DE102008048463A1

DE102008048463A1 - Temperaturschutz eines Elektroantriebssystems

Info

Publication number: DE102008048463A1
Application number: DE102008048463A
Authority: DE
Inventors: Stephen T. New Palestine West; Wei d. Troy Wang; Brian A. Torrance Welchko; Steven E. Torrance Schulz; Peter E. Brighton Wu
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2009-05-20
Also published as: CN101397011B; US8062170B2; CN101397011A; US20090088294A1

Abstract

Die Temperatur eines Elektroantriebs wird geregelt, um ungewünschte Temperatureffekte zu verhindern. Temperaturzustände des Elektroantriebssystems werden überwacht und ein Drehmoment des Elektroantriebssystems wird auf der Grundlage der Temperaturzustände begrenzt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft die Temperaturverwaltung in Antriebssträngen, die über ein Elektroantriebssystem verfügen.
HINTERGRUND
Die Verwendung von Elektroantriebssystemen in Fahrzeugantriebssträngen zum Antreiben oder zum Erhöhen von Leistung an einer Abtriebswelle ist bekannt. Zudem ist es wünschenswert, kinetische Energie des Fahrzeugs wiederzugewinnen, und eine derart wiedergewonnene Energie in einer Energiespeichereinrichtung zu speichern. Elektromotoren von Elektroantriebssystemen haben ein brauchbares Verfahren für diesen bidirektionalen Energiefluss an eine und von einer Abtriebswelle geliefert. Ein Aspekt bei der Verwendung eines derartigen Elektroantriebssystems ist das Verwalten der Ansammlung von Wärme in Systemkomponenten. Elektrische Bauteile sind gegenüber Übertemperaturzuständen häufig empfindlich, und es ist vorteilhaft, diese Bauteile bei Temperaturen zu betreiben, die einen effizienten Betrieb fördern und ungewünschte Temperatureffekte vermeiden.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Verfahren zum Regeln der Temperatur eines Elektroantriebs umfasst, dass Temperaturzustände an vorbestimmten Stellen in dem Elektroantriebssystem überwacht werden und ein maximal zulässiges Drehmoment des Elektroantriebssystems auf der Grundlage der überwachten Temperaturzustände abgeschwächt wird. Vorzugsweise umfassen die vorbestimmten Stellen ein Wechselrichtermodul und eine Elektromotoranordnung.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine oder mehrere Ausführungsformen werden nun anhand von Beispielen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Elektroantriebssystems und einer Steuerung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Blockdiagramm eines alternativen beispielhaften Elektroantriebssystems und einer Steuerung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
3 ein dreiphasiges Wechselrichtermodul gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
4 eine beispielhafte Aufzeichnung eines maximal zulässigen Drehmoments über Temperaturzuständen des Elektroantriebssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
5 eine alternative beispielhafte Aufzeichnung eines maximal zulässigen Drehmoments über Temperaturzuständen des Elektroantriebssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist; und
6 eine beispielhafte Aufzeichnung eines maximal zulässigen Drehmoments über eine Winkelgeschwindigkeit der Elektromotoranordnung mit Bezug auf eine beispielhafte Sensordiagnose und Steuerung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist.
