用于监控电机速度传感器的方法.pdf

本发明提供用于监控-电机速度传感器的方法。一种用于检测具有发动机和电机的速度输入的混合动力传动系中的速度故障的方法，该方法包括直接检测发动机和机构的速度，并且对检测到的发动机速度和根据机构速度确定的发动机速度进行比较。

1、  用于监控动力传动系统的方法，该动力传动系统包括一变速箱装置，该变速箱装置包含一输入元件及一可运转地监控输入元件旋转的第一传感器，多个转矩机构及多个相应的转速传感装置、一输出元件、以及第一和第二控制模块，该方法包括：
将第一传感器直接地信号连接到第一控制模块和第二控制模块；
将转速传感装置直接地信号连接到第二控制模块；
在第一和第二控制模块中监控来自第一传感器的信号输入；
在第二控制模块中监控来自转速传感装置的信号输入；
根据来自于第一传感器的信号输入来确定输入元件的一第一转速；
根据来自于第一传感器的信号输入来确定输入元件的一第二转速；
根据来自于转速传感装置的信号输入来确定转矩机构的转速；
根据转矩机构的转速来计算输入元件的一第三转速；
将第一转速与第三转速比较以及将第二转速与第三转速比较；以及
当第三转速与第一转速的差值大于一第一极限且第三转速与第二转速的差值大于一第二极限时，检测出一输入速度故障。

2、  如权利要求1所述的方法，还进一步包括：
当至少第三转速与第一转速的差值小于第一极限，或者至少第三转速与第二转速的差值小于第二极限时，确定来自于多个转速传感装置的信号输入是有效的。

3、  如权利要求1所述的方法，还进一步包括：
当根据多个输入速度故障而检测出一传感器故障时，使转矩机构的运转不起作用。

4、  如权利要求3所述的方法，还进一步包括将一发动机连接到输入元件上以将转矩传递给变速箱。

5、  如权利要求4所述的方法，还进一步包括：监控来自于发动机的一凸轮轴传感器的信号输入；以及当检测到一速度传感器故障时，利用来自于凸轮轴传感器的信号输入来确定输入元件的第一转速。

6、  如权利要求4所述的方法，还进一步包括：
监控来自于第一传感器的信号输入以确定一发动机输入速度；以及
根据发动机输入速度检测输入速度故障。

7、  如权利要求6所述的方法，其中当发动机输入速度在一预定经过时间段内基本上静止时，检测出输入速度故障。

8、  如权利要求6所述的方法，其中当在一预定经过时间段内发动机输入速度的改变超过一预定极限时，检测出输入速度故障。

9、  如权利要求1所述的方法，其中在发动机怠速工况期间，第一和第二极限在700到1200rpm之间。

10、  如权利要求1所述的方法，其中当第一转速大于一发动机怠速速度时，第一和第二极限大约为100rpm。

11、  如权利要求1所述的方法，还进一步包括：
利用一故障计数器来追踪检测到的输入速度故障；以及
在一预定数量的观测中，当故障计数器达到一预定输入速度故障数量时，确定一传感器故障。

12、  如权利要求11所述的方法，还进一步包括：
当确定了一传感器故障后，使转矩机构中的转矩产生不起作用。

13、  用于监控一动力传动系统的方法，该动力传动系统包含一在一输入元件、多个转矩发生装置及一输出元件之间有效地传递转矩的变速箱装置，该变速箱装置包括一能可运转监控输入元件旋转的第一传感器，一能可运转监控输入元件旋转的第二传感器，以及能可运转监控转矩发生装置旋转的多个传感装置，在其间可运转地通信的第一和第二控制模块，该方法包括：
将第一传感器直接地信号连接到第一控制模块；
将第二传感器直接地信号连接到第二控制模块；
将多个传感装置直接地信号连接到第二控制模块；
监控来自于第一传感器，第二传感器及多个传感装置传输到各自对应的第一和第二控制模块的信号输入；
根据第一传感器传到第一控制模块的信号输入来确定输入元件的一第一转速；
根据第二传感器传到第二控制模块的信号输入来确定输入元件的一第二转速；
根据多个传感装置传到第二控制模块的信号输入来确定转矩发生装置的转速；
根据转矩发生装置的转速来计算输入元件的一第三转速；
将第一转速和第三转速比较，以及将第二转速和第三转速比较；以及
当第三转速与第一转速的差值大于一第一极限，且第三转速与第二转速的差值大于一第二极限时，检测出在来自于传感装置的信号输入之一中存在一输入速度故障。

