專利名稱：用于在混合動力車輛中控制馬達扭矩的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及混合動力車輛領(lǐng)域，更具體地，涉及用于在混合動力車輛中控制馬達扭矩的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在許多汽車都是使用兩個或多個推進系統(tǒng)的混合動力車輛。例如，某些混合動力車輛(通常稱作輕度混合動力車輛)使用電動機和電池輔助內(nèi)燃發(fā)動機來操作車輛。其他混合動力車輛(通常稱作全混合動力車輛)具有分開的推進系統(tǒng)(即，電動機和電池推進系統(tǒng)和內(nèi)燃發(fā)動機推進系統(tǒng))，其能夠根據(jù)車輛操作情況相互輔助或相互獨立操作。其他混合動力車輛(通常稱作插電式混合動力車輛)主要使用電動機和電池推進系統(tǒng)來操作車輛，不過還具有備份內(nèi)燃發(fā)動機推進系統(tǒng)以在需要時使用。混合動力車輛的馬達扭矩典型地基于由車輛的電流傳感器提供的電回饋電流被控制。典型地，如果電流傳感器是不健康的或者如果不能確定電流傳感器是否健康，混合動力系統(tǒng)關(guān)閉。然而，例如，如果反饋電流典型地沿通信總線提供并且總線不健康，這種動作可能不會總是最佳的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)示例性實施例，提供了一種用于在混合動力車輛中控制馬達扭矩的方法，所述混合動力車輛具有馬達和通信總線。所述方法包括以下步驟如果所述通信總線是健康的，使用第一馬達扭矩容量控制所述馬達扭矩，以及如果所述通信總線是不健康的，使用第二馬達扭矩容量控制所述馬達扭矩。所述第一馬達扭矩容量具有第一絕對值。所述第二馬達扭矩容量具有第二絕對值，所述第二絕對值低于所述第一絕對值。根據(jù)另一示例性實施例，提供了一種用于在混合動力車輛中控制馬達扭矩的方法，所述混合動力車輛具有馬達和通信總線。所述方法包括以下步驟產(chǎn)生所述通信總線是否健康的總線確定；使用所述總線確定來確定馬達扭矩容量；以及使用所述馬達扭矩容量控制所述馬達扭矩。根據(jù)又一示例性實施例，提供了一種用于在混合動力車輛中控制馬達扭矩的系統(tǒng)，所述混合動力車輛具有馬達和通信總線。所述系統(tǒng)包括處理器和逆變器。處理器配置成聯(lián)接到所述通信總線并進一步配置成提供信號，其用于如果所述通信總線是健康的，使用第一馬達扭矩容量控制所述馬達的馬達扭矩，以及如果所述通信總線是不健康的，使用第二馬達扭矩容量控制所述馬達的馬達扭矩。所述第一馬達扭矩容量具有第一絕對值。所述第二馬達扭矩容量具有第二絕對值，所述第二絕對值低于所述第一絕對值。逆變器與所述處理器可操作地連通并且配置成根據(jù)由所述處理器提供的信號提供所述馬達扭矩。此外，方法和系統(tǒng)的其他所希望的特征和特性將從隨后結(jié)合


的詳細描述和所附權(quán)利要求，以及從前面的技術(shù)領(lǐng)域和背景技術(shù)中將變得顯而易見。本發(fā)明還提供了以下方案
1. 一種用于在混合動力車輛中控制馬達扭矩的方法，所述混合動力車輛具有馬達和通信總線，所述方法包括以下步驟
如果所述通信總線是健康的，使用第一馬達扭矩容量控制所述馬達扭矩，所述第一馬達扭矩容量具有第一絕對值；以及
如果所述通信總線是不健康的，使用第二馬達扭矩容量控制所述馬達扭矩，所述第二馬達扭矩容量具有第二絕對值，所述第二絕對值低于所述第一絕對值。2.如方案1所述的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟 確定所述混合動力車輛的操作模式；以及
使用所述操作模式確定所述第二馬達扭矩容量。3.如方案1所述的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟 測量所述馬達的速度；以及
使用所述速度確定所述第二馬達扭矩容量。4.如方案3所述的方法，其特征在于，僅當所述速度低于預(yù)定速度閾值時，所述第二絕對值低于所述第一絕對值。5.如方案3所述的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟 確定所述混合動力車輛的操作模式；
其中，確定所述第二馬達扭矩容量的步驟包括以下步驟使用所述速度，所述操作模式以及使所述速度，所述操作模式和所述第二馬達扭矩容量相關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)性確定所述第二馬達扭矩容量。6.如方案1所述的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟 從電流傳感器測量反饋電流；以及
使用所述反饋電流確定扭矩指令，用于在所述馬達扭矩的控制中使用。7.如方案6所述的方法，其特征在于， 所述扭矩指令具有第三絕對值；以及
使用所述第二馬達扭矩容量控制所述馬達扭矩的步驟包括以下步驟 如果所述通信總線不健康和所述第三絕對值高于所述第二絕對值，使用所述第二馬達扭矩容量控制所述馬達扭矩；以及
如果所述通信總線不健康和所述第三絕對值低于所述第二絕對值，使用所述扭矩指令控制所述馬達扭矩。8. 一種用于在混合動力車輛中控制馬達扭矩的方法，所述混合動力車輛具有馬達和通信總線，所述方法包括以下步驟
產(chǎn)生所述通信總線是否健康的總線確定； 使用所述總線確定來確定馬達扭矩容量；以及使用所述馬達扭矩容量控制所述馬達扭矩。9.如方案8所述的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟 測量所述馬達的速度；
其中，確定所述馬達扭矩容量的步驟包括以下步驟使用所述總線確定和所述速度來確定所述馬達扭矩容量。10.如方案9所述的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟確定所述混合動力車輛的操作模式；
