專利名稱：用于電動(dòng)汽車的交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)總地來說涉及一種用來給電動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)輪提供動(dòng)力的無刷交流(AC)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
本部分中的描述僅僅提供與本申請(qǐng)相關(guān)的背景技術(shù)信息，并不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。所有的電動(dòng)機(jī)，例如交流(AC)電動(dòng)機(jī)或直流(DC)電動(dòng)機(jī)，其工作原理是相同的，即彼此接近的兩個(gè)磁場(chǎng)趨向于對(duì)齊。感應(yīng)磁場(chǎng)的一種方法是將電流通過線圈。如果通有電流的兩個(gè)線圈彼此接近，那么各自所產(chǎn)生的磁場(chǎng)就趨向于相互對(duì)齊。如果兩個(gè)線圈彼此成的角度為O到180度，那么這種趨勢(shì)就會(huì)在兩個(gè)線圈之間產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)的一種結(jié)構(gòu)是這些線圈中的一個(gè)機(jī)械固定在軸上，另一個(gè)固定在外殼上。在這些線圈中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩可以隨著穿過線圈的電流變化而變化。AC電動(dòng)機(jī)可以包括很多類的電動(dòng)機(jī)，例如單相電動(dòng)機(jī)/多相電動(dòng)機(jī)、通用電動(dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)和齒輪電動(dòng)機(jī)。AC電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以通過電磁體來產(chǎn)生，給電磁體供給的AC電壓與電動(dòng)機(jī)線圈的電壓相同。產(chǎn)生磁場(chǎng)的線圈通常叫做“勵(lì)磁線圈”，而能旋轉(zhuǎn)的線圈和實(shí)心鐵心叫做電樞線圈。AC電動(dòng)機(jī)有很多超過DC電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。一些種類的DC電動(dòng)機(jī)包括一個(gè)叫做換向器的裝置。換向器可以保證兩個(gè)線圈之間總保持一個(gè)角度，這樣當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)超過180度的時(shí)候，就可以連續(xù)地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。換向器將電流從電樞線圈中切斷，并在電樞線圈和連接到電動(dòng)機(jī)外殼上的勵(lì)磁線圈之間的角度達(dá)到零度之前將電流重新連接到第二電樞線圈上。每個(gè)電樞線圈的端部都帶有稱為整流條的接觸器。用碳制成的接觸器被稱為電刷，被固定到電動(dòng)機(jī)外殼上。帶有換向器和電刷的DC電動(dòng)機(jī)通常叫做“刷式”DC電動(dòng)機(jī)。隨著DC電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)，電刷就與一組整流條分離，并與下一組整流條接觸。這個(gè)過程在電樞線圈和勵(lì)磁線圈之間保持一個(gè)相對(duì)恒定的角度，這樣就可以在DC電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)過程中保持一個(gè)恒定的轉(zhuǎn)矩。一些種類的AC電動(dòng)機(jī)，例如無刷AC電動(dòng)機(jī)，不使用電刷或整流條。刷式DC電動(dòng)機(jī)通常要定期維護(hù)來檢查和更換磨損的電刷，并要從各個(gè)電動(dòng)機(jī)表面清理可能產(chǎn)生火花危險(xiǎn)的碳?jí)m。因此，用無刷的AC電動(dòng)機(jī)取代刷式DC電動(dòng)機(jī)可以消除和維護(hù)以及磨損相關(guān)的問題，并可以消除危險(xiǎn)火花的問題。AC電動(dòng)機(jī)可以非常適用于定速運(yùn)轉(zhuǎn)。這是因?yàn)榕cDC電動(dòng)機(jī)不同，AC電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是由施加到電動(dòng)機(jī)端子上的AC電壓的頻率決定的。
