CN101356072B - 电机控制设备、装备其的电动车和电机控制方法 - Google Patents

Abstract

当转矩控制值(TR)大于阈值并且车辆速度(SV)低于阈值时，温度上限设置单元(202)将电动发电机的温度上限设为高于正常设置的温度上限(TS1)的温度上限(TS2)。转矩限制控制单元(204)基于电机温度(T)和由温度上限设置单元(202)设置的温度上限控制对电动发电机的转矩的限制。

Description

电机控制设备、装备其的电动车和电机控制方法

技术领域

本发明一般地涉及电机控制设备、装备其的电动车以及控制电机的方法，并且具体地涉及控制被安装在电动车辆、混合动力车辆、燃料电池车辆和其它电动车中作为动力源的电机的设备，装备其的电动车和控制电机的方法。

背景技术

日本专利早期公布No.2003-304604公开了一种设备，其驱动被安装作为电动车辆、混合动力车辆、燃料电池车辆和其它类型的车辆的驱动源的电机。

在此设备中，如果温度检测装置检测到电机的温度等于或者高于温度极限，则电机输出控制装置限制电机的输出。在此，用于检测温度变化速率的装置检测电机的温度变化速率，并且根据所检测到的变化速率修改温度极限设置。

更具体地，如果电机的温度变化速率等于或者大于预定的变化速率，则用于检测温度变化速率的装置判定电机的温度会有大的升高，相应地，该装置将当前的温度极限设定为第一温度极限，并且当电机达到第一温度极限或更高温度时，电机输出控制装置限制电机的输出。

相反，如果电机的温度变化速率小于预定的变化速率，则用于检测温度变化速率的装置判定电机的温度会有小的升高，相应地，该装置将当前的温度极限设定为高于第一温度极限的第二温度极限，并且当电机达到第一温度极限或更高温度时，电机输出控制装置限制电机的输出。

此设备允许车辆在不限制电机的输出的情况下行驶更长的距离，可以防止电机免于高温，并且还允许电机充分展现其性能。

但是，日本专利早期公布No.2003-304604中公开的电机驱动设备仅仅从防止电机免于高温出发根据电机温度的变化速率来限制电机的输出。其没有考虑车辆的状态。

例如，当车辆处于其中其在爬坡时可能溜坡的状态时，首先并且最重要的是应该避免这样的状态。上述的电机驱动设备不管车辆是否处于这样的状态，可能优先防止电机免于高温，严格地限制电机的输出。因此，利用上述电机驱动设备，存在车辆爬坡时其可能溜坡的可能性。

发明内容

已经完成了本发明来克服上述缺点。

本发明的目的是提供一种可以根据其中安装有电机的车辆的状态来限制电机的输出的电机控制设备。

本发明的另一个目的是提供一种电动车，其装备有可以根据车辆的状态来限制车辆的电机的输出的电机控制设备。

本发明的另一个目的是提供一种控制电机的方法，其可以根据其中装备有电机的车辆的状态限制电机的输出。

根据本发明，电机控制设备控制产生驱动车辆的力的电机，并且包括：温度检测单元，用于检测所述电机的温度；转矩限制单元，用于基于由所述温度检测单元检测的所述温度以及所述电机的温度上限，限制所述电机的转矩；以及设置单元，其用于基于所述车辆的状态确定所述电机的所述温度上限，并且在所述转矩限制单元中设置所确定的温度上限。

本电机控制设备包括转矩限制单元，其基于温度上限限制电机转矩，所述温度上限基于装备有电机的车辆的状态所确定。因此，如果例如车辆处于其在爬坡并可能溜坡的状态，即处于最好应该被避免的状态，设置的温度上限可以被提高，以放宽对电机转矩的限制。

因此，本电机控制设备可以使得避免车辆在爬坡时溜坡的可能性提高。

优选地，所述车辆的所述状态包括所述车辆的速度、所述转矩和换档位置中的至少一个。

优选地，当所述转矩大于第一阈值并且所述速度低于第二阈值时，所述设置单元在所述转矩限制单元中设置第二温度上限，所述第二温度上限高于正常设置的第一温度上限。

转矩大于第一阈值并且速度低于第二阈值的状态被认为是其中车辆在爬坡时其可能溜坡的状态。本发明的电机控制设备包括设置单元，所述设置单元能够在所述转矩限制单元中设置第二温度上限，所述第二温度上限高于正常设置的第一温度上限。因此，设置的温度上限可以被提高，并且可以放宽对电机的转矩的限制。

因此，本电机控制设备可以使得避免车辆溜坡的可能性提高。

此外，优选地，当所述换档位置处于倒档范围时，所述设置单元在所述转矩限制单元中设置第二温度上限，所述第二温度上限高于正常设置的第一温度上限。

本电机控制设备包括设置单元，所述设置单元对于处于倒档范围中的换档位置，可以在所述转矩限制单元中设置第二温度上限，所述第二温度上限高于正常设置的第一温度上限。因此，设置的温度上限可以被提高，并且可以放宽对电机的转矩的限制。