14、  如权利要求13所述的方法，还进一步包括：
当第三转速与第一转速的差值小于第一极限，或者当第三转速与第二转速的差值小于第二极限时，确定来自于多个传感装置的信号输入是有效的。

15、  如权利要求13所述的方法，还进一步包括：
当根据多个输入速度故障检测出一传感器故障时，使来自于多个电机的转矩输出不起作用。

16、  如权利要求15所述的方法，还进一步包括将一发动机连接到输入元件上，以将转矩传递给变速箱。

17、  如权利要求16所述的方法，还进一步包括：
监控来自于发动机一凸轮轴传感器的信号输入；以及
当检测到一速度故障时，利用来自于凸轮轴传感器的信号输入来确定输入元件的第一转速。

18、  如权利要求17所述的方法，还进一步包括：
监控发动机输入速度；以及
根据监控到的发动机输入速度来检测输入速度故障。

19、  如权利要求13所述的方法，还进一步包括：
利用一故障计数器来追踪检测到的输入速度故障；以及
在一预定数量的观测中，当故障计数器达到一预定输入速度故障数量时，确定一传感器故障。

20、  如权利要求19所述的方法，还进一步包括：
当确定出一传感器故障时，控制来自于转矩发生装置的转矩输出。

用于监控-电机速度传感器的方法
相关申请的交叉参考
[0001]本申请要求2007年10月23日申请的，美国临时申请60/981,903的权益，该申请在这作为参考被引入。
技术领域
[0002]本发明属于用于混合动力传动系统中的控制系统。
背景技术
[0003]这部分的描述仅仅提供了与本发明相关的背景技术，并且这些描述可能并不能构成现有技术。
[0004]公知的混合动力传动系结构包括包含内燃机和电机在内的转矩发生装置，它们通过一变速箱装置将转矩传递给一输出元件。一个示例性混合动力传动系包括一双模式、复合-分流、电动-机械变速箱和一输出元件，该变速箱利用一输入元件接收来自于优选为内燃机的原动机动力源的驱动转矩。输出元件可以运转地连接到机动车辆的传动系，从而将驱动转矩传递给传动系。作为电动机或者发电机运转的电机，能够产生与内燃机的输入转矩无关的转矩，并将该转矩传递给变速箱。电机可将车辆传动系传递的车辆动能转换成电能并将其存储于一电能存储装置。一控制系统监控来自于车辆和驾驶员的各种输入，并且提供对混合动力传动系的可操作控制，这些可操作控制包括控制变速箱的运行状态和齿轮换档，控制转矩发生装置，以及管理电能存储装置和电机之间的电能交换，从而来管理包括转矩和转速在内的变速箱输出。
发明内容
[0005]用于监控一动力传动系统的方法，该动力传动系统包括一变速箱装置，该变速箱装置包含一输入元件及一可有效地监控输入元件旋转的第一传感器，多个转矩机构及多个相应的转速传感装置，一输出元件，以及第一和第二控制模块，该方法包括：将第一传感器直接地信号连接到第一控制模块和第二控制模块，将转速传感装置直接地信号连接到第二控制模块，在第一和第二控制模块中监控来自第一传感器的信号输入，在第二控制模块中监控来自转速传感装置的信号输入，根据来自于第一传感器的信号输入来确定输入元件的一第一转速，根据来自于第一传感器的信号输入来确定输入元件的一第二转速，根据来自于转速传感装置的信号输入来确定转矩机构的转速，根据转矩机构的转速来计算输入元件的一第三转速，将第一转速与第三转速比较及将第二转速与第三转速比较，以及当第三转速与第一转速的差值大于一第一极限且第三转速与第二转速的差值大于一第二极限时，检测出一输入速度故障。
附图说明
[0006]接下来将参考附图，通过举例的方式来描述一个或多个实施例，其中：
[0007]图1是根据本发明的一示例性混合动力传动系统的示意图；
[0008]图2是根据本发明的用于控制系统和动力传动系统的一示例性结构的示意图；
[0009]图3是根据本发明的一流程图；以及
[0010]图4是根据本发明的一示例性混合动力传动系统的示意图。
具体实施方式
[0011]现在参看附图，其中附图只是为了阐述某些示例性实施例，而并不是限制实施例，图1和2描述了一示例性混合动力传动系。图1描述了根据本发明的示例性混合动力传动系，其包含一双模式，复合-分流，电动-机械混合变速箱10和转矩机构，其中该变速箱运转地连接到一发动机14，该转矩机构包含第一和第二电机(‘MG-A’)56和(‘MG-B’)72。发动机14和转矩机构，即第一和第二电机56和72，它们都能产生传递给变速箱10的动力。由发动机14和第一和第二电机56和72所产生的并且传递给变速箱10的动力用输入和电机的转矩及速度来表示，在这里分别用T_I，T_A和T_B来表示转矩，分别用N_I，N_A和N_B来表示速度。
