CN102267457B - 用于在混合动力车辆中控制马达扭矩的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在混合动力车辆中控制马达扭矩的方法和系统。具体地，提供了用于在混合动力车辆中控制马达扭矩的方法和系统，所述混合动力车辆具有马达和通信总线。如果所述通信总线是健康的，使用第一马达扭矩容量控制所述马达扭矩。如果所述通信总线是不健康的，使用第二马达扭矩容量控制所述马达扭矩。所述第一马达扭矩容量具有第一绝对值。所述第二马达扭矩容量具有第二绝对值，所述第二绝对值低于所述第一绝对值。

Description

用于在混合动力车辆中控制马达扭矩的方法和系统
技术领域
本发明总体涉及混合动力车辆领域，更具体地，涉及用于在混合动力车辆中控制马达扭矩的方法和系统。
背景技术
现在许多汽车都是使用两个或多个推进系统的混合动力车辆。例如，某些混合动力车辆（通常称作轻度混合动力车辆）使用电动机和电池辅助内燃发动机来操作车辆。其他混合动力车辆（通常称作全混合动力车辆）具有分开的推进系统（即，电动机和电池推进系统和内燃发动机推进系统），其能够根据车辆操作情况相互辅助或相互独立操作。其他混合动力车辆（通常称作插电式混合动力车辆）主要使用电动机和电池推进系统来操作车辆，不过还具有备份内燃发动机推进系统以在需要时使用。
混合动力车辆的马达扭矩典型地基于由车辆的电流传感器提供的电回馈电流被控制。典型地，如果电流传感器是不健康的或者如果不能确定电流传感器是否健康，混合动力系统关闭。然而，例如，如果反馈电流典型地沿通信总线提供并且总线不健康，这种动作可能不会总是最佳的。
发明内容
根据示例性实施例，提供了一种用于在混合动力车辆中控制马达扭矩的方法，所述混合动力车辆具有马达和通信总线。所述方法包括以下步骤：如果所述通信总线是健康的，使用第一马达扭矩容量控制所述马达扭矩，以及如果所述通信总线是不健康的，使用第二马达扭矩容量控制所述马达扭矩。所述第一马达扭矩容量具有第一绝对值。所述第二马达扭矩容量具有第二绝对值，所述第二绝对值低于所述第一绝对值。
根据另一示例性实施例，提供了一种用于在混合动力车辆中控制马达扭矩的方法，所述混合动力车辆具有马达和通信总线。所述方法包括以下步骤：产生所述通信总线是否健康的总线确定；使用所述总线确定来确定马达扭矩容量；以及使用所述马达扭矩容量控制所述马达扭矩。
根据又一示例性实施例，提供了一种用于在混合动力车辆中控制马达扭矩的系统，所述混合动力车辆具有马达和通信总线。所述系统包括处理器和逆变器。处理器配置成联接到所述通信总线并进一步配置成提供信号，其用于：如果所述通信总线是健康的，使用第一马达扭矩容量控制所述马达的马达扭矩，以及如果所述通信总线是不健康的，使用第二马达扭矩容量控制所述马达的马达扭矩。所述第一马达扭矩容量具有第一绝对值。所述第二马达扭矩容量具有第二绝对值，所述第二绝对值低于所述第一绝对值。逆变器与所述处理器可操作地连通并且配置成根据由所述处理器提供的信号提供所述马达扭矩。
此外，方法和系统的其他所希望的特征和特性将从随后结合附图说明的详细描述和所附权利要求，以及从前面的技术领域和背景技术中将变得显而易见。
本发明还提供了以下方案：
1. 一种用于在混合动力车辆中控制马达扭矩的方法，所述混合动力车辆具有马达和通信总线，所述方法包括以下步骤：
如果所述通信总线是健康的，使用第一马达扭矩容量控制所述马达扭矩，所述第一马达扭矩容量具有第一绝对值；以及
如果所述通信总线是不健康的，使用第二马达扭矩容量控制所述马达扭矩，所述第二马达扭矩容量具有第二绝对值，所述第二绝对值低于所述第一绝对值。
2. 如方案1所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
确定所述混合动力车辆的操作模式；以及
使用所述操作模式确定所述第二马达扭矩容量。
3. 如方案1所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
测量所述马达的速度；以及
使用所述速度确定所述第二马达扭矩容量。
4. 如方案3所述的方法，其特征在于，仅当所述速度低于预定速度阈值时，所述第二绝对值低于所述第一绝对值。
5. 如方案3所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
确定所述混合动力车辆的操作模式；
其中，确定所述第二马达扭矩容量的步骤包括以下步骤：使用所述速度，所述操作模式以及使所述速度，所述操作模式和所述第二马达扭矩容量相关联的关联性确定所述第二马达扭矩容量。
6. 如方案1所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
从电流传感器测量反馈电流；以及
使用所述反馈电流确定扭矩指令，用于在所述马达扭矩的控制中使用。
7. 如方案6所述的方法，其特征在于，
所述扭矩指令具有第三绝对值；以及
使用所述第二马达扭矩容量控制所述马达扭矩的步骤包括以下步骤：
如果所述通信总线不健康和所述第三绝对值高于所述第二绝对值，使用所述第二马达扭矩容量控制所述马达扭矩；以及
如果所述通信总线不健康和所述第三绝对值低于所述第二绝对值，使用所述扭矩指令控制所述马达扭矩。
8. 一种用于在混合动力车辆中控制马达扭矩的方法，所述混合动力车辆具有马达和通信总线，所述方法包括以下步骤：
产生所述通信总线是否健康的总线确定；
使用所述总线确定来确定马达扭矩容量；以及
