车辆的电动油泵控制方法与流程

1.本发明涉及一种车辆的电动油泵控制方法。更特别地，本发明涉及一种环保车辆的电动油泵控制方法，该泵能够更有效地冷却车辆的驱动马达，尤其当车辆在坡道上行驶时能够更有效地冷却车辆的驱动马达。


背景技术：

[0002]“环保车辆(ev)”是安装有可充电高压大容量电池的车辆的统称，包括混合动力电动车辆(hev)、插电式混合动力电动车辆(phev)、燃料电池电动车辆(fcev)等。
[0003]
驱动马达在驱动环保车辆方面起着重要作用。由于热、风、声音等损耗，驱动马达的效率为约90％。当驱动马达的温度升高时，会发生热损耗，热损耗占总损耗的约25％。在驱动马达被加热超过作为驱动马达的稳定操作温度的上限的阈值温度的情况下，驱动马达过热，并且可能会导致驱动马达的定子周围的线圈燃烧或转子中的永磁体退磁。因此，在驱动马达中设置了适当的冷却系统，使得驱动马达在阈值温度以下操作。
[0004]
根据冷却流体的类型，驱动马达可以由水、空气或油冷却。而且，可以基于是否接触而直接或间接冷却驱动马达。近来，由于驱动马达的冷却能力的重要性随着对高性能驱动马达的需求增加而增加，因此使用油的直接冷却越来越多地用于冷却驱动马达。作为冷却剂的油通过电动油泵(eop)进行泵送。由于确定供油量的eop逻辑与马达冷却系统的性能直接相关，因此开发可以确定每种情况下的最佳供油量的eop逻辑至关重要。
[0005]
eop的供油量取决于温度传感器所测量的温度。温度传感器可以位于驱动马达的线圈上或位于eop的供油口。驱动马达的温度传感器设置在线圈的冷却最弱的区域。参照图1，弱冷却区域通常出现在线圈c的位于驱动马达的六点钟位置的如h1所表示的部分中。
[0006]
当检测到驱动马达的温度升高、油的温度升高或温度随时间的变化量增加时，控制eop以增加供油量来改善冷却性能。由于油的高粘度，由eop泵送的油沿着虚线表示的预定路径l1以团聚状态流动。不在路径l1上的区域h1变为高温区域。因此，温度传感器t设置在驱动马达的六点钟位置，并且在驱动马达的六点钟位置测量采取保护驱动马达的步骤的代表温度。
[0007]
当车辆在平道上行驶时，优选在驱动马达的由h1表示的六点钟区域测量驱动马达的温度。但是，当车辆在如下坡或上坡的坡道上行驶时，驱动马达的弱冷却区域可能改变。也就是说，驱动马达的弱冷却区域可能不在六点钟区域h1。因此，当车辆在坡道上行驶时，有必要采取措施来改善驱动马达的弱冷却区域中的冷却性能。
[0008]
本发明的背景技术部分中包括的信息仅用于增强对本发明的总体背景的理解，并且不能被视为对该信息构成本领域技术人员已知的现有技术的承认或任何形式的暗示。


技术实现要素：

[0009]
本发明的各个方面旨在提供一种车辆的电动油泵控制方法，该方法能够改善驱动马达中的弱冷却区域的冷却性能。
[0010]
本发明的各个方面旨在提供一种车辆的电动油泵控制方法，该方法能够改善车辆的行驶性能。
[0011]
本发明的另一目的旨在提供一种车辆的电动油泵控制方法，该方法可以通过防止当车辆在坡道上行驶时在驱动马达中发生的过热引起的损坏和消磁来确保驱动马达的安全。
[0012]
本发明的又一目的旨在提供一种车辆的电动油泵控制方法，该方法能够减少车辆的成本。
[0013]
将理解的是，本发明的目的不限于上述目的，并且本发明的各个示例性实施例所属领域的技术人员可以从以下描述中理解上面未提及的其它目的。
[0014]
下面描述用于实现上述目的和用于执行本发明的特征功能的本发明的特征。
[0015]
根据本发明的各个方面，一种车辆的电动油泵控制方法包括：判断车辆是否已经进入大于预定坡度的坡道；当判断为车辆已经进入大于预定坡度的坡道时，判断车辆的驱动马达是否处于一个或多个过热状况；当判断为车辆处于过热状况时，判断过热状况的持续时间是否超过预设参考时间；以及当过热状况的持续时间超过预设参考时间时，向电动油泵的rpm输入供应脉动。
[0016]
