用于控制車輛的電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系的方法和設(shè)備的制造方法
【專利摘要】一種用于車輛的電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)，包括聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)系的電機(jī)。逆變器控制器與輔助功率模塊直接通信。點(diǎn)火模塊指示鑰匙-開(kāi)狀態(tài)或鑰匙-關(guān)狀態(tài)。當(dāng)點(diǎn)火模塊處于鑰匙-關(guān)狀態(tài)時(shí)，低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生源自高電壓DC總線的輸出電壓，其具有的大小足以激活逆變器控制器。逆變器控制器檢測(cè)切斷非受控發(fā)電機(jī)(UCG)模式。逆變器控制器將切斷UCG模式的檢測(cè)直接傳送至輔助功率模塊，逆變器控制器控制逆變器。輔助功率模塊供應(yīng)電力，以操作低電壓電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系促動(dòng)器。
【專利說(shuō)明】
用于控制車輛的電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系的方法和設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電氣化的動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)，和與之相關(guān)聯(lián)的控制。
【背景技術(shù)】
[0002] 電機(jī)，例如，多相電馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，具有定子繞組，所述定子繞組通過(guò)來(lái)自逆變器模 塊的交流電供電，所述模塊電連接至高電壓DC電力總線。在特定的操作條件(包括高速、低 或無(wú)負(fù)載條件)期間，電機(jī)、例如永磁體(PM)馬達(dá)可以非受控發(fā)電機(jī)(UCG)模式操作，其中， 馬達(dá)反電動(dòng)勢(shì)增加，導(dǎo)致大于高電壓總線上的電壓的馬達(dá)輸出電壓。反電動(dòng)勢(shì)（電動(dòng)勢(shì)）是 指由電樞相對(duì)于磁場(chǎng)(來(lái)自磁場(chǎng)磁體或繞組)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的電馬達(dá)中產(chǎn)生的電壓，這樣的電 壓涉及馬達(dá)速度和其他因素。反電動(dòng)勢(shì)是與馬達(dá)電感不同的效應(yīng)。該過(guò)大的輸出電壓可導(dǎo) 致充電電流，所述電流通過(guò)與逆變器的開(kāi)關(guān)并聯(lián)設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)二極管到高電壓電池。 在UCG模式中產(chǎn)生的充電電流可導(dǎo)致通過(guò)逆變器部件的過(guò)大電流，或高電壓電池的過(guò)充電， 其可負(fù)面地影響逆變器或高電壓電池的服役壽命。設(shè)計(jì)者可選擇電部件設(shè)計(jì)因素和降額策 略，其包含(comprehend) UCG模式中過(guò)多充電的發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 描述了一種電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)，其包括機(jī)械可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)系的電機(jī)， 逆變器模塊，所述逆變器模塊包括將高電壓DC電力總線電連接至電機(jī)的逆變器、逆變器控 制器和低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器。低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器在高電壓DC電力總線和逆變器控制器之間 電連接。輔助功率模塊在高電壓DC電力總線和低電壓DC電力總線之間電連接。逆變器控制 器與輔助功率模塊直接通信。輔助功率模塊將電力供應(yīng)至多個(gè)低電壓電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系促 動(dòng)器，點(diǎn)火模塊指示鑰匙-開(kāi)狀態(tài)(key-on state)或鑰匙-關(guān)狀態(tài)(key-off state)。當(dāng)點(diǎn)火 模塊處于鑰匙-關(guān)狀態(tài)時(shí)，低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生輸出電壓，其具有的大小足以激活逆變 器控制器。逆變器控制器檢測(cè)切斷的非受控發(fā)電機(jī)(UCG)模式。逆變器控制器將切斷UCG模 式的檢測(cè)直接傳送至輔助功率模塊，逆變器控制器控制逆變器。輔助功率模塊供應(yīng)電力，以 操作低電壓電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系促動(dòng)器。
[0004] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出一種用于車輛的電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)，包括：
[0005] 電機(jī)，機(jī)械可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)系；
[0006] 多個(gè)低電壓電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系促動(dòng)器；
[0007] 逆變器模塊，包括在高電壓DC電力總線和電機(jī)之間電連接的逆變器，和逆變器控 制器；
[0008] 低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器，在高電壓DC電力總線和逆變器控制器之間電連接;和 [0009]輔助功率模塊，電連接至高電壓DC電力總線，并電連接至低電壓DC電力總線；