使用所述马达扭矩容量控制所述马达扭矩。
9. 如方案8所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
测量所述马达的速度；
其中，确定所述马达扭矩容量的步骤包括以下步骤：使用所述总线确定和所述速度来确定所述马达扭矩容量。
10. 如方案9所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
确定所述混合动力车辆的操作模式；
其中，确定所述马达扭矩容量的步骤包括以下步骤：使用所述总线确定，所述速度，所述操作模式以及使所述速度，所述操作模式和所述马达扭矩容量相关联的关联性确定所述马达扭矩容量。
11. 如方案8所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
确定所述混合动力车辆的操作模式；
其中，确定所述马达扭矩容量的步骤包括以下步骤：使用所述总线确定和所述操作模式来确定所述马达扭矩容量。
12. 如方案8所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
从电流传感器测量反馈电流；以及
使用所述反馈电流确定扭矩指令。
13. 如方案12所述的方法，其特征在于，
所述马达扭矩容量具有第一绝对值；
所述扭矩指令具有第二绝对值；以及
使用所述马达扭矩容量控制所述马达扭矩的步骤包括以下步骤：
如果所述第二绝对值高于所述第一绝对值，使用所述马达扭矩容量控制所述马达扭矩；以及
如果所述第二绝对值低于所述第一绝对值，使用所述扭矩指令控制所述马达扭矩。
14. 一种用于在混合动力车辆中控制马达扭矩的系统，所述混合动力车辆具有马达和通信总线，所述系统包括：
处理器，其配置成联接到所述通信总线并提供信号，其用于：
如果所述通信总线是健康的，使用第一马达扭矩容量控制所述马达的马达扭矩，所述第一马达扭矩容量具有第一绝对值；以及
如果所述通信总线是不健康的，使用第二马达扭矩容量控制所述马达的马达扭矩，所述第二马达扭矩容量具有第二绝对值，所述第二绝对值低于所述第一绝对值；以及
逆变器，其与所述处理器可操作地连通并且配置成根据由所述处理器提供的信号提供所述马达扭矩。
15. 如方案14所述的系统，其特征在于，所述处理器进一步配置成：
确定所述混合动力车辆的操作模式；以及
使用所述操作模式确定所述第二马达扭矩容量。
16. 如方案14所述的系统，其特征在于，进一步包括：
传感器，其配置成测量所述马达的速度；
其中，所述处理器联接到所述传感器并进一步配置成使用所述速度来确定所述第二马达扭矩容量。
17. 如方案16所述的系统，其特征在于，仅在所述速度低于预定速度阈值的情况下，所述第二绝对值低于所述第一绝对值。
18. 如方案16所述的系统，其特征在于，进一步包括以下步骤：
存储器，其配置成储存使所述速度，所述混合动力车辆的操作模式和所述第二马达扭矩容量相关联的关联性；
其中，所述处理器联接到所述存储器并进一步配置成：
确定所述混合动力车辆的操作模式；以及
使用所述速度，所述操作模式以及所述关联性确定所述第二马达扭矩容量。
19. 如方案14所述的系统，其特征在于，进一步包括：
电流传感器，其配置成提供反馈电流；
其中，所述处理器联接到所述电流传感器并进一步配置成使用所述反馈电流确定扭矩指令。
20. 如方案19所述的系统，其特征在于，
所述扭矩指令具有第三绝对值；以及
所述处理器进一步配置成：
如果所述通信总线不健康和所述第三绝对值高于所述第二绝对值，使用所述第二马达扭矩容量控制所述马达扭矩；以及
如果所述通信总线不健康和所述第三绝对值低于所述第二绝对值，使用所述扭矩指令控制所述马达扭矩。
附图说明
本发明将在下文结合以下附图描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是根据示例性实施例的用于控制混合动力车辆（例如汽车）的马达扭矩和推进的示例性系统的框图；
图2是根据示例性实施例的控制混合动力车辆的马达扭矩的过程流程图，并且其能够结合图1的系统使用；
图3是根据示例性实施例的图2过程的子过程的流程图，即用于确定马达扭矩控制的扭矩容量的子过程；
图4是根据示例性实施例的各种马达扭矩容量的图示，该马达扭矩容量能够结合图2的过程和图3的子过程使用；以及
图5是根据示例性实施例的图2过程的子过程的流程图，即用于执行电流传感器故障的诊断算法的子过程。
具体实施方式
以下详细说明本质上仅为示例性的且不旨在限制本发明或本发明的应用和使用。
图1是根据示例性实施例的用于控制混合动力车辆的马达扭矩和推进的示例性系统100的框图。系统100根据通信总线112是否健康使用可变马达扭矩容量来允许混合动力车辆的优化马达扭矩控制。系统100优选地包括用于汽车的动力传动系，例如轿车，运动型多功能车，厢式轿车或卡车。然而，这可以是变化的，例如其中系统100还可用于其他类型的混合动力车辆。
如图1所示，系统100包括电池单元102，配件功率模块（APM）单元104，功率逆变器模块（PIM）106，马达控制处理器（MCP）108，电流传感器109，电动机110，一个或多个马达速度传感器111和通信总线112（参照上面）。电池单元102优选地包括高压（HV）电池组。电池单元102提供高压功率给APM单元104和PIM 106。电池单元102还包括处理器114，其处理来自一个电流传感器109（A）的反馈电流并将来自其中的处理结果提供给MCP 108以用于进一步的处理，如下所述。
