车辆的制作方法
【专利摘要】提供了一种车辆，所述车辆具有能够驱动车辆的至少一个电机。设置油循环路径，油循环路径使油通过电机循环。控制器命令电机满足扭矩需求。控制器利用油循环路径中的油温，以控制命令通过电机输出的扭矩。在油温传感器中存在失败或错误的事件中，控制器通过电机内的线圈的温度来估计油温。利用所估计的油温而不是感测到的油温来控制扭矩输出，以保持扭矩需求。
【专利说明】车辆
【技术领域】
[0001]本公开涉及控制车辆的电机。
【背景技术】
[0002]电动车辆(BEV)包括从外部电源可再充电并驱动电机的牵引电池。混合动力电动车辆(HEV)包括内燃发动机、一个或更多个电机以及至少部分地驱动电机的牵引电池。插电式混合动力电动车辆(PHEV)与HEV类似，但PHEV中的牵弓丨电池能够从外部电源再充电。这些车辆的示例能够至少部分地被电机驱动。
[0003]电机中的油温以及电机的绕组内的线圈温度被监测。在电机中，温度读取中的任何不精确性都会导致电机中不正确的扭矩调节，因此，会限制车辆的性能。
【发明内容】
[0004]在一个实施例中，车辆包括牵引马达和发电机，牵引马达和发电机中的每个均包括绕组。油循环路径使油在牵引马达和发电机之间循环，并包括油温传感器。至少一个控制器被配置成基于油温传感器中的错误来改变被提供至牵引马达和发电机中的至少一个的电流。所述改变电流基于牵引马达的绕组的温度和发电机的绕组的温度。这能保持所要求的牵引马达和发电机输出的扭矩，以提供足够的扭矩来满足需求。
[0005]在另一实施例中，车辆包括电机和至少一个控制器，所述电机包括线圈。所述至少一个控制器被配置成基于线圈温度来改变被提供至电机的电流，以控制或保持由电机输出的扭矩。
[0006]在又一实施例中，一种用于控制电机的方法包括改变被提供至电机的电流。所述改变响应于电机的线圈温度的改变，从而根据要求的扭矩来保持由电机输出的扭矩。
[0007]所述改变被提供至电机的电流包括随着温度的增大而增大电流。
[0008]所述改变被提供至电机的电流包括随着温度的减小而减小电流。
[0009]所述改变被提供至电机的电流包括改变电流的相位。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是车辆的示意图；
[0011]图2是示出了用于调节车辆中的电机的温度的油冷却系统的车辆的示意图；
[0012]图3是电机的截面形式的示意性视图；
[0013]图4是示出了用于控制至少一个电机的算法的流程图。
【具体实施方式】
[0014]在此描述本公开的实施例。然而，应该理解，公开的实施例仅仅是示例，且其它实施例可采用各种和可选的形式。附图不一定按照比例绘制；可能会夸大或最小化一些特征，以示出具体组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能性细节不应该被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域的技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参照任一附图示出和描述的各种特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征相组合，以产生未被明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，对于特定应用或实施，可期望与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改。
[0015]参照图1，车辆10包括动力分流动力传动系统。设置了车辆系统控制器(VSC)12，且该车辆系统控制器12通常被称作控制器12。控制器12控制车辆10的动力传动系统中的动力分配。设置了电池14，且电池14由控制器12控制。电池14具有双向电连接，从而(例如)电池14通过再生制动接收并储存电能，并且还向电机或电动牵引马达16供应电能。控制器12还控制内燃发动机(ICE) 18的运转。马达16和发动机18这两者均能够驱动变速器20，该变速器20最终将扭矩传递到车辆10的车轮。
[0016]虽然车辆10的控制系统被示出为具有VSC12，但这样的控制系统可包括一个以上的控制器。例如，单独的电池控制模块(BCM)可直接控制电池14。此外，单独的马达/发电机控制模块(MG⑶)可直接连接到马达16以及车辆10中的其他电机和控制器。应该理解，在下文中车辆10中的任何和所有的设想的控制器都被称作“控制器”。
