本节提供的信息的目的在于总体地呈现本发明的背景。当前署名的发明人的工作就其在本节中所描述的以及在提交时可以不另外被作为是现有技术的多个方面的描述而言既不明确地也不隐含地被认可为是本发明的现有技术。
本发明涉及车辆推进系统，并且更具体地涉及用于基于电动机的转子的温度来控制车辆的电动机的系统和方法。
一些类型的车辆仅包括产生推进转矩的内燃机。混合动力车辆包括内燃机和一个或多个电动机这两者。与仅使用内燃机相比，一些类型的混合动力车辆利用电动机和内燃机努力实现更高的燃料效率。与内燃机本身可实现的转矩输出相比，一些类型的混合动力车辆利用电动机和内燃机实现更大的转矩输出。
一些示例类型的混合动力车辆包括并联混合动力车辆、串联混合动力车辆和其它类型的混合动力车辆。在并联混合动力车辆中，电动机与发动机并行工作以将发动机的功率和范围优势与电动机的效率和再生制动优势相结合。在串联混合动力车辆中，发动机驱动发电机为电动机发电，并且电动机驱动变速器。这允许电动机承担发动机的一些供电责任，从而可允许使用更小的且可能更有效的发动机。
技术实现要素：
在某种特征中，描述了一种车辆的电动机控制系统。电流命令模块被配置为基于对车辆的电动机的电动机转矩请求来产生用于电动机的第一d轴电流命令和用于电动机的第一q轴电流命令。调整模块被配置为基于电动机的转子的速度和电动机转矩请求来基于电动机的转子的温度而选择性地确定d轴电流调整和q轴电流调整中的至少一项。调整模块被配置为通过基于d轴电流调整来调整第一d轴电流命令而产生用于电动机的第二d轴电流命令并且通过基于q轴电流调整来调整第一q轴电流命令而产生用于电动机的第二q轴电流命令。切换控制模块被配置为基于第二d轴电流命令和第二q轴电流命令来控制逆变器模块的切换并且从能量存储装置向电动机的定子绕组供电。
在进一步的特征中，调整模块被配置为：当速度大于预定速度时，将d轴电流调整和q轴电流调整这两者均设定为预定值；并且当速度小于预定速度时，基于电动机转矩请求是否大于预定转矩，基于电动机的转子的温度选择性地确定d轴电流调整和q轴电流调整中的一项；并且调整模块被配置为：基于d轴电流调整等于预定值，将第二d轴电流命令设定为等于第一d轴电流命令；并且基于q轴电流调整等于预定值，将第二q轴电流命令设定为等于第一q轴电流命令。
在进一步的特征中，调整模块被配置为：基于d轴电流调整不等于预定值，进行以下一项：基于d轴电流调整而增大和减小第一d轴电流命令以产生第二d轴电流命令；并且基于q轴电流调整不等于预定值，进行以下一项：基于q轴电流调整而增大和减小第一q轴电流命令以产生第二q轴电流命令。
在进一步的特征中，调整模块被配置为进行以下一项：将第二d轴电流命令设定为等于第一d轴电流命令加上d轴电流调整；以及将第二d轴电流命令设定为等于第一d轴电流命令乘以d轴电流调整；并且进行以下一项：将第二q轴电流命令设定为等于第一q轴电流命令加上q轴电流调整；以及将第二d轴电流命令设定为等于第一q轴电流命令乘以q轴电流调整。
在进一步的特征中，调整模块被配置为：当速度小于预定速度并且电动机转矩请求大于预定转矩时，基于电动机的转子的温度来确定d轴电流调整；并且当速度小于预定速度并且电动机转矩请求小于预定转矩时，基于电动机的转子的温度来确定q轴电流调整。
在进一步的特征中，调整模块进一步被配置为当速度小于预定速度并且电动机转矩请求大于预定转矩时，将q轴电流调整设定为预定值。
在进一步的特征中，调整模块进一步被配置为当速度小于预定速度并且电动机转矩请求小于预定转矩时，将d轴电流调整设定为预定值。
在进一步的特征中，调整模块进一步被配置为当速度小于预定速度并且电动机转矩请求小于预定转矩时，基于第一d轴电流命令、电动机的d轴电感、电动机的q轴电感和预定增益来确定d轴电流调整。
在进一步的特征中，调整模块进一步被配置为当速度小于预定速度并且电动机转矩请求小于预定转矩时：基于转子的温度来确定电动机的磁通链；基于转子的温度来确定磁通链的变化；并且基于磁通链和磁通链的变化来确定q轴电流调整。
在进一步的特征中，调整模块进一步被配置为当速度小于预定速度并且电动机转矩请求大于预定转矩时：基于转子的温度来确定电动机的磁通链的变化；并且基于磁通链的变化、电动机的d轴电感以及电动机的q轴电感来确定d轴电流调整。
在某个特征中，一种用于车辆的电动机控制方法包括：基于用于对车辆的电动机的电动机转矩请求，产生用于车辆的电动机的第一d轴电流命令和用于电动机的第一q轴电流命令；基于电动机的转子的速度和电动机转矩请求，基于电动机的转子的温度而选择性地确定d轴电流调整和q轴电流调整中的至少一项；通过基于d轴电流调整来调整第一d轴电流命令而产生用于电动机的第二d轴电流命令；通过基于q轴电流调整来调整第一q轴电流命令而产生用于电动机的第二q轴电流命令；以及基于第二d轴电流命令和第二q轴电流命令，控制逆变器模块的切换，并且从能量存储装置向电动机的定子绕组供电。
在进一步的特征中，选择性地确定d轴电流调整和q轴电流调整中的至少一项包括：当速度大于预定速度时，将d轴电流调整和q轴电流调整这两者均设定为预定值；并且当速度小于预定速度时，基于电动机转矩请求是否大于预定转矩，基于电动机的转子的温度选择性地确定d轴电流调整和q轴电流调整中的一项；产生第二d轴电流命令包括基于d轴电流调整等于预定值而将第二d轴电流命令设定为等于第一d轴电流命令；并且产生第二q轴电流命令包括基于q轴电流调整等于预定值而将第二q轴电流命令设定为等于第一q轴电流命令。
在进一步的特征中，产生第二d轴电流命令包括基于d轴电流调整不等于预定值，进行以下一项：基于d轴电流调整而增大和减小第一d轴电流命令以产生第二d轴电流命令；并且产生第二q轴电流命令包括基于q轴电流调整不等于预定值，进行以下一项：基于q轴电流调整而增大和减小第一q轴电流命令以产生第二q轴电流命令。
