CN101446340B

CN101446340B - 控制包括变速器和液压控制系统的动力系的方法和装置

Info

Publication number: CN101446340B
Application number: CN2008101911158A
Authority: CN
Inventors: A·科萨里; J·-J·F·萨; A·K·纳奇; W·J·古尔莱
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2028-10-27
Also published as: US20120191283A1; EP2053724A2; US8167773B2; EP2053724A3; US20090107755A1; EP2053724B1; CN101446340A; US8500598B2

Abstract

一种控制包括与发动机和电机连接的变速器以及向电机的冷却回路提供液压流体的液压控制系统的动力系的方法，其中变速器适合于选择性地向输出元件传送机械能，该方法包括监测电机温度，基于电机温度来确定冷却回路的冷却流体需求，比较冷却流体需求和阈值冷却流体，以及基于所述比较要求电机的主动电机冷却。

Description

控制包括变速器和液压控制系统的动力系的方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年10月26日申请的美国临时申请No.60/982,865的优先权，该美国临时申请的内容将在此作为参考而被引用。

技术领域

本发明涉及电动机械变速器的控制系统。

背景技术

这个部分中的声明提供与本发明相关的背景信息，但是可以不构成现有技术。

已公知的动力系结构包括转矩生成装置，包括内燃发动机和电机，其将转矩通过变速器装置传递到输出元件。一个典型的动力系包括双模式、复合分解、电动机械变速器，其利用输入元件来从优选内燃发动机的主动力源接收机动转矩，和输出元件。输出元件可操作连接到机动车的动力传动系统来向其传递牵引转矩。电机，操作为电机或者发电机，产生到变速器的输入转矩，其独立于从内燃发动机而来的转矩输入。电机可以将通过车辆动力传动系统传递的车辆的动能转换成可以在电能储存装置中储存的电能。控制系统监测来自车辆和操作者的各种输入并提供动力系可操作控制，包括控制变速操作状态和换挡，控制转矩生成装置，并调节电能储存装置和电机之间的电能交换来管理变速器的输出，包括转矩和转速。已公知的液压系统在动力系中为了一些功能来提供增压的液压流体。

在混合动力系车辆中的上述装置的操作需要很多表示连接到上述发动机、电机和动力传动系统的转矩轴承轴或者装置的管理。从发动机而来的输入转矩和从电机或者多个电机而来的输入转矩可以分别或者共同提供输出转矩。各种控制表以及各种前述的混合动力动力传动系统的部件之间的操作连接是已公知的，为了实现混合动力系系统的功能，控制系统必须能够从变速器接合和分离各种部件。接合和分离已公知的是通过使用应用了选择性可操作的离合器在变速器中实现。

离合器是本领域中很熟悉的用于接合和分离转矩轴的装置，包括控制轴之间的旋转速度和转矩的差。离合器已公知具有各种不同的设计和控制方法。一种已公知类型的离合器是通过分离或者接合两个连接表面操作的机械离合器，例如离合器盘片，在操作的时候，当连接在一起的时候，在互相之间施加摩擦转矩。操作这样一种机械离合器的操作方法包括采用液压控制系统，使用通过液压通道传递的液压来在两个连接表面之间施加或者释放夹紧力。这样操作，离合器的操作不是二元的，而是具有一系列的接合状态范围，从完全接合到同步但是没有接合，到接合但是只有最小夹紧力，到以最大夹紧力接合。可施加到离合器上的夹紧力决定离合器在离合器打滑之前能承载的作用转矩的多少。

液压控制系统，如上面所述，采用充满液压流体的管道来选择性在变速器中致动离合器。但是，液压控制系统还可以在混合动力系中执行其它的功能。例如，在混合动力系中采用的电机产生热量。来自液压控制系统中的流体可以用于电机冷却回路来基于或者与液压通道压力(P_LINE)成比例向电机提供冷却流体。此外，来自液压控制系统的液压流体可以用于润滑机械装置，例如轴承。而且，液压回路已公知包括一定的内部渗漏。

已公知的液压流体在液压控制系统中由泵进行加压。泵可以采用电动或者优选机械驱动。除了这个主液压泵，已公知的液压控制系统通常包括辅助液压泵。内置驱动机构在一定速度操作，从回路中抽出液压流体并给液压控制系统加压。由泵或者多个泵提供的液压流体的供给受到泵的速度、由P_LINE施加的返回压力以及液压流体温度(T_OIL)来影响。

在液压控制系统中的合或者净P_LINE受到诸多因素影响。图1示意性显示了根据本发明的，在典型液压控制系统中影响液压流体的因素的模型。本领域技术人员应当理解，质量守恒定律说明，在稳定的状态，进入系统的流体必须等于流出系统的流体。如图1中所采用的，液压油流通过泵供应于液压控制系统。流体通过液压控制系统供给的各种功能从液压控制系统流出。P_LINE说明了保持在系统中的液压油的最终充入量。液压控制系统的流出变化影响P_LINE。对于任何穿过系统的流体，系统中的最终压力取决于系统中的流体阻抗。流体阻抗越高，例如表明液压控制系统提供的功能利用的流体越少，导致了对于给定的流体更高的P_LINE。相反，流体阻抗越低。事实表明液压控制系统提供的功能利用的流体越多，导致了对于给定的流体更低的P_LINE。图1中应用的，P_LINE变化取决于液压控制系统的使用。例如，充满在先没有充满的变速器离合器会从液压控制系统消耗较大量的液压油。通向离合器的孔为了在较短的时间跨度内抽出较大量的液压油包括较低的阻抗。结果，在离合器充满的过程中，在其它的未改变的液压控制系统中的P_LINE减少。相反地，对于液压控制系统提供的给定一套功能，P_LINE基于泵提供的流体进行变化。泵提供的流体的增加会增加在其它未改变的液压控制系统中的P_LINE减少。对于与提供的功能相关的任何给定的一套流体限制组，泵中流体的增加会导致更高的P_LINE。

