專利名稱：：混合動力系的控制系統結構的制作方法
技術領域：
：本發明通常涉及車輛動力系統，尤其涉及用于，的混合動力系統的控制系統。
背景技術：
：公知的，各種混合動力系結構用于管理混合動力中的各種原動機的輸A^輸出轉矩，原動機最常見的是內燃機和電機。混合動力系統通常具有這樣的特征，內燃機和一個或多個電機利用變速器裝置向車輛傳動系提供驅動轉矩。一種并聯混合動力系結構包括雙模式、復合-分離(split)，機電變速器，該，器具有用于從動力源、例如內燃機接收驅動轉矩的輸入元件，以及用于將驅動車統從器典型地傳遞至傳動系的輸出元件。包括電動板發電機的第一和第二電機向魏器提供驅動轉矩，并且可操作地連接至能量存儲裝置，該能量存儲裝置用于在剤，置與第一和第二電動抓發電機之間交換電能。混合動力系統和車輛的各種部件及系統的操作典型地需要iOT—個或多個電子控制器的控制系統。控制器用于控制車輛的各個方面。系統需要實時控輒ongoingcontrol)以滿足操作者對操作性和麵經濟性的需求，滿足與混合動力系統相關的系統需求(包括能量存儲裝置的充電與放電)，提供附件能力和需求，以及滿足用于排放和耐久性的指令要求。對用于混合動力系統的控制系統的結構進行決策的設計者必須平衡多個有競爭性的需求，包括提供足夠的計算能力以便能及時且有效利用成本地完成各種車輛，動力系和子系統的管理任務。其他問題包括使滿足質量，可靠性和耐久性目標的控制系統能夠月W人電磁干涉要求，并且可打包在糊中。當使用多個控制器時，控制器之間的通訊可能受到局域網的可禾擁性與帶寬的限制。還需要具有一種控制系統結構，其具有一定程度的可重復利用性，因此旨激以最小限度的再設計移動到多個車輛平臺和系統上。進一步需要具有一種控制系統，雜系統壽命周期過程中可以較容易的擴展，以便具有新的特征和能力。還需要一種控制系統，其較容易與外部系統通訊，以便完成如系統校準、編程以及診斷這樣的任務。因此，需要優化的用于混合動力系統的控制系統，該控制系統可有效地利用車載計算資源以滿足上述需求。
發明內容因ji體發明的目標在于提供一種混合動力系控制系統，其滿足以上提出的所關系的內容。本發明的一方面包括用于動力系統的方法和控制裝置，該動力系統包括內燃機和一對電機，每個均可操作地連接至雙模式、復合-分離、機電器。控制裝置包括第一控制裝置，該第一控制裝置包括系統控制器以及第一和第二電機控制處理器。系統控制器可操作以經由第一高速通訊總線、第二高速通訊總線、以及第一和第二串行外圍接口總線與第一和第二電機控制處理器相通訊。第一和第二電機控制處理器可操作以基于來自系統控制器的輸入，來控制該對電機和電能存儲裝置之間的電力流。第一和第二電機控制處理器每個均包括功率逆變器模塊。本發明進一步包括可操作以控制內燃機的第二控制裝置，該第二控制，可操作以執行來自系統控制器的命令，以控制內燃機，地控制內燃機的轉矩輸出。內燃機imt也具有曲軸位置傳麟，該傳感器禾傭專用線纜信號地連接至第二控制體的專用輸入和第一控制裝置的系統控制器的專用輸入。本發明的另一方面包括雙模式、復合-分離、機電變速器，該變速器具有電動輔助液壓泵，其中，系統控制器可操作以使用直接連接至電動輔助液壓泵的專用電纜線對其進行控制。本發明的另一方面包括可操作以控制雙模式、復合-分離、機電變速器的多個轉矩傳遞離合器的致動的第三控制裝置。本發明的進一方面包括系統控制器可操作以經由第一高M訊總線與第二和第三控制裝置相通訊。系統控制器可操作以進一步經由第一高速通訊總線與用戶界面裝置相通訊。系統控制器優選地可操作以確定內燃機的指令轉矩輸出、針電機的指令轉矩輸出、以及^I器的多個轉矩傳遞離合器的指令車轉巨。^指令車統均基于操作者的輸入，入可通^1用戶界面讀出。本發明的進一方面包括可操作以控制附件電力的第四控制裝置。本發明的另一方面包括系統控制器可操作以經由高速通訊總線與第二第三、以及第四控制裝置相通訊。本發明的另一方面包括系統控制器可操作以使用第一和第二串行外圍接口總線直接與第一和第二電機控制處理器相通訊，以直接實現與第一和第二電機控制處理器的串《Tffi訊。本發明的另一方面包括第一高i!M訊總線方便于構成混合動力系統局域網的裝置之間的通訊。本發明的另一方面包括第二高M訊總線方便于構成^IS局域網的裝置之間的通訊。本發明的另一方面包括用于動力系統的制品，該動力系統包括一對電機，該對電機的每個均可操作以將電能轉化為傳遞至機電變速器的驅動轉矩。該制品包括具有系統控制器和第一及第二電機控制處理器的控制裝置。系統控制器可操作以經由第一和第二串行外圍接口總線與第一和第二電機控制處理器相通訊。