其中，確定所述馬達扭矩容量的步驟包括以下步驟使用所述總線確定，所述速度，所述操作模式以及使所述速度，所述操作模式和所述馬達扭矩容量相關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)性確定所述馬達扭矩容量。11.如方案8所述的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟 確定所述混合動力車輛的操作模式；
其中，確定所述馬達扭矩容量的步驟包括以下步驟使用所述總線確定和所述操作模式來確定所述馬達扭矩容量。12.如方案8所述的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟 從電流傳感器測量反饋電流；以及
使用所述反饋電流確定扭矩指令。13.如方案12所述的方法，其特征在于， 所述馬達扭矩容量具有第一絕對值；
所述扭矩指令具有第二絕對值；以及
使用所述馬達扭矩容量控制所述馬達扭矩的步驟包括以下步驟 如果所述第二絕對值高于所述第一絕對值，使用所述馬達扭矩容量控制所述馬達扭矩；以及
如果所述第二絕對值低于所述第一絕對值，使用所述扭矩指令控制所述馬達扭矩。14. 一種用于在混合動力車輛中控制馬達扭矩的系統(tǒng)，所述混合動力車輛具有馬達和通信總線，所述系統(tǒng)包括
處理器，其配置成聯(lián)接到所述通信總線并提供信號，其用于
如果所述通信總線是健康的，使用第一馬達扭矩容量控制所述馬達的馬達扭矩，所述第一馬達扭矩容量具有第一絕對值；以及
如果所述通信總線是不健康的，使用第二馬達扭矩容量控制所述馬達的馬達扭矩，所述第二馬達扭矩容量具有第二絕對值，所述第二絕對值低于所述第一絕對值；以及
逆變器，其與所述處理器可操作地連通并且配置成根據(jù)由所述處理器提供的信號提供所述馬達扭矩。15.如方案14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器進一步配置成 確定所述混合動力車輛的操作模式；以及
使用所述操作模式確定所述第二馬達扭矩容量。16.如方案14所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括 傳感器，其配置成測量所述馬達的速度；
其中，所述處理器聯(lián)接到所述傳感器并進一步配置成使用所述速度來確定所述第二馬達扭矩容量。17.如方案16所述的系統(tǒng)，其特征在于，僅在所述速度低于預(yù)定速度閾值的情況下，所述第二絕對值低于所述第一絕對值。18.如方案16所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括以下步驟
存儲器，其配置成儲存使所述速度，所述混合動力車輛的操作模式和所述第二馬達扭矩容量相關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)性；其中，所述處理器聯(lián)接到所述存儲器并進一步配置成 確定所述混合動力車輛的操作模式；以及
使用所述速度，所述操作模式以及所述關(guān)聯(lián)性確定所述第二馬達扭矩容量。19.如方案14所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括 電流傳感器，其配置成提供反饋電流；
其中，所述處理器聯(lián)接到所述電流傳感器并進一步配置成使用所述反饋電流確定扭矩指令。20.如方案19所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述扭矩指令具有第三絕對值；以及
所述處理器進一步配置成
如果所述通信總線不健康和所述第三絕對值高于所述第二絕對值，使用所述第二馬達扭矩容量控制所述馬達扭矩；以及
如果所述通信總線不健康和所述第三絕對值低于所述第二絕對值，使用所述扭矩指令控制所述馬達扭矩。

本發(fā)明將在下文結(jié)合以下附圖描述，在附圖中，相同的附圖標記表示相同的元件， 并且其中
圖1是根據(jù)示例性實施例的用于控制混合動力車輛(例如汽車)的馬達扭矩和推進的示例性系統(tǒng)的框圖2是根據(jù)示例性實施例的控制混合動力車輛的馬達扭矩的過程流程圖，并且其能夠結(jié)合圖1的系統(tǒng)使用；
圖3是根據(jù)示例性實施例的圖2過程的子過程的流程圖，即用于確定馬達扭矩控制的扭矩容量的子過程；
圖4是根據(jù)示例性實施例的各種馬達扭矩容量的圖示，該馬達扭矩容量能夠結(jié)合圖2 的過程和圖3的子過程使用；以及
圖5是根據(jù)示例性實施例的圖2過程的子過程的流程圖，即用于執(zhí)行電流傳感器故障的診斷算法的子過程。
具體實施例方式以下詳細說明本質(zhì)上僅為示例性的且不旨在限制本發(fā)明或本發(fā)明的應(yīng)用和使用。圖1是根據(jù)示例性實施例的用于控制混合動力車輛的馬達扭矩和推進的示例性系統(tǒng)100的框圖。系統(tǒng)100根據(jù)通信總線112是否健康使用可變馬達扭矩容量來允許混合動力車輛的優(yōu)化馬達扭矩控制。系統(tǒng)100優(yōu)選地包括用于汽車的動力傳動系，例如轎車，運動型多功能車，廂式轎車或卡車。然而，這可以是變化的，例如其中系統(tǒng)100還可用于其他類型的混合動力車輛。如圖1所示，系統(tǒng)100包括電池單元102，配件功率模塊(APM)單元104，功率逆變器模塊(PIM)106，馬達控制處理器(MCP)108，電流傳感器109，電動機110，一個或多個馬達速度傳感器111和通信總線112 (參照上面)。電池單元102優(yōu)選地包括高壓(HV)電池組。 電池單元102提供高壓功率給APM單元104和PIM 106。電池單元102還包括處理器114， 其處理來自一個電流傳感器109 (A)的反饋電流并將來自其中的處理結(jié)果提供給MCP 108 以用于進一步的處理，如下所述。APM單元104是電流轉(zhuǎn)換器，并聯(lián)接在電池單元102和PIM 106之間。