由液压控制系统提供的电机冷却功能包括一些由混合动力系使用的到电机的液压油流。如在本领域中所知，由电机产生的热量会随着转速而增加。但是，如上面所述，液压油的速率，以及因此，穿过电机冷却回路的液压油流的冷却能力仅仅随着P_LINE增加。结果，可能出现这样的情况，在电机高负荷运转与较低P_LINE导致电机得不到足够冷却。这样的情况可以通过设计冷却回路的流体限制来对于所有电机的可预测操作状况进行充分冷却而避免，但是这样的设计在当电机冷却需要不保证高流体的期间需要过多的液压油流。基于电机温度控制液压控制系统中的电机冷却流体的方法将是十分有益的。

发明内容

一种控制包括与内燃发动机和电机机械操作连接的电动机械变速器以及向电机的冷却回路提供液压流体的液压控制系统的动力系的方法，其中变速器适合于选择性向输出元件传送机械能，包括监测电机温度，基于电机温度来确定冷却回路的冷却流体需要，将冷却流体需要和阈值冷却流体相比较，以及基于所述比较请求电机的主动电机冷却。

附图说明

参照附图通过举例的方式对一个或者多个实施例进行描述，其中：

图1示意性地示出了根据本发明的影响典型液压控制系统中的液压流体的因素的模型。

图2是根据本发明的典型动力系的示意图。

图3是根据本发明的控制系统和动力系的典型结构的示意图。

图4是根据本发明的液压回路的示意图。

图5示意性地示出了根据本发明的控制主动电机冷却回路的典型信息流。

图6示意性地示出了根据本发明的电机冷却回路，其中基本电机冷却流体和主动电机冷却流体被加入其中来形成总的电机冷却流体。

具体实施方式

下面参考附图，图中所示仅仅是为了示例特定实施例的目的而不是为了对本发明进行限制的目的。图2和3示出了典型的电动机械混合动力系。根据本发明的电动机械混合动力系的例子在图2中描绘，其包括双模式、复合分解、电动机械混合动力变速器10可操作连接到发动机14和第一电机(‘MG-A’)56和第二电机(‘MG-B’)72上。发动机14和第一和第二电机56和72每个都能产生能够传递到变速器10的能量。由发动机14和第一和第二电机56和72产生并传递到变速器10的能量将被描述为输入转矩，这里分别称为T_I，T_A，T_B，速度分别称为N_l，N_A，N_B。

典型的发动机14包括在多种状态下选择地操作，以通过输入轴12将转矩传送到变速器10的多缸内燃发动机，并可以是点燃式或者压燃式发动机。发动机14包括曲轴(图中未示出)可操作地连接到变速器10的输入轴12。转速传感器11监测输入轴12的转速。发动机14输出的功率包括转速和输出转矩，由于在发动机14和变速器10之间的输入轴12上的转矩消耗部件的布置，发动机的转速与输出转矩不同于变速器10的输入速度N_I，以及输入转矩T_I，例如，液压泵(图中未示出)和/或转矩控制装置(图中未示出)。

典型的变速器10包括三个行星轮装置24、26、28，四个可选择接合的转矩传递装置，即离合器C1 70，C2 62，C3 73，C4 75。如这里所使用的，离合器是指任何转矩摩擦传递装置，例如包括单个或者复合盘式离合器或者组合、带离合器或者制动器。液压控制电路42，优选通过变速器控制模块(随后称为‘TCM’)17来控制，其可操作地控制离合器状态。离合器C2 62和C4 75优选包括液压驱动的旋转摩擦离合器。离合器C1 70和C3 73优选包括液压控制的静态装置，并且可以选择性地固定到变速器壳体68。离合器C1 70，C2 62，C3 73，C4 75每个优选液压驱动，通过液压控制电路42可选择性接收液压流体。

第一和第二电机56和72优选包括三相AC电机，每个包括定子(图中未示出)和转子(图中未示出)以及各自的分相器80和82。每个机器的电机定子都固定到变速器壳体68的外部，并包括具有从其间延伸出来的缠绕的线圈的定子芯。第一电机56的转子支撑在毂衬齿轮上，该毂衬齿轮通过第二行星轮装置26可操作连接到轴60。第二电机72的转子固定到轴套轮毂66上。

每个分相器80和82优选包括可变的阻抗装置，其包括分相器转子(图中未示出)和定子(图中未示出)。分相器80和82适当布置并装配到第一电机和第二电机56和72中相应的一个上。各个分相器80和82的定子可操作连接到第一电机和第二电机56和72的定子上。分相器转子可操作连接到相应的第一电机和第二电机56和72的转子上。每个分相器80和82信号的和可操作地连接到变速器功率转换器控制模块(随后称为’TPIM’)19，每个传感并监测分相器转子相对于分相器定子的旋转位置，因此监测第一电机和第二电机56和72的各自旋转位置。此外，从分相器80和82输出的信号被结合到一起来提供第一电机和第二电机56和72的各自转速，即，N_A和N_B。

变速器10包括输出元件64，例如轴，可操作连接到车辆动力传动系统90(图中未示出)，来提供输出功率，例如到车轮93，其中之一在图2中显示。输出功率通过输出转速N_O和输出转矩T_O来限定。变速器输出速度传感器84监测输出元件64的转速和旋转方向。每个车轮93，优选配有适合于监测车轮速度V_SS-WHL的传感器94，其输出由图3描述的分布式控制模块系统的控制模块来监测，用于为制动控制、牵引控制和车辆加速度管理确定车辆速度、车轮绝对速度和相对速度