[0012]示例性发动机14包括一多缸内燃机，其可选择性地在多个工况下运转，从而通过一输入轴12将转矩传递给变速箱10，并且也可以是一点燃或者压燃发动机。发动机14包括一可运转地连接到变速箱10的输入轴12上的曲轴(未示出)。一转速传感器11监控输入轴12的转速。从发动机14输出的动力包括转速和发动机转矩与传递给变速箱10的输入速度N_I和输入转矩T_I不同，这是由于在发动机14和传动箱10之间的输入轴12上放置转矩消耗部件，例如，一液压泵(未示出)和/或一转矩管理装置。
[0013]该示例性的变速箱10包含三组行星齿轮组24、26、28以及四个选择性接合的转矩传递装置，即离合器C1 70、C2 62、C3 73和C4 75。如这里所使用的，离合器指的是包括例如单盘或多盘离合器或组件、带式离合器及制动器在内的任意一种类型的摩擦转矩传递装置。优选由一变速箱控制模块(接下来用‘TCM’表示)17控制的液压控制回路42能够控制离合器的状态。离合器C2 62和C475优选包括液压致动旋转摩擦离合器。离合器C1 70和C3 73优选包括可选择性连接到一变速箱壳体68上的液压控制固定装置。每个离合器C1 70、C262、C3 73和C4 75都优选由液压致动，由液压控制回路42选择性地接收加压液压流体。
[0014]第一和第二电机56和72优选包括三相交流电机，每个都包括一定子(未示出)、一转子(未示出)以及相应的第一和第二旋转变压器80和82。每个电机的电机定子都连接到变速箱壳体68的外部上，并且还包括一外面包绕有电绕组的定子铁心。第一电机56的转子支撑在一毂衬齿轮上，该齿轮由第二行星齿轮组26可运转地连接到轴60上。第二电机72的转子固定地连接到一空心轴套66上。
[0015]第一和第二旋转变压器80，82优选包括一可变磁组装置，该装置包含一旋转变压器定子(未示出)和一旋转变压器转子(未示出)。第一和第二旋转变压器80和82被适当地定位且安装在各自对应的第一和第二电机56和72上。各旋转变压器80和82的定子可运转地连接到第一和第二电机56和72的定子上。旋转变压器的转子可运转地连接到对应的第一和第二电机56和72的转子上。第一和第二旋转变压器80和82信号地且可运转地连接到一变速箱功率变换器控制模块(接下来用‘TPIM’表示)19上，并且每个旋转变压器都检测且监控旋转变压器转子相对于旋转变压器定子的旋转位置，从而监控相应的第一和第二电机56和72的旋转位置。此外，翻译来自于第一和第二旋转变压器80和82的信号输出，以分别提供第一和第二电机56和72的转速，即N_A和N_B。
[0016]变速箱10包括一输出元件64，例如一轴，其可运转地连接到车辆的一传动系90(未示出)上并向传动系90提供输出动力，从而将其传递到车轮93，在图1中示出了一个车轮。输出元件64处的输出动力用一输出转速N_O和一输出转矩T_O来表示。一变速箱输出速度传感器84监控输出元件64的转速和旋转方向。优选每个车轮93都配有一用于监测车轮速度的，输出由图2所示的一分布控制模块系统中的一控制模块来监控的传感器94，用于为制动控制，牵引控制和车辆加速管理确定车辆速度，以及绝对和相对车轮速度。
[0017]来自发动机14的输入转矩和来自第一和第二电机56和72的电机转矩(分别为T_I，T_A和T_B)是由燃料燃烧或存储于电能存储装置(接下来用’ESD’来表示)74中的电能转化而来的结果。ESD 74是由直流电传递导线27高压直流地连接到TPIM 19上。传递导线27包括一接触器开关38。正常工况下，当接触器开关38被关闭时，电流能够在ESD 74和TPIM 19之间流动。当接触器开关38被打开时，ESD 74和TPIM 19之间的电流被中断。通过传递导线29，TPIM19将电能传递给第一电机56，及传递来自于第一电机56的电能，并且类似地，通过传递导线31，TPIM 19将电能传递给第二电机72，及传递来自于第二电机72的电能，以此对电机转矩T_A和T_B做出响应，满足第一和第二电机56和72的转矩命令。根据ESD 74是否被充电或者放电，而将电流传递到ESD 74及从ESD 74输出电流。
