專(zhuān)利名稱(chēng)：操作包括具有斷開(kāi)高電壓蓄電池的電機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛中的電功率流。
背景技術(shù)：
該部分的陳述僅提供與本發(fā)明有關(guān)的背景信息。因而，這種陳述不旨在構(gòu)成對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)。具有混合動(dòng)力系統(tǒng)的車(chē)輛響應(yīng)于操作者指令選擇性地使用不同能量源來(lái)產(chǎn)生扭矩和功率以實(shí)現(xiàn)最佳燃料效率。這包括選擇性地采用連接到高電壓蓄電池模塊或能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元，用于推進(jìn)和操作控制。一種混合動(dòng)力系包括發(fā)·動(dòng)機(jī)停止/起動(dòng)系統(tǒng)，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)在持續(xù)車(chē)輛操作期間自動(dòng)地停止且使用電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元自動(dòng)地再次起動(dòng)。該系統(tǒng)優(yōu)選包括用于經(jīng)由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元給高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)再次充電的再生制動(dòng)系統(tǒng)以及在車(chē)輛怠速期間選擇性地關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)的能力，稱(chēng)為自動(dòng)停止控制方案。已知電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元可以取代交流發(fā)電機(jī)用于皮帶交流發(fā)電機(jī)起動(dòng)器(BAS)系統(tǒng)。BAS系統(tǒng)在執(zhí)行自動(dòng)停止控制方案之后操作者發(fā)送恢復(fù)行駛的意圖時(shí)將扭矩施加到發(fā)動(dòng)機(jī)的蛇形皮帶。來(lái)自于電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元的扭矩可以用于發(fā)動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)。在發(fā)動(dòng)機(jī)的冷起動(dòng)期間，曲軸安裝的輔助或12伏起動(dòng)器電動(dòng)機(jī)可提供發(fā)動(dòng)扭矩以發(fā)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。已知BAS系統(tǒng)使用高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，通過(guò)電壓逆變器將高電壓電功率提供給電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元。由于故障或其它操作狀況，高電壓蓄電池可能臨時(shí)斷開(kāi)或以其它方式致使不可用。這可導(dǎo)致場(chǎng)激勵(lì)損失或不足，尤其是對(duì)于基于異步電機(jī)的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元，這繼而可導(dǎo)致持續(xù)輔助電功率生成的損失。不足的輔助電功率可導(dǎo)致車(chē)輛關(guān)閉，從而導(dǎo)致步行回家事件。

發(fā)明內(nèi)容
一種動(dòng)力系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元。在檢測(cè)到與高電壓DC電總線有關(guān)的斷開(kāi)高電壓開(kāi)關(guān)時(shí)，采用低電壓電功率來(lái)供電高電壓DC電總線；調(diào)節(jié)控制參數(shù)以便以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元；操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元；以及以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元。方案I. 一種用于操作包括電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元的動(dòng)力系統(tǒng)的方法，包括
在檢測(cè)到與聞電壓DC電總線有關(guān)的斷開(kāi)聞電壓開(kāi)關(guān)時(shí)
采用低電壓電功率來(lái)供電高電壓DC電總線；
調(diào)節(jié)控制參數(shù)以便以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元；
操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元；以及 以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元。方案2.根據(jù)方案I所述的方法，其中，采用低電壓電功率來(lái)供電高電壓DC電總線包括將源于低電壓蓄電池的電功率傳輸經(jīng)過(guò)預(yù)充電電路，以便給跨過(guò)高電壓DC電總線電連接的DC鏈路電容器充電。方案3.根據(jù)方案I所述的方法，其中，采用低電壓電功率來(lái)供電高電壓DC電總線包括傳輸源于低電壓蓄電池的電功率以供電高電壓DC電總線。方案4.根據(jù)方案3所述的方法，其中，傳輸源于低電壓蓄電池的電功率以供電高電壓DC電總線包括將源于低電壓蓄電池的電功率傳輸經(jīng)過(guò)預(yù)充電電路以供電高電壓DC電總線。方案5.根據(jù)方案I所述的方法，其中，以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元包括操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元僅僅產(chǎn)生電功率且不操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元產(chǎn)生扭矩。方案6.根據(jù)方案I所述的方法，其中，調(diào)節(jié)控制參數(shù)以便以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元包括響應(yīng)于跨過(guò)高電壓DC電總線的指令電壓和跨過(guò)高電壓DC電總線 的監(jiān)測(cè)電壓確定和選擇操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元的再生扭矩指令。方案7.根據(jù)方案I所述的方法，其中，調(diào)節(jié)控制參數(shù)以便以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元包括調(diào)節(jié)與控制電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元有關(guān)的指令直軸和橫軸電流的最大許可時(shí)間變化率。方案8.根據(jù)方案7所述的方法，其中，調(diào)節(jié)與控制電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元有關(guān)的指令直軸和橫軸電流的最大許可時(shí)間變化率包括在以容錯(cuò)發(fā)電模式操作時(shí)，增加指令直軸和橫軸電流的最大許可時(shí)間變化率。方案9.根據(jù)方案I所述的方法，還包括操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，以產(chǎn)生從動(dòng)力系統(tǒng)輸出的牽引扭矩。方案10. —種用于操作包括電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元的動(dòng)力系統(tǒng)的方法，包括