第一和第二電機控制處理器可操作以基于來自系統控制器的輸入，控制該對電機與電能存儲裝置之間的電力流。系統控制器進一步可操作以經由第一高3iM訊總線、第二高速通訊總線、以及第一和第二串行外圍接口總線與第一和第二電機控制處理器相通訊。在閱讀和理解了以下實施例的詳細說明后，本發明的這些和其他方面將對本領域技術人員而言變得顯而易見。本發明能夠在一定部件和部件的布置上采用物理形式，其雌實施例將作詳細描述，并且在構成本發明一部分的附圖中圖示，其中圖1為根據本發明的典型動力系的示意框圖2為根據本發明的典型控制系統結構和動力系的示意框圖；以及圖3和4為根據本發明的典型控制系統結構的示意框圖。具體實施例方式現參照附圖，其中所述內容只是為了解釋說明本發明，并不用于限制本發明，圖1和2顯示了包括發動機14、變速器10、控制系統、以及根據本發明實施例構造的傳動系的系統。典型，器10的機械方面在2005年6月23日公開的、標題為具有四個固定傳動比的雙模式、復合-分離、混合動力機電變速器的美國專利申請US2005/0137042A1中作了詳細公開，其作為參考合并到此。體現本發明概念的典型的雙模式、復合-分離、機電混合動力變速器在圖l中示出，并且總體由數字10標示。混合動力變速器10具輸入元件12，其實質上是從內燃機14接收驅動轉矩的軸。瞬態轉矩阻尼器20結合在發動機14的輸出軸18和混合動力變速器10的輸入元件12之間。瞬態轉矩阻尼器20地包括轉矩傳遞裝置77，其具有分別示為78和79的阻尼機構和彈簧。瞬態車轉巨阻尼器20允許發動機14與混合動力變速器10選擇性地接合，但應該知道的是，,傳遞裝置77并不用于改變或控制混合動力變速器10運行的模式。傲巨傳遞裝置77，地包括、TO操作的摩擦離合器，稱之為離合器C5。發動機14可以是眾多形式內燃機中的任意一種，例如點燃式發動機或壓燃式發動機，容易適宜于在操作速度范圍內、即從怠速(在或接近接近600轉/併中(RPM))至皿6000RPM的范圍內，提供動力輸出至變速器10。無論發動機14以何種方式連接至變速器10的輸入元件12，輸入元件12均連接至器10中的行星齒輪組24。具體參照圖l，混合動力變3I器10利用三組行星齒輪組24，26和28。第一行星齒輪組24具有通常稱為齒圈的外齒輪元件30，該外齒輪元件圍^1常稱為太陽輪的內齒輪元件32。多個行星齒輪元件34可旋轉地安裝在行星架36上，以使得旨行星齒輪元件34嚙合地接合外齒輪元件30和內齒輪元件32。第二行星齒輪組26也具有通常稱為齒圈的外齒輪元件38，該外齒輪元件圍繞通常稱為太陽輪的內齒輪元件40。多個行星齒輪元件42可旋轉地安裝至行星架44上，以使得^^行星齒輪42嚙合地接合外齒輪元件38和內齒輪元件40。第三行星齒輪組28也具有通常稱為齒圈的外齒輪元件46，該外齒輪元件圍繞通常稱為太陽輪的內齒輪元件48。多個行星齒輪元件50可旋轉地安裝至行星架52上，以使得齡行星齒輪50嚙合地接合外齒輪元件46和內齒輪元件48。齒圈/太陽輪的齒數比典型地基于本領域技術人員公知的設計考慮，并且不在本發明的范圍之內。作為示例，在一個實施例中，行星齒輪組24的齒圈/太陽輪齒數比為65/33;行星齒輪組26的齒圈/太陽輪齒數比為65/33;行星齒輪組28的齒圈汰陽輪齒數比為94/34。三組行星齒輪組24，26和28^均包括簡單行星齒輪組。而且，第一和第二行星齒輪組24和26組合，其中，第一行星齒輪組24的內齒輪元件32通，襯齒輪54連接至第二行星齒輪組26的外齒輪元件38。相連接的第一行星齒輪組24的內齒輪元件32和第二行星齒輪組26的外齒輪元件38連續地連接至第一電動抓發電機或電機56，其也被稱為"電機A"。行星齒輪組24和26進一步組合，其中，第一行星齒輪組24的行星架36fflil軸60連接至第二行星齒輪組26的行星架44。如此，第一和第二行星齒輪組24和26的行星架36和44分別連接。軸60擇性纟51$^6傳遞裝置62連接至第三行星齒輪組28的行星架52，該,傳遞裝置如將在下文中更全面說明的，其用于輔助混合動力^I器10的操作模式的選擇。第三行星齒$^且28的行星架52直接連接至變速器輸出元件64。在此描述的實施例中，其中混合動力，器10用于陸地車輛，輸出元件64可操作地連接至動力系，該動力系包括齒$^190或其他將,輸出至一個或多個車軸92或半軸(未示出)的轉矩傳遞裝置。而軸92在驅動元件96中終止。驅動元件96可以是安裝車輪的車輛的fr^或后輪，或它們可以是履帶式車輛的驅動齒輪。驅動元件96可以具與之相連接的某種類型的車m慟器94。驅動元件每個均具有，參數N皿，其包括^車輪96的,，該轉速典型地由^^速度傳感器測量。