專利名稱：用于電旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備，電旋轉(zhuǎn)機(jī)作為主引擎與待連接到電旋轉(zhuǎn)機(jī)的電力轉(zhuǎn)換電路以及用于使冷卻劑經(jīng)過循環(huán)通道循環(huán)到電旋轉(zhuǎn)機(jī)和電力轉(zhuǎn)換電路的冷卻設(shè)備一起安裝在車輛上。
背景技術(shù)：
如所描述的，例如，在日本專利申請?zhí)卦S公開號2006-211886中，已經(jīng)知道用于當(dāng)作為電力轉(zhuǎn)換電路被連接到電動機(jī)的逆變器的溫度高時限制電動機(jī)的扭矩的扭矩限制裝置。扭矩限制裝置使得能夠減少包含在逆變器中的開關(guān)元件的熱生成量，以防止逆變器的
溫度進(jìn)一步增高。然而，為了使扭矩限制裝置工作，有必要提供用于向控制設(shè)備發(fā)送指示逆變器溫度的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)發(fā)送裝置。當(dāng)逆變器被安裝在車輛上時，數(shù)據(jù)發(fā)送裝置必須包括諸如光電耦合器的絕緣裝置以及用于將數(shù)據(jù)調(diào)制成適合于通過絕緣裝置發(fā)送的信號的信號處理裝置，因?yàn)榘惭b在車輛上的逆變器的參考電勢不同于操縱安裝在車輛上的逆變器的控制設(shè)備的參考電勢。另一方面，如果用于逆變器的冷卻設(shè)備具有足夠大的容量以將逆變器的溫度保持在特定溫度以下(在該特定溫度以下，不必要限制處于正常工作中的電動機(jī)的扭矩)，則不必向控制設(shè)備發(fā)送逆變器的溫度數(shù)據(jù)。然而，即使在此情形中，逆變器的溫度也可能在冷卻設(shè)備開始循環(huán)冷卻劑之后立即過度增高。如果提高冷卻設(shè)備的容量來解決這樣的問題，則逆變器的尺寸和電消耗可能增大到超出可忍受的水平。

發(fā)明內(nèi)容
一個示例性實(shí)施例提供了一種用于電旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備，電旋轉(zhuǎn)機(jī)作為引擎與待連接到電旋轉(zhuǎn)機(jī)的電力轉(zhuǎn)換電路以及用于使冷卻劑經(jīng)過循環(huán)通道循環(huán)到電旋轉(zhuǎn)機(jī)和電力轉(zhuǎn)換電路的冷卻設(shè)備一起安裝在車輛上，控制設(shè)備包括:限制裝置，用于每當(dāng)冷卻劑的循環(huán)開始時間到來時執(zhí)行用以限制從逆變器到電旋轉(zhuǎn)機(jī)的電力供應(yīng)量的限制操作；以及終止裝置，用于在從限制操作的開始起經(jīng)過了預(yù)定時段之后終止限制操作。根據(jù)該示例性實(shí)施例，有可能使用尺寸小且電力消耗低的冷卻設(shè)備來冷卻作為主引擎安裝在車輛上的電旋轉(zhuǎn)機(jī)以及待連接到電旋轉(zhuǎn)機(jī)的電力轉(zhuǎn)換電路。從下面的包括附圖的描述和權(quán)利要求中，將容易明白本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和特征。


在附圖中:圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的包括作為車輛主引擎的電動機(jī)-發(fā)電機(jī)和控制設(shè)備的車輛驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的控制設(shè)備所執(zhí)行的扭矩限制過程的步驟的流程圖；圖3是說明了圖1中所示的驅(qū)動系統(tǒng)中的扭矩限制的圖；圖4是說明了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的控制設(shè)備所提供的有益效果的圖；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的控制設(shè)備所執(zhí)行的扭矩限制過程的步驟的流程圖；圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的控制設(shè)備所執(zhí)行的扭矩限制過程的步驟的流程圖；圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的控制設(shè)備所執(zhí)行的扭矩限制過程的步驟的流程圖；圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的控制設(shè)備所執(zhí)行的扭矩限制過程的步驟的流程圖；以及圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的控制設(shè)備所執(zhí)行的扭矩限制過程的步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式第一實(shí)施例圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的并聯(lián)式混合動力車輛的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖，該驅(qū)動系統(tǒng)包括:作為擔(dān)當(dāng)車輛主引擎的電旋轉(zhuǎn)機(jī)的電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10 ;以及擔(dān)當(dāng)控制設(shè)備的MGECU (電動機(jī)-發(fā)電機(jī)電子控制單元)40。