CN102582444A - 车辆驱动马达控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆驱动马达控制系统。当车辆驱动马达处于锁定状态时，促使驾驶员将对加速器致动切换为对制动器致动，从而将马达内部的施加有电流的线圈从温度已因电流施加而升高的线圈切换为其它线圈。该车辆驱动马达控制系统包括电压变换部件，将直流电压变换成交流电压并将交流电压供给至车辆驱动马达；加速器致动量检测部件，检测加速器致动量；控制部件，基于加速器致动量计算驱动转矩请求值，并且根据驱动转矩请求值控制从电压变换部件输出的交流电压；以及马达锁定判断部件，判断车辆驱动马达是否处于锁定状态，如果判断为处于锁定状态，则控制部件使驱动转矩最大值逐渐减小为预设值。

Description

车辆驱动马达控制系统
技术领域
本发明涉及车辆驱动马达控制系统，尤其涉及如下的车辆驱动马达控制系统，其中，当车辆驱动马达处于锁定状态时，该车辆驱动马达控制系统促使驾驶员将对加速器进行致动切换为对制动器进行致动，由此防止对该马达内部的线圈造成热损伤。
背景技术
在利用车辆驱动马达而移动的诸如电动车辆和串联混合动力车辆等的车辆中，通常使用三相交流马达，并且例如，当通过致动加速器而不是使用制动器使这类车辆保持停止在上坡路上时，仅向该马达内部的一相线圈连续施加电流，这可能导致施加有电流的线圈发生过热或故障。
在传统的车辆驱动马达控制系统中，如图5所示，当驾驶员通过对加速器进行致动使车辆保持停止在上坡路上时，车辆驱动马达进入锁定状态，并且如果该马达内部的线圈的温度超过设置值A，则对施加至该线圈的电流进行限制以减小驱动转矩，由此避免该线圈发生过热或故障。然而，当线圈温度超过设置值A时，如果为了抑制线圈温度升高而突然限制施加至该线圈的电流，则在电流限制时段B内，加速器由于马达的驱动转矩减小而不工作，这导致驾驶性能劣化。
因此，在传统的车辆驱动马达控制系统中，存在如下的系统：如果已判断为车辆驱动马达处于锁定状态，则提供转矩减小限制从而先以预定减小比率减小车辆驱动马达的驱动转矩、再以预定增大比率增大该减小后的驱动转矩，并且对该预定减小比率和该预定增大比率中的至少一个进行调整，以使得在该转矩减小限制期间的平均转矩是特定相位的线圈的温度可以用作对其它相位的线圈的温度补偿的基准所基于的转矩阈值(日本特开2010-11545)。
此外，在这些车辆驱动马达控制系统中，存在如下的系统：当已判断为车辆驱动马达处于锁定状态时，提供第一转矩减小限制从而先暂时减小车辆驱动马达的驱动转矩、再使该减小后的驱动转矩恢复为减小之前的原始驱动转矩的，并且如果锁定状态仍未解除，则提供第二转矩减小限制从而将马达的驱动转矩减小至如下的预定转矩，其中，该预定转矩低于作为在第一转矩减小限制期间进行减小的结果所实现的转矩(日本特开2010-11546)。
然而，通过根据马达内部的线圈的过热程度来对驱动转矩进行限制的车辆驱动马达控制系统，如图5所示，一旦线圈温度升高超过设置值A，在该线圈温度下降至等于或低于设置值A的温度之前不能解除驱动转矩的限制，因而，驱动转矩无法恢复为限制之前的原始驱动转矩这一状态将持续很长时间。
发明内容
本发明的目的是提供如下一种车辆驱动马达控制系统，其中，当通过对加速器进行致动而使得车辆驱动马达处于锁定状态时，该车辆驱动马达控制系统促使驾驶员将对加速器进行致动切换为对制动器进行致动，从而使得该马达内部的施加有电流的线圈能够从温度已因电流施加而升高的线圈切换为其它线圈。