GENAUE BESCHREIBUNG
Nun auf die Zeichnungen Bezug nehmend, in denen das Gezeigte nur zur Veranschaulichung gewisser beispielhafter Ausführungsformen und nicht zur Begrenzung derselben gedacht ist, veranschaulicht 1 ein Hybridantriebssystem 10, welches gemäß der vorliegenden Offenbarung aufgebaut wurde. Das Hybridantriebssystem 10 veranschaulicht eine Verwendung eines Elektroantriebssystems 40, eines Verbrennungsmotors 30 und einer Getriebeanordnung 20. Die Getriebeanordnung 20 liefert über eine (nicht separat veranschaulichte) Abtriebswelle Abtriebsleistung an einen Endantrieb. Das Elektroantriebssystem 40 umfasst eine Energiespeichereinrichtung 50, ein Wechselrichtermodul 60, eine Elektromotoranordnung 70 und ein Steuerungsmodul 80. Die Energiespeichereinrichtung 50 kann eine Batterie oder ein Batteriestapel sein, aber sie soll nicht darauf beschränkt sein und kann eine beliebige elektrische oder elektrochemische Speichereinrichtung sein. Das Wechselrichtermodul 60 setzt elektrische AC-Leistung in DC und elektrische DC-Leistung in AC um. Gleichrichter/Wechselrichter, die im Folgenden nur als Wechselrichter bezeichnet werden, sind in der Technik wohlbekannt und werden hier nicht im Detail beschrieben. Die Elektromotoranordnung 70 verwendet einen Elektromotor in einem Fahrmodus, um elektrische AC-Leistung in Rotationsleistung in der Form einer sich drehenden Welle umzuwandeln. Die gleiche Elektromotoranordnung kann den Elektromotor in einem Erzeugungsmodus betreiben, wobei Rotationsleistung durch die sich drehende Welle aufgenommen und elektrische AC-Leistung erzeugt wird. Diese Fähigkeit eines Elektromotors, in einem Fahr- oder einem Erzeugungsmodus zu arbeiten, ist in der Technik wohlbekannt und wird hier nicht im Detail beschrieben. Der Drehmomentabtrieb der Elektromotoranordnung 70 ist entweder als das Drehmoment, das von dem Motor auf die Abtriebswelle aufgebracht wird, oder das Drehmoment, das von dem Elektromotor von der Abtriebswelle aufgenommen wird, definiert. Die Fähigkeit der Elektromotoranordnung 70, wie ein Motor oder Generator zu arbeiten, ermöglicht es dem Elektroantriebssystem 40, auf zwei Weisen zu arbeiten: erstens kann das System aus gespeicherter Energie Leistung an einen Endantrieb liefern; zweitens kann das System Leistung von einem Endantrieb in gespeicherte Energie umwandeln. Um Leistung an den Endantrieb zu liefern, liefert die Energiespeichereinrichtung 50 elektrische DC-Leistung an das Wechselrichtermodul 60. Das Wechselrichtermodul 60 wandelt die elektrische DC-Leistung in elektrische AC-Leistung um. Diese AC-Leistung wird zum Antreiben der Elektromotoranordnung 70 und anschließend der Getriebeanordnung 20 verwendet. Um kinetische Rotationsenergie von dem Endantrieb in gespeicherte Energie umzuwandeln, empfängt die Elektromotoranordnung 70 Rotationsenergie von der Getriebeanordnung 20 und wandelt die Energie in elektrische AC-Leistung um. Diese elektrische AC-Leistung wird von der Elektromotoranordnung 70 an das Wechselrichtermodul 60 übertragen und wird von diesem in elektrische DC-Leistung umgewandelt. Diese elektrische DC-Leistung wird verwendet, um die Energiespeichereinrichtung 50 aufzuladen.
Wie bei jedem elektrischen Vorgang wird ein Teil der elektrischen Leistung in dem Elektroantriebssystem 40 in Wärme umgewandelt. Primäre Quellen elektrisch erzeugter Wärme resultieren beispielsweise aus Schaltverlusten in der Elektronik des Wechselrichters, einfachen ohmschen Verlusten (I²R-Verlusten) und Motorverlusten vorwiegend in Motorwicklungen.