第二行星齒輪組26的內齒輪元件40通過禁由66連接至第三行星齒輪組28的內齒輪元件48，該套軸圍繞軸60。第三行星齒輪組28的外齒輪元件46ffi51,傳遞裝置70選擇性iik^接至由變速器殼體68表示的地。,傳遞裝置70如在下文中說明的也用于輔助混合器10的操作模式的選擇。辯由66也連續地連接至第二電動W發電禾/M電機72，其也被稱為"電機B"。所有的行星齒輪組24，26和28以及兩個電動lH/發電機56和72關于軸向布置的軸60同軸定位。電動lH/發電機56和72均是環形結構，該環形結構允許它們圍繞三組行星齒輪組24，26和28，以使f射亍星齒輪組24，26和28布置在電動ln/發電機56和72的徑向內側。該結構確保旨封裝，即變速器IO的周向尺寸最小化。轉矩傳遞裝置73選擇性地將太陽輪40與地、即魏器殼體68連接起來。,傳遞裝置75作為鎖止離合器操作，M3M擇性地連接太陽輪40與行星架44，來鎖止行星齒輪組24、26、電機56、72以及輸入以使其作為整體旋轉。,傳遞裝置62，70，73，75均為摩擦離合器，分別稱之為如下離合器C170，離合器C262，離合器C373，以及離合器C475。每個離合器他,致動，接收來自泵的加壓液體。液壓致動通過使用公知的作為，器元件的液壓回路而實現，在此不作詳細說明。作為由燃料或存儲在電能存儲裝置(ESD)74中的電勢的能量轉換結果，混合動力^3I器10接收來自多個轉巨生成裝置、包括發動機14和電機56與72的輸入驅動轉矩。ESD74典型地包括一個或多個電池。在不改變本發明的原理盼瞎況下，其他具有存儲電力和分配電力的電能和電化學能存儲裝置可以用來代替電池。ESD74優選地基于一些因素來設計尺寸，這些因素包括再生需求、與典型道路坡度和溫度相關的應用問題、以及例如排放、功率輔助和電力行程的驅動需求。ESD74為經由DC線或傳遞導線27連接至^3I器功率逆變:t^穀央(TPIM)19的電機控制處理器MPCA33和MCPB22的高隨流電。電機控制處理器MPCA33和MCPB22每個均包括功率逆變器和電機控制器，該電機控制器配置成接收電機控制指令并根據其控制逆變器狀態，從而為電機提供驅動或再生功能。每個功率逆變器包括電轉換器，該電轉換器可操作以將直流電流轉換成交流電流，以及將交流電流轉換成直流電流。TPIM19為控制系統的元件，下文將參照圖2進fri兌明。TPM19通過傳遞導線29與第一電動彼發電機56相，并且TPM19同樣通過傳遞導線31與第二電動tiV發電機72相連通。電流根據ESD74是充電或放電，可傳送至ESD74或取自ESD74。在電機驅動控制中，各自的逆變離收來自DC線的電流，并且通過傳遞導線29和31將AC電流^f共給各自的電機。在再生控制中，各自的逆變器通過傳遞導線29和31接收來自電機的AC電流，并且將電流提供給DC線27。提供纟^t變器或A，變器獲取的凈DC電流決定電能存^^置74的充電或放電運行模式。地，電機A56和電機B72為三相AC電機，并皿變器包括補償三相功率電子器件，該補償三相功率電子器件可操作以將直流電流轉換成交流電流，以及將交流電流轉換成直流電流。再次參照圖l，驅動齒輪80可以設置在輸入元件12上。如描繪的，驅動齒輪80將輸入元件12固定連接至第一行星齒輪組24的外齒輪元件30，并且因此，驅動齒輪80Mil行星齒輪組24和/或26接收來自發動機14禾卩/或電動救發電機56禾口/或72的功率。驅動齒輪80嚙合地接合隋輪82，該惰輪又嚙合地接合傳動齒輪84，該傳動齒輪固定至軸86的一端。軸86的另一端可以固定至輔助液ffi/魏器流體泵和/或功率輸出(卞TO')單元，其以88單獨i喊共同地標明。現參照圖2，顯示了包括分布式控制器結構的控制系統的框圖。在下文中描述的元件包括整車控制結構的子系統，并且可操作以提供在此描述的動力系統的協調系統控制。控制系統可操作以綜合相關信息和輸入，并且執行算法以控制各種執行元件實現控制目標，其中包括如燃油經濟性、排放、性能、操作性的參數和包括ESD74的電池和電機56，72的硬件保護。分布式控制器結構包括多個處理器和裝置，其中包括在此稱之為混合動力控制處理器CHCP')5的系統控制器、發動機控制模塊((ECM')23、變速器控制模塊CTCM')17、電池組控制模塊CBPCM，)21、附件功率模塊CAPM，)114、以及電機控制處理器CMCP')22，23。MCP優選地包括第一和第二電機控制處理器，以MCPA33和MCPB22標明。用戶界面('UT)13可操作itt接至多個其他裝置，利用該用戶界面，車輛操作者典型地控制或引導車輛和包括變速器10的動力系的操作。