CN1890489A - 车辆集成控制系统中的传动系控制装置 - Google Patents

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Abstract

传动系控制装置(2000)包括：要求扭矩计算单元(2010)，其基于从上层计算装置(1000)输入的参数计算发动机的要求的扭矩，变速齿轮比确定单元(2020)，其确定变速齿轮比，变速控制单元(2030)，其计算在换档时的自动变速器的输出轴扭矩和换档时间并将控制参数输出到自动变速器控制装置(3100)，生成驱动扭矩计算单元(2040)，其考虑了从负载扭矩计算装置(3200)输入的发动机的负载扭矩来计算在所述传动系中生成的驱动扭矩，并将所计算的驱动扭矩输出到所述上层计算装置(1000)，以及可用度计算单元(2050)，其计算所述驱动扭矩的可用度并将其输出到所述上层计算装置(1000)。

Description

车辆集成控制系统中的传动系控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的控制装置，并且，更具体地，涉及一种在以集成方式控制车辆的多个致动器的系统中使用的驱动系统控制装置。
背景技术
近些年已经存在一种增长的趋势，即在同一台车辆中包括了多种类型的运动控制装置以控制所述车辆的运动。由所述不同类型的运动控制装置的每一个产生的效果不可能总以彼此独立的方式在车辆中呈现。存在互相干扰的可能性。因此，在开发包括多种类型的运动控制装置的车辆时，充分地组织在各个运动控制装置之间的交互与协调是十分重要的。
例如，当在车辆的开发阶段要求在一台车辆中包括多种类型的运动控制装置时，能够彼此独立地开发各个运动控制装置，然后以补充或附加的方式实现在各个运动控制装置之间的交互与协调。
在以上述方式开发多种类型的运动控制装置的情况下，对在各个运动控制装置之间的交互与协调的组织需要大量的时间和工作。
关于在车辆中包括多种类型的车辆控制系统的方案，在所述运动控制装置中之间共享相同致动器的方案已经为我们所知。该方案涉及，当要求在同一时间操作相同致动器时，所述多个运动控制装置之间如何争用的问题。
在上述情况下，即在彼此独立地开发了所述运动控制装置之后将以补充或附加的方式组织在所述多个运动控制装置之间的交互和协调，很难熟练地解决以上提出的问题。实际上，仅仅通过从所述多个运动控制装置中选择合适的一个优先于其它的，并且使得所述致动器专用于所选择的运动控制装置，来适应所述问题。
关于上述问题，日本专利公开5-85228(文献1)公开了这样的用于车辆的电子控制系统，其能够减少开发所需的时间，并且能够提高所述车辆的可靠性、可用性以及易维护性。该用于车辆的电子控制系统包括，用于参照发动机功率、驱动功率以及制动功率来共同执行控制任务的元件，以及用于协调所述元件的合作以对应于驾驶者的要求来实现对所述机动车操作性能的进行控制的元件。以多个分级层次的形式布置各个元件。当将驾驶者的所述要求转化为所述机动车的相应的操作性能时，所述分级层次的协调元件中的至少一个被调整以作用于下一分级层次的元件，由此，当向所述驾驶者-车辆系统的预先给定的次级系统提供了从所述分级层次要求的性能时，作用于该次级系统。
通过依照所述用于车辆的电子控制系统以分级结构组织整个系统，只能在从上层到下层的方向上传送指令。在该方向上传送执行驾驶者要求的指令。于是，获得了彼此独立的元件的可理解的结构。单个系统的连接能够被减少到相当的层次。各个元件的独立性允许同时对所述各个元件进行并行开发。因此，能够按照预定的目标开发每一个元件。只有少数关于较高分级层次的接口和少量用于较低分级层次的接口必须被考虑。于是，能够获得关于能量消耗、环境适应性、安全性和舒适性的对驾驶者和车辆电子控制系统的总体的最优化。
