集發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩，并將所采集的扭矩與發(fā)動(dòng)機(jī)比較單元輸出的扭矩信號(hào)所指示的扭矩進(jìn)行比較，以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩進(jìn)行監(jiān)控，所述電機(jī)扭矩監(jiān)控模塊采集電機(jī)實(shí)際扭矩，并將所采集的扭矩與所述電機(jī)比較單元所輸出的扭矩信號(hào)所指示的扭矩進(jìn)行比較，以對(duì)電機(jī)實(shí)際扭矩進(jìn)行監(jiān)控。
優(yōu)選地，本發(fā)明提供的混合動(dòng)力汽車扭矩監(jiān)控系統(tǒng)中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩監(jiān)控模塊在所采集的扭矩比所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元輸出的扭矩信號(hào)所指示的扭矩大第一預(yù)定數(shù)值時(shí)，發(fā)送使發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩降低的控制信號(hào)。優(yōu)選地，本發(fā)明提供的混合動(dòng)力汽車扭矩監(jiān)控系統(tǒng)中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩監(jiān)控模塊在所采集的扭矩比所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元輸出的扭矩信號(hào)所指示的扭矩大第一預(yù)定數(shù)值時(shí)，發(fā)送使發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩降為0的控制信號(hào)。優(yōu)選地，本發(fā)明提供的混合動(dòng)力汽車扭矩監(jiān)控系統(tǒng)中，所述電機(jī)扭矩監(jiān)控模塊在所采集的扭矩比所述電機(jī)扭矩比較單元輸出的扭矩信號(hào)所指示的允扭矩大第二預(yù)定數(shù)值時(shí)，發(fā)送使電機(jī)扭矩降低的控制信號(hào)。優(yōu)選地，本發(fā)明提供的混合動(dòng)力汽車扭矩監(jiān)控系統(tǒng)中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制器還包括發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩處理模塊和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩限制模塊，所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩處理模塊接收發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元輸出的扭矩信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行濾波，而發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩限制模塊以所接收的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元輸出的扭矩信號(hào)來限制濾波后的該信號(hào)，亦即，限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元輸出的扭矩信號(hào)經(jīng)過濾波以后的信號(hào)。優(yōu)選地，本發(fā)明提供的混合動(dòng)力汽車扭矩監(jiān)控系統(tǒng)中，所述電機(jī)為混動(dòng)電機(jī)。本發(fā)明提供的混合動(dòng)力汽車扭矩監(jiān)控系統(tǒng)，可更為有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的監(jiān)控，從而提供車輛的安全性。


圖I是本發(fā)明所述的混合動(dòng)力汽車的扭矩監(jiān)控系統(tǒng)的示例性結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖2是本發(fā)明所述的混合動(dòng)力汽車的示例性動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明。需要說明的是，以下實(shí)施方式僅為本發(fā)明的示例性說明，而非對(duì)其進(jìn)行限制。盡管參照以下的具體實(shí)施方式
及其示例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解在不脫離本發(fā)明精神的情況下，依然可對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或?qū)Σ糠旨夹g(shù)特征進(jìn)行等同替換，而上述修改及替換均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍中。圖I是本發(fā)明所述的混合動(dòng)力汽車的扭矩監(jiān)控系統(tǒng)示例性結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，所述系統(tǒng)包括整車控制器10，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器20及電機(jī)控制器30。整車控制器10包括整車扭矩處理模塊101、整車扭矩安全模塊和扭矩比較模塊。