根据本发明的各个示例性实施例，在eop控制方法中，控制eop以可变的供油量而不是固定的供油量来供应冷却油。也就是说，eop的供油量以正弦波或方波的形式随时间改变，从而改变油的流动路径并引起脉动，这使油被供应到驱动马达的整个区域。利用本控制方法，即使在驱动马达的弱冷却区域中，也可以改善冷却性能。
[0017]
此外，根据本发明的各个示例性实施例，该方法可以通过改善驱动马达的弱冷却区域中的冷却性能来使驱动马达免于降额(derating)，从而确保车辆更加稳定并且改善驱动性能。
[0018]
根据本发明的各个示例性实施例的方法，在车辆在坡道上行驶时弱冷却区域改变的情况下，消除驱动马达的线圈的局部过热损坏和永磁体退磁的风险，从而提高车辆的安全。
[0019]
此外，根据本发明的各个示例性实施例的方法在车辆在坡道上行驶的情况下，无需在改变的弱冷却区域中设置附加温度传感器，就可以防止驱动马达的过热损坏，从而降低车辆的成本。
[0020]
本发明的效果不限于上述效果，并且根据以下描述，本领域技术人员将清楚地认识到未提及的其它效果。
[0021]
本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些特征和优点将从并入本文中的附图和下面的具体实施方式中明显或在并入本文中的附图和下面的具体实施方式中更详细地阐述，并入本文中的附图和下面的具体实施方式一起用来解释本发明的某些原理。
附图说明
[0022]
图1是示例性地示出车辆的驱动马达和冷却油的流动路径的视图；
[0023]
图2a是示例性地示出当车辆在上坡坡道上行驶时车辆中驱动马达的位置的视图；
[0024]
图2b是图2a中的q1表示的部分的放大图；
[0025]
图3a是示例性地示出当车辆在下坡坡道上行驶时车辆中驱动马达的位置的视图；
[0026]
图3b是示例性地示出图3a中的q2表示的部分的放大图；
[0027]
图4是示例性地示出在hill-hold状态下的各相驱动电流的波形的视图；
[0028]
图5是示出根据本发明的各个示例性实施例的用于电动油泵控制方法的油冷却系统的结构的框图；
[0029]
图6是示出根据本发明的各个示例性实施例的描述电动油泵控制方法的驱动马达的冷却过程的框图；
[0030]
图7是示出根据本发明的各个示例性实施例的电动油泵控制方法的流程图；
[0031]
图8是示出根据本发明的各个示例性实施例的电动油泵控制方法的流程图；
[0032]
图9是示出根据本发明的各个示例性实施例的电动油泵控制方法的流程图；
[0033]
图10是示出根据本发明的各个示例性实施例的电动油泵控制方法的流程图；
[0034]
图11是示出根据本发明的各个示例性实施例的输入的eop转数(rpm)脉动图和响应曲线图；以及
[0035]
图12是示出根据本发明的各个示例性实施例的输入的eop转数(rpm)脉动图和响应曲线图。
[0036]
可以理解的是，附图不一定按比例绘制，呈现了示出本发明的基本原理的各种特征的某种程度简化的表示。如本文所包括的包括例如特定尺寸、方向、位置和形状的本发明的特定设计特征将部分地由特别预期的应用和使用环境来确定。
[0037]
在附图中，贯穿附图中的若干图，附图标记指代本发明的相同或等效部分。
具体实施方式
[0038]
现在将详细参考本发明的各个实施例，实施例的示例在附图中示出并且在下面进行描述。尽管将结合本发明的示例性实施例描述本发明，但是将理解的是，本说明书并不旨在将本发明限制于那些示例性实施例。另一方面，本发明旨在不仅涵盖本发明的示例性实施例，而且还涵盖可以包括在由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的各种替换实施例、修改实施例、等效实施例和其它实施例。
[0039]
在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。在本发明的示例性实施例中描述的特定结构或功能仅用于说明的目的。根据本发明的概念的实施例可以以各种形式实施，并且可以理解的是，实施例不能被解释为限于示例性实施例中描述的示例性实施方案，而是包括本发明的精神和范围内包括的所有修改实施例、等效实施例或替代实施例。