APM單元104 優(yōu)選地是直流(DC)到直流(DC)轉(zhuǎn)換器。APM單元104將從電池單元102接收的高壓功率轉(zhuǎn)換成來自其中的低壓功率(優(yōu)選地，具有12伏載荷)。APM單元104供給低壓功率到PIM 106。APM單元104的輸入和輸出二者都是直流(DC)。APM單元104還包括處理器116，其處理來自一個電流傳感器109 (B)的反饋電流并將來自其中的處理結(jié)果提供給MCP 108以用于進一步的處理，如下所述。PIM 106是逆變器，并聯(lián)接在電池單元102，APM單元104，MCP 108和電動機110之間。PIM 106和APM單元104優(yōu)選地并聯(lián)連接。因此，來自電池單元102的一部分高壓功率直接提供到APM單元104，而來自電池單元102的另一部分高壓功率直接提供到PIM 106。 PIM 106從電池單元102接收高壓功率并且從APM單元104接收低壓功率(優(yōu)選地，具有12 伏載荷)。PIM 106產(chǎn)生并提供電功率到電動機110。電功率110根據(jù)車輛操作狀態(tài)產(chǎn)生馬達驅(qū)動扭矩以輔助內(nèi)燃發(fā)動機，或者產(chǎn)生再生扭矩來使電池單元102充電。圖1示出了各種電流傳感器109。每個電流傳感器109包括電流傳感器。一個電流傳感器109 (A)聯(lián)接到電池單元102。電流傳感器109 (A)測量來自電池單元102的電流，并提供反饋電流到電池單元102的處理器114以用于處理。另外的電流傳感器109(B) 聯(lián)接到APM單元104。電流傳感器109 (B)測量來自APM單元104的電流并提供反饋電流到APM單元104的處理器116以用于處理。兩個另外的電流傳感器109 (C)和109 (D)聯(lián)接在PIM 106和MCP 108之間。電流傳感器109 (C)和109 (D)測量來自PIM 106的電流并提供反饋電流到MCP 108以用于處理。馬達速度傳感器111聯(lián)接在電動機110和MCP 108之間。馬達速度傳感器111測量電動機110的速度，并提供與其有關(guān)的信號和/或信息到MCP 108以用于處理。馬達速度傳感器111可包括單個馬達速度傳感器或任意數(shù)量的多馬達速度傳感器。MCP 108直接或間接聯(lián)接在通信總線112，各種電流傳感器109，一個或多個馬達速度傳感器111和PM 106之間。特別地，MCP 108經(jīng)由通信總線112聯(lián)接到電池單元102 的處理器114和APM單元104的處理器116，并分別關(guān)于電流傳感器109 (A)和109 (B)接收和處理從其提供的各種反饋電流結(jié)果。MCP 108還被聯(lián)接以直接從電流傳感器109 (C)和109 (D)接收反饋電流。MCP 108處理與其相關(guān)的各種反饋電流和/或結(jié)果，并確定電流傳感器109中是否有任何誤差或故障，例如一個或多個電流傳感器109是否是不健康的。如果電流傳感器109的相應(yīng)的電流值相互一致，那么電流傳感器109被確定為健康的，如下面結(jié)合進一步在下面結(jié)合圖5所述的性能診斷算法更詳細描述的。另外，MCP 108確定通信總線112是否是健康的。例如，如果MCP 108沿通信總線 112連續(xù)接收電流反饋結(jié)果和通信總線112在其他方面是健康的，通信總線112可被認為是健康的。相反地，如果MCP 108不沿通信總線112連續(xù)接收電流反饋結(jié)果，和/或如果有指示通信總線112不健康(即，指示通信總線112不是正常操作)的關(guān)于通信總線112檢測的一些其他異常，通信總線112可被認為不是健康的。通過舉例，通過檢查其消息滾動計數(shù)的更新和/或通過檢查其通信消息的檢查和，能夠監(jiān)控通信總線112的條件。MCP 108還被聯(lián)接以從馬達速度傳感器111直接接收與其相關(guān)電動機速度信號和信息。MCP 108處理馬達速度信息。MCP 108基于馬達速度，車輛操作模式(特別地，車輛是否處于扭矩輔助/馬達驅(qū)動模式或再生模式)，和通信總線112是否健康的確定(即，通信總線112是否正常操作)確定馬達扭矩容量或限度。MCP 108使用來自電流傳感器109的反饋電流，通信總線112是否健康的確定和馬達扭矩容量來確定系統(tǒng)100的最佳馬達扭矩。MCP基于最佳馬達扭矩控制和修改系統(tǒng)100 的馬達扭矩。特別地，MCP 108提供脈寬調(diào)制(PWM)信號PIM 106，其導(dǎo)致PIM 106提供最佳電功率到電動機110。從MCP 108提供到PIM 106的脈寬調(diào)制信號部分基于通信總線112是否健康的確定變化。如果通信總線112不健康，MCP 108利用提供到PIM 106的脈寬調(diào)制信號控制馬達扭矩，其反映了對應(yīng)于車輛操作的安全范圍的減小的馬達扭矩容量。MCP 108根據(jù)下面進一步結(jié)合圖2-5描述的過程200執(zhí)行這些步驟。MCP 108優(yōu)選地包括或聯(lián)接到存儲器113。存儲器113儲存關(guān)聯(lián)性(例如公式或查表)，該關(guān)聯(lián)性將電動機110的速度和系統(tǒng)100的操作模式(特別地，扭矩輔助/馬達驅(qū)動操作模式或再生操作模式)與輸入相關(guān)聯(lián)并將最佳馬達扭矩容量(其用作馬達扭矩的上限)與輸出相關(guān)聯(lián)。存儲器113能夠任何類型的適合存儲器，包括但不限于，各種類型的動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)，例如SDRAM，各種類型的靜態(tài)RAM (SRAM)和各種類型的非易失性存儲器(PROM，EPROM和閃存)。存儲器113可駐留和/或位于與MCP 108相同的芯片上和/或可為MCP 108的部件。