APM单元104是电流转换器，并联接在电池单元102和PIM 106之间。APM单元104优选地是直流（DC）到直流（DC）转换器。APM单元104将从电池单元102接收的高压功率转换成来自其中的低压功率（优选地，具有12伏载荷）。APM单元104供给低压功率到PIM 106。APM单元104的输入和输出二者都是直流（DC）。APM单元104还包括处理器116，其处理来自一个电流传感器109（B）的反馈电流并将来自其中的处理结果提供给MCP 108以用于进一步的处理，如下所述。
PIM 106是逆变器，并联接在电池单元102，APM单元104，MCP 108和电动机110之间。PIM 106和APM单元104优选地并联连接。因此，来自电池单元102的一部分高压功率直接提供到APM单元104，而来自电池单元102的另一部分高压功率直接提供到PIM 106。PIM 106从电池单元102接收高压功率并且从APM单元104接收低压功率（优选地，具有12伏载荷）。PIM 106产生并提供电功率到电动机110。电功率110根据车辆操作状态产生马达驱动扭矩以辅助内燃发动机，或者产生再生扭矩来使电池单元102充电。
图1示出了各种电流传感器109。每个电流传感器109包括电流传感器。一个电流传感器109（A）联接到电池单元102。电流传感器109（A）测量来自电池单元102的电流，并提供反馈电流到电池单元102的处理器114以用于处理。另外的电流传感器109（B）联接到APM单元104。电流传感器109（B）测量来自APM单元104的电流并提供反馈电流到APM单元104的处理器116以用于处理。两个另外的电流传感器109（C）和109（D）联接在PIM 106和MCP 108之间。电流传感器109（C）和109（D）测量来自PIM 106的电流并提供反馈电流到MCP 108以用于处理。
马达速度传感器111联接在电动机110和MCP 108之间。马达速度传感器111测量电动机110的速度，并提供与其有关的信号和/或信息到MCP 108以用于处理。马达速度传感器111可包括单个马达速度传感器或任意数量的多马达速度传感器。
MCP 108直接或间接联接在通信总线112，各种电流传感器109，一个或多个马达速度传感器111和PIM 106之间。特别地，MCP 108经由通信总线112联接到电池单元102的处理器114和APM单元104的处理器116，并分别关于电流传感器109（A）和109（B）接收和处理从其提供的各种反馈电流结果。
MCP 108还被联接以直接从电流传感器109（C）和109（D）接收反馈电流。MCP 108处理与其相关的各种反馈电流和/或结果，并确定电流传感器109中是否有任何误差或故障，例如一个或多个电流传感器109是否是不健康的。如果电流传感器109的相应的电流值相互一致，那么电流传感器109被确定为健康的，如下面结合进一步在下面结合图5所述的性能诊断算法更详细描述的。
另外，MCP 108确定通信总线112是否是健康的。例如，如果MCP 108沿通信总线112连续接收电流反馈结果和通信总线112在其他方面是健康的，通信总线112可被认为是健康的。相反地，如果MCP 108不沿通信总线112连续接收电流反馈结果，和/或如果有指示通信总线112不健康（即，指示通信总线112不是正常操作）的关于通信总线112检测的一些其他异常，通信总线112可被认为不是健康的。通过举例，通过检查其消息滚动计数的更新和/或通过检查其通信消息的检查和，能够监控通信总线112的条件。
MCP 108还被联接以从马达速度传感器111直接接收与其相关电动机速度信号和信息。MCP 108处理马达速度信息。MCP 108基于马达速度，车辆操作模式（特别地，车辆是否处于扭矩辅助/马达驱动模式或再生模式），和通信总线112是否健康的确定（即，通信总线112是否正常操作）确定马达扭矩容量或限度。
MCP 108使用来自电流传感器109的反馈电流，通信总线112是否健康的确定和马达扭矩容量来确定系统100的最佳马达扭矩。MCP基于最佳马达扭矩控制和修改系统100的马达扭矩。特别地，MCP 108提供脉宽调制（PWM）信号PIM 106，其导致PIM 106提供最佳电功率到电动机110。
从MCP 108提供到PIM 106的脉宽调制信号部分基于通信总线112是否健康的确定变化。如果通信总线112不健康，MCP 108利用提供到PIM 106的脉宽调制信号控制马达扭矩，其反映了对应于车辆操作的安全范围的减小的马达扭矩容量。MCP 108根据下面进一步结合图2-5描述的过程200执行这些步骤。
MCP 108优选地包括或联接到存储器113。存储器113储存关联性（例如公式或查表），该关联性将电动机110的速度和系统100的操作模式（特别地，扭矩辅助/马达驱动操作模式或再生操作模式）与输入相关联并将最佳马达扭矩容量（其用作马达扭矩的上限）与输出相关联。存储器113能够任何类型的适合存储器，包括但不限于，各种类型的动态随机存取存储器（DRAM），例如SDRAM，各种类型的静态RAM（SRAM）和各种类型的非易失性存储器（PROM，EPROM和闪存）。存储器113可驻留和/或位于与MCP 108相同的芯片上和/或可为MCP 108的部件。替代地，存储器113可以其他方式联接到MCP 108。