在檢測(cè)到與高電壓DC電總線有關(guān)的故障從而導(dǎo)致高電壓DC電總線從高電壓能量存儲(chǔ)
系統(tǒng)斷開(kāi)時(shí)
采用低電壓電功率來(lái)供電高電壓DC電總線；
調(diào)節(jié)控制參數(shù)以便以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元；
操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以將扭矩傳輸給電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單兀且產(chǎn)生從動(dòng)力系統(tǒng)輸出的牽引扭矩；以及
以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元。方案11.根據(jù)方案10所述的方法，其中，采用低電壓電功率來(lái)供電高電壓DC電總線包括將源于低電壓蓄電池的電功率傳輸經(jīng)過(guò)預(yù)充電電路，以便給跨過(guò)高電壓DC電總線電連接的電容器充電。方案12.根據(jù)方案10所述的方法，其中，采用低電壓電功率來(lái)供電高電壓DC電總線包括傳輸源于低電壓蓄電池的電功率以供電高電壓DC電總線。方案13.根據(jù)方案12所述的方法，其中，傳輸源于低電壓蓄電池的電功率以供電高電壓DC電總線包括將源于低電壓蓄電池的電功率傳輸經(jīng)過(guò)預(yù)充電電路以供電高電壓DC電總線。方案14.根據(jù)方案10所述的方法，其中，以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元包括操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元僅僅產(chǎn)生電功率且不操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元產(chǎn)生扭矩。方案15.根據(jù)方案10所述的方法，其中，調(diào)節(jié)控制參數(shù)以便以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元包括響應(yīng)于跨過(guò)高電壓DC電總線的指令電壓和跨過(guò)高電壓DC電總線的監(jiān)測(cè)電壓確定和選擇操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元的再生扭矩指令。方案16.根據(jù)方案10所述的方法，其中，調(diào)節(jié)控制參數(shù)以便以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元包括調(diào)節(jié)與控制電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元有關(guān)的指令直軸和橫軸電流的最大許可時(shí)間變化率。方案17.根據(jù)方案16所述的方法，其中，調(diào)節(jié)與控制電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元有關(guān)的指令直軸和橫軸電流的最大許可時(shí)間變化率包括在以容錯(cuò)發(fā)電模式操作時(shí)，增加指令直軸和橫軸電流的最大許可時(shí)間變化率。方案18. —種用于操作包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)的方法，包括 在電連接在功率逆變器模塊和電機(jī)之間的高電壓DC電總線的高電壓開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)
禁用電聯(lián)接到電機(jī)的逆變器的柵極驅(qū)動(dòng)脈沖；
采用低電壓蓄電池來(lái)供電高電壓DC電總線的高電壓總線電容器；
調(diào)節(jié)控制參數(shù)以便以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電機(jī)；
起動(dòng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以旋轉(zhuǎn)電機(jī)；以及
在電機(jī)實(shí)現(xiàn)預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度時(shí)致動(dòng)逆變器模塊；
當(dāng)高電壓總線電容器實(shí)現(xiàn)預(yù)定電壓電平時(shí)，以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電機(jī)；以及 控制輔助功率模塊給低電壓蓄電池充電。方案19.根據(jù)方案18所述的方法，其中，預(yù)定電壓電平包括足以磁化電機(jī)定子的電壓電平。方案20.根據(jù)方案18所述的方法，其中，調(diào)節(jié)控制參數(shù)以便以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電機(jī)包括調(diào)節(jié)與操作電機(jī)有關(guān)的指令直軸和橫軸電流的最大許可時(shí)間變化率。


現(xiàn)在通過(guò)示例的方式參考附圖描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，在附圖中
圖I圖示根據(jù)本發(fā)明的包括推進(jìn)系統(tǒng)的車(chē)輛，所述推進(jìn)系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)；
圖2圖示根據(jù)本發(fā)明的與電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元有關(guān)的電功率電路，所述電功率電路包括輔助蓄電池、功率逆變器模塊、以及聯(lián)接到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元；
圖3以框圖配置圖示了根據(jù)本發(fā)明的用于控制至電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元的電功率流的控制系統(tǒng)；
圖4以流程圖形式圖示了使用參考圖3所述的控制系統(tǒng)來(lái)控制參考圖I和2所述的推進(jìn)系統(tǒng)的操作的控制方案，包括響應(yīng)于系統(tǒng)故障控制操作；
圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的DC鏈路電壓調(diào)節(jié)回路，其是具有速度可調(diào)節(jié)增益的可動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)比例-積分控制器；
圖6以流程圖形式圖示了根據(jù)本發(fā)明的外部回路控制方案，以產(chǎn)生參考圖3所述的控制系統(tǒng)的元件的輸入?yún)?shù)，用于控制參考圖I和2所述的推進(jìn)系統(tǒng)的操作；和
