控制电动机系统的电池充电的方法和装置与流程

本发明涉及插电式混合动力电动车辆(PHEV)，更具体地，涉及一种用于控制PHEV的电动机系统的电池充电的方法和装置。

背景技术：

除发动机外，插电式混合动力电动车辆(PHEV)还可应用电动机作为动力源，来减少废气并且提高燃料效率。PHEV可以各种不同的驱动模式被驱动，例如：电动车辆(EV)模式，其对应于使用电动机的动力的纯电动车辆的模式；混合动力电动车辆(HEV)模式，其中驱动电动机的扭矩被用作辅助动力，同时发动机的扭矩被用作主要动力；以及充电模式，其中，在行驶过程中，在通过将发动机的机械能转换为电能为电池充电的同时车辆可被驱动。

通过这种方式，PHEV可使用电池的电能与发动机的机械能一起作为动力源来提供动力，并且在行驶过程中由电动机产生电能，并且因此可提高车辆的燃料效率并且可高效地使用能量。PHEV包括驱动电动机和混合起动发电(HSG)电动机。驱动电动机主要向车辆传递动力，并且HSG电动机主要起动发动机并且起到发电机的作用。两种电动机都可与发动机一起向PHEV提供动力，并且可起到配置成将发动机的机械能转换为电能的发电机的作用。

同时，使用驱动电动机的PHEV可具有过热的电动机，当驱动电动机驱动时，或是由驱动电动机产生能量时，该驱动电动机的温度升高至高于特定的水平。具体地，当电动机相较于冷却能力而言具有大量的热量值时，电动机会由于在由动能产生电能的过程中发生的热损耗而过热，并且电动机的温度会在相当长的一段时间由于驱动和发电而升高。

当由于过度发电而导致驱动电动机的温度升高时，将出现若干问题。例如，在以充电模式行驶的过程中，由于驱动电动机的过高的温 度将导致电池的充电暂停。此外，甚至当电池充分充电时，电动机的温度过高也会引起组件的燃烧并且会影响电动机的操作。因此，从系统的角度来看，在以EV模式驱动PHEV时可能会存在限制。

技术实现要素：

因此，本发明提供一种用于控制电动机系统的电池充电的方法和装置，其能够基本上消除由于现有技术的限制和劣势而导致的一个或多个问题。具体地，本发明提供一种用于控制电动机系统的电池充电的方法和装置，其将发动机输出的驱动扭矩分配至驱动电动机和HSG电动机来防止驱动电动机过热。本发明要解决的技术问题不限于上文所述的技术问题，并且本领域的技术人员可从下文描述中清楚地理解本文未提及的其他技术问题。

根据本发明的目的，如本文所体现和概括描述的，一种电动机控制方法可包括：当第一电动机的温度大于第一温度时，通过控制器执行第一控制操作，以减少通过第一电动机产生的第一电力，并且操作第二电动机产生对应于所减少的第一电力的第二电力；当第一电动机的温度大于第二温度时，通过控制器执行第二控制操作，以暂停第一电动机的第一电力的产生，并且通过第二电动机产生第二电力；以及，当第一电动机的温度和第二电动机的温度中的至少一者大于第三温度时，通过控制器执行第三控制操作，暂停第二电动机的第二电力的产生，其中第二温度大于第一温度，并且第三温度大于第二温度。

根据示例性实施例，上述方法还可包括：从传感器接收第一电动机和第二电动机的温度信息。上述控制器可配置成在驱动模式中执行第一控制操作、第二控制操作和第三控制操作，在上述驱动模式中，第一电动机和第二电动机使用从发动机接收的驱动扭矩产生用于为电池充电的电力。

第二控制操作的执行可包括：执行控制操作来操作第二电动机以产生对应于最大可产生电力的第二电力。此外，第一控制操作的执行可包括：通过控制器执行控制操作以减少第一电动机从发动机接收的驱动扭矩，并且将对应于所减少的驱动扭矩的驱动扭矩传输至第二电动机。第一电动机可以是驱动电动机，并且第二电动机可以是混合起 动发电(HSG)电动机。

在本发明的另一方面，一种电动机控制装置可包括：通信单元，其配置成与第一电动机和第二电动机交换信号；控制器，其配置成；当第一电动机的温度大于第一温度时，执行控制操作以减少通过第一电动机产生的第一电力，并且操作第二电动机以产生对应于所减少的第一电力的第二电力；当第一电动机的温度大于第二温度时，执行控制操作以暂停第一电动机的第一电力的产生，并且通过第二电动机产生第二电力；当第一电动机的温度和第二电动机的温度中的至少一者大于第三温度时，暂停第二电动机的第二电力的产生；以及存储器，其配置成存储第一温度、第二温度以及第三温度，其中第二温度可大于第一温度，并且第三温度可大于第二温度。