已有兩種截然不同的AC電動(dòng)機(jī)AC同步電動(dòng)機(jī)和AC異步電動(dòng)機(jī)。同步電動(dòng)機(jī)包括在定子部分中的一系列繞組，該定子部分具有簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)區(qū)域。電流通過線圈，在線圈中產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。因?yàn)殡娏魇墙蛔兊?，所以電?dòng)機(jī)通常就可以根據(jù)正弦波的頻率而平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。這就使得從空載到滿載都有恒定的、不變的速度，而不會(huì)打滑。AC異步電動(dòng)機(jī)通常在兩種AC電動(dòng)機(jī)中是更常見的一種。AC異步電動(dòng)機(jī)使用電流來引起在線圈中的旋轉(zhuǎn)，而不是直接提供旋轉(zhuǎn)。因此，AC異步電動(dòng)機(jī)在旋轉(zhuǎn)電樞上使用短接的線環(huán)，通過改變?cè)趧?lì)磁線圈中的磁場(chǎng)來從這些線環(huán)中產(chǎn)生的電流中來獲得發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，例如高爾夫球車和小型多用途車輛，都是DC驅(qū)動(dòng)的，并且基本上都是采用分流型DC驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來供給能量的。這種分流型DC電動(dòng)機(jī)已經(jīng)取代了很多老款串繞DC電動(dòng)機(jī)來給例如高爾夫球車的車輛提供電能。分流型DC電動(dòng)機(jī)具有并聯(lián)連接到共有電壓源上的電樞和勵(lì)磁繞組，該結(jié)構(gòu)在控制電動(dòng)機(jī)性能方面比串繞DC電動(dòng)機(jī)具有更大的靈活性。但是，這樣的分流型電動(dòng)機(jī)還存在維護(hù)和潛在火花危險(xiǎn)的問題。迄今為止，無刷AC驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還不能用來提供驅(qū)動(dòng)例如高爾夫球車的車輛的車輪的原動(dòng)力。通過下面的說明，進(jìn)一步的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊酶用黠@?？梢?理解的是，說明和特定實(shí)施例僅僅是出于說明的目的，而不是要限定本申請(qǐng)的范圍。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的第一方面提供了一種用于多用途車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括用于提供驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的交流AC電動(dòng)機(jī)；AC電動(dòng)機(jī)控制器，用于接收電池電壓信號(hào)、節(jié)氣門踏板位置信號(hào)、制動(dòng)踏板位置信號(hào)、鑰匙開關(guān)信號(hào)、前進(jìn)/空擋/倒車FNR信號(hào)和表示該多用途車輛是被驅(qū)動(dòng)還是被牽引的行駛/牽引信號(hào)，其中該AC電動(dòng)機(jī)控制器產(chǎn)生用于該AC電動(dòng)機(jī)的AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)；和其中該AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)是基于該電池電壓信號(hào)、節(jié)氣門踏板位置信號(hào)、制動(dòng)踏板位置信號(hào)、鑰匙開關(guān)信號(hào)、FNR信號(hào)和行駛/牽引信號(hào)產(chǎn)生的。在本發(fā)明的第二方面提供了一種操作用于多用途車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的方法，包括提供驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；接收電池電壓信號(hào)、節(jié)氣門踏板位置信號(hào)、制動(dòng)踏板位置信號(hào)、鑰匙開關(guān)信號(hào)、前進(jìn)/空擋/倒車FNR信號(hào)和表示該多用途車輛是被驅(qū)動(dòng)還是被牽引的行駛/牽引信號(hào)；基于該電池電壓信號(hào)、節(jié)氣門踏板位置信號(hào)、制動(dòng)踏板位置信號(hào)、鑰匙開關(guān)信號(hào)、FNR信號(hào)和行駛/牽引信號(hào)產(chǎn)生AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)；和將該AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成用于推進(jìn)該多用途車輛的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在本發(fā)明的第三方面提供了一種用于包括多個(gè)車輪的多用途車