日本专利公开2003-191774(文献2)公开了一种集成型车辆运动控制装置，其具体地实现了文献1的电子控制技术。所述装置，对于以集成方式控制多个致动器从而执行车辆中多种不同类型的运动控制的装置，以分级方式调整其软件配置，由此从实际使用的立场最优化所述分级结构。
所述集成的车辆运动控制装置，基于与驾驶者驾驶车辆相关的信息，通过计算机，以集成的方式控制多个致动器，以执行所述车辆的多种类型的车辆运动控制。在硬件配置和软件配置之中的至少所述软件配置，包括在从所述驾驶者到所述多个致动器的方向上分级组织的多个元件。所述多个元件包括：(a)控制单元，在更高层次基于驾驶相关信息来确定目标车辆状态量；以及(b)执行单元，接收来自所述控制单元的作为指令的所述确定的目标车辆状态量，以经由在较低层的所述多个致动器中的至少一个来执行所接收的指令。所述控制单元包括上层控制单元和下层控制单元，其每一个用于发出指令，以通过集成的方式控制所述多个致动器。所述上层控制单元基于所述驾驶相关信息而没有考虑所述车辆的动态特性来确定第一目标车辆状态量，并且将所述确定的第一目标车辆状态量提供给所述下层控制单元。所述下层控制单元基于从所述上层控制单元接收的第一目标车辆状态量考虑了所述车辆的动态特性来确定第二目标车辆状态量，并且将所述确定的第二目标车辆状态量提供给所述执行单元。所述上层控制单元、所述下层控制单元和所述执行单元中的每一个引起所述计算机执行软件配置中彼此独立的多个模块，以实现其独有的功能。
依照在文献2中公开的所述集成型车辆运动控制装置，在所述硬件配置和软件配置之中的至少软件配置被以分级结构进行组织，从而包括：(a)控制单元，用于在从驾驶者到所述多个致动器的方向上，在更高层次基于驾驶相关信息确定目标车辆状态量；以及(b)执行单元，接收来自所述控制单元的作为指令的所确定的目标车辆状态量，以经由在较低层的所述多个致动器中的至少一个来执行所接收的指令。换句话说，对至少所述软件配置以分级层次进行组织，从而使得在该车辆运动控制装置中将所述控制单元和所述执行单元互相分离。由于从所述软件配置的角度来看，所述控制单元和所述执行单元彼此独立，因而开发、设计、设计修改、调试等各个阶段能够被实现而不会影响其他阶段。各个阶段能够被相互并行实现。结果，能够容易地缩短整个软件配置所需的工作阶段的期间。
然而，在文献1中公开的所述用于车辆的电子控制装置中，用于实现所述控制装置的细节还未被公开。进一步地，尽管在文献2中公开的所述集成型车辆运动控制装置具体化了文献1的技术，为了将所述装置并入实际的系统，有必要进一步具体地实现在文献2的图23中所示出的传动系控制单元。
发明内容
鉴于上述考虑，本发明的目的在于，在以分级结构组织的车辆集成控制系统中，提供驱动系统控制装置，其定义了作为在所述控制结构的不同分级层次之间的接口的参数并且与实际系统很好地兼容。
根据本发明的驱动系统控制装置被用于以分级结构组织的车辆集成控制系统中，从而使得在从包括驾驶者的要求的较高控制层次到包括致动器的较低控制层次的方向上进行操作。所述致动器操作车辆的驱动源和变速机构(transmission mechanism)。所述驱动系统控制装置包括：用于计算用于所述驱动源的要求的输出的要求输出计算单元；用于计算所述变速机构中的目标齿轮比的目标齿轮比确定单元；用于控制所述变速机构的变速控制单元；以及用于计算所述车辆中生成的驱动扭矩的生成扭矩计算单元。
根据本发明，能够定义在以分级层次组织的车辆集成控制系统中的驱动系统控制装置所必须的构造。具体地，所述要求输出计算单元计算驱动源的所要求的扭矩和所要求的转数，所述目标齿轮比确定单元计算变速机构中的齿轮比，所述变速控制单元计算用于控制所述变速机构的参数，以及所述生成扭矩计算单元计算在所述车辆中生成的驱动扭矩。说明上述构造，使得能够将由此驱动系统控制装置计算的控制参数输出到在较低控制层次中的致动器控制装置，并且将作为可用度(availability)的另一个参数输出到较高控制层次。在这种情况下，所述驱动系统控制装置能够利用由所述较高控制层次计算的与各种车辆速度和扭矩相关的参数，来计算所要求的扭矩和所要求的转数，或者确定目标齿轮比并且计算从自动变速器的目标输出轴扭矩和变速时间分配给离合器的扭矩，以及因而将控制参数输出到所述发动机控制装置和所述自动变速器控制装置。结果，能够在分级组织的车辆集成控制系统中提供这样的驱动系统控制装置，其能够定义作为在所述分级控制结构的不同层级之间接口的参数，并且与实际系统很好地兼容。