因此，本电机控制设备可以使得避免车辆在尾部先前行进爬坡时溜坡的可能性提高。

此外，根据本发明，电机控制设备控制产生驱动车辆的力的电机，并且包括：温度检测单元，用于检测所述电机的温度；转矩限制单元，用于基于由所述温度检测单元检测的所述温度以及所述电机的温度上限，以设置的单位时间内的减小速率限制所述电机的转矩；以及设置单元，其用于基于所述车辆的状态确定减小速率，并且在所述转矩限制单元中设置所确定的减小速率。

本电机控制设备包括转矩限制单元，其可以以一定的单位时间内的减小速率限制电机的转矩，所述单位时间内的减小速率是基于装备有电机的车辆的状态确定的。

因此，如果例如车辆处于其在爬坡并可能溜坡的状态，即处于最好应该被避免的状态，所述减小速率例如可以被减小，以放宽对电机转矩的限制。

因此，本电机控制设备可以使得避免车辆在爬坡时溜坡的可能性提高。

优选地，所述车辆的所述状态包括所述车辆的速度、所述转矩和换档位置中的至少一个。

优选地，当所述转矩限制单元降低所述转矩时，所述转矩限制单元将所述转矩降低到由所述检测到的温度确定的极限值；以及当所述转矩大于第一阈值并且所述速度低于第二阈值时，所述设置单元在所述转矩限制单元中设置所述减小速率，使得左所述转矩开始降低之后到所述转矩达到所述极限值之前经过的时间段长于正常情况。

转矩大于第一阈值并且速度低于第二阈值的状态被认为是其中车辆在爬坡时其可能溜坡的状态。本电机控制设备包括设置单元，所述设置单元可以在转矩限制单元中设置减小速率，使得在所述转矩开始降低之后到所述转矩达到所述极限值之前经过的时间段长于正常情况。因此，可以放宽对电动机的转矩的限制。

因此，本电机控制设备可以使得避免车辆溜坡的可能性提高。

优选地，当所述转矩限制单元降低所述转矩时，所述转矩限制单元将所述转矩降低到由所述检测到的温度确定的极限值；以及当所述换档位置处于倒档范围时，所述设置单元在所述转矩限制单元中设置所述减小速率，使得在所述转矩开始降低之后到所述转矩达到所述极限值之前经过的时间段长于正常情况。

本电机控制设备包括设置单元，所述设置单元对于处于倒档范围中的换档位置可以在所述转矩限制单元中设置所述减小速率，使得在所述转矩开始降低之后到所述转矩达到所述极限值之前经过的时间段长于正常情况。因此，可以放宽对电动机的转矩的限制。

因此，本电机控制设备可以使得避免车辆在尾部先前行进爬坡时溜坡的可能性提高。

优选地，当所述转矩大于第一阈值并且所述速度低于第二阈值时，或者当换档位置处于倒档范围中时，所述设置单元在所述转矩限制单元中设置第二减小速率，所述第二减小速率低于正常设置的第一减小速率。

本电机控制装置包括设置单元，所述设置单元可以在所述转矩限制单元中设置第二减小速率，所述第二减小速率低于正常设置的第一减小速率。这保证对电机转矩的限制被放宽。

因此，本电机控制设备可以使得避免车辆溜坡的可能性进一步提高。

此外，优选地，当所述转矩大于第一阈值并且所述速度低于第二阈值，或者当换档位置处于倒档范围中时，并且当所述转矩开始降低时，所述设置单元首先在所述转矩限制单元中设置高于正常设置的第一减小速率的第三减小速率，随后在所述转矩限制单元中设置低于正常设置的第一减小速率的第四减小速率。

本电机控制设备包括设置单元，所述设置单元可以在转矩开始降低时在所述转矩限制单元中设置高于正常设置的第一减小速率的第三减小速率。因此，首先，电机的升温被减小或防止。此后，设置单元在所述转矩限制单元中设置低于所述第一减小速率的第四减小速率。这保证电机转矩利用增长的时间段降低到转矩极限。

因此，本电机控制设备可以在车辆爬坡时减小或者防止电机的升温，并且还使得爬坡的车辆可以避免溜坡的可能性提高。

此外，根据本发明，电动车包括：电机，其产生驱动车辆的力；车轮，其与所述电机的输出轴机械连接；以及前述的任何一种电机控制设备。

因此，本发明的电动车可以使得避免车辆在爬坡时溜坡的可能性提高。

此外，根据本发明，控制电机的方法是控制产生驱动车辆的力的电机的方法，并且包括第一步骤和第二步骤。第一步骤为基于所述车辆的状态，确定所述电机的温度上限。第二步骤为基于所检测的所述电机的温度和所述温度上限，限制所述电机的转矩。

因此，本发明可以根据温度上限限制电机转矩，所述温度上限根据其中装备有电机的车辆的状态所确定。如果例如车辆处于其在爬坡并可能溜坡的状态，即如果车辆处于最好应该被避免的状态，设置的温度上限可以被提高，以放宽对电机转矩的限制。

此外，本发明可以以一定的单位时间内的减小速率限制电机的转矩，所述减小速率根据其中安装有电机的车辆的状态所确定。如果例如车辆处于其在爬坡并可能溜坡的状态，即如果车辆处于最好应该被避免的状态，减小速率例如可以被降低，以放宽对电机转矩的限制。