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括多個(gè)交流AC電動(dòng)機(jī)，每個(gè)電動(dòng)機(jī)給相關(guān)的一個(gè)車輪提供驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；AC電動(dòng)機(jī)控制器，用于接收電池電壓信號(hào)、節(jié)氣門踏板位置信號(hào)、制動(dòng)踏板位置信號(hào)、鑰匙開關(guān)信號(hào)、前進(jìn)/空擋/倒車FNR信號(hào)和表示該多用途車輛是被驅(qū)動(dòng)還是被牽引的行駛/牽引信號(hào)，其中該AC電動(dòng)機(jī)控制器產(chǎn)生用于多個(gè)相關(guān)AC電動(dòng)機(jī)的多個(gè)AC驅(qū)動(dòng)信號(hào);其中該AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)是基于該電池電壓信號(hào)、節(jié)氣門踏板位置信號(hào)、制動(dòng)踏板位置信號(hào)、鑰匙開關(guān)信號(hào)、FNR信號(hào)和行駛/牽引信號(hào)產(chǎn)生的。在本發(fā)明的第四方面提供了一種多用途車輛，包括多個(gè)支撐該車輛的車輪，至少一個(gè)車輪是驅(qū)動(dòng)輪；
交流AC電動(dòng)機(jī)，用于給該驅(qū)動(dòng)輪提供驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；AC電動(dòng)機(jī)控制器,用于接收多個(gè)輸入,該電動(dòng)機(jī)控制器產(chǎn)生用于該AC電動(dòng)機(jī)的AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)；其中該AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)是根據(jù)至少電池電壓信號(hào)、節(jié)氣門踏板位置信號(hào)和制動(dòng)踏板位置信號(hào)產(chǎn)生的。在本發(fā)明的第五方面提供了一種操作用于多用途車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的方法，包括提供驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；接收電池電壓信號(hào)、節(jié)氣門踏板位置信號(hào)、制動(dòng)踏板位置信號(hào)，以及鑰匙開關(guān)信號(hào)、前進(jìn)/空擋/倒車FNR信號(hào)和表示該多用途車輛是被驅(qū)動(dòng)還是被牽引的行駛/牽引信號(hào)中的至少一個(gè)；、根據(jù)所接收的信號(hào)產(chǎn)生AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)；和將該AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成用于推進(jìn)該多用途車輛的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在本發(fā)明的第六方面提供了一種用于包括多個(gè)車輪的多用途車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括多個(gè)交流AC電動(dòng)機(jī)，每個(gè)電動(dòng)機(jī)給相關(guān)的一個(gè)車輪提供驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；AC電動(dòng)機(jī)控制器，用于接收電池電壓信號(hào)、節(jié)氣門踏板位置信號(hào)、制動(dòng)踏板位置信號(hào)，以及鑰匙開關(guān)信號(hào)、前進(jìn)/空擋/倒車FNR信號(hào)和表示該多用途車輛是被驅(qū)動(dòng)還是被牽引的行駛/牽引信號(hào)中的至少一個(gè)，其中該AC電動(dòng)機(jī)控制器產(chǎn)生用于多個(gè)相關(guān)AC電動(dòng)機(jī)的多個(gè)AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)；和其中該AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)是基于該電池電壓信號(hào)、節(jié)氣門踏板位置信號(hào)、制動(dòng)踏板位置信號(hào)、鑰匙開關(guān)信號(hào)、FNR信號(hào)和行駛/牽引信號(hào)產(chǎn)生的。