[0018]TPIM 19包括一对功率变换器(未示出)和对应的用于第一和第二电机56和72的电动机控制模块33和34(接下来以’MCPA’，’MCPB’来表示)，这两个模块配置成接受转矩命令并基于此来控制变换器状态，从而提供电机驱动或者再生功能以满足命令电机转矩T_A和T_B。功率变换器包括公知的互补型三相电力电子装置，且每个都包括多个绝缘栅双极晶体管(未示出)，其由高频率地开关将来自ESD 74的直流电转变为交流电，从而为各自相应的第一和第二电机56和72提供动力。绝缘栅双极晶体管形成一配置成用于接收控制命令的开关模式功率供给。典型地，每个三相电机的每相都配有一对绝缘栅双极晶体管。通过控制绝缘栅双极晶体管的状态来提供电机驱动产生机械能的功能或者电能再生的功能。三相变换器通过相应的直流电传递导线27接收或者提供直流电，并且把直流电转化为三相交流电或者由三相交流电转化为直流电，该交流电分别通过传递导线29和31传递到或者由第一和第二电机56和72传来，以使电动机或者发电机运转。
[0019]TPIM 19优选包含一具有HCP 5和MCPA 33及MCPB 34的单个控制模块装置。在HCP 5和MCPA 33之间具有一第一串行外围接口(接下来用’SPI’表示)总线110，以及在HCP 5和MCPB 34之间具有一第二SPI总线112。每个SPI总线都包含一允许这些装置之间直接通信的全双工同步串行数据链路。MCPA 33通过第一和第二SPI总线110和112直接地且分别与HCP 5和MCPB34通信，从而实现装置间的高速通信，而不存在通过一车辆总线或者混合总线进行通信时会出现的通信延时。在这个实施例中，典型地，HCP5输送给MCPA33和MCPB34D的信息均是6.25毫秒循环。此外，在HCP5和MCPA33和MCPB34之间由SPI总线传输信息。在这个实施例中，具有一串行控制接口(未示出)，其影响MCPA33和MCPB34之间的通信。
[0020]图2示出了分布控制模块系统的示意性结构图。下文中将描述的元件包括整个车辆控制结构的一个子集，其提供了对图1所描述的示例性混合动力传动系的协调系统控制。分布控制模块系统合成有关信息和输入，并且执行算法来控制各个执行器以实现与下面各项有关的控制目标：燃油经济性、排放、性能、驱动性能以及对包括ESD 74的电池及第一和第二电机56和72在内的硬件进行保护。分布控制模块系统包括一发动机控制模块(接下来用’ECM’来表示)23、TCM 17、一电池组控制模块(接下来用’BPCM’来表示)21以及TPIM 19。一混合控制模块(接下来用’HCP’来表示)5提供对ECM 23、TCM 17、BPCM21和TPIM 19的管理控制和协调。一用户接口(‘UI’)13可运转地连接到多个装置，通过这些装置，车辆驾驶员就能控制或者指挥电动-机械混合动力传动系的运行。这些装置包括一加速踏板113(‘AP’)，一驾驶员制动踏板112(‘BP’)，一变速箱档位选择器114(‘PRNDL’)和一车辆速度巡航控制(未示出)。变速箱档位选择器114可能具有多个离散数目的驾驶员可选位置，这些可选位置包括能实现前进和倒退方向之一的输出元件64的旋转方向。
[0021]前面提到的控制模块通过一局域网(接下来用‘LAN’来表示)总线6与其它控制模块，传感器和执行器通信。LAN总线6允许在各种控制模块之间实现运行参数状态和执行器命令信号的结构化通信。所采用的特定通信协议是专用的。LAN总线6和合适的协议给前面提到的控制模块和其他控制模块之间提供了强大的通讯和多控制模块接口，这些其他控制模块具有如防抱死制动、牵引控制和车辆稳定性等功能。多个通信总线可以用来改进通信速度，并提供一定级数的信号冗余性和完整性。还可以采用一直接链路，例如SPI总线110和112，可以用来影响独立控制模块之间的通信。