圖7以流程圖形式圖示了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)部回路控制方案，以產(chǎn)生參考圖3所述的控制系統(tǒng)的元件的輸入?yún)?shù)，用于控制參考圖I和2所述的推進(jìn)系統(tǒng)的操作。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖，其中，附圖僅僅是為了圖示某些示例性實(shí)施例且不是為了限制于此，圖I示意性地圖示用于車(chē)輛的推進(jìn)系統(tǒng)10。推進(jìn)系統(tǒng)10包括動(dòng)力系統(tǒng)，包括旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元(MGU)26的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12和聯(lián)接到傳動(dòng)系(包括車(chē)輪16)的變速器14。變速器14配置成響應(yīng)于源于控制模塊5的控制信號(hào)將牽引扭矩傳輸給車(chē)輪16。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12產(chǎn)生扭矩，扭矩傳輸給變速器14。MGU 26配置成將扭矩傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)12。MGU26配置成在再生時(shí)段期間對(duì)源于發(fā)動(dòng)機(jī)12的扭矩反作用，以 產(chǎn)生電功率。這包括在再生制動(dòng)操作時(shí)將牽引扭矩從車(chē)輪16通過(guò)變速器14和發(fā)動(dòng)機(jī)12傳輸給M GU 26。在一個(gè)實(shí)施例中，MGU 26可配置成將扭矩通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)12作為牽引扭矩傳輸給變速器14以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛啟動(dòng)。在多個(gè)附圖中，相同的附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)于相同或類(lèi)似的部件。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12經(jīng)由皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)23機(jī)械地旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到MGU26，皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)23包括蛇形皮帶或其它合適聯(lián)接機(jī)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)23包括路線在附連到發(fā)動(dòng)機(jī)12曲軸13的皮帶輪和附連到與MGU 26轉(zhuǎn)子聯(lián)接的旋轉(zhuǎn)軸的另一個(gè)皮帶輪之間的蛇形皮帶。前述元件形成皮帶交流發(fā)電機(jī)起動(dòng)器(BAS)系統(tǒng)。BAS系統(tǒng)在車(chē)輛的持續(xù)操作期間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停止和自動(dòng)起動(dòng)操作。優(yōu)選地，發(fā)動(dòng)機(jī)12是在車(chē)輛的持續(xù)操作期間以多個(gè)狀態(tài)選擇性地操作的多缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉狀態(tài)中的一種。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉狀態(tài)分別使用自動(dòng)起動(dòng)控制方案和自動(dòng)停止控制方案實(shí)現(xiàn)。在車(chē)輛的持續(xù)操作期間，控制模塊5可以響應(yīng)于操作者指令(例如，沒(méi)有踩下加速踏板以及包括車(chē)輛怠速的車(chē)輛操作狀況，可能響應(yīng)于在交通信號(hào)燈處的車(chē)輛停止?fàn)顩r發(fā)生)使用自動(dòng)停止控制方案來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)12為發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉狀態(tài)。要理解的是，其它操作狀況可導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)12以怠速操作。由此，車(chē)輛可降低燃料消耗。隨后，控制模塊5可以響應(yīng)于操作者指令(例如，踩下加速踏板)使用自動(dòng)起動(dòng)控制方案來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)12為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，以提供用于車(chē)輛推進(jìn)的牽引扭矩。通過(guò)定義的方式，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)是發(fā)動(dòng)機(jī)12被供應(yīng)燃料且點(diǎn)火并產(chǎn)生足以將發(fā)動(dòng)機(jī)操作保持在燃燒穩(wěn)定極限處或以上的扭矩時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉狀態(tài)是發(fā)動(dòng)機(jī)12未供應(yīng)燃料且未點(diǎn)火并且不旋轉(zhuǎn)且不產(chǎn)生扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀態(tài)。其它發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)可包括全缸狀態(tài)和氣缸停用狀態(tài)中的一種、以及燃料供應(yīng)狀態(tài)和燃料切斷狀態(tài)中的一種。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)12是通過(guò)提前或延遲火花點(diǎn)火定時(shí)來(lái)控制燃燒定時(shí)的火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)?？蛇x地，發(fā)動(dòng)機(jī)12是通過(guò)提前或延遲燃料噴射事件定時(shí)來(lái)控制燃燒定時(shí)的壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)。要理解的是，發(fā)動(dòng)機(jī)12可配置成以多個(gè)燃燒模式操作，包括火花點(diǎn)火和均質(zhì)充氣壓縮模式。發(fā)動(dòng)機(jī)12包括輔助起動(dòng)器電動(dòng)機(jī)11，所述輔助起動(dòng)器電動(dòng)機(jī)11可以通過(guò)齒輪組選擇性地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)12的曲軸13，且配置成響應(yīng)于與操作者鑰匙接通指令有關(guān)的起動(dòng)指令提供發(fā)動(dòng)扭矩以發(fā)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12。輔助起動(dòng)器電動(dòng)機(jī)11優(yōu)選用從電連接到其的輔助蓄電池41獲得的低電壓電功率供電。發(fā)動(dòng)機(jī)12的曲軸13聯(lián)接到可旋轉(zhuǎn)輸出構(gòu)件20，可旋轉(zhuǎn)輸出構(gòu)件20聯(lián)接到變速器14的輸入構(gòu)件22。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)12的輸出構(gòu)件20經(jīng)由扭矩傳遞機(jī)構(gòu)18聯(lián)接到變速器14的輸入構(gòu)件22，扭矩傳遞機(jī)構(gòu)18可包括離合器裝置、液壓動(dòng)力變矩器或其它合適機(jī)構(gòu)。變速器14可以是多速級(jí)變速器、電動(dòng)可變變速器或能夠經(jīng)由輸出構(gòu)件24在變速器14和傳動(dòng)系(包括車(chē)輪16)之間傳輸牽引扭矩的任何其它合適變速器設(shè)計(jì)。MGU 26優(yōu)選包括多相感應(yīng)或異步AC電機(jī)，包括定子和磁性地聯(lián)接到定子的轉(zhuǎn)子。如圖所示，MGU 26是三相電機(jī)。要理解的是，MGU 26可包括多種多相裝置(例如，兩相、四相、五相和六相電機(jī))中的任一種。