[0017]发动机18将动力传递到扭矩输入轴22，该输入轴22通过单向离合器连接到行星齿轮组24。输入轴22驱动行星齿轮组24。行星齿轮组24包括环形齿轮26、太阳齿轮28和行星架总成30。输入轴22可驱动地连接到行星架总成30，当行星架总成30被驱动时能够使环形齿轮26和/或太阳齿轮28旋转。太阳齿轮28可驱动地连接到发电机32。发电机32可与太阳齿轮28啮合，从而发电机32可与太阳齿轮28 —起旋转或者不与太阳齿轮28 一起旋转。与马达16类似，发电机32可被称作电机，当在其他的车辆动力传动系统构造中利用这样的电机时，该电机能够产生电力并能够提供动力。
[0018]当发动机18结合到行星齿轮组24时，发电机32作为行星齿轮组24操作的反作用元件而产生电能。从发电机32产生的电能通过电连接36被传递到电池14。电池14还通过再生制动接收并储存电能，其中，从车轮输送扭矩，且该扭矩通过变速器20被输送回至发电机32并被储存在电池14中。电池14向马达16供应所储存的电能，以进行操作。从发动机18传递至发电机32的这部分动力也可直接传递至马达16。电池14、马达16和发电机32均通过可包括高压总线的电连接36以双向电流动路径相互连接。
[0019]可单独通过发动机18、单独通过电池14和马达16或者通过发动机18与电池14和马达16的组合来驱动车辆。在机械驱动模式或第一运转模式中，起动发动机18以通过行星齿轮组24传递扭矩。环形齿轮26向包括啮合齿轮元件40、42、44和46的级比(st印ratio)齿轮38分配扭矩。齿轮42、44和46安装在副轴上，且齿轮46向齿轮48分配扭矩。然后，齿轮48向扭矩输出轴50分配扭矩。在机械驱动模式中，还可启动马达16以协助发动机18驱动变速器20。当马达16用于协助而启动时，齿轮52向齿轮44和副轴分配扭矩。
[0020]在电动驱动模式(EV模式)或第二运转模式中，发动机18禁用，或者以其他方式防止发动机18向扭矩输出轴50分配扭矩。在EV模式中，电池14驱动马达16，以通过齿轮52、级比齿轮38和扭矩输出轴50分配扭矩。扭矩输出轴50连接到向牵引车轮58分配扭矩的差速器车桥机构56。控制器12控制电池14、发动机18、马达16和发电机32，以在机械驱动模式或EV模式中向车轮58分配扭矩。控制器12命令由每个动力源输出的动力量，从而满足驾驶员需求。
[0021]如之前所述，具有用于动力传动系统的两个动力源。第一动力源是发动机18，该发动机18向行星齿轮组24传递扭矩。另一动力源仅包括电动驱动系统,该电动驱动系统包括马达16、发电机32和电池14，其中，电池14作为用于发电机32和马达16的能量储存媒介。发电机32能够被行星齿轮组24驱动，并且可以选择性地作为马达并向行星齿轮组24传递动力。马达16和发电机32中的两者或者任一者可称作马达、发电机和/或电机，这是因为这两者均能够传递和吸收能量。
[0022]应该理解，虽然在车辆10中示出了动力分流动力传动系统，但车辆10可包括许多其他的构造。因此，可预期动力传动系统的单独的组件可不同，以适合于各种具体的应用。例如，在不包括行星齿轮组24的其他构造中，电机可通过从发动机或再生制动接收扭矩而被设置成作为发电机进行操作，同时相同的电机还可通过从牵弓I电池接收电能并通过变速器提供扭矩而作为马达进行操作。可预期车辆动力传动系统的其他车辆构造和电机的实施，因此这些构造和实施被认为在本公开的范围内。
[0023]参照图2，示出了示意性的车辆10，示出了电机的油循环系统62。油循环系统62包括泵送通过油循环路径66的油的油泵64。在整个变速器20中，油循环路径66中的油被泵送通过发电机32和马达16中的一个或两个。油作业以冷却和调节这两个电机的温度，从而通过齿轮38传递适当的扭矩并将扭矩传递到车轮58。
[0024]油冷却器68沿油循环路径66设置并被设置在变速器20外部，尽管如此，但是可预期，油冷却器68可安装在变速器20的内部。油冷却器通过与周围的空气和/或其他液体冷却剂进行热交换来冷却流动的油。
[0025]油温传感器70沿油流动循环路径66设置在多个位置。传感器70检测整个变速器20内的油温，包括流动通过马达16和发电机32之前和之后的油温。传感器70与VSC12进行油温通信，从而VSC12或其他控制器可基于油温调节通过电机输出的扭矩。
[0026]应该理解，油循环系统62和油流动循环路径66仅仅是为了示出性目的而作出的示例，可预期其他构造。例如，可预期，马达16和发电机32中的每个可包括各自的单独的油循环路径、泵和/或油冷却器。此外，可在动力传动系统构造中利用更多个或更少个电机，且可改变油量、油冷却器的类型以及循环路径的长度。