发动机14和第一与第二电机56、72的输入转矩(分别为T_I，T_A，T_B)是通过燃料或者储存在电能储存装置74(随后称为‘ESD’)中的电能转换的结果产生的。ESD 74是高压DC，其通过DC传递导体27连接到TPIM 19，传递导体27包括接触器开关38。当接触器开关38关闭的时候，在通常操作中，电流可以在ESD 74和TPIM 19之间流动。当接触器开关38打开，在ESD 74和TPIM19之间的电流终止。TPIM 19通过传递导体29传送电能到和从第一电机56，并从第一电机56传出电能，相应于第一与第二电机56、72的转矩命令，TPIM19同样通过传递导体31传送电能到第二电机72，并从第二电机72传出电能，从而实现输入转矩T_A和T_B。电流根据ESD 74是否充电或者放电来传送到ESD74或者从ESD 74传送。

TPIM 19包括一对功率转换器(图中未示出)和各自电机控制模块(图中未示出)设置为从中接收转矩命令和控制变换器状态来提供电机驱动或者再生功能来实现输入转矩T_A和T_B。功率转换器包括已公知的补充三相功率电子装置，每个都包括多个绝缘栅双极型晶体管(图中未示出)通过高频转换来从ESD74转化DC能量到AC能量来分别为第一与第二电机56、72提供能量。绝缘栅双极型晶体管形成一个设置为接收控制命令的转换模式电源。每个三相电机的每一相均有典型地一对绝缘栅双极型晶体管。绝缘栅双极型晶体管的状态被控制来提供电机驱动机械功率产生或者电功率再生功能。三相转换器通过DC传递导体27接收或者提供DC电功率，并将其向或从三相AC电功率转换，其将被引导到第一与第二电机56、72或者从第一与第二电机56、72导出来用于分别通过传递导体29和31来作为电机或者发电机操作。

图3是分布式控制模块系统的示意性结构图。随后描述的元件包括全车控制结构子集，并提供图2所述的典型动力系的协同系统。分布式控制模块系统综合了与相关信息和输入，并执行算法来控制各种致动器来实现控制目标，目标包括与燃油经济性、排放、性能、驾驶性能、硬件保护，包括ESD 74的电池和第一与第二电机56、72相关的目标。分布式控制模块系统包括发动机控制模块(随后称为‘ECM’)23，TCM 17，电池组控制模块(随后称为‘BPCM’)21和TPIM 19。混合动力控制模块(随后称为‘HCP’)5提供监督控制和ECM23、TCM 17与BPCM 21的协同。用户界面(‘UI’)13可操作地连接到多个装置，通过这些装置车辆操作人员控制或者指挥电动机械混合动力系的操作。装置包括加速踏板113(‘AP’)，由其来确定操作人员的转矩需要，操作人员制动踏板112(‘BP’)、变速器档位选择器114(‘PRNDL’)，车辆速度巡航控制(图中未示出)。变速器档位选择器114可以具有许多非连续的操作人员可选择的位置，包括输出元件64的旋转方向来实现向前或者向相反方向。

前述的控制模块与其它的控制模块、传感器和致动器通过局域网(随后称为‘LAN‘)总线6通讯。LAN总线6允许各种控制模块之间的操作参数的状态和致动器命令信号的结构化通讯。使用的特殊的通信协议是专用的。LAN总线6和合适的协议在前述控制模式之间以及其它控制模式之间提供了鲁棒通信和多控制模式接口连接，其中其它控制模式提供了诸如防抱死、牵引控制和车辆稳定性的功能。多重通讯总线可以用于改善通信速度和提供一定级别的冗余信号和完整信号。各个控制模式之间的通信还可以通过使用直接连接来实现，例如，串行外设接口(‘SPI’)总线(图中未示出)。

HCP 5提供动力系的管理控制，用于ECM 23、TCM 17、TPIM 19与BPCM21的协同操作。基于各种从用户界面13和动力系，包括ESD 74而来的输入信号，HCP 5产生各种命令，包括：操作者转矩需要(‘T_O-REQ’)，至动力传动系统90的命令输出转矩(‘T_CMD’)、发动机输入转矩命令、变速器10的转矩传递离合器C1 70，C2 62，C3 73，C4 75的离合器转矩；和第一和第二电机56和72的各自转矩命令。TCM 17可操作地连接到液压控制电路42并提供各种功能，包括监视各种液压传感装置(图中未示出)并产生控制信号，将控制信号传输到各种电磁线圈(图中未示出)从而控制包含在液压控制电路42中的压力开关和控制阀。

ECM 23可操作地连接到发动机14，并具有从位于多个非连续线上的发动机14的传感器和控制致动器获得数据的功能，简化显示为集成的双向接口电缆35。ECM 23从HCP 5接收到发动机输入转矩命令。ECM 23确定实际发动机输入转矩T_I，基于监测的发动机速度和负载在该点及时提供给变速器10，输入转矩T_I与HCP 5进行通信。ECM23监视来自转速传感器11的输入来确定发动机对于输入轴12的输入速度，这将转换为变速器输入速度NI。ECM 23监视来自传感器(图中未示出)的输入来确定其它发动机操作参数的状态，包括，例如歧管压力、发动机冷却温度，环境空气温度和环境压力。可以确定发动机负载，例如从歧管压力或者可以替换的，从监视操作者对于加速踏板113的输入。ECM23产生和通信命令信号来控制发动机致动器，包括，例如燃油喷射器、点火模块和节气门控制模块，这里都没有显示。