在本發(fā)明的第七方面提供了一種操作用于多用途車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的方法，包括提供驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；接收電池電壓信號(hào)、節(jié)氣門踏板位置信號(hào)、制動(dòng)踏板位置信號(hào)，以及鑰匙開關(guān)信號(hào)、前進(jìn)/空擋/倒車FNR信號(hào)和表示該多用途車輛是被驅(qū)動(dòng)還是被牽引的行駛/牽引信號(hào)中的至少一個(gè)；基于該電池電壓信號(hào)、節(jié)氣門踏板位置信號(hào)、制動(dòng)踏板位置信號(hào)，以及鑰匙開關(guān)信號(hào)、FNR信號(hào)和行駛/牽引信號(hào)中的至少一個(gè)產(chǎn)生AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)；和將該AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成用于推進(jìn)該多用途車輛的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。


這里所示出的附圖僅僅是為了說明的目的，而不是要限定本申請(qǐng)的范圍。在申請(qǐng)文件中，類似的部件用類似的附圖標(biāo)記來表示，這也僅僅是出于說明的目的，而不是要限定各種實(shí)施例。圖I是根據(jù)各種實(shí)施例的AC驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的框圖。圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的儀表板的框圖。圖3是示出了根據(jù)各種實(shí)施例的CAN通信芯片的結(jié)構(gòu)的框圖。圖4是示出了根據(jù)各種實(shí)施例的前輪速度傳感器的框圖。圖5是示出了根據(jù)各種實(shí)施例中的多輪或全輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實(shí)施例方式圖I是根據(jù)各種實(shí)施例的一種AC驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示例性框圖。在圖I中示出了 AC驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100,其可以包括例如異步電動(dòng)機(jī)或永磁電動(dòng)機(jī)的三相(3 Φ ) AC電動(dòng)機(jī)110,還包括匹配的AC驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制器120，該控制器120用于例如高爾夫球車和/或小型多用途車輛的電動(dòng)車輛190上。如下所述，AC驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100可以提供牽引力、行車制動(dòng)功能，并可以將車輛190的動(dòng)能回收和轉(zhuǎn)化成電動(dòng)勢(shì)(EMF)形式的勢(shì)能。參照?qǐng)D1，響應(yīng)于電動(dòng)機(jī)控制器120，電動(dòng)機(jī)110可以提供原動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)車輪198，并通過鎖止式差速器194和軸196將原動(dòng)力或牽引能量經(jīng)軸192傳遞給后輪198。電動(dòng)機(jī)110可操作地連接到電動(dòng)制動(dòng)器180上，電動(dòng)制動(dòng)器180通過信號(hào)線185受電動(dòng)機(jī)控制器 120和/或電動(dòng)機(jī)110的控制。另外，用于節(jié)氣門(加速踏板)170的節(jié)氣門控制是根據(jù)經(jīng)信號(hào)線126從電動(dòng)機(jī)控制器120接收的信號(hào)，通過節(jié)氣門位置傳感器175和節(jié)氣門啟動(dòng)傳感器177來進(jìn)行的。而且，AC驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100還包括行車制動(dòng)器踏板160，該踏板160根據(jù)從電動(dòng)機(jī)控制器120的信號(hào)通過電動(dòng)機(jī)110來控制制動(dòng)。行車制動(dòng)器踏板160的移動(dòng)是由上述傳感器中的一個(gè)或兩個(gè)來檢測(cè)的，傳感器產(chǎn)生通過通信線122發(fā)送給電動(dòng)機(jī)控制器120的控制信號(hào)。和制動(dòng)器踏板160相關(guān)的傳感器可以包括制動(dòng)器位置傳感器163和全沖程傳感器165，這將在下面進(jìn)一步說明。如圖I所示，電動(dòng)機(jī)控制器120在操作上通過直接連接或控制器局域網(wǎng)(CAN)總線145以及相關(guān)的連接器接口可以與便攜電池組130、充電器140、外部網(wǎng)絡(luò)150和例如倒車報(bào)警傳感器的其它外部裝置或輸出裝置155中的一個(gè)或多個(gè)相連。