開放模塊化電氣動(dòng)力系和控制架構(gòu)的制作方法

專利名稱：開放模塊化電氣動(dòng)力系和控制架構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及利用電能來推動(dòng)的動(dòng)力系。
背景技術(shù)：
本部分的陳述僅提供與本公開相關(guān)的背景信息，并可能不構(gòu)成現(xiàn)有技木。很多種能量源能夠提供功率給動(dòng)カ系的扭矩產(chǎn)生裝置。電功率可以從能量存儲(chǔ)裝置提供并且電功率可用于通過扭矩產(chǎn)生裝置將原動(dòng)或推動(dòng)扭矩提供給動(dòng)カ系。動(dòng)カ系能夠使用多于ー個(gè)的功率源。例如,混合動(dòng)カ驅(qū)動(dòng)動(dòng)カ系能夠通過ー個(gè)或多個(gè)馬達(dá)使用電功率并且通過汽油或柴油內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)使用石油能。已知其它能量源包括燃 料電池和生物柴油燃料或E85燃料。通過車輛的操作，例如，通過再生制動(dòng)，可以回收電功率。另外，通過利用發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)馬達(dá)或驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)，例如，作為皮帶驅(qū)動(dòng)裝置，可以產(chǎn)生電功率并且能量被存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)裝置中。另外，可以通過插入連接到基礎(chǔ)設(shè)施電網(wǎng)而對(duì)能量存儲(chǔ)裝置充電。

發(fā)明內(nèi)容
一種控制動(dòng)カ系的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括能量管理層，該能量管理層監(jiān)測(cè)多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置并且確定潛在能量存儲(chǔ)裝置的每ー個(gè)的基準(zhǔn)可用功率。該系統(tǒng)還包括功率管理層，該功率管理層監(jiān)測(cè)潛在能量存儲(chǔ)裝置的基準(zhǔn)可用功率、動(dòng)カ系需求的功率、和潛在能量存儲(chǔ)裝置的電功率約束，并且基于監(jiān)測(cè)到的潛在能量存儲(chǔ)裝置的基準(zhǔn)可用功率、動(dòng)カ系需求的功率、和潛在能量存儲(chǔ)裝置的電功率約束來確定功率分流。該系統(tǒng)還包括扭矩控制層，該扭矩控制層基于所確定的功率分流來控制扭矩的產(chǎn)生。此外，本發(fā)明還涉及以下技術(shù)方案。I. 一種用于控制動(dòng)力系的系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括
能量管理層，所述能量管理層
監(jiān)測(cè)多個(gè)潛在的能量存儲(chǔ)裝置；以及 確定每個(gè)潛在的能量存儲(chǔ)裝置的基準(zhǔn)可用功率；
功率管理層，所述功率管理層
監(jiān)測(cè)每個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置的基準(zhǔn)可用功率、所述動(dòng)カ系需求的功率、所述潛在能量存儲(chǔ)裝置的電功率約束；以及
基于所監(jiān)測(cè)的每個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置的基準(zhǔn)可用功率、所述動(dòng)カ系需求的功率、所述潛在能量存儲(chǔ)裝置的電功率約束來確定功率分流；以及
扭矩控制層，所述扭矩控制層基于所確定的功率分流來控制扭矩的產(chǎn)生。2.如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置包括第一替代性能量存儲(chǔ)裝置和第二替代性能量存儲(chǔ)裝置。3.如技術(shù)方案2所述的系統(tǒng)，其中，所述第一替代性能量存儲(chǔ)裝置和所述第二替代性能量存儲(chǔ)裝置是操作員可更換的，并且根據(jù)通用協(xié)議與所述能量管理層相互作用。
4.如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置包括主能量存儲(chǔ)裝置和模塊化的輔助能量存儲(chǔ)裝置。5.如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置包括具有第一化學(xué)成分的第一電池裝置和具有第二化學(xué)成分的第二電池裝置。6.如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置包括超級(jí)電容裝置。7.如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置同時(shí)地可用于所述動(dòng)カ系；并且
還包括開放能量存儲(chǔ)模塊，所述開放能量存儲(chǔ)模塊管理同時(shí)可用于所述動(dòng)カ系的所述多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置。
8.如技術(shù)方案7所述的系統(tǒng)，其中，所述能量管理層還管理替代性能量源，并且所述系統(tǒng)還包括物理通信層，所述物理通信層在所述開放能量存儲(chǔ)模塊、管理所述替代性能量源的控制器、以及所述功率管理層之間通信。9.如技術(shù)方案7所述的系統(tǒng)，其中，所述能量管理層還包括
管理馬達(dá)發(fā)電機(jī)裝置的馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器；
管理內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械控制器；以及 管理摩擦功率裝置的摩擦控制器；并且
還包括物理通信層，所述物理通信層在所述開放能量存儲(chǔ)模塊、所述馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器、所述機(jī)械控制器、所述摩擦控制器、和所述功率管理層之間通信。10.如技術(shù)方案7所述的系統(tǒng)，其中，同時(shí)地可用于所述動(dòng)カ系的所述多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置電連接到高壓DC總線。11.如技術(shù)方案7所述的系統(tǒng)，其中，所述開放能量存儲(chǔ)模塊包括
電子控制層，所述電子控制層控制DC/DC變換器，所述DC/DC變換器調(diào)節(jié)同時(shí)地可用于所述動(dòng)カ系的所述多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置中的每ー個(gè)的電壓和電流；以及