替代地，存儲器113可以其他方式聯(lián)接到MCP 108。MCP 108優(yōu)選地執(zhí)行系統(tǒng)100的計算和控制功能，并且可包括任何類型的處理器或多處理器，單片集成電路(例如微處理器)，或者協(xié)作工作的任何適合數(shù)量的集成電路裝置和/或電路板以完成處理單元的功能。在操作期間，MCP 108在系統(tǒng)100的控制操作中可執(zhí)行存儲器(未描述)內(nèi)包含的一個或多個程序，優(yōu)選地在如圖2-5所示且結(jié)合其在下面進一步描述的過程200和各種子過程的各種步驟的執(zhí)行中。電動機110聯(lián)接到PIM 106，并使用從PIM 106接收的功率。電動機110還優(yōu)選地聯(lián)接到發(fā)動機并為發(fā)動機提供功率或聯(lián)接到車輛變速器(未描述)。特別地，在系統(tǒng)100的扭矩輔助或馬達驅(qū)動操作期間，電動機110提供輔助扭矩到發(fā)動機和變速器。另外，在系統(tǒng) 100的再生操作期間，電動機110產(chǎn)生再生扭矩并提供再生扭矩到變速器。在所示實施例中，通信總線112聯(lián)接到電池單元102 (特別地，聯(lián)接到其處理器 114)，APM單元104 (特別地，聯(lián)接到其處理器116)和MCP 108。通信總線112促進從APM 單元104的電池單元102和處理器116的處理器114將其上的電回饋電流結(jié)果傳遞到MCP 108。通信總線112優(yōu)選地包括CAN總線。然而，將認識到的是，通信總線112可包括各種其他類型的通信總線，通信連接和/或其他通信裝置和/或系統(tǒng)。類似地將認識到的是，除了圖1所示的單元和處理器或與其獨立，通信總線112能夠類似地聯(lián)接到車輛(未描述)中的任何其他單元/處理器。圖2是根據(jù)示例性實施例的控制混合動力車輛的馬達扭矩的過程200的流程圖。 過程200允許優(yōu)化的馬達扭矩控制，其考慮通信總線離線或以其他方式不健康的情況。特別地，當通信總線不健康時，過程200使用減小的馬達扭矩容量控制或修改馬達扭矩。在由 PIM 106經(jīng)由從MCP 108提供到PIM 106的脈寬調(diào)制信號提供到電動機110的馬達扭矩的控制中，過程200能夠結(jié)合圖1的系統(tǒng)100使用。過程200開始于初始馬達扭矩容量的確定(步驟201)。圖3示出了根據(jù)示例性實施例的步驟201的示例性實施例。馬達速度被測量(步驟302)。馬達速度優(yōu)選地由關(guān)于圖 1的電動機110的圖1的一個或多個馬達速度傳感器111測量，并且其信號表示被提供到圖 1 的 MCP 108。另外，操作模式被確定(步驟304)。特別地，確定圖1的系統(tǒng)100是扭矩輔助/馬達驅(qū)動操作模式(其中，扭矩被系統(tǒng)100提供以推進車輛)或再生操作模式(其中，再生能量由系統(tǒng)100產(chǎn)生或捕獲)。該確定優(yōu)選地由圖1的MCP 108進行。關(guān)聯(lián)性被檢索(步驟306)。關(guān)聯(lián)性將馬達速度和操作模式與最佳馬達扭矩容量相關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)性可包括公式，查表和/或一個或多個其他類型的關(guān)聯(lián)性，其將馬達速度和操作模式作為輸入關(guān)聯(lián)到作為輸出的最佳馬達扭矩。關(guān)聯(lián)性優(yōu)選地由圖1的MCP 108從圖1的存儲器113檢索，該存儲器113駐留和/或共同定位在與MCP 108相同的芯片上和/或該存儲器113以其他方式聯(lián)接到MCP 108。初始馬達扭矩容量然后被計算或確定(步驟308)。初始馬達扭矩容量優(yōu)選地由圖 1的MCP 108使用步驟302的馬達速度，步驟304的操作模式和步驟306的關(guān)聯(lián)性計算或確定。圖4根據(jù)示例性實施例提供扭矩容量計算或確定的圖示。圖4示出了(i)用于在圖1的通信總線112是健康的和系統(tǒng)100處于扭矩輔助或馬達驅(qū)動操作模式時使用的全馬達驅(qū)動扭矩容量402 (圖4中以扭矩MaxM。t表示);(ii)用于在圖1的通信總線112是健康的和系統(tǒng)100處于再生操作模式時使用的全再生容量404 (圖4中以扭表示);(iii) 用于在圖1的通信總線112是健康的和系統(tǒng)100處于扭矩輔助或馬達驅(qū)動操作模式時使用的減小的馬達驅(qū)動容量406 (圖4中以扭矩MaxM。t，fflN表示)；和(iv)用于在圖1的通信總線 112不健康和系統(tǒng)100處于再生操作模式時使用的減小的再生扭矩容量408 (圖4中以扭矩表示)。減小的馬達驅(qū)動扭矩容量406和減小的再生扭矩容量408表示安全范圍，其中系統(tǒng)100提供需要的馬達扭矩或功率以操作車輛，而且保持在操作的安全范圍內(nèi)而不操作通信總線(馬達扭矩在通信總線上不太可能導(dǎo)致對任何車輛系統(tǒng)或部件的任何損壞)。在一個示例性實施例中，一個安全范圍是使得值低于安全范圍可導(dǎo)致不想要的車輛加速的值范圍，另一個安全范圍是使得值低于安全范圍可導(dǎo)致對部件和/或系統(tǒng)的損壞的值范圍。在一個這種實施例中，最終安全范圍表示避免不想要的車輛加速和對部件和/或系統(tǒng)的損壞的這種多個范圍中的最小值。如圖4所示，全馬達驅(qū)動扭矩容量402，全再生扭矩容量404，減小的馬達驅(qū)動扭矩容量406和減小的再生扭矩容量408的每個具有在低馬達速度的低于相應(yīng)預(yù)定速度閾值的相應(yīng)定值。特別地，(i)當速度低于第一預(yù)定速度閾值時，全馬達驅(qū)動扭矩容量402優(yōu)選地等于第一定值；(ii)當速度低于第二預(yù)定速度閾值時，全再生扭矩容量404優(yōu)選地等于第二定值；(iii)當速度低于第三預(yù)定速度閾值時，減小的馬達驅(qū)動扭矩容量406優(yōu)選地等于第三定值；和(iv)當速度低于第四預(yù)定速度閾值時，減小的馬達驅(qū)動扭矩容量406優(yōu)選地等于第三定值。
