CN103840608B - 轮毂电动机的冷却方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轮毂电动机的冷却方法及其装置，该冷却方法的实施步骤包括：车辆起动开始时由控制部测定轮毂电动机的速度和温度；所述控制部运算所述轮毂电动机的温度变化率；所述控制部从所述轮毂电动机的速度、温度和温度变化率中至少基于其中之一决定油泵是否工作及其工作量。根据本发明，基于轮毂电动机的速度、温度和温度变化率等各种状态信息决定油泵的工作量，从而提升对轮毂电动机的冷却性能。

Description

轮毂电动机的冷却方法及其装置
技术领域
本发明涉及轮毂电动机的冷却方法及其装置，具体是为缩小轮毂电动机的规格和性能提升，基于轮毂电动机的运行状态决定冷却油供给量的轮毂电动机的冷却方法及其装置。
背景技术
轮毂电动机系统是指发生驱动力的电动机位于轮内的车辆驱动系统。轮毂电动机系统包括轮毂电动机、冷却轮毂电动机的冷却装置、向轮子传递驱动力的减速器、发生制动力的制动装置、转换车辆方向的转向装置及向车辆支承轮子的悬架装置等。
为了将这些组成配件装配在车轮内部，除了需对配件相互之间的连接部位进行整合之外，还需要将配件的各个功能融合起来。尤其是，为了将发生高功率驱动力的轮毂电动机装配到轮内部，需缩小轮内电动机的大小，因此轮内电动机的冷却装置的结构尤为重要。也就是说，为满足车辆要求的行驶性能，电动机的规格须达到一定大小以上，但电动机需装配在轮子的内部而需要缩小电动机的规格。但是轮毂电动机系统中若想利用轮内的规格有限的电动机满足行驶性能，则需要高速旋转电动机，这样会使电动机产生更多的热量。
传统的轮毂电动机的冷却装置中向电动机供给冷却油的油泵是具有机械结构，油泵的旋转速度与轮速联动而使油泵运行。因此，只有在车辆前进时使油循环，而倒车时无法使油循环，不管轮毂电动机的温度，只根据轮速决定油泵的工作量而在低速下轮毂电动机过度(长时间在上坡上行驶)发热则无法有效冷却电动机。关于本发明的现有技术详见韩国公开专利公报第2011-0105582号专利，于2011年9月27日公开，发明名称为轮毂电动机冷却系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于轮毂电动机的速度、温度和温度变化率决定油泵的工作量，以提升对轮毂电动机的冷却性能，且缩小轮毂电动机的规格的轮毂电动机的冷却方法及其装置，以解决现有技术中的问题。
本发明一方面涉及的轮毂电动机的冷却方法，该冷却方法的实施步骤包括：车辆起动开始时由控制部测定轮毂电动机的速度和温度；所述控制部运算所述轮毂电动机的温度变化率；所述控制部从所述轮毂电动机的速度、温度和温度变化率中至少基于其中之一决定油泵是否工作及其工作量；
决定所述油泵是否工作及其工作量的步骤包括：所述轮毂电动机的速度在标准速度以上时决定所述油泵的工作量；以及所述轮毂电动机的速度在所述标准速度以下时决定所述油泵是否工作及其工作量。
所述轮毂电动机的速度在标准速度以上时决定所述油泵工作量的步骤包括：判断所述轮毂电动机的温度变化率是否在第一变化率以上；以及所述温度变化率在所述第一变化率以上时使所述油泵以第一工作量运行。
还包括：所述温度变化在所述第一变化率以下时判断所述温度变化率是否在第二变化率以上；所述温度变化率在所述第二变化率以上时使所述油泵以小于所述第一工作量的第二工作量运行。
还包括：所述温度变化率在所述第二变化率以下时判断所述轮毂电动机的温度是否在标准温度以上；以及所述温度在所述标准温度以上时使所述油泵以所述第二工作量运行。
所述温度在所述标准温度以下时使所述油泵以小于所述第二工作量的第三工作量运行。
所述轮毂电动机的速度在所述标准速度以下时决定所述油泵是否工作及其工作量的步骤包括：判断所述轮毂电动机的温度变化率是否在第一变化率以上；所述轮毂电动机的温度变化率在所述第一变化率以上时根据所述轮毂电动机的温度，使所述油泵以第一工作量或者小于所述第一工作量的第二工作量运行。