模塊控制器単元，所述模塊控制器単元對(duì)同時(shí)地可用于所述動(dòng)カ系的所述多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置中的每ー個(gè)平衡電流并且執(zhí)行診斷和預(yù)測(cè)。12.如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述功率管理層包括動(dòng)カ系控制模塊，所述系統(tǒng)還包括物理通信層，在所述物理通信層中，利用功率總線通用協(xié)議使信號(hào)流在所述動(dòng)力系控制模塊和所述多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置之間傳遞。13. 一種用于控制動(dòng)力系的系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括
能量存儲(chǔ)裝置控制器，所述能量存儲(chǔ)裝置控制器管理多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置；
管理馬達(dá)發(fā)電機(jī)裝置的馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器；
管理內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械控制器；以及 管理摩擦功率裝置的摩擦控制器；
能量管理層，所述能量管理層
監(jiān)測(cè)所述能量存儲(chǔ)裝置控制器、所述馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器、所述機(jī)械控制器、和所述摩擦控制器；以及
確定所述能量存儲(chǔ)裝置控制器、所述馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器、所述機(jī)械控制器、和所述摩擦控制器的每ー個(gè)的基準(zhǔn)可用功率；功率管理層，所述功率管理層
監(jiān)測(cè)所述能量存儲(chǔ)裝置控制器、所述馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器、所述機(jī)械控制器和所述摩擦控制器中每ー個(gè)的基準(zhǔn)可用功率、所述動(dòng)カ系需求的功率、和所述能量存儲(chǔ)裝置控制器、所述馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器、所述機(jī)械控制器和所述摩擦控制器中每ー個(gè)的電功率約束；以及基于所監(jiān)測(cè)的所述能量存儲(chǔ)裝置控制器、所述馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器、所述機(jī)械控制器和所述摩擦控制器中每ー個(gè)的基準(zhǔn)可用功率、所述動(dòng)カ系需求的功率、和所述能量存儲(chǔ)裝置控制器、所述馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器、所述機(jī)械控制器和所述摩擦控制器中每ー個(gè)的電功率約束來確定功率分流；以及
扭矩控制層，所述扭矩控制層基于功率分流命令來控制扭矩的產(chǎn)生。14.如技術(shù)方案13所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置包括具有第一化學(xué)成分的電池和具有第二化學(xué)成分的電池。15.如技術(shù)方案13所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置包括電池和超 級(jí)電容裝置。16.如技術(shù)方案13所述的系統(tǒng)，其中，所述馬達(dá)發(fā)電機(jī)裝置包括輪邊馬達(dá)。17.如技術(shù)方案13所述的系統(tǒng)，其中，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括輔助功率単元。18. 一種用于控制動(dòng)力系的方法，所述方法包括
通過物理通信層連接能量存儲(chǔ)裝置控制器、馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器、機(jī)械控制器、摩擦控制器和能量與功率管理控制器；
在所述能量存儲(chǔ)裝置控制器、所述馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器、所述機(jī)械控制器、和所述摩擦控制器的每ー個(gè)中，產(chǎn)生至所述物理通信層的基準(zhǔn)可用功率信號(hào)；
在所述能量與功率管理控制器中，基于來自所述能量存儲(chǔ)裝置控制器、所述馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器、所述機(jī)械控制器和所述摩擦控制器的每ー個(gè)的基準(zhǔn)可用功率信號(hào)以及所述動(dòng)カ系需求的功率來確定功率分流命令；以及
使用所述功率分流命令來命令所述動(dòng)カ系內(nèi)的扭矩產(chǎn)生。19. 一種用于控制動(dòng)力系的系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括
能量管理層，所述能量管理層包括
機(jī)械模塊；
馬達(dá)發(fā)電機(jī)模塊；
摩擦模塊；和 能量存儲(chǔ)模塊；以及
能量與功率管理控制器，所述能量及功率管理控制器
通過功率總線通用協(xié)議與所述能量管理層通信；以及 輸出控制所述動(dòng)カ系的操作的功率分流命令。20.如技術(shù)方案19所述的系統(tǒng)，其中，所述機(jī)械模塊、所述馬達(dá)發(fā)電機(jī)模塊、所述摩擦模塊和所述能量存儲(chǔ)模塊中的每ー個(gè)包括単獨(dú)的控制器。


現(xiàn)在參考附圖，通過示例描述ー個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，其中
圖I示出了根據(jù)本公開的示例性混合動(dòng)カ驅(qū)動(dòng)動(dòng)カ系，其包括發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、傳動(dòng)系、控制系統(tǒng)和液壓控制回路；
圖2顯示了根據(jù)本公開的控制動(dòng)カ系的示例性系統(tǒng)，包括監(jiān)測(cè)潛在能量源的能量管理層，基于基準(zhǔn)可用功率、功率約束和功率需求來確定功率分流命令的功率管理層，以及將功率分流命令轉(zhuǎn)換為給扭矩產(chǎn)生裝置的命令的扭矩管理層。圖3示出了根據(jù)本公開的圖2的系統(tǒng)的示例性實(shí)施例；