如圖1中所示，電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10是能夠作為電動機(jī)和交流發(fā)電機(jī)二者來工作的三相電旋轉(zhuǎn)機(jī)，電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10機(jī)械地耦合到驅(qū)動輪14。更具體地，電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的旋轉(zhuǎn)軸IOa通過電子受控離合器Cl和傳動裝置12機(jī)械地耦合到驅(qū)動輪14，其中傳動裝置12可以是CVT (連續(xù)可變傳動裝置)。在本實(shí)施例中，電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10是IPMSM (內(nèi)置式永磁體同步電動機(jī))。電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的旋轉(zhuǎn)軸IOa還通過電子受控離合器C2機(jī)械地耦合到內(nèi)燃引擎16。從高電壓電池30通過作為電力轉(zhuǎn)換電路的逆變器20來為電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10供應(yīng)電力，高電壓電池30的開放端子電壓超過100V。逆變器20包括開關(guān)元件S Ifp (￥=u>V、w)和開關(guān)元件S Yn,開關(guān)元件S Yp用于實(shí)現(xiàn)高電壓電池30的正端子與電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的端子之間的連接，開關(guān)元件S Yn用于實(shí)現(xiàn)高電壓電池30的負(fù)端子與電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的端子之間的連接。在本實(shí)施例中，這些開關(guān)元件S If# (lf=u、V、W ;#=ρ、η)分別是與二極管D ￥#反并聯(lián)連接的絕緣柵雙極晶體管。開關(guān)元件S ￥#的開放/閉合控制端子(柵極)連接到驅(qū)動器電路22。驅(qū)動器電路22從外部接收用以接通和關(guān)斷開關(guān)元件S ￥#的接通操縱命令和關(guān)斷操縱命令(下文中被稱作“操縱信號g Y#”)。驅(qū)動器電路22通過根 據(jù)操縱信號g ￥#操縱施加于開關(guān)元件S ￥#的柵極的電壓來接通或關(guān)斷開關(guān)元件S Y#。溫度感測二極管SD被布置在開關(guān)元件S ￥#附近，用于檢測開關(guān)元件S ￥#和二極管D ￥#附近的溫度。在下文中，該溫度可以被稱作開關(guān)元件S ￥#和二極管D ￥#的溫度。指示檢測到的溫度的溫度感測二極管SD的輸出電壓Vsd由比較器24接收。當(dāng)輸出電壓Vsd下降到閾值電壓Vth以下時，比較器24向驅(qū)動器電路22輸出失效信號FL以強(qiáng)制關(guān)斷開關(guān)元件S Y#。相應(yīng)地，當(dāng)開關(guān)元件S ￥#和二極管D ￥#的溫度過高時，開關(guān)元件S ￥#被關(guān)斷。在本實(shí)施例中，閾值電壓Vth被設(shè)定為輸出電壓Vsd的當(dāng)對應(yīng)于可允許的最高溫度Tsth時的值。由于溫度感測二極管SD的輸出電壓Vsd與檢測到的溫度負(fù)關(guān)聯(lián)，所以如果輸出電壓Vsd低于閾值電壓Vth，則開關(guān)元件S Y被關(guān)斷，因?yàn)闄z測到的溫度可能被認(rèn)為超過可允許的最聞溫度Tsth。電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10和逆變器20由不可壓縮的冷卻劑52冷卻，冷卻劑52是由冷卻設(shè)備供應(yīng)的與電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10和逆變器20a交換熱的材料。冷卻設(shè)備利用電動機(jī)50使冷卻劑52循環(huán)從而經(jīng)過冷卻通道，該冷卻通道通過輻射器56、電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10、逆變器20和中間冷卻器54。冷卻設(shè)備具有使得其在冷卻劑52被正常循環(huán)時能夠?qū)?gòu)成逆變器20的開關(guān)元件S ￥#的溫度保持在可允許的最高溫度Tsth以下的容量。逆變器20由MGE⑶40控制，MGE⑶40是用于控制電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的電子控制單元。MGE⑶40包括CPU42和存儲器44。CPU42執(zhí)行存儲在存儲器44中的程序。MGE⑶40生成待被輸出到逆變器20的操縱信號g Y#，用于將電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的扭矩控制在扭矩命令值Trq*處。泵50由CE⑶(控制E⑶)59操縱，CE⑶59是用于控制冷卻劑52的流動的電子控制單元。CECU59具有:接收從用于檢測冷卻劑52的溫度Tc作為用于估算電動機(jī)_發(fā)電機(jī)10附近的溫度的溫度數(shù)據(jù)的溫度傳感器58輸出的檢測信號的功能；以及向泵50輸出驅(qū)動信號mp的功能。在本實(shí)施例中，溫度傳感器58被布置在福射器56的下游、電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的上游。HVE⑶(混合動力車輛E⑶)60是能夠與包括車輛行駛允許開關(guān)(未示出)、具有加速器傳感器的加速器操作構(gòu)件(未示出)和顯示面板的人機(jī)接口通信的電子控制單元。