在電動(dòng)機(jī)控制器120、充電器140和外部網(wǎng)絡(luò)150之間的工作控制和數(shù)據(jù)交換將在下面詳細(xì)介紹。用于AC驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100的AC系統(tǒng)邏輯可以包括一系列的驅(qū)動(dòng)輸入和驅(qū)動(dòng)輸出。下面介紹的是向系統(tǒng)邏輯的輸入和從系統(tǒng)邏輯的輸出，這些系統(tǒng)邏輯是在例如電動(dòng)機(jī)傳感器120的智能裝置中執(zhí)行的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，除了下述之外的輸入和輸出參數(shù)或信號(hào)可以通過示例性AC驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來執(zhí)行。圖2是根據(jù)各種實(shí)施例的一個(gè)示例性的儀表板的框圖。參照?qǐng)D2，一個(gè)合適的儀表板200可以包括鑰匙開關(guān)220、前進(jìn)、空擋和倒車(FNR)開關(guān)230、低電量指示器235、安培小時(shí)表240、LED 245、控制器指示器248和倒車報(bào)警指示器250?？刂破髦甘酒?48可以指示例如正常狀態(tài)、警告等等的狀態(tài)，或者指示AC控制器120或AC電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的其它部件。LED 245可以是單個(gè)LED或多個(gè)LED，可以被配置為顯示適當(dāng)?shù)臄?shù)字錯(cuò)誤代碼或文字?jǐn)?shù)字錯(cuò)誤代碼。錯(cuò)誤代碼可以包括，但是不局限于，與AC電動(dòng)機(jī)110、電動(dòng)機(jī)控制器120、電池組130、行車制動(dòng)器160、電動(dòng)制動(dòng)器180等的近似閾值或警告條件相關(guān)的錯(cuò)誤代碼。車輛190還可以包括一個(gè)在所需位置提供的適當(dāng)?shù)男旭?牽引開關(guān)210，其由車輛190的操作者所操縱。行駛/牽引開關(guān)210可以位于車輛190上便于牽引的位置，但是應(yīng)該是從操作者(或乘客)的座位不容易操縱該開關(guān)的位置，以避免在車輛190的正常行駛過程中有意或無意地打開開關(guān)210。當(dāng)行駛/牽引開關(guān)210被選擇為行駛，通過電動(dòng)機(jī)控制器120和電動(dòng)機(jī)110提供原動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)車輛190。當(dāng)行駛/牽引開關(guān)210被轉(zhuǎn)換為牽引時(shí)，給電動(dòng)制動(dòng)器180通電一段時(shí)間，該時(shí)間足夠啟動(dòng)電動(dòng)制動(dòng)器180和電動(dòng)機(jī)控制器120，該時(shí)間可以是例如I秒，并且電動(dòng)制動(dòng)器180還可以提供一個(gè)給定的脈沖寬度調(diào)制(PWM)百分比，例如可以是40%，來維持電動(dòng)制動(dòng)器180隨后工作。如這里將更加詳細(xì)介紹的那樣，這就使得車輛190可以以等于或稍微大于額定的電動(dòng)機(jī)速度被牽引，例如在高爾夫球車上為大約4650RPM。行駛/牽引開關(guān)210處于牽引狀態(tài)時(shí)，提供零車輪轉(zhuǎn)矩的牽引模式被啟動(dòng)。另一種對(duì)系統(tǒng)邏輯的輸入可以是通過具有0N/0FF開關(guān)位置的鑰匙開關(guān)220來提供的。隨著鑰匙開關(guān)220被設(shè)定為開位置，則驅(qū)動(dòng)邏輯能量就可以啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制器120，并且能量可以啟動(dòng)電動(dòng)制動(dòng)器180。將鑰匙開關(guān)220設(shè)定為關(guān)狀態(tài)就可以停止電動(dòng)機(jī)控制器120的邏輯能量，并不再為電動(dòng)制動(dòng)器180提供能量。將FNR開關(guān)230設(shè)定為前進(jìn)狀態(tài)就可以啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)邏輯能量來選擇向前的驅(qū)動(dòng)方