[0022]HCP 5能提供对混合动力传动系的管理控制，并且对ECM 23、TCM 17、TPIM 19和BPCM 21的运行进行协调。基于来自用户接口13和包括ESD 74在内的混合动力传动系的各种输入信号，HCP 5能确定出一驾驶员转矩请求、一输出转矩命令、一发动机输入转矩命令、应用于变速箱10中转矩传递离合器C1 70、C2 62、C3 73、C4 75的离合器转矩以及第一和第二电机56和72的电机转矩T_A和T_B。TCM 17可运转地连接到液压控制回路42，并且具有包括监控各种压力传感装置(未示出)及产生并向各种电磁阀(未示出)传输控制信号的功能，从而来控制液压控制回路42中包含的压力继电器和控制阀。
[0023]ECM 23可运转地连接到发动机14上起到从各种传感器中获取数据，并通过多条独立线路来分别控制发动机14的执行器的作用，为了简便起见，多条独立线路用如图所示的总的双向接口电线35来表示。ECM 23接收来自于HCP5的发动机输入转矩命令。ECM 23在该点上根据传输给HCP 5的监控发动机速度和负载，及时地确定出提供给变速箱10的实际发动机输入转矩T_I。ECM 23监控来自转速传感器11的输入，从而确定传递给输入轴12的发动机输入速度，该速度转化为变速箱的输入速度N_I。ECM 23监控来自传感器(未示出)的输入，以确定包括如一进气管压力、发动机冷却液温度、环境空气温度以及环境压力在内的其他发动机运行参数的状态。例如，从进气管压力，或者可替代地通过监控作用到加速踏板113上的驾驶员输入可以确定发动机负载。ECM 23产生命令信号，并且传输这些命令信号来控制发动机执行器，这些执行器包括例如喷油器、点火模块和节气门控制模块，这些都没有示出。
[0024]TCM 17可运转地连接到变速箱10上并且监控来自传感器(未示出)的输入，以确定变速箱运行参数的状态。TCM 17产生命令信号，并且传输这些信号以控制变速箱10，包括控制液压回路42。由TCM 17输入给HCP5的输入包括：各离合器，即C1 70、C2 62、C3 73和C4 75的各离合器的估计离合器转矩，以及输出元件64的旋转输出速度N_O。出于控制目的，其他执行器和传感器可用来由TCM 17向HCP 5提供附加信息。TCM 17监控来自于压力继电器(未示出)的输入，并且选择性地激励液压回路42中的压力控制电磁阀(未示出)和换档电磁阀(未示出)，从而来可选择地致动各离合器C1 70，C2 62，C3 73和C4 75，以实现如下面所描述的各种变速箱运行档位状态。
[0025]BPCM 21信号连接到传感器(未示出)上以监控ESD 74，包括监控电流和电压参数的状态，从而向HCP 5提供表示ESD 74的电池的参数状态的信息。电池的这些参数状态优选包括电池充电状态、电池电压、电池温度及用范围P_{BAT_MIN}到P_{BAT_MAX}来表示的可用电量。
[0026]一制动器控制模块(接下来用‘BrCM’来表示)22可运转地连接到每个车轮93上的摩擦制动器(未示出)。BrCM 22监控输入给制动踏板112的驾驶员输入，产生控制信号以控制摩擦制动器，并且向HCP 5发送一控制信号并基于此来运转第一和第二电机56和72。
[0027]每个控制模块ECM 23、TCM 17、TPIM 19、BPCM 21和BrCM 22都优选采用通用数字计算机，该数字计算机包括一微处理器或中央处理单元，存储介质以及适宜的信号调节和缓冲电路，其中该存储介质包括只读存储器(‘ROM’)和随机存储器(‘RAM’)，可编程只读存储器(‘EPROM’)，高速计时器，模数(‘A/D’)和数模(‘D/A’)电路，以及输入/输出电路和装置(‘I/O’)。每个控制模块都包括一组控制算法，该算法包含存储于存储介质之一的内在程序指令和校准，执行该算法来提供各计算机的相应功能。在各控制模块之间的信息传递优选由LAN总线6和串行外围接口总线来完成。在预置循环中执行控制算法使得每个算法在每个循环中至少被执行一次。由中央处理单元之一采用预置校准来执行存储于非挥发性存储器装置中的算法，以监控来自于传感装置的输入，及执行控制和诊断程序，从而来控制执行器的运行。定期执行循环，例如在混合动力传动系运行期间每3.125、6.25、12.5、25和100毫秒执行一次。或者，对事件的发生做出响应而执行算法。
[0028]示例性混合动力传动系可选择性地在多个运行档位状态下运行，该状态可以用一包含发动机ON状态(’ON’)和发动机OFF状态(’OFF’)的发动机状态以及一包含多个固定齿轮档位和无级变速运行模式的变速箱状态来表示，下面参考表1进行描述。
表1