整車扭矩處理模塊包括扭矩請(qǐng)求處理單元1010、扭矩分配單元1011和扭矩仲裁單元1012 ;整車扭矩安全模塊包括扭矩請(qǐng)求處理單元1030、扭矩分配單元1031和扭矩仲裁單元1032。扭矩比較模塊包括發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元1113和電機(jī)扭矩比較單元1114。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器20包括發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩處理模塊201、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩限制模塊203及發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩監(jiān)控模塊205。電機(jī)控制器30包括電機(jī)扭矩限制模塊303及電機(jī)扭矩監(jiān)控模塊305，可選地，可包括電機(jī)扭矩處理模塊301。需要說明的是，整車扭矩處理模塊101、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩處理模塊201、電機(jī)扭矩處理模塊301 (如果有的話)、以及下文描述中將會(huì)提到的發(fā)動(dòng)機(jī)部件處理模塊和電機(jī)部件處理模塊也稱為扭矩功能層；整車扭矩安全模塊和扭矩比較模塊也稱為扭矩安全層；發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩限制模塊203和電機(jī)扭矩限制模塊303稱為扭矩限制層；而發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩監(jiān)控模塊205和電機(jī)扭矩監(jiān)控模塊 305可稱為扭矩監(jiān)控層。整車控制器10根據(jù)整車工況和來自駕駛員的需求發(fā)出扭矩信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器20及電機(jī)控制器30分別根據(jù)整車控制器10發(fā)送的扭矩信號(hào)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)實(shí)現(xiàn)期望的傳動(dòng)系統(tǒng)扭矩。整車控制器10的扭矩處理模塊101通過其扭矩請(qǐng)求處理單元1010接收扭矩請(qǐng)求信號(hào)，并對(duì)所接收的扭矩請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行處理，以計(jì)算動(dòng)力系統(tǒng)期望輸出的總扭矩。該扭矩請(qǐng)求信號(hào)可以是發(fā)動(dòng)機(jī)控制器20發(fā)送過來的加速踏板位置信號(hào)等，作為示例，該加速踏板信號(hào)可以由發(fā)動(dòng)機(jī)控制器20通過CAN總線傳輸給整車控制器10，而且在常規(guī)的CAN通信校驗(yàn)之外，該信號(hào)還可增加進(jìn)一步的校驗(yàn)信號(hào)，如Checksum校驗(yàn)，以確保信號(hào)傳輸?shù)恼_性。整車控制器10的扭矩請(qǐng)求處理單元1010根據(jù)加速踏板、制動(dòng)踏板、車速、轉(zhuǎn)速、檔位等信息計(jì)算所需要的總扭矩。整車控制器10的扭矩分配單元1011基于發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的效率，將所計(jì)算的總扭矩分配給發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)，以提高動(dòng)力系統(tǒng)的整體效率。簡(jiǎn)單地說，扭矩分配單元1011根據(jù)混動(dòng)系統(tǒng)模式，將動(dòng)力系統(tǒng)期望輸出的總扭矩合理地分配成給發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和電機(jī)的扭矩，并發(fā)送包含扭矩分配信息的信號(hào)。在本示例中，混動(dòng)系統(tǒng)模式可以包括關(guān)閉(OFF)、發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)、傳統(tǒng)車模式、怠速充電系統(tǒng)、智能充電、電機(jī)助力、回饋制動(dòng)等模式；相應(yīng)地，對(duì)不同的混動(dòng)系統(tǒng)模式，采用不同的扭矩分配方式，以將駕駛員的扭矩需求分配給發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)。根據(jù)本發(fā)明示例，基于扭矩分配單元1011對(duì)扭矩的分配，將指示向發(fā)動(dòng)機(jī)分配多少扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)輸送給發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元1113，將向電機(jī)分配多少扭矩的電機(jī)扭矩信號(hào)送入扭矩仲裁單元1012。需要說明的是，該示例只用于示意性地說明本發(fā)明的具體實(shí)施，并不就此限定發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)必需直接由扭矩分配單元1011發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元1113。整車控制器10的扭矩仲裁單元1012根據(jù)車輛的自動(dòng)起停、回饋制動(dòng)、高壓電池電量平衡等工況來仲裁電機(jī)扭矩，然后將合適的電機(jī)扭矩信號(hào)發(fā)送到電機(jī)扭矩比較單元1114。