在进一步的特征中，进行以下一项：产生第二d轴电流命令包括将第二d轴电流命令设定为等于第一d轴电流命令加上d轴电流调整；以及产生第二d轴电流命令包括将第二d轴电流命令设定为等于第一d轴电流命令乘以d轴电流调整；并且进行以下一项：产生第二q轴电流命令包括将第二q轴电流命令设定为等于第一q轴电流命令加上q轴电流调整；以及产生第二q轴电流命令包括将第二d轴电流命令设定为等于第一q轴电流命令乘以q轴电流调整。
在进一步的特征中，选择性地确定d轴电流调整和q轴电流调整中的至少一项包括：当速度小于预定速度并且电动机转矩请求大于预定转矩时，基于电动机的转子的温度来确定d轴电流调整；并且当速度小于预定速度并且电动机转矩请求小于预定转矩时，基于电动机的转子的温度来确定q轴电流调整。
在进一步的特征中，选择性地确定d轴电流调整和q轴电流调整中的至少一项包括当速度小于预定速度并且电动机转矩请求大于预定转矩时，将q轴电流调整设定为预定值。
在进一步的特征中，选择性地确定d轴电流调整和q轴电流调整中的至少一项包括当速度小于预定速度并且电动机转矩请求小于预定转矩时，将d轴电流调整设定为预定值。
在进一步的特征中，选择性地确定d轴电流调整和q轴电流调整中的至少一项包括当速度小于预定速度并且电动机转矩请求小于预定转矩时，基于第一d轴电流命令、电动机的d轴电感、电动机的q轴电感和预定增益来确定d轴电流调整。
在进一步的特征中，选择性地确定d轴电流调整和q轴电流调整中的至少一项包括当速度小于预定速度并且电动机转矩请求小于预定转矩时：基于转子的温度来确定电动机的磁通链；基于转子的温度来确定磁通链的变化；并且基于磁通链和磁通链的变化来确定q轴电流调整。
在进一步的特征中，选择性地确定d轴电流调整和q轴电流调整中的至少一项包括当速度小于预定速度并且电动机转矩请求大于预定转矩时：基于转子的温度来确定电动机的磁通链的变化；并且基于磁通链的变化、电动机的d轴电感以及电动机的q轴电感来确定d轴电流调整。
从详细说明、权利要求书和附图将会清楚本发明的其它应用领域。详细说明和具体示例仅旨在用于说明目的并且不旨在限制本发明的范围。
附图说明
通过详细说明和附图将更完全地理解本发明，其中：
图1是示例发动机控制系统的功能框图；
图2是示例发动机和电动机控制系统的功能框图；
图3是包括逆变器模块的示例实施方案的示意图；
图4是包括混合动力控制模块的示例实施方案的功能框图；
图5是电动机的转矩对速度的示例曲线图；并且
图6包括控制电动机的示例方法的流程图。
在附图中，可以重复使用附图标记以标识类似和/或相似的元件。
具体实施方式
车辆的内燃机在汽缸内燃烧空气和燃料以产生推进转矩。发动机经由变速器将转矩输出到车辆的车轮。一些类型的车辆可能不包括内燃机，或者内燃机可能未机械地联接到车辆的传动系。
电动机机械地联接到变速器的轴。在一些情况下，车辆的混合动力控制模块可从电池向电动机供电，以使电动机输出用于车辆推进的转矩。在其它情况下，混合动力控制模块可禁止功率流到达电动机，并且允许变速器驱动电动机的旋转。电动机在由变速器驱动时产生功率。当经由电动机产生的电压大于电池电压时，由电动机产生的功率可用于对电池进行再充电。
混合动力控制模块基于电动机的请求转矩输出来确定电动机的d轴电流命令和q轴电流命令。然而，电动机的转矩输出可随着电动机的转子的温度而变化。例如，电动机的转矩输出可随着转子温度升高而降低，并且反之亦然。
根据本发明，混合动力控制模块基于转子温度来选择性地调整d轴电流命令和q轴电流命令中的至少一项。例如，当转子的速度小于预定速度并且请求转矩输出大于预定转矩时，混合动力控制模块可基于转子温度来调整d轴电流命令。当转子的速度小于预定速度并且请求转矩输出小于预定转矩时，混合动力控制模块可基于转子温度来调整q轴电流命令。该调整有助于最小化发动机的实际转矩输出与请求转矩输出之间的任何差异。
现在参考图1，提出了示例动力系系统100的功能框图。车辆的动力系系统100包括发动机102，其燃烧空气/燃料混合物以产生转矩。车辆可为非自主的或自主的。
空气通过进气系统108被吸入到发动机102中。进气系统108可包括进气歧管110和节流阀112。仅作为示例，节流阀112可包括具有可旋转叶片的蝶形阀。发动机控制模块(ECM)114控制节气门致动器模块116，并且该节气门致动器模块116调节该节流阀112的开度以控制被吸入到进气歧管110中的空气的量。
进气歧管110中的空气被吸入到发动机102的汽缸中。虽然发动机102可包括多个汽缸，但是为了说明目的，示出单个代表性汽缸118。仅作为示例，发动机102可包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个汽缸。ECM114可指示汽缸致动器模块120在如下文进一步讨论的一些情况下选择性地停用一些汽缸，这可提高燃料经济性。
发动机102可使用四冲程循环或另一个合适的发动机循环来操作。下文描述的四冲程循环的四个冲程将被称为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。在曲轴(未示出)的每次转动期间，四个冲程中的两个冲程发生在汽缸118内。因此，汽缸118要经历所有四个冲程必须有两次曲轴转动。对于四冲程发动机，一个发动机循环可对应于两次曲轴转动。
在进气冲程期间，当汽缸118启动时，进气歧管110中的空气通过进气阀122被吸入到汽缸118中。ECM 114控制燃料致动器模块124，其调节燃料喷射以实现期望空燃比。燃料可在中心位置处或诸如靠近每个汽缸的进气阀122的多个位置处喷射到进气歧管110中。在各种实施方案(未示出)中，燃料可被直接喷射到汽缸中或喷射到与汽缸相关联的混合室/孔口中。燃料致动器模块124可停止向已停用的汽缸喷射燃料。