圖4示出了根據(jù)本公開的圖2的系統(tǒng)的另一示例性實(shí)施例；
圖5示出了根據(jù)本公開的操作帶有多個(gè)潛在的能量存儲(chǔ)裝置的動(dòng)カ系的示例性過程；圖6示出了根據(jù)本公開的基于同一化功率的控制結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)カ系的模塊化操作；以及 圖7示出了根據(jù)本公開的采用扭矩產(chǎn)生裝置的模塊化操作的示例性動(dòng)カ系。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖，附圖中顯示的內(nèi)容僅用于圖示某些示例性實(shí)施例，而不是為了對(duì)其限制，圖I圖示了包括發(fā)動(dòng)機(jī)14、變速器10、傳動(dòng)系90、控制系統(tǒng)和液壓控制回路的示例性混合動(dòng)カ驅(qū)動(dòng)動(dòng)カ系。這種示例性混合動(dòng)カ驅(qū)動(dòng)動(dòng)カ系包括可操作在功率分流模式的多個(gè)扭矩產(chǎn)生裝置，其中，各種扭矩產(chǎn)生裝置能夠選擇性地并且協(xié)作地給予動(dòng)力系扭矩。變速器10包括優(yōu)選由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)14驅(qū)動(dòng)的具有輸入速度N1的輸入軸12，以及具有輸出旋轉(zhuǎn)速度N。的輸出軸64。輸出軸64的旋轉(zhuǎn)速度優(yōu)選利用感測(cè)系統(tǒng)84來監(jiān)測(cè)。示例性發(fā)動(dòng)機(jī)14包括多缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其可選擇性地操作在數(shù)個(gè)狀態(tài)以通過軸12傳送扭矩到變速器，并且可以是火花點(diǎn)火或壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)14具有可操作地連接到變速器輸入軸12的曲軸，該曲軸具有特征速度Ne。當(dāng)扭矩管理裝置置于發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間時(shí)，由速度Ne和輸出扭矩Te量化的發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出可以與變速器輸入速度N1和發(fā)動(dòng)機(jī)輸入扭矩T1不同。變速器10使用三個(gè)行星齒輪組24、26和28以及四個(gè)扭矩傳遞裝置，即離合器Cl70、C2 62、C3 73和C4 75。優(yōu)選地由變速器控制模塊(TCM) 17控制的電動(dòng)液壓控制系統(tǒng)42可操作以控制離合器的致動(dòng)和去致動(dòng)。離合器C2和C4優(yōu)選地包括液壓致動(dòng)的旋轉(zhuǎn)摩擦離合器。離合器Cl和C3優(yōu)選地包括固接于變速器殼體68的液壓致動(dòng)的固定裝置。每個(gè)離合器優(yōu)選是液壓致動(dòng)的，利用電動(dòng)液壓控制回路從泵接收加壓后的液壓液體。稱為MG-A的第一電機(jī)56和稱為MG-B的第二電機(jī)72通過行星齒輪操作地連接到變速器。每個(gè)電機(jī)包括定子、轉(zhuǎn)子、和解算器組件80、82。每個(gè)電機(jī)的定子固接到外變速器殼體68，并且包括定子芯，其中盤繞電氣繞組從所述定子芯延伸。MG-A 56的轉(zhuǎn)子被支撐在轂板齒輪上，所述轂板齒輪通過托架26可操作地附接到輸出軸60。MG-B 72的轉(zhuǎn)子附接到套筒軸轂66。解算器組件80、82被適當(dāng)?shù)囟ㄎ缓徒M裝到MG-A 56和MG-B 72。每個(gè)解算器組件80、82包括已知的可變磁阻裝置，該可變磁阻裝置包括可操作地連接到每個(gè)電機(jī)的定子上的解算器定子、以及可操作地連接到每個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上的解算器轉(zhuǎn)子。每個(gè)解算器80、82包括感測(cè)裝置，該感測(cè)裝置適于感測(cè)解算器定子相對(duì)于解算器轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，并且識(shí)別旋轉(zhuǎn)位置。從解算器輸出的信號(hào)被解讀以提供MG-A 56和MG-B 72的旋轉(zhuǎn)速度，稱為Na和Nb。變速器輸出軸64可操作地連接到車輛傳動(dòng)系90以便將原動(dòng)輸出扭矩Tq提供給車輛輪。傳動(dòng)系90包括具有已知的車軸比的分動(dòng)箱96,該分動(dòng)箱96將扭矩傳遞給車輛驅(qū)動(dòng)輪。車輛的姆個(gè)輪(包括驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪)具有輪速度感測(cè)系統(tǒng)94,該系統(tǒng)94包括ー個(gè)或多個(gè)速度感測(cè)裝置，該ー個(gè)或多個(gè)速度感測(cè)裝置安裝在輪上并且適于測(cè)量各個(gè)輪(包括右前(RF)、右后(RR)、左前(LF)和左后(LR)輪)的旋轉(zhuǎn)速度。每個(gè)輪速度感測(cè)系統(tǒng)94的輸出由制動(dòng)控制模塊監(jiān)測(cè)。變速器10接收來自扭矩產(chǎn)生裝置(包括發(fā)動(dòng)機(jī)14和MG-A 56和MG-B 72)的輸入扭矩，分別稱為Ua和TB，這些輸入扭矩是從燃料或存儲(chǔ)在電能存儲(chǔ)裝置(ESD) 74中的電勢(shì)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的。ESD 74經(jīng)由DC傳輸導(dǎo)體27高壓DC聯(lián)接到變速器功率逆變器模塊(TPM) 19。TPM19是控制系統(tǒng)的元件。TPM 19通過傳輸導(dǎo)體29傳遞電能至MG-A 56并從其接收電能，TPIM 19類似地通過傳輸導(dǎo)體31傳遞電能至MG-B 72并從其接收電能。根據(jù)ESD 74是在被充電還是在放電來向ESD 74傳遞電流或從其傳遞電流。TPM 19包括成對(duì)的功率逆變器和相應(yīng)的馬達(dá)控制模塊，它們構(gòu)造成接收馬達(dá)控制命令井根據(jù)該命令控制逆變器狀態(tài)，從而提供馬達(dá)驅(qū)動(dòng)或再生功能。優(yōu)選地，MG-A 56和MG-B 72是三相AC電機(jī)，各具有轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子可操作成在安裝到變速器殼體的定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)。