MGU 26的轉(zhuǎn)子優(yōu)選聯(lián)接到皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)23,皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)23配置成在MGU 26和發(fā)動(dòng)機(jī)12之間傳輸扭矩。旋轉(zhuǎn)傳感器34合適地設(shè)置以監(jiān)測(cè)MGU26的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置和速度，用于反饋和控制目的。優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)傳感器34是產(chǎn)生表示MGU26的轉(zhuǎn)子的角度和旋轉(zhuǎn)速度的輸出信號(hào)(345)的解算器。功率逆變器模塊27經(jīng)由高電壓DC功率總線31電連接到高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25，高電壓DC功率總線31包括正高電壓DC功率總線和負(fù)高電壓DC功率總線。高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25電連接到高電壓DC功率總線31的正和負(fù)側(cè)，高電壓開(kāi)關(guān)40定位成使得高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25例如響應(yīng)于系統(tǒng)故障而從高電壓DC功率總線31的正和負(fù)側(cè)中的一個(gè)或兩者斷開(kāi)。高電壓開(kāi)關(guān)40圖示在斷開(kāi)位置，但是在持續(xù)操作期間處于閉合位置。功率逆變器模塊27和相關(guān)控制電路和方案可將源于高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25的直流(DC)電功率轉(zhuǎn)換為交流(AC)電功率，AC電功率傳輸給MGU 26以產(chǎn)生扭矩。功率逆變器模塊27可將由MGU 26產(chǎn)生的AC電功率轉(zhuǎn)換為DC電功率，以在磁化電流充分地磁化定子時(shí)經(jīng)由輔助功率模塊(APM) 28給高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25和輔助蓄電池41充電。APM 28經(jīng)由高電壓DC功率總線31電連接到高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25。APM 28經(jīng)由低電壓DC功率總線19電連接到輔助蓄電池41。輔助蓄電池41優(yōu)選是低電壓能量存儲(chǔ)裝置，例如12 V的DC蓄電池，且適合于將電功率提供給起動(dòng)器電動(dòng)機(jī)11和車(chē)輛上的其它附件和輔助系統(tǒng)45，包括例如前燈和內(nèi)部燈46、收音機(jī)或音頻系統(tǒng)48、電動(dòng)座椅50、和電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)52。APM 28可配置為DC-DC功率轉(zhuǎn)換器，將DC電功率從高電壓電平轉(zhuǎn)換為低電壓電平，且反之亦然，其操作由控制模塊5控制。APM 28優(yōu)選配置為僅將DC電功率從高電壓電平轉(zhuǎn)換為低電壓電平的DC-DC功率轉(zhuǎn)換器，以最小化成本。即，APM 28根據(jù)需要將源于高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25的處于高電壓的功率轉(zhuǎn)換為適合于給輔助蓄電池41充電和/或給輔助系統(tǒng)45中的一個(gè)或多個(gè)直接供電的低電壓功率。控制模塊5控制車(chē)輛上的來(lái)自于高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25和輔助蓄電池41的功率流以提供所需電功能。控制模塊5優(yōu)選配置有分布式結(jié)構(gòu)，包括響應(yīng)于源于控制方案的指令執(zhí)行車(chē)輛上的所有所需功率流控制功能的多個(gè)遠(yuǎn)程定位控制器。要理解的是，由控制模塊5執(zhí)行的所述功能可以組合到一個(gè)或多個(gè)裝置中，例如以軟件、硬件和/或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)和可與控制模塊5獨(dú)立且不同的輔助電路實(shí)施。控制模塊5優(yōu)選包括通用型數(shù)字控制器中的一種或多種的一個(gè)或多個(gè)組合，其每個(gè)均包括微處理器或中央處理單元；包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、電可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)的存儲(chǔ)介質(zhì)；高速時(shí)鐘；模擬一數(shù)字轉(zhuǎn)換(A/D)和數(shù)字一模擬轉(zhuǎn)換(D/A)電路；輸入/輸出電路和設(shè)備(I/O);以及合適的信號(hào)調(diào)節(jié)和緩沖電路?？刂颇K5包括控制系統(tǒng)300，包括存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中且被執(zhí)行以提供相應(yīng)功能的算法、常駐程序指令和標(biāo)定值的形式的可執(zhí)行控制方案100?？刂颇K5優(yōu)選經(jīng)由通信總線51信號(hào)地且操作性地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)12、起動(dòng)器電動(dòng)機(jī)11、MGU 26、高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25、APM 28、功率逆變器模塊27和輔助蓄電池41中的每一個(gè)。要理解的是，往返控制模塊5的信息傳輸可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)通信路徑完成，包括使用直接連接、使用局域網(wǎng)總線和使用串行外圍接口總線。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12包括MGU 26且配置為BAS系統(tǒng)時(shí)，功率逆變器模塊27可選擇性地控制MGU 26旋轉(zhuǎn)皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)23以發(fā)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12。此外，功率逆變器模塊27可選擇性地控制MGU 26操作為發(fā)電機(jī)，以便經(jīng)由來(lái)自于發(fā)動(dòng)機(jī)12和變速器14的功率傳輸給高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25再次充電。這可包括例如在再生制動(dòng)事件期間捕獲從車(chē)輪16通過(guò)變速器14和發(fā)動(dòng)機(jī)12傳輸給MGU 26的能量。起動(dòng)器電動(dòng)機(jī)11可根據(jù)需要被控制以從低電壓輔助蓄電池41抽取電功率，用于發(fā)動(dòng)和起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12，例如在車(chē)輛響應(yīng)于鑰匙接通事件和響應(yīng)于如下文所述的高電壓電氣故障而初始起動(dòng)期間。圖2示意性地示出了與電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元(例如，圖I的MGU 26)有關(guān)的電功率電路的細(xì)節(jié)，包括輔助蓄電池41、包括柵極驅(qū)動(dòng)模塊127的功率逆變器模塊27、以及經(jīng)由皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)23聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)12的MGU 26。