根据示例性实施例，上述装置还可包括配置成感测第一电动机和第二电动机的温度的传感器。上述控制器可配置成，确定在驱动模式中第一电动机的温度是否大于第一温度，在上述驱动模式中，第一电动机和第二电动机使用从发动机接收的驱动扭矩产生用于为电池充电的电力。上述控制器还可配置成，执行控制操作以操作第二电动机产生对应于最大可产生电力的第二电力。

此外，上述控制器可配置成，执行控制操作以操作第一电动机减少从发动机接收的驱动扭矩，并且将对应于所减少的驱动扭矩的驱动扭矩传输至第二电动机。第一电动机可以是驱动电动机，并且第二电动机可以是HSG电动机。本发明还提供了一种记录用于执行上述方法的程序的计算机可读记录介质。

附图说明

本发明包括附图来提供本发明的进一步的理解，并且与详细说明一起提供本发明的实施例。然而，本发明的技术特性不限于特定的附图，并且在各个附图中所公开的特征可以结合并且配置成新的示例性实施例。

图1是示出根据本发明的示例性实施例的电动机控制系统的视图；

图2是描述根据本发明的示例性实施例的电动机控制方法的流程图；

图3是对根据本发明的示例性实施例的图2详细说明的流程图；

图4是示出根据本发明的示例性实施例的电动机控制装置的视图；以及

图5是示出根据本发明的示例性实施例的电动机控制方法和电动机控制装置的效果的视图。

具体实施方式

应当理解的是，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其他类似术语总体上包括机动交通工具，例如包括运动型多用途车(SUV)、公交车、卡车、各式商用车辆在内的乘用车辆，包括各种舰艇和船只在内的水运工具，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其他代用燃料车辆(例如，从石油以外的资源取得的燃料)。如本文所述，混合动力车辆是具有两种或多种动力源的车辆，例如，同时由汽油驱动和电驱动的车辆。

尽管示例性实施例描述成使用多个单元来执行示例性处理，但应当理解的是，示例性处理也可通过一个或者多个模块执行。此外，应当理解的是，术语“控制器/控制单元”指代包括存储器和处理器的硬件设备。所述存储器配置成存储模块，并且所述处理器特别地配置成执行上述模块从而执行一个或者多个下文进一步描述的处理。

此外，本发明的控制逻辑可实施为包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存盘、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质也可分布在连接网络的计算机系统中，以便例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网络(CAN)，以分布方式存储和执行计算机可读介质。

本文所使用的术语仅是为了说明特定实施例的目的，而非意在限制本发明。如本文所使用的，除非上下文另外清楚表明，单数形式“一个”、“一种”和“该”意在也包括复数形式。还应理解的是，当在本说明书中使用时，词语“包括”和/或“包含”指明所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步 骤、操作、元件、部件和/或其集合的存在或添加。如本文所使用的，词语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何或全部组合。

现在将详细参考应用本发明的示例性实施例的装置和各种方法。本文中的元件后缀“模块”和“单元”是用于便于描述，因此，其能够交替使用，并且不具有任何有区别的意义或功能。当与本发明的说明有关的现有技术对于本领域的技术人员而言显而易见时，并且因此确定其不必要地模糊本发明的主题时，将省略其详细描述。

在插电式混合动力电动车辆(PHEV)中，驱动电动机的温度影响驱动电动机的输出。驱动电动机的温度过高将导致主要组件(例如，永磁体、线圈等)的燃烧，并且将导致驱动电动机的异常运行的问题。

本发明提供一种电动机控制方法和装置，其通过使用混合起动发电(HSG)电动机为电池充电，从而允许以充电模式持续行驶，同时通过确定电动机的过高温度的水平来调整电动机扭矩，从而防止驱动电动机温度过度升高。

作为本发明的示例性实施例，电动机控制方法和装置可用温度传感器检测驱动电动机(下文中称作“第一电动机”)的温度，并且，在驱动电动机的温度达到引起车辆异常行驶的特定的水平前，将发动机施加给电动机的驱动扭矩(动力)分配至HSG电动机(下文中称作“第二电动机”)

将参考图1简要地描述将来自发动机的驱动扭矩传递至第一电动机和第二电动机的电动机控制系统，并且将参考图2和图3描述作为本发明的示例性实施例的电动机控制方法。此后，将基于所述电动机控制方法参考图4描述电动机控制装置，并且将参考图5描述所述电动机控制方法和装置的效果。

图1示出了根据本发明的示例性实施例的电动机控制系统。电动机控制系统可包括第一电动机100、第二电动机200、发动机300、电池400，以及控制器500。图1中示出的组件不是必不可少的，并且因此能够实施具有更多或更少组件的电动机控制系统。控制器500可配置成操作第一电动机100、第二电动机200、发动机300以及电池400。