逆變器包括已知的補(bǔ)充性的三相功率電子裝置。 圖I的示例性混合動(dòng)カ驅(qū)動(dòng)動(dòng)カ系可以采用發(fā)動(dòng)機(jī)14和馬達(dá)56和72的各種組合來為動(dòng)カ系提供扭矩。示例性的混合動(dòng)カ驅(qū)動(dòng)動(dòng)カ系可以被描述為兩模式的混合動(dòng)力，其中，可以進(jìn)行兩種電可變檔位狀態(tài)(EVT1和EVT2)。EVTl和EVT2利用變速器10以及相關(guān)聯(lián)的行星齒輪組24、26和/或28的操作以及相關(guān)聯(lián)的離合器和馬達(dá)56和72的選擇性的操作來獲得N1與Ntj的可變比。EVTl的實(shí)施例包括使用馬達(dá)56和72中的ー個(gè)來為動(dòng)カ系提供扭矩以驅(qū)動(dòng)輸出軸64，而發(fā)動(dòng)機(jī)14可以被獨(dú)立地使用來驅(qū)動(dòng)另一個(gè)馬達(dá)作為發(fā)電機(jī)并且將電能提供給能量存儲(chǔ)裝置74。EVTl的另ー個(gè)實(shí)施例包括使用馬達(dá)56和72中的一個(gè)來為輸出軸64提供輸出扭矩，而發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉并且不動(dòng)。EVT2的實(shí)施例包括利用發(fā)動(dòng)機(jī)14和馬達(dá)56和72中的全部來同時(shí)地為輸出軸64提供扭矩。EVT2的另ー個(gè)示例性實(shí)施例包括使用馬達(dá)56和72中的一個(gè)或兩個(gè)來為輸出軸64提供扭矩，而發(fā)動(dòng)機(jī)14關(guān)閉并且允許發(fā)動(dòng)機(jī)自由旋轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)14可以被操作以打開所有相關(guān)聯(lián)的排氣閥和進(jìn)氣閥，以降低當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)被關(guān)閉時(shí)與使發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)的泵送損失。EVT2的另ー個(gè)示例性實(shí)施例包括使用馬達(dá)56和72同時(shí)地為輸出軸64提供扭矩，同時(shí)主動(dòng)地維持發(fā)動(dòng)機(jī)速度等于零或接近零?；旌蟿?dòng)カ驅(qū)動(dòng)動(dòng)カ系可以采取多種實(shí)施例，可以獲得多種控制策略和產(chǎn)生的扭矩構(gòu)造，本公開不限于本文提供的示例性實(shí)施例?？刂颇K、模塊、控制、控制器、控制單元、處理器及類似的術(shù)語意味著下列項(xiàng)中的ー個(gè)或多個(gè)的任意恰當(dāng)?shù)囊环N或各種組合專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行ー種或多種軟件或固件程序的中央處理單元(優(yōu)選為微處理器)和相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器和儲(chǔ)存器(只讀、可編程只讀、隨機(jī)存取、硬盤等)、組合邏輯電路、輸入/輸出電路和裝置、恰當(dāng)?shù)男盘?hào)調(diào)節(jié)和緩沖電路、及提供所述功能的其它適當(dāng)部件?？刂颇K具有一組控制算法，包括存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中并被執(zhí)行以提供期望功能的駐留軟件程序指令和校準(zhǔn)。算法優(yōu)選地在預(yù)設(shè)循環(huán)周期期間執(zhí)行?？梢酝ㄟ^例如中央處理單元來執(zhí)行算法，并且該算法可操作以監(jiān)測(cè)來自傳感裝置和其他聯(lián)網(wǎng)控制模塊的輸入，并且執(zhí)行控制和診斷例程從而控制致動(dòng)器的操作。循環(huán)周期可以規(guī)則的時(shí)間間隔執(zhí)行，例如在進(jìn)行著的發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛操作期間每3. 125,6. 25、12. 5、25和100毫秒?？商娲兀惴梢皂憫?yīng)事件的發(fā)生而執(zhí)行。
根據(jù)例如由操作員踏板位置確定的請(qǐng)求的輸出扭矩(Ioeq)來控制構(gòu)造成為輸出軸提供扭矩的動(dòng)カ系。動(dòng)カ系的輸出可以描述為功率等于輸出扭矩乘以輸出的速度。基于TQ—REQ，可以確定動(dòng)カ系需求的功率或功率需求?；旌蟿?dòng)カ驅(qū)動(dòng)動(dòng)カ系能夠包括多個(gè)扭矩產(chǎn)生裝置。可以確定功率分流命令，命令來自多個(gè)扭矩產(chǎn)生裝置中每ー個(gè)的需要的功率需求的一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，可以監(jiān)測(cè)ー些或全部扭矩產(chǎn)生裝置的基準(zhǔn)可用功率，并且可以基于扭矩產(chǎn)生裝置的基準(zhǔn)可用功率和動(dòng)カ系的功率需求來確定功率分流命令。ー些扭矩產(chǎn)生裝置可以具有多個(gè)能量源。例如，電動(dòng)馬達(dá)可以連接到多個(gè)能量存儲(chǔ)裝置并從多個(gè)能量存儲(chǔ)裝置接收電功率。在一個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)馬達(dá)可以連接到電功率供應(yīng)總線，并且來自多個(gè)能量存儲(chǔ)裝置的功率可以單獨(dú)地或協(xié)作地被供應(yīng)到電動(dòng)馬達(dá)。系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)多個(gè)能量源中的每ー個(gè)的基準(zhǔn)可用功率，并且確定功率分流，包括從每個(gè)能量存儲(chǔ)裝置提供多少功率。諸如電池裝置的能量存儲(chǔ)裝置具有其能夠輸送的一定量的電能。例如，具有高電 荷狀態(tài)(SOC)的能量存儲(chǔ)裝置可以為動(dòng)力系輸送大量的電能，而具有低SOC的能量存儲(chǔ)裝置可以為動(dòng)力系輸送僅有限量的電能。能量存儲(chǔ)裝置的基準(zhǔn)可用功率可以基于其能夠輸送的電能的量來確定。此外，能量存儲(chǔ)裝置在其每單位時(shí)間能夠輸送給動(dòng)カ系的電功率或電能的量方面有約束。例如，能量存儲(chǔ)裝置的峰值電功率可以源自裝置的物理限制。