TCM 17可操地作连接到变速器10和监视来自传感器(图中未示出)的输入，从而确定变速器操作参数的状态。TCM 17产生并通信命令信号来控制变速器10，包括控制液压控制电路42。从TCM 17到HCP 5的输入包括每个离合器的估计的离合器需求，即C1 70，C2 62，C3 73，C4 75，和输出元件64的旋转输出速度N_O。其它致动器和传感器可以用于为了控制目的从TCM 17到HCP 5提供附加信息。TCM 17监视来自压力开关的输入(图中未示出)和选择性驱动压力控制电磁线圈(图中未示出)和液压电路42的换挡电磁线圈(图中未示出)来选择性驱动各种离合器C1 70，C2 62，C3 73，C4 75，来实现各种变速操作范围状态，随后进行说明。

BPCM 21信号地连接到传感器(图中未示出)来监视ESD 74，包括电流和电压参数的状态，来向HCP 5提供指示ESD 74的电池的参数状态的指示信息。电池的参数状态优选包括电池荷电状态、电池电压、电池温度和可用的电池功率，称之为范围是P_BAT-MIN到P_BAT-MAX。

每个控制模块ECM 23、TCM 17、TPIM 19与BPCM 21优选为通用数字计算机，其包括微处理器或者中央处理单元，储存介质，其包括只读存储器(‘ROM’)、随机储存器(‘RAM’)、电子可擦写只读存储器(‘EPROM’)、高速时钟、模数转换(‘A/D’)和数模转换电路(‘D/A’)、输入/输出电路和装置(‘I/O’)和合适的信号状态和缓冲器电路。每个控制模块都具有一套控制运算算法，包括储存在储存介质之一中，并被执行来提供每个计算机的功能的常驻程序指令和标定。在控制模块之间的信息传递优选使用LAN总线6和SPI总线来实现。在预设循环中执行控制算法，这样每个控制算法至少每次循环执行一次。储存在稳定的存储装置中的算法被中央处理单元中的一个来执行来监视从传感装置而来的输入，并执行控制和诊断程序来通过使用预先设定的标定来控制致动器的操作。在特定的时间间隔进行循环，例如在动力系操作过程中每3.125、6.25、12.5、25和100毫秒。另一可选方式是，算法可以响应于事件的发生来执行。

选择性地在几个操作范围状态中的一个中操作的典型的动力系，可以描述为发动机状态，其包括发动机开动状态(‘ON’)和发动机关闭状态(‘OFF’)，变速器状态，其包括多个固定档位和连续可变的操作模式，下面将参考表1进行说明。

表1

每个变速器操作范围状态都在表中进行了说明，并指出了哪个离合器C170，C2 62，C3 73，C475应用于哪个操作范围状态。第一连续可变模式，即EVT模式I或者MI，仅仅为了将第三行星齿轮装置28的外部齿轮元件“固定”而通过应用离合器C170来选择。发动机状态可以是ON(‘MI-Eng-On’)或者OFF(‘MI-Eng-Off’)之一。第二连续可变模式，即EVT模式II或者MII，通过应用离合器C262而选择，仅仅以连接轴60到第三行星齿轮装置28的支架。发动机状态可以是ON(‘MII-Eng-On’)或者OFF(‘MII-Eng-Off’)。为了这里描述的目的，当发动机状态是OFF，发动机输入转速等于每分钟零转(‘RPM’)，即发动机曲轴并不旋转。固定档位操作提供变速器10的输入输出速度的固定比率操作，即实现NI/NO。第一固定档位操作(‘FGI’)通过应用离合器C1 70，C4 75来选择。第二固定档位操作(‘FG2’)通过应用离合器C1 70，C2 62来选择。第三固定档位操作(‘FG3’)通过应用离合器C2 62和C4 75来选择。第四固定档位操作(‘FG4’)通过应用离合器C2 62和C3 73来选择。由于在行星齿轮24、26、和28中减小了传动比，因此随着增加固定档位操作，输入和输出的固定比率操作也增加。第一和第二电机56和72的转速N_A和N_B各自依赖于由离合器设定的机构的内部旋转，并和输入轴12处测量的输入速度成比例。

响应于如使用者界面13获得的经由加速踏板113和制动踏板112的操作者输入，HCP5和一个或者多个其它控制模式决定命令输出转矩T_CMD，该转矩希望能达到操作者转矩所需，T_O-REQ，该转矩需求在输出元件64执行并传送到驱动装置90。最终车辆加速被其它因素影响，其中包括，例如，道路负载、道路坡度和车辆总重。基于动力系的多种操作特征来确定变速器10的操作范围状态。这包括操作者转矩需要，如前所述其通过加速踏板113和制动踏板112来和操作者界面13进行通信。操作范围状态可以基于动力系转矩需求预测，该需求是由在电能产生模式中或者在转矩再生模式中操作第一和第二电机56和72的命令产生的。操作范围状态可以由基于操作者对于功率、电池荷电状态、发动机14和第一和第二电机56和72的能量效率决定最优系统的优化算法或者程序来决定。控制系统基于执行的最优化的程序的结果管理从发动机14和第一和第二电机56和72而来的转矩输出，因此系统效率得以优化并因此来管理燃油经济性和电池充电。此外，可以根据部件或系统的故障来确定操作。HCP 5监视转矩产生装置，并确定来自变速器10的功率输出，该功率输出实现了满足操作者转矩需求的所需输出转矩。从上述的说明应当明确，ESD 74和第一和第二电机56和72为了其间的功率流电力地可操作结合。进一步，发动机14，第一和第二电机56和72以及电动机械变速器10机械地操作地连接，以在其间传送能量，来产生输出元件64的功率流。