因此，本发明可以使得爬坡的车辆避免溜坡的可能性提高。

附图说明

图1是概要地示出了本发明第一实施例中的电动车的传动系的框图。

图2是图1所示的ECU的功能框图。

图3是示出了由图2所示的转矩限制控制单元限制电动发电机的转矩的视图。

图4是示出了由转矩限制控制单元限制转矩的另一个方法的视图。

图5是由图1所示的ECU执行的转矩限制控制的流程图。

图6是本发明第二实施例中的ECU的功能框图。

图7是由本发明第二实施例中的ECU执行的转矩限制控制的流程图。

图8是本发明第三实施例中的ECU的功能框图。

图9是示出了由图8所示的转矩限制控制单元限制电动发电机的转矩的视图。

图10是本发明第四实施例中的ECU的功能框图。

图11是示出了由第五实施例的转矩限制控制单元限制电动发电机的转矩的视图。

具体实施方式

以下，将参考附图更具体描述本发明的实施例。注意，在附图中，相同或相似的部件用相同方式表示，并将不会对这些部件进行重复描述。

第一实施例

图1是概要地示出了本发明第一实施例中的电动车的传动系的框图。

参考图1，电动车100包括蓄电装置B，电力供应线PL，地线SL，电容器C，逆变器10，电动发电机MG和车轮DW。此外，电动车100还包括电子控制单元(ECU)20，温度传感器30，电压传感器40以及电流传感器50。

蓄电装置B被连接在电力供应线PL和地线SL之间，逆变器10经由电力供应线PL和地线SL连接到蓄电装置B。电容器C与蓄电装置B并联地连接在电力供应线PL和地线SL之间。电动发电机MG包括作为定子线圈的Y型连接3相线圈，并且经由3相线缆连接到逆变器10。电动发电机MG具有输出轴，该输出轴与车轮DW的旋转轴机械连接。换句话说，电动发电机MG被包括在电动车100中作为驱动车轮DW的电动机。

蓄电装置B是可充电可放电的直流电源，并且例如由镍金属氢化物电池、锂离子电池或者类似的二次电池来实现。蓄电装置B向逆变器10供应直流电力。此外，蓄电装置B由在再生制动车辆时从逆变器10输出到电力供应线PL的并由此接受的直流电力充电。注意，蓄电装置B可以由大电容的电容器实现。

电容器C平滑电力供应线PL和地线SL之间的电源变化。逆变器10响应于从ECU 20接收的信号PWI操作，以将在电力供应线PL上接收的电流电压转换为3相交流电压，并且将该3相交流电压输出到电动发电机MG。这驱动电动发电机MG，以根据指定产生转矩。此外，当车辆被再生制动时，逆变器10接收由电动发电机MG因为其受到来自车轮DW的旋转力而产生的3相交流电压，并且逆变器10根据从ECU 20接收的信号PWI将交流电压转换为直流电压，并且将该直流电压输出到电力供应线PL。

电动发电机MG是3相交流电动机，并且例如由3相交流同步电机来实现。电动发电机MG从逆变器10接收3相交流电流，以产生驱动车辆的转矩。此外，当车辆被再生制动时，电动发电机MG产生3相交流电压，并将其输出逆变器10。

温度传感器30检测电动发电机MG的电机温度T，并将检测到的电机温度T输出到ECU 20。电压传感器40检测电容器C两端的电压Vm，并且将检测到的电压Vm输出到ECU 20。电流传感器50检测从连接逆变器10的3相线缆流到电动发电机MG的电机电流MCRT，并且将检测到的电机电流MCRT输出到ECU 20。

ECU 20从外部ECU(没有示出)接收对于电动发电机MG的转矩控制值TR、车辆速度SV和换档位置信号SP。根据转矩控制值TR、车辆速度SV、换档位置信号SP、从温度传感器30接收的电机温度T、从电压传感器40接收的电压Vm以及从电流传感器50接收的电机电流MCRT，ECU 20产生用于驱动逆变器10的信号PWI，并且将所产生的信号PWI输出到逆变器10。

注意，转矩控制值TR由外部ECU基于加速踏板和制动踏板目前被下压的程度以及车辆目前行驶的状况计算的。车辆速度SV由外部ECU根据由旋转传感器(没有示出)检测到的车轮DW的旋转数、电动发电机MG的旋转数等计算的。换档位置信号SP是指示由被操作来选择变速范围的换档杆所选择的位置的信号。

图2是图1所示的ECU 20的功能框图。参考图2，ECU 20包括温度上限设置单元202，转矩限制控制单元204，计算用于控制电机的相电压的单元206，PWM信号转换单元208。

温度上限设置单元202根据转矩控制值TR和车辆速度SV设置电动发电机MG的温度上限，并且将所设置的温度上限输出到转矩限制控制单元204。更具体地，当转矩控制值TR至多为预设阈值TRth或者车辆速度SV至少为预设阈值SVth时，温度上限设置单元202将电动发电机MG的温度上限设为TS1。当转矩控制值TR大于阈值TRth并且车辆速度SV低于阈值SVth时，温度上限设置单元202将电动发电机MG的温度上限设为高于TS1的TS2。

转矩限制控制单元204基于电动发电机MG的电机温度T和由温度上限设置单元202设置的温度上限施加转矩限制控制，以限制从电动发电机MG输出的转矩。更具体地，当电动发电机MG的电机温度T接近由温度上限设置单元202设置的温度上限(TS1或者TS2)时，转矩限制控制单元204降低从外部ECU接收到的转矩控制值TR，并且将基于电机温度T和设置温度上限限制的转矩控制值TRR输出到单元206。