Zudem erzeugen auch Reibungskräfte in der Elektromotoranordnung 70 Wärme in dem Elektroantriebssystem 40. Wärme, die in dem Elektroantriebssystem 40 erzeugt oder dorthin übertragen wird, kann die Temperatur aller Bauteile in dem System erhöhen, und erhöhte Temperaturen stellen ein Temperaturschadensrisiko dar. Ein Temperaturschaden tritt an einem speziellen Punkt in einem Bauteil auf, wenn die Temperatur an diesem Punkt die Temperaturgrenze eines speziellen Materials oder einer speziellen Struktur überschreitet. Unterschiedliche Betriebszustände der Gesamtanwendung, bei welcher das Elektroantriebssystem 40 verwendet wird, können bei speziellen Komponenten vielfältige verschiedene örtlich begrenzte höhere Temperaturen erzeugen. Die Überwachung dessen, ob sich das Elektroantriebssystem 40 in einem Übertemperaturzustand befindet, so dass bei Bauteilen ein Temperaturrisiko wegen örtlich begrenzter höherer Temperaturen besteht, kann sich ohne eine Vielzahl in dem System verteilter Sensoren schwierig gestalten. Das Steuerungsmodul 80 tastet stattdessen Temperaturdaten von vorbestimmten aussagefähigen Komponenten ab, vorzugsweise von dem Wechselrichtermodul 60 und der Elektromotoranordnung 70, verarbeitet diese Temperaturdaten und modelliert den Gesamttemperaturzustand des Systems. Temperatursensoren 65 und 75 befinden sich an dem Wechselrichtermodul 60 bzw. der Elektromotoranordnung 70, um Temperaturdaten zur Verwendung durch das Steuerungsmodul 80 zu sammeln. Der aus den Sensordaten entwickelte Temperaturzustand wird dann von programmierten Algorithmen in dem Steuerungsmodul 80 verwendet. Diese Algorithmen sind mit Temperaturzustands-Schwellensollwerten programmiert, welche, wenn sie überschritten werden, das Steuerungsmodul 80 dazu veranlassen, mit einer Modulation der Elektromotoranordnung 70 zu beginnen, indem eine gewisse Drehmomentsteuerung für den Motor der Elektromotoranordnung 70 eingeführt wird. Bei akzeptablen Temperaturbetriebszuständen wird eine stetige Maximaldrehmomentfunktion als eine Funktion des Tempera turzustands des Elektroantriebssystems 40 an die Elektromotoranordnung 70 angelegt, welche effektiv ein Drehmoment bis zu der Drehmomentkapazität des Elektromotors zur Verfügung stellt. Bei nicht akzeptablen Temperaturbetriebszuständen wird die stetige Maximaldrehmomentfunktion abgeschwächt, wie nachstehend hier weiter beschrieben wird. Bei nicht akzeptablen Temperaturbetriebszuständen oder Übertemperaturzuständen führt die stetige Maximaldrehmomentfunktion einen zunehmend restriktiveren Drehmomentreduktionsfaktor in die Steuerungslogik der Elektromotoranordnung 70 ein, wodurch der Leistungsdurchsatz des Motors verringert wird. Wenn die Temperatur den Temperaturzustands-Schwellensollwert erreicht, wird ein relativ geringer Reduktionsfaktor in die Steuerungslogik eingeführt, wodurch das maximal zulässige Motordrehmoment relativ zu der Drehmomentkapazität des Motors verringert wird. Wenn die Temperatur fortfährt, über den Temperaturzustands-Schwellensollwert hinaus anzusteigen, wird die Abschwächung des Motordrehmoments aggressiver und folglich wird der Reduktionsfaktor bedeutsamer. Bei einigen Ausführungsformen wird ein Anzeigelicht oder ein Fahrerwarnsystem verwendet, um für den Fall, dass einer der Sollwerte erreicht ist, den Fahrer zu informieren. Zudem können zusätzliche Sollwerte noch höheren Temperaturzuständen entsprechen. Im Fall, dass der Temperaturzustand einen kritischen Temperaturzustands-Sollwert überschreitet, bewirkt das Steuerungsmodul 80, dass das Elektroantriebssystem 40 vollständig abgeschaltet wird. Das Abschalten des Elektroantriebssystems 40 kann in der Form eines Setzens des maximalen Drehmomentabtriebs der Elektromotoranordnung auf Null oder eines vollständigen Trennens der Leistung von dem Elektroantriebssystem 40 stattfinden. Das Abschalten wird beendet, wenn das Steuerungsmodul 80 ermittelt, dass der Temperaturzustand des Elektroantriebssystems 40 auf einen unteren Rücksetz-Schwellenwert abgenommen hat. Elektrische Leistung, die durch das System läuft, und der Betrieb der Elektromotoranordnung 70 sind die primären Wärmequellen in dem Elektroantriebssystem 40, und sowohl im Fall einer Systemmodulation als auch einer Abschaltung verringert ein Verringern des Motordrehmoments des Systems die in dem System erzeugte Wärmemenge. Bei der großen Mehrheit von Situationen wird diese Verringerung von Wärme, die in dem Elektroantriebssystem 40 erzeugt wird, es dem System ermöglichen, Wärme zu dissipieren, was zu verringerten Temperaturen in dem System führt und die Wiederaufnahme des normalen Betriebs ermöglicht.
