模块化混合传动系控制制造技术

一种方法，包括制造具有解释当前性能规范的应用需求模块的第一部件，以及提供电动机转矩目标、电池功率通量目标和内燃机转矩目标的能量划分模块。该方法还包括制造具有引擎控制模块的第二部件，其中引擎控制模块响应于内燃机转矩目标控制内燃机。该方法包括将第一部件和第二部件与第三部件集成在一起以形成完整的混合传动系，其中第三部件包括从第一部件接收内燃机转矩目标和向第二部件提供内燃机转矩目标的数据链路。

【技术实现步骤摘要】
模块化混合传动系控制
技术介绍
本
总体上涉及用于混合传动系的控制系统。混合传动系利用多于一个的动力源来产生需要满足安装了混合传动系的应用的当前需要的转矩和动力。安装的混合传动系包括第一动力源(例如，内燃机)、第二动力源(例如，电动机/发电机及相关联的电池组)以及其中放置和连接了混合传动系的应用。整个系统还可以包括接口硬件、电子控制器、连接网络和电组件、发动机舱、车身、传输装置等等。整个系统的各个部分可以由不同的制造商提供，和/或可以在不同的地点或制造时间来制造。对混合传动系的各个部分的控制可以分布在制造商之间，和/或分布在系统中的各个计算设备和硬件之间。对混合传动系的各个部分的控制还可以与包括动力源和集成了动力源的电子设备的系统外部的设备集成在一起。非限制分布实例包括对利用第一制造实体的引擎提供的内燃机的控制、对第二制造实体提供的混合传动系的电动部分的控制、以及第三制造实体提供的动力源在车辆内的 安装。另一分布实例包括第一制造商提供引擎控制以及到应用的接口，以及第二制造商提供对混合传动系的电动部分的控制。在某些环境中控制和硬件的任何分布都可能呈现控制接口上的挑战。混合传动系系统通常需要确定用于动力驱动的应用的总转矩和/或动力需求、确定将要提供以满足总转矩和/或动力需求的可用动力源的贡献、以及最后控制单个动力源来满足所确定的单个贡献。在多个制造实体提供整个系统的不同部分的应用中，在混合传动系系统的控制系统内创建接口。例如，总转矩和/或动力需求的确定通常由混合传动系系统外部的设备提供，并传送到混合传动系系统——例如从加速器踏板、巡航控制开关、PTO开关或类似设备。当确定总转矩和/或动力需求的第一控制元件位于与确定可用动力源的贡献的第二控制元件独立的电子设备上时，总转矩和/或动力需求必须通过数据链路或其它网络设备传送到第二电子设备。第二控制元件可以位于与提供特定的引擎控制以满足总转矩和/或动力需求的引擎贡献部分的第三控制元件独立的电子设备上，和/或位于与提供特定的发动机/发电机控制以满足总转矩和/或动力需求的电动侧贡献的第四控制元件独立的电子设备上。另外，可以存在第五控制元件来确定电动侧内的能通量需求，包括电池组的充电或放电、发动机或发电机的可用电流和功率容量等等。第五控制元件同样可以位于与一个或多个其它控制元件独立的电子设备上，这也要求进一步的数据链路通信。对于控制元件提供在独立计算设备上的每个状态，控制回路内引入了电势滞后周期。例如，第一控制元件确定总转矩需求，该总转矩需求通过数据链路具有滞后地传递到第二控制元件，该滞后在额定情况下高达约20ms。第二控制元件确定转矩划分，并传递引入了约20ms的另一滞后的内燃机部分的转矩需求。另外，初始转矩需求可以已经经由数据链路(例如，利用在数据链路上发布的加速器踏板位置，而不是硬连线到控制器中)传送至第一控制元件，这在转矩请求和最终响应之间提供了额外的滞后。另外，由于控制元件可以以不同的执行速率执行，因此控制元件之间的信息的时效可能是稍有不同的。例如，第一控制元件每15毫秒将总转矩需求发布到数据链路，而第二控制元件每10毫秒从数据链路读取总转矩需求，则第二控制元件将以节拍的模式接收具有延迟的信息，其中一些数据相对较新而其它数据相对较旧。