单元206接收来自转矩限制控制单元204的转矩控制值TRR、来自电压传感器40的电压Vm以及来自电流传感器50的电机电流MCRT，根据其计算施加到电动发电机MG的U、V和W相线圈中的每一个的电压，并且将计算出的各相线圈电压输出到PWM信号转换单元208。

PWM信号转换单元208接收来自单元206的各相线圈电压，由其产生用于接通/关断逆变器10的各个晶体管的脉冲宽度调制(PWM)信号，并且将所产生的PWM信号作为信号PWI输出到逆变器10的各个晶体管。

注意，ECU 20操作来以如下方式保护电动发电机MG：当电机温度T接近设置温度上限时，转矩限制控制单元204降低对于电动发电机MG的转矩控制值。

电动发电机MG的温度上限由温度上限设置单元202设置，所述温度上限设置单元202通常将电动发电机MG的温度上限设为TS1。在此，如果转矩控制值TR大于阈值TRth，并且车辆速度SV低于阈值SVth，则温度上限设置单元202判定车辆在爬坡时其可能溜坡，并且温度上限设置单元202将电动发电机MG的温度上限设为较之正常的更高的TS2，以放宽由转矩限制控制单元204对电动发电机MG的转矩的限制。

将电动发电机MG的温度上限从TS1提高到TS2可以使得电动发电机MG承受大的温度载荷。但是，电动发电机MG的电机温度T很少超过温度上限TS1，并且如果电机温度T超过温度上限TS1，则可以保持电机温度T不超过温度上限TS2，电动发电机MG的寿命基本不受影响。

在电机温度T超过温度上限TS1的状态下(这是很少出现的)，将正常的温度上限TS1改变为高于温度上限TS1的温度上限TS2为车辆提供了避免溜坡的机会，这较之不考虑车辆状态而统一设置电动发电机MG的温度上限并因此仅仅防止电动发电机MG免于高温的情形是更有利的。

图3是示出了由图2所示的转矩限制控制单元204限制电动发电机MG的转矩的视图。参考图3，水平轴表示电动发电机MG的电机温度T，垂直轴表示对于电动发电机MG的转矩控制值TRR。当电机温度T至多为预设阈值Tth时，转矩限制控制单元204将实际从外部ECU接收的转矩控制值TR作为转矩控制值TRR输出到单元206。

如果电机温度T超过预设阈值Tth，转矩控制值TR限制转矩控制值，以允许转矩控制值TRR对于由温度上限设置单元202设置的温度上限为零。如果转矩控制值TR大于阈值TRth，并且车辆速度SV小于阈值SVth，转矩限制控制单元204限制转矩控制值，以允许转矩控制值TRR对于高于正常温度上限TS1的温度上限TS2为零。

更具体地，当车辆爬坡时，并且可能溜坡，电动发电机MG的温度上限被放宽，结果，对于电动发电机MG的转矩的限制被放宽。

注意如图4所示，因为电动发电机MG的温度上限的设置被改变，所以对转矩限制开始的温度的阈值可以相应地从Tth1改变成高于Tth1的Th2。

图5是由图1所示的ECU如何执行转矩限制控制的流程图。注意，此流程图所示的过程是从主例程调用的，并且在每隔固定时间或者只要预定条件建立时就执行。

参考图5，ECU 20从温度传感器30获得电动发电机MG的电机温度T，并且判断电机温度T是否超过了阈值温度Tth(步骤S10)。如果不是(在步骤S10“否”)，从外部ECU发出的转矩控制值TR不被限制，并且过程结束。

如果在步骤S10，ECU 20判定电机温度T高于阈值温度Tth(在步骤S10“是”)，ECU 20判断转矩控制值TR是否大于预设阈值TRth(步骤S20)。如果不是(在步骤S20“否”)，ECU 20将温度上限TS1设为电动发电机MG的温度上限(步骤S50)。

如果在步骤S20，ECU 20判定转矩控制值TR高于阈值TRth(在步骤S20“是”)，ECU 20判断车辆速度SV是否小于预设阈值SVth(步骤S30)。如果不是(在步骤S30“否”)，ECU 20进行到步骤50。

如果在步骤S30，ECU 20判定车辆速度SV小于阈值SVth(在步骤S30“是”)，ECU 20将高于温度上限TS1的温度上限TS2设为电动发电机MG的温度上限(步骤S40)。换句话说，当转矩控制值TR大于阈值TRth并且车辆速度SV小于阈值SVth时，ECU 20判定车辆在爬坡时可能溜坡，并且在转矩限制控制中，ECU 20将高于正常温度上限TS1的温度上限TS2设为电动发电机MG的温度上限。

在步骤S40或S50，电动发电机MG的温度上限被设置，并且ECU 20基于所设置的温度上限TS1或TS2以及从温度传感器30接收的电机温度T，执行转矩限制控制以限制对于电动发电机MG的转矩控制值(步骤S60)。

因此，在第一实施例中，当电动发电机MG提供大的转矩并且车辆具有低的车辆速度时，确定车辆在爬坡并可能溜坡。温度上限设置单元202在转矩限制控制单元204中设置温度上限TS2，该温度上限TS2高于正常设置的温度上限TS1。电动发电机MG的温度上限被提高，以放宽对电动发电机MG的转矩的限制。因此在第一实施例中，车辆可以避免溜坡的可能性提高。