本发明提供一种车辆驱动马达控制系统，包括：电压变换部件，用于将直流电压变换成交流电压并将所述交流电压供给至车辆驱动马达；加速器致动量检测部件，用于检测车辆的加速器致动量；控制部件，用于基于所述加速器致动量检测部件所检测到的加速器致动量来计算驱动转矩请求值，并且根据所述驱动转矩请求值控制从所述电压变换部件输出的交流电压；以及马达锁定判断部件，用于判断所述车辆驱动马达是否处于锁定状态，其中，如果所述马达锁定判断部件判断为所述车辆驱动马达处于锁定状态，则所述控制部件使驱动转矩最大值逐渐减小为预设值。
在通过对加速器进行致动而使得车辆驱动马达处于锁定状态时，根据本发明的车辆驱动马达控制系统能够通过减小驱动转矩最大值使车辆缓慢地后退，从而促使驾驶员将对加速器进行致动切换为对制动器进行致动。
根据本发明的车辆驱动马达控制系统在车辆驱动马达处于锁定状态时，能够通过使车辆后退来将马达内部施加有电流的线圈从温度已因施加电流而升高的线圈切换为其它线圈。
附图说明
图1是(根据实施例的)车辆驱动马达控制系统的流程图；
图2是(根据实施例的)车辆驱动马达控制系统的时序图；
图3是(根据实施例的)利用车辆驱动马达而移动的车辆的系统图；
图4是(根据实施例的)车辆驱动马达控制系统的框图；以及
图5是(现有技术的)根据线圈的温度进行驱动转矩限制的时序图。
附图标记说明
1车辆
2马达
3马达轴
4差速齿轮
5轴
6车轮
7逆变器
8高压电池
9车辆驱动马达控制系统
10控制部件
11加速器致动量检测部件
12制动器致动量检测部件
13马达转速检测部件
14驱动转矩检测部件
15，16，17线圈温度检测部件
18马达锁定判断部件
具体实施方式
以下将参考附图来说明本发明的实施例。
图1～4示出本发明的实施例。在图3中，附图标记1表示诸如电动车辆或串联混合动力车辆等的车辆。车辆1包括车辆驱动马达(以下称为“马达”)2。马达2将马达轴3连接至差速齿轮4。车轮6经由轴5连接至差速齿轮4。马达2经由作为电压变换部件的逆变器7连接至高压电池8。逆变器7将来自高压电池8的直流电压变换成交流电压并将该交流电压供给至马达2。马达2使用该交流电压生成驱动转矩。将马达2所生成的驱动转矩从差速齿轮4经由轴5传递至车轮6，由此使车辆1移动。
如图4所示，马达2包括包含U相线圈U、V相线圈V和W相线圈W的三相交流马达。逆变器7将来自高压电池8的直流电压变换成针对U相、V相和W相这三相的交流电压，并将这些交流电压供给至各相线圈U、V和W。逆变器7和高压电池8连接至车辆驱动马达控制系统9内的控制部件10。
车辆驱动马达控制系统9内的控制部件10包括：加速器致动量检测部件11，用于检测车辆的加速器致动量；制动器致动量检测部件12，用于检测车辆的制动器致动量；马达转速检测部件13，用于检测马达转速；驱动转矩检测部件14，用于检测驱动转矩；线圈温度检测部件15、16和17，用于检测马达内部的各个线圈U、V和W的温度；以及马达锁定判断部件18，用于判断马达2是否处于锁定状态。
控制部件10基于加速器致动量检测部件11所检测到的加速器致动量来计算驱动转矩请求值，并且根据驱动转矩请求值来控制从逆变器7输出的交流电压以控制对马达2的驱动。同时，当在例如车辆1减速期间利用来自车轮6的驱动力对马达2进行驱动时，控制部件10对逆变器7进行再生控制，从而将所生成的电力回收至高压电池8。因此，马达2是用作马达和发电机的电动发电机。
在马达转速检测部件13所检测到的马达转速小于预设值并且驱动转矩检测部件14所检测到的驱动转矩大于预设值的状态持续了预设时间段的情况下，车辆驱动马达控制系统9内的控制部件10使马达锁定判断部件18判断为马达2处于锁定状态。
如果马达锁定判断部件18已判断为马达2处于锁定状态，则控制部件10使马达2的驱动转矩最大值逐渐减小至预设值。