Bei dem voranstehend beschriebenen beispielhaften System mit einem einzigen Motor werden wünschenswerterweise alle Motordrehmomentabschwächungen bei der Gesamtsteuerungsstrategie des Hybridantriebssystems berücksichtigt. Zum Beispiel wird das Beibehalten eines Solldrehmoments des Endantriebs im Fall von Abschwächungen des Motordrehmoments ein Umverteilen des Drehmoments erfordern, welches von dem Verbrennungsmotor 30 benötigt wird. Insbesondere kann die Gesamtsteuerungsstrategie das Drehmoment des Verbrennungsmotors höher einstellen, wenn der Motor der Motoranordnung 70 in einem Fahrmodus arbeitet und einer Drehmomentabschwächung unterworfen wird, um das Drehmoment des Endantriebs auf einem Sollniveau zu halten. Auf ähnliche Weise kann die Gesamtsteuerungsstrategie das Drehmoment des Verbrennungsmotors niedriger einstellen, wenn der Motor der Motoranordnung 70 in einem Erzeugungsmodus arbeitet und einer Drehmomentabschwächung unterworfen wird, um das Drehmoment des Endantriebs auf einem Sollniveau zu halten.
Das Steuerungsmodul 80 kann die gesammelten Temperaturdaten zudem für eine Vielzahl von Zwecken verwenden. Derartige zusätzliche Zwecke können die Anpassung der verschiedenen Temperatursollwerte an verschiedene Zustände umfassen. Zum Beispiel kann eine spezielle Modula tionskurve verwendet werden, wenn hohe Temperaturen der Umwelt (d. h. Umgebungstemperaturen) angezeigt werden, und eine andere Kurve kann verwendet werden, wenn niedrige Temperaturen der Umwelt angezeigt werden. Bei der Verwendung mit einem Hybridantriebssystem 10 kann das Steuerungsmodul Veränderungen bei einer Hybridsteuerungsstrategie derart einleiten, dass an das Elektroantriebssystem 40 niedrigere Anforderungen gestellt werden. Eine weitere beispielhafte Verwendung, welche das Steuerungsmodul 80 mit den Temperaturdaten durchführen kann, umfasst Sensorfehlfunktionsdiagnosen und adaptive Steuerungen. Wenn ermittelt wird, dass ein Temperatursensor fehlerhaft arbeitet, kann das Steuerungsmodul 80 so arbeiten, dass es eine stetige Maximaldrehmomentfunktion als eine Funktion der Winkelgeschwindigkeit des Elektromotors einführt, um die Wahrscheinlichkeit eines Temperaturschadens zu verringern, bis der fehlerhaft arbeitende Sensor ersetzt werden kann. Eine beispielhafte Ausführungsform einer derartigen stetigen Maximaldrehmomentfunktion, die in dem Fall einer Sensorfehlfunktion verwendet wird, ist in 6 dargestellt.
2 veranschaulicht eine zusätzliche Ausführungsform, in der das Elektroantriebssystem 40 zwei Elektromotoranordnungen verwenden kann. Wechselrichtermodule 60A und 60B sind mit Elektromotoranordnungen 70A bzw. 70B elektrisch gekoppelt. Sensoren 65A und 65B dienen zur Überwachung der Temperatur der Wechselrichtermodule 60A bzw. 60B, und Sensoren 75A und 75B dienen zur Überwachung der Temperatur der Elektromotoranordnungen 70A bzw. 70B. Die Sensoren 65A, 65B, 75A und 75B dienen gemeinsam dazu, Temperaturdaten zur Verwendung durch das Steuerungsmodul 80 zu sammeln, um einen Gesamttemperaturzustand des Elektroantriebssystems 40 zu berechnen. Das Steuerungsmodul 80 verwendet den Temperaturzustand, um zu ermitteln, ob eine Modulation der Elektromotoranordnungen 70A und 70B oder ein komplettes Ausschalten des Elektroantriebssystems 40 angemessen ist. Bei einer speziellen Ausführungsform dient das Steuerungsmodul 80 zum Modulieren oder Ausschalten entweder der Elektromotoranordnung 70A oder der Elektromotoranordnung 70B, wenn die örtlich begrenzten Temperaturlesewerte nur eine Maßnahme bei einem Teil des Systems 40 rechtfertigen.