第一定值的絕對值(對應(yīng)于全馬達驅(qū)動扭矩容量402)和第二定值的絕對值(對應(yīng)于全再生扭矩容量404)優(yōu)選地至少基本上彼此相等。第一定值可等于正70牛頓·米 (+70Nm)，第二定值可等于負70牛頓·米(-70Nm)。然而，這是可變化的。第三定值的絕對值(對應(yīng)于減小的馬達驅(qū)動扭矩容量406)和第四定值的絕對值 (減小的再生扭矩容量408)優(yōu)選地至少基本上彼此相等，并且其均優(yōu)選地低于第一和第二定值的絕對值。第三定值可等于正30牛頓·米(+30Nm)，第四定值可等于負30牛頓·米 (-30Nm)。然而，這是可變化的。第二預(yù)定速度閾值(對應(yīng)于全再生扭矩容量404)優(yōu)選地高于第一預(yù)定速度(對應(yīng)于全馬達驅(qū)動扭矩容量402)。第三預(yù)定速度閾值(對應(yīng)于減小的馬達驅(qū)動扭矩容量406)優(yōu)選地低于第四預(yù)定速度閾值(對應(yīng)于減小的再生扭矩容量408)，第三和第四預(yù)定速度閾值均優(yōu)選地低于第一和第二預(yù)定速度閾值。第一，第二，第三和第四預(yù)定速度閾值可分別等于 2500，3000，4000和7000每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)。然而，這是可變化的。在馬達速度超過其相應(yīng)馬達速度閾值之后，全馬達驅(qū)動扭矩容量402，全再生扭矩容量404，減小的馬達驅(qū)動扭矩容量406和減小的再生扭矩容量408的絕對值與馬達速度成反比關(guān)系。特別地，當馬達速度高于第一預(yù)定速度閾值時，全馬達驅(qū)動扭矩容量402與馬達速度成反比關(guān)系，當馬達速度高于第二預(yù)定速度閾值時，全再生扭矩容量404與馬達速度成反比關(guān)系，當馬達速度高于第三預(yù)定速度閾值時，減小的馬達驅(qū)動扭矩容量406與馬達速度成反比關(guān)系，當馬達速度高于第四預(yù)定速度閾值時，減小的再生扭矩容量408與馬達速度成反比關(guān)系。如圖4所示，當馬達速度分別低于第三預(yù)定速度閾值(用于在扭矩輔助/馬達驅(qū)動操作模式中操作)或第四預(yù)定速度閾值(用于在再生操作模式中操作)時，全馬達驅(qū)動扭矩容量402和全再生扭矩容量404的絕對值均高于減小的馬達驅(qū)動扭矩容量406和減小的再生扭矩容量408的絕對值。如上所述，第三預(yù)定閾值優(yōu)選地低于第四預(yù)定閾值。在相對高的馬達速度(例如，當馬達速度高于第四預(yù)定閾值時)，全馬達驅(qū)動扭矩容量402和減小的馬達驅(qū)動扭矩容量406的絕對值彼此相等，在全馬達驅(qū)動扭矩容量402 和減小的馬達驅(qū)動扭矩容量406的絕對值低于全再生扭矩容量404和減小的再生扭矩容量 408時，全再生扭矩容量404和減小的再生扭矩容量408優(yōu)選地彼此相等。因此，當馬達速度低于第三預(yù)定速度閾值時，但是當馬達速度不高于或等于第三預(yù)定速度閾值時，在系統(tǒng)或車輛的扭矩輔助/馬達驅(qū)動操作期間使用減小的馬達扭矩容量。類似地，當馬達速度低于第四預(yù)定速度閾值時，但是當馬達速度不高于或等于第四預(yù)定速度閾值時，在系統(tǒng)或車輛的再生操作期間使用減小的馬達扭矩容量。如將在下面進一步詳細解釋的，在此時間期間，基于信號電流和的估計(按照圖2 和5的步驟216和218，下面將進一步描述)，通信總線健康條件和信號電流的相關(guān)性還被監(jiān)控與確保在系統(tǒng)中沒有不可靠的電流傳感器或信號。如果系統(tǒng)有任何不可靠的電流傳感器或信號，馬達的減小的扭矩容量被觸發(fā)。這允許過程和系統(tǒng)基于系統(tǒng)條件最佳地選擇馬達扭矩，使得能夠提供最佳扭矩可用性同時避免扭矩不安全。轉(zhuǎn)向圖2，確定通信總線是否是健康的(步驟202)。該確定通過圖1的MCP 108關(guān)于圖1的通信總線112來進行。例如，如果MCP 108沿通信總線112連續(xù)接收電流反饋結(jié)果和通信總線112在其他方面是正常操作的，通信總線112可被認為是健康的。相反地，如果MCP 108不沿通信總線112連續(xù)接收電流反饋結(jié)果，和/或如果有指示通信總線112不健康的關(guān)于通信總線112檢測的一些其他異常，通信總線112可被認為不是健康的。通過舉例， 通過檢查其消息滾動計數(shù)的更新和/或通過檢查其通信消息的檢查和，能夠監(jiān)控通信總線 112的條件。如果在步驟202確定通信總線不健康，那么隨后確定馬達扭矩容量標志當前是否具有等于1的值(步驟204)。馬達扭矩容量標志(圖2中表示為FlagReducedCAP (標志減小的容量))表示馬達扭矩容量(或限度)當前是否減小。在通信總線不健康的時間里馬達扭矩容量減小，如上面結(jié)合步驟201所述的，且下面進一步結(jié)合步驟206和結(jié)合圖3和4所述的。馬達扭矩容量標志的值1表示馬達扭矩容量當前減小。相反地，值0表示馬達扭矩容量當前不減小。該確定優(yōu)選地由圖1的MCP 108進行。如果在步驟204確定馬達扭矩容量標志不等于1 (即，確定馬達扭矩容量標志等于 0)，那么馬達扭矩容量減小(步驟206)。特別地，當通信總線不健康(如步驟202所確定的) 和馬達扭矩容量沒有已經(jīng)減小(如步驟204所確定的)時，當前馬達扭矩容量的絕對值減小到安全范圍。