喷射的燃料与空气混合并且在汽缸118中形成空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，汽缸118内的活塞(未示出)压缩空气/燃料混合物。发动机102可为压缩点火发动机，在这种情况下，压缩导致点燃空气/燃料混合物。替代地，发动机102可为火花点火发动机，在这种情况下，火花致动器模块126基于来自ECM 114的信号激励汽缸118中的火花塞128，从而点燃空气/燃料混合物。一些类型的发动机(诸如均质充量压缩点火(HCCI)发动机)可执行压缩点火和火花点火这两者。可相对于当活塞在其最顶部位置(将称为上止点(TDC))的时间指定火花的正时。
火花致动器模块126可受指定TDC之前或之后多久才产生火花的正时信号控制。因为活塞位置直接与曲轴旋转有关，所以火花致动器模块126的操作可与曲轴的位置同步。火花致动器模块126可禁止向已停用的汽缸提供火花或向已停用的汽缸提供火花。
在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧向下驱动活塞，由此驱动曲轴。燃烧冲程可被限定为活塞到达TDC与活塞返回到最底部位置(将被称为下止点(BDC))的时间之间的时间。
在排气冲程期间，活塞开始从BDC上移并且通过排气阀130排出燃烧副产物。燃烧副产物经由排气系统134从车辆中排出。
进气阀122可由进气凸轮轴140控制，而排气阀130可由排气凸轮轴142控制。在各种实施方案中，多个进气凸轮轴(包括进气凸轮轴140)可控制汽缸118的多个进气阀(包括进气阀122)和/或可控制多组汽缸(包括汽缸118)的进气阀(包括进气阀122)。类似地，多个排气凸轮轴(包括排气凸轮轴142)可控制汽缸118的多个排气阀和/或可控制多组汽缸(包括汽缸118)的排气阀(包括排气阀130)。虽然已经示出且讨论了基于凸轮轴的阀致动，但是可实施无凸轮阀致动器。虽然示出了单独的进气凸轮轴和排气凸轮轴，但是可使用具有用于进气阀和排气阀这两者的凸角的一个凸轮轴。
汽缸致动器模块120可通过禁止打开进气阀122和/或排气阀130将汽缸118停用。可由进气凸轮相位器148改变进气阀122相对于活塞TDC的打开时间。可由排气凸轮相位器150改变排气阀130相对于活塞TDC的打开时间。相位器致动器模块158可基于ECM 114中的信号来控制进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150。在各种实施方案中，可省略凸轮定相。可变阀升程(未示出)还可受相位器致动器模块158控制。在各种其它实施方案中，进气阀122和/或排气阀130可受除凸轮轴之外的致动器(诸如机电致动器、电动液压致动器、电磁致动器等)控制。
发动机102可包括向进气歧管110提供加压空气的零个、一个或一个以上增压装置。例如，图1示出包括涡轮增压器涡轮160-1的涡轮增压器，该涡轮增压器涡轮160-1由流过排气系统134的废气驱动。增压器是另一种类型的增压装置。
涡轮增压器还包括涡轮增压器涡轮160-2，其由涡轮增压器涡轮160-1驱动并且压缩通向节流阀112中的空气。废气门162控制通过且绕过涡轮增压器涡轮160-1的排气流。废气门还可称为(涡轮增压器)涡轮旁通阀。废气门162可允许排气绕过涡轮增压器涡轮160-1以减少由涡轮增压器提供的进气压缩。ECM 114可经由废气门致动器模块164控制涡轮增压器。废气门致动器模块164可通过控制废气门162的开度来调制涡轮增压器的增压。
冷却器(例如，增压空气冷却器或中间冷却器)可耗散压缩的空气充量中所含的一定热量，该热量可随着空气压缩而产生。虽然为了说明目的而单独示出，但是涡轮增压器涡轮160-1和涡轮增压器压缩机160-2可彼此机械地联接，从而将进气放置成紧靠热排气。压缩的充气可吸收排气系统134的部件中的热量。
发动机102可包括废气再循环(EGR)阀170，其选择性地将废气重新引导回到进气歧管110。EGR阀170可从排气系统134中的涡轮增压器涡轮160-1上游接收废气。EGR阀170可受EGR致动器模块172控制。
可使用曲轴位置传感器180来测量曲轴位置。可基于使用曲轴位置传感器180测量的曲轴位置来确定发动机转速。可使用发动机冷却剂温度(ECT)传感器182来测量发动机冷却剂的温度。ECT传感器182可位于发动机102内或其中有冷却剂循环的其它位置(诸如散热器(未示出))处。
可使用歧管绝对压力(MAP)传感器184来测量进气歧管110内的压力。在各种实施方案中，可测量发动机真空，其是周围空气压力与进气歧管110内的压力之间的差值。可使用质量空气流量(MAF)传感器186来测量流入进气歧管110中的空气的质量流量。在各种实施方案中，MAF传感器186可位于也包括节流阀112的壳体中。
可使用一个或多个节气门位置传感器(TPS)190来测量节流阀112的位置。可使用进气温度(IAT)传感器192来测量被吸入到发动机102中的空气的温度。还可实施一个或多个其它传感器193。其它传感器193包括加速器踏板位置(APP)传感器、制动器踏板位置(BPP)传感器，可包括离合器踏板位置(CPP)传感器(例如，在手动变速器的情况中)，并且可包括一种或多种类型其它的传感器。APP传感器测量加速器踏板在车辆的乘客舱内的位置。BPP传感器测量制动器踏板在车辆的乘客舱内的位置。CPP传感器测量离合器踏板在车辆的乘客舱内的位置。其它传感器193还可包括一个或多个加速度传感器，其测量车辆的纵向(例如，前/后)加速度和车辆的横向加速度。虽然加速计是加速度传感器的示例类型，但是也可使用其它类型的加速度传感器。ECM 114可使用传感器中的信号来为发动机102做出控制决策。
