电动车和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动车动力传动系。
【背景技术】
[0002]电马达驱动器系统通常包括交流(AC)电动机/功率转换器和直流(DC)功率源，例如存储电池。功率转换器通常包括逆变器，逆变器将来自电源的直流电转换为交流电，以驱动电动机。逆变器包括开关，所述开关以互补的方式开闭，以执行快速脉宽调制(PWM)开关功能，其将DC功率转换为AC功率。该AC功率驱动AC电动机，AC电动机又驱动车轮。
【发明内容】
[0003]车辆包括电动机、直流电源和操作性地连接到直流电源和电动机的逆变器。逆变器配置为将来自电源的直流电转换为交流电和将交流电传递到电动机。逆变器特征在于工作状态和不工作状态。控制器操作性地连接到逆变器且配置为控制逆变器进行工作或是不进行工作。控制器配置为选择性地使得逆变器进入逆变器在工作和不工作之间变动的运行模式。
[0004]在一定的车辆条件期间，逆变器在工作和不工作之间的变动能在电动机和逆变器中形成更低功率损耗。还提供一种相应的方法。
[0005]本发明提供一种车辆，包括:电动机；直流电源；逆变器，操作性地连接到直流电源和电动机；所述逆变器配置为将来自电源的直流电转换为交流电，且将交流电传递到电动机，且特征在于工作状态和不工作状态；控制器，操作性地连接到逆变器且配置为控制逆变器进行工作或是不进行工作；其中控制器配置为选择性地使得逆变器进入逆变器在工作和不工作之间变动的运行模式。
[0006]所述的车辆进一步包括输入装置，其可被司机操作，以输入请求的电动机扭矩；其中控制器操作性地连接到输入装置，以接收所述请求的电动机扭矩；其中控制器操作性地连接到电动机，使得控制器控制电动机的扭矩输出；和其中控制器配置为使得，响应于并非零的所述请求的电动机扭矩，控制器让逆变器进入逆变器在工作和不工作之间变动的所述运行模式。
[0007]在所述的车辆中，控制器配置为使得，如果电动机的速度超过预定电动机速度，则逆变器不进入所述运行模式。
[0008]在所述的车辆中，控制器配置为使得在所述运行模式期间逆变器以大于20赫兹的频率在工作和不工作之间变动。
[0009]在所述的车辆中，控制器配置为使得在所述运行模式期间逆变器以大于200赫兹的频率在工作和不工作之间变动。
[0010]在所述的车辆中，电动机是永磁体电动机。
[0011]在所述的车辆中，控制器配置为造成转变阶段，在该转变阶段期间，控制器产生第一命令扭矩和第二命令扭矩，电动机对所述命令扭矩做出响应；其中第一命令扭矩和第二命令扭矩交替出现；和其中第一命令扭矩和第二命令扭矩相对于所述请求的扭矩发散且相对于彼此发散，直到第一命令扭矩和第二命令扭矩中的一个为零。
[0012]在所述的车辆中，在所述运行模式期间电动机的扭矩输出为负，在所述运行模式中逆变器在工作和不工作之间变动。
[0013]在所述的车辆中，所述运行模式期间，与在逆变器不工作时相比，在逆变器工作时电动机的扭矩输出更低。
[0014]在所述的车辆中，逆变器包括多个开关，所述多个开关在逆变器工作时接通且在逆变器不工作时不接通。
[0015]在所述的车辆中，所述开关响应于脉宽调制信号接通且在没有脉宽调制信号时不接通。
[0016]本发明提供一种控制车辆的动力传动系的方法，车辆具有直流电源、电动机和逆变器，逆变器操作性地将所述电源和电动机互连，该方法包括:从输入装置接收非零扭矩请求；和响应于从输入装置接收非零扭矩请求使得逆变器进入逆变器在工作和不工作之间变动的运行模式。
[0017]在所述的方法中，使得逆变器进入逆变器在工作和不工作之间变动的运行模式包括使得逆变器以大于20赫兹的频率在工作和不工作之间变动。
[0018]在所述的方法中，使得逆变器进入逆变器在工作和不工作之间变动的运行模式包括使得逆变器以大于200赫兹的频率在工作和不工作之间变动。
[0019]在所述的方法中，电动机是永磁体电动机。
[0020]所述的方法进一步包括，在逆变器在工作和不工作之间变动的所述运行模式期间，使得电动机的扭矩输出为负。
[0021]所述的方法进一步包括，所述运行模式期间，与在逆变器不工作时相比，在逆变器工作时使得电动机的扭矩输出更低。
[0022]在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。
【附图说明】
[0023]图1是车辆的示意性部分剖开侧视图，车辆具有带电源、逆变器和电动机的动力传动系；
[0024]图2是显示了作为电动机扭矩函数的逆变器和电动机能量损耗的图；
[0025]图3是在逆变器在工作和不工作之间变动时车辆的速度和逆变器的状态的图；
[0026]图4是图1的逆变器的不意性显不；
[0027]图5是控制动力传动系的方法的流程图；和
[0028]图6是作为时间的函数的扭矩请求值和扭矩命令的图。
【具体实施方式】
[0029]参见图1，车辆10包括车辆车身14。车辆10还包括多个车轮18，所述车轮可旋转地将车身14支撑在地面上，地面即是车辆停歇或行进的表面。车辆10还包括动力传动系20，动力传动系包括电动机22。电动机22操作性地连接到至少一个车轮18，以对其传递扭矩且由此推进车辆10。电动机22可以直接或间接地连接到车轮18，例如经由多速变速器。动力传动系20还包括电源，例如电池26，其将电能供应到电动机22。
[0030]在所示实施例中，动力传动系20为电池动力传动系，即电池是用于为电动机22提供功率的唯一能量源。然而，可以在权利要求的范围内采用具有电动机的其他动力传动系构造。例如，动力传动系也可以是油电混合动力传动系，其中发动机还与电动机22串行或并行地提供用于推进车辆的功率。
[0031]电动机22为使用交流电的永磁体电动机。电池26提供直流电。动力传动系20包括逆变器30，所述逆变器操作性地连接到电池26，使得逆变器30接收来自电池26的直流电且将其转换为交流电。逆变器30操作性地连接到电动机22，以对其传递交流电。
[0032]动力传动系20还包括控制器34，所述控制器操作性地连接到逆变器30和电动机22，从而控制器34控制逆变器30和电动机22。控制器34可以是通常目的的数字计算机，通常包括微处理器或中央处理单元，只读存储器(ROM)，随机访问存储器(RAM)，电可编程的只读存储器(EPROM)，高速时钟，模拟数字(Α/D)和数字模拟(D/Α)和输入/输出电路和装置(I/O以及适当的信号调节和缓冲电路。控制器可以是一组控制算法，包括常驻程序指令和存储在ROM中的校准算法，且被执行为提供相应的控制功能。如在本文使用的，“控制器”可以包括一个或多个控制器、微处理器、中央处理单元、或协作以执行本文所述的操作的其他装置。
[0033]车辆10还包括输入装置38，所述输入装置可被车辆10的人类司机操作，以输入电动机22的期望或请求的扭矩输出。在所示实施例中，输入装置38包括可选择性地压下的脚踏板42。输入装置38还包括传感器46，所述传感器确定踏板42的位置且将表示踏板42位置的信号传递到控制器34。通常，踏板相对于其默认直立位置的位移越大则表示请求的扭矩越高。在踏板42不被压下时，请求的扭矩为零。控制器34响应于踏板42的位置而通过调节从电池26经由逆变器30传递到电动机22的能量的量来控制电动机22的扭矩输出。
[0034]参见图4，