向。前進(jìn)速度可以等于額定電動(dòng)機(jī)速度，或者等于額定電動(dòng)機(jī)速度下的車速。將FNR開關(guān)230設(shè)定為空擋，就可以使驅(qū)動(dòng)邏輯能量無法選擇向前驅(qū)動(dòng)方向或反向驅(qū)動(dòng)方向，這樣就可以使AC電動(dòng)機(jī)110處于在一個(gè)相對(duì)恒定RPM (也就是怠速)的空轉(zhuǎn)模式。將FNR開關(guān)230設(shè)定為倒車，就可以啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)邏輯能量選擇為反向驅(qū)動(dòng)方向。這個(gè)開關(guān)位置也可以發(fā)出倒車警告的聲音。反向方向速度可以根據(jù)需要設(shè)定為小于額定速度，例如可以是最大電動(dòng)機(jī)速度的60%，或者是大致為10MPH的車速。如圖I所示，另一種對(duì)系統(tǒng)邏輯的輸入可以包括節(jié)氣門位置傳感器175。節(jié)氣門位置傳感器175可以位于在加速踏板或節(jié)氣門170和電動(dòng)機(jī)控制器120之間的信號(hào)線126上，并且可以被配置為輸出模擬電壓，該模擬電壓可以在控制器120的A/D轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。該電壓可以根據(jù)節(jié)氣門170的位置或壓縮量在O到5. O伏特之間變化。在一個(gè)示例性結(jié)構(gòu)中，0-0. 5伏特可以表示ORPM的指令速度，4. 5伏特或更大值可以表示最大指令電動(dòng)機(jī)速度。換句話說，O. 5伏特輸出對(duì)應(yīng)0%的指令電動(dòng)機(jī)速度或零RPM。4. 5或更大的伏特輸出對(duì)應(yīng)在向前方向上100%的指令電動(dòng)機(jī)速度(4650RPM)和在反向方向上60%的指令電動(dòng)機(jī)速度(2790RPM)。節(jié)氣門位置傳感器175可以是適當(dāng)?shù)碾娢挥?jì)或者霍爾效應(yīng)傳感器，這樣就可以在向前和反向方向上都將實(shí)際速度限定為電動(dòng)機(jī)速度的100%。另一種對(duì)系統(tǒng)邏輯的驅(qū)動(dòng)輸入可以通過節(jié)氣門啟動(dòng)傳感器177來進(jìn)行。節(jié)氣門啟動(dòng)傳感器177，偶爾也稱為踏板升高傳感器，用來基于加速踏板或節(jié)氣門170的位置來檢測(cè)驅(qū)動(dòng)模式和踏板升高模式中的一種。當(dāng)檢測(cè)到驅(qū)動(dòng)模式(在踏板被壓下的任意點(diǎn))的時(shí)候，節(jié)氣門啟動(dòng)傳感器177給主接觸器通電，使AC電動(dòng)機(jī)110工作，并給電動(dòng)制動(dòng)器180斷電，以使得驅(qū)動(dòng)力能通過電動(dòng)機(jī)控制器120和電動(dòng)機(jī)110傳遞給車輪198。如果檢測(cè)到踏板升高模式(是指加速踏板完全“升高”，沒有被壓下)，該主接觸器就可以被斷電，以不再驅(qū)動(dòng)。因此，為了將原動(dòng)力提供給車輪198而需要滿足的示例性輸入條件可以包括鑰匙開關(guān)220處于開，F(xiàn)NR開關(guān)230被選擇為處于前進(jìn)或倒車位置，行駛/牽引開關(guān)210被選擇為行駛，制動(dòng)器位置傳感器163從電動(dòng)機(jī)控制器120接收0%制動(dòng)指令，電池130的充電狀態(tài)(SOC)為至少20%。這些僅僅是提供原動(dòng)力的示例性條件，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也可以設(shè)置其它條件。另一種對(duì)系統(tǒng)邏輯的驅(qū)動(dòng)輸入可以通過制動(dòng)器位置傳感器163來進(jìn)行。例如，檢測(cè)到小于O. 5伏特輸出可以表示0%制動(dòng)，并可以將原動(dòng)力提供給車輪198。例如，在O. 51到I. O伏特輸出之間，可以通過再生制動(dòng)來保持實(shí)際車速，并且沒有原動(dòng)力被輸入到車輪198。在I. 01到4. O伏特輸出之間，隨著輸入電壓的增加就增加比例減速度斜率。例如，啟動(dòng)條件和結(jié)束條件是可調(diào)整的。對(duì)于從制動(dòng)器位置傳感器163輸出的從4. I到4. 5或者更大的伏特輸出，指令電動(dòng)機(jī)速度可以是0%，并且電動(dòng)制動(dòng)器180可以被斷電，以便使得電動(dòng)制動(dòng)器180來給電動(dòng)機(jī)110提供制動(dòng)力。制動(dòng)功能可以根據(jù)過程條件，例如潮濕、干燥、丘陵和平坦地形等，以及車輛性能進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便給制動(dòng)操作提供一致的感覺。制動(dòng)器位置傳感器163的邏輯功能可以是優(yōu)先的，并且例如可以保持優(yōu)先于對(duì)節(jié)氣門170的任何節(jié)氣門輸入。用于制動(dòng)器位置傳感器163的邏輯功能可以與下面的條件一起工作鑰匙開關(guān)220處于開，F(xiàn)NR開關(guān)230處于前進(jìn)或倒車位置，行駛/牽引開關(guān)210被選擇為行駛或牽引，節(jié)氣門啟動(dòng)傳感器177檢測(cè)到驅(qū)動(dòng)模式或踏板升高模式，節(jié)氣門位置傳感器175檢測(cè)到位于O到100%之間的指令電動(dòng)機(jī)速度。