換言之，由于電機(jī)需要實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)、能量回饋、發(fā)動(dòng)機(jī)起停等多種功能，所以分配給電機(jī)的扭矩必需由扭矩仲裁單元1012對(duì)其進(jìn)行仲裁，然后按照仲裁結(jié)果生成相應(yīng)的電機(jī)扭矩信號(hào)，發(fā)送給電機(jī)。作為示例，扭矩仲裁單元1012從扭矩分配單元1011接收給電機(jī)的扭矩信號(hào)，并基于上文中提到的車輛的混動(dòng)系統(tǒng)模式，分別從多個(gè)計(jì)算所得的電機(jī)扭矩選擇合適的電機(jī)扭矩以生成電機(jī)扭矩信號(hào)，再將其發(fā)送給電機(jī)扭矩比較單元1114。簡(jiǎn)單地說，電機(jī)扭矩的具體計(jì)算因混動(dòng)模式的不同而有所不同，例如在智能充電模式下基于效率分配的方式來分配扭矩，在電機(jī)助力模式下基于電機(jī)提供正的驅(qū)動(dòng)扭矩來分配，在回饋制動(dòng)模式下基于電機(jī)提供負(fù)的驅(qū)動(dòng)扭矩來分配等。實(shí)際應(yīng)用中，扭矩仲裁單元1012中的部分功能塊，比如根據(jù)混動(dòng)系統(tǒng)模式從多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩中選擇合適的扭矩生成發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)并發(fā)送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的功能，也可以被集成在扭矩分配單元。根據(jù)本發(fā)明，安全層，亦即包括扭矩請(qǐng)求處理單元1030、扭矩分配單元1031和扭矩仲裁單元1032的扭矩安全模塊按照與控制層，亦即包括扭矩請(qǐng)求處理單元1010、扭矩分配單元1011和扭矩仲裁單元1012的整車處理模塊以同樣的方式來獲得發(fā)動(dòng)機(jī)允許扭矩和電機(jī)允許扭矩。在此，安全層所使用的信號(hào)以及獲得扭矩的方式與功能層所使用的信號(hào)及獲得扭矩的方式雖然相同，但優(yōu)選用于安全層的信號(hào)以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)器件獨(dú)立于功能層的存儲(chǔ)器件。安全層的扭矩分配單元1031所生成的發(fā)動(dòng)機(jī)允許扭矩信號(hào)送往發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元，所生成的電機(jī)允許扭矩信號(hào)送到扭矩仲裁單元1032。經(jīng)過扭矩仲裁單元1032 處理之后，所產(chǎn)生的電機(jī)允許扭矩信號(hào)被發(fā)送給電機(jī)扭矩比較單元1114。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元1113將整車扭矩安全模塊發(fā)送的發(fā)動(dòng)機(jī)允許扭矩與所接收的整車扭矩處理模塊所計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩進(jìn)行比較。如果兩者之間的差值在第一范圍內(nèi)，則將其中間較小的扭矩所涉及的扭矩信號(hào)輸送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制器20 ;如果兩者之間的差值不在第一范圍內(nèi)，則發(fā)送監(jiān)控故障信號(hào)，具體可以是觸發(fā)故障處理，關(guān)閉整車控制器與發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的通信，使得車輛進(jìn)入跛行模式。實(shí)際應(yīng)用中，該第一范圍以使整車扭矩安全模塊發(fā)送的發(fā)動(dòng)機(jī)允許扭矩與所接收的整車扭矩處理模塊所計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩之間隨存在差值，但還可保障車輛安全為宜即可。同樣地，電機(jī)機(jī)扭矩比較單元1114將整車扭矩安全模塊發(fā)送的電機(jī)允許扭矩與所接收的整車扭矩處理模塊所計(jì)算的電機(jī)扭矩進(jìn)行比較。如果兩者之間的差值在第二范圍內(nèi)，則將其中間較小的扭矩所涉及的扭矩信號(hào)輸送給電機(jī)控制器20 ;如果兩者之間的差值不在第二范圍內(nèi)，則發(fā)送監(jiān)控故障信號(hào)，具體可以是觸發(fā)故障處理，關(guān)閉整車控制器與電機(jī)控制器的通信，使得車輛進(jìn)入跛行模式。實(shí)際應(yīng)用中，該第二范圍以使整車扭矩安全模塊發(fā)送的發(fā)動(dòng)機(jī)允許扭矩與所接收的整車扭矩處理模塊所計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩之間隨存在差值，但還可保障車輛安全為宜即可。整車控制器10與發(fā)動(dòng)機(jī)控制器20和電機(jī)控制器30之間可以通過CAN總線通信。在整車控制器10和發(fā)動(dòng)機(jī)控制器20與電機(jī)控制器30之間傳送的信號(hào)可以是涉及加速踏板、制動(dòng)踏板、車速、轉(zhuǎn)速、檔位等信息的信號(hào)。