能量存儲(chǔ)裝置能夠輸送的電功率的限制可以被描述為電功率約束。通過監(jiān)測(cè)來自每個(gè)扭矩產(chǎn)生裝置的基準(zhǔn)可用功率信號(hào)和/或來自每個(gè)能量存儲(chǔ)裝置能夠?yàn)榕ぞ禺a(chǎn)生裝置輸送的功率，可以確定功率分流命令，以管理扭矩的產(chǎn)生，以滿足動(dòng)カ系的功率需求。圖2顯示了用于控制動(dòng)カ系的動(dòng)カ系控制器的示例性實(shí)施例，包括監(jiān)測(cè)潛在能量源的能量管理層，基于基準(zhǔn)可用功率、功率約束和功率需求來確定功率分流命令的功率管理層，以及將功率分流命令轉(zhuǎn)換為給扭矩產(chǎn)生裝置的命令的扭矩管理層。構(gòu)造100包括能量管理層110、功率管理層120和扭矩管理層130。能量管理層110監(jiān)測(cè)將功率提供給動(dòng)カ系的可用能量源，并且將每個(gè)可用能量源的基準(zhǔn)可用功率115輸出給功率管理層120。功率管理層120監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)可用功率115、功率輸出的請(qǐng)求、以及對(duì)每個(gè)可用能量源的功率產(chǎn)生的約束，并且將功率分流命令125輸出給扭矩管理層130。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例，功率管理層包括輸出功率分流命令125的動(dòng)カ系控制模塊。扭矩管理層130監(jiān)測(cè)功率分流命令，并且相應(yīng)地確定給扭矩產(chǎn)生裝置的命令132。扭矩管理層可以另外接收來自扭矩產(chǎn)生裝置的反饋134。構(gòu)造100采用基準(zhǔn)可用功率115來確定用于控制動(dòng)カ系的功率分流命令125。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例，構(gòu)造100可以用作開放模塊化電氣動(dòng)カ系控制，允許動(dòng)カ系的功率源和扭矩產(chǎn)生裝置隨著配置而改變，該配置基于可用裝置的基準(zhǔn)功率可用值和基于可用的扭矩產(chǎn)生裝置而變化。圖3更詳細(xì)地示出了用于控制動(dòng)カ系的圖2的系統(tǒng)的示例性實(shí)施例，其包括與模塊化的電氣動(dòng)力系通信的物理通信層。構(gòu)造200包括駕駛員界面裝置210、車輛控制器220、車輛通信局域網(wǎng)絡(luò)(CAN) 216、中央動(dòng)カ系控制模塊225、物理通信層227、和模塊232、234、236以及238。動(dòng)カ系控制模塊225通過物理通信層227與摩擦模塊232、機(jī)械模塊234、馬達(dá)發(fā)電機(jī)模塊236和能量存儲(chǔ)模塊238通信。模塊232、234、236和238中的每ー個(gè)監(jiān)測(cè)不同類型的能量源或功率源，這些不同類型的能量源或功率源能夠用于滿足功率需求并且能夠包括可以選擇性地添加到動(dòng)カ系或從動(dòng)カ系移除的模塊化的能量源。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，其它類型的能量源可以被類似地管理并且可用于滿足所有的或一部分功率需求。物理通信層227可以是高速控制局域網(wǎng)(CAN)或類似的有利于高速通信的裝置。摩擦模塊232管理動(dòng)力學(xué)功率或摩擦功率。摩擦模塊232包括摩擦控制器240、前摩擦單元242、和后摩擦單元244。摩擦單元242和244包括能夠?qū)?dòng)力學(xué)能量轉(zhuǎn)換為功率的裝置，例如，包括利用輪的運(yùn)動(dòng)來產(chǎn)生電功率的再生制動(dòng)單元。摩擦控制器240通過物理通信層227將摩擦単元242和244的基準(zhǔn)可用功率提供給中央動(dòng)カ系控制模塊225，并且還基于來自動(dòng)カ系控制模塊225的功率分流命令實(shí)現(xiàn)對(duì)摩擦単元242和244的命令。機(jī)械模塊234管理機(jī)械功率。機(jī)械模塊234包括機(jī)械控制器250、前機(jī)械功率単元252、后機(jī)械功率単元254、中間或輔助功率単元(APU)機(jī)械功率単元256。機(jī)械功率単元252、254和256包括基于機(jī)械過程(諸如通過發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃燒)而產(chǎn)生機(jī)械或電功率的裝置。機(jī)械控制器250通過物理通信層227將機(jī)械単元252、254和256的基準(zhǔn)可用功率提供給中央動(dòng)カ系控制模塊225，并且還基于來自動(dòng)カ系控制模塊225的功率分流命令實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械單元252、254和256的命令。馬達(dá)發(fā)電機(jī)模塊236管理馬達(dá)/發(fā)電機(jī)単元內(nèi)的電功率。馬達(dá)發(fā)電機(jī)模塊236包括馬達(dá)發(fā)電機(jī)、控制器260、前馬達(dá)發(fā)電機(jī)單元262、后馬達(dá)發(fā)電機(jī)單元264、和專用發(fā)電機(jī)單元266。馬達(dá)發(fā)電機(jī)単元262和264包括能夠?qū)㈦姽β兽D(zhuǎn)換為扭矩和/或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換為電功率的裝置。馬達(dá)發(fā)電機(jī)單元266是例如連接到發(fā)動(dòng)機(jī)并且在需求下提供電功率的專用發(fā)電機(jī)單元。馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器260通過物理通信層227將馬達(dá)發(fā)電機(jī)單元262、264和266的基準(zhǔn)可用功率提供給中央動(dòng)カ系控制模塊225，并且還基于來自動(dòng)カ系控制模塊225的功率分流命令實(shí)現(xiàn)對(duì)馬達(dá)發(fā)電機(jī)單元262、264和266的命令。能量存儲(chǔ)模塊238管理存儲(chǔ)的電功率。能量存儲(chǔ)模塊238包括能量存儲(chǔ)裝置控制器270、第一能量存儲(chǔ)裝置74A、第二能量存儲(chǔ)裝置74B、和第三能量存儲(chǔ)裝置74C。能量存儲(chǔ)裝置可以包括能夠存儲(chǔ)并最終釋放電能的任何裝置。能量存儲(chǔ)裝置控制器270通過物理通信層227將能量存儲(chǔ)裝置74A、74B和74C的基準(zhǔn)可用功率提供給中央動(dòng)カ系控制模塊225，并且還基于來自動(dòng)カ系控制模塊225的功率分流命令實(shí)現(xiàn)對(duì)能量存儲(chǔ)裝置74A、74B和74C或控制能量存儲(chǔ)裝置的充電和放電的裝置的命令。