[0040]
将理解的是，尽管可以在本文中使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件可以不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。例如，在不脱离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一元件可以被称为第二元件。类似地，第二元件也可以被称为第一元件。
[0041]
将理解的是，当元件被称为“联接”或“连接”到另一元件时，该元件可以直接联接或连接到另一元件，或者这两个元件之间可以存在中间元件。相反，可以理解的是，当元件被称为“直接联接”或“直接连接”到另一元件时，不存在中间元件。解释元件之间的关系的例如“在
……
之间”、“直接在
……
之间”、“与
……
相邻”或“与
……
直接相邻”的其它表达可以以相同的方式来解释。
[0042]
在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的组件。同时，本文所使用的术语仅用
于描述各个示例性实施例，而不旨在进行限制。如本文所使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式。将进一步理解的是，术语“包括”、“包含”、“具有”等在示例性实施例中使用时，指定陈述的组件、步骤、操作或元件的存在，但不排除一个或多个其它组件、步骤、操作或元件的存在或添加。
[0043]
在下文中，将参照附图详细描述本发明。
[0044]
如在背景技术中先前所描述的，优选使用在冷却弱的六点钟区域h1中测量的温度作为用于确定电动油泵(eop)的供油量的基础。然而，由于当车辆在坡道上行驶时，弱冷却区域可能改变，因此需要校正用于确定供油量的基础温度。
[0045]
当车辆在坡道上时，油的流动路径根据坡道的倾斜角度而改变，并且弱冷却区域的位置改变。在车辆上坡行驶的情况下，因为油的流动路径从路径l1改变为路径l2，所以弱冷却区域可以从区域h1变为区域h2(参见图2a和图2b)。在下坡的情况下，油的流动路径从路径l1改变为路径l3，并且弱冷却区域可以从区域h1变为区域h3(参见图3a和图3b)。
[0046]
在这些情况下，位于六点钟区域h1中的温度传感器t无法测量驱动马达100中的温度最高的区域h2或区域h3的温度。然后，在坡道上行驶过程中，在高电流操作点或在hill-hold情况下，为驱动马达100设计的过热保护逻辑无法正常操作，因此会发生驱动马达100过热而损坏。如图4所示，hill-hold是指对驱动马达100中的各相线圈施加固定电流的情况。
[0047]
根据本发明的各个示例性实施例，提供了一种车辆的电动油泵控制方法。该方法可以改善对弱冷却区域的冷却，该弱冷却区域根据行驶条件(例如，当车辆在坡道上行驶时)而改变。
[0048]
参照图5和图6，根据本发明的各个示例性实施例，环保车辆的油冷却系统(os)与水冷却系统(ws)结合操作。
[0049]
油冷却系统(os)包括温度传感器10，并且温度传感器10包括驱动马达温度传感器12和油温度传感器14。如前所述，驱动马达温度传感器12设置在驱动马达100中冷却弱的区域中，例如，设置在驱动马达100中的六点钟位置。油温度传感器14可以包括测量在油进入驱动马达100之前的油的温度t
bf
的油温度传感器14以及测量在循环通过驱动马达之后返回到eop 30的油的温度t
af
的油温度传感器14。可以使用负温度系数(ntc)型传感器或正温度系数(ptc)型传感器作为温度传感器10。ntc型传感器和ptc型传感器基于电阻随温度变化的原理。
[0050]