还包括：所述温度变化率在所述第一变化率以下时判断所述温度变化率是否在第二变化率以上；所述温度变化率在第二变化率以上时根据所述轮毂电动机的温度，使所述油泵以第二工作量或者小于所述第二工作量的第三工作量运行。
所述温度变化率在所述第二变化率以下时，根据所述轮毂电动机的温度，使所述油泵以所述第三工作量运行或不运行。
本发明另一方面涉及的轮毂电动机的冷却装置，包括：油泵，向轮毂电动机内部供油；油罐，收集向所述轮毂电动机供给的油；控制部，使所述油泵工作向所述轮毂电动机供油；且所述控制部是基于所述轮毂电动机的工作状态决定所述油泵的工作量。
所述轮毂电动机的运行状态是从所述轮毂电动机的速度、温度和温度变化率中至少包括其中之一。
所述油泵的特征为电动式，其运行与轮速无关。
本发明具有的优点在于：
根据本发明基于轮毂电动机的速度、温度和温度变化率等各种状态信息决定油泵的工作量，从而提升对轮毂电动机的冷却性能。
本发明是在规格小的轮毂电动机高速运行时也可以有效冷却轮毂电动机而有利于缩小轮毂电动机系统的规格。
附图说明
图1是本发明一个实施例的轮毂电动机的冷却装置的功能框图；
图2是说明本发明一个实施例的轮毂电动机的冷却方法的程序流程图；
图3是本发明的一个实施例的轮毂电动机的冷却方法中决定油泵是否工作及其工作量的过程的程序流程图；
图4是本发明的一个实施例的轮毂电动机的冷却方法中轮毂电动机的速度在标准速度以上时决定油泵的工作量的过程的程序流程图；
图5是本发明一个实施例的轮毂电动机的冷却方法中轮毂电动机的速度在标准速度以下时决定油泵是否工作及其工作量的过程的程序流程图；
图6是本发明一个实施例的轮毂电动机的冷却方法中轮毂电动机的速度在标准速度以上时油泵工作区域的示意图；
图7是本发明一个实施例的轮毂电动机的冷却方法中轮毂电动机的速度在标准速度以下时油泵工作区域的示意图。
图中：
10:轮毂电动机； 12:电动机轴(中空流路)；
14:定子； 16:轴承/减速器；
20:油泵； 30:油罐；
40:控制部。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一个实施例的轮毂电动机的冷却方法及其装置详细进行描述。在此过程中，附图中图示的线厚度或构件的大小等是为了说明上更加明确和便利会有所夸张，且下述用语是根据本发明中的功能进行定义，与使用者、运用者的意图或使用惯例有些差异，因此须以本说明书的整体内容为基础对这些用语进行定义。
图1是本发明一个实施例的轮毂电动机的冷却装置功能的功能框图。根据图1，轮毂电动机的冷却装置包括油泵20、油罐30以及控制部40。
油泵20是向轮毂电动机10内部供给冷却用油的装置，尤其本实施例中油泵20以电动式为特征，其运行与轮速无关。也就是说，现有的油泵为机械式，旋转速度与轮速联动而低速时运行量极小，但本实施例的油泵20是根据后述的控制部40中决定的运行量接收电源而工作。具体是，油通过油泵20供给于轮毂电动机10轴的中空流路12，则供给的油通过轮毂电动机10转子内部流路喷射于定子14、轴承/减速器16而冷却和润滑轮毂电动机10。
油罐30是收集供给于轮毂电动机10的油的装置，位于轮毂电动机10的下部，冷却和润滑轮毂电动机10的油在重力的作用下被油罐30收集起来。
控制部40是控制油泵20运行向轮毂电动机10供油，尤其在本实施例，基于轮毂电动机10的运行状态决定油泵20是否工作及其工作量，轮毂电动机10的运行状态是从速度、温度和温度变化率中至少包括其中一个。
油泵20是否运行的决定是指决定油泵20是运行还是不运行，决定油泵20的工作量的决定是指决定通过油泵20供给于轮毂电动机10的油量。
基于轮毂电动机10的速度、温度和温度变化率控制油泵20的具体过程见后述内容。