模塊232、234、236和238中的每ー個(gè)被示出為具有潛在的裝置，其可以用于構(gòu)造200，但不是必然存在。例如，機(jī)械模塊234包括機(jī)械功率單元252、254和256。構(gòu)造200能夠以任何或全部的機(jī)械單元252、254和256來操作，但這些単元可以按照需要而模塊化地添加或移除。通過使模塊232、234、236和238中的每ー個(gè)配備有控制器，每個(gè)模塊中的功率產(chǎn)生可以被單獨(dú)地調(diào)節(jié)，而通過每個(gè)控制器與中央動(dòng)カ系控制模塊225的通信可以實(shí)現(xiàn)模塊的模塊化操作。構(gòu)造200作為開放模塊化的電氣動(dòng)力系控制器操作。模塊232、234、236和238作為能量管理層，將基準(zhǔn)可用功率提供給動(dòng)カ系控制模塊225。動(dòng)カ系控制模塊225作為功率管理層，監(jiān)測(cè)每個(gè)模塊的基準(zhǔn)可用功率并且確定功率分流命令。模塊232、234、236和238作為扭矩管理層，接收功率分流命令并且基于功率分流命令而輸送必要的功率至一個(gè)或多個(gè)扭矩產(chǎn)生裝置。圖6示出了基于同一化功率的控制結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)カ系的模塊化操作。摩擦模塊232包括摩擦控制器240、前摩擦單元242、和后摩擦單元244。機(jī)械模塊234包括機(jī)械控制器250、前機(jī)械功率單元252、后機(jī)械功率單元254、和APU機(jī)械功率單元256。馬達(dá)發(fā)電機(jī)模塊236包括馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器260、前馬達(dá)發(fā)電機(jī)單兀262、后馬達(dá)發(fā)電機(jī)單兀264、和專用發(fā)電機(jī)單元266。能量 存儲(chǔ)模塊238包括能量存儲(chǔ)裝置控制器270、第一能量存儲(chǔ)裝置74A、第二能量存儲(chǔ)裝置74B、和第三能量存儲(chǔ)裝置74C。能量和功率管理控制器230通過功率總線214與模塊232、234、236和238通信。功率總線214是通用協(xié)議，基于物理通信層限定中央動(dòng)カ系控制器225、動(dòng)カ系控制模塊240、250、260和能量存儲(chǔ)控制器270之間的信號(hào)流。功率總線214能夠?qū)崿F(xiàn)用于模塊化電氣動(dòng)カ系的基于功率的控制架構(gòu)，并且標(biāo)準(zhǔn)化能量管理層110和功率管理層120處的動(dòng)カ系控制器和能量存儲(chǔ)控制器之間的通信。功率總線通用協(xié)議能夠在物理通信層上在動(dòng)カ系控制器和包括多個(gè)能量存儲(chǔ)裝置的各種能量源的控制器之間通信。基準(zhǔn)可用能量和功率信號(hào)和功率分流命令可以通過功率總線214來傳遞。通過利用功率總線214同一化通信，由于可用能量和可用功率以及功率命令被提供給動(dòng)カ系，可以通過同一化實(shí)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)化的控制來模塊化地操作裝置和整個(gè)模塊。在一個(gè)實(shí)施例中，能量和功率管理控制器230實(shí)現(xiàn)為能量管理層110，控制器230以及控制器240、250、260和270實(shí)現(xiàn)為功率管理層120。管理多個(gè)能量存儲(chǔ)裝置的能量存儲(chǔ)模塊238能夠采用的一個(gè)非限制性實(shí)施例包括開放能量存儲(chǔ)模塊。圖4示出了開放能量存儲(chǔ)模塊的示例性實(shí)施例。構(gòu)成300包括能量管理層112、功率管理層122和電子控制層135，其中，能量管理層112包括多個(gè)能量管理控制器310A、310B和310C，功率管理層122包括多個(gè)功率管理控制器315A、315B和315C，電子控制層135包括多個(gè)電壓/電流調(diào)節(jié)器320A、320B和320C。能量管理層112和功率管理層122與能量管理層110和功率管理層120類似地操作，其中，層112和122在開放能量存儲(chǔ)模塊內(nèi)局部地發(fā)揮作用。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例，控制器310A、310B和310C以及控制器315A、315B和315C與中央動(dòng)カ系控制模塊共享功率總線通信結(jié)構(gòu)，電壓電流調(diào)節(jié)器320A、320B和320C局部地定位在各個(gè)單獨(dú)的能量存儲(chǔ)裝置中。在采用開放能量存儲(chǔ)模塊的實(shí)施例中，能量管理層和功率管理層能夠在開放能量存儲(chǔ)模塊和動(dòng)力系控制模塊之間共享。電子控制層135集中式地控制輸送到高壓DC總線330的電功率，該高壓DC總線330將功率輸送到一個(gè)或多個(gè)扭矩產(chǎn)生裝置。電壓/電流調(diào)節(jié)器320A、320B和320C輸出功率分流命令給DC/DC變換器模塊340A、340B和340C，這些命令實(shí)現(xiàn)為分擔(dān)額命令，命令來自每ー個(gè)能量存儲(chǔ)裝置74A、74B和74C的一部分的要求的功率。DC/DC變換器模塊340A、340B和340C分別使用來自電壓/電流調(diào)節(jié)器320A、320B和320C的分擔(dān)額命令，以便分別調(diào)節(jié)流到能量存儲(chǔ)裝置74A、74B和74C的電功率以及來自能量存儲(chǔ)裝置74A、74B和74C的電功率。每個(gè)能量存儲(chǔ)裝置由模塊控制器単元270A、270B和270C分別附加地控制，包括電流平衡和執(zhí)行診斷和/或預(yù)測(cè)。在構(gòu)成300中實(shí)現(xiàn)的開放能量存儲(chǔ)模塊可以用作構(gòu)成200中的能量存儲(chǔ)模塊238。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例，能夠管理多個(gè)能量存儲(chǔ)裝置(這些多個(gè)能量存儲(chǔ)裝置共同地作為功能上単獨(dú)的能量源)的開放能量存儲(chǔ)模塊以及管理另一能量源(例如，通過發(fā)動(dòng)機(jī)可用的機(jī)械功率)的另ー模塊和控制器能夠一起操作。通過物理通信層，開放能量存儲(chǔ)模塊、管理另一能量源的控制器、以及功率管理層能夠如本文所公開地通信。能量管理層110監(jiān)測(cè)或評(píng)估能量存儲(chǔ)裝置74并且輸出用于每個(gè)能量存儲(chǔ)裝置的基準(zhǔn)可用功率，這些基準(zhǔn)可用功率能夠潛在地用于為動(dòng)力系或潛在的能量存儲(chǔ)裝置提供功率。