[发明专利]混合动力系的控制系统结构

说明书

技术领域

本发明通常涉及车辆动力系统，尤其涉及用于车辆的混合动力系统的控制系统。

背景技术

公知的，各种混合动力系结构用于管理混合动力车辆中的各种原动机的输入和输出转矩，原动机最常见的是内燃机和电机。混合动力系统通常具有这样的特征，内燃机和一个或多个电机利用变速器装置向车辆传动系提供驱动转矩。

一种并联混合动力系结构包括双模式、复合-分离(split)，机电变速器，该变速器具有用于从动力源、例如内燃机接收驱动转矩的输入元件，以及用于将驱动转矩从变速器典型地传递至车辆传动系的输出元件。包括电动机/发电机的第一和第二电机向变速器提供驱动转矩，并且可操作地连接至能量存储装置，该能量存储装置用于在存储装置与第一和第二电动机/发电机之间交换电能。

混合动力系统和车辆的各种部件及系统的操作典型地需要使用一个或多个电子控制器的控制系统。控制器用于控制车辆的各个方面。车辆系统需要实时控制(ongoing control)以满足操作者对操作性和燃油经济性的需求，满足与混合动力系统相关的系统需求(包括能量存储装置的充电与放电)，提供附件能力和需求，以及满足用于排放和耐久性的指令要求。

对用于混合动力系统的控制系统的结构进行决策的设计者必须平衡多个有竞争性的需求，包括提供足够的计算能力以便能及时且有效利用成本地完成各种车辆，动力系和子系统的管理任务。其他问题包括使满足质量，可靠性和耐久性目标的控制系统能够服从电磁干涉要求，并且可打包在车辆中。当使用多个控制器时，控制器之间的通讯可能受到局域网的可利用性与带宽的限制。还需要具有一种控制系统结构，其具有一定程度的可重复利用性，因此能够以最小限度的再设计移动到多个车辆平台和系统上。进一步需要具有一种控制系统，其在系统寿命周期过程中可以较容易的扩展，以便具有新的特征和能力。还需要一种控制系统，其较容易与外部系统通讯，以便完成如系统校准、编程以及诊断这样的任务。

因此，需要优化的用于混合动力系统的控制系统，该控制系统可有效地利用车载计算资源以满足上述需求。

发明内容

因此本发明的目标在于提供一种混合动力系控制系统，其满足以上提出的所关系的内容。

本发明的一方面包括用于动力系统的方法和控制装置，该动力系统包括内燃机和一对电机，每个均可操作地连接至双模式、复合-分离、机电变速器。控制装置包括第一控制装置，该第一控制装置包括系统控制器以及第一和第二电机控制处理器。系统控制器可操作以经由第一高速通讯总线、第二高速通讯总线、以及第一和第二串行外围接口总线与第一和第二电机控制处理器相通讯。第一和第二电机控制处理器可操作以基于来自系统控制器的输入，来控制该对电机和电能存储装置之间的电力流。第一和第二电机控制处理器每个均包括功率逆变器模块。

本发明进一步包括可操作以控制内燃机的第二控制装置，该第二控制装置可操作以执行来自系统控制器的命令，以控制内燃机，优选地控制内燃机的转矩输出。内燃机优选地具有曲轴位置传感器，该传感器利用专用线缆信号地连接至第二控制装置的专用输入和第一控制装置的系统控制器的专用输入。

本发明的另一方面包括双模式、复合-分离、机电变速器，该变速器具有电动辅助液压泵，其中，系统控制器可操作以使用直接连接至电动辅助液压泵的专用电缆线对其进行控制。

本发明的另一方面包括可操作以控制双模式、复合-分离、机电变速器的多个转矩传递离合器的致动的第三控制装置。

本发明的进一方面包括系统控制器可操作以经由第一高速通讯总线与第二和第三控制装置相通讯。系统控制器可操作以进一步经由第一高速通讯总线与用户界面装置相通讯。系统控制器优选地可操作以确定内燃机的指令转矩输出、每个电机的指令转矩输出、以及变速器的多个转矩传递离合器的指令转矩。每个指令转矩均基于操作者的输入，该输入可通过用户界面读出。

本发明的进一方面包括可操作以控制附件电力的第四控制装置。

本发明的另一方面包括系统控制器可操作以经由高速通讯总线与第二、第三、以及第四控制装置相通讯。

本发明的另一方面包括系统控制器可操作以使用第一和第二串行外围接口总线直接与第一和第二电机控制处理器相通讯，以直接实现与第一和第二电机控制处理器的串行通讯。

本发明的另一方面包括第一高速通讯总线方便于构成混合动力系统局域网的装置之间的通讯。

本发明的另一方面包括第二高速通讯总线方便于构成车辆局域网的装置之间的通讯。