图4描绘了控制在典型变速器中的液压流体的控制回路42的示意图。主液压泵88从发动机14与输入轴12分离，由TPIM 19控制的辅助泵110通过阀140向液压控制回路42提供加压流体。辅助泵110优选包括合适大小和容量的电动泵来在运行的时候提供足够的加压的液压流体进入到液压控制回路42。液压控制回路42选择性的将液压压力分配到多个装置，包括转矩传送离合器C170，C262，C373，C475，第一和第二电机56和72(图中未示出)的主动冷却回路，和通过通道142、144(图中未示出)冷却和润滑变速器10的基础冷却回路。如前面所述，TCM 17通过对包括各种压力控制电磁线圈(‘PCS’)PCS1108、PCS2114、PCS3112、PCS4116和电磁线圈控制的流体管理阀，X阀119和Y阀121的液压回路流体控制装置的选择性致动，驱动各种离合器来达到变速器操作范围状态内的一种。分别经由通道122，124，126与128，液压控制回路42流体地连接至压力开关PS1，PS2，PS3，以及PS4。压力控制电磁线圈PCS1108具有通常高度的控制位置和可操作来在液压回路中通过与可控压力调整器107和管阀109的流体作用来修正流体压力的量。可控压力调整器107和管阀109与PCS1 108互相作用来在压力范围中控制液压回路42中的流体压力，并可能提供液压控制回路42的附加功能。压力控制电磁线圈PCS3 112具有通常高度的控制位置和可以流体连接到管阀113并操作地在致动的时候影响穿过其中的流体。管阀113通过通道126流体连接到压力开关PS3。压力控制电磁线圈PCS2 114有通常高度的控制位置和流体连接到管阀115并操作地在致动的时候影响穿过其中的流体。管阀115通过通道124流体连接到压力开关PS2。压力控制电磁线圈PCS4 116有通常低的控制位置和可以流体连接到管阀117并操作地在致动的时候影响穿过其中的流体。管阀117通过通道128流体连接到压力开关PS4。

在典型系统中，X阀119和Y阀121每个都包括由电磁线圈118和120分别控制的流体管理阀，并具有高(‘1’)和低(‘0’)的控制状态。控制状态涉及到每个阀的位置，在液压控制回路42和变速器10中控制流体流向不同的装置。按照随后所述的那样，依靠流体输入源，分别通过流体通道136、138、144、142，X阀119可以操作来指引加压的流体到离合器C3 73和C4 75以及第一和第二电机56和72的转子的冷却系统。按照随后所述的那样，依靠流体输入源，分别通过流体通道132、134，Y阀121可操作来指引加压的流体到离合器C1 70和C2 62。Y阀121通过通道122流体连接到压力开关PS1。

液压控制回路42包括基础冷却回路来提供液压流体来冷却第一和第二电机56和72的转子。基础冷却回路包括流体管道从阀140直接流到流体节流器，该流体节流器通向流体通道144，流体通道144通向第一电机56的定子的基础冷却回路，并直接流道节流器，该流体节流器通向流体通道142，流体通道142通向第二电机72的定子的基础冷却回路。第一电机和第二电机56、72的定子的主动冷却受到压力控制电磁线圈PCS2 114、PCS3 112、PCS4 116和电磁线圈控制的流体管理阀X阀119和Y阀121的选择性致动的影响，其引导液压流体绕选择的定子流动并允许热量在其间转换，主要通过传导。

实现典型液压控制回路42的控制来在一个变速器操作档位内控制变速器10的操作的典型逻辑图表参考下面的表2提供。

表2

低范围设定为包括第一连续可变模式和第一和第二固定档位操作之一的变速器操作范围状态。高范围设定为包括第二连续可变模式和第三和第四固定档位操作之一的变速器操作范围状态。X阀119和Y阀121的选择控制和电磁线圈PCS2 112、PCS3 114、PCS4 116的致动有利于液压流体流动以致动离合器C1 70，C2 62，C3 73，C4 75，并提供第一电机和第二电机56、72的定子的冷却。

在操作中，变速器操作范围状态，即固定档位和连续可变模式操作之一，被基于动力系的各种操作特征来为典型变速器10选择。这包括操作者转矩需要，如前面所述的典型地通过输入到UI 13来进行通讯。此外，输出转矩的需求根据外部环境预测，包括，例如，道路坡度、道路表面条件或者风力载荷。操作范围状态可以根据由在电能产生模式或者转矩产生模式中操作电机的控制模块命令引起的动力系转矩命令来进行预测。操作范围状态可以通过基于操作者转矩需要、电池荷电状态、发动机14和第一、第二电机56、72的能量效率可操作地确定最佳系统效率的优化算法和程序来确定。控制系统基于执行最优化程序的结果来管理来自发动机14和第一、第二电机56、72的输入转矩，发生系统优化以改进燃油经济性和管理电池充电。进一步，操作可以基于在部件或者系统中的故障来确定。

如上面所述，图1显示了进入和流出液压控制系统的流体。显示了具有输入流和输出流的液压控制系统200。最终的压力，P_LINE决定由液压控制系统提供的功能的能力。例如，应用于离合器的夹紧力直接与应用的P_LINE有关。电机冷却是由液压控制系统提供的一种功能。当需要对于电机能够进行足够冷却的时候，如上面所述，电机的最大冷却需求的持续冷却构成了对于液压控制系统的过多排出，需要来自主液压泵和辅助液压泵的大泵送能力或者来自由液压控制系统提供的其它功能的排出P_LINE的能力。结果，优选基于电机的冷却需要控制到电机的流体。说明了一种基于电机冷却需求来控制电机冷却的方法，该电机冷却需求基于电机温度。