第二实施例

第二实施例提供了一种电动车，其传动系与参考图1在第一实施例中所述的电动车100的传动系在构造上相同。

图6是本发明第二实施例中的ECU的功能框图。参考图6，ECU 20A在构造上对应于参考图2在第一实施例中所述的ECU 20，但是不同之处在于，温度上限设置单元202被温度上限设置单元202A替代。

温度上限设置单元202A基于指示由换档杆所选择的位置的换档位置信号SP设置电动发电机MG的温度上限，并且将所设置的温度上限输出到转矩限制控制单元204。更具体地，对于处于倒档(R)之外的范围中的换档位置，温度上限设置单元202A将电动发电机MG的温度上限设为TS1。对于处于倒档(R)范围中的换档位置，温度上限设置单元202A将电动发电机MG的温度上限设为高于TS1的TS2。

ECU 20A的其余构造与参考图2在第一实施例中所述的ECU 20的相同。

ECU 20A操作来以如下方式保护电动发电机MG：当电机温度T接近设置温度上限时，转矩限制控制单元204降低对于电动发电机MG的转矩控制值。

电动发电机MG的温度上限由温度上限设置单元202A设置，所述温度上限设置单元202A通常将电动发电机MG的温度上限设为TS1。在此，对于处于倒档(R)范围中的换档位置，温度上限设置单元202A判定车辆尾部向前行进爬坡时其可能溜坡，并且温度上限设置单元202A将电动发电机MG的温度上限设为较之正常的更高的TS2，以放宽由转矩限制控制单元204对电动发电机MG的转矩的限制。

图7是由本发明第二实施例中的ECU 20A执行的转矩限制控制的流程图。此流程图所示的过程也是从主例程调用的，并且在每隔固定时间或者只要预定条件建立时就执行。

参考图7，此流程图示出了对应于图5所示的但是其中步骤S20和S30被步骤S35替换的过程。更具体地，如果在步骤S10确定了电机温度T高于阈值温度Tth(在步骤S10“是”)，ECU 20A根据换档位置信号SP判断换档位置是否处于倒档(R)范围(步骤S35)中。如果ECU 20A判定换档位置处于倒档(R)范围之外的范围中(在步骤S35“否”)ECU 20A进行到步骤S50，以将电动发电机MG的温度上限设为温度上限TS1。

如果在步骤S35确定换档位置处于倒档(R)范围中(在步骤S35“是”)，ECU 20A进行到步骤S40，以将电动发电机MG的温度上限设为比温度上限TS1高的温度上限TS2。换句话说，对于处于倒档(R)范围中的换档位置，ECU 20A判定车辆尾部向前行进爬坡时其可能溜坡，并且在转矩限制控制中，ECU 20A将电动发电机MG的温度上限设为高于温度上限TS1的温度上限TS2。

因此在第二实施例中，换档位置处于倒档(R)范围的状态被判定为车辆尾部向前行进爬坡时其可能溜坡的状态。此时，温度上限设置单元202A在转矩限制控制单元204中设置温度上限TS2，该温度上限TS2高于正常设置的温度上限TS1。因此，电动发电机MG的温度上限被提高，以放宽对电动发电机MG的转矩的限制。因此在第二实施例中，尾部向前行进爬坡的车辆可以避免溜坡的可能性提高。

注意，在第二实施例中，本发明是装备有电动发电机以及内燃机作为动力源的车辆。其可以应用于在尾部向前行进时仅仅依靠电动发电机的驱动动力驱动的车辆，这是因为当该车辆被操作来尾部向前行进以爬坡时以及可能向前翻车或溜坡时，可以使得车辆具有避免向前翻车或溜坡的机会。

第三实施例

在第一和第二实施例中，当车辆可能溜坡时，电动发电机MG的温度上限被放宽，以放宽对转矩的限制。在第三和后面的实施例中，当车辆可能溜坡时，单位时间内的转矩减小速率被改变，以允许转矩通过更长的时间段减小到对应于电机温度的极限值。这可以使得避免将转矩快速限制到极限值从而导致车辆可能溜坡的可能性提高。

第三实施例提供了一种电动车，其传动系与参考图1在第一实施例中所述的电动车100的传动系在构造上相同。

图8是本发明第三实施例中的ECU的功能框图。参考图8，ECU 20B在构造上对应于参考图2在第一实施例中所述的ECU 20，但是不同之处在于，温度上限设置单元202和转矩限制控制单元204分别被减小速率设置单元203和转矩限制控制单元204A替代。

减小速率设置单元203根据对于电动发电机MG的转矩控制值TR和车辆速度SV，设置在由转矩限制控制单元204A执行的转矩限制控制中应用的单位时间内的转矩减小速率，并且将设置的减小速率输出到转矩限制控制单元204A。更具体地，如果转矩控制值TR至多为预设阈值TRth或者车辆速度SV至少为预设阈值SVth，减小速率设置单元203将转矩减小速率设为R1。如果转矩控制值TR大于阈值TRth并且车辆速度SV低于阈值SVth，减小速率设置单元203将转矩减小速率设为低于R1的R2。