元件101、103、105和107表示在電功率電路內(nèi)的連接且不是物理元件。高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25電連接到高電壓DC功率總線31的正和負(fù)側(cè)。柵極驅(qū)動(dòng)模塊127包括經(jīng)由LV總線19電連接到輔助蓄電池41的AC功率振蕩器32。AC功率振蕩器32分別與上部和下部柵極驅(qū)動(dòng)偏壓功率供應(yīng)源35和135的元件電氣地互動(dòng)，以變壓和整流源于輔助蓄電池41的電功率，以將DC電功率提供給多對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)電路 94。從每個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)電路94輸出的信號(hào)電連接到功率逆變器模塊27的一對(duì)開(kāi)關(guān)裝置95中的一個(gè)的基極。示出了與MGU 26的單個(gè)相位(例如，相A)相對(duì)應(yīng)的一對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)電路94和一對(duì)相關(guān)開(kāi)關(guān)裝置95。在持續(xù)操作期間，與一個(gè)開(kāi)關(guān)裝置95有關(guān)的每個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)電路94響應(yīng)于源于控制模塊5的控制信號(hào)產(chǎn)生脈沖，所述脈沖激勵(lì)開(kāi)關(guān)裝置95且感應(yīng)通過(guò)MGU 26的一個(gè)相位的電流。要理解的是，存在包括上部和下部柵極驅(qū)動(dòng)偏壓功率供應(yīng)源和與MGU 26的每個(gè)相位有關(guān)的相應(yīng)對(duì)開(kāi)關(guān)裝置95的類(lèi)似柵極驅(qū)動(dòng)模塊。要理解的是，存在與每個(gè)開(kāi)關(guān)裝置95有關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路94。功率逆變器模塊27電連接到MGU 26的每個(gè)相位。功率逆變器模塊27包括多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置95，當(dāng)MGU 26是三相裝置時(shí)，顯示為與MGU 26的相應(yīng)相位有關(guān)的三對(duì)開(kāi)關(guān)裝置
95。每個(gè)開(kāi)關(guān)裝置95與柵極驅(qū)動(dòng)模塊127的柵極驅(qū)動(dòng)電路94中的一個(gè)相對(duì)應(yīng)。MGU 26如圖所示電連接到功率逆變器模塊27，且經(jīng)由皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)23機(jī)械地聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)12。一個(gè)或多個(gè)高電壓DC鏈路電容器17跨過(guò)高電壓DC功率總線31的正和負(fù)側(cè)設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，DC鏈路電容器17具有3000 ii F電容。DC鏈路電容器17適合于保持跨過(guò)高電壓DC功率總線31的電勢(shì)，但是缺乏在不持續(xù)充電的情況下在延長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)完全取代高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25的能力。存在任選主動(dòng)DC總線放電電路，包括電阻器42和開(kāi)關(guān)43。每個(gè)開(kāi)關(guān)裝置95優(yōu)選包括具有低閉合阻抗的半導(dǎo)體裝置，例如毫歐幅值量級(jí)。一個(gè)示例性開(kāi)關(guān)裝置包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，這可以是MOSFET裝置。可選地，開(kāi)關(guān)裝置95可以包括IGBT裝置、JFET裝置和其它裝置。開(kāi)關(guān)裝置95成對(duì)配置以控制高電壓總線31的正側(cè)與連接到且與MGU 26的一個(gè)相位有關(guān)的一個(gè)電纜和高電壓總線31的負(fù)側(cè)之間的電功率流?？刂颇K5包括開(kāi)關(guān)控制電路，以經(jīng)由柵極驅(qū)動(dòng)電路94控制每個(gè)開(kāi)關(guān)裝置95的啟用和停用。柵極驅(qū)動(dòng)預(yù)充電電路98串聯(lián)地連接在柵極驅(qū)動(dòng)模塊127和高電壓總線31和功率逆變器模塊27的開(kāi)關(guān)裝置95之間。更具體地，功率逆變器模塊27的每個(gè)相位包括柵極驅(qū)動(dòng)預(yù)充電電路98的串聯(lián)地連接在上部柵極驅(qū)動(dòng)偏壓功率供應(yīng)源35的高電壓側(cè)91和高電壓總線31的正側(cè)之間的第一個(gè)、以及柵極驅(qū)動(dòng)預(yù)充電電路98的串聯(lián)地連接在下部柵極驅(qū)動(dòng)偏壓功率供應(yīng)源135的高電壓側(cè)191和電節(jié)點(diǎn)92之間的第二個(gè)，電節(jié)點(diǎn)92由電連接到MGU 26的一個(gè)相位的一對(duì)相關(guān)開(kāi)關(guān)裝置95之間的接合點(diǎn)限定。每個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)預(yù)充電電路98包括與電阻裝置96串聯(lián)連接的二極管97。每個(gè)二極管97優(yōu)選被偏壓以允許源于輔助蓄電池41的電流經(jīng)由LV總線19流經(jīng)柵極驅(qū)動(dòng)模塊127到達(dá)高電壓總線31和功率逆變器模塊27內(nèi)的電容器17。每個(gè)二極管97優(yōu)選被偏壓以限制從高電壓總線31到柵極驅(qū)動(dòng)模塊127的電流。當(dāng)在高電壓電路中檢測(cè)到故障時(shí)，例如接地隔離故障，高電壓開(kāi)關(guān)40被控制，以將高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25從高電壓DC功率總線31的正和負(fù)側(cè)中的一個(gè)或兩者斷開(kāi)。控制模塊5經(jīng)由柵極驅(qū)動(dòng)電路94中止起動(dòng)和停用所有開(kāi)關(guān)裝置95。柵極驅(qū)動(dòng)預(yù)充電電路98配置成允許柵極驅(qū)動(dòng)模塊127使用源于輔助蓄電池41的電功率來(lái)給DC鏈路電容器17充電，如參考圖4所述。因而，當(dāng)高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25通過(guò)高電壓開(kāi)關(guān)40的斷開(kāi)從充電 電路斷開(kāi)時(shí)，柵極驅(qū)動(dòng)預(yù)充電電路98用于使用源于輔助蓄電池41的低電壓電功率來(lái)給DC鏈路電容器17充電。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)輔助蓄電池41是標(biāo)稱(chēng)12 V的DC裝置時(shí)，上部和下部柵極驅(qū)動(dòng)偏壓功率供應(yīng)源35和135中的每一個(gè)可產(chǎn)生施加到預(yù)充電電路98的電壓輸出，范圍可在15 V和25 V之間。當(dāng)預(yù)充電電路98如上文所述連接到功率逆變器模塊27且高電壓開(kāi)關(guān)40斷開(kāi)時(shí)，因而從電路去除高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25，電功率通過(guò)預(yù)充電電路98且給DC鏈路電容器17充電。