車輛操作者向Ul13提供輸入的典型裝置包括加速F射及、制動踏板、變速器擋位選擇、以及車速巡航控制件。前述控制器和體的每一個均經由高速局域網CLAN')總線與其他控制器、裝置、傳皿和執行元件相通訊，該高速局域網總線一般以標記6示出在圖2中。LAN總線6允許在各種處理器、控制器、以及裝置之間進行控制參數和指令的結構化通訊。所利用的特定通訊協議為專用的。作為示例，一種通訊協議為汽車工程師幼會標準J1939。其他通訊協議是公知的，并且不特定地與本發明相關。LAN總線和合適的協議提供前述控制器，以及提供例如防抱死，牽弓l力控制以及車輛穩定性功能的其他控制器之間的魯棒通信禾哆控制模i央接口。系統控制器HCP5提供混合動力系統的全局控審ij(overarchingcontrol),用于協調包括ECM23、TCM17、MCPA33、MCPB22以及BPCM21的各種裝置的運行。基于來自UI13和動力系的各種輸入信號，HCP5產生各種指令，包括發動機轉矩指令，TE—CMD;離合器轉矩指令，用于混合動力變速器10的各種離合器C1，C2，C3，C4的T。l》；以及電機轉矩指令，分別用于電機A56和B72的TA_CM^QTBCMD。HCP5的功能典型地包括確定系統運行約束，和(多個)優化的系統運行點；確定變速器范圍狀態；確定并控制所需發動機轉速和變速器10的輸AiI度；判斷動力系的輸出轉矩；控制ESD74的再生；確定優化的發動機轉矩，并發出指令將發動機轉矩傳送給ECM23;確定發動機啟動/停止的運行狀態；當這樣裝配時，發出需求的發動機隨選排量運行狀態的指令；發出用于ESD的電池繼電器的運行狀態的指令；解釋并診斷變速器變速桿位置('PRNDL')范圍選擇傳感器；控制主動傳動系阻尼；以及控制內燃機啟動。HCP5具有保護并診斷系統運行的責任，并且fflil控制系統,輸出和范圍狀態提供系統安全。第一和第二電機控制處理器，以MCPA33和MCPB22標明，其每一個均包括可操作以控制相應電機A，B的運行的裝置。其雌地包括一對功率逆變器和電機控制處理器，該電機控制處理器配置成接收電機控制指令并根據其控制逆變^R態，從而為電機提供驅動或再生功能。MCPA33和MCPB22優選地執行以下操作感測電機和功率逆變器的運行；接收電機,指令，TACMD禾口Tbc，；控制發動機壓縮脈沖消除，確定用于電機A，B的電機電流指令；確定用于電機A，B和功率逆變器柳蹄U;控制至電機A，B的電機電流；確定電機A，B的車鍵；診斷逆變器和電機的故障；并且用于保護電機和功率逆變器。而且，通過控制電機轉矩TA，TB，對車載診斷(OBD)和系統安全提供輔助支持。MCPA33和MCPB22基于來自HCP5的輸入，可操作以產生用于電機A和B的轉矩指令，TAJM^BTBCMD，其中HCP5是由操作者通過UI13的輸入和系統運行參數而驅動的。分別用于電機A和電機B的單個電機，信號N八和NB從電機相信息或傳統的旋轉傳感器而獲得。MCPA33和MCPB22確定并將電機速度NA和NB傳遞到HCP5。電能存儲裝置74為經由DC線27連接至MCPA33和MCPB22的高壓直流電。電流根據ESD74是否充電或放電而傳遞至MCPA33和MCPB22或從MCPA33和MCPB22而獲取。ECM23包括經由多條合起來如排線35所示的散的線，信號地并可操作i&3^接至發動機14的裝置。ECM23用于從各種傳感器獲取數據，并且分別控制發動機14的各種執行元件。ECM23接收來自HCP5的發動機糊指令，TECMD，并且產生所需車軸轉矩，T扁des，以及傳遞到HCP5的實際發動機轉矩，TE—Acr的指示。各種其他可以由ECM23感測的參數包括發動機冷卻劑溫度，發動機輸入到軸14以傳遞到變速器的輸A3I度(NE)，歧管壓力，環境，以及環境壓力。各種可以由ECM23控制的執行元件包括燃油B賁射器，點火模塊，以及節氣門控制模±央。ECM23的其他功能可以包括解釋和診斷加^T對及輸入，確定努醉統判定，提出群ft糊需求，確定和傳遞發動機限制，以燃油流形式確定和傳遞發動機成本。ECM產生動力系曲軸激活信號，該信號傳遞到HCP5。ECM支持發動機啟動停止模式操作。ECMifci^t也從動力系電子^4卩劑傳感器讀取纟鵬，并且基于來自^4卩劑傳感器的輸入而驅動冷卻劑泵。ECM感觀恪種發動機輸入，并且根據以上輸入，通過激活點火火花，燃油，空氣控制，隨選排量(當雜發動ai:實現時)控制發動機轉矩和排放，并且執行發動機診斷程序，其包括作為用于車載診斷(OBD)執行的主控制器運行oTCM17包括可操作iik^接至變速器10并用于從各種傳獲取數據的裝置，并且經由多條合起來如排線41所示的散線向^I,供指令信號。