[0010] 其中，逆變器控制器與輔助功率模塊直接通信；
[0011] 其中，點(diǎn)火模塊指示鑰匙-開(kāi)狀態(tài)（key-on state)、鑰匙-附件狀態(tài)（key-accessory state) 或鑰匙 - 關(guān)狀態(tài) （key-off state); 和
[0012] 其中，當(dāng)點(diǎn)火模塊處于鑰匙-關(guān)狀態(tài)或鑰匙-附件狀態(tài)時(shí)：
[0013] 低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生輸出電壓，所述輸出電壓具有的大小足以激活逆變器控 制器，其中，輸出電壓源于高電壓DC電力總線，
[0014] 逆變器控制器檢測(cè)電機(jī)在切斷非受控發(fā)電機(jī)(UCG)模式中的操作，
[0015] 逆變器控制器將切斷非受控發(fā)電機(jī)模式的檢測(cè)直接傳送至輔助功率模塊，
[0016] 逆變器控制器控制逆變器，和
[0017] 輔助功率模塊供應(yīng)電力，以操作低電壓電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系促動(dòng)器。
[0018] 優(yōu)選地，逆變器控制器檢測(cè)在切斷非受控發(fā)電機(jī)模式中電機(jī)的操作包括，逆變器 控制器檢測(cè)大于最小臨界值的車輛速度和大于最小臨界值的高電壓DC電力總線的電壓水 平。
[0019] 優(yōu)選地，低電壓電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系促動(dòng)器包括馬達(dá)冷卻栗、油栗和輔助功率模塊 冷卻栗中的一個(gè)。
[0020] 優(yōu)選地，電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)還包括，當(dāng)切斷非受控發(fā)電機(jī)模式不再被檢測(cè)到 時(shí)，逆變器控制器不再繼續(xù)控制逆變器，輔助功率模塊不再繼續(xù)供應(yīng)電力以操作低電壓電 驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系促動(dòng)器。
[0021] 優(yōu)選地，逆變器控制器控制逆變器包括，逆變器控制器控制電功率流至高電壓DC 電力總線。
[0022] 優(yōu)選地，電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)還包括通過(guò)齒輪系而機(jī)械可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)系 的電機(jī)。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種用于車輛的電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)，包括：
[0024] 電機(jī)，機(jī)械可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)系；
[0025] 逆變器模塊，包括將高電壓DC電力總線電連接至電機(jī)的逆變器、逆變器控制器和 低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器；
[0026] 低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器，在高電壓DC電力總線和逆變器控制器之間電連接;和 [0027]包括第二DC/DC轉(zhuǎn)換器的輔助功率模塊，其電連接至高電壓DC電力總線，并電連接 至低電壓DC電力總線和APM控制器；
[0028]其中，輔助功率模塊與車體控制器直接通信；
[0029]其中，輔助功率模塊通過(guò)第二DC/DC轉(zhuǎn)換器供應(yīng)電力至多個(gè)低電壓電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳 動(dòng)系促動(dòng)器；
[0030]其中，點(diǎn)火模塊指示鑰匙-開(kāi)狀態(tài)、鑰匙-附件狀態(tài)和鑰匙-關(guān)狀態(tài)中的一個(gè);和 [0031 ]其中，當(dāng)點(diǎn)火模塊處于鑰匙-關(guān)狀態(tài)或鑰匙-附件狀態(tài)時(shí)：
[0032]低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生源自高電壓DC總線的輸出電壓，該輸出電壓具有的大小 足以激活逆變器控制器；
[0033 ] APM控制器檢測(cè)電機(jī)是否在非受控發(fā)電機(jī)(UCG)模式中操作；
[0034] APM控制器將UCG模式的檢測(cè)直接傳送至車體控制器；
[0035]車體控制器激活逆變器控制器；
[0036] 逆變器控制器控制逆變器，以控制至高電壓總線的電功率流;和 [0037]輔助功率模塊供應(yīng)電力，以操作低電壓電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系促動(dòng)器。
[0038]優(yōu)選地，APM控制器檢測(cè)在非受控發(fā)電機(jī)(UCG)模式中電機(jī)的操作包括，APM控制器 檢測(cè)大于最小臨界值的車輛速度和大于最小臨界值的高電壓DC電力總線的電壓水平。
[0039] 優(yōu)選地，低電壓電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系促動(dòng)器包括馬達(dá)冷卻栗、油栗和輔助功率模塊 冷卻栗中的一個(gè)。
[0040] 優(yōu)選地，電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)還包括，當(dāng)切斷UCG模式不再被檢測(cè)到時(shí)，逆變器 控制器不再繼續(xù)控制逆變器，輔助功率模塊不再繼續(xù)供應(yīng)電力以操作低電壓電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳 動(dòng)系促動(dòng)器。
[0041] 優(yōu)選地，逆變器控制器控制逆變器包括，逆變器控制器控制電功率流至高電壓DC 電力總線。
[0042] 優(yōu)選地，電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)還包括通過(guò)齒輪系而機(jī)械可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)系 的電機(jī)。