相应地，被引入整个系统控制环(即，从应用的全部转矩请求直到对所有硬件元件的最终命令)的每个数据链路接口降低了系统的性能和响应度。可以通过本领域已知的方法来管理该降低，例如，通过引入同步数据链路通信以使控制元件根据调度表和/或利用包含在通信内的时间信息来提供信息。然而，同步通信更为复杂并且要求系统设计和硬件需求的额外成本。另外，同步通信的使用还要求各个控制元件的设计者之间的一致。还可以通过从系统中移除数据链路通信并且将所有的控制元件包括在相同的硬件计算设备中来避免该降低。然而，不能够提供分布式控制元件要求所有的制造实体能够访问控制器，这可能引入最终控制器的内容的控制和所有权的冲突。不能够提供硬件设备上的分布式控制元件还可能导致制造的复杂化并限制最终的应用设计。另外，调整所有的制造实体以产生兼容的、满足实时操作和存储中的存储器消耗的需求的、使用校正数据类型的、准时地 并且以校正版本传递的等等的软件控制元件是困难或不切实际的。还可以通过提供专用硬件通信来管理数据链路通信滞后。例如，第一硬件设备可以提供输出电压，其直接线连接到第二硬件设备以接受输入电压。通过输出电压的经商定调度表向传送的参数提供传送的参数值。连接到硬件设备的传感器是这种硬连线通信的普通实例。然而，通常不期望硬连线通信，这是因为由于制造、用于连接器和线缆的标准的实施、系统可靠性的风险、以及对硬件计算设备上可用的输入与输出管脚(或其它I/o硬件)的一般限制数量的竞争，该硬连线通信会导致成本增加。还期望混合传动系或混合传动系的一部分能够安装在一系列应用中，其中该一系列应用包括一系列控制能力。例如，制造商可以开发出更高能力的第二控制元件，以确定在引擎和电动侧之间的动力分配，但是依赖于基础混合传动系控制器来控制系统的其它方面。另外，期望当不同的控制负担施加于混合传动系上时混合传动系能够在时间上是灵活的，而不需要置换整个控制系统。例如，应用的制造商可以开发确定应用的总转矩和/或动力需求的智能传输装置，并且期望可以利用该智能传输装置来将应用升级，而不需要混合传动系控制的完全改变。另外，制造商可能期望间歇地提供控制输入，例如当检测到瞬态城市驾驶时确定电池充电状态需求，而在其它时间允许基础控制方案来控制应用。因此，本领域中期望进一步的技术开发。
技术实现思路
一个实施例是一种提供用于混合传动系系统的分布式和可配置控制的独特系统。通过下列描述和附图，进一步的实施例、形成、目的、特征、优势、方面和益处将变得显而易见。附图说明图I是第一、第二和第三部件的示意性框图。图2是第一、第二和第三部件的可替换实施例的示意性框图。图3是主控制器和外部控制器的示意性框图。图4是用于混合传动系的控制器的示意性框图。 图5a是系统500的示意性框图。 图5b是系统501的示意性框图。具体实施例方式为了促进对本专利技术原理的理解的目的，现在将参考在附图中示出的实施例并且使用具体的语言来对其进行描述。然而，将理解，这不旨在对本专利技术的范围进行限制，而是本文预期对所示实施例的任何替换和进一步的修改以及如本专利技术所属
中的技术人员能正常想到的本文示出的本专利技术原理的任何进一步的应用。图I是第一、第二和第三部件的示意性框图。使用内燃机114和电动机118形成混合传动系来描述示例性系统100。然而，系统100的某些实施例可以利用任何动力源来形成混合传动系，包括液压或其它动力源。同样地，示例性系统100包括储存能量并提供操作灵活性的电池组116。然而，本文还预期本领域中已知的任何能量存储设备，包括但不限于是超级电容器(ultra-capacitor或hyper-capacitor)、压力储存容器、诸如飞轮或弹簧等的机械存储组件。