优选地，所述驱动系统控制装置进一步包括可用度计算单元，用于计算在所述驱动源中生成的扭矩的可用度并且将所述可用度输出到所述较高控制层次。
根据本发明，在所述较高控制层次中，计算了所述车辆的所述驱动源的所要求的扭矩和所要求的转数，并且进行将所述扭矩分配给所述驱动系统和所述制动系统的处理。在这种情况下，从作为所述较低控制层次的所述驱动系统控制装置输出所述驱动扭矩的可用度，其阻止了这样的情形，即所述较高控制层次将用于要求实际上不能被输出的扭矩的控制参数输出到所述较低控制层次。应当注意的是，在利用可用度来进行操作的情况下，在时间上对所述控制层次的较高和较低层级以及控制块进行同步。这意味着例如由于所述通信接口引起的时间延迟是可以忽略的。
更优选地，所述要求输出计算单元包括用于补偿传递效率的传递效率补偿单元。
根据本发明，当计算作为所述车辆的驱动源的发动机和/或驱动电机要求的扭矩和转数时，传递效率得到补偿，这样提高了所述要求的扭矩和所述要求的转数的计算准确度。
更优选地，所述生成扭矩计算单元补偿传递效率。
根据本发明，当计算在所述车辆的驱动源中生成的所述扭矩时，补偿所述驱动系统控制装置的传递效率，从而提高了所述生成扭矩的计算准确度。
更优选地，所述变速机构包括变矩器，并且所述要求输出计算单元利用变矩器逆模型来对从所述要求的驱动扭矩由所述驱动源生成的扭矩进行逆运算。
根据本发明，所述变矩器逆模型能够被用于进行对来自所述要求的驱动力的所述驱动扭矩的逆操作。于是，实际上，能够从所要求的驱动扭矩计算用于所述驱动源的所述控制参数。
更优选地，所述变速机构包括变矩器，并且所述要求输出计算单元利用变矩器逆模型来进行对从由车速或者驱动系统输出转数计算的变矩器输出转数在所述驱动源中产生的转数的逆运算。
根据本发明，能够利用所述变矩器逆模型来进行对从所述变矩器输出轴转数在所述驱动源中产生的所述转数的逆运算。于是，实际上，能够从所述车速和所述驱动系统输出转数计算用于所述驱动源的所述控制参数。
更优选地，所述变矩器逆模型补偿了关于由一阶滞后和停滞时间(deadtime)表示的动力传递系统的响应。
根据本发明，利用由一阶滞后和停滞时间表示的所述变矩器逆模型中的动力传递系统的传递函数，能够补偿所述响应。因此，能够以高准确度计算所述要求的扭矩和所述要求的转数。
更优选地，所述要求输出计算单元考虑了由作为所述驱动源的负载的所述车辆的辅助装置的引起的干扰造成的影响，来计算所述要求的扭矩。
根据本发明，响应于作为所述驱动源(例如，所述发动机)的负载的所述辅助装置的工作状态(例如，空调压缩机的工作要求，或者混合动力汽车中的二次电池的工作要求)，来计算所述要求的扭矩。
更优选地，所述生成扭矩计算单元考虑了由作为所述驱动源的负载的所述车辆的辅助装置引起的干扰造成的影响，来计算所述生成的扭矩。
根据本发明，响应于作为所述驱动源的负载的所述辅助装置的工作状态来计算所述生成的扭矩。这提高了对所述驱动源的要求的扭矩的计算准确度。
更优选地，所述要求输出计算单元计算用于控制彼此响应不同的至少两个操作量的信息，以控制所述驱动源。
根据本发明，例如在所述驱动源为发动机的情况下，可以利用瞬时值的控制参数来控制快速响应的点火系统的点火时机(ignition timing)，以及可以利用稳定值的控制参数来控制慢速响应的空气系统的风门(throttle)。
更优选地，所述驱动源是发动机和驱动电机中的至少一个。
根据本发明，能够提供车辆集成控制系统中的驱动系统控制装置，所述控制系统单独具有发动机，或单独具有驱动电机，或具有所述发动机和所述驱动电机二者，作为它的驱动源。