在如此配置時(shí)，柵極驅(qū)動(dòng)預(yù)充電電路98組合以產(chǎn)生跨過(guò)DC鏈路電容器17的偏壓電壓，其足以在發(fā)動(dòng)機(jī)12以怠速操作時(shí)將足夠的磁化能量提供給MGU 26，在一個(gè)實(shí)施例中，可總計(jì)至少34 V。因而，DC鏈路電容器17被預(yù)充電具有處于大于磁化和以其它方式操作MGU 26的定子所需的電壓(在一個(gè)實(shí)施例中，是大于32 V所需電壓的電壓)的充分電能。與這種操作有關(guān)的細(xì)節(jié)參考圖3和4描述。圖3以框圖配置示意性地圖示了使用參考圖2所述的電功率電路控制至MGU 26的電功率流的控制系統(tǒng)300?？刂葡到y(tǒng)300的每個(gè)元件是定期執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)輸出結(jié)果的任務(wù)，如將所述的那樣。所述元件包括扭矩指令確定框310、模式選擇框320、扭矩指令限制框330、電動(dòng)機(jī)電流確定框340、負(fù)載突降保護(hù)(dump protection)控制框350、速度觀測(cè)器和通量角度/負(fù)載扭矩觀測(cè)器360、電流輸入框370和電動(dòng)機(jī)電流控制框380。電動(dòng)機(jī)電流控制框380信號(hào)地連接到脈寬調(diào)制框390，脈寬調(diào)制框390信號(hào)地連接到功率逆變器模塊27，功率逆變器模塊27聯(lián)接到MGU 26。要理解的是，控制方案300的前述框和相關(guān)任務(wù)可以使用監(jiān)測(cè)相應(yīng)輸入?yún)?shù)和實(shí)現(xiàn)期望輸出參數(shù)的合適硬件、算法和標(biāo)定值來(lái)執(zhí)行。扭矩指令確定框310、模式選擇框320和扭矩指令限制框330用于確定電動(dòng)機(jī)扭矩指令，稱(chēng)為回轉(zhuǎn)扭矩指令(slewed torque command)(335)。扭矩指令確定框310確定扭矩指令，包括電動(dòng)機(jī)扭矩指令(301)、與容錯(cuò)發(fā)電模式324的操作結(jié)合使用的再生扭矩指令(307)、以及速度相關(guān)扭矩指令(311)。電動(dòng)機(jī)扭矩指令(301)是MGU 26在持續(xù)操作期間響應(yīng)于操作者扭矩請(qǐng)求產(chǎn)生扭矩的指令。再生扭矩指令(307)響應(yīng)于跨過(guò)高電壓DC總線的指令電壓(303 )和跨過(guò)高電壓DC總線的監(jiān)測(cè)電壓Vde (305 )而確定，且使用參考圖5所述的DC鏈路電壓調(diào)節(jié)回路500來(lái)確定。跨過(guò)高電壓DC總線的指令電壓(303)和跨過(guò)高電壓DC總線的監(jiān)測(cè)電壓Vde (305)與在正高電壓DC功率總線和負(fù)高電壓DC功率總線之間的跨過(guò)高電壓DC功率總線31的電壓或者跨過(guò)高電壓DC鏈路電容器17的偏壓電壓相關(guān)。指令速度(309)是MGU 26在持續(xù)操作期間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)速度輸出的指令。指令速度(309)或者來(lái)自于速度曲線發(fā)生器310的優(yōu)選速度曲線(313)可以與測(cè)量旋轉(zhuǎn)速度(347)進(jìn)行比較。速度調(diào)節(jié)器308將指令速度(309)或者來(lái)自于速度曲線發(fā)生器310的優(yōu)選速度曲線(313)與測(cè)量旋轉(zhuǎn)速度(347)進(jìn)行比較，以確定速度相關(guān)扭矩指令(311)，其響應(yīng)于指令速度(309)或者優(yōu)選速度曲線(313)且考慮系統(tǒng)的能力。模式選擇框320選擇具有相關(guān)電動(dòng)機(jī)扭矩指令(301)的電壓再生模式322、具有相關(guān)再生扭矩指令(307)的容錯(cuò)發(fā)電模式324以及具有相關(guān)速度相關(guān)扭矩指令(311)的速度控制模式326中的一種以確定優(yōu)選扭矩指令(315)。當(dāng)操作狀況表示系統(tǒng)中沒(méi)有故障且高電壓開(kāi)關(guān)40原封不動(dòng)(S卩，閉合)時(shí)，電壓再生模式322被選擇且電動(dòng)機(jī)扭矩指令(301)被選擇作為優(yōu)選扭矩指令(315)。當(dāng)系統(tǒng)操作以控制MGU 26的速度時(shí)，速度控制模式326被選擇且速度相關(guān)扭矩指令(311)被選擇作為優(yōu)選扭矩指令(315)。當(dāng)存在以電功率生成模式操作MGU 26以給高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25充電的指令時(shí)且當(dāng)系統(tǒng)中存在導(dǎo)致高電壓開(kāi)關(guān) 40斷開(kāi)的故障時(shí)，容錯(cuò)發(fā)電模式324被選擇且再生扭矩指令(307)被選擇作為優(yōu)選扭矩指令(315)。容錯(cuò)發(fā)電模式324由控制模塊5執(zhí)行以響應(yīng)于導(dǎo)致高電壓開(kāi)關(guān)40將能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25從高電壓DC功率總線31斷開(kāi)的故障而控制動(dòng)力系統(tǒng)的操作。扭矩指令限制框330對(duì)優(yōu)選扭矩指令(315)施加限制，包括與MGU 26的扭矩產(chǎn)生容量有關(guān)的第一扭矩限制器332。第二扭矩限制器334與閉環(huán)功率控制有關(guān)。第三扭矩限制器336與閉環(huán)電壓控制有關(guān)。扭矩指令限制框330的前述扭矩限制器332、334和336的操作影響何時(shí)高電壓開(kāi)關(guān)40斷開(kāi)且系統(tǒng)以容錯(cuò)發(fā)電模式324操作以實(shí)現(xiàn)電功率生成。優(yōu)選扭矩指令(315)由扭矩指令限制框330通過(guò)施加最大和最小扭矩狀態(tài)以及扭矩的時(shí)間變化率來(lái)修正，從而得到回轉(zhuǎn)扭矩指令(335)。回轉(zhuǎn)扭矩指令(335)是用于控制MGU 26的指令電動(dòng)機(jī)扭矩。在電壓再生模式322和速度控制模式326中的任一個(gè)中，第一扭矩限制器332設(shè)定為MGU 26在操作狀況下的最大扭矩容量。在容錯(cuò)發(fā)電模式324中，第一扭矩限制器332設(shè)定為使得從MGU 26輸出的最大正指令扭矩等于零。因而，在該模式中，MGU 26操作產(chǎn)生電功率，而不產(chǎn)生扭矩。在電壓再生模式322和速度控制模式326中的任一個(gè)中，第二和第三扭矩限制器334和336設(shè)定為考慮高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25保持電壓和提供電功率以用MGU 26產(chǎn)生扭矩的能力的功率和電壓控制限制。在容錯(cuò)發(fā)電模式324中，第二和第三扭矩限制器334和336設(shè)定為考慮高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25保持電壓和提供電功率以操作MGU 26產(chǎn)生電功率的能力的功率和電壓控制限制。電動(dòng)機(jī)電流確定框340使用正交變換(適合基于速度的電機(jī)通量)響應(yīng)于回轉(zhuǎn)扭矩指令(335)確定用于控制MGU 26的指令直軸電流Id (341)和指令橫軸電流Iq (343)。電動(dòng)機(jī)電流確定框340考慮跨過(guò)高電壓DC總線的監(jiān)測(cè)電壓Vde (305)，其優(yōu)選基于已經(jīng)使用已知高電壓DC總線電壓濾波器120濾波的高電壓總線31上的電壓原始測(cè)量值(117)來(lái)確定。高電壓DC總線電壓濾波器120優(yōu)選是具有可調(diào)節(jié)的截止頻率的低通濾波器。與在電壓再生模式322時(shí)操作MGU 26有關(guān)的截止頻率顯著地低于與在容錯(cuò)發(fā)電模式324時(shí)借助于電壓控制操作MGU 26有關(guān)的截止頻率。