ECM 114可与变速器控制模块194通信以例如协调发动机操作与变速器195中的换挡。ECM 114可与混合动力控制模块196通信以例如协调发动机102和电动机198的操作。虽然仅提供了一个电动机的示例，但是也可实施多个电动机。电动机198可为永磁电动机或在自由旋转时基于反电动势(EMF)输出电压的另一种合适类型的电动机，诸如直流(DC)电动机或同步电动机。在各种实施方案中，ECM 114、变速器控制模块194和混合动力控制模块196的各种功能可被集成到一个或多个模块中。
改变发动机参数的每个系统可被称为发动机致动器。每个发动机致动器具有相关致动器值。例如，节气门致动器模块116可被称为发动机致动器，并且节气门开度面积可被称为致动器值。在图1的示例中，节气门致动器模块116通过调整节流阀112的叶片的角度来实现节气门开度面积。
火花致动器模块126也可被称为发动机致动器，而对应的致动器值可为相对于汽缸TDC的火花提前量。其它发动机致动器可包括汽缸致动器模块120、燃料致动器模块124、相位器致动器模块158、废气门致动器模块164以及EGR致动器模块172。对于这些发动机致动器，致动器值可分别对应于汽缸启动/停用序列、燃料供给速率、进气和排气凸轮相位器角度、目标废气门开度以及EGR阀开度。
ECM 114可控制致动器值以使发动机102基于转矩请求而输出转矩。ECM 114可例如基于诸如APP、BPP、CPP等一个或多个驾驶员输入和/或一个或多个其它合适的驾驶员输入来确定转矩请求。ECM 114可例如使用将驾驶员输入与转矩请求关联的一个或多个函数或查找表来确定转矩请求。
在一些情况下，混合动力控制模块196控制电动机198输出转矩以例如补充发动机转矩输出。当发动机102关闭时，混合动力控制模块196还可控制电动机198以输出用于车辆推进的转矩。
混合动力控制模块196将来自能量存储装置(ESD)199的电力施加到电动机198以使得电动机198输出正转矩。ESD 199可包括例如一个或多个电池。ESD 199可专用于往返于电动机198的功率流，并且一个或多个其它电池或能量存储装置可为其它车辆功能供电。
电动机198可将转矩输出到例如变速器195的输入轴或变速器195的输出轴。离合器200接合以将电动机198联接到变速器195并且分离以将电动机198与变速器195分离。一个或多个传动装置可被实施在离合器200的输出与变速器195的输入之间，以在电动机198的旋转与变速器195的输入的旋转之间提供预定比。
混合动力控制模块196还可选择性地将车辆的机械能转换为电能。更具体地，当电动机198由变速器195驱动并且混合动力控制模块196没有从ESD 199向电动机198供电时，电动机198经由反电动势产生并输出功率。混合动力控制模块196可经由通过电动机198输出的功率对ESD 199进行充电。这可称为再生。
现在参考图2，提出了示例发动机控制系统的功能框图。ECM 114包括驾驶员转矩模块204，其基于驾驶员输入212来确定驾驶员转矩请求208。驾驶员输入212可包括例如加速器踏板位置(APP)、制动器踏板(BPP)和/或巡航控制输入。在各种实施方案中，巡航控制输入可由自适应巡航控制系统提供，该自适应巡航控制系统试图保持车辆与车辆路径中的物体之间的至少预定距离。驾驶员转矩模块204基于将驾驶员输入与驾驶员转矩请求关联的一个或多个查找表来确定驾驶员转矩请求208。可分别使用一个或多个APP传感器和BPP传感器来测量APP和BPP。
驾驶员转矩请求208是车轴转矩请求。车轴转矩(包括车轴转矩请求)是指车轮处的转矩。如下面进一步讨论，推进转矩(包括推进转矩请求)与车轴转矩不同，因为推进转矩可指代变速器输入轴处的转矩。
车轴转矩仲裁模块216在驾驶员转矩请求208与其它车轴转矩请求220之间做出仲裁。车轴转矩(车轮处的转矩)可由包括发动机102和/或一个或多个电动机(诸如电动机198)的各种来源产生。其它车轴转矩请求220的示例包括但不限于当检测到正车轮滑移时由牵引力控制系统请求的转矩减小、用于抵消负车轮滑移的转矩增加请求、用于减小车轴转矩以确保车轴转矩不会超过制动器在车辆停止时保持车辆的能力的制动管理请求，以及用于减小车轴转矩以防止车辆超过预定速度的车辆超速转矩请求。车轴转矩仲裁模块216基于接收到的车轴转矩请求208和220之间的仲裁结果来输出一个或多个车轴转矩请求224。
混合动力模块228可确定发动机102应当产生多少的一个或多个轴转矩请求224以及电动机198应当产生多少的一个或多个车轴转矩请求224。为了简化，将继续电动机198的示例，但是可使用多个电动机。混合动力模块228将一个或多个发动机转矩请求232输出到推进转矩仲裁模块236。发动机转矩请求232指示发动机102的请求转矩输出。混合动力模块228还向混合动力控制模块196输出电动机转矩请求234。电动机转矩请求234指示电动机198的请求转矩输出(正或负)。在发动机102被省略或未连接到车辆的输出推进转矩的车辆中，车轴转矩仲裁模块216可输出一个车轴转矩请求，并且电动机转矩请求234可等于该车轴转矩请求。
推进转矩仲裁模块236将发动机转矩请求232从车轴转矩域(车轮处的转矩)转换为推进转矩域(例如，变速器的输入轴处的转矩)。推进转矩仲裁模块236利用其它推进转矩请求240来仲裁转换的转矩请求。其它推进转矩请求240的示例包括但不限于对发动机超速保护所请求的转矩减小和对防止失速所请求的转矩增加。由于仲裁，推进转矩仲裁模块236可输出一个或多个推进转矩请求244。