附图说明
图1是根据本发明实施例的车辆集成控制系统的总的框图；
图2是图1中的上层计算装置的控制框图；
图3是图1中的要求扭矩计算单元的控制框图；
图4是图1中的目标齿轮比确定单元的控制框图；
图5是图1中的变速控制单元的控制框图；
图6是图1中的生成驱动扭矩计算单元的控制框图。
具体实施方式
将在下文中参照附图描述本发明的实施例。相同的元件被分配有相同的参考符号。它们的名字和功能也是相同的。因此，其详细的描述将不再重复。
在下文中，对于与由本申请的相同申请人提交的文献2的共有内容的适当描述将不再重复。尽管在下面的描述中车辆的驱动源为发动机，但本发明不限于此。例如，本发明适用于具有发动机和电机的组合作为其驱动源的混合动力车，或具有燃料电池堆和电机的组合作为其驱动源的燃料电池动力车。它也可以被应用于安装有二次电池的车辆。
参照图1，说明了根据本发明实施例的车辆集成控制系统的整个框图。在图中没有示出制动系统、转向系统、悬挂系统以及其他系统。
所述车辆集成控制系统100，以从控制层次的高层到低层的方向，包括：上层计算装置100，传动系控制装置(PTM：传动系管理)2000和四轮驱动(4WD)控制装置2100，以及发动机控制装置(EMS：发动机管理系统)3000和自动变速器控制装置(ECT：电子控制变速器)3100。
发动机控制装置3000和自动变速器控制装置3100属于所述较低控制层次。在图1中示出的所述车辆集成控制系统中，假定为4WD车辆，尽管本发明不限于此。
参照图1，上层计算装置1000包括驾驶者特性计算装置1100和车辆运动控制装置1200。传动系控制装置2000包括要求扭矩计算单元2010、目标齿轮比确定单元2020、变速控制单元2030、生成驱动扭矩计算单元2040以及可用度计算单元2050。发动机控制装置3000包括生成发动机扭矩计算单元，并且自动变速器控制装置3100包括液压控制装置。还提供了负载扭矩计算装置3200，其发送参数到传动系控制装置2000和上层计算装置1000，从而使其考虑了由负载扭矩计算装置3200计算的发动机负载的影响进行操作。
如图1所示，传动系控制装置2000接收来自上层计算装置1000的参数，并且将操作的结果输出到上层计算装置1000。传动系控制装置2000还将参数输出到发动机控制装置3000和自动变速器控制装置3100，并且接收来自发动机控制装置3000和自动变速器控制装置3100的参数。
上层计算装置1000确定所述驱动系统(发动机和自动变速器)和所述制动系统(刹车)如何负担所述车辆必须的发动机要求的扭矩的一部分。
表示所要求的、纵向分配的驱动扭矩和所要求的、横向分配的驱动扭矩的参数，被从上层计算装置1000输出到4WD控制装置2100。表示所述纵向和横向分配的可用度的参数和所述确认的、生成的驱动扭矩(或分配比)，被从4WD控制装置2100输出到上层计算装置1000。
上层计算装置1000还能够考虑负载扭矩信息进行操作，所述信息从负载扭矩计算装置3200输入到上层计算装置1000。例如，在驾驶者特性计算装置1100中可以给出这样的考虑，从而不输出所要求的值，其中利用所述值将使得在所述驱动源和所述负载扭矩之间的差超出预定的值。
在传动系控制装置2000中，如后面将要详细描述的，基于从上层计算装置1000输入到要求扭矩计算单元2010的参数，计算将在发动机中生成的要求的扭矩，并且控制参数被输出到发动机控制装置3000。进一步地，在传动系控制装置2000中，由目标齿轮比确定单元2020基于从上层计算装置1000输出的所述参数来确定目标齿轮比，并且参数被输出到变速控制单元2030。由变速控制单元2030计算的控制参数被分别输出到发动机控制装置3000和自动变速器控制装置3100，以控制所述发动机和所述自动变速器。