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器20可通過CAN總線向整車控制器10發(fā)送包括油門踏板位置信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)指示扭矩、發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦扭矩、發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩、發(fā)動(dòng)機(jī)最小扭矩等信號(hào)；電機(jī)控制器30可以通過CAN總線向整車控制器10發(fā)送電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)實(shí)際扭矩、電機(jī)溫度等信號(hào)。上述信號(hào)中，油門踏板位置信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、以及發(fā)動(dòng)機(jī)最小扭矩將被用在如下文所述的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)允許請(qǐng)求信號(hào)的計(jì)算中，而油門踏板位置信號(hào)、電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)則被用在如下文所述的對(duì)電機(jī)允許請(qǐng)求信號(hào)的計(jì)算中；而其它信號(hào)也將根據(jù)需要用于整車控制器扭矩處理模塊101、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器扭矩處理單元201以及電機(jī)控制器扭矩處理單元301等對(duì)扭矩的計(jì)算。需要說明的是，根據(jù)本發(fā)明，基于通過皮帶連接的發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)之間存在固定的速比關(guān)系，是以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和電機(jī)轉(zhuǎn)速可以相互轉(zhuǎn)換，所以在本發(fā)明的一些示例中，以發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)替代電機(jī)信號(hào)來計(jì)算電機(jī)扭矩。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器20的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩處理模塊對(duì)所接收的由發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩單元1113發(fā)送的扭矩信號(hào)進(jìn)行駕駛性濾波，以避免在急踩油門和急松油門等情況下發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的急劇波動(dòng)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出更加平穩(wěn)。在發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩限制模塊203，以發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元1113所輸出的扭矩信號(hào)來限制經(jīng)過駕駛性濾波的該信號(hào)，具體地說，在未被濾波的由發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元1113所輸出的扭矩信號(hào)所指示的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩大于經(jīng)過濾波的該信號(hào)所指示的扭矩時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器20以經(jīng)過濾波的該信號(hào)來控制發(fā)動(dòng)機(jī)，使其以相應(yīng)的扭矩工作；反之，則以未濾波的該信號(hào)來作為控制發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩信號(hào)，在此“該信號(hào)”指的是發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元1113所輸出的信號(hào)。根據(jù)本實(shí)施例，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器20還包括部件處理模塊206，其接收發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩限制模塊203輸出的扭矩控制信號(hào)，并依據(jù)該信號(hào)控制相關(guān)部件，例如，控制車輛的節(jié)氣門、點(diǎn)火角和噴油量。此外，該部件處理模塊206還采集實(shí)際的進(jìn)氣 量、點(diǎn)火角等信息計(jì)算實(shí)際輸出的扭矩。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩監(jiān)控模塊205接收自發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元1113發(fā)送的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)，并將該扭矩信號(hào)所涉及的扭矩與發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際產(chǎn)生的扭矩進(jìn)行比較。