电机设置为通过一个口来接收冷却液压流体，引导液压流体通过一套设置为将热量从电机传送到液压流体的通道，接着引导液压流体通过排出口从热交换区域出来，进入到液压油返回通道。热交换区域的通道已公知包括通过肋片或者其它结构，对液压流体接触面积最大化，从而对液压流体能作用于电机的冷却效果最大化的特征。

如上面所述，电机冷却包括电机冷却流体，其基于P_LINE或者与P_LINE成比例地提供基本的或者基础电机冷却流体。但是这样的冷却流体回路，提供了基础流体，可以不足地减少在所有操作环境下的温度。需要的时候，来自液压控制系统的液压流体可以用于可选择的主动电机冷却流体，来提供附加电机冷却。这里公开了典型的主动电机冷却回路，其中基于电机温度致动与停止向电机提供了液压流体的可选择的液压流体回路。

如在图4和表2中，在上面描述的典型液压控制系统中的液压流体是通过控制若干个流体管理阀和若干个PCS装置来实现的。参照表2，在典型X阀处于零位置的时候启动主动电机冷却。当X阀在一个位置上改变的时候，固定范围状态启动，其中两个离合器可以在同一时间操作。液压控制系统的这种唯一使用的方法，允许主动电机冷却或者固定范围状态操作，被描述为基于液压流体的限制的流动，要求去操作由液压控制系统提供的功能。本领域技术人员应当理解，可以在任何给定时间供给液压控制系统的流体不是没有限制的，当系统同时具有过多的需求的时候，液压控制系统提供的功能必须优先。基于阀装配，在由不同阀装配提供的功能中间选择能够优先。此外，PCS装置可以用于选择性开关主动电机冷却回路，如果典型的X阀在零位置。如以上表2中所述的那样，PCS装置可以依靠X阀或者Y阀的位置来用于不同方向的可控的引导液压流体。在主动电机冷却回路的内容中，PCS阀描述为可以允许流体在打开位置流过主动电机冷却回路，和在关闭位置阻止流体通过回路。这样，主动电机冷却回路可以基于阀装配来选择性致动。应当理解，两个层面，X阀和PCS装置构造是选择地主动电机冷却回路如何可以实现的典型实施例。但是，可以设想很多的实施例，包括各个阀或者装置，控制每个单独的由控制系统提供的功能，本发明并不限于这里描述的特定的实施例。

由液压控制系统提供的不同功能的排序可以基于对于动力系特征的影响，诸如可驾驶性能。在固定范围状态和电机冷却需求之间的冲突可以表示典型的排序。如果固定范围状态是期望的并处于操作，启动主动电机冷却的脱离固定档位的换档将引起至少一个离合器来转换并能够影响指令的发动机输出。这种对于动力系的影响，像操作者预先知道的，是对于可驾驶性能的负面影响。在替换作用中，固定范围状态可以保持，电机的操作可以维持到一定高的温度阈值，调整到一定的减少的输出或者基于电机温度和已公知电机升高的温度的风险而停止。但是，对于保护电机免受升高的温度采取的不同行为的驾驶性能的影响不必要影响驾驶性能。这样，就可以作出固定档位操作优先于主动电机冷却的选择。

阀装配的排序可以通过谨慎的选择阀的结构来改进。例如，举上述的典型变速器结构为例，在固定档位操作中，其中操作包括两个接合的离合器，没有主动电机冷却是可以的。但是，在这种结构中，存在一个自由度，以使得由输入速度指令的输入速度的变化导致固定的或者可以确定的输出速度。由转矩产生装置产生的转矩相加后对输入起到作用。相比之下，在模式操作中，其中接合单个离合器，存在两个自由度，其中输出速度可以基于其它可变量如电机输出来为给定的速度而改变。在这样的装配中，电机输出是主动地用于调控最终的输出速度。在这样的装配中，电机使用有可能增加，引起更大的电流提取并导致在电机中更高的冷却需要。其中单个的离合器用于专用的EVT模式，上述的阀策略允许启动冷却并被用于满足更高的冷却需求。

在电子器件或者系统中的高温可以引起损害或者老化的性能。温度的损害在本领域中可以有多种的方式，并可以引起电子器件功能衰退。在电导体中的更高温度引起增加的电阻抗并能在系统中改变导体的性能。电机温度可以使用本领域中已公知的传感器来监测。