参数被从发动机控制装置3000、自动变速器控制装置3100以及负载扭矩计算装置3200，输出到生成驱动扭矩计算单元2040，以计算生成的驱动扭矩，并且参数被从生成扭矩计算单元2040输出到上层计算装置1000。
可以利用从发动机控制装置3000输出到可用度计算单元2050的参数，计算所述驱动扭矩(发动机扭矩)的可用度，并且将其输出到上层计算装置1000。这里，可用度是指所述传动系(发动机，变速器)实际上能够输出的扭矩的上限和下限(限制值)。接收到所述可用度，上层计算装置1000能够避免计算实际上不能由所述传动系输出的扭矩。
参照图2，描述了图1中的上层计算装置的控制块。应当注意的是，上层计算装置中的驾驶者特性计算装置1100和车辆运动控制装置1200在图2中没有被相互区分。
如图2所示，驾驶者要求G(加速)计算单元基于检测加速踏板开度的传感器来计算所要求的加速度。驱动扭矩变换单元将驾驶者要求的加速度变换成驱动扭矩，并且驱动/被驱动确定单元作出驱动或被驱动的确定。在完成所述确定之后，基于扭矩传递系统模型计算用于计算稳定的要求驱动扭矩和瞬时的要求驱动扭矩的参数。
基于从车辆运动相关要求单元输出的参数和从所述扭矩传递系统模型输出的参数，计算所述稳定的要求驱动扭矩和所述瞬时的要求驱动扭矩。所述瞬时的要求驱动扭矩施加于发动机控制中的快速响应的点火系统的点火时机控制/燃料喷射控制，并且所述稳定的要求驱动力对应于发动机控制中的慢速响应的空气系统的风门控制。
驾驶辅助ECU将相关于驾驶辅助/行驶模式预测的参数输出到驱动力特性可变块。在所述驱动力特性可变块中进行预定的操作，以计算驱动扭矩余量(MAX)和驱动扭矩余量(MIN)，其被用于确定变速齿轮比。
进一步地，如图2所示，从上层计算装置1000将当前车速、未来车速、加速器开度、齿轮比保持要求、驱动扭矩波动余量(MAX)和驱动扭矩波动余量(MIN)输出到较低分级层次中的传动系控制装置2000。指示在进行换档的信号、驱动扭矩可用度、当前生成的驱动扭矩以及未来将生成的驱动扭矩(或者，未来生成的驱动扭矩)从传动系控制装置2000输入到上层计算装置1000。
参照图3，说明了传动系控制装置2000的要求扭矩计算单元2010的控制块。
要求扭矩计算单元2010接收来自上层计算装置1000的当前车速、未来车速、稳定的要求驱动扭矩以及瞬时的要求驱动扭矩。如图3中所示，要求扭矩计算单元2010预先存储了用于不同比例和摩擦(friction)的参数。所述当前车速和所述未来车速被输入到传递效率补偿处理单元并被输入到变矩器逆模型。这里，所述传递效率补偿处理是指，通过将所述传递效率乘以由变速齿轮比、自动变速器的油温和车速表示的常数(这里，所述常数＜1)，来对其进行补偿。
至于所述稳定的要求驱动扭矩，将差动齿轮的输出扭矩除以差动比(differential ratio)，来计算所述自动变速器的输出轴扭矩，其被加入了摩擦并除以当前齿轮比，以由此计算所述稳定的要求的轴扭矩。在将此稳定的要求的轴扭矩输入到所述变矩器逆模型之前，使其经历上述的传递效率补偿处理。同样地，所述瞬时的要求驱动扭矩经历了类似于对上述稳定的要求驱动扭矩的处理。所述结果经受所述传递效率补偿处理，并且然后被输入到所述变矩器逆模型。
在从所述变矩器逆模型输出的所述稳定的要求发动机扭矩和所述瞬时的要求发动机扭矩，与从变速控制单元2030输出的所述稳定的要求发动机扭矩和所述瞬时的要求发动机扭矩之间，作出判优(arbitration)。所述判优的输出的每一个被加上了来自负载扭矩计算装置3200的输出扭矩值，并且因此，输出稳定的要求的发动机轴扭矩和瞬时的要求的发动机轴扭矩。
所述差动比被从要求扭矩计算单元2010输出到生成驱动扭矩计算单元2040，所述摩擦被从要求扭矩计算单元2010输出到生成驱动扭矩计算单元2040，并且所述稳定的要求的轴扭矩和所述瞬时的要求的轴扭矩被从要求扭矩计算单元2010输出到输出轴扭矩/换档时间计算单元。