進(jìn)一步的條件可以是高于0%的任意電池SOC值。另一種對(duì)系統(tǒng)邏輯的輸入可以是電池電壓。電動(dòng)機(jī)控制器120可以監(jiān)視在負(fù)荷下電池組130的電壓，或者監(jiān)視電池組130的內(nèi)阻(阻抗)，以便確定電池組130的充電狀態(tài)(SOC)0當(dāng)SOC處于100%到25%之間時(shí)，控制器120可以啟動(dòng)原動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)車輛190。當(dāng) SOC處于24%到20%之間時(shí)，電動(dòng)機(jī)控制器120中的邏輯可以將指令速度限定為最大驅(qū)動(dòng)速度的40%，或者接近1860RPM，或者接近6MPH，以提供跛腳回家能力。當(dāng)SOC小于20%時(shí)，不提供原動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)車輛190。這樣，邏輯就可以將指令速度限定為零RPM，電動(dòng)制動(dòng)器180被斷電，通過電動(dòng)機(jī)110的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)可以被啟動(dòng)，以保護(hù)電池組130不會(huì)被過度放電。電動(dòng)制動(dòng)器180可以通過行駛/牽引開關(guān)在該后面的SOC范圍被設(shè)定為牽引來充電。表I概述了對(duì)電動(dòng)機(jī)控制器120的邏輯的示例性驅(qū)動(dòng)輸入。表I驅(qū)動(dòng)輸入
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括 用于提供驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的交流(AC)電動(dòng)機(jī)；以及 AC電動(dòng)機(jī)控制器，用于接收表示車輛是被驅(qū)動(dòng)還是被牽引的多個(gè)車輛特性，其中所述多個(gè)車輛特性包括電池電壓信號(hào)，并且其中所述AC電動(dòng)機(jī)控制器基于所述電池電壓信號(hào)產(chǎn)生AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并選擇性地調(diào)節(jié)原動(dòng)力以驅(qū)動(dòng)車輛。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)車輛特性包括節(jié)氣門踏板位置信號(hào)、節(jié)氣門啟動(dòng)信號(hào)、制動(dòng)踏板位置信號(hào)、制動(dòng)全行程信號(hào)、鑰匙開關(guān)信號(hào)、前進(jìn)/空檔/倒車(FNR)信號(hào)和行駛/牽引信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述AC電動(dòng)機(jī)包括感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和永磁體電動(dòng)機(jī)中的一種
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述AC電動(dòng)機(jī)是三相四板無刷電動(dòng)機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述AC電動(dòng)機(jī)包括纏繞定子和永磁體轉(zhuǎn)子。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述永磁體包括稀土磁體。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)包括三相AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)包括脈沖寬度調(diào)制信號(hào)和脈沖頻率調(diào)制信號(hào)中的至少一個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述AC電動(dòng)機(jī)控制器基于所述電池電壓信號(hào)確定所述AC電動(dòng)機(jī)的最大速度。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述AC電動(dòng)機(jī)控制器基于所述行駛/牽引信號(hào)和所述FNR信號(hào)確定所述AC電動(dòng)機(jī)的最大速度。