PHEV可包括第一电动机(驱动电动机)100，其作为车辆的动力源运行，以及第二电动机(HSG电动机)200，其在行驶过程中作为发 动机300的起动机和发电机运行。具体地，第二电动机200可以连接至发动机300作为起动机或发电机运行，从而调整发动机300的速度。此外，发动机300可通过离合器连接至第一电动机100，第一电动机100可连接至电池400来为电池400充电或放电，并且电池400可连接至电力单元来提供电流。

控制器500可配置成执行电动机控制系统的数据处理和全部操作。控制器500可配置成驱动第一电动机100和第二电动机200。电池400可配置成在电动车辆(EV)模式和混合动力电动车辆(HEV)模式中向第一电动机100提供电能，并且储存在充电模式中产生的电能。控制器500可进一步地配置成使用电池管理系统(BMS)获得或是检测电池400的充电状态(SOC)信息。

为了防止第一电动机100过热，控制器500可配置成实时监测第一电动机100的温度，并且当第一电动机100的温度升高至特定水平或是更高时，限制驱动区，从而防止由于过热引起的系统的损坏。换言之，当第一电动机100的温度超过阈值时，最大扭矩逐渐减少导致进入额定输出减少的减额区(derating area)。当进入减额区时，电动机的使用迅速减少。因此，可额外地限制温度的升高。

控制器500可配置成，通过将发动机300产生的驱动扭矩分配至第二电动机200来产生电能，从而在限制第一电动机100的驱动的同时，持续地维持充电模式。将参考图4描述控制器500的更详细的功能。

图2示出了根据本发明的示例性实施例的电动机控制方法。在S10中，当第一电动机100的温度大于第一温度时，控制器500可配置成减少由第一电动机100产生的第一电力，并且操作第二电动机200来产生对应于所减少的第一电力的第二电力。

控制器500可配置成持续地检测第一电动机100和第二电动机200的温度信息。控制器500可进一步地配置成从配置成感测第一电动机100和第二电动机200的温度的温度传感器接收温度信息。一般地，温度传感器可设置在第一电动机100和第二电动机200内。然而，温度传感器可包括在控制器500中。第一温度可以是用于使第一电动机100减少产生第一电力的温度，并且其可存储在控制器500内的存储器中。

控制器500可配置成通过逐渐减少上文所描述的最大扭矩来进入额定输出减少的减额区而使第一电动机100减少产生第一电力。控制器500还可另外地配置成减少第一电动机100从发动机300接收的驱动扭矩来执行控制操作，从而产生对应于所减少的第一电动机100的电力的第二电力，并且可配置成将对应于所减少的驱动扭矩的驱动扭矩传输至第二电动机200。

在S20中，当第一电动机100的温度大于第二温度时，电动机500可配置成暂停第一电动机100的第一电力的产生，并且可通过第二电动机200产生第二电力。甚至当第一电动机100的温度大于第一温度时，控制器500可配置成持续地确定第一电动机100和第二电动机200的温度信息。

第二温度可以是高于第一温度的温度，并且可以是用于暂停通过第一电动机100进行充电的温度。控制器500可配置成将发动机300产生的驱动扭矩传输至第二电动机200而不是第一电动机100。在此情况下，控制器500可配置成操作第二电动机200来产生对应于最大可产生电力的第二电力。

在S30中，当第一电动机100的温度和第二电动机200的温度中的至少一者大于第三温度时，控制器500可配置成暂停第二电动机200的第二电力的产生。第三温度可以是大于第二温度的温度，并且可以是用于取消充电模式的温度。控制器500可配置成通过执行控制操作来取消充电模式，在上述控制操作中，发动机300的驱动扭矩不传递至第一电动机100和第二电动机200。

图3是用于更详细地描述图2的流程图。参考图3，在S110中，控制器500可配置成核实PHEV是否处于充电模式中。如上所述，PHEV可以EV模式、HEV模式以及充电模式驱动，并且驾驶者可选择三种模式中的一种。作为本发明的示例性实施例，当PHEV以充电模式被驱动时，可执行电动机控制方法。因此，控制器500可配置成核实PHEV是否处于充电模式中。

当PHEV以充电模式被驱动时(S110中“是”)，在S120中，控制器500可配置成将发动机300的驱动扭矩施加或是传输至第一电动机100。当发动机或电动机的驱动扭矩大于充电模式中驾驶者所需求的扭 矩时，对应于二者之差的动力可用于通过电动机进行发电。在S130中，控制器500可配置成接收来自第一电动机100的温度传感器的温度信息，并且确定第一电动机100的温度是否大于第一温度。