安全范圍代表馬達扭矩值范圍，其中系統(tǒng)提供需要的馬達扭矩或功率以操作車輛，而且保持在操作的安全范圍內(nèi)(在其中馬達扭矩不太可能導(dǎo)致對任何車輛系統(tǒng)或部件的任何損壞)。馬達扭矩容量的減小取決于上面結(jié)合圖3的步驟302參考的馬達速度，上面結(jié)合圖3的步驟304參考的操作模式，以及上面結(jié)合圖4的步驟306參考的關(guān)聯(lián)性。參照圖4，如果操作模式是扭矩輔助/馬達驅(qū)動操作模式，在步驟206使用馬達速度和減小的馬達驅(qū)動扭矩容量406而不是馬達速度和全馬達驅(qū)動扭矩容量402來確定減小的馬達扭矩容量。相反地，如果操作模式是再生操作模式，在步驟206使用馬達速度和減小的再生扭矩容量408 而不是馬達速度和全再生扭矩容量404來確定馬達扭矩容量。如上所述，在步驟206期間， 實際馬達扭矩減小，其進一步提供了馬達速度高于扭矩輔助/馬達驅(qū)動操作模式中的第三預(yù)定速度閾值，和再生操作模式中的第四預(yù)定速度閾值。在步驟206期間，馬達驅(qū)動扭矩容量優(yōu)選地被圖1的MCP 108減小。跟隨步驟206， 過程進入步驟220。步驟220將在下面進一步描述。相反地，如果在步驟204確定馬達扭矩容量標志等于1，那么不需要馬達扭矩容量減小。而是，該確定指示在步驟206的先前的迭代中或在步驟201的初始馬達扭矩容量確定中馬達扭矩容量已經(jīng)減小。因此，過程直接進入步驟220，下面將進一步描述。現(xiàn)在參照步驟202，如果確定通信總線是健康的，那么沿不同路徑確定馬達扭矩容量標志當前是否具有等于1的值(步驟208)。該確定優(yōu)選地由圖1的MCP 108進行。如果在步驟208確定馬達扭矩容量等于1，那么全馬達扭矩容量被回復(fù)或恢復(fù)(步驟210)。特別地，如果在步驟208確定馬達扭矩容量等于1，這代表扭矩容量在步驟206的先前的迭代中已經(jīng)減小(如步驟208所確定)，而且通信總線當前是健康的(如步驟202所確定)。因此，在步驟210期間，全馬達扭矩容量被回復(fù)或恢復(fù)。參照圖4，如果系統(tǒng)或車輛的操作模式是扭矩輔助/馬達驅(qū)動操作模式，那么全馬達驅(qū)動扭矩容量402在步驟210被回復(fù)或恢復(fù)。相反地，如果系統(tǒng)或車輛的操作模式是再生操作模式，那么全再生扭矩容量404在步驟210被回復(fù)或恢復(fù)。全馬達扭矩容量在步驟 210的回復(fù)或恢復(fù)優(yōu)選地由圖1的MCP 108管理。
另外，馬達扭矩容量標志重設(shè)為0(步驟212)。這用作使用全馬達扭矩容量的過程的隨后迭代的指示。在步驟212馬達扭矩容量標志的重設(shè)優(yōu)選地由圖1的MCP 108管理。樣本計數(shù)還遞增(步驟214)。在步驟214樣本計數(shù)(標記為CNTsamm (CNTt^))遞增1用于在診斷算法的執(zhí)行中使用，如下面進一步結(jié)合步驟218和圖5所述。在步驟214 樣本計數(shù)優(yōu)選地由圖1的MCP 108遞增。電流和值還被計算(步驟216)。特別地，在步驟216表示電流和的變量結(jié)合下面等式被計算
Isuiii-IBATjM ~ ^ IAPM, M+IpiM_DC, c)
(等式1)，
其中Isum表示在步驟216計算的電流和值，IBAT,M表示從圖1的電池單元102測量的電流值，IAHtM表示從圖1的APM單元104測量的電流值，IPIM—Dac表示從圖1的PIM 106計算的電流值。從圖IWPIM 106計算的電流值(IPIMDac)優(yōu)選地使用測量的交流電流(AC)和從PIM 106計算的占空比由圖1的MCP 108計算。在步驟216計算的電流和值(I·)用作圖1的各種電流傳感器109是否健康的指示。如果全部電流傳感器109是健康的，那么步驟216的電流和值(I·)應(yīng)近似等于0。在步驟216電流和值(Isum)優(yōu)選地由圖1的MCP 108計算，用于在步驟218中執(zhí)行和下面參照圖5所述的診斷算法中使用。性能診斷算法被執(zhí)行(步驟218)。性能診斷算法根據(jù)示例性實施例在圖5中所示， 并且將在下面結(jié)合圖5描述。如圖5所示，步驟218的性能診斷算法開始于確定步驟216的電流和值(I·)是否高于正電流閾值(Ittosh)的步驟(步驟502)。正電流閾值(Ithrsh)可近似等于正20安培 (+20amps)。然而，這是可以變化的。該確定優(yōu)選地由圖1的MCP 108進行。如果在步驟502確定電流和值(Isum)高于正電流閾值(Ithrsh),那么故障計數(shù)器 (CNTfail (CNTftit))遞增1 (步驟504)。故障計數(shù)器(CNTfail)用作代表圖1的電流傳感器 109故障和/或一個或多個電流傳感器109不健康(換言之，不是正常操作)的其他指示的樣本量中有多少實例的測量。在步驟504故障計數(shù)器(CNTfail)由圖1的MCP 108遞增。然后過程進入步驟510，如下面進一步描述的。相反地，如果在步驟502確定電流和值(I· (IP)低于或等于正電流閾值(Ithrsh (IlWt))，那么確定步驟216的電流和值(Ismi)是否低于負電流閾值(-Ittosh)(步驟506)。負電流閾值(-Ittosh)可近似等于負20安培(-20amps)。然而，這是可以變化的。該確定優(yōu)選地由圖1的MCP 108進行。如果在步驟506確定電流和值(Isum)低于負電流閾值(-Ittosh),那么故障計數(shù)器 (CNTfail)遞減1 (步驟508)。在步驟508故障計數(shù)器(CNTfail)優(yōu)選地由圖1的MCP 108遞減。然后過程進入步驟510，如下面描述的。在步驟510期間，確定故障計數(shù)器(CNTfail)的絕對值是否高于或等于第一計數(shù)器閾值(CNTthrshl)15僅通過舉例，第一計數(shù)器閾值(CNTthrshl)可為固定值(例如3)。替代地，僅通過舉例，第一計數(shù)器閾值(CNTthrshl)可取決于樣本計數(shù)(CNTsample),例如每5個樣本中的3 個故障。其他值和/或其他類型的值可用于第一計數(shù)器閾值(CNTttoshl)。步驟510的確定優(yōu)選地由圖1的MCP 108管理。