[0043] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種用于控制用于車輛的電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)的 方法，所述車輛包括:電機(jī)，機(jī)械可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)系;逆變器模塊，包括在高電壓DC電力 總線和電機(jī)之間電連接的逆變器、逆變器控制器和低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器，低功率DC/DC轉(zhuǎn)換 器在高電壓DC電力總線和逆變器控制器之間電連接;輔助功率模塊，電連接至高電壓DC電 力總線，并電連接至低電壓DC電力總線，逆變器控制器與輔助功率模塊的控制器直接通信； 和指示鑰匙-開(kāi)狀態(tài)、鑰匙-附件狀態(tài)或鑰匙-關(guān)狀態(tài)中的一個(gè)的點(diǎn)火模塊，所述方法包括：
[0044] 檢測(cè)鑰匙-關(guān)狀態(tài)或鑰匙-附件狀態(tài)；
[0045] 經(jīng)由低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生輸出電壓，其足以激活逆變器控制器；
[0046] 檢測(cè)電機(jī)是否在切斷非受控發(fā)電機(jī)(UCG)模式中操作；
[0047] 將切斷非受控發(fā)電機(jī)模式的檢測(cè)直接傳送至輔助功率模塊；
[0048] 控制逆變器;和
[0049] 從輔助功率模塊供電，以操作低電壓電驅(qū)動(dòng)促動(dòng)器。
[0050] 優(yōu)選地，檢測(cè)電機(jī)是否在切斷UCG模式中操作包括，檢測(cè)大于最小臨界值的車輛速 度和大于最小臨界值的高電壓DC電力總線的電壓水平。
[0051] 優(yōu)選地，從輔助功率模塊供電以操作低電壓電驅(qū)動(dòng)促動(dòng)器還包括，從輔助功率模 塊供電，以操作用于電機(jī)和逆變器的冷卻系統(tǒng)，其包括馬達(dá)冷卻栗、油栗和輔助功率模塊冷 卻栗。
[0052]優(yōu)選地，方法還包括，當(dāng)切斷UCG模式不再被檢測(cè)到時(shí)，逆變器控制器不再繼續(xù)控 制逆變器，輔助功率模塊不再繼續(xù)供應(yīng)電力以操作低電壓電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系促動(dòng)器。
[0053] 優(yōu)選地，控制逆變器包括，控制電功率流至高電壓DC電力總線。
[0054]本發(fā)明教導(dǎo)的上述特征和優(yōu)勢(shì)及其他特征和優(yōu)勢(shì)將從用于實(shí)施如所附的權(quán)利要 求中定義的本發(fā)明教導(dǎo)的一些最佳模式和其它實(shí)施例的以下詳細(xì)描述連同附圖時(shí)顯而易 見(jiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0055] 現(xiàn)在將通過(guò)示例并參考附圖來(lái)描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，其中：
[0056] 圖1示意地示出根據(jù)本發(fā)明的車輛的第一實(shí)施例，其包括電氣化的動(dòng)力傳動(dòng)系系 統(tǒng)、電力分配系統(tǒng)和第一控制器構(gòu)架；
[0057]圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的用于操作關(guān)于圖1所述的車輛第一實(shí)施例的第一 非受控發(fā)電(UCG)檢測(cè)和減弱過(guò)程，其包括在切斷UCG模式中檢測(cè)和減弱車輛操作；
[0058] 圖3示意地示出根據(jù)本發(fā)明的車輛的第二實(shí)施例，其包括電氣化的動(dòng)力傳動(dòng)系系 統(tǒng)、電力分配系統(tǒng)和第二控制器構(gòu)架；
[0059] 圖4示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的用于操作關(guān)于圖1所述的車輛第一實(shí)施例的第一 非受控發(fā)電(UCG)檢測(cè)和減弱過(guò)程，其包括在切斷UCG模式中檢測(cè)和減弱車輛操作。
【具體實(shí)施方式】
[0060] 現(xiàn)參考附圖，其中，說(shuō)明書(shū)僅用于闡釋一定實(shí)施例的目的，而不是對(duì)其進(jìn)行限制， 圖1示意地示出車輛100的第一實(shí)施例，其包括電氣化的動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)20、電力分配系統(tǒng) 50和第一控制器構(gòu)架60。相同的附圖標(biāo)記表示各圖中相同的元件。各信號(hào)通信線由虛線31 表示，各電力線由實(shí)線51表示。車輛100包括點(diǎn)火模塊64,其可以是使得車輛操作者接近和 命令并控制車輛100的初始操作的任何裝置。這包括控制，即，激活或去激活各個(gè)車輛系統(tǒng)， 包括與動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)和附件有關(guān)的車輛系統(tǒng)。點(diǎn)火模塊64可通過(guò)車輛操作者由鑰匙、密 鑰卡(key-f ob)、或另外的適當(dāng)機(jī)構(gòu)控制。