從TCM17至HCP5的輸入包括每個離合器Cl，C2，C3和C4的離合器總巨，TCl_n，以及輸出軸64的轉速N。。TCMiMiikffi過執行以下任務而運行感觀侄魏器的輸入；執行從HCP5接收的流控邏輯闊指令和離合器指令，以控制^3I器10中的液壓系統，從而控制離合器C1，C2，C3禾口C4;解釋和診斷PRNDL范圍選擇；診斷變速器10的操作；以及作為'，器OBD的執行的主控制器。出于控制目的，其他執行元件和傳繊可以用于提供從TCM至HCP的額夕M言息。BPCM21包括信號連接一個或多個可操作以監控ESD74的電流或電壓參數的傳感器的裝置，以便將關于電池狀態的信息提供給HCP5。這些信息包括電池荷電狀態，Bat—SOC，以及其他電池狀態，包括電壓，VBAr，以及可獲得的功率，Pjw，和P皿max。BPCM可操作以致動電池繼電器，并且診斷電池狀態，包括壽命狀態，并且為OBD系統提供輔助支持。APM114包括用于將來自ESD的300伏轉換為車輛中使用的12V和42V的裝置，以便提供12V附加功率和42V附加功率。可操作以將12V轉換為300V，以便提供蹈^夭輔助和自身診斷。±^的每個裝置和處理器地為通用數字計算機，其通常包括微M器或中央處理器、只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、電可編程只讀存儲器(EPROM)、高速時鐘、模數(A/D)和數模(D/A)電路、以及輸A/輸出電路和裝置(I/O)和合適的信號調節與緩沖電路。每個控制器具有一套控制算法，其包括存儲在ROM中的常駐程序指令和標定，并且執行以提供^K十算機的各自的功能。^裝置中的控制算法和狀態預估典型地在預置的循環周期中執行，以使得每個算法在每個循環中至少執行一次。存儲在非易失性的存儲裝置中的算法由其中一個中央處理單元執行，并且可操作以監控來自傳感裝置的輸入，并且4OT預置標定執行控制和診斷程序，以控制M裝置的控制運行。典型地按規定時間間隔執行循環周期，例如在正在進行的發動機和車輛運行過程中，每3.125，6.25，12.5，25，50和100毫秒執行一次。可選擇地，響應于事件的發生而執行算法。響應于如MUI13獲取的操作者的行為，系統控制器HCP5和一個或更多其他裝置確定所需的M器輸出轉矩，T。。混合動力變速器10的選擇性操作的部件可適當地控制和操縱以響應于操作者需求。例如，在圖1和2中所示的實施例中，當操作者選擇了向前驅動的范圍，并且操作了加速踏板或制動踏板，HCP5基于由ECM23讀出的UI13的輸入確定魏器的輸出車轉巨需求。這個影響車輛如何以及何時加速或減速。最終的車輛加速受其他因素影響，其中包括，例如，路面負載、路面坡度以及車重。HCP5監控,產生裝置的參數狀態，并確定達到需求$教巨輸出所需要的變速器的輸出。在HCP5的控制下，變速器10在從慢至映的輸出鵬的范圍內運行，以滿足操作者的需求。雙模式、復合-分離、機電混制力變速器包括輸出元件64，其通過變速器10中的兩個不同的傳動機構接收輸出功率，并且以參照圖1描述的幾種變速器操作模式運行，表1顯示如下表l<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>在表中描述的各種變速器操作模式表明對于每種操作模式特定離合器Cl，C2，C3和C4中的哪些接合或致動。另外，在各種變速器操作模式中，電機A56或電機B72每個均可以作為電動DTJt行，分別標明為MA，MB，并且，無論電機A56是否以發電mig行，均標明為GA。當為了將第三行星齒$^且28的外齒輪元件46"接地"而致動車統傳遞裝置70時，選擇第一模式，^m—傳動機構。當松開轉矩傳遞裝置70，并且同時致動轉矩傳遞裝置62以將軸60連接至第三行星齒輪組28的行星架52時，選擇第二模式，或第二傳動機構。當電機56，72以電動機和發電機運行時，本發明范圍之外的其他因素起作用，并且在此不作討論。顯示于圖2中的控制系統可操作以提供在每種操作模式中從相對慢到相對快的軸64的，器輸出轉速N。的范圍。在每種模式中具有慢到快輸出轉速范圍的兩種模式的組合使得變速器10將車輛從靜止狀態驅動至高速公路速度，并且滿足各種如前所述的其他要求。另外，控制系統協調變速器10的操作，以使得允許在模式之間的同步換檔。第一和第二操作模式指的是這樣的情況，其中變速器功能由一個離合器(即離合器C162或C270)以及由電動t/V發電機56和72受控的鵬和轉矩來控制。以下描述了一定的操作范圍，其中固定傳動比ffiil應用額外的離合器而實現。