致动器控制模块248基于推进转矩请求244来控制发动机102的致动器252。基于推进转矩请求244，致动器控制模块248可控制节流阀112的开度、由火花塞提供的火花的正时、由燃料喷射器喷射的燃料的正时和量、汽缸致动/停用、进气阀和排气阀定相、一个或多个增压装置(例如，涡轮增压器、增压器等)的输出、EGR阀170的开度，和/或一个或多个其它发动机致动器。在各种实施方案中，推进转矩请求244可在由致动器控制模块248使用之前进行调整或修改，以诸如形成转矩储备。
混合动力控制模块196基于电动机转矩请求234来控制逆变器模块256的切换。逆变器模块256的切换控制从ESD 199到电动机198的功率流。因而，逆变器模块256的切换控制电动机198的转矩。逆变器模块256还转换由电动机198产生的功率，并且向ESD 199输出功率，以例如对ESD 199充电。
逆变器模块256包括多个开关。开关被切换以将来自ESD 199的DC电转换为交流(AC)电，并且将AC电流施加到电动机198以驱动电动机198。例如，逆变器模块256可将来自ESD 199的DC电转换为三相AC电并且将该三相AC电施加到电动机198的(例如，a、b和c或u、v和w)定子绕组。经由通过定子绕组的电流产生的磁通量驱动电动机198的转子。转子连接到电动机198的输出轴并且驱动电动机198的输出轴的旋转。
在各种实施方案中，一个或多个滤波器可电连接在逆变器模块256与ESD 199之间。例如，可实施一个或多个滤波器以对往返于ESD 199的功率流进行滤波。作为示例，包括一个或多个电容器和电阻器的滤波器可与逆变器模块256和ESD 199并联电连接。
图3包括具有逆变器模块256的示例实施方案的示意图。高(正)侧304和低(负)308分别连接到ESD 199的正端子和负端子。逆变器模块256也连接在高侧304与低侧308之间。
逆变器模块256包括三个支路，电动机198的每个相连接一个支路。第一支路312包括第一开关316和第二开关320。开关316和320各自包括第一端子、第二端子和控制端子。开关316和320中的每一个可为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、场效应晶体管(FET)(诸如金属氧化物半导体FET(MOSFET))或另一种合适类型的开关。在IGBT和FET的示例中，控制端子被称为栅极。
第一开关316的第一端子连接到高侧304。第一开关316的第二端子连接到第二开关320的第一端子。第二开关320的第二端子可连接到低侧308。连接到第一开关316的第二端子和第二开关320的第一端子的节点连接到电动机198的第一相(例如，a)。
第一支路312还包括分别与开关316和320反向并联连接的第一个二极管324和第二个二极管328。换言之，第一个二极管324的阳极连接到第一开关316的第二端子，并且第一个二极管324的阴极连接到第一开关316的第一端子。第二个二极管328的阳极连接到第二开关320的第二端子，并且第二个二极管328的阴极连接到第二开关320的第一端子。当开关316和320关断(并且断开)时，在电动机198的输出电压大于ESD 199的电压的情况下，由电动机198产生的功率通过二极管324和328传递。这对ESD 199进行充电。二极管324和328形成三相整流器的一个相。
逆变器模块256还包括第二支路332和第三支路336。第二支路332和第三支路336(在电路方面)可与第一支路312类似或相同。换言之，第二支路332和第三支路336各自可包括如开关316和320以及二极管324和328等相应开关和二极管，它们以与第一支路312相同的方式连接。例如，第二支路332包括开关340和344以及反向并联二极管348和352。连接到开关340的第二端子和开关344的第一端子的节点连接到电动机198的第二定子绕组(例如，b)。第三支路336包括开关356和360以及反向并联二极管364和368。连接到开关356的第二端子和开关360的第一端子的节点连接到电动机198的第三定子绕组(例如，c)。
图4是包括混合动力控制模块196的示例实施方案的功能框图。切换控制模块404使用脉宽调制(PWM)信号来控制开关316和320的切换。例如，切换控制模块404可将PWM信号施加到开关316、320、340、344、356和360的控制端子。在导通时，功率从ESD 199流向电动机198以驱动电动机198。
例如，当从ESD 199向电动机198供电时，切换控制模块404可将大体上互补的PWM信号施加到开关316和320的控制端子。换言之，被施加到第一开关316的控制端子的PWM信号的极性与被施加到第二开关320的控制端子的PWM信号的极性相反。然而，当开关316和320中的一个的导通与开关316和320中的另一个的关断重叠时，可能有短路电流在流动。因而，切换控制模块404可产生PWM信号以在使开关316和320中的任一个导通之前的空载时间段期间关断开关316和320两者。考虑到这一点，大体上互补可能意味着当功率输出到电动机198时，两个信号在它们的大部分时间段内具有相反极性。然而，大约在过渡时，两个PWM信号在一定的重叠空载时间段内可具有相同极性(关断)。
被提供给第二支路332和第三支路336的开关的PWM信号也可每条支路大体上互补。被提供给第二支路332和和第三支路336的PWM信号可彼此相移，并且可从被提供给第一支路312的开关316和320的PWM信号相移。例如，每个支路的PWM信号可彼此相移120°(360°/3支路＝每支路120°偏移)。因而，通过电动机198的定子绕组(相)的电流彼此相移120°。