在减小驱动转矩最大值时，控制部件10使驱动转矩最大值减小至如下的驱动转矩，其中，在常温下利用该驱动转矩即使持续驱动马达2，该马达内部的各个相的线圈U、V和W也不会发生热损伤。
此外，控制部件10将驱动转矩最大值限制为预设值，直到制动器致动量检测部件12检测到制动器接通为止。
控制部件10将从制动器致动量检测部件12检测到制动器接通起到解除针对驱动转矩最大值的限制所需的时间设置为等于或短于从对制动器进行致动切换成对加速器进行致动正常所需的时间。
此外，如果线圈温度检测部件15、16或17检测到的线圈U、V或W的温度超过预设值，则控制部件10将驱动转矩请求值设置为0。
接着，将参考图1的流程图来说明车辆驱动马达控制系统9所进行的控制。在这些车辆1中，存在具有如下的制动器坡路保持功能的车辆，其中，该制动器坡路保持功能根据针对车辆1的倾斜度的检测结果，通过在制动器断开之后使机械停车制动器的操作延长预定时间来维持制动器致动状态。因此，在图1中，将说明车辆驱动马达控制系统9所进行的包括判断车辆是否具有制动器坡路保持功能的控制。
在图1中，一旦控制部件10在车辆1通过加速器的致动而停止在上坡路上时开始控制程序(S01)，该控制程序判断是否满足坡路保持条件(S02)。在车辆1具有制动器坡路保持功能并且处于制动器坡路保持操作中的情况下，判断为满足该坡路保持条件。
如果判断结果(S02)为“是”，则该控制程序跳至判断(S13)。如果判断结果(S02)为“否”，则该控制程序判断是否满足用于开始对马达2的驱动转矩最大值进行限制的限制开始条件、或者针对驱动转矩最大值的限制是否正在进行(S03)。在根据马达转速小于设置值并且马达2的驱动转矩大于设置值的状态持续了设置时间段而判断为马达2处于锁定状态的情况下，判断为满足该限制开始条件。
如果判断结果(S03)为“否”，则该程序跳至“返回”(S15)。如果判断结果(S03)为“是”，则该控制程序使马达2的驱动转矩最大值逐渐减小为预设值(S04)，并且通过例如闪烁的警告灯向驾驶员表示警告(S05)。使驱动转矩最大值的减小花费所设置的时间段，例如直到限制开始时的驱动转矩最大值减小为相当于该驱动转矩最大值的一半的值为止的时间段。此外，当减小驱动转矩最大值时，使驱动转矩最大值减小为如下的驱动转矩，其中，在常温下利用该驱动转矩即使持续驱动马达2，该马达内部的各个相的线圈U、V和W也不会发生热损伤。
在表示了警告之后(S05)，该控制程序根据“θ＝马达转速×从限制开始起所经过的时间”这一表达式来计算马达轴3的转动角度θ(S06)，并且判断是否满足用于使针对驱动转矩最大值的限制解除的限制解除条件(S07)。在转动角度θ超过与由线圈U、V和W分别提供的一相相对应的角度、加速器断开(未对加速器进行致动)并且制动器接通(对制动器进行了致动)的情况下，判断为满足该限制解除条件。因而，将驱动转矩最大值限制为预设值，直到制动器致动量检测部件12检测到制动器接通为止。
如果判断结果(S07)为“否”，则该控制程序跳至“返回”(S15)。如果判断结果(S07)为“是”，则该控制程序使驱动转矩最大值迅速恢复为限制之前的原始驱动转矩最大值(S08)，并且解除对驾驶员的警告(S09)。将从制动器致动量检测部件12检测到制动器接通起到解除针对驱动转矩最大值的限制所需的时间设置为等于或短于从对制动器进行致动切换成对加速器进行致动正常所需的时间(例如，从踩踏制动踏板改变为踩踏加速踏板所需的时间)。