可以理解，指令直軸電流Id (341)和指令橫軸電流Iq (343)的確定響應(yīng)于高電壓總線電壓變化，且受到是以電壓再生模式322還是容錯(cuò)發(fā)電模式324操作的影響。受到以電壓再生模式322操作和以容錯(cuò)發(fā)電模式324操作之間的變化影響的與電動(dòng)機(jī)電流確定框340有關(guān)的可控和可調(diào)節(jié)參數(shù)包括用于控制MGU 26的指令直軸電流Id(341)和指令橫軸電流Iq (343)的最大許可時(shí)間變化率的變化。指令直軸電流Id (341)和指令橫軸電流Iq (343)的最大許可時(shí)間變化率在以容錯(cuò)發(fā)電模式324操作時(shí)增加。受到以電壓再生模式322操作和以容錯(cuò)發(fā)電模式324操作之間的變化影響的與電動(dòng)機(jī)電流確定框340有關(guān)的可控和可調(diào)節(jié)參數(shù)包括用于確定指令直軸電流Id (341)和指令橫軸電流Iq (343)的幅值的最大許可電機(jī)通量。最大許可電機(jī)通量在以容錯(cuò)發(fā)電模式324操作時(shí)優(yōu)選減小。在一個(gè)實(shí)施例中，在以容錯(cuò)發(fā)電模式324操作時(shí)，指令橫軸電流Iq(343)設(shè)定等于零。這參考圖7描述。速度觀測(cè)器和通量角度/負(fù)載扭矩觀測(cè)器360監(jiān)測(cè)來(lái)自于旋轉(zhuǎn)傳感器34的輸出信號(hào)(345)且使用合適數(shù)據(jù)分析方法據(jù)此確定MGU 26的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置和旋轉(zhuǎn)速度 (347)。還可以據(jù)此確定轉(zhuǎn)子通量角度(363)和相關(guān)轉(zhuǎn)子通量速度(361)。負(fù)載突降保護(hù)控制框350響應(yīng)于跨過(guò)高電壓DC總線的監(jiān)測(cè)電壓Vde (305)和MGU26的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度(347)而約束指令直軸電流Id (341)和指令橫軸電流Iq (343)，從而產(chǎn)生約束直軸電流Id (351)指令和約束橫軸電流Iq (353)指令，約束直軸電流Id (351)指令和約束橫軸電流Iq (353)指令輸入給電動(dòng)機(jī)電流控制框380。電流輸入框370監(jiān)測(cè)各個(gè)輸入，包括轉(zhuǎn)子通量角度(363)和相關(guān)轉(zhuǎn)子通量速度(361)以及來(lái)自于電機(jī)26的每個(gè)相位的測(cè)量反饋電流(375)(例如，當(dāng)電機(jī)26是三相電機(jī)時(shí)，來(lái)自于相A、B和C的測(cè)量電流)。電流輸入框370將所監(jiān)測(cè)輸入轉(zhuǎn)換為監(jiān)測(cè)直軸電流Id(371)和監(jiān)測(cè)橫軸電流Iq (373)，監(jiān)測(cè)直軸電流Id (371)和監(jiān)測(cè)橫軸電流Iq (373)作為反饋狀態(tài)輸入給電動(dòng)機(jī)電流控制框380。電動(dòng)機(jī)電流控制框380使用同步坐標(biāo)電流調(diào)節(jié)器來(lái)分別基于約束直軸電流Id(351)和約束橫軸電流Iq (353)指令以及相應(yīng)監(jiān)測(cè)直軸電流Id (371)和監(jiān)測(cè)橫軸電流Iq(373)之間的差來(lái)確定指令直軸和橫軸電壓Vd (381)和Vq (383)。指令直軸和橫軸電壓Vd (381)和Vq (383)分別輸入到脈寬調(diào)制框390。脈寬調(diào)制框390響應(yīng)于指令直軸和橫軸電壓Vd (381)和Vq (383)產(chǎn)生用于控制功率逆變器模塊27的相位的脈寬占空比指令(393)。圖4示意性地圖示了控制參考圖I和2所述的推進(jìn)系統(tǒng)10的操作的控制方案100，控制方案100是控制系統(tǒng)300的元件，包括響應(yīng)于使得高電壓開(kāi)關(guān)40將能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25從高電壓DC功率總線31斷開(kāi)的高電壓電氣故障而在以容錯(cuò)發(fā)電模式324繼續(xù)操作的情況下控制操作。在檢測(cè)到高電壓電氣故障狀況時(shí)，例如在高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25斷開(kāi)或離線時(shí)(不管是由于電氣故障、到達(dá)高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25的壽命末期、系統(tǒng)安裝問(wèn)題或其它原因)，控制方案100操作維持推進(jìn)系統(tǒng)10中的輔助電功率生成。高電壓開(kāi)關(guān)40響應(yīng)于這種故障優(yōu)選自動(dòng)地?cái)嚅_(kāi)以將高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25從電路去除，斷開(kāi)的高電壓開(kāi)關(guān)40提供診斷高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25被斷開(kāi)的合適機(jī)制。取決于在發(fā)生這種故障時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)12的運(yùn)行/關(guān)閉操作狀態(tài)，可自動(dòng)地執(zhí)行包括容錯(cuò)發(fā)電模式324的跛行回家(limp-home)模式，以允許推進(jìn)系統(tǒng)10的持續(xù)操作推進(jìn)車(chē)輛。取決于發(fā)動(dòng)機(jī)12在檢測(cè)到高電壓電氣故障時(shí)的操作狀態(tài)，選擇跛行回家模式的細(xì)節(jié)?？刂品桨?00在控制模塊5中執(zhí)行，依賴(lài)于圖2所示的柵極驅(qū)動(dòng)預(yù)充電電路98?？刂品桨?00在檢測(cè)或確定高電壓電氣故障狀況(例如，在高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25離線、斷開(kāi)或以其它方式不可用時(shí))時(shí)以容錯(cuò)發(fā)電模式324提供持續(xù)電功率流。該持續(xù)電功率流通過(guò)將DC鏈路電容器17預(yù)充電至最小電壓且使用電功率作為電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元26的定子的磁化能量源以允許在電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元26由發(fā)動(dòng)機(jī)12旋轉(zhuǎn)時(shí)積聚電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。控制模塊5配置成在存在與高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)25和相關(guān)元件有關(guān)的高電壓電氣故障狀況時(shí)操作。因而，控制模塊5經(jīng)由功率逆變器模塊27控制跨過(guò)高電壓DC功率總線31的正和負(fù)側(cè)的電壓，以降壓模式(buck mode)控制APM 28以便給輔助蓄電池41再次充電，且以預(yù)充電模式控制功率逆變器模塊27以給在高電壓DC功率總線31的正和負(fù)側(cè)之間的DC鏈路電容器17充電以便激勵(lì)MGU 26的定子，從而允許以容錯(cuò)發(fā)電模式324操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元26以產(chǎn)生電功率?？刂品桨?00使用其低電壓輔助功率生成能力維持電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元26的操作?？刂品桨?00使用從輔助蓄電池41經(jīng)由柵極驅(qū)動(dòng)模塊127通過(guò)上部和下部柵極驅(qū)動(dòng)偏壓功率供應(yīng)源35和135和柵極驅(qū)動(dòng)預(yù)充電電路98可獲得的隔離DC電功率給DC鏈路電·容器17充電，以實(shí)現(xiàn)跨過(guò)高電壓DC功率總線31的正和負(fù)側(cè)的預(yù)定電壓，所述預(yù)定電壓足以在MGU 26的定子繞組中產(chǎn)生磁化能量。一旦MGU 26旋轉(zhuǎn)且被磁化，其就由功率逆變器模塊27控制以將高電壓總線電壓31保持在基本上不變的電壓設(shè)定點(diǎn)，且允許APM 28供應(yīng)電功率以支持低電壓電負(fù)載，例如與輔助系統(tǒng)45有關(guān)的。提供表I作為解答，其中，附圖標(biāo)記的框和控制方案100的相應(yīng)功能闡述如下。表I