[0027]参照图3，示出了电机74。电机74指示马达16或发电机32。转子76被设置成可操作以绕轴78旋转。磁体80周向地安装在转子76内。转子76被静止的定子82围住。线圈或绕组84设置在定子82的整个内表面上。电机74以公知的方式操作，机械动力和电动力可通过相对旋转的磁体80和绕组84之间的相互作用形成或产生。绕组温度传感器86设置在整个绕组84中的多个位置，以与VSC12进行绕组温度通信。
[0028]应该理解，示出的电机74仅仅是为了示例性的目的。在车辆中的电机的多种构造在现有技术中是公知的。例如，磁体可相对于转子的表面暴露，或者磁体可安装在定子上，同时绕组与转子一起旋转。可预期其他构造。
[0029]参照图1至图3，通过变速器20分配以及分配至车轮58的最优扭矩取决于油循环系统62中的对油温的精确读取。任何错误或不精确的油温读取都会导致对马达16和发电机32输出的扭矩的不正确调节。例如，如果实际油温高于检测的油温，则命令通过马达16输出的扭矩值可能会低于期望的马达扭矩。不精确的油温读取会引起其他的扭矩不精确性，这是因为随着油温升高，需要命令电机输出更多的动力，以满足或保持期望的动力输出。因此，必须解决油温传感器70中的任何错误或失败。
[0030]参照图4，通过100示出了用于在温度传感器失败事件中调节扭矩的方法。简而言之，该方法100检测油温传感器中的失败，并基于电机的线圈或绕组的温度来估计油温，从而可保持适当的扭矩分配。
[0031]在操作102处，由传感器70、86来确定油温和线圈温度，并将油温和线圈温度传送至VSC12。在操作104和106处，确定在电机中的一个中的线圈温度传感器86中或在油温传感器70中是否存在失败。先从油温传感器70开始，如果在传感器70中不存在任何失败或错误，则在操作108处利用感测到的油温，以在操作110处进行最终的扭矩调节。换句话说，如果在油温传感器中不存在错误，则在确定马达16和/或发电机32应该输出多大的扭矩中以其正常的方式使用油温。
[0032]可选地，如果在油温传感器70中确实存在失败或错误，则在操作112处估计油温。可使用下面的等式(I)来估计油温:
[0033]Toil est JTM^rCoii + TGenCoiI\x ( I )
[0034]其中，Toil est是估计的油温，TMotorCoil是感测到的马达16的线圈温度，Tfcna)il是感测到的发电机32的线圈温度，X是可根据车辆而变化的调节因子。在一个示例中，X是40，从而马达线圈温度和发电机线圈温度的平均值被减小40度，以产生估计的油温。X可为任何其他的因子，并可通过比较实际的油温和估计的油温而进行测试以计算得到。X可根据使用的不同的油循环系统62或者根据不同的电机而变化。
[0035]通过VSC12或任何其他的控制器来执行等式I。因此，VSC12在至少一个油温传感器70错误或失败的事件中估计油温。一旦估计到油温，那么在操作114处，在控制系统中使用估计的油温，而不是感测到的油温。在操作110处，命令通过变速器20和/或到达车轮58的最终扭矩的调节利用估计的油温，而不是感测的油温。
[0036]返回至操作106，VSC12确定在发电机32的线圈温度传感器86中是否存在失败或错误。如果存在失败或错误，则在操作116处，在控制中使用马达线圈温度而不是发电机线圈温度，因此，在操作110处使用马达线圈温度来进行最终扭矩的调节。如果在106处不存在错误，则在操作118处，在扭矩控制中使用发电机线圈温度。在操作120处，分析马达16中的绕组或线圈84，以确定在马达16中的传感器86中是否存在错误。如果在操作120处在传感器86中不存在错误，则在操作122处，在扭矩控制中使用马达线圈温度。如果在马达16的传感器86中存在错误，则在操作124处，在扭矩控制中使用发电机线圈温度而不是感测到的马达线圈温度。在操作110处，使用马达线圈温度和发电机线圈温度中的任一者或两者来进行最终扭矩的调节。