Wie bei dem vorstehend beschriebenen beispielhaften System mit einem einzigen Motor werden alle Motordrehmomentabschwächungen wünschenswerterweise bei der Gesamtsteuerungsstrategie des Hybridantriebssystems berücksichtigt. Und durch derartige Steuerungsstrategien wird das Drehmoment des Endantriebs dadurch auf dem Sollniveau gehalten. Bei bekannten dualen Motorsystemen, z. B. bei einem elektrisch variablen kombiniert leistungsverzweigten Getriebe mit zwei Modi, wie es in dem US-Patent mit der Nr. 5,931,757 offenbart ist, welches durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist, können jedoch die auf einen Motor aufgebrachten Drehmomentabschwächungen bei dem Drehmoment des anderen Motors, dem Drehmoment des Verbrennungsmotors oder einer Kombination daraus berücksichtigt werden. Somit kann bei einem Hybridantriebssystem, das zwei Motoranordnungen umfasst, eine Drehmomentabschwächung eines Motors in Übereinstimmung mit der Gesamtsteuerungsstrategie des Hybridantriebssystems auf den anderen Motor oder den Verbrennungsmotor umverteilt oder zwischen diesen aufgeteilt werden.
3 stellt eine schematische Zeichnung einer Ausführungsform einer dreiphasigen Wechselrichtermodulvorrichtung dar. Einrichtungen, die mit einer elektrischen AC-Leistung arbeiten, arbeiten häufig mit einer dreiphasigen Leistung. Bei dieser Ausführungsform des Elektroantriebssystems 40 wird zwischen dem Wechselrichtermodul 60 und der Elektromo toranordnung 70 eine dreiphasige elektrische AC-Leistung verwendet. Um mit einer dreiphasigen elektrischen Leistung zu arbeiten, verwendet das Wechselrichtermodul 60 drei separate interne elektrische Schaltungen 110, 120 und 130, die jeweils in einer anderen Phase arbeiten. Jede elektrische Schaltung 110, 120 und 130 ist mit einem entsprechenden Temperatursensor 115, 125 und 135 paarweise angeordnet. Die Temperatursensoren 115, 125 und 135 nehmen die Stelle des Sensors 65 ein, der in der in 1 veranschaulichten Ausführungsform verwendet wird. Mindestens ein Temperatursensor 75 wird weiterhin verwendet, um die Elektromotoranordnung 70 zu überwachen. Durch die Verwendung eines Sensors für jede einzelne elektrische Schaltung wird die Temperatur des Wechselrichtermoduls 60 durch das Steuerungsmodul 80 genauer überwacht. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird das Steuerungsmodul 80 die drei Eingange von den Temperatursensoren 115, 125 und 135 in einen Arbeitswert umwandeln, um den Temperaturzustand des Wechselrichtermoduls 60 anzunähern. Der Arbeitswert kann der maximale Lesewert der drei Sensorlesewerte, ein Durchschnitt der drei Sensorlesewerte oder eine andere Funktion der Daten sein. Bei weiteren Ausführungsformen können die drei Eingange von verschiedenen Algorithmen verarbeitet werden. Zudem kann das Steuerungsmodul 80 Diagnoseroutinen (wie etwa Vergleichs-, Korrelations- und Plausibilitätsprüfungen) ausführen, um zu ermitteln, ob irgendeiner der Temperatursensoren 115, 125 und 135 fehlerhaft arbeitet. Ein bevorzugtes Verfahren zur Diagnose von Sensorfehlfunktionen ist beispielsweise in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 11/669,439 offengelegt, die am 31. Januar 2007 eingereicht wurde, demselben Patentinhaber gehört und hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. Die Temperaturdaten von fehlerhaft arbeitenden Sensoren werden zur Ermittlung des Temperaturzustands des Elektroantriebssystems 40 nicht verwendet. Der Arbeitswert von den Sensoren 115, 125 und 135 und die Lesewerte von dem Sensor 75 werden von dem Steuerungsmodul 80 wie in den voranstehend erwähnten Ausführungsformen beschrieben verwendet, um zu ermitteln, ob eine Modulation oder ein Abschalten des Systems 40 angemessen ist.