在解除了警告之后(S09)，该控制程序判断车辆1是否具有制动器坡路保持功能(S10)。如果判断结果(S10)为“否”，则该程序跳至“返回”(S15)。如果判断结果(S10)为“是”，则该控制程序维持停车制动器的操作(S11)，计算用于提供与上坡路的倾斜度的估计值相匹配的驱动转矩的节流阀开度AccT(S12)，并且判断由于对加速器进行致动所产生的节流阀开度是否超过该节流阀开度AccT(S13)。
如果判断结果(S13)为“否”，则该控制程序跳至“返回”(S15)。如果判断结果(S13)为“是”，则该控制程序解除停车制动器的操作(S14)，并且进入“返回”(S15)。
将参考图2的时序图来说明车辆驱动马达控制系统9所进行的控制。
在图2中，当通过对加速器进行致动而不是通过使用制动器使得车辆1开始停止在倾斜度高的上坡路上时，该上坡路的高倾斜度使得线圈的温度达到设置值A(t0)；在马达转速小于设置值并且马达2的驱动转矩大于设置值的状态持续了设置时间段(t1)、并且已判断为马达2处于锁定状态的情况下，即使在施加有电流的线圈U、V或W的温度达到设置值A之前，也逐渐减小驱动转矩最大值并表示警告(a)。
作为减小驱动转矩最大值(a)的结果，加速器的作用减小并且使车辆1缓慢地后退。结果，马达2转动(b)，并且当转动角度θ超过与由线圈U、V和W分别提供的一相相对应的角度时，施加有电流的线圈从温度已由于电流施加而升高的线圈切换为其它线圈，并且线圈温度下降(t2)。
当驾驶员通过警告注意到车辆1的后退、并且停止对加速器进行致动并开始对制动器进行致动时(c)(t3)，解除针对驱动转矩最大值的限制并且将驱动转矩设置为0。
通过对制动器进行致动使车辆1保持停止。当车辆1保持停止时，如果驾驶员停止对制动器进行致动并开始对加速器进行致动(d)(t4)，则立即生成驱动转矩。
当通过对加速器进行致动而不是通过使用制动器使得车辆1开始停止在倾斜度低至使得线圈温度达不到设置值A的上坡路上(t5)、并且马达转速小于设置值的状态持续了设置时间段(t6)时，如果驱动转矩请求值等于或小于驱动转矩最大值，则施加有电流的线圈U、V或W的温度未达到设置值A，因而通过对加速器进行致动，可以使车辆1停止或者可以改变车辆1的后退速度，并且可以在提供用于减小驱动转矩最大值的限制的同时表示对驾驶员的警告。当驾驶员停止对加速器进行致动并开始对制动器进行致动时，解除针对驱动转矩最大值的限制并且将驱动转矩设置为0。通过对制动器进行致动使车辆1保持停止。
如上所述，当马达锁定判断部件18已判断为马达2处于锁定状态时，车辆驱动马达控制系统9使驱动转矩最大值逐渐减小为预设值。
结果，当通过对加速器进行致动使得马达2处于锁定状态时，车辆驱动马达控制系统9减小驱动转矩最大值以使车辆1缓慢地后退，由此促使驾驶员将对加速器进行致动切换为对制动器进行致动。此外，作为使车辆1后退的结果，车辆驱动马达控制系统9可以将马达内部的三相线圈U、V和W中的施加有电流的线圈从温度已因电流施加而升高的线圈切换为其它线圈。
车辆驱动马达控制系统9使控制部件10将驱动转矩最大值减小为如下的驱动转矩，在常温下利用该驱动转矩即使持续驱动马达2，该马达内部的线圈U、V和W也不会发生热损伤，从而使得如果该车辆处于平缓的上坡路上，则能够在避免对马达内部的线圈U、V和W造成热损伤的情况下、通过驾驶员对加速器进行致动来调节车辆1的后退速度。
车辆驱动马达控制系统9使控制部件10将驱动转矩最大值限制为预设值直到制动器致动量检测部件12检测到制动器接通为止，从而能够避免马达的锁定状态因驾驶员增大加速器的致动量而继续。
车辆驱动马达控制系统9使控制部件10将从制动器致动量检测部件12检测到制动器接通起到解除针对驱动转矩最大值的限制所需的时间设置为等于或短于从对制动器进行致动切换成对加速器进行致动正常所需的时间，以在驾驶员将对制动器进行致动切换为对加速器进行致动的同时使驱动转矩最大值恢复为限制之前的原始转矩最大值，从而使得车辆能够进行正常坡路起步。