HVE⑶60包括CPU62和存儲器64。CPU62執(zhí)行存儲在存儲器64中的程序。在本實(shí)施例中，HVE⑶60、MGE⑶40和CE⑶ 59的參考電勢是與高電壓電池30的參考電勢不同的車輛電勢。更具體地，車輛電勢被設(shè)定在高電壓電池30的正電勢和負(fù)電勢的中間。當(dāng)車輛的用戶表明用戶要行駛車輛的意圖時，車輛行駛允許開關(guān)被接通。車輛行駛允許開關(guān)可以是當(dāng)被用戶操縱時被接通的開關(guān)，或者是包含在便攜式裝置中并且當(dāng)攜帶該便攜式裝置的用戶接近車輛時被接通的開關(guān)。當(dāng)車輛行駛允許開關(guān)被接通時，HVECU60向MGE⑶40和CE⑶59輸出準(zhǔn)備就緒信號Sr。當(dāng)被準(zhǔn)備就緒信號Sr觸發(fā)時，CE⑶59啟動泵50。在接收到準(zhǔn)備就緒信號Sr之后，HVE⑶60開始操縱逆變器20以根據(jù)從HVE⑶60輸出的扭矩命令值Trq*控制電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的扭矩。緊接在冷卻劑52的循環(huán)開始之后的逆變器20附近的冷卻劑52的溫度可能超過其在冷卻劑52穩(wěn)定循環(huán)狀態(tài)下的最高最大溫度。這是因?yàn)?，如果就在車輛停止之前電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10還處于高負(fù)荷工作中，則在車輛停止之后，電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10附近的冷卻劑52的溫度通過從電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10接收熱而增高。亦即，在電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10附近的冷卻劑52的溫度超過車輛行駛狀態(tài)下的該溫度之后，如果冷卻劑52開始循環(huán)之后很久才與周圍環(huán)境達(dá)到熱平衡狀態(tài)，則逆變器20的溫度增高，因?yàn)樘幱诟邷氐睦鋮s劑52在逆變器20附近通過。在此情形中，如果流過電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的電流增大，則開關(guān)元件S Y#的溫度可能超過可允許的最高溫度Tsth。這樣的情況可通過增大冷卻設(shè)備的容量(例如，泵50的排放速率)或通過在車輛停止之后使冷卻劑52循環(huán)特定時間段來避免。然而，就硬件裝置的使用效率而言，增大用于處理僅在冷卻劑52開始循環(huán)之后立即發(fā)生的上述問題的硬件裝置的容量不是有利的。此外，使冷卻劑52在車輛停止之后循環(huán)導(dǎo)致電力消耗的增大，并且對于車輛的用戶來說可能感覺不自然。因此，在本實(shí)施例中，向電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的電流供應(yīng)(電力供應(yīng))量的絕對值被限制在預(yù)定值以內(nèi)，達(dá)從冷卻劑52的循環(huán)開始起的特定時間段。這使得有可能在不增大冷卻設(shè)備尺寸的情況下防止開關(guān)元件S Y#的溫度的過度增高。另外，這樣的控制過程對可驅(qū)動能力的影響受到限制。亦即，雖然電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的扭矩因電流供應(yīng)的限制而受到限制，但是輸出到電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的扭矩命令值Trq*在冷卻劑52開始循環(huán)之后不久大幅度增大的可能性是小的。圖2是示出了用于電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的扭矩限制過程的步驟的流程圖。該過程由MGECU30以規(guī)則的時間間隔執(zhí)行。該過程開始于步驟S10，在步驟SlO判斷標(biāo)記F是否為I。如果標(biāo)記F為1，則意味著扭矩限制過程處于工作中。如果步驟SlO中的判斷結(jié)果是否定的，則該過程前進(jìn)到步驟S12，在步驟S12判斷準(zhǔn)備就緒信號Sr是否已變?yōu)榻油?。步驟S12用于判斷冷卻劑52的循環(huán)是否已開始。如果步驟S12中的判斷結(jié)果是肯定的，則該過程前進(jìn)到步驟S14以將標(biāo)記F改變?yōu)?，并將扭矩防護(hù)值MAXtrq*設(shè)定為開始時間限制值Trqth2，以防護(hù)從HVE⑶60接收到的扭矩命令值Trq*。如圖3中所示，開始時間限制值Trqth2小于穩(wěn)定時間限制值Trqthl，穩(wěn)定時間限制值Trqthl是當(dāng)冷卻劑52穩(wěn)定 循環(huán)時被使用的扭矩命令值Trq*的限制值。當(dāng)扭矩命令值Trq*由開始時間限制值Trqth2防護(hù)時，與扭矩命令值Trq*由穩(wěn)定時間限制值Trqthl防護(hù)時相比，向電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的電流供應(yīng)量更受限制，并且因此向構(gòu)成逆變器20的開關(guān)元件S ￥#和二極管D ￥#供應(yīng)的電流更受限制。這使得有可能降低開關(guān)元件S ￥#和二極管D ￥#的導(dǎo)通損耗以及開關(guān)元件S ￥#的開關(guān)損耗。如圖3中所示，電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的扭矩在電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的電角速度ω低于特定值的范圍內(nèi)與防護(hù)值相等、但是在超過該特定值的范圍內(nèi)隨著電角速度ω的增大而逐漸減小。