MCP 108优选地执行系统100的计算和控制功能，并且可包括任何类型的处理器或多处理器，单片集成电路（例如微处理器），或者协作工作的任何适合数量的集成电路装置和/或电路板以完成处理单元的功能。在操作期间，MCP 108在系统100的控制操作中可执行存储器（未描述）内包含的一个或多个程序，优选地在如图2-5所示且结合其在下面进一步描述的过程200和各种子过程的各种步骤的执行中。
电动机110联接到PIM 106，并使用从PIM 106接收的功率。电动机110还优选地联接到发动机并为发动机提供功率或联接到车辆变速器（未描述）。特别地，在系统100的扭矩辅助或马达驱动操作期间，电动机110提供辅助扭矩到发动机和变速器。另外，在系统100的再生操作期间，电动机110产生再生扭矩并提供再生扭矩到变速器。
在所示实施例中，通信总线112联接到电池单元102（特别地，联接到其处理器114），APM单元104（特别地，联接到其处理器116）和MCP 108。通信总线112促进从APM单元104的电池单元102和处理器116的处理器114将其上的电回馈电流结果传递到MCP 108。通信总线112优选地包括CAN总线。然而，将认识到的是，通信总线112可包括各种其他类型的通信总线，通信连接和/或其他通信装置和/或系统。类似地将认识到的是，除了图1所示的单元和处理器或与其独立，通信总线112能够类似地联接到车辆（未描述）中的任何其他单元/处理器。
图2是根据示例性实施例的控制混合动力车辆的马达扭矩的过程200的流程图。过程200允许优化的马达扭矩控制，其考虑通信总线离线或以其他方式不健康的情况。特别地，当通信总线不健康时，过程200使用减小的马达扭矩容量控制或修改马达扭矩。在由PIM 106经由从MCP 108提供到PIM 106的脉宽调制信号提供到电动机110的马达扭矩的控制中，过程200能够结合图1的系统100使用。
过程200开始于初始马达扭矩容量的确定（步骤201）。图3示出了根据示例性实施例的步骤201的示例性实施例。马达速度被测量（步骤302）。马达速度优选地由关于图1的电动机110的图1的一个或多个马达速度传感器111测量，并且其信号表示被提供到图1的MCP 108。
另外，操作模式被确定（步骤304）。特别地，确定图1的系统100是扭矩辅助/马达驱动操作模式（其中，扭矩被系统100提供以推进车辆）或再生操作模式（其中，再生能量由系统100产生或捕获）。该确定优选地由图1的MCP 108进行。
关联性被检索（步骤306）。关联性将马达速度和操作模式与最佳马达扭矩容量相关联。关联性可包括公式，查表和/或一个或多个其他类型的关联性，其将马达速度和操作模式作为输入关联到作为输出的最佳马达扭矩。关联性优选地由图1的MCP 108从图1的存储器113检索，该存储器113驻留和/或共同定位在与MCP 108相同的芯片上和/或该存储器113以其他方式联接到MCP 108。
初始马达扭矩容量然后被计算或确定（步骤308）。初始马达扭矩容量优选地由图1的MCP 108使用步骤302的马达速度，步骤304的操作模式和步骤306的关联性计算或确定。
图4根据示例性实施例提供扭矩容量计算或确定的图示。图4示出了（i）用于在图1的通信总线112是健康的和系统100处于扭矩辅助或马达驱动操作模式时使用的全马达驱动扭矩容量402（图4中以扭矩MaxMot表示）；（ii）用于在图1的通信总线112是健康的和系统100处于再生操作模式时使用的全再生容量404（图4中以扭矩MaxRegen表示）；（iii）用于在图1的通信总线112是健康的和系统100处于扭矩辅助或马达驱动操作模式时使用的减小的马达驱动容量406（图4中以扭矩MaxMot,CAN表示）；和（iv）用于在图1的通信总线112不健康和系统100处于再生操作模式时使用的减小的再生扭矩容量408（图4中以扭矩MaxRegen,CAN表示）。减小的马达驱动扭矩容量406和减小的再生扭矩容量408表示安全范围，其中系统100提供需要的马达扭矩或功率以操作车辆，而且保持在操作的安全范围内而不操作通信总线（马达扭矩在通信总线上不太可能导致对任何车辆系统或部件的任何损坏）。在一个示例性实施例中，一个安全范围是使得值低于安全范围可导致不想要的车辆加速的值范围，另一个安全范围是使得值低于安全范围可导致对部件和/或系统的损坏的值范围。在一个这种实施例中，最终安全范围表示避免不想要的车辆加速和对部件和/或系统的损坏的这种多个范围中的最小值。
如图4所示，全马达驱动扭矩容量402，全再生扭矩容量404，减小的马达驱动扭矩容量406和减小的再生扭矩容量408的每个具有在低马达速度的低于相应预定速度阈值的相应定值。特别地，（i）当速度低于第一预定速度阈值时，全马达驱动扭矩容量402优选地等于第一定值；（ii）当速度低于第二预定速度阈值时，全再生扭矩容量404优选地等于第二定值；（iii）当速度低于第三预定速度阈值时，减小的马达驱动扭矩容量406优选地等于第三定值；和（iv）当速度低于第四预定速度阈值时，减小的马达驱动扭矩容量406优选地等于第三定值。
第一定值的绝对值（对应于全马达驱动扭矩容量402）和第二定值的绝对值（对应于全再生扭矩容量404）优选地至少基本上彼此相等。第一定值可等于正70牛顿·米（+70Nm），第二定值可等于负70牛顿·米（-70Nm）。然而，这是可变化的。
第三定值的绝对值（对应于减小的马达驱动扭矩容量406）和第四定值的绝对值（减小的再生扭矩容量408）优选地至少基本上彼此相等，并且其均优选地低于第一和第二定值的绝对值。第三定值可等于正30牛顿·米（+30Nm），第四定值可等于负30牛顿·米（-30Nm）。然而，这是可变化的。