根据由减小速率设置单元203设置的减小速率，转矩限制控制单元204A基于电动发电机MG的电机温度T和预设的温度上限，控制对转矩的限制。更具体地，当电动发电机MG的电机温度T接近所设的温度上限时，转矩限制控制单元204A以从减小速率设置单元203接收到的减小速率降低从外部ECU接收到的转矩控制值TR。转矩限制控制单元204A将基于电机温度T和所设的温度上限限制的转矩控制值TRR输出到单元206。

ECU 20B的其余构造与参考图2在第一实施例中所述的ECU 20的相同。

图9是示出了由图8所示的转矩限制控制单元204A限制电动发电机MG的转矩的视图。参考图9，水平轴表示时间，垂直轴表示对于电动发电机MG的转矩控制值TRR。线k1和k2分别示明了当减小速率设置单元203设置减小速率R1和R2时转矩控制值TRR如何变化。

在时刻t0，电机温度T超过预设阈值Tth。作为响应，转矩限制控制单元204A限制转矩，以从减小速率设置单元203接收到的减小速率降低转矩控制值TRR。在此，如果转矩控制值TR大于阈值TRth并且车辆速度SV低于阈值SVth，转矩限制控制单元204A以减小速率R2降低转矩控制值，其中减小速率R2低于正常的减小速率R1。因此，当车辆爬坡并且可能溜坡时，将转矩控制值减小到对应于电机温度T的极限值所用的时间段被增长。

因此在第三实施例中，当车辆爬坡并且可能溜坡时，在转矩限制控制中应用的转矩减小速率从正常的减小速率R1变为低于减小速率R1的减小速率R2。因此第三实施例中，可以利用更长的时间段将转矩控制值降低到与电机温度T对应的极限值，以增大可以避免车辆溜坡的可能性。

第四实施例

第四实施例提供了一种电动车，其传动系与参考图1在第一实施例中所述的电动车100的传动系在构造上相同。

图10是本发明第四实施例中的ECU的功能框图。参考图10，ECU20C在构造上对应于参考图8在第三实施例中所述的ECU 20B，但是不同之处在于，减小速率设置单元203被减小速率设置单元203A替代。

减小速率设置单元203A基于指示由换档杆所选择的位置的换档位置信号SP设置在由转矩限制控制单元204A执行的转矩限制控制中应用的单位时间内的转矩减小速率，并且将所设置的减小速率输出到转矩限制控制单元204A。更具体地，对于处于倒档(R)之外的范围中的换档位置，减小速率设置单元203A将转矩减小速率设为R1。对于处于倒档(R)范围中的换档位置，减小速率设置单元203A将转矩减小速率设为低于R1的R2。

ECU 20C的其余构造与参考图8在第三实施例中所述的ECU 20B的相同。

因此在第四实施例中，当车辆可能溜坡时，单位时间内的转矩减小速率被降低到小于正常情况下的转矩减小速率，以允许可以利用更长的时间段将转矩降低到与电机温度对应的极限值。因此，第三和第四实施例容许电动发电机MG的温度升高相当大的程度。在第五实施例和后面的第六实施例中，当车辆可能溜坡时，将转矩降低到对应于电机温度的极限值所用的时间段被增加到长于正常情形，并且在设置减小速率时，也考虑了提高电动发电机MG的温度。

第五实施例提供了一种电动车，其传动系与参考图1在第一实施例中所述的电动车100的传动系在构造上相同。

参考图8，第五实施例提供了ECU 20D，其在构造上对应于第三实施例中的ECU 20B，但是不同之处在于，减小速率设置单元203和转矩限制控制单元204A分别被减小速率设置单元203B和转矩限制控制单元204B替代。

减小速率设置单元203B根据对于电动发电机MG的转矩控制值TR和车辆速度SV，设置在由转矩限制控制单元204B执行的转矩限制控制中应用的单位时间内的转矩减小速率，并且将设置的减小速率输出到转矩限制控制单元204B。更具体地，如果转矩控制值TR至多为预设阈值TRth或者车辆速度SV至少为预设阈值SVth，减小速率设置单元203B将转矩减小速率设为R1。如果转矩控制值TR大于阈值TRth并且车辆速度SV低于阈值SVth，减小速率设置单元203B设置两个减小速率，即高于转矩减小速率R1的转矩减小速率R3和低于转矩减小速率R1的转矩减小速率R4。

根据由减小速率设置单元203B设置的减小速率，转矩限制控制单元204B基于电动发电机MG的电机温度T和预设的温度上限，控制对转矩的限制。更具体地，当电动发电机MG的电机温度T接近所设的温度上限时，转矩限制控制单元204B以从减小速率设置单元203B接收到的减小速率降低从外部ECU接收到的转矩控制值TR。

在此，当转矩限制控制单元204B从减小速率设置单元203B接收到两个减小速率R3和R4时，转矩限制控制单元204B将转矩控制值分两步降低到基于电机温度T和所设置的温度上限确定的转矩极限。更具体地，转矩限制控制单元204B通过如下方式将转矩控制值降低到转矩极限：首先以高于正常的减小速率R1的减小速率R3降低转矩控制值，然后以低于正常的减小速率R1的减小速率R4降低转矩控制值。然后，转矩限制控制单元204B将根据电机温度T和所设置的温度上限限制的转矩控制值TRR输出到单元206。