這是因?yàn)?，由于電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的感應(yīng)電壓隨著電角速度ω的增大而增大，對于逆變器20的相同輸入電壓，電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的扭矩隨著電角速度ω的增大而減小。順帶地說，可以通過將開始時間限制值Trqth2寫入到可實(shí)施為變量的扭矩防護(hù)值MAXtrq*中來執(zhí)行按照開始時間限制值Trqth2的扭矩限制過程?？商孢x地，可以使用定義電角速度ω與當(dāng)扭矩防護(hù)值MAXtrq*應(yīng)當(dāng)由開始時間限制值Trqth2防護(hù)時的扭矩防護(hù)值MAXtrq*之間的關(guān)系的映射、以及定義電角速度ω與當(dāng)扭矩防護(hù)值MAXtrq*應(yīng)當(dāng)由穩(wěn)定時間限制值Trqthl防護(hù)時的扭矩防護(hù)值MAXtrq*之間的關(guān)系的映射來執(zhí)行扭矩限制過程。當(dāng)步驟S14完成或步驟SlO中的判斷結(jié)果是肯定的時，該過程前進(jìn)到步驟S16。在步驟S16，遞增用于對從扭矩限制過程開始時起經(jīng)過了的時間段進(jìn)行鐘控的計數(shù)器C。在下一個步驟S18中，判斷計數(shù)器C的計數(shù)值是否大于或等于閾值Cth。步驟S18用于判斷終止扭矩限制過程的條件是否已被滿足。閾值Cth被設(shè)定為對應(yīng)于一時間段的值，超過該時間段，開關(guān)元件S ￥#和二極管D ￥#的溫度被假定在扭矩限制過程終止之后不超過閾值溫度。該時間優(yōu)選地被設(shè)定為短于15秒，且更優(yōu)選地，被設(shè)定為短于10秒。此外，該時間優(yōu)選地被設(shè)定為長于3秒，且更優(yōu)選地，被設(shè)定為長于5秒。如果步驟S18中的判斷結(jié)果是肯定的，則該過程前進(jìn)到步驟S20，在步驟S20初始化標(biāo)記F和計數(shù)器C，并將扭矩防護(hù)值MAXTrq改變?yōu)榉€(wěn)定時間限制值Trqthl。當(dāng)步驟S20完成或步驟SlO或S18完成時，該過程終止。接下來，參考圖4說明上述實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)。如圖4中所示，在車輛行駛允許開關(guān)被接通(圖4中的IG接通)之后準(zhǔn)備就緒信號Sr被接通時的時間處，冷卻劑52的循環(huán)開始。結(jié)果，由于從電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10附近的冷卻劑52接收到的熱，開關(guān)元件S ￥#和二極管D ￥#的溫度Ts增高。然而，由于扭矩防護(hù)值MAXTrq已被設(shè)定為開始時間限制值Trqth2以抑制開關(guān)元件S ￥#和二極管D ￥#的熱生成，可防止溫度Ts達(dá)到如圖4中實(shí)線所示的可允許的最高溫度Tsth。另一方面，如果從冷卻劑52的循環(huán)開始起扭矩防護(hù)值MAXTrq被設(shè)定為穩(wěn)定時間限制值Trqthl，則溫度Ts超過如圖4中點(diǎn)劃線所不的可允許的最聞溫度Tsth。如上所述，根據(jù)第一實(shí)施例，有可能在不增大冷卻設(shè)備尺寸的情況下、通過限制電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的扭矩達(dá)從冷卻劑52的循環(huán)開始起的特定時間段來防止開關(guān)元件S ￥#和二極管D ￥#的溫度過度增高。由于每當(dāng)冷卻劑52開始循環(huán)時執(zhí)行電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的扭矩的限制，控制過程因此是簡單的。另外，不需要逆變器20與MGECU40之間的復(fù)雜通信。相比之下，如果根據(jù)溫度感測二極管SD的檢測值執(zhí)行扭矩的限制，則將需要包括諸如用于向MGECU40發(fā)送檢測值的光電耦合器的絕緣通信裝置的某種硬件。第二實(shí)施例
`
接下來，將專注于與第一實(shí)施例的差別來描述本發(fā)明第二實(shí)施例。下面，與第一實(shí)施例相同的部件被給予相同的參考標(biāo)號或字符。圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的控制設(shè)備所執(zhí)行的扭矩限制過程的步驟的流程圖。該過程由MGECU40以規(guī)則的時間間隔執(zhí)行。在圖5中，與圖2中的步驟相同的步驟由相同的步驟標(biāo)號指示。在第二實(shí)施例中，如步驟S18a中所示，終止扭矩限制過程的條件是以下條件(A)和(B)的邏輯和是真。(A):計數(shù)器C的計數(shù)值大于或等于閾值Cth。(B):計數(shù)器C的計數(shù)值大于或等于預(yù)閾值Cth I，其中預(yù)閾值Cth I小于閾值Cth，且冷卻劑52的溫度Tc低于閾值溫度Tcth。提供條件(B)的原因是:如果冷卻劑52的溫度T足夠低，則要及早終止扭矩限制過程。順帶地說，條件B包括與預(yù)閾值Cthl對應(yīng)的時間的經(jīng)過的原因是:在電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10停止工作時的時間處、溫度傳感器58附近的溫度由于存在于溫度傳感器58附近的冷卻劑52的熱而上升時的時間與冷卻劑52開始循環(huán)時的時間之間存在時間間隙。第三實(shí)施例接下來，將專注于與第一實(shí)施例的差別來描述本發(fā)明第三實(shí)施例。圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的控制設(shè)備所執(zhí)行的扭矩限制過程的步驟的流程圖。該過程由MGECU40以規(guī)則的時間間隔執(zhí)行。在圖6中，與圖2中的步驟相同的步驟由相同的步驟標(biāo)號指示。