第二预定速度阈值（对应于全再生扭矩容量404）优选地高于第一预定速度（对应于全马达驱动扭矩容量402）。第三预定速度阈值（对应于减小的马达驱动扭矩容量406）优选地低于第四预定速度阈值（对应于减小的再生扭矩容量408），第三和第四预定速度阈值均优选地低于第一和第二预定速度阈值。第一，第二，第三和第四预定速度阈值可分别等于2500，3000，4000和7000每分钟转数（rpm）。然而，这是可变化的。
在马达速度超过其相应马达速度阈值之后，全马达驱动扭矩容量402，全再生扭矩容量404，减小的马达驱动扭矩容量406和减小的再生扭矩容量408的绝对值与马达速度成反比关系。特别地，当马达速度高于第一预定速度阈值时，全马达驱动扭矩容量402与马达速度成反比关系，当马达速度高于第二预定速度阈值时，全再生扭矩容量404与马达速度成反比关系，当马达速度高于第三预定速度阈值时，减小的马达驱动扭矩容量406与马达速度成反比关系，当马达速度高于第四预定速度阈值时，减小的再生扭矩容量408与马达速度成反比关系。
如图4所示，当马达速度分别低于第三预定速度阈值（用于在扭矩辅助/马达驱动操作模式中操作）或第四预定速度阈值（用于在再生操作模式中操作）时，全马达驱动扭矩容量402和全再生扭矩容量404的绝对值均高于减小的马达驱动扭矩容量406和减小的再生扭矩容量408的绝对值。如上所述，第三预定阈值优选地低于第四预定阈值。
在相对高的马达速度（例如，当马达速度高于第四预定阈值时），全马达驱动扭矩容量402和减小的马达驱动扭矩容量406的绝对值彼此相等，在全马达驱动扭矩容量402和减小的马达驱动扭矩容量406的绝对值低于全再生扭矩容量404和减小的再生扭矩容量408时，全再生扭矩容量404和减小的再生扭矩容量408优选地彼此相等。
因此，当马达速度低于第三预定速度阈值时，但是当马达速度不高于或等于第三预定速度阈值时，在系统或车辆的扭矩辅助/马达驱动操作期间使用减小的马达扭矩容量。类似地，当马达速度低于第四预定速度阈值时，但是当马达速度不高于或等于第四预定速度阈值时，在系统或车辆的再生操作期间使用减小的马达扭矩容量。
如将在下面进一步详细解释的，在此时间期间，基于信号电流和的估计（按照图2和5的步骤216和218，下面将进一步描述），通信总线健康条件和信号电流的相关性还被监控与确保在系统中没有不可靠的电流传感器或信号。如果系统有任何不可靠的电流传感器或信号，马达的减小的扭矩容量被触发。这允许过程和系统基于系统条件最佳地选择马达扭矩，使得能够提供最佳扭矩可用性同时避免扭矩不安全。
转向图2，确定通信总线是否是健康的（步骤202）。该确定通过图1的MCP 108关于图1的通信总线112来进行。例如，如果MCP 108沿通信总线112连续接收电流反馈结果和通信总线112在其他方面是正常操作的，通信总线112可被认为是健康的。相反地，如果MCP 108不沿通信总线112连续接收电流反馈结果，和/或如果有指示通信总线112不健康的关于通信总线112检测的一些其他异常，通信总线112可被认为不是健康的。通过举例，通过检查其消息滚动计数的更新和/或通过检查其通信消息的检查和，能够监控通信总线112的条件。
如果在步骤202确定通信总线不健康，那么随后确定马达扭矩容量标志当前是否具有等于1的值（步骤204）。马达扭矩容量标志（图2中表示为FlagReducedCAP（标志减小的容量））表示马达扭矩容量（或限度）当前是否减小。在通信总线不健康的时间里马达扭矩容量减小，如上面结合步骤201所述的，且下面进一步结合步骤206和结合图3和4所述的。马达扭矩容量标志的值1表示马达扭矩容量当前减小。相反地，值0表示马达扭矩容量当前不减小。该确定优选地由图1的MCP 108进行。
如果在步骤204确定马达扭矩容量标志不等于1（即，确定马达扭矩容量标志等于0），那么马达扭矩容量减小（步骤206）。特别地，当通信总线不健康（如步骤202所确定的）和马达扭矩容量没有已经减小（如步骤204所确定的）时，当前马达扭矩容量的绝对值减小到安全范围。安全范围代表马达扭矩值范围，其中系统提供需要的马达扭矩或功率以操作车辆，而且保持在操作的安全范围内（在其中马达扭矩不太可能导致对任何车辆系统或部件的任何损坏）。
马达扭矩容量的减小取决于上面结合图3的步骤302参考的马达速度，上面结合图3的步骤304参考的操作模式，以及上面结合图4的步骤306参考的关联性。参照图4，如果操作模式是扭矩辅助/马达驱动操作模式，在步骤206使用马达速度和减小的马达驱动扭矩容量406而不是马达速度和全马达驱动扭矩容量402来确定减小的马达扭矩容量。相反地，如果操作模式是再生操作模式，在步骤206使用马达速度和减小的再生扭矩容量408而不是马达速度和全再生扭矩容量404来确定马达扭矩容量。如上所述，在步骤206期间，实际马达扭矩减小，其进一步提供了马达速度高于扭矩辅助/马达驱动操作模式中的第三预定速度阈值，和再生操作模式中的第四预定速度阈值。
在步骤206期间，马达驱动扭矩容量优选地被图1的MCP 108减小。跟随步骤206，过程进入步骤220。步骤220将在下面进一步描述。
相反地，如果在步骤204确定马达扭矩容量标志等于1，那么不需要马达扭矩容量减小。而是，该确定指示在步骤206的先前的迭代中或在步骤201的初始马达扭矩容量确定中马达扭矩容量已经减小。因此，过程直接进入步骤220，下面将进一步描述。
现在参照步骤202，如果确定通信总线是健康的，那么沿不同路径确定马达扭矩容量标志当前是否具有等于1的值（步骤208）。该确定优选地由图1的MCP 108进行。