图2是说明本发明一个实施例的轮毂电动机的冷却方法的实施过程的程序流程图。图3是本发明一个实施例的轮毂电动机的冷却方法中决定油泵否是否工作及其工作量的过程的程序流程图。根据图2和图3，本发明一个实施例的轮毂电动机的冷却方法是车辆开始起动(步骤S100)时控制部40会测定轮毂电动机10的速度和温度(步骤S200)。具体是，控制部40通过轮毂电动机10上装配的解析器(Resolver)(无图示)信号测定轮毂电动机10的速度，通过轮毂电动机10线圈上装配的温度传感器(无图示)的信号测定轮毂电动机10的温度。
控制部40运算轮毂电动机10的温度变化率(步骤S300)。具体是，控制部40利用之前周期测定的轮毂电机10的温度和当前周期测定的轮毂电动机10的温度之差运算轮毂电动机10的温度变化率。
然后，控制部40从轮毂电动机10的速度、温度和变化率中至少基于其中之一，决定油泵20是否工作及其工作量(步骤S400)。尤其，本实施例中控制部40如图3所示，将轮毂电动机10的速度与标准速度比较(步骤S410)后，轮毂电动机10的速度在标准速度以上时决定油泵20的运行量(步骤S430)，轮毂电动机10的速度在标准速度以下时决定油泵20是否工作及其工作量(步骤S450)。
也就是说，本实施例中轮毂电动机10的速度在标准速度以上时控制部40会判断是否需要运行油泵20而只决定油泵20的工作量，轮毂电动机10的速度在标准速度以下时决定油泵20是否工作及其工作量而决定油泵20是否运行及其工作量。标准速度是指预测轮毂电动机10发热的速度，可以根据车辆上装配的轮毂电动机10的各自性能分别设置。
图4是本发明一个实施例的轮毂电动机的冷却方法中轮毂电动机的速度在标准速度以上时决定油泵的工作量的过程的程序流程图。根据图4，轮毂电动机10的速度在标准速度以上时决定油泵20的工作量的过程是，首先考虑轮毂电动机10的温度变化率，只有轮毂电动机10的温度变化在标准值(第二变化率)以下时参考轮毂电动机10的温度决定轮毂电动机10的工作量。
具体地说，首先控制部40判断轮毂电动机10的温度变化率是否在第一变化率以上(步骤S431)，温度变化率在第一变化率以上时使油泵20以第一工作量运行。
相反，温度变化率在第一变化率以下时控制部40判断温度变化率是否在第二变化率以上(步骤S433)，温度变化率在第二变化率以上时使油泵20以小于第一工作量的第二工作量运行(步骤S437)。
温度变化率在第二变化率以下时控制部40判断轮毂电动机10的温度是否在标准温度以上(步骤S435)，温度在标准温度以上时使油泵20以第二工作量运行(步骤S437)，温度在标准温度以下时使油泵20以小于第二工作量的第三工作量运行(步骤S436)。
如上所示，轮毂电动机10的速度在标准速度以上时本实施例中控制部40会根据从轮毂电动机10的速度、温度和温度变率中至少基于其中之一判断的轮毂电动机10的冷却需求，以第一工作量、第二工作量或第三工作量控制油泵20。也就是说，随着轮毂电动机10的冷却需求增大，使油泵20以第一工作量运行，随着轮毂电动机10的冷却需求减少，使油泵20以第三工作量运行。
本实施例中叙述的第一变化率和第二变化率是指成为决定油泵20工作量的标准的温度变化率，轮毂电动机10的温度急剧上升时，油泵20的冷却需求大，因此根据所述标准进行判断，随着温度变化率的下降，判断油泵20的冷却需求相对较小。
所述标准温度是指判断轮毂电动机10有冷却需求的温度，根据油泵20等冷却性能分别设置。
图5是本发明一个实施例的轮毂电动机的冷却方法中轮毂电动机的速度在标准速度以下时决定油泵是否工作及其工作量的过程的程序流程图。根据图5，轮毂电动机10的速度在标准速度以下时，从决定油泵20是否工作及其工作量的过程来看，就是根据轮毂电动机10的温度变化率和轮毂电动机10的温度决定轮毂电动机10是否工作及其工作量。
具体说就是控制部40判断轮毂电动机10的温度变化率是否在第一变化率以上(步骤S451)，温度变化率在第一变化率以上时根据轮毂电动机10的温度使油泵20以第一工作量或者小于第一工作量的第二工作量运行。
具体是，判断轮毂电动机10的温度是否在标准温度以上(步骤S452)，温度在标准温度以上时使油泵20以第一工作量运行(步骤S459)，相反轮毂电动机10的温度在标准温度以下时使油泵20以小于第一工作量的第二工作量运行(步骤S458)。也就是说，温度变化率在第一变化率以上，但温度低于标准温度时，判断轮毂电动机10的温度本身没有达到危险水平，故使油泵20以比温度高于标准温度时小的工作量运行。