在發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩大于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元1113發(fā)送的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)所指示的扭矩，并且發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩與該扭矩的差值達(dá)到第一預(yù)定數(shù)值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器20發(fā)出監(jiān)控故障信號(hào)，使得相關(guān)功能模塊或設(shè)備可進(jìn)行故障處理，也可提醒操作人員；優(yōu)選發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩與該扭矩的差值達(dá)到第一預(yù)定數(shù)值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器20發(fā)出故障信號(hào)，且發(fā)送使發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩降為0的控制信號(hào)給發(fā)動(dòng)機(jī)。實(shí)際應(yīng)用中，該第一預(yù)定數(shù)值以使實(shí)際扭矩在大于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元1113發(fā)送的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)所指示的扭矩時(shí)還可保障車輛安全即可。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器20產(chǎn)生扭矩監(jiān)控故障時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器20與整車控制器10的通信被中斷，使得汽車進(jìn)入跛行模式，亦即，整車控制器10不響應(yīng)加速踏板請(qǐng)求，發(fā)動(dòng)機(jī)維持高怠速轉(zhuǎn)動(dòng)，混合電機(jī)運(yùn)行在發(fā)電機(jī)模式。如在此所述的，根據(jù)本發(fā)明，整車控制器10生成扭矩指令，而發(fā)動(dòng)機(jī)控制器20的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩監(jiān)控模塊205對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際扭矩進(jìn)行監(jiān)控，不僅結(jié)構(gòu)清晰，而且在整車控制器10與發(fā)動(dòng)機(jī)控制器20之間出現(xiàn)通信故障時(shí)，依然可以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際扭矩的監(jiān)控。電機(jī)控制器30接收從電機(jī)扭矩比較單元1114發(fā)送的電機(jī)扭矩信號(hào)并將該扭矩信號(hào)所指示的扭矩與電機(jī)實(shí)際產(chǎn)生的扭矩進(jìn)行比較。電機(jī)扭矩處理模塊301對(duì)所接收的電機(jī)扭矩比較單元1114發(fā)送的電機(jī)扭矩信號(hào)進(jìn)行駕駛性濾波，以使電機(jī)的扭矩輸出更加平穩(wěn)；需要說明的是，當(dāng)汽車為弱混合動(dòng)力系統(tǒng)時(shí)，電機(jī)對(duì)駕駛性能的影響較小，可以取消駕駛性濾波，在這種情況下，電機(jī)扭矩比較單元1114發(fā)送的電機(jī)扭矩信號(hào)被直接送往電機(jī)控制器30的電機(jī)扭矩限制模塊303。在電機(jī)扭矩限制模塊303，利用所接收的電機(jī)扭矩比較單元1114發(fā)送的電機(jī)扭矩信號(hào)來限制經(jīng)過濾波的該信號(hào)，具體地說，在電機(jī)扭矩比較單元1114發(fā)送的電機(jī)扭矩信號(hào)所指示的電機(jī)扭矩大于經(jīng)過濾波的該信號(hào)所指示的扭矩的情況下，電機(jī)控制器30以經(jīng)過濾波的該信號(hào)來控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)際扭矩，反之則以未經(jīng)過濾波的該信號(hào)作為電機(jī)控制器30控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)際扭矩的信號(hào)。電機(jī)扭矩監(jiān)控模塊305采集電機(jī)的轉(zhuǎn)速、電流和母線電壓等信號(hào)，計(jì)算電機(jī)的實(shí)際輸出扭矩。扭矩監(jiān)控模塊305進(jìn)一步比較電機(jī)實(shí)際扭矩與電機(jī)扭矩比較單元1114所輸出的扭矩，并在實(shí)際扭矩大于電機(jī)扭矩比較單元1114所輸出的扭矩并且兩者的差值達(dá)到第二預(yù)定數(shù)值時(shí)，產(chǎn)生扭矩監(jiān)控故障信號(hào)，使得相關(guān)功能模塊或設(shè)備可進(jìn)行故障處理，也可提醒操作人員。實(shí)際應(yīng)用中，該第二預(yù)定數(shù)值以使實(shí)際扭矩在大于電機(jī)扭矩比較單元1114所輸出的扭矩信號(hào)所指示的扭矩時(shí)，還可保障車輛安全即可。如果電機(jī)控制器30產(chǎn)生扭矩監(jiān)控故障信號(hào)，則整車控制器10把發(fā)送給電機(jī)控制器30的扭矩信號(hào)所涉及的扭矩降為0，同時(shí)中斷與電機(jī)控制器的通信，關(guān)閉電機(jī)逆變器。電機(jī)控制器還包括部件處理模塊306，其從所述電機(jī)扭矩限制模塊303接收電機(jī)控制信號(hào)，以控制電機(jī)的電壓、電流、以及轉(zhuǎn)速等。