系统100包括可操作地耦合至动力分离器110的内燃机114和可操作地耦合至动力分离器110的电动机118。引擎114和电动机118组合以形成混合传动系。该系统包括与电动机118交换能量的电池组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2010.12.29 US 12/981,1041.一种系统，包括 应用需求模块，被构造为解释当前性能规范； 能量划分模块，被构造为响应于所述当前性能规范提供多个能通量命令，其中，第一个所述能通量命令包括内燃机转矩目标； 弓I擎控制模块，被构造为响应于所述内燃机转矩目标控制内燃机； 数据链路，仅位于从下列各项中选择的一个位置 插入在所述应用需求模块和所述能量划分模块之间；以及 插入在所述能量划分模块和所述引擎控制模块之间。2.如权利要求I所述的系统，其中，所述数据链路插入在所述应用需求模块和所述能量划分模块之间，其中，所述当前性能规范通过所述数据链路传递至所述能量划分模块。3.如权利要求I所述的系统，其中，所述数据链路插入在所述能量划分模块和所述引擎控制模块之间，其中，所述内燃机转矩目标通过所述数据链路传递至所述弓I擎控制模块。4.如权利要求I所述的系统，其中，所述应用需求模块位于第一电子控制器上，其中，所述能量划分模块和所述引擎控制模块位于第二电子控制器上，并且其中，所述数据链路包括控制器局域网。5.如权利要求4所述的系统，还包括位于第一生产设备处的包括所述第一电子控制器的第一部件、位于第二生产设备处的包括所述第二电子控制器的第二部件、以及被构造为容纳所述第一部件和所述第二部件以形成完整的混合传动系的第三部件，所述第三部件位于第三生产设备处。6.如权利要求I所述的系统，其中，所述应用需求模块和所述能量划分模块位于第一电子控制器上，并且其中，所述引擎控制模块位于第二电子控制器上，并且其中，所述数据链路包括控制器局域网。7.如权利要求6所述的系统,还包括位于第一生产设备处的包括所述第一电子控制器的第一部件、位于第二生产设备处的包括所述第二电子控制器的第二部件、以及被构造为容纳所述第一部件和所述第二部件以形成完整的混合传动系的第三部件，所述第三部件位于第三生产设备处。8.如权利要求I所述的系统，其中，所述当前性能规范以大于或等于50Hz的速率更新，并且其中，所述数据链路是异步的。9.如权利要求I所述的系统，其中，所述当前性能规范和所述能通量命令中的至少一个以大于或等于50Hz的速率更新，并且其中，所述数据链路是异步的。10.如权利要求I所述的系统，其中，第二个所述能通量命令是电动机转矩目标，所述系统还包括响应于所述电动机转矩目标的电动机。11.如权利要求10所述的系统，其中，所述能通量命令还包括从由下列各项构成的命令中选择的至少一个命令电池存储目标、发电机转矩目标和附属能量转移目标。12.—种系统,包括 主电子控制器，其通过数据链路与外部电子控制器通信，其中，所述外部电子控制器向所述数据链路提供辅助控制命令；以及 其中，所述主电子控制器包括 应用需求模块，被构造为解释当前性能规范；能量划分模块，被构造为响应于所述当前性能规范提供多个能通量命令，其中，第一个所述能通量命令包括内燃机转矩目标； 辅助控制模块，被构造为解释所述辅助控制命令并响应于所述辅助控制命令来调整所述当前性能规范和所述能通量命令中的至少一个；以及 弓I擎控制模块，被构造为响应于所述内燃机转矩目标来控制内燃机。13.如权利要求12所述的系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·T·布克斯，Z·施瓦布，V·A·舒扬，P·穆拉利达尔，
申请(专利权)人：康明斯有限公司，
类型：发明
国别省市：