在马达转速检测部件13所检测到的马达转速小于预设值并且驱动转矩检测部件14所检测到的驱动转矩大于预设值的状态持续了预设时间段的情况下，车辆驱动马达控制系统9使控制部件10判断为马达2处于锁定状态，从而能够在马达内部的线圈U、V和W发生过热之前减小驱动转矩。
车辆驱动马达控制系统9使控制部件10在线圈温度检测部件15、16或17所检测到的线圈U、V或W的温度超过预设值的情况下将驱动转矩请求值设置为0，从而不超过马达内部的线圈U、V或W的温度极限，这样使得即使在外部高温时也能够避免对线圈U、V或W造成热损伤并保护马达内部的这些线圈。
当通过对加速器进行致动使得车辆驱动马达处于锁定状态时，本发明能够促使驾驶员将对加速器进行致动切换为对制动器进行致动，由此将施加有电流的线圈从温度因电流施加而已升高的线圈切换为该马达内部的其它线圈，并且可应用于包括车辆驱动马达的运输设备。

Claims (6)

1.一种车辆驱动马达控制系统，包括：
电压变换部件，用于将直流电压变换成交流电压并将所述交流电压供给至车辆驱动马达；
加速器致动量检测部件，用于检测车辆的加速器致动量；以及
控制部件，用于基于所述加速器致动量检测部件所检测到的加速器致动量来计算驱动转矩请求值，并且根据所述驱动转矩请求值控制从所述电压变换部件输出的交流电压，
其特征在于，
所述车辆驱动马达控制系统还包括马达锁定判断部件，所述马达锁定判断部件用于判断所述车辆驱动马达是否处于锁定状态，
其中，如果所述马达锁定判断部件判断为所述车辆驱动马达处于锁定状态，则所述控制部件使驱动转矩最大值逐渐减小为预设值。
2.根据权利要求1所述的车辆驱动马达控制系统，其特征在于，所述控制部件使所述驱动转矩最大值减小为如下的驱动转矩，其中，在室温下利用该驱动转矩即使持续驱动所述车辆驱动马达，所述车辆驱动马达内部的线圈也不会发生热损伤。
3.根据权利要求1或2所述的车辆驱动马达控制系统，其特征在于，还包括制动器致动量检测部件，所述制动器致动量检测部件用于检测所述车辆的制动器致动量，
其中，所述控制部件将所述驱动转矩最大值限制为所述预设值，直到所述制动器致动量检测部件检测到制动器接通为止。
4.根据权利要求3所述的车辆驱动马达控制系统，其特征在于，所述控制部件将从所述制动器致动量检测部件检测到制动器接通起到解除针对所述驱动转矩最大值的限制所需的时间设置为等于或短于从对致动器的致动切换成对加速器的致动正常所需的时间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆驱动马达控制系统，其特征在于，还包括：
马达转速检测部件，用于检测马达转速；以及
驱动转矩检测部件，用于检测驱动转矩，
其中，在所述马达转速检测部件所检测到的马达转速小于预设值并且所述驱动转矩检测部件所检测到的驱动转矩大于预设值的状态持续了预设时间段的情况下，所述马达锁定判断部件判断为所述车辆驱动马达处于锁定状态。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的车辆驱动马达控制系统，其特征在于，还包括线圈温度检测部件，所述线圈温度检测部件用于检测所述车辆驱动马达内部的线圈的温度，
其中，在所述线圈温度检测部件所检测到的线圈的温度超过预设值的情况下，所述控制部件将所述驱动转矩请求值设置为0。
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