4 und 5 sind Aufzeichnungen, die verwendet werden, um in das Steuerungsmodul 80 einprogrammierte Temperaturzustands-Sollwerte zu zeigen, welche verwendet werden, um die Temperaturschutzaspekte der Erfindung zu bedienen. Wie voranstehend erwähnt, empfängt das Steuerungsmodul 80 Temperaturdaten von verschiedenen Temperatursensoren, wobei vorzugsweise mindestens ein Temperatursensor die Motoranordnung(en) überwacht und ein Temperatursensor das/die Wechselrichtermodul(e) überwacht. Temperaturzustände des Elektroantriebssystems werden mit vorprogrammierten Sollwerten verglichen, um zu ermitteln, welche, falls überhaupt, Drehmomentabschwächungssteuerung für den Elektromotor des Elektroantriebssystems 40 eingeführt werden soll. Solange der Temperaturzustand des Elektroantriebssystems 40 in der Betriebszone mit normaler Temperatur bleibt, übt das Steuerungsmodul 80 keinen Modulationseffekt auf das Elektroantriebssystem 40 aus. Wenn der Temperaturzustand des Elektroantriebssystems 40 einen programmierten Temperaturzustands-Schwellensollwert erreicht, beginnt das Steuerungsmodul 80 damit, eine gewählte Verringerung für das maximale Drehmoment einzuführen, welches der Elektromotor auf die Getriebeanordnung 20 aufbringen oder von dieser empfangen kann. Der Algorithmus, der verwendet wird, um den gewählten Reduktionsfaktor einzuführen, kann eine einfache lineare Verringerung bei dem maximal zulässigen Motordrehmoment nachbilden oder kann eine komplexere Gestalt annehmen. 3 stellt eine Einführung einer linearen Reduktion bei dem zulässigen Drehmoment dar, wohingegen 4 eine Einführung einer parabolischen Reduktion bei dem zulässigen Drehmoment darstellt. Unterschiedliche Drehmomentbegrenzungskurven können in Abhängigkeit von der angenommenen Systemverwendung nützlich sein. Der Algorithmus kann das maximal zulässige Drehmoment des Elektroantriebssystems 40 allmählich oder drastisch abschwächen, sobald der Temperaturzustands-Schwellensollwert erreicht ist. Wenn der Temperaturzustand des Elektroantriebssystems 40 zu einem noch höheren Niveau gelangt, wird der Algorithmus die Einstellung für das maximale Drehmoment auf Null verringern. Sollte der Temperaturzustand des Elektroantriebssystems 40 mit dem Anstieg bis zu einem programmierten Temperaturzustands-Abschaltsollwert fortfahren, kann das Steuerungsmodul 80 bei einigen Ausführungsformen vorzugsweise die gesamte elektrische Leistung durch das Wechselrichtermodul 60 und die Elektromotoranordnung 70 unterbrechen, um das Elektroantriebssystem 40 und seine Bauteile vor dem Erreichen eines kritischen Temperaturzustands oder Temperaturereignisses zu schützen.
Die Offenlegung hat gewisse bevorzugte Ausführungsformen und Modifikationen dazu beschrieben. Beim Lesen und Verstehen dieser Beschreibung können anderen weitere Modifikationen und Veränderungen einfallen. Es ist daher beabsichtigt, dass die Offenlegung nicht auf die spezielle(n) offenbarten Ausführungsform(en) begrenzt ist, die als die beste Art angesehen wird/werden, um diese Offenlegung auszuführen, sondern dass die Offenlegung alle Ausführungsformen umfasst, die in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 5931757 [0017]

Claims

Verfahren zum Regeln der Temperatur eines Elektroantriebssystems, das umfasst, dass: Temperaturzustände an vorbestimmten Stellen in dem Elektroantriebssystem überwacht werden; und ein maximal zulässiges Drehmoment des Elektroantriebssystems auf der Grundlage der überwachten Temperaturzustände abgeschwächt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Elektroantriebssystem mit einem Getriebe eines Hybridantriebsstrangs wirksam gekoppelt ist, wobei das Getriebe mit einem Verbrennungsmotor und einem Endantrieb wirksam gekoppelt ist und das Verfahren ferner umfasst, dass: das Drehmoment des Verbrennungsmotors eingestellt wird, um ein Solldrehmoment des Endantriebs beizubehalten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Elektroantriebssystem ein Paar von Elektromotoranordnungen umfasst, die mit einem elektrisch variablen kombiniert leistungsverzweigten Getriebe mit zwei Modi wirksam gekoppelt sind, wobei das Getriebe mit einem Verbrennungsmotor und einem Endantrieb wirksam gekoppelt ist, wobei das Abschwächen des maximal zulässigen Drehmoments des Elektroantriebssystems umfasst, dass das maximal zulässige Drehmoment einer Elektromotoranordnung des Paars von Elektromotor anordnungen abgeschwächt wird und das Verfahren ferner umfasst, dass: das Drehmoment des Verbrennungsmotors und/oder das Drehmoment der anderen Elektromotoranordnung des Paars von Elektromotoranordnungen eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmten Stellen ein Wechselrichtermodul und eine Elektromotoranordnung umfassen.