[0037]参照图1至图4，VSC12基于在控制中所使用的在操作108、114、116、118和122处确定的油温、马达线圈温度和/或发电机线圈温度中的哪个来命令将由马达16和/或发电机32输出扭矩，以满足驾驶员需求。为了改变或保持扭矩输出以满足驾驶员需求，VSC12命令从电池14供应至马达16和/或发电机32的电流改变。改变电流可(例如)包括改变电机中的相位。对供应到电机的电流的改变使得由电机输出的扭矩改变。电流可被改变至保持并满足驾驶员需求。[0038]简而言之，如果在油温传感器70中存在失败，则可通过使用基于在电机中的至少一个中的线圈温度而估计的油温改变电机输出的扭矩来满足驾驶员需求。因此，利用精确的线圈温度传感器而不是不精确的油温传感器来保持所要求的扭矩输出。此外，如果在电机中的一个中的线圈温度传感器86中存在失败，则在最终的扭矩调节控制和油温的估计中可使用另一个电机的线圈温度。
[0039]在此公开的过程、方法或算法可被传送至处理装置、控制器或计算机/通过处理装置、控制器或计算机实施在此公开的过程、方法或者算法，所述处理装置、控制器或计算机可包括任何现存的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，所述过程、方法或算法可以以多种形式存储为可由控制器或计算机执行的数据和指令，所述多种形式包括但不限于，永久地存储在不可写入存储介质(例如，ROM装置)上的信息，可变地存储在可写入存储介质(例如，软盘、磁带、CD、RAM装置、其他磁介质和光学介质)上的信息。所述过程、方法或算法还可以以软件可执行对象实现。可选地，可完全或部分地使用合适的硬件组件(例如，特定用途集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或者其他硬件组件或装置、或者硬件、软件及固件组件的组合)来实施所述过程、方法或算法。
[0040]虽然上面描述了示例性实施例，但这些实施例旨在描述权利要求包括的所有可能的形式。在说明书中所使用的词语是描述性词语而非限定，应该理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可进行各种改变。如上所述，可组合多个实施例的特征以形成本发明的可能未被明确描述或示出的进一步实施例。虽然多个实施例已被描述为提供优点或在一个或更多个期望特性方面优于其它实施例或现有技术的实施方式，但是本领域普通技术人员认识到，根据具体的应用和实施，可以折中一个或更多个特征或特性以实现期望的整个系统属性。这些属性可包括但不限于:成本、强度、耐用性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、装配的便利性等。因此，被描述为在一个或更多个特性方面比其它实施例或现有技术实施方式更不被期望的实施例并不在本公开的范围之外并且可能期望用于特定应用。
【权利要求】
1.一种车辆,包括: 电机，包括绕组； 至少一个控制器，被配置成基于绕组的温度而改变被提供至电机的电流，从而随着温度的改变，根据要求的扭矩来保持由电机输出的扭矩。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述改变被提供至电机的电流包括随着温度的增大而增大电流。
3.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述改变被提供至电机的电流包括随着温度的减小而减小电流。
4.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述改变被提供至电机的电流包括改变电流的相位。
5.根据权利要求1所述的车辆，所述车辆还包括另一电机，所述另一电机包括线圈，其中，所述至少一个控制器还被配置成基于所述另一电机的线圈温度来改变被提供至所述电机的电流。
6.一种车辆，包括: 电机，包括线圈； 至少一个控制器，被配置成响应于线圈温度的改变来改变被提供至电机的电流，以根据要求的扭矩来保持由电机输出的扭矩。
7.根据权利要求6所述的车辆，其中，所述改变被提供至电机的电流包括随着温度的增大而增大电流。
8.根据权利要求6所述的车辆，其中，所述改变被提供至电机的电流包括随着温度的减小而减小电流。
9.根据权利要求6所述的车辆，其中，所述改变被提供至电机的电流包括改变电流的相位。
10.根据权利要求6所述的车辆，所述车辆还包括另一电机，所述另一电机包括线圈，其中，所述至少一个控制器还被配置成基于所述另一电机的线圈温度来改变被提供至所述电机的电流。
【文档编号】B60L15/20GK103660969SQ201310376172
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月26日 优先权日:2012年8月31日
【发明者】巴拉克里什南·劳, 丽玛·伊萨耶娃, 丹尼尔·利德基 申请人:福特全球技术公司