如在此所述的，根據(jù)本發(fā)明，整車控制器10生成扭矩指令，而電機(jī)控制器30的電機(jī)扭矩監(jiān)控模塊305對(duì)電機(jī)的實(shí)際扭矩進(jìn)行監(jiān)控，不僅結(jié)構(gòu)清晰，而且在整車控制器10與電機(jī)控制器30之間出現(xiàn)通信故障時(shí)，依然可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)實(shí)際扭矩的監(jiān)控。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，混合動(dòng)力汽車的扭矩監(jiān)控系統(tǒng)還可以包括校驗(yàn)?zāi)K40。校驗(yàn)?zāi)K40可以被實(shí)現(xiàn)為第一模組，第二模組，和第三模組。第一模組獨(dú)立地檢測(cè)整車控制器中的存儲(chǔ)部件(未圖示)等，并在存儲(chǔ)部件出現(xiàn)故障時(shí)，使整車控制器重新啟動(dòng)；第二模組檢測(cè)電機(jī)控制器中的存儲(chǔ)部件(未圖示)等，并在存儲(chǔ)部件出現(xiàn)故障時(shí)，使電機(jī)控制器重新啟動(dòng)；第三模組則通過在整車控制器和電機(jī)控制器之間的問答式的校驗(yàn)，以校核整車控 制器和電機(jī)控制器中涉及計(jì)算的部分或部件。綜上所述，本發(fā)明所述的扭矩監(jiān)控系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)出現(xiàn)扭矩意外增大時(shí)，可以將其檢測(cè)出來并進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓收咸幚?，以保證整車的扭矩安全，進(jìn)而保證車輛及駕駛員的安全。而且根據(jù)本發(fā)明，整車控制器通過其扭矩處理模塊101和扭矩安全模塊以及扭矩比較模塊之間的相互配合，輸出扭矩信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和電機(jī)控制器則根據(jù)所接收到的扭矩信號(hào)分別實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的扭矩，并且分別對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的實(shí)際扭矩進(jìn)行監(jiān)控。由此可見，本發(fā)明所述的混合動(dòng)力汽車的扭矩監(jiān)控系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和電機(jī)控制器各自對(duì)其所控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)進(jìn)行扭矩監(jiān)控，不僅結(jié)構(gòu)清晰，而且也避免了現(xiàn)有技術(shù)中可能出現(xiàn)的如下問題由于整車控制器對(duì)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際扭矩進(jìn)行監(jiān)控，導(dǎo)致在整車控制器與電機(jī)控制器或發(fā)動(dòng)機(jī)控制器之間出現(xiàn)通信故障時(shí)，便無法與電機(jī)控制器或發(fā)動(dòng)機(jī)控制器通信，從而無法對(duì)電機(jī)控制器或發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的驅(qū)動(dòng)級(jí)進(jìn)行監(jiān)控。在本發(fā)明的所有示例中，術(shù)語“電機(jī)”指代的是混動(dòng)電機(jī)。術(shù)語“混動(dòng)電機(jī)”是指用于混合動(dòng)力汽車的電機(jī)，一般而言，其由高壓電池提供能量，而該混動(dòng)電機(jī)可以提供驅(qū)動(dòng)扭矩，也可用于發(fā)電，以實(shí)現(xiàn)例如發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起停功能、智能充電功能、電機(jī)輔助功能、電機(jī)回饋功能等混合動(dòng)力功能。此外，整車控制器、電機(jī)控制器以及發(fā)動(dòng)機(jī)控制可以被分別以硬件形式實(shí)現(xiàn)，也可以軟件方式實(shí)現(xiàn)在適當(dāng)?shù)挠布?，例如DSP處理器等，只需要其可以達(dá)成本發(fā)明所述功能即可。圖2為本發(fā)明所述的示例性動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意。該圖簡(jiǎn)單示意了以上所述的混合動(dòng)力汽車扭矩的監(jiān)控系統(tǒng)與汽車動(dòng)力系統(tǒng)之間的關(guān)系。如圖所示，電機(jī)4與發(fā)動(dòng)機(jī)I通過皮帶相連，電機(jī)和/或發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的動(dòng)力通過變速箱2和主減速器3輸入至車輪。電機(jī)4與電機(jī)逆變器5相連，且該兩者由電池6供電。根據(jù)本發(fā)明，如圖2所示，電機(jī)4與電機(jī)逆變器5，以及電機(jī)逆變器5與電池6之間分別通過高壓線路(HV high voltage)連接。電機(jī)逆變器5由電機(jī)控制器30控制，電池6由電池管理系統(tǒng)11控制。發(fā)動(dòng)機(jī)I則通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制器20控制。變速箱2由變速箱控制器8控制。示例地，整車控制器10與發(fā)動(dòng)機(jī)控制器20、變速箱控制器8、電機(jī)控制器30、以及電池管理系統(tǒng)11通過CAN總線60連接。