图11是示出了由第五实施例中的转矩限制控制单元204B限制电动发电机MG的转矩的视图。参考图11，水平轴表示时间，垂直轴表示对于电动发电机MG的转矩控制值TRR。线k1示明了当减小速率设置单元203B设置减小速率R1时转矩控制值TRR如何变化，线k3和k4分别示明了当减小速率设置单元203B设置减小速率R3和R4时转矩控制值TRR如何变化。

在时刻t0，电机温度T超过预设阈值Tth。作为响应，转矩限制控制单元204B限制转矩，以从减小速率设置单元203B接收到的减小速率降低转矩控制值TRR。在此，如果转矩控制值TR大于阈值TRth并且车辆速度SV低于阈值SVth，则至少直到获得使得车辆不可能溜坡的转矩TRS为止，转矩限制控制单元204B以高于正常的减小速率R1的减小速率R3降低转矩控制值。此后，转矩限制控制单元204B以低于减小速率R1的减小速率R4降低转矩控制值。

因此，当转矩控制值TR大于阈值TRth并且车辆速度SV低于阈值SVth时，即当车辆可能溜坡时，单位时间内的转矩减小速率被分成两个阶段。这是为了考虑防止电机免于高温，同时允许转矩控制值在增长的时间段内降低到对应于电机温度T的极限值。更具体地，如果电机温度T超过阈值Tth，转矩控制值首先以高于正常减小速率R1的减小速率R3降低，以显著降低电机温度的升高速率，然后再以低于正常减小速率R1的减小速率R4降低，以保证不断降低的转矩控制值在适当的时间段内达到对应于电机温度T的极限值。

因此在第五实施例中，当爬坡的车辆可能溜坡时，在转矩限制控制中应用的转矩减小速率被分成两步，即以减速速率R3(＞R1)和以减小速率R4(＜R1)，来减小转矩。因此在第五实施例中，转矩控制值可以利用增长的时间段降低到对应于电机温度T的极限值，以增大可以避免车辆溜坡同时减小电动发电机MG的升温的可能性。

第六实施例

第六实施例提供了一种电动车，其传动系与参考图1在第一实施例中所述的电动车100的传动系在构造上相同。

参考图10，第六实施例提供了ECU 20E，其在构造上对应于在第四实施例中所述的ECU 20C，但是不同之处在于，减小速率设置单元203A和转矩限制控制单元204A分别被减小速率设置单元203C和转矩限制控制单元204B替代。

减小速率设置单元203C基于指示由换档杆所选择的位置的换档位置信号SP设置在由转矩限制控制单元204B执行的转矩限制控制中应用的单位时间内的转矩减小速率，并且将所设置的减小速率输出到转矩限制控制单元204B。更具体地，对于处于倒档(R)之外的范围中的换档位置，减小速率设置单元203C将转矩减小速率设为R1。对于处于倒档(R)范围中的换档位置，减小速率设置单元203C设置两个减小速率，即高于减小速率R1的减小速率R3和低于减小速率R1的减小速率R4。

转矩限制控制单元204B如第五实施例中所述。转矩限制控制单元204B如已经参考图11所述的控制电动发电机MG的转矩。

因此在第六实施例中，当尾部向前爬坡的车辆可能溜坡时，在转矩限制控制中应用的转矩减小速率被分成两步，即以减速速率R3(＞R1)和以减小速率R4(＜R1)，来减小转矩。因此在第六实施例中，转矩控制值可以利用增长的时间段降低到对应于电机温度T的极限值，以增大可以避免车辆溜坡同时减小电动发电机MG的升温的可能性。

在第五和第六实施例中，在转矩限制控制中应用的转矩减小速率分成两个阶段来减小转矩。或者，可以分成多于两个的阶段或者无级地来减小转矩。更具体地，转矩可以如下方式降低到极限值：减小速率首先被设为高于正常，随后逐步或者无级地减小。

在第一、第三和第五实施例中，根据转矩控制值TR和车辆速度SV来改变温度上限或者单位时间内的转矩减小速率。或者，转矩控制值TR可以由利用转矩传感器检测到的转矩实际数值、通过电动发电机MG的电机电流MCRT等来替代。

在第二、第四和第六实施例中，根据换档位置是否处于倒档(R)范围来改变温度上限或者单位时间内的转矩减小速率。或者，可以通过判定电动发电机MG的旋转方向并且由此判定车辆是否尾部先前行进，来改变温度上限或者单位时间内的转矩减小速率。

虽然上述实施例分别描述了由电动发电机MG驱动车轮DW的电动车，但是本发明也可以适用于包括装备有内燃机作为动力源的混合动力车辆以及装备有燃料电池来代替蓄电装置B作为直流电源的燃料电池车在内的范围。

此外，在蓄电装置B和逆变器10之间可以设置升压变压器，其接收来自蓄电装置B的直流电压，升压该电压，并且将升压电压供应到逆变器10。

在上述说明中，电动发电机MG对应于本发明的“电机”。温度传感器30对应于本发明的“温度检测单元”。转矩限制控制单元204，204A和204B分别对应于本发明的“转矩限制单元”。温度上限设置单元202和202A分别对应于本发明的“设置单元，其基于所述车辆的状态确定所述电机的所述温度上限，并且在所述转矩限制单元中设置所确定的温度上限”。减小速率设置单元203，203A，203B和203C分别对应于本发明的“设置单元，其基于所述车辆的状态确定减小速率，并且在所述转矩限制单元中设置所确定的减小速率”。