[0029]表中描述了各个变速箱运行档位状态，它们指示了在每个运行档位状态中哪些特定离合器C1 70、C2 62、C3 73和C4 75被接合。当为了将第三行星齿轮组28的齿圈元件“接地”而只接合离合器C1 70时，就选择了一第一无级变速模式，即EVT模式1或M1。发动机状态可以是ON(‘M1_Eng_On’)或者OFF(‘M1_Eng_Off’)之一。当只接合离合器C262而将轴60连接到第三行星齿轮组28的行星架上时，就选择了一第二无级变速模式，即EVT模式2或M2。发动机状态可以是ON(‘M2_Eng_On’)或者OFF(‘M2_Eng_Off’)之一。为了便于说明，当发动机状态是OFF时，发动机输入速度等于0转每分钟(‘RPM’)，即，发动机曲轴不旋转。一固定齿轮运行具有一固定齿轮比，该固定齿轮比指的是变速箱10的输入比输出速度，即N_I/N_O。通过接合离合器C1 70和C4 75而选择了第一固定齿轮运行(‘G1’)。通过接合离合器C1 70和C2 62而选择了第二固定齿轮运行(‘G2’)。通过接合离合器C2 62和C4 75而选择了第三固定齿轮运行(‘G3’)。通过接合离合器C2 62和C3 73而选择了第四固定齿轮运行(‘G4’)。由于行星齿轮组24，26和28逐渐减小的齿轮比，输入比输出速度的固定齿轮比运行随着固定齿轮运行的增加而增加。第一和第二电机56和72的转速N_A和N_B，通过离合而依赖于机构的内部旋转，且与输入轴12处所测得的输入速度成比例。
[0030]对由用户接口13所捕获的，通过加速踏板113和制动踏板112而输入的驾驶员输入做出响应，HCP5和一个或多个其他控制模块确定出转矩命令，从而控制包括发动机14及包含第一和第二电机56和72的转矩机构在内的转矩发生装置，以满足输出元件64处的驾驶员转矩请求，并且传递给传动系90。基于来自用户接口13以及包括ESD 74在内的混合动力传动系的输入信号，HCP5确定出驾驶员转矩请求、由变速箱10传递给传动系90的一命令输出转矩、发动机14的一输入转矩、用于变速箱10的转矩传递离合器C1 70、C2 62、C3 73、C4 75的离合器转矩以及用于第一和第二电机56和72的电机转矩，在下文中将描述它们。
[0031]最终的车辆加速由其他因素影响，这些影响包括，例如路载、道路坡度以及车辆重量。基于混合动力传动系的各种运行特性可以确定出变速箱10的运行档位状态。这包括如前面所描述的，通过加速踏板113和制动踏板112传输给用户接口13的驾驶员转矩请求。根据混合动力传动系的转矩要求来预测运行档位状态，而该转矩要求则是由命令第一和第二电机56和72在产生电能模式或产生转矩模式下运行的一命令而引起的。运行档位状态可以由一最佳算法或程序来确定，该最佳算法或程序可根据驾驶员动力要求、电池充电状态以及发动机14和第一和第二电机56和72的能量效率来确定最优的系统效率。控制系统根据所执行的最佳程序的结果来管理来自于发动机14及第一和第二电机56和72的转矩输入，并且由此优化系统效率，从而管理燃油经济性及电池充电。此外，还可以根据部件或系统的故障来决定操作。HCP 5监控转矩发生装置，并且响应于输出元件64处的期望输出转矩来确定所需的变速箱10的功率输出，从而满足驾驶员转矩请求。根据上面所描述的，显然，ESD 74与第一和第二电机56和72之间电力可运转地连接以供它们之间的动力传递。此外，发动机14、第一和第二电机56和72以及电动-机械变速箱10可以被机械可运转地连接以在它们之间的传递动力，并向输出元件64传递动力。