电流命令模块408基于电动机转矩请求234来确定用于电动机198的第一d轴电流命令(Id命令)和第一q轴电流命令(Iq命令)。第一d轴电流命令和第一q轴电流命令共同以412进行说明。电流命令模块408使用将转矩(例如，转矩请求或命令)与d和q轴电流关联的一个或多个等式和/或查找表来确定第一d轴电流命令和第一q轴电流命令。
然而，电动机198的转矩输出会随着电动机198的转子的温度而变化。例如，在相同条件下，电动机198的转矩输出可随着转子温度升高而降低，并且反之亦然。转子温度与转矩输出之间的关系可为线性或非线性的。在一些转矩和速度条件下，混合动力控制模块196基于电动机198的转子温度414而选择性地调整第一d轴电流命令和第一q轴电流命令中的至少一项。转子温度414是电动机198的转子的温度。
例如，可使用转子温度传感器416来测量转子温度414。在各种实施方案中，可通过转子温度估计模块来估计转子温度414。共同转让的第9,166,518号美国专利中可找到对转子温度414的估计的示例，该美国专利以引用方式全部并入本文。
调整模块418分别基于d轴电流调整(Id Adj)和q轴电流调整(Iq Adj)来选择性地调整第一d轴电流命令和第一q轴电流命令。更具体地，调整模块418基于d轴电流调整来选择性地调整第一d轴电流命令以产生第二d轴电流命令。例如，调整模块418可将第二d轴电流需求设定为基于或等于以下一项：(i)第一d轴电流需求与d轴电流调整之和；以及(ii)第一d轴电流需求乘以d轴电流调整。调整模块418基于q轴电流调整来选择性地调整第一q轴电流命令以产生第二q轴电流命令。例如，调整模块418可将第二q轴电流需求设定为基于或等于以下一项：(i)第一q轴电流需求与q轴电流调整之和；或(ii)第一q轴电流需求乘以q轴电流调整。d轴电流调整和q轴电流调整共同以420进行说明。第二d轴电流命令和第二q轴电流命令共同以424进行说明。
调整模块428基于转子温度414、电动机转矩请求234和转子速度432来确定d轴电流调整和q轴电流调整。转子速度432是电动机的转子的转速。例如，可使用转子速度传感器436来测量转子速度432。在各种实施方案中，转子速度432可由转子速度模块基于一个或多个其它参数来确定，转子位置随时间的这种变化，其中位置是基于流过电动机198的定子绕组的电流440(例如，Ia、Ib、Ic)来确定。电流传感器442可测量电流440。
图5包括转矩504对转子速度508的示例曲线图。轨迹512对应于在给定转子速度下电动机198的最大转矩输出。现在参考图4和5，当转子速度432大于预定速度时，调整模块428将d轴电流调整和q轴电流调整设定为预定非调整值。预定速度大于零并且可基于如下速度来校准：预定转子温度变化下的电动机198的转矩输出的变化小于预定值。示例预定速度在图5中由516说明。
将d轴电流调整设定为预定非调整值将导致调整模块418将第二d轴电流命令设定为等于第一d轴电流命令。将q轴电流调整设定为预定非调整值将导致调整模块418将第二q轴电流命令设定为等于第一q轴电流命令。仅作为示例，在电流调整与第一电流命令之和的示例中，预定非调整值可为0.0，并且在电流调整与第一电流命令相乘的示例中，预定非调整值可为1.0。
当转子速度432小于预定速度并且电动机转矩请求234大于预定转矩时，调整模块428基于转子温度414确定d轴电流调整，并且将q轴电流调整设定为预定非调整值。以此方式，将仅调整第一d轴电流命令。预定转矩大于零并且可被校准。示例预定转矩在图5中由520说明。
调整模块428可使用将转子温度与d轴电流调整关联的一个或多个等式和/或查找表来确定d轴电流调整。例如，调整模块428可将d轴电流调整设定为基于或等于以下项：
其中Δλ f是电动机198的磁通链的变化，Ld是电动机198的d轴电感，并且Lq是电动机198的q轴电感。
电动机198的磁通链的变化可随着转子温度414而变化，并且调整模块428可基于转子温度414来确定电动机198的磁通链的变化。例如，调整模块428可使用将转子温度与磁通链的变化关联的一个或多个等式和/或查找表来确定电动机198的磁通链的变化。调整模块428可基于电动机198的d轴电流和电动机198的q轴电流来确定电动机198的d轴电感和电动机198的q轴电感。d轴电流和q轴电流共同以444进行说明。参考系(FOR)模块448可通过应用Clarke变换和Park变换来将电流440变换为d和q轴电流。
当转子速度432小于预定速度并且电动机转矩请求234小于预定转矩时，在各种实施方案中，调整模块428可基于转子温度414确定q轴电流调整，并且将d轴电流调整设定为预定非调整值。以此方式，将仅调整第一q轴电流命令。调整模块428可使用将转子温度与q轴电流调整关联的一个或多个等式和/或查找表来确定q轴电流调整。例如，调整模块428可将q轴电流调整设定为基于或等于以下项：
其中Δλ f是电动机198的磁通链的变化，Ld是电动机198的d轴电感，Lq是电动机198的q轴电感，IdCom是第一d轴电流命令，IqCom是第一q轴电流命令，并且λ f是电动机198的磁通链。电动机198的磁通链可随着转子温度414而变化，并且调整模块428可基于转子温度414来确定电动机198的磁通链。例如，调整模块428可使用将转子温度与磁通链关联的一个或多个等式和/或查找表来确定电动机198的磁通链。
在各种实施方案中，当转子速度432小于预定速度并且电动机转矩请求234小于预定转矩时，调整模块428可基于转子温度414确定q轴电流调整，并且基于转子温度414来设定d轴电流调整。以此方式，第一q轴电流命令和第一d轴电流命令这两者均将被调整。调整模块428可使用将转子温度与q轴电流调整关联的一个或多个等式和/或查找表以及将转子温度与d轴电流调整关联的一个或多个等式和/或查找表来确定q轴电流调整。例如，调整模块428可将d轴电流调整设定为基于或等于以下项：