該額外的離合器可以是離合器C373或C475，如以上表格中顯示的。當應用額外的離合器時，實現變速器的輸A/輸出速度的固定比率，即N/N。。電動救發電機56，72的自根據由離合所限定的機構的內部旋轉確定，并且與在軸12上確定或測量的輸入^t^H成比例。電動^/發電機工作為電動機或發電機。它們完全獨立于發動機而輸出功率流，從而能夠均為電動機，均工作為發電機，或其中的任意組合。這樣就使得，例如，在以固定傳動比1操作的過程中，通過接收來自能量存儲裝置74的功率的行星齒輪組28，來自發動機的功率和來自電機A與B的功率提供了在軸64處從變速器輸出的驅動功率。在模式i淑莫式n操作過程中，通3ii(動^i邵余一個額外的離合器，可以在固定傳動比操作與模式操作之間切換作模式。通過由控制系統執行的算法來確定操作處于固定變速比或模式控制中，并且這種確定超出了本發明的范圍。操作模式可以重疊操作的傳動比，并皿擇再次取決于駕駛者的輸入和車輛對i^入的反應。當離合器Cl70和C475接合時，范圍1主要落入模式I的操作中。當離合器C262和C170接合時，范圍2落入模式I和模式n中。當離合器C262和C475接合時，第三固定傳動比范圍主要在模式n的過程中獲得，當離合器C262和C373接合時，第四固定傳動比范圍在模式n的過程中獲得。值得注意的是，模式i禾喊式n的操作范圍典型地明顯重疊。由于機械和系統限制，約束了上文中描述的典型動力系統的輸出。由于在軸18處測量的發動機輸出鵬Ne和在軸12處測量的魏器輸入鵬H的限制以及標明為+/-^,+/-NB的電機A和B的速度限制而限制了在軸64處測量的，器的輸出速度N。。變速器64的輸出轉矩T。類似地受到發動機輸入轉矩Te和在瞬態轉矩阻尼器20之后的軸12處觀糧的輸入轉矩T^和電機A56和B72的傲巨的限制(TAMAX，TAmin，TBmax，TB畫)的P艮制。現參照圖3，顯示了用于控制圖1和2中的動力系統的控制系統的結構的實施例。動力系統地包括內燃機14和電機，即電機A56，B72，其可操作地連接至雙模式、復合-分離、機電變速器10，以向車輛提供驅動轉矩。各種裝置和M器經由兩個高速、雙線局域網(LAN)總線信號連接，該局域網總線包括^總線106以及混合動力總線107。還有低速LAN總線108，其信號連接至裝配線診斷連接器CALDL')136，該連接器可連接包括例如組裝工廠技術員和服務技術員用于與車輛控制系統通訊的計算機和手持診斷工具在內的遠程裝置138。ALDL136也優^i也信號連接至車輛總線106。以下裝置經由車輛總線106信號連接TCM17、車輛系統包括后輪驅動車輛時的可選的分動箱控制模塊(TCCM)118;車輛系統包括前輪驅動車輛時的可選的電動后軸驅動模塊(ERDM)116;ECM23;TPM19，其包括單個的控制器裝置，該控制器^S包括HCP5，MCPA33，MCPB22;燃油系統控制模塊(FSCM)132;實時阻尼模i央(RTDM)130;遠程通訊裝置128;電子制動控制模塊(EBCM)126;電動動力轉向(EPS)124;電池組控制模塊(BPCM)21，通訊網關模塊(CGM)122;車身控制模土央(BCM)120。以下裝置經由混合動力總線106信號連接:ECM23;TPIM19，其包括HCP5、MCPA33、MCPB22;慣性傳感器控制模塊(ISCM)134;附件功率模塊(APM)114;車輛系統包括前輪驅動車輛時的可選的電動后軸驅動模塊(ERDM)116;通訊網關模塊(CGM)122;電子制動控制模±央(EBCM)126。包括單個控制器裝置HCP5、MCPA33、MCPB22的TPM19伏j^i也包括單個的集成電路，該集成電路包括用于HCP、MCPA和MCPB的處理器裝置。在HCP與MCPA之間有第一串行外圍接口總線('SPI')110，在HCP與MCPB之間有第二SPI總線110。每條SPI總線均包括允許在裝置之間直接通訊的全雙工同步串行數據連接器，其中HCP作為主^S可操作以直接將裝置控制數據傳輸至MCPA或MCPB。系統控制器HCP5經由第一和第二SPI總線110直接分別信號連接至MCPA33與MCPB22，因此在無需等待經由車輛總線106或混合動力總線107產生通訊的情況下，實現裝置之間的高M訊。SPI通訊的特定細節對于所屬領域技術人員是公知的，并且在此不作詳細說明。在該實施例中，經總線106和混合動力總線107每個6.25毫秒的周期將信息典型地從HCP傳送至MCPA與MCPBo現在參照圖4，顯示了用于控制圖1和2中的動力系統的控制系統結構的其他的細節。