如图3所示，要求扭矩计算单元2010包括所述变矩器逆模型。基于当前车速计算的参数和基于未来车速计算的参数被输入到所述变矩器逆模型。基于所述稳定的要求驱动扭矩计算的参数和基于所述瞬时的要求驱动扭矩计算的参数，两者都已经历了所述传递效率补偿处理，也被输入到所述变矩器逆模型。
所述变矩器逆模型包括惯性校正单元、响应补偿单元以及传递效率补偿单元。在所述变矩器逆模型中，实现对来自要求的驱动输入轴扭矩的发动机扭矩的逆运算。在所述变矩器逆模型的所述响应补偿中，关于被表示为一阶滞后加上停止时间系统{1/(Ts+1)×e-Ls}的传递函数，补偿所述响应。经由所述变矩器逆模型计算的所述稳定的要求的发动机轴扭矩和所述瞬时的要求的发动机轴扭矩被输出到发动机控制装置3000。
参照图4，说明了传动系控制装置2000中的目标齿轮比确定单元2020的控制块。
如图4所示，目标齿轮比确定单元2020接收来自上层计算装置1000的加速器开度和当前车速，并且基于所接收的加速器开度和当前车速以及基于换档图(gearshift map)来计算当前齿轮比和驾驶者要求的齿轮比。
进一步地，目标齿轮比确定单元2020基于从上层计算装置1000输入的所述驱动扭矩余量(MAX)和所述未来车速，以及基于驱动力图来计算所要求的余量齿轮比(margin gear ratio)(HI)，并且还基于从上层计算装置1000输入的所述未来车速和驱动扭矩余量(MIN)，以及基于另一驱动力图(被驱动侧)，来计算所要求的余量齿轮比(LOW)。
基于其是在驱动侧还是在被驱动侧，在所要求的余量齿轮比(HI)和所要求的余量齿轮比(LOW)之间作出判优，并且计算车辆要求的齿轮比。这时，如果已经将齿轮比保持要求从上层计算装置1000输入到传动系控制装置2000，依照所述齿轮比保持要求对所述车辆要求的齿轮比进行判优。
已经因而经历了判优的车辆要求的齿轮比被通过驾驶者要求的齿轮比进一步判优。如图4中所示，目标齿轮比确定单元2020将当前齿轮比和所述车辆要求的齿轮比输出到变速控制单元2030。
参照图5，说明了传动系控制装置2000的变速控制单元2030的控制块。
如图5所示，从目标齿轮比确定单元2020输入到变速控制单元2030的当前齿轮比和车辆要求的齿轮比，以及从要求扭矩计算单元2010输入的稳定的要求的轴扭矩和瞬时的要求的轴扭矩，被输入到所述输出轴扭矩/换档时间计算单元。所述输出轴/换档时间计算单元计算所述自动变速器的输出轴的目标值。这时，计算所述输出轴扭矩的波形和换档时间。
所述输出轴扭矩的所述波形和所述换档时间，作为变速输出轴(transmission output shaft)的目标值，被输入到分配扭矩计算单元中的变速逆模型。从目标齿轮比确定单元2020发送的所述当前齿轮比和所述车辆要求的齿轮比也被输入，并且惯性逆模型被用于将稳定的要求的发动机转数输出到发动机控制装置3000。
基于从所述变速逆模型输出到发动机目标/离合器扭矩目标计算单元的参数，计算发动机扭矩的目标值和离合器扭矩的目标值。计算出的所述发动机扭矩目标值和所述离合器扭矩目标值被输入到操作量计算单元，在其中通过发动机逆模型、液压系统离合器系统逆模型以及响应补偿单元来实现规定的操作，并且稳定的要求的发动机轴扭矩和瞬时的要求的发动机轴扭矩被输出到要求扭矩计算单元2010。
所述操作量计算单元将接合侧(engaged side)液压指令值和松开侧液压指令值输出到自动变速器控制装置3100，并且接收来自发送机控制装置3000的扭矩响应可用度。所述操作量计算单元，严格地在所述扭矩可用度所定义的范围内，基于所述扭矩可用度进行规定的操作。
参照图6，说明了传动系控制装置2000的生成驱动扭矩计算单元2040的控制块。
如图6所示，生成驱动扭矩计算单元2040接收来自负载扭矩计算单元3200的负载扭矩，负载扭矩计算单元3200包括对作为负载的空调等进行排热控制的热管理器，以及对作为负载的二次电池进行充电/放电控制的能量管理。所述负载扭矩也被输入到要求扭矩计算单元2010。