如果在步驟510確定故障計數(shù)器(CNTfail)的絕對值高于或等于第一計數(shù)器閾值 (CNTttoshl),那么圖1的一個或多個電流傳感器109被確定為是不健康的，并且故障計數(shù)器 (CNTfail)和樣本計數(shù)器(CNTsample)都被設(shè)置為等于0 (步驟512)。故障計數(shù)器(CNTfail)和樣本計數(shù)器(CNTsample)的重設(shè)優(yōu)選地由圖1的MCP 108執(zhí)行。而且在步驟512期間，圖1的 PIM 106被優(yōu)選地關(guān)閉。另外，提供了測試已經(jīng)故障的報告(步驟514)。該報告優(yōu)選地由圖1的MCP 108提供。然后過程進入步驟516，如下面進一步討論的。相反地，如果在步驟510確定故障計數(shù)器(CNTfail)的絕對值低于第一計數(shù)器閾值 (CNTthrshl),那么故障計數(shù)器(CNTfail)和樣本計數(shù)器(CNTsample)不被重設(shè)，并且圖1的PIM 106不關(guān)閉。而是，過程直接進入步驟516，如下面描述的。在步驟516期間，確定樣本計數(shù)器(CNTsample)是否高于或等于第二計數(shù)器閾值 (CNTthrsh2)0僅通過舉例，第二計數(shù)器閾值(CNTttosh2)可等于0.6 (例如，其中5個樣本中的 3個或更多個故障結(jié)果試圖產(chǎn)生有電流傳感器故障的確定)。第二計數(shù)器閾值(CNTttosh2)可變化。步驟516的確定優(yōu)選地由圖1的MCP 108管理。如果在步驟516確定樣本計數(shù)器(CNTsample)高于或等于第二計數(shù)器閾值 (CNTttosh2),那么圖1的一個或多個電流傳感器109被確定為是健康的，并且故障計數(shù)器 (CNTfail)和樣本計數(shù)器(CNTsample)都被設(shè)置為等于0 (步驟518)。故障計數(shù)器(CNTfail)和樣本計數(shù)器(CNTsample)的重設(shè)優(yōu)選地由圖1的MCP 108執(zhí)行。而且在步驟418期間，圖1的 PIM 106優(yōu)選地不關(guān)閉。另外，提供了測試已經(jīng)通過的報告(步驟520)。該報告優(yōu)選地由圖1的MCP 108提供。然后過程進入圖2的步驟220，如下面進一步討論的。相反地，如果在步驟516確定樣本計數(shù)器(CNTsample)低于第二計數(shù)器閾值 (CNTttosh2),那么圖1的電流傳感器109不能被確定為是健康的。故障計數(shù)器(CNTfail)和樣本計數(shù)器(CNTsample)不被重設(shè)，并且過程直接進入圖2的步驟220，如下面描述的。現(xiàn)在參照圖2，圖5的診斷算法結(jié)果在步驟220用于確定測試是否已經(jīng)通過。該確定優(yōu)選地由圖1的MCP 108進行。如果在步驟220確定測試還沒有通過，那么馬達扭矩被設(shè)置為等于0 (步驟222)。 特別地，因為圖1的一個或多個電流傳感器109被確定為是不健康的，圖1的PIM 106被圖 IWMCP 108關(guān)閉，并且不提供馬達扭矩。然后在新的迭代中過程優(yōu)選地返回步驟202。相反地，如果在步驟220確定測試已經(jīng)通過，那么圖1的電流傳感器109被確定為是健康的且正確操作的，并且扭矩指令被確定(步驟2M)。在步驟2M扭矩指令優(yōu)選地由圖 1的MCP 108使用查表，來自圖1的電流傳感器109的一個或多個反饋電流，以及本行業(yè)已知的其他各種變量的值(包括馬達狀態(tài)，電池電壓和馬達參數(shù)，例如其他可能值中的馬達感應(yīng)系數(shù)，馬達端子數(shù)，定子電阻和轉(zhuǎn)子電阻)來確定。確定步驟224的扭矩指令是否低于或等于馬達扭矩容量(步驟226)。馬達扭矩容量包括最新近在步驟201確定的，在步驟206減小的，或在步驟210恢復(fù)的當前馬達扭矩容量，無論哪個步驟已經(jīng)在最近的時間發(fā)生到步驟226的確定。步驟226的確定優(yōu)選地由圖 1的MCP 108執(zhí)行。如果在步驟2 確定扭矩指令低于或等于馬達扭矩容量，那么馬達扭矩被設(shè)定為等于扭矩指令(步驟228)。相反地，如果代替地在步驟2 確定扭矩指令高于馬達扭矩容量，那么馬達扭矩被設(shè)定為等于馬達扭矩容量(步驟230)。因此，馬達扭矩容量用作由圖1 的系統(tǒng)100提供的馬達扭矩的上限或上界。在步驟2 或步驟230的馬達扭矩的確定(無論這兩個步驟中的哪個在當前迭代中被管理)優(yōu)選地由圖1的MCP 108執(zhí)行。然后根據(jù)步驟2 或步驟230確定的馬達扭矩大小提供馬達扭矩(步驟232)。特別地，如果在步驟2 馬達扭矩被設(shè)定為等于扭矩指令，那么圖1的MCP 108調(diào)節(jié)到圖1的 PIM 106的脈寬調(diào)制信號，從而提供在量上等于扭矩指令的電功率到圖1的電動機110。相反地，如果在步驟230馬達扭矩被設(shè)定為等于馬達扭矩容量，那么圖1的MCP 108調(diào)節(jié)到圖 1的PIM 106的脈寬調(diào)制信號，從而提供在量上等于馬達扭矩容量的電功率到圖1的電動機 110。本文所述的系統(tǒng)和方法提供了混合動力車輛的可能改進的馬達扭矩控制。例如， 當通信總線不健康時，還取決于系統(tǒng)操作模式和馬達速度，馬達扭矩根據(jù)減小的容量提供。 馬達扭矩的減小的容量有助于確保系統(tǒng)提供需要的功率以操作車輛而且甚至當通信總線不健康時，還保持在操作的安全范圍內(nèi)。