該過程開始于步驟S30，在步驟S30，判斷車輛行駛允許開關(guān)(圖6中的IG)是否已從接通變?yōu)殛P(guān)斷。如果步驟S30中的判斷結(jié)果是肯定的，則該過程前進(jìn)到步驟S32，在步驟S32，將在此時刻檢測到的冷卻劑52的溫度Tc作為停止時間溫度TcO存儲在存儲器44中。優(yōu)選地，存儲器44是能夠在沒有任何電力供應(yīng)的情況下保持其中存儲的數(shù)據(jù)的非易失性存儲器?？商孢x地，存儲器44可以是無論MGECU40是否處于工作中都被供應(yīng)電力的備份RAM。還可替選地，溫度Tc可以存儲在HVE⑶60的存儲器而不是存儲器44中，或者可以存儲在它們兩者中。另一方面，如果步驟S30中的判斷結(jié)果是否定的，則該過程執(zhí)行步驟SlO和步驟SlO后面的步驟。然而，在步驟S18a，將閾值Cth設(shè)定為隨著停止時間溫度TcO的增高而增大的值。這是因?yàn)?，隨著停止時間溫度TcO的增高，在循環(huán)開始時電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10附近的冷卻劑52的溫度相當(dāng)高的可能性變得更大，并且解決逆變器20附近的溫度可能超過可允許溫度的潛在問題所需要的時間變得更長。如上所述，根據(jù)第三實(shí)施例，當(dāng)基于停止時間溫度TcO假定電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10附近的冷卻劑52的溫度足夠低時，通過將閾值Cth設(shè)定為較小值，有可能在不造成逆變器20的溫度過度增高的情況下縮短扭矩限制過程必須被執(zhí)行的時間段。第四實(shí)施例接下來，將專注于與第一實(shí)施例的差別來描述本發(fā)明第四實(shí)施例。在第四實(shí)施例中，用于判斷扭矩限制過程是否應(yīng)當(dāng)被執(zhí)行的步驟被附加地包括在扭矩限制過程自身中。圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的控制設(shè)備所執(zhí)行的扭矩限制過程的步驟的流程圖。該過程由MGECU40以規(guī)則的時間間隔執(zhí)行。在圖7中，與圖2中的步驟相同的步驟由相同的步驟標(biāo)號指示。 在第四實(shí)施例中，如同在第三實(shí)施例中那樣，在步驟S30和S32，將在判定了車輛行駛允許開關(guān)已從接通變?yōu)殛P(guān)斷時的時間處檢測到的冷卻劑52的溫度Tc作為停止時間溫度TcO來存儲。另一方面，如果步驟S30中的判斷結(jié)果是否定的，則該過程前進(jìn)到步驟S34，在步驟S34判斷車輛行駛允許開關(guān)是否已從關(guān)斷變?yōu)榻油ā２襟ES34用于檢測冷卻劑52的循環(huán)開始時的時間。如果步驟S34中的判斷結(jié)果是肯定的，則該過程前進(jìn)到步驟S36。在步驟S36，判斷停止時間溫度TcO是否高于閾值溫度Tcth。步驟S36用于判斷扭矩限制過程是否應(yīng)當(dāng)被執(zhí)行。當(dāng)停止時間溫度TcO足夠低時，由于電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10附近的冷卻劑52的溫度也足夠低，所以扭矩限制過程不被執(zhí)行。閾值溫度Tcth被設(shè)定為這樣的溫度:該溫度使得當(dāng)從停止時間溫度TcO被獲取時到車輛行駛開關(guān)被再次接通時的時間是短的時，有必要執(zhí)行扭矩限制過程。如果步驟S36中的判斷結(jié)果是肯定的，則該過程前進(jìn)到步驟S14a。在步驟S14a，將標(biāo)記F設(shè)定為1，將扭矩防護(hù)值MAXTrq設(shè)定為開始時間限制值Trqth2，并且給予用戶扭矩限制正被執(zhí)行的通知。在本實(shí)施例中，執(zhí)行通知以使得從MGE⑶40向HVE⑶60輸出指示扭矩限制過程正在開始的信號SI，且HVE⑶60在儀表板等中顯示扭矩限制過程處于工作中。出于用戶可能感覺扭矩限制過程的工作不自然的觀點(diǎn)而提供步驟S14a。當(dāng)步驟S14a完成時，或者如果步驟SlO中的判斷結(jié)果是肯定的，則該過程執(zhí)行步驟S16和步驟S16后面的步驟。應(yīng)當(dāng)注意，將車輛行駛允許開關(guān)被切換時與冷卻劑52響應(yīng)于準(zhǔn)備就緒信號Sr的輸出而開始循環(huán)時之間的時間間隙納入考慮，來設(shè)定步驟S18中所使用的閾值Cth。第五實(shí)施例接下來，將 專注于與第四實(shí)施例的差別來描述本發(fā)明第五實(shí)施例。同樣，在第五實(shí)施例中，用于判斷扭矩限制過程是否應(yīng)當(dāng)被執(zhí)行的步驟被附加地包括在扭矩限制過程自身中。圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的控制設(shè)備所執(zhí)行的扭矩限制過程的步驟的流程圖。該過程由MGECU40以規(guī)則的時間間隔執(zhí)行。在圖8中，與圖7中的步驟相同的步驟由相同的步驟標(biāo)號指示。在本實(shí)施例中，執(zhí)行扭矩限制過程的條件是:停止時間溫度TcO與當(dāng)前溫度Tc的差異小于閾值差異八!\^11，如步驟536&中所示。