[0061] 電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)20包括電機(jī)22,其機(jī)械可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至齒輪系16,該齒輪 系機(jī)械可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)系12并向其提供推進(jìn)扭矩。驅(qū)動(dòng)系12包括單個(gè)或一對(duì)(如所示） 驅(qū)動(dòng)輪18,它們經(jīng)由軸14和差速器15機(jī)械地聯(lián)接至齒輪系16的第一構(gòu)件。電機(jī)22機(jī)械地聯(lián) 接至齒輪系16的第二構(gòu)件。齒輪系16優(yōu)選地設(shè)置為直接驅(qū)動(dòng)固定齒輪構(gòu)件，旋轉(zhuǎn)速度基于 齒輪系16的齒輪比。這樣，當(dāng)在推進(jìn)狀態(tài)操作電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)20時(shí)，由電機(jī)22產(chǎn)生的 扭矩驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)系12的驅(qū)動(dòng)輪18的旋轉(zhuǎn)，包括當(dāng)在再生制動(dòng)狀態(tài)操作電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng) 20時(shí)，由于車輛動(dòng)量導(dǎo)致的驅(qū)動(dòng)系12的驅(qū)動(dòng)輪18的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭矩在特定操作條件下驅(qū)動(dòng) 電機(jī)22的旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，電機(jī)22可以是多相永磁體電馬達(dá)/發(fā)電機(jī)。
[0062] 功率逆變器模塊30控制通向電機(jī)22的電力流。在該實(shí)施例中，功率逆變器模塊30 包括多相逆變器電路(逆變器)32、逆變器控制器36和低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器34。逆變器32經(jīng)由 高電壓DC電力總線52電連接至高電壓DC電源，所述總線包括正總線元件和負(fù)總線元件。在 一個(gè)實(shí)施例中，高電壓DC電源供應(yīng)大約300V的DC。高電壓DC電源可包括高電壓電能存儲(chǔ)裝 置(例如，高電壓電池或電容器）、高電壓電力發(fā)電機(jī)或另外相關(guān)的裝置或系統(tǒng)。逆變器32包 括多個(gè)開(kāi)關(guān)對(duì)，其跨過(guò)尚電壓DC電力總線52串聯(lián)地電連接。開(kāi)關(guān)對(duì)的每個(gè)開(kāi)關(guān)可以是功率 晶體管，例如絕緣柵雙極型晶體管（IGBT)，或另外的適當(dāng)功率晶體管。每個(gè)開(kāi)關(guān)對(duì)對(duì)應(yīng)于電 機(jī)22的相。逆變器32優(yōu)選地包括其他電部件，以實(shí)現(xiàn)與電噪抑制、負(fù)載平衡等相關(guān)的功能， 所述電部件包括電容器、電阻器和其他電路部件。
[0063] 在此所用的高電壓被理解為是指，主要用在車輛推進(jìn)應(yīng)用中的名義電壓水平(例 如，對(duì)于高電壓電機(jī)）。在此所用的低電壓被理解為是指，主要用在車輛低電壓附件負(fù)載中 的名義電壓水平(例如，對(duì)于高電壓電機(jī)）。更通常的，如在此所用的，高電壓和低電壓被理 解為相對(duì)于彼此的名義電壓水平。
[0064]低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器34通過(guò)功率逆變器模塊30電連接至高電壓DC電力總線52,并 將一部分高電壓電力轉(zhuǎn)換為低電壓電力，其中，低電壓電力是大約12V的DC電力。低功率DC/ DC轉(zhuǎn)換器34可以是電開(kāi)關(guān)模式DC對(duì)DC轉(zhuǎn)換器，或另外的適當(dāng)裝置。低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器34電 連接至逆變器控制器36的電源，以當(dāng)車輛100切斷時(shí)，激活并喚醒逆變器控制器36。
[0065]逆變器控制器36與逆變器32的每個(gè)開(kāi)關(guān)通信，以控制其操作，其中，控制命令響應(yīng) 來(lái)自電動(dòng)力傳動(dòng)系控制器(HCP)66的命令產(chǎn)生。
[0066]電力分配系統(tǒng)50包括高電壓DC電力總線52和低電壓系統(tǒng)。低電壓系統(tǒng)包括低電壓 電池54和低電壓DC電力總線55,該低電壓DC總線電連接至逆變器控制器36和輔助功率模塊 (APM)40,其供應(yīng)低電壓電力至車輛上的低電壓系統(tǒng)，所述低電壓系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)低電 壓電驅(qū)動(dòng)促動(dòng)器80。在一個(gè)實(shí)施例中，電驅(qū)動(dòng)促動(dòng)器80可包括電機(jī)冷卻栗81、油栗82和APM 冷卻栗83。低電壓電池54和低電壓DC電力總線55之間的電力由點(diǎn)火模塊64控制，所述點(diǎn)火 模塊優(yōu)選地由操作者可激活。點(diǎn)火模塊64可以是與車輛操作相關(guān)的鑰匙-開(kāi)狀態(tài)、與車輛關(guān) 閉相關(guān)聯(lián)的鑰匙-關(guān)狀態(tài)或鑰匙-附件狀態(tài)。
[0067] APM 40電連接至高電壓DC電力總線52,且電連接至低電壓DC電力總線55APM 40 優(yōu)選地包括DC-DC電力轉(zhuǎn)換器，其將來(lái)自高電壓電位的DC電力轉(zhuǎn)換為低電壓電位，反之亦 然，其操作由APM控制器46控制。在一個(gè)實(shí)施例中，APM 40構(gòu)造為DC-DC電力轉(zhuǎn)換器，其僅將 來(lái)自高電壓電位的DC電力轉(zhuǎn)換為低電壓電位，以便最小化部件成本。即，APM 40將通過(guò)高電 壓DC電力總線52供應(yīng)的高電壓的電力轉(zhuǎn)換為低電壓電力，其適于按照需要為低電壓電池54 充電和/或直接為一個(gè)或多個(gè)低電壓電驅(qū)動(dòng)促動(dòng)器80供電。HCP 66包括算法和控制邏輯，以 控制高電壓DC電力總線52和低電壓電池54之間的電功率流，以提供需要的電功能。
[0068] 第一控制器構(gòu)架60包括逆變器控制器36、APM控制器46、HCP 66和車體控制器 (BCM)86,它們都直接和/或經(jīng)由通信總線65通信，在一個(gè)實(shí)施例中，所述通信總線是控制器 區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)總線。此外，逆變器控制器36經(jīng)由信號(hào)線35與APM控制器46直接通信。逆變器 控制器36可還經(jīng)由通信總線65與APM控制器46通信。