如果在步骤208确定马达扭矩容量等于1，那么全马达扭矩容量被回复或恢复（步骤210）。特别地，如果在步骤208确定马达扭矩容量等于1，这代表扭矩容量在步骤206的先前的迭代中已经减小（如步骤208所确定），而且通信总线当前是健康的（如步骤202所确定）。因此，在步骤210期间，全马达扭矩容量被回复或恢复。
参照图4，如果系统或车辆的操作模式是扭矩辅助/马达驱动操作模式，那么全马达驱动扭矩容量402在步骤210被回复或恢复。相反地，如果系统或车辆的操作模式是再生操作模式，那么全再生扭矩容量404在步骤210被回复或恢复。全马达扭矩容量在步骤210的回复或恢复优选地由图1的MCP 108管理。
另外，马达扭矩容量标志重设为0（步骤212）。这用作使用全马达扭矩容量的过程的随后迭代的指示。在步骤212马达扭矩容量标志的重设优选地由图1的MCP 108管理。
样本计数还递增（步骤214）。在步骤214样本计数（标记为CNTSAMPLE（CNT样本））递增1用于在诊断算法的执行中使用，如下面进一步结合步骤218和图5所述。在步骤214样本计数优选地由图1的MCP 108递增。
电流和值还被计算（步骤216）。特别地，在步骤216表示电流和的变量结合下面等式被计算：
Isum=IBAT,M–(IAPM,M+IPIM_DC,C)
（等式1），
其中Isum表示在步骤216计算的电流和值，IBAT,M表示从图1的电池单元102测量的电流值，IAPM,M表示从图1的APM单元104测量的电流值，IPIM_DC,C表示从图1的PIM 106计算的电流值。从图1的PIM 106计算的电流值（IPIM_DC,C）优选地使用测量的交流电流（AC）和从PIM 106计算的占空比由图1的MCP 108计算。
在步骤216计算的电流和值（Isum）用作图1的各种电流传感器109是否健康的指示。如果全部电流传感器109是健康的，那么步骤216的电流和值（Isum）应近似等于0。在步骤216电流和值（Isum）优选地由图1的MCP 108计算，用于在步骤218中执行和下面参照图5所述的诊断算法中使用。
性能诊断算法被执行（步骤218）。性能诊断算法根据示例性实施例在图5中所示，并且将在下面结合图5描述。
如图5所示，步骤218的性能诊断算法开始于确定步骤216的电流和值（Isum）是否高于正电流阈值（Ithrsh）的步骤（步骤502）。正电流阈值（Ithrsh）可近似等于正20安培（+20amps）。然而，这是可以变化的。该确定优选地由图1的MCP 108进行。
如果在步骤502确定电流和值（Isum）高于正电流阈值（Ithrsh），那么故障计数器（CNTfail（CNT故障））递增1（步骤504）。故障计数器（CNTfail）用作代表图1的电流传感器109故障和/或一个或多个电流传感器109不健康（换言之，不是正常操作）的其他指示的样本量中有多少实例的测量。在步骤504故障计数器（CNTfail）由图1的MCP 108递增。然后过程进入步骤510，如下面进一步描述的。
相反地，如果在步骤502确定电流和值（Isum（I和））低于或等于正电流阈值（Ithrsh（I阈值）），那么确定步骤216的电流和值（Isum）是否低于负电流阈值（-Ithrsh）（步骤506）。负电流阈值（-Ithrsh）可近似等于负20安培（-20amps）。然而，这是可以变化的。该确定优选地由图1的MCP 108进行。
如果在步骤506确定电流和值（Isum）低于负电流阈值（-Ithrsh），那么故障计数器（CNTfail）递减1（步骤508）。在步骤508故障计数器（CNTfail）优选地由图1的MCP 108递减。然后过程进入步骤510，如下面描述的。
在步骤510期间，确定故障计数器（CNTfail）的绝对值是否高于或等于第一计数器阈值（CNTthrsh1）。仅通过举例，第一计数器阈值（CNTthrsh1）可为固定值（例如3）。替代地，仅通过举例，第一计数器阈值（CNTthrsh1）可取决于样本计数（CNTsample），例如每5个样本中的3个故障。其他值和/或其他类型的值可用于第一计数器阈值（CNTthrsh1）。步骤510的确定优选地由图1的MCP 108管理。
如果在步骤510确定故障计数器（CNTfail）的绝对值高于或等于第一计数器阈值（CNTthrsh1），那么图1的一个或多个电流传感器109被确定为是不健康的，并且故障计数器（CNTfail）和样本计数器（CNTsample）都被设置为等于0（步骤512）。故障计数器（CNTfail）和样本计数器（CNTsample）的重设优选地由图1的MCP 108执行。而且在步骤512期间，图1的PIM 106被优选地关闭。
另外，提供了测试已经故障的报告（步骤514）。该报告优选地由图1的MCP 108提供。然后过程进入步骤516，如下面进一步讨论的。
相反地，如果在步骤510确定故障计数器（CNTfail）的绝对值低于第一计数器阈值（CNTthrsh1），那么故障计数器（CNTfail）和样本计数器（CNTsample）不被重设，并且图1的PIM 106不关闭。而是，过程直接进入步骤516，如下面描述的。
在步骤516期间，确定样本计数器（CNTsample）是否高于或等于第二计数器阈值（CNTthrsh2）。仅通过举例，第二计数器阈值（CNTthrsh2）可等于0.6（例如，其中5个样本中的3个或更多个故障结果试图产生有电流传感器故障的确定）。第二计数器阈值（CNTthrsh2）可变化。步骤516的确定优选地由图1的MCP 108管理。