這些潛在的能量存儲(chǔ)裝置能夠是固定的裝置，在動(dòng)カ系的壽命內(nèi)保持相對(duì)于動(dòng)カ系不變。在另ー實(shí)施例中，系統(tǒng)能夠適應(yīng)性地監(jiān)測(cè)可用的潛在能量存儲(chǔ)裝置、扭矩產(chǎn)生裝置、以及其它對(duì)于系統(tǒng)可用的源，并且基于監(jiān)測(cè)到的要素來適應(yīng)性地確定功率分流命令。動(dòng)カ系可以構(gòu)造成可選地接受多種潛在的能量存儲(chǔ)裝置。示例性的動(dòng)カ系可以原始配備有單個(gè)電池，但包括用于額外裝置的電連接件，這些額外裝置可以單獨(dú)購(gòu)買以擴(kuò)展動(dòng)力系的范圍。例如，能夠添加和使用不同化學(xué)成分的電池或電池的混合以及超級(jí)電容。另外，例如在微渦輪裝置或燃料電池裝置內(nèi)可以添加和使用采用不同或替代性的能量源(諸如汽油、柴油、E85、CNG或LPG)的替代性的裝置，產(chǎn)生用于動(dòng)カ系的電?；蛘撸茧姵乜梢员灰瞥⑶乙孕碌哪芰看鎯?chǔ)裝置來替代。這種添加、移除或替代能量存儲(chǔ)裝置的能力可以被稱為潛在的能量存儲(chǔ)裝置的模塊化操作。模塊化操作允許安裝例如替代性能量源的第一模塊化能量存儲(chǔ)裝置和/或替代性能量源的第二模塊化能量存儲(chǔ)裝置。能夠通過限定通用協(xié)議來實(shí)現(xiàn)模塊化操作，潛在的能量存儲(chǔ)裝置必須遵守該通用協(xié)議以便可以用于該動(dòng)カ系。這種通用協(xié)議能夠支配相符的裝置如何與能量管理層、功率管理層或電子控制層相互作用。以這種方式，操作員可以基于動(dòng)カ系的要求的用途或可獲 得性來選擇來自眾多制造商的能量存儲(chǔ)裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，操作員可以采用操作員可更換的模塊化能量存儲(chǔ)裝置，其中一個(gè)單元被插上電源并充電，另ー個(gè)被用在車輛中。在另一實(shí)施例中，模塊化能量存儲(chǔ)裝置可以在再充電站被交換，例如，再充電站從車輛移除耗盡的能量存儲(chǔ)裝置，代替以兼容的完全充滿的能量存儲(chǔ)裝置，并且對(duì)所移除的耗盡的能量存儲(chǔ)裝置進(jìn)行再充電，以用于另ー車輛。將多個(gè)能量存儲(chǔ)裝置用于動(dòng)カ系可以包括基于測(cè)量的或估計(jì)的SOC和/或不同能量源的優(yōu)選操作范圍而并聯(lián)使用兩個(gè)或多個(gè)能量存儲(chǔ)裝置并且同時(shí)地可用于動(dòng)カ系，不同的能量源被協(xié)作地或有選擇性使用。例如，具有第一化學(xué)成分的能量存儲(chǔ)裝置和具有第二化學(xué)成分的能量存儲(chǔ)裝置可以并聯(lián)使用，并可以基于每個(gè)能量存儲(chǔ)裝置在不同操作范圍中的性質(zhì)來最優(yōu)地使用每個(gè)能量存儲(chǔ)裝置。在另ー示例中，能夠儲(chǔ)存電荷的超級(jí)電容裝置可以與電池裝置結(jié)合使用，并且可以基于每個(gè)裝置在不同操作范圍中的性質(zhì)而最優(yōu)地使用每個(gè)裝置。在替代性實(shí)施例中，ー個(gè)能量存儲(chǔ)裝置可以被認(rèn)定為是主能量存儲(chǔ)裝置，并且第二能量存儲(chǔ)裝置可以被認(rèn)定為是模塊化的輔助能量存儲(chǔ)裝置，例如，由操作員添加并且當(dāng)主能量存儲(chǔ)裝置的SOC達(dá)到最小閾值水平時(shí)被使用。在另ー實(shí)施例中，多個(gè)能量存儲(chǔ)裝置可以ー起用在能量存儲(chǔ)系統(tǒng)中，多個(gè)能量存儲(chǔ)裝置協(xié)作作為單個(gè)系統(tǒng)，以便為動(dòng)カ系提供單個(gè)的能量源。能量存儲(chǔ)系統(tǒng)可以由能量管理層作為單個(gè)系統(tǒng)來監(jiān)測(cè)，或者各個(gè)能量存儲(chǔ)裝置可以被單獨(dú)地監(jiān)測(cè)。另外，本文公開的模塊化電氣動(dòng)力系控制架構(gòu)允許扭矩產(chǎn)生裝置和動(dòng)カ系的其它源的模塊化操作。例如，車輛能夠原始地配備為帶有馬達(dá)、能量存儲(chǔ)裝置和插電連接的電驅(qū)動(dòng)動(dòng)カ系。如果動(dòng)カ系位于操作在例如山地區(qū)域的范圍中的車輛中，其中，動(dòng)カ系需要增加的輸出扭矩，則額外的馬達(dá)和能量存儲(chǔ)裝置可以添加到車輛，并且所公開的系統(tǒng)將監(jiān)測(cè)額外的能量存儲(chǔ)裝置并且在兩個(gè)馬達(dá)之間發(fā)送功率分流命令。在另ー示例中，其中，一貫地需要擴(kuò)展的范圍，則作為APU操作的發(fā)動(dòng)機(jī)可以添加到示例性電驅(qū)動(dòng)動(dòng)カ系。多個(gè)模塊化裝置可以用于所公開的系統(tǒng)，并且該公開不應(yīng)限制于本文所提供的特定示例性實(shí)施例。圖7示出了采用扭矩產(chǎn)生裝置的模塊化操作的示例性動(dòng)カ系。動(dòng)カ系600包括發(fā)動(dòng)機(jī)610、變速器620、離合器630、傳動(dòng)系640、分別具有輪邊馬達(dá)660A和660B的輪650A和650B、馬達(dá)發(fā)電機(jī)670、和所結(jié)合的起動(dòng)器發(fā)電機(jī)615。動(dòng)カ系600可以原始地包括扭矩產(chǎn)生裝置610、615、660A、660B和670的多個(gè)組合的任意ー個(gè)。基于動(dòng)カ系的期望操作(包括輸出扭矩、范圍和其它考慮)，能夠基于所描述的模塊化電氣動(dòng)カ系控制架構(gòu)的使用而按照需要地添加或移除扭矩產(chǎn)生裝置中的任ー個(gè)。圖5示出了操作帶有多個(gè)潛在的能量存儲(chǔ)裝置的動(dòng)カ系的示例性過程。表I提供作為圖5所示的過程的要點(diǎn)。表I
權(quán)利要求
1.一種用于控制動(dòng)力系的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 能量管理層，所述能量管理層 監(jiān)測(cè)多個(gè)潛在的能量存儲(chǔ)裝置；以及 確定每個(gè)潛在的能量存儲(chǔ)裝置的基準(zhǔn)可用功率； 功率管理層，所述功率管理層 監(jiān)測(cè)所述潛在能量存儲(chǔ)裝置的基準(zhǔn)可用功率、所述動(dòng)力系需求的功率、所述潛在能量存儲(chǔ)裝置的電功率約束；以及 基于所監(jiān)測(cè)的所述潛在能量存儲(chǔ)裝置的基準(zhǔn)可用功率、所述動(dòng)力系需求的功率、所述潛在能量存儲(chǔ)裝置的電功率約束來確定功率分流；以及 扭矩控制層，所述扭矩控制層基于所確定的功率分流來控制扭矩的產(chǎn)生。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置包括第一替代性能量存儲(chǔ)裝置和第二替代性能量存儲(chǔ)裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述第一替代性能量存儲(chǔ)裝置和所述第二替代性能量存儲(chǔ)裝置是操作員可更換的，并且根據(jù)通用協(xié)議與所述能量管理層相互作用。