控制器50从温度传感器10接收测量值，并且根据所测量的温度确定油的流量和油的喷射压力。换言之，控制器50根据从温度传感器10接收的温度来确定eop30的转数(rpm)。控制器50具有eop30的rpm图52。基于包括驱动马达100的温度、油的温度以及温度随时间的变化的变量，预先提供rpm图52。控制器50从rpm图52确定针对所测量的温度的特定rpm值，并将该特定rpm值传送到eop30。转而，eop30根据来自控制器50的命令以特定rpm值旋转eop。eop30包括控制单元32，该控制单元32使泵34以控制器50指示的特定rpm值旋转。控制单元32可以将关于实际rpm值和eop30的故障的信息传送到控制器50。
[0051]
由eop30泵送的油通过在热交换器70中与低温冷却水进行热交换来冷却。冷却到温度t
bf
的油通过eop30的压力从冷却管110喷射到驱动马达100，从而冷却驱动马达100。
[0052]
在冷却驱动马达100之后，油通过包括在减速器90中的油滤清器92去除其自身的
杂质。过滤后的油返回到eop30，并且油如上所述重复循环。
[0053]
根据eop rpm图52，eop30被配置为随着油或驱动马达100的温度升高而以更高的rpm驱动eop，使得大量的油被供应到驱动马达100。随着由eop30供应的油的量增加，油与驱动马达100的发热部分之间的接触面积增加，从而通过更快的油循环而冷却驱动马达100。
[0054]
当车辆在坡道上行驶时，弱冷却区域可以从h1改变为h2或h3。因此，本发明包括附加的eop控制逻辑，以在改变的弱冷却区域中提供足够的冷却性能。附加的eop控制逻辑可以包括在eop rpm图52中。
[0055]
参照图7，将描述根据本发明的各个示例性实施例的电动油泵控制方法。首先，该方法判断是否满足预定条件，以判断是否采用附加的eop操作。
[0056]
根据本发明的各个示例性实施例，预定条件中的一个可以是车辆在坡道上行驶的条件。控制器50判断车辆是否在坡道上(步骤s20)，以判断是否需要附加的eop操作。
[0057]
可以通过测量车辆的倾斜角度，即车辆与水平方向之间的倾斜角度，来检测车辆是否在坡道上。可选地，可以通过使用例如加速度传感器的已知方法来判断车辆是否在坡道上。当利用加速度传感器等测量的倾斜角度超过预设参考倾斜角度时，控制器50判断为车辆已经进入坡道。
[0058]
当判断为车辆在坡道上行驶时，控制器被配置为判断驱动马达100是否处于过热状况(步骤s40)。在示例性实施例中，术语“过热状况”或“潜在的过热状况”被定义为引入根据本发明的各个示例性实施例的控制方法所需的状况。
[0059]
参照图8，根据本发明的各个示例性实施例，过热状况包括流过驱动马达100的驱动电流超过预设参考电流的状态(步骤s140)。控制器50接收驱动马达100的当前驱动电流，并将当前驱动电流与参考电流进行比较，以判断车辆的驱动马达是否处于过热状况。
[0060]
例如，如果驱动马达对应于包括三相线圈u、v和w的三相驱动马达，则过热状况包括三相电流的最大电流值超过预设参考电流的状态。
[0061]
如图9所示，根据本发明的各个示例性实施例，可以通过比较车辆的当前速度以及车辆的当前扭矩来检测车辆的驱动马达是否处于过热状况。当车辆的当前速度小于特定速度并且车辆的当前扭矩超过在车辆的当前速度下预测的预期扭矩时，可以判断为驱动马达100处于过热状况(步骤s240)。控制器50可以通过比较车辆的当前扭矩和与车辆的当前速度相对应的预期扭矩来判断车辆的驱动马达是否处于过热状况。
[0062]
如图10所示，根据本发明的各个示例性实施例，控制器50检测缠绕在驱动马达周围的线圈之中具有最大相电流的线圈的位置是否与由车辆在坡道上引起的弱冷却区域的位置一致(步骤s340)。当两个位置彼此一致时，驱动马达被视为极有可能处于过热状况。在当前情况下，可以减小稍后将描述的预设参考时间。将减小的参考时间重置为小于初始设置的参考时间并且大于0。例如，参考时间可以是初始设置的参考时间的一半。
[0063]