涡轮转数以及离合器/输出轴转数被从自动变速器控制装置3100输入到生成驱动扭矩计算单元2040，并且变矩器模型被用于计算扭矩比。当前生成的发动机轴扭矩和未来生成的发动机轴扭矩被从发动机控制装置3000输入到生成驱动扭矩计算单元2040，并且进行利用所述负载扭矩的差分操作，以实现负载扭矩补偿处理。
所述当前生成的发动机轴扭矩被乘以所述扭矩比，并且所述未来生成的驱动扭矩被乘以来自所述变矩器逆模型的参数。所述得到的值的每一个被乘以车辆要求的齿轮比，从其中减去所述摩擦，然后被乘以差动比，接下来被乘以传递效率/响应校正。同样，计算所述当前生成的驱动扭矩和所述未来生成的驱动扭矩并将其输出到上层计算装置1000。
如上所述，根据本实施例的所述车辆集成驱动系统的驱动系统控制装置，所述传动系控制装置能够使用与上层计算装置计算的车速和扭矩相关的参数，来计算要求的扭矩，或者确定目标齿轮比并且计算自动变速器的输出轴扭矩和换档时间以由此计算分配的扭矩，并且能够将控制参数输出到发动机控制装置和自动变速器控制装置。
进一步地，所述生成驱动扭矩计算单元，当考虑了作为所述发动机负载的发动机辅助装置的影响时，从发动机中生成的发动机轴扭矩计算生成的驱动扭矩，并在所计算的扭矩被输出到所述上层计算装置之前，对其进行传递效率/响应校正。当基于所述扭矩可用度、所述当前生成的驱动扭矩和所述未来生成的驱动扭矩来计算所要求的扭矩时，可以提高所述较高分级层次的装置中的操作准确度。
更进一步地，所述要求扭矩计算单元和所述生成驱动扭矩计算单元的每一个被提供有传递效率补偿单元，这也可以提高操作的准确度。在所述要求扭矩计算单元中，所述变矩器逆模型被用于进行对来自所述要求驱动扭矩的发动机扭矩的逆运算以及对来自所述(当前，未来)车速的所述要求的发动机转数的逆运算。因此，实际上能够从所要求的扭矩和所要求的转数来计算所述发动机控制参数。
结果，在以分级结构组织的车辆集成控制系统中，可以提供能够定义作为在所述分级控制结构的不同层次之间的接口的参数并且与实际系统良好地兼容的驱动系统控制装置。
应当注意的是，在图4中示出的换档图能够被并入图2中示出的所述驱动扭矩变换单元。更具体地，图2中示出的所述驱动力变换单元可以被提供具有作为附加参数的变速齿轮比的三维图。进一步地，变速控制单元2030能够被构造为自动变速器控制装置3100的一部分。
应当理解的是，在此公开的实施例在各方面是说明性和非限制性的。本发明的范围由权利要求的条款，而不是上面的描述所定义，并且意在包括在等同于所述权利要求的条款的范围和含义内的任何变型。

Claims (24)

1.一种车辆集成控制系统(100)中的驱动系统控制装置(2000)，其被以分级结构组织，从而使得在从包括驾驶者的要求的较高控制层次到包括致动器的较低控制层次的方向上进行操作，所述致动器用于操作车辆的驱动源和变速机构，
所述驱动系统控制装置(2000)包括：
要求输出计算单元(2010)，计算用于所述驱动源的要求的输出；
目标齿轮比确定单元(2020)，计算所述变速机构中的目标齿轮比；
变速控制单元(3100)，控制所述变速机构；以及
生成扭矩计算单元(2040)，计算所述车辆中生成的驱动扭矩。
2.根据权利要求1的驱动系统控制装置，其中，所述驱动系统控制装置(2000)进一步包括：可用度计算单元，计算在所述驱动源中生成的扭矩的可用度并将所述可用度输出到所述较高控制层次。
3.根据权利要求1的驱动系统控制装置，其中，所述要求输出计算单元(2010)包括：补偿传递效率的传递效率补偿单元。
4.根据权利要求1的驱动系统控制装置，其中，所述生成扭矩计算单元(2040)包括：补偿传递效率的传递效率补偿单元。
5.根据权利要求1的驱动系统控制装置，其中，
所述变速机构包括变矩器，以及
所述要求输出计算单元(2010)利用变矩器逆模型对从所述要求的驱动扭矩在所述驱动源中生成的扭矩进行逆运算。
6.根据权利要求5的驱动系统控制装置，其中，所述变矩器逆模型补偿了关于由一阶滞后和停滞时间表示的动力传递系统的响应。