[0032]图1示出了本发明的第一实施例。转速传感器11直接信号连接到MCPA33，且直接信号连接到ECM 23。在发动机运行期间，速度传感器11监控安装在发动机14曲轴(未示出)上的一曲柄轮。在一个实施例中，曲柄轮包含多个突出元件，即，齿。优选地，除了在两个齿之间具有一较大间隔外，这些齿都沿着曲柄轮的外周均匀分布，且优选的定位是使得与发动机14各汽缸的曲轴上止点的位置一致。速度传感器11利用磁致伸缩或其他检测方式有效地检测到各齿，由此能够基于相邻齿的经过时间来确定出曲柄轮的速度。变速箱输出速度传感器84直接地信号连接到TCM 17上。TCM 17、ECM 23、MCPA 33、MCPB34和HCP 5通过LAN总线6信号连接。用于第一电机56的第一旋转变压器80信号且可运转地连接到MCPA 33上。用于第二电机72的第二旋转变压器82信号且有效地连接到MCPB 34上。
[0033]图3示出一方法250，该方法用于检测在来自于第一和第二电机旋转变压器80和82(转速传感装置)的信号输出之一中的故障。采用多种方法监控和确定输入元件12的转速，从而可以检测出一传感器故障。根据转速传感器11传输给ECM 23的一信号输入来确定输入元件12的一第一转速N_I(LAN)(200)。通过LAN总线6将第一转速传递给HCP 5。根据转速传感器11传递给TPIM19的信号输入来确定输入元件12的一第二转速N_I(SPI)(210)。由第一SPI总线110将第二转速传递给HCP 5。
[0034]根据监控到的来自于第一和第二电机旋转变压器80和82的信号输入，通过确定出第一和第二电机56和72的转速，来确定一第三转速N_I(CALC)(225)。基于此来计算第三转速。根据下面的方程式来计算第三转速：
N_{I_CALC}＝xN_A+yN_B         [1]
其中
x和y代表已知参数值，它们基于特定应用时硬件齿轮和轴互连而确定，
N_A代表根据第一电机旋转变压器80的信号输入而确定的第一电机56的转速，
N_B代表根据第二电机旋转变压器82的信号输入而确定的第二电机72的转速。
[0035]一旦确定了第一转速，第二转速和第三转速，HCP 5就执行算法代码来检测输入速度故障的发生。输入速度故障可能由转速传感器11及相关的信号通信或者第一或第二电机旋转变压器80和82及相关的信号通信中的任一种而引起。优选地包括初始化输入速度故障检验。输入速度故障检验包括将第一转速和第三转速比较，以及将第二转速和第三转速比较(230)。当第一转速和第三转速的差值超过一第一预定极限且第二转速和第三转速的差值超过一第二预定极限时，输入速度故障检验检测出一输入速度故障。第一和第二预定极限可能根据第一和第二电机56和72的速度而改变。优选地，对于较低发动机转速，例如，发动机怠速工况，预定极限(‘Δrpm’)处于Δrpm＝700-1200rpm的范围内。优选地，对于较高发动机转速，预定极限Δrpm＝100rpm。
[0036]在从速度传感器11传给ECM 23的每个输入速度被检测输入后，HCP 5优选执行算法代码来检测一输入速度故障的发生。算法代码优选在来自于第一和第二电机旋转变压器80和82的信号输出中连续地监控输入速度故障。HCP 5优选执行一‘X of Y’故障监控(235)，其中当一输入速度故障被检测出在运定为Y后观察为X，就确定发生过一传感器故障，或者就指示一传感器故障(240)。一传感器故障可能是由转速传感器11及相关的信号通信，或者第一或第二电机旋转变压器80和82及相关的信号通信中的任一种造成。当检测到输入速度故障大于预先观察到的一半，就指示一传感器故障。在另一个实施例中，当检测到输入速度故障大于预先观察到的一小部分，就指示一传感器故障。