当第一电动机100的温度大于第一温度时(S130中“是”)，控制器500可配置成减少从发动机300传递至第一电动机100的驱动扭矩，并且将对应于所减少的驱动扭矩的驱动扭矩传递或是传输至电动机200。第一电动机100可配置成产生减少了对应于所减少的驱动扭矩的电力的第一电力，并且第二电动机200可配置成产生增加了对应于额外接收的驱动扭矩的电力的第二电力。因此，在第一电动机100的温度的升高可被抑制的同时，车辆可在电池可持续地通过第二电动机200充电的充电模式中被驱动。

当第一电动机100的温度大于第二温度时(S150中“是”)，控制器500可配置成不将来自发动机300的驱动扭矩传递至第一电动机100，从而取消通过第一电动机100进行充电。而是，在S160中，控制器500可配置成最大程度地产生第二电力，上述第二电力可通过第二电动机200使用从发动机300传递至第二电动机200的驱动扭矩产生。当第二电动机200的温度大于第三温度时(S170中“是”)，在S180中，控制器500可配置成取消充电模式。

当第二电动机200的温度小于第三温度时(S170中“否”)，并且第一电动机100的温度大于第二温度(S190中“否”)时，在S160中，控制器500可配置成通过使用第二电动机200产生可通过第二电动机200产生的最大第二电力来持续地执行充电。

图4示出了根据本发明的示例性实施例的电动机控制装置500。参考图4，电动机控制装置500可包括控制器510、通信单元520以及存储器530。控制器510可配置成操作通信单元520和存储器530。在图4中示出的组件不是必不可少的，并且因此能够实施具有更多或更少组件的电动机控制装置500。在下文中，将详细描述上述组件。

控制器510可配置成执行数据处理和操作来操作电动机控制装置500。作为示例性实施例，控制器510可配置成：当第一电动机的温度大于第一温度时，减少由第一电动机产生的第一电力，并且操作第二电动机来产生对应于所减少的第一电力的第二电力；当第一电动机的 温度大于第二温度时，暂停第一电动机产生第一电力，并且仅使用第二电动机来产生第二电力；或者当第一电动机的温度和第二电动机的温度中的至少一者大于第三温度时，暂停第二电动机产生第二电力。例如，第一温度T1可以是80摄氏度到90摄氏度，第二温度T2可以是90摄氏度到110摄氏度，第三温度T3可以是110摄氏度。

通信单元520可配置成与第一电动机100、第二电动机200、发动机300以及电池400交换用于执行电动机控制的信号和数据。存储器530指的是存储用于执行电动机控制装置500的全部操作的预定程序代码、当程序代码执行操作时输入/输出的数据等的通用空间和/或存储区域，并且可以电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪存(FM)、硬盘驱动器(HDD)等形式提供。例如，存储器530可配置成存储与第一温度、第二温度和第三温度有关的信息。

图5是用于描述根据本发明的示例性实施例的电动机控制方法和装置的效果的视图。参考图5中的左图，大于所需扭矩的发动机驱动扭矩在第一电动机中产生电力。图中负号表示电力是由第一电动机产生的。

随着第一电动机持续地产生电力，第一电动机的温度会持续地升高。因此，电池的充电可由于第一电动机过热而被暂停，并且由于车辆在EV模式中不能由过热的第一电动机驱动，将会出现问题。图5中的右图与左图相同之处在于发动机的驱动扭矩大于所需扭矩。当第一电动机的温度小于第一温度时，右图中第一电动机的电量与左图中的相同。然而，当第一电动机的温度升高至大于第一温度时，第一电动机的第一电力将减少，并且第二电动机的电量将增加。

上文所述的根据本发明示例性实施例的方法可制成可在计算机上执行并且存储在计算机可读记录介质中的程序。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学存储设备等。此外，计算机可读记录介质也可以载波的形式实施(例如，在网络上传输)。计算机可读记录介质可分布在通过网络连接的计算机系统中，并且计算机可读代码可以分布的方式存储和执行。此外，用于实施上述方法的功能程序、代码和代码段可容易地由实施例所属的技术领域的程序员推导得到。

根据本发明的电动机系统的电池充电控制方法和装置的效果将在下文进行描述。

首先，本发明通过将发动机的驱动扭矩分配至驱动电动机和HSG电动机来防止驱动电动机过热。

第二，本发明可通过抑制由于防止驱动电动机过热而导致的动力性能的下降来提高可操作性。

第三，本发明由于防止驱动电动机过热可提高电池的充电量，并且允许在EV模式中无困难地行驶。

从本发明所获得的效果不限于上述效果，并且本文中未提及的其他效果可由本领域的技术人员从上文描述中清楚地理解。本领域的技术人员应当理解，在不违背本发明的精神和必要特征的情况下，本发明可以除了上文提出的方式以外的其他特定的方式实施。

因此上述示例性实施例应认为在所有方面都是示例性而不是限制性的。本发明的范围应当由权利要求和其法律等同物来确定而不是由上述说明确定，并且包括落入权利要求的限定和等同范围内的所有变化。