[0069]術(shù)語(yǔ)控制器、控制模塊、模塊、"控制"、控制件、控制單元、處理器和類似術(shù)語(yǔ)是指， 專用集成電路(一個(gè)或多個(gè)）（ASIC)、電子電路(一個(gè)或多個(gè)）、中央處理單元(一個(gè)或多個(gè)） (例如微處理器(一個(gè)或多個(gè)）），以及執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或固件程序或子程序的相關(guān)聯(lián)存 儲(chǔ)器和存儲(chǔ)裝置（只讀、可編程只讀、隨機(jī)訪問(wèn)、硬驅(qū)動(dòng)等）、組合邏輯電路(一個(gè)或多個(gè)）、輸 入/輸出電路(一個(gè)或多個(gè))和裝置、信號(hào)調(diào)節(jié)和緩沖電路，和提供上述功能的其他部件的一 個(gè)或各種組合。軟件、固件、編制程序、指令、控制程序、代碼、算法和類似術(shù)語(yǔ)是指包括標(biāo)定 和查找表的任何控制器可執(zhí)行指令。每個(gè)控制器執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)控制子程序，以提供期望 的功能，包括監(jiān)視來(lái)自傳感裝置和其他聯(lián)網(wǎng)的控制器的輸入，以及執(zhí)行控制和診斷子程序 來(lái)控制促動(dòng)器的操作。子程序可以以規(guī)則間隔執(zhí)行，例如在正在進(jìn)行的操作期間每100微秒 地執(zhí)行?？刂破髦g的通信以及控制器、促動(dòng)器和/或傳感器之間的通信可利用直接連線的 鏈接件、聯(lián)網(wǎng)通信總線鏈接件、無(wú)線鏈接件或任何另外的適當(dāng)通信鏈接件實(shí)現(xiàn)。
[0070]車輛100可經(jīng)歷一些操作條件，所述操作條件可導(dǎo)致在非受控發(fā)電機(jī)(UCG)模式下 操作電機(jī)22,其中，馬達(dá)反電動(dòng)勢(shì)增加，導(dǎo)致來(lái)自電機(jī)22的輸出電壓可大于高電壓DC電力總 線52上的電壓。這樣的操作條件可包括在低負(fù)載或無(wú)負(fù)載條件下的高速操作。一個(gè)特定的 UCG操作模式包括可在車輛100被用旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)輪18拖動(dòng)時(shí)發(fā)生的操作條件，這在此稱為切 斷UCG模式。切斷UCG模式包括鑰匙-關(guān)狀態(tài)和鑰匙-附件狀態(tài)二者。當(dāng)經(jīng)歷拖動(dòng)時(shí)，車輛100 可以處于鑰匙-關(guān)狀態(tài)或鑰匙-附件狀態(tài)，其中，點(diǎn)火模塊64沒(méi)有被激活，由此將低電壓電池 54從電壓DC電力總線55電解除聯(lián)接。此外，車輛控制器--包括逆變器控制器36、APM控制 器46、HCP66和BCM 86--沒(méi)有被供電，且由此是非操作的。
[0071]當(dāng)經(jīng)歷拖動(dòng)時(shí)，通過(guò)電機(jī)22的反電動(dòng)勢(shì)可由于使電機(jī)22轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的車輪18在地表 面上旋轉(zhuǎn)而增加，這樣的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電力，其從電機(jī)22流動(dòng)且可通過(guò)逆變器32傳送至高電壓 DC電力總線52。低電壓DC/DC轉(zhuǎn)換器34將與反電動(dòng)勢(shì)相關(guān)聯(lián)的一部分電功率流轉(zhuǎn)換為適于 為逆變器控制器36和其他元件供電的電壓水平，由此激活或"喚醒"逆變器控制器36。以該 方式喚醒時(shí)，逆變器控制器36執(zhí)行監(jiān)視子程序，以檢測(cè)和驗(yàn)證切斷UCG模式的發(fā)生。這樣的 監(jiān)視子程序包括驗(yàn)證點(diǎn)火模塊64沒(méi)有激活，監(jiān)視車輪18的旋轉(zhuǎn)速度以確定車輪18在點(diǎn)火開(kāi) 關(guān)去激活時(shí)旋轉(zhuǎn)或已正在旋轉(zhuǎn)。
[0072]圖2示意地示出了用于操作關(guān)于圖1所述車輛100的實(shí)施例的第一 UCG檢測(cè)和減弱 過(guò)程200，其包括在切斷UCG模式中的檢測(cè)和減弱車輛操作。第一 UCG檢測(cè)和減弱過(guò)程200優(yōu) 選地通過(guò)喚醒和激活其中一個(gè)車輛控制器(例如逆變器控制器36)的過(guò)程而開(kāi)始，并作為在 各個(gè)車輛控制器(包括逆變器控制器36、APM控制器46、HCP 66和BCM 86)中執(zhí)行的一個(gè)或多 個(gè)控制子程序執(zhí)行。提供表1作為鍵入部分，其中，數(shù)字標(biāo)記的塊和相應(yīng)功能如下列出，對(duì)應(yīng) 于UCG檢測(cè)和減弱過(guò)程200。
[0073]表1:
[0076]當(dāng)經(jīng)歷拖動(dòng)時(shí)，車輛100可以處于鑰匙-關(guān)狀態(tài)，其中，點(diǎn)火模塊64沒(méi)有被激活，由 此將低電壓電池54從電壓DC電力總線55電解除聯(lián)接。此外，車輛控制器--包括逆變器控 制器36、APM控制器46、HCP66和BCM86--沒(méi)有被供電，且由此是非操作的。由此，沒(méi)有電力 從APM 40供應(yīng)，以操作冷卻系統(tǒng)，其例如包括電機(jī)冷卻栗81、油栗82和APM冷卻栗83。
[0077]當(dāng)在車輛切斷期間檢測(cè)到高電壓DC電力總線52上存在大于最小臨界值的電壓時(shí)， UCG檢測(cè)和減弱過(guò)程200通過(guò)這樣的檢測(cè)開(kāi)始(210)。在這樣的條件下，高電壓DC電力總線52 上的電壓的大小為零或大約為零，最小臨界值可以為300伏大小的量級(jí)，以便通過(guò)低功率 DC/DC轉(zhuǎn)換器34,并產(chǎn)生足夠的電壓，以喚醒和激活逆變器控制器36。當(dāng)達(dá)到最小臨界值時(shí)， 逆變器控制器36喚醒和激活(212)，包括執(zhí)行切斷UCG模式檢測(cè)子程序。切斷UCG模式檢測(cè)子 程序優(yōu)選地包括監(jiān)視車輛100在驅(qū)動(dòng)系12或電機(jī)22處的速度、高電壓DC電力總線52和點(diǎn)火 模塊64上的電壓（214)。當(dāng)車輛100在驅(qū)動(dòng)系12或電機(jī)22處的速度大于臨界值（例如5mph) 時(shí)，高電壓DC電力總線52上的電壓大于臨界值，且點(diǎn)火模塊64處于鑰匙-關(guān)狀態(tài)(216)(1)， 切斷UCG模式的操作被驗(yàn)證，且減弱策略被施用（步驟218,以及下列等等）。否則(216)(0)， UCG檢測(cè)和減弱過(guò)程200的執(zhí)行結(jié)束(240)。