如果在步骤516确定样本计数器（CNTsample）高于或等于第二计数器阈值（CNTthrsh2），那么图1的一个或多个电流传感器109被确定为是健康的，并且故障计数器（CNTfail）和样本计数器（CNTsample）都被设置为等于0（步骤518）。故障计数器（CNTfail）和样本计数器（CNTsample）的重设优选地由图1的MCP 108执行。而且在步骤418期间，图1的PIM 106优选地不关闭。
另外，提供了测试已经通过的报告（步骤520）。该报告优选地由图1的MCP 108提供。然后过程进入图2的步骤220，如下面进一步讨论的。
相反地，如果在步骤516确定样本计数器（CNTsample）低于第二计数器阈值（CNTthrsh2），那么图1的电流传感器109不能被确定为是健康的。故障计数器（CNTfail）和样本计数器（CNTsample）不被重设，并且过程直接进入图2的步骤220，如下面描述的。
现在参照图2，图5的诊断算法结果在步骤220用于确定测试是否已经通过。该确定优选地由图1的MCP 108进行。
如果在步骤220确定测试还没有通过，那么马达扭矩被设置为等于0（步骤222）。特别地，因为图1的一个或多个电流传感器109被确定为是不健康的，图1的PIM 106被图1的MCP 108关闭，并且不提供马达扭矩。然后在新的迭代中过程优选地返回步骤202。
相反地，如果在步骤220确定测试已经通过，那么图1的电流传感器109被确定为是健康的且正确操作的，并且扭矩指令被确定（步骤224）。在步骤224扭矩指令优选地由图1的MCP 108使用查表，来自图1的电流传感器109的一个或多个反馈电流，以及本行业已知的其他各种变量的值（包括马达状态，电池电压和马达参数，例如其他可能值中的马达感应系数，马达端子数，定子电阻和转子电阻）来确定。
确定步骤224的扭矩指令是否低于或等于马达扭矩容量（步骤226）。马达扭矩容量包括最新近在步骤201确定的，在步骤206减小的，或在步骤210恢复的当前马达扭矩容量，无论哪个步骤已经在最近的时间发生到步骤226的确定。步骤226的确定优选地由图1的MCP 108执行。
如果在步骤226确定扭矩指令低于或等于马达扭矩容量，那么马达扭矩被设定为等于扭矩指令（步骤228）。相反地，如果代替地在步骤226确定扭矩指令高于马达扭矩容量，那么马达扭矩被设定为等于马达扭矩容量（步骤230）。因此，马达扭矩容量用作由图1的系统100提供的马达扭矩的上限或上界。在步骤228或步骤230的马达扭矩的确定（无论这两个步骤中的哪个在当前迭代中被管理）优选地由图1的MCP 108执行。
然后根据步骤228或步骤230确定的马达扭矩大小提供马达扭矩（步骤232）。特别地，如果在步骤228马达扭矩被设定为等于扭矩指令，那么图1的MCP 108调节到图1的PIM 106的脉宽调制信号，从而提供在量上等于扭矩指令的电功率到图1的电动机110。相反地，如果在步骤230马达扭矩被设定为等于马达扭矩容量，那么图1的MCP 108调节到图1的PIM 106的脉宽调制信号，从而提供在量上等于马达扭矩容量的电功率到图1的电动机110。
本文所述的系统和方法提供了混合动力车辆的可能改进的马达扭矩控制。例如，当通信总线不健康时，还取决于系统操作模式和马达速度，马达扭矩根据减小的容量提供。马达扭矩的减小的容量有助于确保系统提供需要的功率以操作车辆而且甚至当通信总线不健康时，还保持在操作的安全范围内。因此，当通信总线不健康时，系统逆变器不需要关闭，如典型的混合动力系统中的情况。
将认识到的是，公开的方法和系统可与图中所示和文中所述的不同。例如，如上所述，图1的系统100可在多个不同的车辆单元、装置和/或系统中的任意一个或多个中整体或部分地放置。另外，将认识到的是，过程200和/或其子过程的某些步骤可与图2-5所示和/或与其结合在文中所述的不同。将类似地认识到的是，过程200和/或其子过程的某些步骤可以与图2-5所示和/或与其结合在文中所述的同步地或以不同顺序发生。将类似地认识到的是，公开的方法和系统可结合任意数量的不同类型的汽车，厢式轿车，运动型多功能车，卡车，和/或任意多个其他不同类类型的车辆和/或环境应用和/或使用。
虽然已经在前述详细描述中阐述了至少一个示例性实施例，但应当理解存在大量的变型。还应当理解的是，示例性实施例或多个示例性实施例仅仅是示例，并不意在以任何方式限制本发明的范围、应用或配置。相反，前述详细描述将为本领域的技术人员提供实施示例性实施例或多个示例性实施例的便捷路径。应当理解的是，可对元件的功能及设置进行各种改变而不脱离由所附权利要求及其合法等价物界定的本发明的范围。

Claims (20)

1.一种用于在混合动力车辆中控制马达扭矩的方法，所述混合动力车辆具有马达和通信总线，所述方法包括以下步骤：
如果所述通信总线是健康的，使用第一马达扭矩容量控制所述马达扭矩，所述第一马达扭矩容量具有第一绝对值；以及
如果所述通信总线是不健康的，使用第二马达扭矩容量控制所述马达扭矩，所述第二马达扭矩容量具有第二绝对值，所述第二绝对值低于所述第一绝对值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
确定所述混合动力车辆的操作模式；以及
使用所述操作模式确定所述第二马达扭矩容量。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