再次参照图7或图9，当判断为车辆的驱动马达处于过热状况时，控制器50进一步判断过热状况的持续时间是否超过预设参考时间。换言之，判断过热状况持续的时间是否超过预设参考时间(步骤s60)。例如，判断驱动马达100的驱动电流超过参考电流的保持时间是否超过预设参考时间。可选地，检测车辆的当前速度小于特定速度且车辆的当前扭矩超过作为特定速度下的预期扭矩的状态持续的时间。
[0064]
根据本发明的各个示例性实施例，将任意时间定义为一个周期，并且设置重复的
参考周期数量。例如，一个周期可以被设置为十毫秒，并且周期的参考数量可以被设置为300。在这种情况下，当过热状况持续超过3秒时，判断为需要额外的eop控制。
[0065]
当检测过热状况的持续时间超过参考时间时，控制器50改变eop30的rpm(步骤s80)。也就是说，根据eoprpm图52将脉动应用于eop的rpm输入。
[0066]
如图11和等式1所示，根据本发明的各个示例性实施例，以正弦波的形式将脉动输入到eop30的rpm。
[0067]
[等式1]
[0068]
rpm＝rpm
当前
+αsin(βt)
[0069]
其中α和β根据当前rpm、驱动马达100的温度和油的温度来设置，t是时间。此处，α是正弦曲线的振幅。β是正弦曲线的频率，并且可以用于改变正弦曲线的周期。在本发明的示例性实施例中，α可以基于包括eop的当前rpm、驱动马达100的当前温度以及油的当前温度的参数来设置。以相同的方式，β可以基于包括eop的当前rpm、驱动马达100的当前温度和油的当前温度的参数来设置。例如，可以增加振幅α、可以增加频率β或增加这两者。
[0070]
可以连续或间断地输入正弦波。当输入正弦脉动时，油的流动路径可以由于油的波动而改变，并且油可以间歇性地到达驱动马达100的包括驱动马达的弱冷却区域的整个区域。换言之，可以解决由于油的固定流动路径而出现的弱冷却区域引起的过热问题。
[0071]
根据本发明的各个示例性实施例，如图12和等式2所示，以方波或脉动波的形式将脉动输入到eop30的rpm。
[0072]
[等式2]
[0073]
rpm＝rpm
当前
+c
[0074]
其中c为1或0。
[0075]
例如，c＝1被应用一秒，c＝0被应用三秒。本循环可以重复一次或多次。
[0076]
当输入脉动为方波时，油的流动路径可以由于脉动的供应而改变。同时，由于不需要计算正弦波，因此可以简化控制逻辑。
[0077]
下面将描述根据本发明的各个示例性实施例的车辆的电动油泵控制方法所提供的效果。
[0078]
常规地，在大电流或hill-hold情况下，根据温度设置eop的rpm，并且根据所设置的rpm和温度来控制eop，而不考虑驱动马达内的弱冷却区域的改变。另一方面，本发明通过控制eop以执行附加的操作控制来改善当车辆在坡道上操作时改变的弱冷却区域的冷却性能。因此，本发明的控制方法可以解决驱动马达的弱冷却区域中局部过热引起的损坏以及永磁体的消磁的问题。
[0079]
当驱动马达的温度升高时，控制eop以增加供油量，从而改善冷却性能。即使在当前情况下，由于驱动马达中的油的流动路径固定并且油由于重力而下落，因此驱动马达的下部会形成油难以到达的弱冷却区域。但是，根据本发明的各个示例性实施例，由于通过应用诸如正弦波的变化的值来改变eop的流量，改变油的供应，因此油的流动路径改变，并且在油流动中发生脉动，从而促使油进入弱冷却区域。换言之，可以改善在驱动马达中出现的弱冷却区域的冷却。
[0080]
当在车辆行驶期间温度传感器检测到大于或等于容许温度范围的预定上限的温度时，执行降额以防止车辆和驱动马达过热。本发明可以通过改善在驱动马达中出现的弱
冷却区域中的冷却性能来防止驱动马达降额，从而确保车辆的稳定的行驶性能。
[0081]
此外，当车辆在坡道上行驶时，本发明可以确保驱动马达的安全，以防止过热引起的损坏或消磁。在常规的eop控制技术的情况下，当车辆在坡道上行驶时驱动马达中的弱冷却区域改变时，由于改变的弱冷却区域没有被充分冷却并且不能检测到弱冷却区域的温度，因此降额被延迟执行，导致了驱动马达的过热引起的损坏或消磁。然而，根据本发明的各个示例性实施例，由于可以充分地冷却改变后的弱冷却区域，因此即使在过热保护降额逻辑发生故障的情况下，也可以保护驱动马达免于过热。