[0078] UCG減弱(包括切斷UCG減弱)包括如下。逆變器控制器36產(chǎn)生激活或喚醒命令并經(jīng) 由信號(hào)線35將其傳送至APM控制器46(218) ^PM 46產(chǎn)生供應(yīng)至低電壓DC電力總線55的低電 壓電力，以操作用于功率電子器件和電機(jī)操作的冷卻系統(tǒng)，例如，包括電機(jī)冷卻栗81、油栗 82和APM冷卻栗83的低電壓電驅(qū)動(dòng)促動(dòng)器80(220、224)。逆變器控制器36控制逆變器32的開(kāi) 關(guān)的激活和去激活(222)。這優(yōu)選地包括在反電動(dòng)勢(shì)模式或電壓調(diào)節(jié)模式或零扭矩控制模 式中操作，其中，電機(jī)22在高電壓DC電力總線52上被閉環(huán)控制，電壓在APM操作電壓范圍內(nèi) 被控制。逆變器32通過(guò)命令3相短操作在反電動(dòng)勢(shì)模式中被控制，該操作周期地具有3相操 作的短周期，以將高電壓DC電力總線52上的電壓保持在可允許的電壓范圍內(nèi)。逆變器32通 過(guò)命令I(lǐng)GBT切換以將DC總線電壓積極地矯正到期望電壓水平而在電壓調(diào)節(jié)模式中被控制。 當(dāng)HV電池連接到DC總線時(shí)，零扭矩命令可被用于通過(guò)注入場(chǎng)弱化電流而減弱高的反電動(dòng)勢(shì) 電壓。
[0079]該操作繼續(xù)直到高電壓DC電力總線52上的電壓保持大于最小臨界電壓(230)(0)。 當(dāng)高電壓DC電力總線52上的電壓掉在臨界值以下（230)(1)--這可在車輛不再在一定速 度(例如，20mph)以上被拖動(dòng)時(shí)發(fā)生一一時(shí)，控制器安排車輛控制器的有序關(guān)閉，所述控制 器包括逆變器控制器36、APM控制器46、HCP 66和BCM 86。
[0080] 圖3示意地示出車輛300的第二實(shí)施例，其包括電氣化的動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)20、電力 分配系統(tǒng)50和第二控制器構(gòu)架360。各信號(hào)通信線由虛線31表示，各電力線由實(shí)線51表示。 車輛300包括點(diǎn)火模塊64,其可以是使得車輛操作者接近和命令并控制車輛300的初始操作 的任何裝置。這包括控制，即，激活或去激活各個(gè)車輛系統(tǒng)，包括涉及動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)和附 件的車輛系統(tǒng)。點(diǎn)火模塊64可通過(guò)車輛操作者由鑰匙、密鑰卡、或另外的適當(dāng)機(jī)構(gòu)控制。
[0081] 圖3的電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)20和電力分配系統(tǒng)50與關(guān)于圖1所述的不同之處在 于，低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器34從功率逆變器模塊30省略，且模擬低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器334被并入 到APM 40中。低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器334通過(guò)功率逆變器模塊30電連接至高電壓DC電力總線 52,并將一部分高電壓電力轉(zhuǎn)換為低電壓電力，其中，低電壓電力是大約12V的DC電力。低功 率DC/DC轉(zhuǎn)換器334電連接至APM控制器46的電源，以當(dāng)車輛300切斷時(shí)，激活并喚醒逆變器 控制器46。
[0082] 第二控制器構(gòu)架360包括逆變器控制器36、APM控制器46、HCP 66和BCM 86,它們都 直接和/或經(jīng)由通信總線65通信，在一個(gè)實(shí)施例中，所述通信總線是控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN) 總線。此外，APM控制器46經(jīng)由信號(hào)線335與BCM 86直接通信。APM控制器46可還經(jīng)由通信總 線65與BCM控制器86通信。
[0083] 圖4示意地示出了用于操作關(guān)于圖3所述車輛300的實(shí)施例的第二UCG檢測(cè)和減弱 過(guò)程400,其包括在切斷UCG模式中的檢測(cè)和減弱車輛操作。第二UCG檢測(cè)和減弱過(guò)程400優(yōu) 選地通過(guò)喚醒和激活其中一個(gè)車輛控制器(例如逆變器控制器46)的過(guò)程而開(kāi)始，并作為在 各個(gè)車輛控制器(包括逆變器控制器36、APM控制器46、HCP 66和BCM 86)中執(zhí)行的一個(gè)或多 個(gè)控制子程序執(zhí)行。提供表1作為鍵入部分，其中，數(shù)字標(biāo)記的塊和相應(yīng)功能如下列出，對(duì)應(yīng) 于UCG檢測(cè)和減弱過(guò)程400。
[0084] 表1:
[0086]當(dāng)經(jīng)歷拖動(dòng)時(shí)，車輛300可以處于鑰匙-關(guān)狀態(tài)，其中，點(diǎn)火模塊64沒(méi)有被激活，由 此將低電壓電池54從電壓DC電力總線55電解除聯(lián)接。此外，車輛控制器--包括逆變器控 制器36、APM控制器46、HCP66和BCM86--沒(méi)有被供電，且由此是非操作的。由此，沒(méi)有電力 從APM 40供應(yīng)，以操作冷卻系統(tǒng)，其例如包括電機(jī)冷卻栗81、油栗82和APM冷卻栗83。