因此，當通信總線不健康時，系統(tǒng)逆變器不需要關(guān)閉，如典型的混合動力系統(tǒng)中的情況。將認識到的是，公開的方法和系統(tǒng)可與圖中所示和文中所述的不同。例如，如上所述，圖1的系統(tǒng)100可在多個不同的車輛單元、裝置和/或系統(tǒng)中的任意一個或多個中整體或部分地放置。另外，將認識到的是，過程200和/或其子過程的某些步驟可與圖2-5所示和/或與其結(jié)合在文中所述的不同。將類似地認識到的是，過程200和/或其子過程的某些步驟可以與圖2-5所示和/或與其結(jié)合在文中所述的同步地或以不同順序發(fā)生。將類似地認識到的是，公開的方法和系統(tǒng)可結(jié)合任意數(shù)量的不同類型的汽車，廂式轎車，運動型多功能車，卡車，和/或任意多個其他不同類類型的車輛和/或環(huán)境應(yīng)用和/或使用。雖然已經(jīng)在前述詳細描述中闡述了至少一個示例性實施例，但應(yīng)當理解存在大量的變型。還應(yīng)當理解的是，示例性實施例或多個示例性實施例僅僅是示例，并不意在以任何方式限制本發(fā)明的范圍、應(yīng)用或配置。相反，前述詳細描述將為本領(lǐng)域的技術(shù)人員提供實施示例性實施例或多個示例性實施例的便捷路徑。應(yīng)當理解的是，可對元件的功能及設(shè)置進行各種改變而不脫離由所附權(quán)利要求及其合法等價物界定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于在混合動力車輛中控制馬達扭矩的方法，所述混合動力車輛具有馬達和通信總線，所述方法包括以下步驟如果所述通信總線是健康的，使用第一馬達扭矩容量控制所述馬達扭矩，所述第一馬達扭矩容量具有第一絕對值；以及如果所述通信總線是不健康的，使用第二馬達扭矩容量控制所述馬達扭矩，所述第二馬達扭矩容量具有第二絕對值，所述第二絕對值低于所述第一絕對值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟 確定所述混合動力車輛的操作模式；以及使用所述操作模式確定所述第二馬達扭矩容量。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟 測量所述馬達的速度；以及使用所述速度確定所述第二馬達扭矩容量。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，僅當所述速度低于預(yù)定速度閾值時，所述第二絕對值低于所述第一絕對值。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟 確定所述混合動力車輛的操作模式；其中，確定所述第二馬達扭矩容量的步驟包括以下步驟使用所述速度，所述操作模式以及使所述速度，所述操作模式和所述第二馬達扭矩容量相關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)性確定所述第二馬達扭矩容量。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟 從電流傳感器測量反饋電流；以及使用所述反饋電流確定扭矩指令，用于在所述馬達扭矩的控制中使用。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于， 所述扭矩指令具有第三絕對值；以及使用所述第二馬達扭矩容量控制所述馬達扭矩的步驟包括以下步驟 如果所述通信總線不健康和所述第三絕對值高于所述第二絕對值，使用所述第二馬達扭矩容量控制所述馬達扭矩；以及如果所述通信總線不健康和所述第三絕對值低于所述第二絕對值，使用所述扭矩指令控制所述馬達扭矩。
8.一種用于在混合動力車輛中控制馬達扭矩的方法，所述混合動力車輛具有馬達和通信總線，所述方法包括以下步驟產(chǎn)生所述通信總線是否健康的總線確定； 使用所述總線確定來確定馬達扭矩容量；以及使用所述馬達扭矩容量控制所述馬達扭矩。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，進一步包括以下步驟 測量所述馬達的速度；其中，確定所述馬達扭矩容量的步驟包括以下步驟使用所述總線確定和所述速度來確定所述馬達扭矩容量。
10.一種用于在混合動力車輛中控制馬達扭矩的系統(tǒng)，所述混合動力車輛具有馬達和通信總線，所述系統(tǒng)包括處理器，其配置成聯(lián)接到所述通信總線并提供信號，其用于如果所述通信總線是健康的，使用第一馬達扭矩容量控制所述馬達的馬達扭矩，所述第一馬達扭矩容量具有第一絕對值；以及如果所述通信總線是不健康的，使用第二馬達扭矩容量控制所述馬達的馬達扭矩，所述第二馬達扭矩容量具有第二絕對值，所述第二絕對值低于所述第一絕對值；以及逆變器，其與所述處理器可操作地連通并且配置成根據(jù)由所述處理器提供的信號提供所述馬達扭矩。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在混合動力車輛中控制馬達扭矩的方法和系統(tǒng)。具體地，提供了用于在混合動力車輛中控制馬達扭矩的方法和系統(tǒng)，所述混合動力車輛具有馬達和通信總線。如果所述通信總線是健康的，使用第一馬達扭矩容量控制所述馬達扭矩。如果所述通信總線是不健康的，使用第二馬達扭矩容量控制所述馬達扭矩。所述第一馬達扭矩容量具有第一絕對值。所述第二馬達扭矩容量具有第二絕對值，所述第二絕對值低于所述第一絕對值。
文檔編號B60W20/00GK102267457SQ20111013183
公開日2011年12月7日 申請日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者H. 裴 B., J. 鮑爾 H., J. 樸 J., 楊 J., D. 王 W. 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司