[0037]当指示一传感器故障时，HCP 5可能使第一和第二电机56和72产生的转矩不起作用或者中断，并且操作发动机14来驱动车辆。此外，当确定发生一传感器故障时，HCP 5可能利用一凸轮轴传感器(未示出)来监控发动机旋转，并且因此监控输入元件12的转速，从而控制和操作系统。
[0038]此外，HCP 5追踪输入元件12转速的变化比率。如果输入元件12转速的变化率大于一预定极限，那么HCP 5可以使第一和第二电机56和72不起作用，并且操作发动机14，且使变速箱10运行在固定齿轮运行档位状态之一，从而驱动车辆。预定极限被设定为一个变化率，其对于系统达到一个预定的经过时间是不可能实现的。在发动机怠速工况之上，如果HCP 5确定输入元件12的转速在一预定经过时间内没有改变，例如，一固定的或者静止的转速，那么HCP5就能断定发生了故障，且使第一和第二电机56和72不起作用。如果HCP 5判断已经确定了固定转速，那么HCP 5就在确定是否转速固定及发生了输入速度故障之前，先等一预定经过时间。
[0039]图4示出系统的第二实施例，在该系统中，可以应用参照图3所描述的用于检测在来自于第一和第二电机旋转变压器80和82的信号输出之一中存在故障的方法。转速传感器11通过一电线直接地信号连接到ECM 23，且一第二转速传感器11’优选通过一第二电线直接地信号连接到MCPA 33。TCM 17、ECM23、MCPA 33、MCPB 34和HCP 5通过LAN总线6信号连接。用于第一电机56的第一旋转变压器80信号且可操作地连接到MCPA 33上。用于第二电机72的第二旋转变压器82信号且可操作地连接到MCPB 34上。
[0040]采用第二实施例来检测在第一和第二旋转变压器80和82之一中存在故障，包括根据转速传感器11传给ECM 23的一信号输入来确定输入元件12的一第一转速。通过LAN总线6将第一转速传输给HCP5。根据第二转速传感器11’传给TPIM 19的一信号输入来确定输入元件12的一第二转速。通过第一SPI总线110将第二转速传输给HCP 5。根据上面所描述的来计算一第三转速。
[0041]一旦确定了第一转速，第二转速和第三转速，HCP 5就确定出是否发生了一输入速度故障。一种用于确定是否发生输入速度故障的方法，其包括初始化一输入速度故障检验。输入速度故障检验包括将第一转速和第三转速比较，以及将第二转速和第三转速比较。如果第一转速和第三转速之间的差值超过一第一预定极限且第二转速和第三转速之间的差值超过一第二预定极限，那么输入速度检验就能检测出一输入速度故障。第一和第二预定极限可能根据第一和第二电机56和72的速度而改变。优选地，对于较低发动机转速，例如，怠速工况，差值极限(‘Δrpm’)处于Δrpm＝700-1200rpm的范围内。优选地，对于较高发动机转速，差值极限Δrpm＝100rpm。
[0042]第二实施例可以根据上面所描述的故障计数器235来识别部件故障。第二实施例可包括上面所描述的故障减轻技术，该技术包括使第一和第二电机56和72不起作用，及利用凸轮轴传感器(未示出)来确定输入元件12的转速。此外，可以如上面所描述的根据输入元件12转速的改变来确定输入速度故障，这包括当转速改变大于一预定极限时且当转速在一预定经过时间段内被固定时，确定输入速度故障。
[0043]应该意识到，在本发明范围之内的变型是允许的。参考优选实施例及其变型对本发明进行了描述。在阅读和理解了本说明书后，他人可以做出更多的变型和改变。应该包括在本发明范围内的所有这样的变型和改变。