[0082]
为了防止当车辆在坡道上行驶时改变的弱冷却区域中由过热引起的损坏，存在一种在相应位置附加安装温度传感器的方法。然而，在当前情况下，成本的增加是不可避免的。根据本发明的各个示例性实施例，由于不需要附加温度传感器，因此获得了诸如节省成本的优点。
[0083]
此外，与控制装置有关的诸如“控制器”、“控制单元”、“控制设备”或“控制模块”等术语是指包括存储器和处理器的硬件装置，该处理器被配置为执行被解译为算法结构的一个或多个步骤。存储器存储算法步骤，并且处理器执行算法步骤以执行根据本发明的各个示例性实施例的方法的一个或多个过程。可以通过非易失性存储器和处理器来实施根据本发明的示例性实施例的控制装置，非易失性存储器被配置为存储关于用于控制车辆的各种组件的操作的算法或用于执行算法的软件命令的数据，处理器被配置为使用存储在存储器中的数据来执行上述操作。存储器和处理器可以是单独的芯片。可选地，存储器和处理器可以集成在单个芯片中。处理器可以被实施为一个或多个处理器。处理器可以包括各种逻辑电路和运算电路，可以根据从存储器提供的程序来处理数据，并且可以根据处理结果来生成控制信号。
[0084]
控制装置可以是由预定程序操作的至少一个微处理器，该预定程序可以包括用于执行本发明的前述各个示例性实施例中所包括的方法的一系列命令。
[0085]
前述发明也可以被实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。该计算机可读记录介质是可以存储之后可以由计算机系统读取的数据的任何数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括硬盘驱动器(hdd)、固态磁盘(ssd)、硅磁盘驱动器(sdd)、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、cd-rom、磁带、软盘、光学数据存储装置等以及如载波的实施方式(例如，通过互联网传输)。
[0086]
在本发明的各个示例性实施例中，上述每个操作可以由控制装置执行，并且该控制装置可以由多个控制装置或集成的单个控制装置配置。
[0087]
在本发明的各个示例性实施例中，控制装置可以以硬件或软件的形式来实施，或者可以以硬件和软件的组合来实施。
[0088]
为了方便解释和所附权利要求书中的准确限定，术语“上部”、“下部”、“内部”、“外部”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“正面”、“背面”、“后面”、“内”、“外”、“向内”、“向外”、“里面”、“外面”、“内部的”、“外部的”、“向前”和“向后”用于参考在附图中显示的示例性实施例的特征的位置来描述这些特征。将进一步理解的是，术语“连接”或其派生词既指直接连接又指间接连接。
[0089]
此外，术语“固定地连接”表示固定地连接的构件总是以相同的速度旋转。此外，术语“可选择性连接”表示“当可选择性连接的构件彼此不接合时，可选择性连接的构件单独
旋转；当可选择性连接的构件彼此接合时，可选择性连接的构件以相同的速度旋转；并且当可选择性连接的构件中的至少一个可选择性连接的构件是固定构件而其余的可选择性连接的构件接合到该固定构件时，可选择性连接的构件固定”。
[0090]
为了说明和描述的目的，已经给出了本发明的特定示例性实施例的前述描述。前述描述并不旨在穷举本发明或将本发明限制为所公开的精确形式，并且显然，根据以上教导，许多修改实施例和变型实施例是可能的。选择和描述示例性实施例以解释本发明的某些原理及其实际应用，以使本领域技术人员能够实现和利用本发明的各个示例性实施例及其各种替代实施例和修改实施例。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等同方案来限定。