图5示意性显示了根据本发明的控制主动电机冷却回路的典型信息流。主动电机冷却控制系统250包括第一液压动力系冷却模块260、第二液压动力系冷却模块270和液压控制命令模块280。液压动力系冷却模块260监测描述包括两个电机的典型动力系的温度的输入。但是，应当理解系统250可以和包括任何数目的电机或者由主动冷却回路提供的附加功能的动力系一起使用。液压动力系冷却模块260应用编程的函数，其将电机冷却回路中的散热率建模为穿过回路的流体的函数，或者利用查询表来将监测的部件的温度转换为每个部件所需的冷却流体，在这个典型实施例中，为两个电机的冷却需求。此外，液压动力系冷却模块260可以输入和管理基础电机冷却流体来确定冷却流体需要。例如，如果P_LINE是朝向高档位，更多基础电机冷却流体将产生，减少主动电机冷却流体的需要。相应于电机温度的流体需求可以通过建模或者其它足以精确预测电机操作的技术来试验的、经验的、预测的得到。液压动力系冷却模块270监测电机A和电机B的冷却流体需求并将流体需求与阈值流体需求相比。阈值流体需求可以是基于基础电机冷却回路的平均冷却能力的固定的数值，或者需求也可以是基于可变输入，诸如P_LINE或者电机的预期需求。单独的阈值可以用于启动主动电机冷却需求，例如，如果电机的冷却流体需求超过了阈值，那么就向电机发出主动电机冷却需求的信号。不同的阈值可以用于不同的电机，基于动力系的特定的操作或者结构。替换的，单独阈值可以用于表示，如果任一电机需求的流体都超过了阈值，那么就向两个电机发出主动电机冷却需求的信号。替换的或者附加的，多阈值可以用于，例如，如果电机冷却需求被忽略附加地需求电机运行的调制，或者基于超出的阈值产生主动电机冷却需求的程度。液压控制命令模块280接收主动电机冷却需求作为输入。主动电机冷却需求通过由液压控制系统提供的功能与其它需求进行比较，在这个典型实施例中，包括变速器离合器需求和润滑需求。此外，液压控制命令模块280可以监测影响液压控制系统的操作的其它因素。典型的因素包括液压泵的功率损失，将泵输出表示为P_LINE的指示器；说明电机使用的发动机操作状态，主液压泵的操作和预期的变速器换挡；和整个动力系操作。基于对任何监测输入的比较和影响，如果主动电机冷却需求可以满足，那么液压控制系统阀命令被发送来启动主动电机冷却回路。如果由液压控制系统提供的功能的其它命令超出了主动电机冷却需求，那么需求被忽略。这样，电机的温度可以用于控制主动电机冷却回路的启动。

主动电机冷却和基础电机冷却可以是附加的或者是可以替换的。图6示意性显示了根据本发明的电机冷却回路，其中基础电机冷却流体和主动电机冷却流体加到一起形成总的电机冷却流体。电机冷却回路300包括低流动性孔310和高流动性装置320。如上面所述，P_LINE是一个由进入和排出液压控制系统的流体产生的变量。低流动性孔310提供了基础电机冷却流体进入冷却回路的通道。但是，低流动性孔310利用收缩孔，诸如，相对较小的孔，来在回路部分中产生高流动性限制，该高流动性限制提供基础电机冷却流体。如上面所述，当电机中的温度并不高的时候，限制不需要流到冷却回路的流体是有效的。高流动性装置320提供了主动电机冷却流体进入到冷却回路的通道。从致动的主动电机冷却回路中而来的冷却流体优选大于从基础电机冷却回路而来的流体。例如，主动电机冷却回路可以在相同的电机冷却回路中产生十倍于基础电机冷却回路的流体。高流动性装置320可以包括高流动性限制孔，控制由使用PLINE而产生的流体的数量。替换的，高流动性装置320可以忽略或者与控制主动电机冷却回路致动的PCS装置是整体的，并且主动电机冷却回路可以设计为本质上包括特定流体限制。从基本电机冷却回路和主动电机冷却回路而来的流体结合一起形成了总的电机冷却流体。

应当理解的是，选择性地使用主动冷却会导致更大的进入到电机中的液压流，该选择性地使用可以导致比简单使用基础冷却更低的所需的P_LINE。对于给定的P_LINE使用允许更大流体进入到电机的回路可以实现比使用允许更少流体的回路更大的冷却。为了在仅利用基础冷却的系统中实现需要的冷却，液压泵必须产生更大的P_LINE来补偿，因此需要泵抽取更大的功率。这样，对电机产生更大流体的主动冷却可以导致液压控制系统更少功率的使用。

液压流体穿过电机冷却回路的，还是穿过其它由液压控制系统提供的功能，取决于P_LINE。对进入到液压控制系统的流体的调节影响最终的P_LINE，P_LINE可以通过压力传感器，诸如本领域中已公知的压力传感器直接监测，或者P_LINE可以基于不同的变量或者各种元件的操作来估计。估计P_LINE的一个典型方法是基于附图1分析的基于流体的模型，其中进入系统的流体基于泵的参数、油的温度、和评估的泵的反馈压力来进行建模；其中流出系统的流体基于已公知的由液压控制系统提供的功能的操作特征来建模。通过对穿过系统的流体变化或者某一时间间隔内的dV/dt进行积分，液压控制系统或者P_LINE的最终状态可以被评估。基于已公知的或者评估的P_LINE值，液压控制系统的操作可以被监测，在低P_LINE值或者下降的P_LINE情况下，可以采取行动推进P_LINE。在很多结构中，主液压泵的操作，合适大小的液压控制系统，将产生足够的流体来维持P_LINE。一些实施例构造为，使得辅助电动液压泵可以用于推进主液压，如果需要的话。在主液压是直接驱动的实施例中，其中发动机运转/发动机停机策略在动力系中运用，辅助泵用于提供液压压力。在P_LINE下降低于阈值水平的情况下，辅助泵，以一定速度运行，可以被命令来在某一提高到最大速度来恢复P_LINE的速度运行。在另一种可选方式中，如果P_LINE降低并流入到不能被推进或者提高的系统中，由液压控制系统提供的功能可以选择性减少。例如，如果到两个电机的主动电机冷却回路都被致动了，并且P_LINEE降低至阈值之下，一个主动电机冷却回路可以被暂时停止来允许恢复，或者两个主动电机冷却回路可以以选择替换方案运行来对两个回路提供局部冷却。这样，如果电机冷却回路的操作引起了P_LINE下降，将采取补救措施来恢复P_LINE。