应该理解，此处公开的实施例在每个方面是示例性的和非限制性的。本发明的范围由权利要求条款限定，而不是上述的说明限定，并且意在包括落在与权利要求条款等同的范围和含义内的任何修改。

Claims (15)

1.一种对产生驱动车辆的力的电机进行控制的电机控制设备，包括：

温度检测装置，其用于检测所述电机的温度；

转矩限制装置，其用于基于由所述温度检测装置检测得到的所述温度以及所述电机的设置温度上限来对所述电机的转矩进行限制；以及

设置装置，其用于基于所述车辆的状态来确定所述电机的所述温度上限，并且在所述转矩限制装置中设置确定的所述温度上限。

2.根据权利要求1所述的电机控制设备，其中所述车辆的所述状态包括所述车辆的速度、所述转矩和换档位置中的至少一个。

3.根据权利要求2所述的电机控制设备，其中当所述转矩大于第一阈值并且所述速度低于第二阈值时，所述设置装置在所述转矩限制装置中设置第二温度上限，所述第二温度上限高于第一温度上限，所述第一温度上限表示当所述转矩等于或小于所述第一阈值时或当所述速度等于或高于所述第二阈值时设置的所述温度上限。

4.根据权利要求2所述的电机控制设备，其中当所述换档位置处于倒档范围时，所述设置装置在所述转矩限制装置中设置第二温度上限，所述第二温度上限高于第一温度上限，所述第一温度上限表示当所述换档位置处于所述倒档范围之外的其他范围时设置的所述温度上限。

5.一种对产生驱动车辆的力的电机进行控制的电机控制设备，包括：

温度检测装置，其用于检测所述电机的温度；

转矩限制装置，其用于基于由所述温度检测装置检测得到的所述温度以及所述电机的温度上限，以设置的单位时间内的减小速率来对所述电机的转矩进行限制；以及

设置装置，其用于基于所述车辆的状态来确定所述减小速率，并且在所述转矩限制装置中设置确定的所述减小速率。

6.根据权利要求5所述的电机控制设备，其中所述车辆的所述状态包括所述车辆的速度、所述转矩和换档位置中的至少一个。

7.根据权利要求6所述的电机控制设备，其中：

当所述转矩限制装置降低所述转矩时，所述转矩限制装置将所述转矩降低到由检测得到的所述温度确定的极限值；并且

当所述转矩大于第一阈值并且所述速度低于第二阈值时，所述设置装置在所述转矩限制装置中设置所述减小速率，使得与当所述转矩等于或小于所述第一阈值时或当所述速度等于或高于所述第二阈值时相比较，在所述转矩开始降低之后到所述转矩达到所述极限值之前经过的时间段更长。

8.根据权利要求6所述的电机控制设备，其中：

当所述转矩限制装置降低所述转矩时，所述转矩限制装置将所述转矩降低到由所述检测得到的温度确定的极限值；并且

当所述换档位置处于倒档范围时，所述设置装置在所述转矩限制装置中设置所述减小速率，使得与当所述换档位置处于所述倒档范围之外的其他范围时相比较，在所述转矩开始降低之后到所述转矩达到所述极限值之前经过的时间段更长。

9.根据权利要求7所述的电机控制设备，其中当所述转矩大于所述第一阈值并且所述速度低于所述第二阈值时所述设置装置在所述转矩限制装置中设置第二减小速率，所述第二减小速率低于第一减小速率，所述第一减小速率表示当所述转矩等于或小于所述第一阈值时或当所述速度等于或高于所述第二阈值时设置的所述减小速率。

10.根据权利要求7所述的电机控制设备，其中当所述转矩开始降低时，所述设置装置首先在所述转矩限制装置中设置高于第一减小速率的第三减小速率，其中所述第一减小速率表示当所述转矩等于或小于所述第一阈值时或当所述速度等于或高于所述第二阈值时设置的所述减小速率，随后所述设置装置在所述转矩限制装置中设置低于所述第一减小速率的第四减小速率。

11.一种电动车辆，包括：

电机，其产生驱动车辆的力；

车轮，其与所述电机的输出轴机械连接；以及

如权利要求1-8中任一项所述的电机控制设备。

12.一种对产生驱动车辆的力的电机进行控制的方法，包括以下步骤：

基于所述车辆的状态，来确定所述电机的温度上限；并且

基于检测得到的所述电机的温度和所述温度上限，来限制所述电机的转矩。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述车辆的所述状态包括所述车辆的速度、所述转矩和换档位置中的至少一个。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述确定步骤包括当所述转矩大于第一阈值并且所述速度低于第二阈值时，将所述温度上限设为高于第一温度上限的第二温度上限，所述第一温度上限表示当所述转矩等于或小于所述第一阈值时或当所述速度等于或高于所述第二阈值时设置的所述温度上限。

15.根据权利要求13所述的方法，其中所述确定步骤包括当所述换档位置处于倒档范围时，将所述温度上限设置为高于第一温度上限的第二温度上限，所述第一温度上限表示当所述换档位置处于所述倒档范围之外的其他范围时设置的所述温度上限。

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