圖4中顯示的具有與圖1，2和3中共同的參考數字的，包括相同或相似的裝置。圖4以更多的細節顯示了裝置和模塊的特定布置，并且強調了控制裝置與動力系統和車輛系統中的各種部件之間的通訊連接。動力系統iffii也包括內燃機14和電機，即電機A56，B72，其可操作地連接至雙模式、復合-分離、機電^I器10，以便向車輛1提供驅動總巨。控制系統包括多個經由兩個高速、雙線局域網(LAN)總線信號連接的控制裝置，該局域網總線包括總線106以及混合動力總線107。動力系統的控制系統地包括以下控制裝置ECM23;TPM19，其包括單個的控制器裝置，該控制器裝置包括HCP5、MCPA33和MCPB22;TCM17;以及APM114。糊總線106提供ECM23、HCP5、MCPA33、MCPB22、TCM17以及車輛1和BPCM21之間的第一通訊連接。混合動力總線107提供ECM23、HCP5、MCPA33、MCPB22以及APM114之間的第訊連接。典型地系統為動力系統的各種元件與特定控制裝置之間提供直接電信號連接，以便于地以更快的更^在由糊總線106和混制力總線107提供的正常通道之外提供信息通訊。這便利了提高系統控制。ECM23經由多條合起來如排線35所示的散線直接連接至發動機14。這些線中的一條清楚地脫離排線35而示出，其包括鋼纜線，該鋼纜線為來自發動機曲軸位置傳感器11的信號線45。來自發動機曲軸位置傳感器11的信號線45直接并聯地接線至HCP5，以將來自曲$敝置傳感器11的直接信號信息提供至HCP，用于提高系統控制。為了監控冷卻劑溫度、冷卻劑水平以及發動機罩開關，并且為了實現一個或多個冷卻劑流泵的控制，ECM23優^ttkit一步經由排線201直接連接至車輛l。為了控制電池接觸器，并且為了執行高壓互鎖保護系統，以防止暴露在高壓水平下的危險，HCP5優i^t也進一步經由排線203直接連接至BPCM21。HCP^mitt—步經由排線205直接連接至變速器10，以具有來自PRNDL傳感器的冗余輸入，并且為電動輔助液壓泵(未示出)提供控制，該液壓泵可操作以將加壓的、鵬液傳送至^I器10的液壓回路。排線205包括介于HCP5與輔助液壓泵之間的專用線纜，以從HCP5向電動輔助液壓泵提供直接控制。HCP離多經由專用線纟im接致動輔助、EE泵。TCM17im地經由多M起來如排線41所示的散線直接連接至變il器10。APM114經由多M起來如排線207所示的散線直接連接至12/24V直流電力系統115，以提供12V直流電池的充電，調節42V直流系統的運fiS以及提供起動的輔助。HCP5經由第一和第二SPI總線110直接連接至MCPA和MCPB。已經參考it^實施例和其改艦本發明作了詳細的說明。進一步的^爐和變換可以在閱讀與理解說明書的基礎上，在其他部分上進行。本發明旨在包括落入在本發明范圍之內的所有這樣的改進和變換。權利要求1.一種用于動力系統的控制裝置，所述動力系統包括內燃機和一對電機，所述一對電機中的每一個均可操作以連接至雙模式、復合-分離、機電變速器，所述控制裝置包括包括系統控制器與第一和第二電機控制處理器的第一控制裝置；可操作以經由第一高速通訊總線、第二高速通訊總線、以及第一和第二串行外圍接口總線與第一和第二電機控制處理器相通訊的系統控制器；以及所述第一和第二電機控制處理器可操作以基于來自系統控制器的輸入，控制所述一對電機與電能存儲裝置之間的電力流。2.根據禾又利要求1的控制裝置，進一步包括可操作以控制內燃機的第二控制體。3.根據權利要求2的控制裝置，進一步包括第二控制裝置可操作以執行來自系統控制器的指令以控制內燃機。4.根據權利要求3的控制裝置，其特征在于，第二控制裝置可操作以執行來自系統控制器的指令以控制內燃機進—步包括第二控制裝置可操作以控制內燃機的轉矩輸出。5.根據權利要求2的控制裝置，進一步包括可操作以控制雙模式、復合-分離、機電變速器的多個,傳遞離合器的致動的第三控制體。6.根據禾又利要求5的控制裝置，進一步包括系統控制器可^作以經由第一高MM訊總線與第二和第三控制裝置相通訊。7.根據權利要求6的控制裝置，進一步包括系統控制器可操作以經由第一高MM訊總線與用戶界面裝置相通訊。8.根據權利要求7的控制體，進一步包括，系統控制器可操作以確定:內燃機的指令轉矩輸出；每個電機的指令轉矩輸出；以及變速器的多個轉矩傳遞離合器的指令總巨，每個指令,輸出均基于使用用戶界面而確定的操作者輸入。9.根據權利要求5的控制裝置，進一步包括，系統控制器可操作以控制附件電力。10.根據權利要求9的裝置，其特征在于，第一和第二電機控制裝置經由第一高速通訊總線。11.