[0087]當(dāng)在車輛切斷期間檢測(cè)到高電壓DC電力總線52上存在大于最小臨界值的電壓時(shí)， UCG檢測(cè)和減弱過(guò)程400開(kāi)始(410)。在這樣的條件下，高電壓DC電力總線52上的電壓的大小 為零或大約為零，最小臨界值可以為300伏大小的量級(jí)，以便通過(guò)低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器34,并 產(chǎn)生足夠的電壓，以喚醒和激活A(yù)PM 46。當(dāng)達(dá)到最小臨界值時(shí)，APM 46激活(412)并執(zhí)行切 斷UCG模式檢測(cè)子程序。切斷UCG模式檢測(cè)子程序優(yōu)選地包括監(jiān)視車輛300在驅(qū)動(dòng)系12或電 機(jī)22處的速度、高電壓DC電力總線52和點(diǎn)火模塊64上的電壓(414)。當(dāng)車輛100在驅(qū)動(dòng)系12 或電機(jī)22處的速度大于臨界值(例如45mph)時(shí)，高電壓DC電力總線52上的電壓大于臨界值 (例如，300伏），且點(diǎn)火模塊64處于鑰匙-關(guān)狀態(tài)(416)(1)，切斷UCG模式的操作被驗(yàn)證，且減 弱策略被施用（步驟418,以及下列等等）。否則(416)(0)，UCG檢測(cè)和減弱過(guò)程400的執(zhí)行結(jié) 束（440)。
[0088] 現(xiàn)將描述UCG減弱(包括切斷UCG減弱）JPM 40產(chǎn)生激活或喚醒命令并經(jīng)由信號(hào)線 335將其傳送至BCM 46(418) JPM 46產(chǎn)生供應(yīng)至低電壓DC電力總線55的低電壓電力，以操 作用于功率電子器件和電機(jī)操作的冷卻系統(tǒng)，例如，包括電機(jī)冷卻栗81、油栗82和APM冷卻 栗83的低電壓電驅(qū)動(dòng)促動(dòng)器80(420、424)。逆變器控制器36控制逆變器32的開(kāi)關(guān)的激活和 去激活(422)。這優(yōu)選地包括在反電動(dòng)勢(shì)模式或電壓調(diào)節(jié)模式或零扭矩控制模式中操作，其 中，電機(jī)22在高電壓DC電力總線52上被閉環(huán)控制，電壓在APM操作電壓范圍內(nèi)被控制。逆變 器32通過(guò)命令3相短操作在反電動(dòng)勢(shì)模式中被控制，該操作周期地具有3相操作的短周期， 以將高電壓DC電力總線52上的電壓保持在可允許的電壓范圍內(nèi)。逆變器32通過(guò)命令I(lǐng)GBT切 換以將DC總線電壓積極地矯正到期望電壓水平而在電壓調(diào)節(jié)模式中被控制。當(dāng)HV電池連接 到DC總線時(shí)，零扭矩命令可被用于通過(guò)注入場(chǎng)弱化電流而減弱高的反電動(dòng)勢(shì)電壓。
[0089]該操作繼續(xù)直到高電壓DC電力總線52上的電壓保持大于最小臨界電壓(430)(0)。 當(dāng)高電壓DC電力總線52上的電壓掉在臨界值以下（430)(1)--這可在車輛不再在一定速 度(例如，20mph)以上被拖動(dòng)時(shí)發(fā)生--時(shí)，HCP 66安排車輛控制器的有序關(guān)閉，所述控制 器包括逆變器控制器36、APM控制器46、HCP 66和BCM 86。
[0090] 在此所述的UCG檢測(cè)和減弱過(guò)程提供了成本有效的方案，其利用車載功率電子部 件，以在車輛拖動(dòng)期間針對(duì)意外的電壓源保護(hù)車輛硬件。該過(guò)程利用低功率系統(tǒng)和低成本 DC/DC轉(zhuǎn)換器以提供用于檢測(cè)UCG條件的功率。當(dāng)如果低電壓DC功率總線55在拖動(dòng)之前被損 壞而沒(méi)有使用時(shí)，控制器處于待命模式，以進(jìn)一步減小功率損失。通過(guò)利用APM來(lái)提供主12V 功率至冷卻系統(tǒng)，作為12V的第二電源的所需DC/DC的功率等級(jí)從260瓦明顯減小到小于5 瓦。
[0091] 詳細(xì)描述和附圖或視圖支持和描述本發(fā)明的教導(dǎo)，但是本發(fā)明教導(dǎo)的范圍僅由權(quán) 利要求限定。盡管已詳細(xì)描述了用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式和其他實(shí)施例，存在各種替換 涉及和實(shí)施例，用于實(shí)踐限定在所附權(quán)利要求中的本發(fā)明教導(dǎo)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于車輛的電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)，包括： 電機(jī)，機(jī)械可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)系； 多個(gè)低電壓電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系促動(dòng)器； 逆變器模塊，包括在高電壓DC電力總線和電機(jī)之間電連接的逆變器，和逆變器控制器； 低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器，在高電壓DC電力總線和逆變器控制器之間電連接;和 輔助功率模塊，電連接至高電壓DC電力總線，并電連接至低電壓DC電力總線； 其中，逆變器控制器與輔助功率模塊直接通信； 其中，點(diǎn)火模塊指示鑰匙-開(kāi)狀態(tài)、鑰匙-附件狀態(tài)或鑰匙-關(guān)狀態(tài);和 其中，當(dāng)點(diǎn)火模塊處于鑰匙-關(guān)狀態(tài)或鑰匙-附件狀態(tài)時(shí)： 低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生輸出電壓，所述輸出電壓具有的大小足以激活逆變器控制器， 其中，輸出電壓源于高電壓DC電力總線， 逆變器控制器檢測(cè)電機(jī)在切斷非受控發(fā)電機(jī)(UCG)模式中的操作， 逆變器控制器將切斷非受控發(fā)電機(jī)模式的檢測(cè)直接傳送至輔助功率模塊， 逆變器控制器控制逆變器，和 輔助功率模塊供應(yīng)電力，以操作低電壓電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系促動(dòng)器。2. 如權(quán)利要求1所述的電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)，其中，逆變器控制器檢測(cè)在切斷非受控 發(fā)電機(jī)模式中電機(jī)的操作包括，逆變器控制器檢測(cè)大于最小臨界值的車輛速度和大于最小 臨界值的高電壓DC電力總線的電壓水平。