7.根据权利要求1的驱动系统控制装置，其中，
所述变速机构包括变矩器，以及，
所述要求输出计算单元(2010)利用变矩器逆模型对从由车速或驱动系统输出转数计算的变矩器输出转数在所述驱动源中引起的转数进行逆运算。
8.根据权利要求7的驱动系统控制装置，其中，所述变矩器逆模型补偿了关于由一阶滞后和停止时间表示的动力传递系统的响应。
9.根据权利要求1的驱动系统控制装置，其中，所述要求输出计算单元(2010)考虑了由作为所述驱动源的负载的所述车辆的辅助装置所引起的干扰的影响，来计算所述要求的输出。
10.根据权利要求1的驱动系统控制装置，其中，所述生成扭矩计算单元(2040)考虑了由作为所述驱动源的负载的所述车辆的辅助装置所引起的干扰的影响，来计算所述生成的扭矩。
11.根据权利要求1的驱动系统控制装置，其中，所述要求输出计算单元(2010)计算用于控制响应不同的至少两个操作量的信息，以控制所述驱动源。
12.根据权利要求1-11中任何一项的驱动系统控制装置，其中，所述驱动源为发动机和驱动电机中的至少一个。
13.一种车辆集成控制系统(100)中的驱动系统控制装置(2000)，其被以分级结构组织，从而使得在从包括驾驶者的要求的较高控制层次到包括致动器的较低控制层次的方向上执行操作，所述致动器用于操作车辆的驱动源和变速机构，
所述驱动系统控制装置(2000)包括：
用于计算用于所述驱动源的要求的输出的要求输出计算装置(2010)；
用于计算所述变速机构中的目标齿轮比的目标齿轮比确定装置(2020)；
用于控制所述变速机构的变速控制装置(3100)；以及
用于计算在所述车辆中生成的驱动扭矩的生成扭矩计算装置(2040)。
14.根据权利要求13的驱动系统控制装置，其中，所述驱动系统控制装置(2000)进一步包括：用于计算在所述驱动源中生成的扭矩的可用度并将所述可用度输出到所述较高控制层次的可用度计算装置。
15.根据权利要求13的驱动系统控制装置，其中，所述要求输出计算装置(2010)包括：用于补偿传递效率的传递效率补偿装置。
16.根据权利要求13的驱动系统控制装置，其中，所述生成扭矩计算装置(2040)包括：用于补偿传递效率的传递效率补偿装置。
17.根据权利要求13的驱动系统控制装置，其中，
所述变速机构包括变矩器，以及
所述要求输出计算装置(2010)包括，用于利用变矩器逆模型对从所述要求的驱动扭矩在所述驱动源中生成的扭矩进行逆运算的装置。
18.根据权利要求17的驱动系统控制装置，其中，所述变矩器逆模型包括：用于补偿关于由一阶滞后和停滞时间表示的动力传递系统的响应的装置。
19.根据权利要求13的驱动系统控制装置，其中，
所述变速机构包括变矩器，以及，
所要求输出计算装置(2010)包括，用于利用变矩器逆模型对从由车速或驱动系统输出转数计算的变矩器输出转数在所述驱动源中引起的转数进行逆运算的装置。
20.根据权利要求19的驱动系统控制装置，其中，所述变矩器逆模型包括：用于补偿关于由一阶滞后和停止时间表示的动力传递系统的响应的装置。
21.根据权利要求13的驱动系统控制装置，其中，所述要求输出计算装置(2010)包括：用于考虑了由作为所述驱动源的负载的所述车辆的辅助装置所引起的干扰的影响来计算所述要求的输出的装置。
22.根据权利要求13的驱动系统控制装置，其中，所述生成扭矩计算装置(2040)包括：用于考虑了由作为所述驱动源的负载的所述车辆的辅助装置所引起的干扰的影响来计算所述生成的扭矩的装置。
23.根据权利要求13的所述驱动系统控制装置，其中，所述所要求输出计算装置(2010)包括：用于计算用于控制响应不同的至少两个操作量的信息以控制所述驱动源的装置。
24.根据权利要求13-23中任何一项的驱动系统控制装置，其中，所述驱动源为发动机和驱动电机中的至少一个。
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