整車控制器10通過CAN總線60自各控制器接收車輛狀態(tài)，并發(fā)送扭矩信號(hào)給發(fā)動(dòng)機(jī)控制器20和電機(jī)控制器30。整車控制器10根據(jù)加速踏板位置、制動(dòng)踏板位置、換檔桿位置等輸入信號(hào)，將駕駛需求最終轉(zhuǎn)化為對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)I和混動(dòng)電機(jī)4的扭矩請(qǐng)求。在發(fā)動(dòng)機(jī)I怠速時(shí)，BSG(Belt-driven Started Generator,啟動(dòng)發(fā)電一體電機(jī))電機(jī)發(fā)電，維持整車低壓用電平衡；在中小油門請(qǐng)求時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)I提供主要的驅(qū)動(dòng)扭矩，BSG電機(jī)用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)，提升系統(tǒng)效率；在大油門加速請(qǐng)求時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)I和BSG電機(jī)均提供驅(qū)動(dòng)扭矩；在松開油門時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)停止供油，BSG電機(jī)回收整車動(dòng)能給高壓電池充電。
如以上結(jié)合附圖所述地，通過本發(fā)明所述的扭矩監(jiān)控系統(tǒng)，可有效地對(duì)扭矩進(jìn)行監(jiān)控，從而保證了扭矩輸出的安全性。
權(quán)利要求
1.ー種混合動(dòng)カ汽車的扭矩監(jiān)控系統(tǒng)，包括整車控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、以及電機(jī)控制器，其特征在干，所述整車控制器包括計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和電機(jī)扭矩并依據(jù)所計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩生成發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)、依據(jù)所計(jì)算的電機(jī)扭矩生成電機(jī)扭矩信號(hào)的整車扭矩處理模塊，所述整車控制器還包括扭矩安全計(jì)算模塊和扭矩比較模塊，所述整車扭矩安全計(jì)算模塊包括計(jì)算允許扭矩的扭矩請(qǐng)求處理單元、將所計(jì)算的允許扭矩分配給發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)并生成指示分配至發(fā)動(dòng)機(jī)的允許扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)的扭矩分配単元、以及對(duì)所分配的電機(jī)扭矩進(jìn)行仲裁并依據(jù)該仲裁生成指示分配至電機(jī)的允許扭矩的電機(jī)允許扭矩信號(hào)的扭矩仲裁単元，所述扭矩比較模塊包括將分配給發(fā)動(dòng)機(jī)的允許扭矩與整車扭矩處理模塊所計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩進(jìn)行比較的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較単元、以及將分配給電機(jī)的允許扭矩與整車扭矩處理模塊所計(jì)算的電機(jī)扭矩進(jìn)行比較的電機(jī)扭矩比較單元，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制器依據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元輸出的信號(hào)使發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的扭矩，所述電機(jī)控制器依據(jù)所述電機(jī)扭矩比較單元輸出的信號(hào)使電機(jī)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的扭矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的扭矩監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元在分配給發(fā)動(dòng)機(jī)的允許扭矩與整車扭矩處理模塊所計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩之間的誤差超出第一范圍時(shí)，發(fā)出監(jiān)控故障信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的扭矩監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)扭矩比較單元在分配給電機(jī)的允許扭矩與整車扭矩處理模塊所計(jì)算的電機(jī)扭矩之間的誤差超出第二范圍時(shí)，發(fā)出監(jiān)控故障信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的扭矩監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制器包括發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩監(jiān)控模塊，所述電機(jī)控制器包括電機(jī)扭矩監(jiān)控模塊，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩監(jiān)控模塊采集發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩，并將所采集的扭矩與發(fā)動(dòng)機(jī)比較單元輸出的扭矩信號(hào)所指示的扭矩進(jìn)行比較，以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩進(jìn)行監(jiān)控，所述電機(jī)扭矩監(jiān)控模塊采集電機(jī)實(shí)際扭矩，并將所采集的扭矩與所述電機(jī)比較單元所輸出的扭矩信號(hào)所指示的扭矩進(jìn)行比較，以對(duì)電機(jī)實(shí)際扭矩進(jìn)行監(jiān)控。