K*(Ld+Lq)*IqCom，
其中K是预定增益值，Ld是电动机198的d轴电感，Lq是电动机198的q轴电感，并且IqCom是第一q轴电流命令。调整模块428可将q轴电流调整设定为基于或等于以下项：
K*[(Ld+Lq)*IdCom+λf+Δλ，
其中K是预定增益值，Ld是电动机198的d轴电感，Lq是电动机198的q轴电感，Δλ f是电动机198的磁通链的变化，IdCom是第一d轴电流命令，并且λ f是电动机198的磁通链。
限制模块452将第二d轴电流命令和第二q轴电流命令限制在由预定最大电流和预定最小电流(例如，0)限定的预定电流范围内。电压命令模块456基于第二d轴电流命令和第二q轴电流命令以及d和q轴电流444来确定用于使电压施加到定子绕组的电压命令460。电压命令模块456可使用将d和q轴电流命令以及d和q轴电流与电压命令关联的一个或多个等式和/或查找表来确定电压命令460。在各种实施方案中，电压命令模块456可使用闭环控制来产生电压命令460，以分别向两个第二d轴电流命令和第二q轴电流命令调整d轴和q轴电流444，或者分别调整两个第二d轴电流命令和第二q轴电流命令。
切换控制模块404基于用于定子绕组的相应电压命令来确定要施加到定子绕组的PWM信号的占空比。例如，切换控制模块404可使用将电压命令与PWM占空比关联的一个或多个等式或查找表来确定占空比。
图6是描绘基于转子温度414控制电动机198的示例方法的流程图。控制开始于604，其中电流命令模块408接收电动机转矩请求234并且基于电动机转矩请求234来确定第一d轴电流命令第一q轴电流命令。在608处，调整模块428确定转子速度432是否大于预定速度。如果608为真，则调整模块428在612处将d和q轴电流调整设定为预定非调整值，并且控制继续进行到628。下面进一步讨论628。如果608为假，则控制继续进行到616。
在616处，调整模块428确定电动机转矩请求234是否小于预定转矩。如果616为假，则在620处，调整模块428将q轴电流调整设定为预定非调整值并且基于转子温度414来确定d轴电流调整，并且控制继续进行到628。例如，调整模块428可将d轴电流调整设定为基于或等于以下项：
其中Δλ f是电动机198的磁通链的变化并且基于转子温度414来确定，Ld是电动机198的d轴电感，并且Lq是电动机198的q轴电感。如果616为真，则控制继续进行到624。
调整模块428可在624处基于转子温度414确定q轴电流调整并且将d轴电流调整设定为预定非调整值。例如，调整模块428可将q轴电流调整设定为基于或等于以下项：
其中Δλ f是电动机198的磁通链的变化，Ld是电动机198的d轴电感，Lq是电动机198的q轴电感，IdCom是第一d轴电流命令，IqCom是第一q轴电流命令，并且λ f是电动机198的磁通链。调整模块428基于转子温度414来确定磁通链和磁通链的变化。
替代地，调整模块428可在624处基于转子温度414来确定q轴电流调整，并且还确定d轴电流调整。例如，调整模块428可将d轴电流调整设定为基于或等于以下项：
K*(Ld+Lq)，
其中K是预定增益值，Ld是电动机198的d轴电感，Lq是电动机198的q轴电感，并且IqCom是第一q轴电流命令。调整模块428可将q轴电流调整设定为基于或等于以下项：
K*[(Ld+Lq)*IdCom+λf+Δλ，
其中K是预定增益值，Ld是电动机198的d轴电感，Lq是电动机198的q轴电感，Δλ f是电动机198的磁通链的变化，IdCom是第一d轴电流命令，并且λ f是电动机198的磁通链。调整模块428基于转子温度414来确定磁通链和磁通链的变化。
在628处，调整模块418分别基于d和q轴电流调整选择性地调整第一d和q轴电流命令以产生第二d和q轴电流命令。仅作为示例，调整模块418可将第二d轴电流命令设定为基于或等于：(i)第一d轴电流命令与d轴电流调整之和；或者(ii)第一d轴电流命令乘以d轴电流调整。调整模块418可将第二q轴电流命令设定为基于或等于：(i)第一q轴电流命令与q轴电流调整之和；或者(ii)第一q轴电流命令乘以q轴电流调整。基于d和/或q轴电流调整进行的调整考虑了电动机198的转矩输出的变化，该变化可能归因于转子温度414，并且该调整导致电动机198的实际转矩输出更接近电动机转矩请求234。
在632处，切换控制模块404控制逆变器模块256的开关的切换以实现第二d和q轴电流命令。例如，电压命令模块456可基于第二d和q轴电流命令来确定电压命令460，并且确定要施加到逆变器模块256的开关的PWM信号的占空比以将电压命令460施加到相应的定子绕组。在各种实施方案中，限制模块452可在电压命令模块456使用第二d和q轴电流命令之前限制第二d和q轴电流命令。
以上描述的本质仅仅是说明性的并且决不旨在限制本发明、其应用或用途。本发明的广泛教导可通过各种形式来实施。因此，虽然本发明包括特定示例，但是本发明的真实范围不应当局限于此，因为当研究图式、说明书和以下权利要求书之后将明白其它修改。应当理解的是，方法内的一个或多个步骤可以不同顺序(或同时)执行且不更改本发明的原理。另外，虽然每个实施例在上文被描述为具有某些特征，但是关于本发明的任何实施例描述的任何一个或多个这样的特征均可在任何其它实施例的特征中和/或结合任何其它实施例的特征来实施，即便该组合没有明确描述。换言之，所描述实施例并不相互排斥，且一个或多个实施例彼此的置换保留在本发明的范围内。