根据上述的判断(步骤S451)结果，温度变化率在第一变化率以下时控制部40会判断温度变化率是否在第二变化率以上(步骤S453)，温度变化率在第二变化率以上时根据轮毂电动机10的温度使油泵20以小于第二工作量或第二工作量的第三工作量运行。
具体是，判断轮毂电动机10的温度是否在标准温度以上(步骤S454)，温度在标准温度以上时使油泵20以第二工作量运行(步骤S458)，相反轮毂电动机10的温度低于标准温度时使油泵20以小于第二工作量的第三工作量运行(步骤S457)。也就是说，温度变化率在第二变化率以上但温度低于标准温度时，判断轮毂电动机10的温度本身达不到危险水平，故使油泵20以比温度在标准温度时小的工作量运行。
所述判断(步骤S453)结果温度变化率在第二变化率以下时控制部40会根据轮毂电动机10的温度使油泵20以第三工作量运行或非运行。
具体是，判断轮毂电动机10的温度是否在标准温度以上(步骤S455)，温度大标准温度以上时使油泵20以第三工作量运行(步骤S457)，相反轮毂电动机10的温度在标准温度以下时控制部40非使油泵20运行(步骤S456)。
如上所述，轮毂电动机10的速度在标准速度以下时在本实施例中控制部40会根据从轮毂电动机10的速度、温度和温度变化率中至少基于其中之一判断的轮毂电动机10的冷却需求，使油泵20以第一工作量、第二工作量或第三工作量控制，或者非使油泵20运行。也就是说，轮毂电动机10的冷却需求越高，则使油泵20以第一运行量工作，轮毂电动机10没有冷却需求则非使油泵20工作。
图6是本发明一个实施例的轮毂电动机的冷却方法中轮毂电动机速度在标准速度以上时油泵的工作区域的示意图。图7是本发明一个实施例的轮毂电动机的冷却方法中轮毂电动机速度在标准速度以下时油泵工作区域的示意图。如图6图7所示，控制部40使油泵20以第一工作量至第三工作量运行，或者非使油泵20工作。本实施例中控制部40控制部油泵20的四种情况如下。
第一、控制部40是轮毂电动机10的速度在标准速度以上，且轮毂电动机10的温度变化率在第一变化率以上时，或者轮毂电动机10的速度在标准速度以下但轮毂电动机10的温度变化率在第一变化率以上且轮毂电动机10的温度在标准温度以上时使油泵20以第一工作量运行。
第二、控制部40是轮毂电动机10的速度在标准速度以上，轮毂电动机10的温度变化率在第一变化率以下第二变化率以上，或者轮毂电动机10的温度变化率在第二变化率以下，且轮毂电动机10的温度在标准温度以上时，使油泵20以第二工作量运行。
控制部40是轮毂电动机10速度在标准速度以下，轮毂电动机10的温度变化率在第一变化率以上，且轮毂电动机10的温度在标准温度以上时，或者轮毂电动机10的温度变化率在第一变化率以下在第二变化率以上，且轮毂电动机10的温度在标准温度以上时，使油泵20以第二工作量运行。
第三、控制部40是轮毂电动机10的速度在标准速度以上时，轮毂电动机10的温度变化率在第二变化率以下，且轮毂电动机10的温度在标准温度以下，则使油泵20以第三工作量运行。
而且控制部40是轮毂电动机10的速度在标准速度以下时，轮毂电动机10的温度变化率在第一变化率以下在第二变化率以上，且轮毂电动机10的温度在标准温度以下，或者轮毂电动机10的温度变化率在第二变化率以下且轮毂电动机10的温度在标准温度以上，则使油泵20以第三工作量运行。
第四、控制部40是轮毂电动机10的速度在标准速度以下，轮毂电动机10的温度变化率在第二变化率以下，轮毂电动机10的温度在标准温度以下时，非使油泵20运行。
本实施例首先考虑轮毂电动机10的速度，然后按照温度变化率、温度的顺序考虑决定油泵20是否工作及其工作量，但并不对其进行限制，可以按其它顺序即轮毂电动机10的速度、温度、温度变化率的顺序考虑。