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的扭矩監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩監(jiān)控模塊在所采集的扭矩比所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元輸出的扭矩信號(hào)所指示的扭矩大第一預(yù)定數(shù)值時(shí)，發(fā)送使發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩降低的控制信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的扭矩監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩監(jiān)控模塊在所采集的扭矩比所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元輸出的扭矩信號(hào)所指示的扭矩大第一預(yù)定數(shù)值時(shí)，發(fā)送使發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩降為O的控制信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的扭矩監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)扭矩監(jiān)控模塊在所采集的扭矩比所述電機(jī)扭矩比較單元輸出的扭矩信號(hào)所指示的允扭矩大第二預(yù)定數(shù)值時(shí)，發(fā)送使電機(jī)扭矩降低的控制信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的扭矩監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在干，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制器還包括發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩處理模塊和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩限制模塊，所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩處理模塊接收發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元輸出的扭矩信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行濾波，而發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩限制模塊以所接收的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元輸出的扭矩信號(hào)來限制濾波后的該信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的扭矩監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)為混動(dòng)電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種混合動(dòng)力汽車扭矩監(jiān)控系統(tǒng)，該扭矩監(jiān)控系統(tǒng)包括整車控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、及電機(jī)控制器，所述整車控制器包括整車扭矩處理模塊、扭矩安全計(jì)算模塊和扭矩比較模塊，所述整車扭矩安全計(jì)算模塊包括扭矩請(qǐng)求處理單元、扭矩分配單元、以及對(duì)所分配的電機(jī)扭矩進(jìn)行仲裁并依據(jù)該仲裁生成指示分配至電機(jī)的允許扭矩的電機(jī)允許扭矩信號(hào)的扭矩仲裁單元，所述扭矩比較模塊包括將分配給發(fā)動(dòng)機(jī)的允許扭矩與整車扭矩處理模塊所計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩進(jìn)行比較的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩比較單元、以及將分配給電機(jī)的允許扭矩與整車扭矩處理模塊所計(jì)算的電機(jī)扭矩進(jìn)行比較的電機(jī)扭矩比較單元。本發(fā)明提供的扭矩監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)扭矩安全進(jìn)行有效監(jiān)控從而保證行車安全。
文檔編號(hào)G05B23/00GK102774374SQ20111012304
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者周宇星, 孔令安, 張鵬, 朱明 , 趙沂, 邱國茂 申請(qǐng)人:上海汽車集團(tuán)股份有限公司