应当理解在本发明的范围内可以进行修正。已经特别参考优选实施例和其变型来对本发明进行了说明。进一步的修正和替换还可以基于阅读和理解说明书来对其它部分进行。其旨在包括所有这些修正和替换，只要其进入本发明的范围内。

Claims

1.控制包括与内燃发动机和电机机械操作连接的电动机械变速器以及液压控制系统的动力系的方法，所述液压控制系统向所述电机提供第一基础冷却流体和向所述电机选择地提供第二主动冷却流体，所述变速器适合于选择性向输出元件传送机械能，所述方法包括：

通过第一液压回路向所述电机提供所述基础冷却流体；和

通过第二液压回路选择地向所述电机提供所述主动冷却流体，包括：

监测所述电机的温度；

基于所述电机的所述温度来确定所述电机的冷却流体需求；

比较所述冷却流体需求和所述基础冷却流体；以及

当所述冷却流体需求超过所述基础冷却流体时提供所述主动冷却流体。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

监测由所述液压控制系统提供的其它功能的流体需求；和

其中所述提供所述主动冷却流体进一步基于所述其它功能的流体需求。

3.如权利要求2所述的方法，进一步包括：

监测所述发动机的操作状态；和

其中所述提供所述主动冷却流体进一步基于所述发动机的所述操作状态。

4.如权利要求2所述的方法，进一步包括：

监测所述液压控制系统的液压通道压力；和

其中所述提供所述主动冷却流体进一步基于所述液压通道压力。

5.如权利要求2所述的方法：其中所述提供所述主动冷却流体包括：

选择主动电机冷却启动位置的流体管理阀；和

选择打开位置的压力控制电磁线圈位置以允许流体到所述第二液压回路。

6.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

通过第三液压回路向第二电机提供第二电机基础冷却流体；

通过第四液压回路向所述第二电机提供第二电机主动冷却流体；

监测所述第二电机的温度；

基于所述第二电机的所述温度来确定所述第二电机的冷却流体需求；

比较所述第二电机的所述冷却流体需求和所述第二电机基础冷却流体；和

当所述第二电机的所述冷却流体需求超过所述第二电机基础冷却流体时提供所述第二电机主动冷却流体。

7.如权利要求6所述的方法，进一步包括：

监测由所述液压控制系统提供的其它功能的流体需求；和

基于比较所述冷却流体需求与所述基础冷却流体、比较所述第二电机的所述冷却流体需求与所述第二电机基础冷却流体、所述电机的所述温度和其它功能的所述流体需求来命令至所述电机的所述主动冷却流体和至所述第二电机的所述第二电机主动冷却流体中至少一个的启动。

8.如权利要求7所述的方法，进一步包括：

监测所述液压控制系统的液压通道压力：和

其中命令至所述电机的所述主动冷却流体和至所述第二电机的所述第二电机主动冷却流体中至少一个的启动进一步基于所述液压通道压力。

9.如权利要求7所述的方法，进一步包括：

监测所述液压控制系统的液压通道压力；和

基于所述监测所述液压通道压力来调节由所述液压控制系统提供的功能的操作。

10.如权利要求7所述的方法，进一步包括：

监测所述液压控制系统的液压通道压力；和

基于所述监测所述液压通道压力来调节辅助液压泵的操作。

11.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

监测所述液压控制系统的液压通道压力；和

基于所述监测所述液压通道压力来调节辅助液压泵的操作。

12.控制包括与内燃发动机和第一和第二电机机械操作连接的电动机械变速器的动力系的方法，所述变速器适合于选择性向输出元件传送机械能，所述方法包括：

通过第一液压回路向所述第一电机提供第一基础冷却流体；

通过第二液压回路向所述第二电机提供第二基础冷却流体；

通过第一电机主动冷却液压回路和第二电机主动冷却液压回路选择地向所述第一和第二电机中的每一个提供主动冷却流体，包括：

监测所述第一和第二电机的温度；和

基于所述第一基础冷却流体、所述第二基础冷却流体、所述监测的温度、液压泵的功率损失和所述动力系的操作状态来向所述第一和第二电机提供所述主动冷却流体。

13.控制包括与内燃发动机和第一电机和第二电机机械操作连接的电动机械变速器的动力系的装置，所述变速器适合于选择性向输出元件传送机械能，所述装置包括：

所述第一电机和所述第二电机；和主动电机冷却控制系统：

监测所述第一和第二电机的温度；

确定向所述第一和第二电机提供液压流体的第一和第二基础冷却回路中每一个的基础电机冷却流体；和

基于所述基础电机冷却流体、所述监测的温度、液压泵的功率损失和所述动力系的操作状态，命令通过第一和第二主动冷却回路的所述第一和第二电机的主动冷却。

14.如权利要求13所述的装置，其中所述主动电机冷却控制系统包括：

第一液压动力系冷却模块，其输入所述第一和第二电机的所述温度并输出所述第一和第二电机的冷却流体需求；

第二液压动力系冷却模块，其输入所述第一和第二电机的所述冷却流体需求并输出所述第一和第二电机中每一个的主动电机冷却需求；和

液压控制命令模块，其输入所述主动电机冷却需求，监测液压泵的功率损失、发动机操作状态、和整个动力系操作，并选择性控制所述第一和第二电机的所述主动冷却。

15.如权利要求13所述的装置，还包括液压控制系统，该液压控制系统包括：

流体管理阀，其选择性启用所述主动冷却。

16.如权利要求15所述的装置，其中所述液压控制系统进一步包括：

第一压力控制电磁线圈，其选择性通过所述第一主动冷却回路引导所述主动冷却流体到所述第一电机；和

第二压力控制电磁线圈，其选择性通过所述第二主动冷却回路引导所述主动冷却流体到所述第二电机。