根据本实施例，基于轮毂电动机10的速度和温度变化率等各种状态信息决定油泵20的工作量而提升对轮毂电动机10的冷却性能。
而且本实施例是即使规格小的轮毂电动机10高速工作，也可以有效冷却轮毂电动机10而有利于轮毂电动机10系统规格的缩小。
以上实施例和附图仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所述的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例所述技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种轮毂电动机的冷却方法，其特征在于，所述冷却方法的实施步骤包括：
车辆起动开始时由控制部测定所述轮毂电动机的速度和温度；
所述控制部运算所述轮毂电动机的温度变化率；以及
所述控制部至少基于所述轮毂电动机的速度、温度和温度变化率中的一个决定油泵是否工作及其工作量；
决定所述油泵是否工作及其工作量的步骤包括：
所述轮毂电动机的速度在标准速度以上时决定所述油泵的工作量；以及
所述轮毂电动机的速度在所述标准速度以下时决定所述油泵是否工作及其工作量；
所述轮毂电动机的速度在所述标准速度以上时决定所述油泵的工作量的步骤包括：
判断所述轮毂电动机的温度变化率是否在第一变化率以上；
当所述温度变化率在所述第一变化率以上时使所述油泵以第一工作量运行。
2.根据权利要求1所述的轮毂电动机的冷却方法，其特征在于，还包括：
所述温度变化率在所述第一变化率以下时判断所述温度变化率是否在第二变化率以上；
所述温度变化率在所述第二变化率以上时使所述油泵以小于所述第一工作量的第二工作量运行。
3.根据权利要求2所述的轮毂电动机的冷却方法，其特征在于，还包括：
所述温度变化率在所述第二变化率以下时判断所述轮毂电动机的温度是否在标准温度以上；
所述温度在所述标准温度以上时使所述油泵以所述第二工作量运行。
4.根据权利要求3所述的轮毂电动机的冷却方法，其特征在于，
所述温度在所述标准温度以下时使所述油泵以小于所述第二工作量的第三工作量运行。
5.根据权利要求1所述的轮毂电动机的冷却方法，其特征在于，
所述轮毂电动机的速度在所述标准速度以下时决定所述油泵是否工作及其工作量的步骤包括：
判断所述轮毂电动机的所述温度变化率是否在所述第一变化率以上；
所述轮毂电动机的所述温度变化率在所述第一变化率以上时根据所述轮毂电动机的温度，使所述油泵以第一工作量或者小于所述第一工作量的第二工作量运行。
6.根据权利要求5所述的轮毂电动机的冷却方法，其特征在于，还包括：
所述温度变化率在所述第一变化率以下时判断所述温度变化率是否在第二变化率以上；以及
所述温度变化率在第二变化率以上时根据所述轮毂电动机的温度，使所述油泵以第二工作量或者小于所述第二工作量的第三工作量运行。
7.根据权利要求6所述的轮毂电动机的冷却方法，其特征在于，
所述温度变化率在所述第二变化率以下时，根据所述轮毂电动机的温度，使所述油泵以所述第三工作量运行或不运行。
8.一种轮毂电动机的冷却装置，其特征在于，包括：
油泵，向所述轮毂电动机内部供油；
油罐，收集向所述轮毂电动机供给的油；
控制部，使所述油泵工作向所述轮毂电动机供油；
所述控制部是基于所述轮毂电动机的工作状态决定所述油泵的工作量；
所述控制部用于：在所述轮毂电动机的速度在标准速度以上时，决定所述油泵的工作量；在所述轮毂电动机的速度在所述标准速度以下时，决定所述油泵是否工作及其工作量，并且当所述轮毂电动机的温度变化率在第一变化率以上时，所述控制部用于使所述油泵以第一工作量运行。
9.根据权利要求8所述的轮毂电动机的冷却装置，其特征在于，
所述轮毂电动机的所述工作状态至少包括所述轮毂电动机的速度、温度和温度变化率中的一个。
10.根据权利要求8所述的轮毂电动机的冷却装置，其特征在于，
所述油泵的特征为电动式，其运行与轮速无关。
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