出于如下觀點(diǎn)而提供步驟S36a:如果該差異是大的，則從冷卻劑52的循環(huán)停止起經(jīng)過了的時間可被假定是長的。如果經(jīng)過了的時間是長的，則由于電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10附近的冷卻劑52與周圍環(huán)境達(dá)到熱平衡狀態(tài)并且其溫度足夠地下降，所以變得不必執(zhí)行扭矩限制過程。第六實(shí)施例接下來，將專注于與第一實(shí)施例的差別來描述本發(fā)明第六實(shí)施例。在圖1所示的系統(tǒng)中，扭矩命令值Trq*在冷卻劑52循環(huán)開始之后立即增大的原因是:當(dāng)車輛開始移動時，啟動引擎16的啟動命令響應(yīng)于車輛的所需驅(qū)動電力的增大而發(fā)生。亦即，為了使車輛開始移動，電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10必須輸出用以驅(qū)動驅(qū)動輪14的電力以及用以啟動引擎16的電力。因此，在本實(shí)施例中，如果基于冷卻劑52的溫度判定了有必要執(zhí)行扭矩限制過程，則在車輛開始移動之前(在離合器Cl接合之前)啟動引擎16。這使得有可能限制電動機(jī)_發(fā)電機(jī)10的輸出功率。圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的控制設(shè)備所執(zhí)行的扭矩限制過程的步驟的流程圖。該過程由HVECU60以規(guī)則的時間間隔執(zhí)行。該過程開始于步驟S40，在步驟S40，判斷車輛行駛允許開關(guān)是否已從關(guān)斷變?yōu)榻油?。步驟S40用于判斷是否到了開始冷卻劑52的循環(huán)的時間。如果步驟S40中的判斷結(jié)果是肯定的，則該過程前進(jìn)到步驟S42，以判斷傳動裝置12的潤滑油的溫度To是否超過了閾值溫度Toth。傳動裝置12的潤滑油的溫度To是與電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10附近的冷卻劑52的溫度關(guān)聯(lián)的參數(shù)。步驟S42用于判斷電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10附近的冷卻劑52的溫度是否過高。閾值溫度Toth被設(shè)定為最低溫度，在該最低溫度以上，不必執(zhí)行扭矩限制。如果步驟S42中的判斷結(jié)果是肯定的，則該過程前進(jìn)到步驟S44，以啟動電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10，用于向引擎16施加扭矩以啟動引擎16。在第六實(shí)施例中，啟動引擎16所需的扭矩被假定為小于圖3中所示的開始時間限制值Trhth2。因此，通過在引擎16被啟動之后在步驟S46中接合離合器Cl，引擎16的動力被傳送給驅(qū)動輪14。從那時起，電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的扭矩命令值Trq*被設(shè)定為車輛行駛所需的動力減去引擎16所需的動力。因此，即使扭矩防護(hù)值MAXtrq總是被設(shè)定為穩(wěn)定時間限制值Trqthl，當(dāng)逆變器20附近的冷卻劑52的溫度存在變得過高的可能性時，扭矩也受到限制。根據(jù)被配置成以上述方式執(zhí)行扭矩限制過程的第六實(shí)施例，有可能避免待被供應(yīng)給驅(qū)動輪14的動力由于電力供應(yīng)的限制而受到限制的情況。其它實(shí)施例當(dāng)然，如下面所述，可以對上述實(shí)施例作出各種修改。關(guān)于用于終止扭矩限制過程的裝置:在第二實(shí)施例中，終止扭矩限制過程的條件可以包括:代替冷卻劑52的溫度Tc，開關(guān)元件S ￥#的溫度低于閾值溫度。此外，終止扭矩限制過程的條件可以是:冷卻劑52和開關(guān)元件S ￥#的溫度中的每一個或至少一個低于閾值溫度。可通過對圖1中所示的溫度感測二極管SD所檢測到的溫度進(jìn)行PWM調(diào)制、并使其通過諸如光電耦合器的絕緣通信裝置來獲取開關(guān)元件S ￥#的溫度。在第二實(shí)施例中，終止扭矩限制過程的條件可以任選地不包括計數(shù)器C的計數(shù)值大于或等于閾值Cth。關(guān)于扭矩限制裝置:開始時間限制值Trqth2可以不是固定值。例如，當(dāng)開關(guān)頻率根據(jù)電角速度ω改變時，開始時間限制值Trqth2可以依賴于電角速度ω而變化。這是因?yàn)殚_關(guān)元件S Y#的每單位時間熱生成量依賴于開關(guān)頻率而變化。另例如，開始時間限制值Trqth2可以是在冷卻劑52的循環(huán)開始 時隨著電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10附近的冷卻劑52的溫度的增高而減小的值。在此情形中，開始時間限制值Trqth2的最大值可以被設(shè)定為小于穩(wěn)定時間限制值Trqthl。扭矩限制裝置不限于允許電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10輸出大于零但小于特定值的扭矩限制裝置。例如，可以通過禁止向電動機(jī)-發(fā)電機(jī)供應(yīng)電流來執(zhí)行扭矩限制過程。然而，在此情形中，優(yōu)選地，僅當(dāng)在冷卻劑52循環(huán)開始時電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10附近的冷卻劑52的溫度是高的時才執(zhí)行扭矩限制過程，如在第四實(shí)施例的情形中那樣。關(guān)于作為要被限制的對象的參數(shù):參數(shù)不限于扭矩命令值Trq*。