權(quán)利要求
1.一種用于操作包括電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單兀的動(dòng)力系統(tǒng)的方法，包括 在檢測(cè)到與聞電壓DC電總線有關(guān)的斷開(kāi)聞電壓開(kāi)關(guān)時(shí) 采用低電壓電功率來(lái)供電高電壓DC電總線； 調(diào)節(jié)控制參數(shù)以便以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元； 操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元；以及 以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，采用低電壓電功率來(lái)供電高電壓DC電總線包括將源于低電壓蓄電池的電功率傳輸經(jīng)過(guò)預(yù)充電電路，以便給跨過(guò)高電壓DC電總線電連接的DC鏈路電容器充電。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，采用低電壓電功率來(lái)供電高電壓DC電總線包括傳輸源于低電壓蓄電池的電功率以供電高電壓DC電總線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，傳輸源于低電壓蓄電池的電功率以供電高電壓DC電總線包括將源于低電壓蓄電池的電功率傳輸經(jīng)過(guò)預(yù)充電電路以供電高電壓DC電總線。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元包括操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元僅僅產(chǎn)生電功率且不操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元產(chǎn)生扭矩。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，調(diào)節(jié)控制參數(shù)以便以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元包括響應(yīng)于跨過(guò)高電壓DC電總線的指令電壓和跨過(guò)高電壓DC電總線的監(jiān)測(cè)電壓確定和選擇操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元的再生扭矩指令。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，調(diào)節(jié)控制參數(shù)以便以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元包括調(diào)節(jié)與控制電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元有關(guān)的指令直軸和橫軸電流的最大許可時(shí)間變化率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，調(diào)節(jié)與控制電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元有關(guān)的指令直軸和橫軸電流的最大許可時(shí)間變化率包括在以容錯(cuò)發(fā)電模式操作時(shí)，增加指令直軸和橫軸電流的最大許可時(shí)間變化率。
9.一種用于操作包括電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單兀的動(dòng)力系統(tǒng)的方法，包括 在檢測(cè)到與高電壓DC電總線有關(guān)的故障從而導(dǎo)致高電壓DC電總線從高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)斷開(kāi)時(shí) 采用低電壓電功率來(lái)供電高電壓DC電總線； 調(diào)節(jié)控制參數(shù)以便以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元； 操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以將扭矩傳輸給電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單兀且產(chǎn)生從動(dòng)力系統(tǒng)輸出的牽引扭矩；以及 以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元。
10.一種用于操作包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)的方法，包括 在電連接在功率逆變器模塊和電機(jī)之間的高電壓DC電總線的高電壓開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí) 禁用電聯(lián)接到電機(jī)的逆變器的柵極驅(qū)動(dòng)脈沖； 采用低電壓蓄電池來(lái)供電高電壓DC電總線的高電壓總線電容器； 調(diào)節(jié)控制參數(shù)以便以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電機(jī)； 起動(dòng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以旋轉(zhuǎn)電機(jī)；以及在電機(jī)實(shí)現(xiàn)預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度時(shí)致動(dòng)逆變器模塊； 當(dāng)高電壓總線電容器實(shí)現(xiàn)預(yù)定電壓電平時(shí)，以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電機(jī)；以及控制輔助功率模塊給低電壓蓄電池充電。
全文摘要
一種動(dòng)力系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元。在檢測(cè)到與高電壓DC電總線有關(guān)的斷開(kāi)高電壓開(kāi)關(guān)時(shí)，采用低電壓電功率來(lái)供電高電壓DC電總線；調(diào)節(jié)控制參數(shù)以便以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元；操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元；以及以容錯(cuò)發(fā)電模式操作電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元。
文檔編號(hào)B60L11/18GK102795119SQ20121016150
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者C.S.納穆杜里, S.戈帕拉克里什南, K.D.范馬寧, B.M.路德維希, B.H.裴 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司