测量所述马达的速度；以及
使用所述速度确定所述第二马达扭矩容量。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，仅当所述速度低于预定速度阈值时，所述第二绝对值低于所述第一绝对值。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
确定所述混合动力车辆的操作模式；
其中，确定所述第二马达扭矩容量的步骤包括以下步骤：使用所述速度，所述操作模式以及使所述速度，所述操作模式和所述第二马达扭矩容量相关联的关联性确定所述第二马达扭矩容量。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
从电流传感器测量反馈电流；以及
使用所述反馈电流确定扭矩指令，用于在所述马达扭矩的控制中使用。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述扭矩指令具有第三绝对值；以及
使用所述第二马达扭矩容量控制所述马达扭矩的步骤包括以下步骤：
如果所述通信总线不健康和所述第三绝对值高于所述第二绝对值，使用所述第二马达扭矩容量控制所述马达扭矩；以及
如果所述通信总线不健康和所述第三绝对值低于所述第二绝对值，使用所述扭矩指令控制所述马达扭矩。
8.一种用于在混合动力车辆中控制马达扭矩的方法，所述混合动力车辆具有马达和通信总线，所述方法包括以下步骤：
产生所述通信总线是否健康的总线确定；
使用所述总线确定来确定马达扭矩容量；以及
使用所述马达扭矩容量控制所述马达扭矩。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
测量所述马达的速度；
其中，确定所述马达扭矩容量的步骤包括以下步骤：使用所述总线确定和所述速度来确定所述马达扭矩容量。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
确定所述混合动力车辆的操作模式；
其中，确定所述马达扭矩容量的步骤包括以下步骤：使用所述总线确定，所述速度，所述操作模式以及使所述速度，所述操作模式和所述马达扭矩容量相关联的关联性确定所述马达扭矩容量。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
确定所述混合动力车辆的操作模式；
其中，确定所述马达扭矩容量的步骤包括以下步骤：使用所述总线确定和所述操作模式来确定所述马达扭矩容量。
12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
从电流传感器测量反馈电流；以及
使用所述反馈电流确定扭矩指令。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，
所述马达扭矩容量具有第一绝对值；
所述扭矩指令具有第二绝对值；以及
使用所述马达扭矩容量控制所述马达扭矩的步骤包括以下步骤：
如果所述第二绝对值高于所述第一绝对值，使用所述马达扭矩容量控制所述马达扭矩；以及
如果所述第二绝对值低于所述第一绝对值，使用所述扭矩指令控制所述马达扭矩。
14.一种用于在混合动力车辆中控制马达扭矩的系统，所述混合动力车辆具有马达和通信总线，所述系统包括：
处理器，其配置成联接到所述通信总线并提供信号，其用于：
如果所述通信总线是健康的，使用第一马达扭矩容量控制所述马达的马达扭矩，所述第一马达扭矩容量具有第一绝对值；以及
如果所述通信总线是不健康的，使用第二马达扭矩容量控制所述马达的马达扭矩，所述第二马达扭矩容量具有第二绝对值，所述第二绝对值低于所述第一绝对值；以及
逆变器，其与所述处理器可操作地连通并且配置成根据由所述处理器提供的信号提供所述马达扭矩。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述处理器进一步配置成：
确定所述混合动力车辆的操作模式；以及
使用所述操作模式确定所述第二马达扭矩容量。
16.如权利要求14所述的系统，其特征在于，进一步包括：
传感器，其配置成测量所述马达的速度；
其中，所述处理器联接到所述传感器并进一步配置成使用所述速度来确定所述第二马达扭矩容量。
17.如权利要求16所述的系统，其特征在于，仅在所述速度低于预定速度阈值的情况下，所述第二绝对值低于所述第一绝对值。
18.如权利要求16所述的系统，其特征在于，进一步包括以下步骤：
存储器，其配置成储存使所述速度，所述混合动力车辆的操作模式和所述第二马达扭矩容量相关联的关联性；
其中，所述处理器联接到所述存储器并进一步配置成：
确定所述混合动力车辆的操作模式；以及
使用所述速度，所述操作模式以及所述关联性确定所述第二马达扭矩容量。
19.如权利要求14所述的系统，其特征在于，进一步包括：
电流传感器，其配置成提供反馈电流；
其中，所述处理器联接到所述电流传感器并进一步配置成使用所述反馈电流确定扭矩指令。
20.如权利要求19所述的系统，其特征在于，
所述扭矩指令具有第三绝对值；以及
所述处理器进一步配置成：
如果所述通信总线不健康和所述第三绝对值高于所述第二绝对值，使用所述第二马达扭矩容量控制所述马达扭矩；以及
如果所述通信总线不健康和所述第三绝对值低于所述第二绝对值，使用所述扭矩指令控制所述马达扭矩。
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