4.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置包括主能量存儲(chǔ)裝置和模塊化的輔助能量存儲(chǔ)裝置。
5.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置包括具有第一化學(xué)成分的第一電池裝置和具有第二化學(xué)成分的第二電池裝置。
6.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置包括超級(jí)電容裝置。
7.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置同時(shí)地可用于所述動(dòng)力系；并且 還包括開放能量存儲(chǔ)模塊，所述開放能量存儲(chǔ)模塊管理同時(shí)可用于所述動(dòng)力系的所述多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置。
8.一種用于控制動(dòng)力系的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 能量存儲(chǔ)裝置控制器，所述能量存儲(chǔ)裝置控制器管理多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置； 管理馬達(dá)發(fā)電機(jī)裝置的馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器； 管理內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械控制器；以及 管理摩擦功率裝置的摩擦控制器； 能量管理層，所述能量管理層 監(jiān)測(cè)所述能量存儲(chǔ)裝置控制器、所述馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器、所述機(jī)械控制器、和所述摩擦控制器；以及 確定所述能量存儲(chǔ)裝置控制器、所述馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器、所述機(jī)械控制器、和所述摩擦控制器的每一個(gè)的基準(zhǔn)可用功率； 功率管理層，所述功率管理層監(jiān)測(cè)所述能量存儲(chǔ)裝置控制器、所述馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器、所述機(jī)械控制器和所述摩擦控制器中每一個(gè)的基準(zhǔn)可用功率、所述動(dòng)力系需求的功率、和所述能量存儲(chǔ)裝置控制器、所述馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器、所述機(jī)械控制器和所述摩擦控制器中每一個(gè)的電功率約束；以及基于所監(jiān)測(cè)的所述能量存儲(chǔ)裝置控制器、所述馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器、所述機(jī)械控制器和所述摩擦控制器中每一個(gè)的基準(zhǔn)可用功率、所述動(dòng)力系需求的功率、和所述能量存儲(chǔ)裝置控制器、所述馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器、所述機(jī)械控制器和所述摩擦控制器中每ー個(gè)的電功率約束來確定功率分流；以及 扭矩控制層，所述扭矩控制層基于功率分流命令來控制扭矩的產(chǎn)生。
9.一種用于控制動(dòng)力系的方法，所述方法包括 通過物理通信層連接能量存儲(chǔ)裝置控制器、馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器、機(jī)械控制器、摩擦控制器和能量與功率管理控制器； 在所述能量存儲(chǔ)裝置控制器、所述馬達(dá)發(fā)電機(jī)控制器、所述機(jī)械控制器、和所述摩擦控制器的每ー個(gè)中，產(chǎn)生至所述物理通信層的基準(zhǔn)可用功率信號(hào)； 在所述能量與功率管理控制器中，基于來自所述能量存儲(chǔ)裝置控制器、所述馬達(dá)發(fā)電 機(jī)控制器、所述機(jī)械控制器和所述摩擦控制器的每ー個(gè)的基準(zhǔn)可用功率信號(hào)以及所述動(dòng)カ系需求的功率來確定功率分流命令；以及 使用所述功率分流命令來命令所述動(dòng)カ系內(nèi)的扭矩產(chǎn)生。
10.一種用于控制動(dòng)力系的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 能量管理層，所述能量管理層包括 機(jī)械模塊； 馬達(dá)發(fā)電機(jī)模塊； 摩擦模塊；和 能量存儲(chǔ)模塊；以及 能量與功率管理控制器，所述能量及功率管理控制器 通過功率總線通用協(xié)議與所述能量管理層通信；以及 輸出控制所述動(dòng)カ系的操作的功率分流命令。
全文摘要
本發(fā)明提供一種控制動(dòng)力系的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括能量管理層，該能量管理層監(jiān)測(cè)多個(gè)潛在能量存儲(chǔ)裝置并且確定潛在能量存儲(chǔ)裝置的每一個(gè)的基準(zhǔn)可用功率。該系統(tǒng)還包括功率管理層，該功率管理層監(jiān)測(cè)潛在能量存儲(chǔ)裝置的基準(zhǔn)可用功率、動(dòng)力系需求的功率、和潛在能量存儲(chǔ)裝置的電功率約束，并且基于監(jiān)測(cè)到的潛在能量存儲(chǔ)裝置的基準(zhǔn)可用功率、動(dòng)力系需求的功率、和潛在能量存儲(chǔ)裝置的電功率約束來確定功率分流。該系統(tǒng)還包括扭矩控制層，該扭矩控制層基于所確定的功率分流來控制扭矩的產(chǎn)生。
文檔編號(hào)B60W20/00GK102729990SQ20121009695
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月6日
發(fā)明者H.楊, N.K.巴克諾爾 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司