3. 如權(quán)利要求1所述的電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)，其中，低電壓電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系促動(dòng)器 包括馬達(dá)冷卻栗、油栗和輔助功率模塊冷卻栗中的一個(gè)。4. 如權(quán)利要求1所述的電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)，還包括，當(dāng)切斷非受控發(fā)電機(jī)模式不再 被檢測(cè)到時(shí)，逆變器控制器不再繼續(xù)控制逆變器，輔助功率模塊不再繼續(xù)供應(yīng)電力以操作 低電壓電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系促動(dòng)器。5. 如權(quán)利要求1所述的電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)，其中，逆變器控制器控制逆變器包括， 逆變器控制器控制電功率流至高電壓DC電力總線。6. 如權(quán)利要求1所述的電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)，還包括通過(guò)齒輪系而機(jī)械可旋轉(zhuǎn)地聯(lián) 接至驅(qū)動(dòng)系的電機(jī)。7. -種用于車輛的電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)，包括： 電機(jī)，機(jī)械可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)系； 逆變器模塊，包括將高電壓DC電力總線電連接至電機(jī)的逆變器、逆變器控制器和低功 率DC/DC轉(zhuǎn)換器； 低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器，在高電壓DC電力總線和逆變器控制器之間電連接;和 包括第二DC/DC轉(zhuǎn)換器的輔助功率模塊，其電連接至高電壓DC電力總線，并電連接至低 電壓DC電力總線和APM控制器； 其中，輔助功率模塊與車體控制器直接通信； 其中，輔助功率模塊通過(guò)第二DC/DC轉(zhuǎn)換器供應(yīng)電力至多個(gè)低電壓電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系 促動(dòng)器； 其中，點(diǎn)火模塊指示鑰匙-開(kāi)狀態(tài)、鑰匙-附件狀態(tài)和鑰匙-關(guān)狀態(tài)中的一個(gè);和 其中，當(dāng)點(diǎn)火模塊處于鑰匙-關(guān)狀態(tài)或鑰匙-附件狀態(tài)時(shí)： 低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生源自高電壓DC總線的輸出電壓，該輸出電壓具有的大小足以 激活逆變器控制器； APM控制器檢測(cè)電機(jī)是否在非受控發(fā)電機(jī)(UCG)模式中操作； APM控制器將UCG模式的檢測(cè)直接傳送至車體控制器； 車體控制器激活逆變器控制器； 逆變器控制器控制逆變器，以控制至高電壓總線的電功率流;和 輔助功率模塊供應(yīng)電力，以操作低電壓電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系促動(dòng)器。8. 如權(quán)利要求7所述的電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)，其中，APM控制器檢測(cè)在非受控發(fā)電機(jī) (UCG)模式中電機(jī)的操作包括，APM控制器檢測(cè)大于最小臨界值的車輛速度和大于最小臨界 值的高電壓DC電力總線的電壓水平。9. 如權(quán)利要求7所述的電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)，其中，低電壓電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系促動(dòng)器 包括馬達(dá)冷卻栗、油栗和輔助功率模塊冷卻栗中的一個(gè)。10. -種用于控制用于車輛的電氣化動(dòng)力傳動(dòng)系系統(tǒng)的方法，所述車輛包括：電機(jī)，機(jī) 械可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)系;逆變器模塊，包括在高電壓DC電力總線和電機(jī)之間電連接的逆 變器、逆變器控制器和低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器，低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器在高電壓DC電力總線和逆 變器控制器之間電連接;輔助功率模塊，電連接至高電壓DC電力總線，并電連接至低電壓DC 電力總線，逆變器控制器與輔助功率模塊的控制器直接通信;和指示鑰匙-開(kāi)狀態(tài)、鑰匙-附 件狀態(tài)或鑰匙-關(guān)狀態(tài)中的一個(gè)的點(diǎn)火模塊，所述方法包括： 檢測(cè)鑰匙-關(guān)狀態(tài)或鑰匙-附件狀態(tài)； 經(jīng)由低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生輸出電壓，其足以激活逆變器控制器； 檢測(cè)電機(jī)是否在切斷非受控發(fā)電機(jī)(UCG)模式中操作； 將切斷非受控發(fā)電機(jī)模式的檢測(cè)直接傳送至輔助功率模塊； 控制逆變器;和 從輔助功率模塊供電，以操作低電壓電驅(qū)動(dòng)促動(dòng)器。
【文檔編號(hào)】B60L15/20GK105922877SQ201610108451
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年2月26日
【發(fā)明人】K.王, A.P.科撒里, W.T.伊萬(wàn), S.V.懷博, Y.譚, M.甘德哈姆
【申請(qǐng)人】通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司