根據權利要求2的控制裝置，其特征在于，動力系統進一步包括內燃機具有曲軸位置傳麟，其包括曲軸位置傳感器信號地連接至使用專用電纜的第二控制裝置；以及使用專用電纜的第一控制裝置的系統控制器。12.根據權利要求11的控制裝置，其特征在于，動力系統進一步包括雙模式、復合-分離、機電變速器包括電動輔助液壓泵，包括系統控制器可操作以使用連接至電動輔助液壓泵的專用電纜來控制電動輔助液壓泵。13.根據權利要求1的控制裝置，其特征在于，系統控制器可操作以經由第一和第二串行外圍接口總線與第一和第二電機控制處理器相通訊包括系統控制器可操作以實現與第一和第二電機控制處理器的直接通訊。14.根據權利要求1的控制裝置，其特征在于，第一和第二電機控制處理器可操作以基于來自系統控制器的輸入控制所述一對電機與電能存儲裝置之間的電力流進一步包括第一和第二電機控制處理器可操作以將存儲在電能存^^置中的電能傳遞至電機，用以轉化成驅動，。15.根據權利要求14的控制裝置，其特征在于，第一和第二電機控制處理器可操作以基于來自系統控制器的輸入控制所述一對電機與電能存^^置之間的電力流進一步包括第一和第二電機控制處理器可操作以將由電機產生的電能傳遞至電能存儲裝置。16.—種用于動力系統的制品，所述動力系統包括一對電+幾，所述一對電機的每一個均可操作以將電能轉換為傳3IS機電變速器的驅動轉矩，所述制品包括包括系統控制器與第一和第二電機控制處理器的控制裝置；系統控制器可操作以經由第一和第二串行外圍接口總線與第一和第二電機控制處理器相通訊；以及第一和第二電機控制處理器可操作以基于來自系統控制器的輸入控制所述一對電機與電能存儲裝置之間的電能流。17.根據權利要求16的制品，其特征在于，所述系統控制器進一步可操作以經由第一高速通訊總線、第二高艦訊總線、以及第一和第二串行外圍接口總線與第一和第二電機控制處理器相通訊。18.根據權利要求17的制品，其特征在于，機電變速器包括雙模式、復合-分離、機電變速器，所述雙模式、復合-分離、機電z魏器包括多個轉矩傳遞離合器。19.根據權禾腰求18的制品，其特征在于機電變速器包括電動輔助液壓泵；以及該系統控制器可操作以4柳直接連接至電動輔助液壓泵的專用電纜控制電動輔助液壓泵。20.根據權利要求19的制品，其特征在于，所述動力系統進一步包括內燃機，所述內燃機包括曲軸位置傳感器，其中所述曲軸位置傳感器使用第一專用電纜信號連接至第一控制裝置的系統控制器，并且使用第二專用電纜信號連接至發動機控制裝置。21.—種用于控制動力系統的方法，所述動力系統包括系統控制器與可操作以控制一對電機的第一和第二電機控制處理器，所述第一和第二電機控制處理器可操作以控制所述一對電機與電能存儲裝置之間的電力流，所述方法包括利用第一高MM訊總線在系統控制器和每個第一和第二電機控制處理器之間通訊，利用第二高度通訊總線在系統控制器和每個第一和第二電機控制處理器之間通訊，并且利用第一和第二串行外圍接口總線在系統控律幡和第一和第二電機控制處理器之間通訊。22.根據權利要求21的方法，進一步包括執行從系統控制器傳遞至可操作以控制內燃機的第二控制裝置的指令。23.根據權利要求22的方法，其特征在于，所述動力系統進一步包括該內燃機與該一對電機中的每一個均可操作以向雙模式、復合-分離、機電變速器提供驅動辯巨，所述方法進一步包括將從內燃機的曲軸位置傳輸出的信號直接傳,第二控制裝置；并且將從內燃機的曲軸位置傳輸出的信號直樹專遞至系統控制器。24.根據權利要求23的方法，其特征在于，雙模式、復合-分離、機電變速器進一步包括電動輔助液壓流體泵，所述方法進一步包括〈頓直接從系統控制謝專棘的輸出信號控制輔助液壓流體泵。全文摘要一種用于動力系統的控制裝置，該動力系統包括發動機和兩個電機，該發動機和兩個電機可操作以連接至雙模式、復合-分離、機電變速器。該控制裝置包括系統控制器和兩個電機控制處理器。系統控制器經由兩條高速通訊總線和直接連接的串行外圍接口總線與電機控制處理器相通訊。電機控制處理器控制電機與電能存儲裝置之間的電力流。第二控制裝置可操作以控制發動機，優選地控制轉矩輸出。內燃機優選地具有曲軸位置傳感器，該曲軸位置傳感器信號連接至第二控制裝置的專用輸入和第一控制裝置的系統控制器的專用輸入。文檔編號G05B19/418GK101201623SQ200710192908公開日2008年6月18日申請日期2007年9月11日優先權日2006年9月11日發明者A·H·希普,A·科塔里,G·A·哈巴德,J·-J·F·薩,L·G·沃茨尼亞克,M·T·博伊爾,M·V·小麥奧拉納,S·E·格利森,W·R·考索恩申請人:通用汽車環球科技運作公司