元件之间(例如，模块、电路元件、半导体层等之间)的空间和功能关系是使用各种术语来描述，该术语包括“连接”、“接合”、“联接”、“相邻”、“紧靠”、“在……顶部上”、“在……上方”、“在……下方”和“设置”。除非明确描述为“直接”，否则当在上述公开中描述第一元件与第二元件之间的关系时，该关系可为其中第一元件与第二元件之间不存在其它介入元件的直接关系，但是也可为其中第一元件与第二元件之间(空间上或功能上)存在一个或多个介入元件的间接关系。如本文所使用，短语A、B和C中的至少一个应被理解为意味着使用非排他性逻辑OR的逻辑(A OR B OR C)，且不应被理解为意味着“至少一个A、至少一个B和至少一个C”。
在图式中，如由箭头部指示的箭头的方向总体上表明对图示感兴趣的信息(诸如数据或指令)流。例如，当元件A和元件B交换多种信息但从元件A传输到元件B的信息与图示有关时，箭头可从元件A指向元件B。此单向箭头并未暗示没有其它信息从元件B传输到元件A。另外，对于从元件A发送到元件B的信息，元件B可以向元件A发送对信息的请求或信息的接收确认。
在包括以下定义的本申请中，术语“模块”或术语“控制器”可用术语“电路”来代替。术语“模块”可指代以下项或是以下项的部分或包括以下项：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合式模拟/数字离散电路；数字、模拟或混合式模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享、专用或成组)；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享、专用或成组)；提供所述功能性的其它合适的硬件部件；或某些或所有上述的组合，诸如在片上系统中。
该模块可包括一个或多个接口电路。在某些示例中，接口电路可以包括连接到局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本发明的任何给定模块的功能性可分布在经由接口电路连接的多个模块中。例如，多个模块可允许负载平衡。在进一步示例中，服务器(又称为远程或云服务器)模块可完成代表客户端模块的某些功能性。
如上文所使用的术语代码可包括软件、固件和/或微代码，并且可指代程序、例程、函数、类、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路涵盖执行来自多个模块的某些或所有代码的单个处理器电路。术语成组处理器电路涵盖结合另外的处理器电路来执行来自一个或多个模块的某些或所有代码的处理器电路。对多个处理器电路的引用涵盖离散裸片上的多个处理器电路、单个裸片上的多个处理器电路、单个处理器单元的多个核心、单个处理器电路的多个线程或上述组合。术语共享存储器电路涵盖存储来自多个模块的某些或所有代码的单个存储器电路。术语成组存储器电路涵盖结合另外的存储器来存储来自一个或多个模块的某些或所有代码的存储器电路。
术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。如本文所使用的术语计算机可读介质并不涵盖(诸如在载波上)传播通过介质的暂时性电或电磁信号；术语计算机可读介质可以因此被视为有形且非暂时性的。非暂时性、有形计算机可读介质的非限制示例是非易失性存储器电路(诸如闪存电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩码只读存储器电路)、易失性存储器电路(诸如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁性存储介质(诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动)和光学存储介质(诸如CD、DVD或蓝光光盘)。
本申请中描述的设备和方法可部分或完全由通过配置通用计算机以执行计算机程序中实施的一个或多个特定功能而创建的专用计算机来实施。上述功能块、流程图部件和其它元件用作软件规范，其可通过本领域技术人员或编程者的常规作业而转译为计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非暂时性、有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可包括或依赖于所存储的数据。计算机程序可涵盖与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定装置交互的装置驱动器、一个或多个操作系统、用户应用程序、背景服务、背景应用程序等。
计算机程序可包括：(i)待剖析的描述性文本，诸如HTML(超文本标记语言)、XML(可扩展标记语言)或JSON(JavaScript对象表示法)、(ii)汇编代码、(iii)由编译器从源代码产生的目标代码、(iv)由解译器执行的源代码、(v)由即时编译器编译并执行的源代码，等。仅作为示例，源代码可以使用来自包括以下项的语言的语法写入：C、C++、C#、Objective-C、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、HTML5(超文本标记语言第5版)、Ada、ASP(活动服务器页面)、PHP(PHP：超文本预处理器)、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Lua、MATLAB、SIMULINK和
在35U.S.C.§112(f)的含义内，权利要求书中叙述的元件均不旨在是装置加功能元件，除非元件使用短语“用于……的装置”明确叙述或在使用短语“用于……的操作”或“用于……的步骤”的方法权利要求书的情况中。