例如，其可以是被供應(yīng)給電動機(jī)_發(fā)電機(jī)10的電流。在此情形中，可通過根據(jù)扭矩命令值Trq*設(shè)定命令電流id*和iq*、執(zhí)行用以將實(shí)際電流id和iq分別反饋控制在命令電流id*和iq*處的電流反饋控制、并對命令電流id*和iq*執(zhí)行防護(hù)過程來執(zhí)行扭矩限制。此外，當(dāng)命令電流id*和iq*被設(shè)定為用于在低速范圍內(nèi)執(zhí)行最小電流/最大扭矩控制的值時，電流供應(yīng)量可以被限制在高速范圍內(nèi)，在該高速范圍內(nèi)，最小電流/最大扭矩控制不能依賴于在冷卻劑52循環(huán)開始時逆變器20的輸入電壓而被執(zhí)行。這是因?yàn)椤?與當(dāng)執(zhí)行最小電流/最大扭矩控制時相比，當(dāng)執(zhí)行場減弱控制時，流過開關(guān)元件S ￥#和二極管D Y#的電流更大，以便輸出相同的扭矩。亦即，與當(dāng)經(jīng)過了預(yù)定時間之后冷卻劑穩(wěn)定地循環(huán)時相比，當(dāng)冷卻劑52開始循環(huán)時，輸出扭矩更受限制，即使其小于開始時間限制值Trqth20關(guān)于獲取裝置:在第四實(shí)施例中，溫度獲取裝置可以獲取緊接在車輛行駛允許開關(guān)被關(guān)斷之后開關(guān)元件S ￥#的溫度，而不是緊接在車輛行駛允許開關(guān)被關(guān)斷之后冷卻劑52的溫度。可以以與在“關(guān)于用于終止扭矩限制過程的裝置”中所描述的方式類似的方式獲取開關(guān)元件S￥#的溫度。此外，在第四實(shí)施例中，可以如第六實(shí)施例的情形中那樣使用緊接著在車輛行駛允許開關(guān)接通之后(緊接在冷卻劑的循環(huán)開始之前)傳動裝置12的潤滑油的溫度Tc。
在第五實(shí)施例中，獲取裝置可以獲取緊接在車輛行駛允許開關(guān)接通之后與此后緊接在車輛行駛允許開關(guān)接通之后之間開關(guān)元件S ￥#的溫度的變化，而不是冷卻劑52的溫度TcO的變化。此外，在第五實(shí)施例中，可以如第六實(shí)施例的情形中那樣使用緊接在車輛行駛允許開關(guān)接通之后(緊接在冷卻劑的循環(huán)開始之前)傳動裝置12的潤滑油的溫度Tc。在第六實(shí)施例中，獲取裝置可以獲取冷卻劑52的溫度TcO或開關(guān)元件S ￥#的溫度，而不是傳動裝置12的潤滑油的溫度Tc?？商孢x地，獲取裝置可以如第四實(shí)施例的情形中那樣獲取緊接在車輛行駛允許開關(guān)關(guān)斷之后冷卻劑52的溫度TcO，或者如第五實(shí)施例的情形中那樣獲取緊接在車輛行駛允許開關(guān)關(guān)斷之后與此后緊接在車輛行駛允許開關(guān)接通之后之間冷卻劑52的溫度TcO的變化。此外，如果提供有用于測量時間段的裝置(在該時間段內(nèi)，用于進(jìn)行逆變器20與高電壓電池30之間的連接的連接裝置(例如，繼電器)是打開的)，則可以代替溫度獲取裝置而使用用于獲取測得的時間的裝置。關(guān)于閾值改變裝置:在第二、第四和第五實(shí)施例中使用的閾值Cth可以以與第三實(shí)施例中所描述的方式相同的方式變化。在此情形中，閾值的最小值可以大于O、關(guān)于禁止裝置:在第五實(shí)施例中，禁止裝置可以使得其當(dāng)溫度TcO與Tc的差異大于或等于閾值Λ Tcth的條件與停止時間溫度TcO低于閾值溫度Tcth的條件的邏輯和是真時，禁止扭矩限制過程。在此情形中，如在“關(guān)于扭矩限制裝置”中所描述的，開始時間限制值Trqth2可以變化，并且其最大值可以被設(shè)定為穩(wěn)定時間限制值Trqthl。此外,在此情形中，如在“關(guān)于閾值改變裝置”中所描述的，閾值Cth可以變化，并且其最小值可以是零。關(guān)于冷卻設(shè)備的結(jié)構(gòu):逆變器20可以被布置在電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10的上游?？梢允÷灾虚g冷卻器54。冷卻劑52可以冷卻除了電動機(jī)-發(fā)電機(jī)10和逆變器20以外的部件。例如，冷卻劑52也可以冷卻引擎16的汽缸體。關(guān)于扭矩限制過程的通知過程:在第四和第五實(shí)施例中可以不執(zhí)行通知過程。可以在第一、第二和第三實(shí)施例中執(zhí)行通知過程。在以上實(shí)施例中，混合動力車輛是并聯(lián)式混合動力車輛。然而，混合動力車輛可以是串聯(lián)式混合動力車輛或并聯(lián)/串聯(lián)式混合動力車輛。同樣，在這些情形中，可有利地使用如在第一至第五實(shí)施例中所描述的扭矩限制裝置以及如在第六實(shí)施例中所描述的引擎啟動裝置。此外，本發(fā)明也可被用于僅包括電存儲裝置(例如，燃料電池)作為用于其主引擎的能量存儲裝置的電動車輛。同樣，在該情形中，可有利地使用如在第一至第五實(shí)施例中所描述的扭矩限制裝置。在以上實(shí)施例中，電旋轉(zhuǎn)機(jī)是IPMSM。然而，電旋轉(zhuǎn)機(jī)不必是智能電源系統(tǒng)管理(IPSM)0此外，電旋轉(zhuǎn)機(jī)可以是感應(yīng)電機(jī)。逆變器20和高電壓電池30的參考電勢可以與諸如MGECU40的控制設(shè)備的參考電勢相同。