11.一種方法，包括 提供驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；以及 接收表示車輛是被驅(qū)動(dòng)還是被牽引的多個(gè)車輛特性，其中所述多個(gè)車輛特性包括電池電壓信號(hào)； 基于所述電池電壓信號(hào)產(chǎn)生AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并選擇性地調(diào)節(jié)原動(dòng)力以驅(qū)動(dòng)車輛；以及 將所述AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為用于推進(jìn)車輛的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述多個(gè)車輛特性包括節(jié)氣門踏板位置信號(hào)、節(jié)氣門啟動(dòng)信號(hào)、制動(dòng)踏板位置信號(hào)、制動(dòng)全行程信號(hào)、鑰匙開關(guān)信號(hào)、前進(jìn)/空檔/倒車(FNR)信號(hào)和行駛/牽引信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括記錄所述電池電壓信號(hào)、節(jié)氣門踏板位置信號(hào)、制動(dòng)踏板位置信號(hào)、鑰匙開關(guān)信號(hào)、FNR信號(hào)和行駛/牽引信號(hào)中的至少一個(gè)的值。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中產(chǎn)生AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)包括產(chǎn)生三相AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)包括脈沖寬度調(diào)制信號(hào)和脈沖頻率調(diào)制信號(hào)中的至少一個(gè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述電池電壓信號(hào)確定所述AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)的最大頻率。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述行駛/牽引信號(hào)和所述FNR信號(hào)確定所述AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)的最大頻率。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)所述鑰匙開關(guān)信號(hào)指示開位置、所述FNR信號(hào)指示前進(jìn)和倒車位置中的一個(gè)、所述行駛/牽引信號(hào)指示行駛位置、所述制動(dòng)信號(hào)指示0%制動(dòng)指令，并且電池充電狀態(tài)(SOC)大于預(yù)定SOC時(shí)，產(chǎn)生所述AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述行駛/牽引信號(hào)的當(dāng)前值表示選擇的牽引位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，包括基于所述行駛/牽引信號(hào)的當(dāng)前值最小化前進(jìn)方向和倒車方向的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
全文摘要
一種用于多用途車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括用于提供驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的交流(AC)電動(dòng)機(jī)。AC電動(dòng)機(jī)控制器接收電池電壓信號(hào)、節(jié)氣門踏板位置信號(hào)、制動(dòng)踏板位置信號(hào)、鑰匙開關(guān)信號(hào)、前進(jìn)/空擋/倒車FNR信號(hào)和表示該多用途車輛是被驅(qū)動(dòng)還是被牽引的行駛/牽引信號(hào)。該AC電動(dòng)機(jī)控制器產(chǎn)生用于該AC電動(dòng)機(jī)的AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其中該AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)是基于該電池電壓信號(hào)、節(jié)氣門踏板位置信號(hào)、制動(dòng)踏板位置信號(hào)、鑰匙開關(guān)信號(hào)、FNR信號(hào)和行駛/牽引信號(hào)產(chǎn)生的。
文檔編號(hào)B60L15/20GK102658781SQ201210153650
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2005年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月28日
發(fā)明者小奧利弗·亞歷山大·貝爾, 沃倫·克拉克 申請(qǐng)人:特克斯特朗創(chuàng)新有限公司