上面說明的優(yōu)選實(shí)施例示例了由后附權(quán)利要求書單獨(dú)地描述的本申請的發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會想到，可以對優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種用于電旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備，所述電旋轉(zhuǎn)機(jī)作為引擎與待連接到所述電旋轉(zhuǎn)機(jī)的電力轉(zhuǎn)換電路以及用于使冷卻劑經(jīng)過循環(huán)通道循環(huán)到所述電旋轉(zhuǎn)機(jī)和所述電力轉(zhuǎn)換電路的冷卻設(shè)備一起安裝在車輛上，所述控制設(shè)備包括: 限制裝置，用于每當(dāng)所述冷卻劑的循環(huán)開始時間到來時執(zhí)行用以限制從逆變器到所述電旋轉(zhuǎn)機(jī)的電力供應(yīng)量的限制操作；以及 終止裝置，用于在從所述限制操作的開始起經(jīng)過了預(yù)定時段之后終止所述限制操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備，其中，所述限制裝置被配置成將所述電力供應(yīng)量的絕對值限制在大于零的預(yù)定值以內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備，其中，所述預(yù)定時段是預(yù)定長度的時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備，其中，所述預(yù)定時段對應(yīng)于在從所述循環(huán)開始時間起經(jīng)過了預(yù)定時間之后所述電力轉(zhuǎn)換電路的開關(guān)元件的溫度和與所述開關(guān)元件交換熱的材料的溫度中的至少一個的溫度下降到閾值溫度以下所需要經(jīng)過的時段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備，進(jìn)一步包括用于獲取指示在所述循環(huán)開始時間處所述電旋轉(zhuǎn)機(jī)附近的所述冷卻劑的溫度的溫度數(shù)據(jù)的獲取裝置， 所述終止裝置包括用于根據(jù)所述電旋轉(zhuǎn)機(jī)附近的所述冷卻劑的溫度來改變所述預(yù)定時段的長度的改變裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備，其中，所述限制裝置被配置成每當(dāng)所述循環(huán)開始時間到來時限制所述電旋轉(zhuǎn)機(jī)的輸出扭矩。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備，進(jìn)一步包括用于獲取用于估算所述電旋轉(zhuǎn)機(jī)附近的溫度的溫度數(shù)據(jù)的獲取裝置， 所述限制裝置包括用于甚至當(dāng)所述循環(huán)開始時間到來時、當(dāng)估算出的溫度在預(yù)定溫度以下時也禁止所述限制裝置執(zhí)行所述限制操作的禁止裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于電旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備，其中，所述獲取裝置獲取指示所述電旋轉(zhuǎn)機(jī)附近的所述冷卻劑的溫度的數(shù)據(jù)，作為所述溫度數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于電旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備，其中，所述獲取裝置被配置成獲取當(dāng)所述車輛最新近停止時所述電力轉(zhuǎn)換電路的開關(guān)元件的溫度或與所述開關(guān)元件交換熱的材料的溫度，作為所述溫度數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于電旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備，其中，所述獲取裝置被配置成獲取所述電力轉(zhuǎn)換電路的開關(guān)元件的溫度或與所述開關(guān)元件交換熱的材料的溫度在所述車輛最新近停止時與所述循環(huán)開始時間到來時之間的差異，作為所述溫度數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備，其中， 所述車輛具有作為所述車輛的另一個主引擎的內(nèi)燃引擎， 所述控制設(shè)備進(jìn)一步包括:用于獲取在所述冷卻劑的所述循環(huán)開始時間處所述電旋轉(zhuǎn)機(jī)附近的所述冷卻劑的溫度數(shù)據(jù)的獲取裝置；以及用于當(dāng)基于獲取的所述溫度數(shù)據(jù)判定了所述電旋轉(zhuǎn)機(jī)附近的溫度高于預(yù)定溫度時啟動所述內(nèi)燃引擎的引擎啟動裝置， 所述限制裝置被配置成根據(jù)行駛所述車輛所需要的動力來判斷所述內(nèi)燃引擎和所述電旋轉(zhuǎn)機(jī)中的每一個的輸出功率。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于電旋轉(zhuǎn)機(jī)的控制設(shè)備，電旋轉(zhuǎn)機(jī)作為引擎與待連接到電旋轉(zhuǎn)機(jī)的電力轉(zhuǎn)換電路以及用于使冷卻劑經(jīng)過循環(huán)通道循環(huán)到電旋轉(zhuǎn)機(jī)和電力轉(zhuǎn)換電路的冷卻設(shè)備一起安裝在車輛上。該控制設(shè)備包括限制裝置，用于每當(dāng)冷卻劑的循環(huán)開始時間到來時執(zhí)行用以限制從逆變器到電旋轉(zhuǎn)機(jī)的電力供應(yīng)量的限制操作；以及終止裝置，用于在從限制操作的開始起經(jīng)過了預(yù)定時段之后終止限制操作。
文檔編號B60L15/00GK103151972SQ201210519638
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者稻村洋 申請人:株式會社電裝