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Wechselrichtermodul ein dreiphasiges Wechselrichtermodul umfasst und das Überwachen der Temperaturzustände umfasst, dass Temperaturzustände jeweiliger elektrischer Schaltungen für jede Phase überwacht werden.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Abschwächen des maximal zulässigen Drehmoments des Elektroantriebssystems auf dem höchsten überwachten Temperaturzustand der elektrischen Schaltungen basiert.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Abschwächen des maximal zulässigen Drehmoments des Elektroantriebssystems auf einem durchschnittlichen überwachten Temperaturzustand aller elektrischen Schaltungen basiert.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner umfasst, dass Temperaturzustände einer zusätzlichen Elektromotoranordnung und eines zusätzlichen Wechselrichtermoduls, welches der zusätzlichen Elektromotoranordnung zugeordnet ist, überwacht werden.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner umfasst, dass jede Elektromotoranordnung auf der Grundlage von Temperaturzuständen, welche den jeweiligen Wechselrichtermodulen entsprechen, unabhängig moduliert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Abschwächen des maximal zulässigen Drehmoments des Elektroantriebssystems auf der Grundlage der überwachten Temperaturzustände umfasst, dass eine stetige Maximaldrehmomentfunktion für den Drehmomentabtrieb der Elektromotoranordnung eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die stetige Maximaldrehmomentfunktion gemäß einer Umgebungstemperatur variabel ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die stetige Maximaldrehmomentfunktion eine zunehmend restriktivere Begrenzung des maximalen Drehmomentabtriebs für die Elektromotoranordnung einführt, wenn die Temperaturzustände ansteigen.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die stetige Maximaldrehmomentfunktion den maximalen Drehmomentabtrieb der Elektromotoranordnung in Ansprechen auf ansteigende Temperaturzustände derart verringert, dass der maximale Drehmomentabtrieb der Elektromotoranordnung auf Null verringert wird, bevor ein kritischer Temperaturzustand erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die stetige Maximaldrehmomentfunktion ein Abschalten jeglicher elektrischer Leistung an dem Elektroantriebssystem bewirkt, wenn die Temperaturzustände einen vorbestimmten Temperaturzustands-Abschaltsollwert überschreiten.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner umfasst, dass die überwachten Temperaturzustände validiert werden und wobei das Abschwächen des maximal zulässigen Drehmoments des Elektroantriebssystems auf der Grundlage der überwachten Temperaturzustände auf den validierten überwachten Temperaturzuständen beruht.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Abschwächen des maximal zulässigen Drehmoments des Elektroantriebssystems auf der Grundlage der überwachten Temperaturzustände umfasst, dass eine stetige Maximaldrehmomentfunktion für den Drehmomentabtrieb der Elektromotoranordnung als eine Funktion einer Winkelgeschwindigkeit der Elektromotoranordnung eingeführt wird, wenn die überwachten Temperaturzustände nicht validiert werden können.
Verfahren zum Regeln der Temperatur eines Elektroantriebs, der ein Wechselrichtermodul und eine Elektromotoranordnung umfasst, wobei das Verfahren umfasst, dass: Temperaturen des Wechselrichtermoduls und der Elektromotoranordnung überwacht werden; ein Temperaturzustand aus den überwachten Temperaturen ermittelt wird; und eine stetige Maximaldrehmomentfunktion für den Drehmomentabtrieb der Elektromotoranordnung eingeführt wird, die dazu dient, dass der verfügbare Drehmomentabtrieb der Elektromotoranordnung als eine Funktion eines ansteigenden Temperaturzustands zunehmend beschränkt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, das ferner umfasst, dass für den Drehmomentabtrieb der Elektromotoranordnung eine stetige Maximaldrehmomentfunktion als eine Funktion einer Winkelgeschwindigkeit der Elektromotoranordnung eingeführt wird, wenn der Temperaturzustand nicht ermittelt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Wechselrichtermodul ein dreiphasiges Wechselrichtermodul umfasst und das Überwachen der Temperaturen umfasst, dass Temperaturen jeweiliger elektrischer Schaltungen für jede Phase überwacht werden.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die stetige Maximaldrehmomentfunktion den verfügbaren Drehmomentabtrieb der Elektromotoranordnung als eine Funktion eines ansteigenden Temperaturzustands auf der Grundlage der höchsten überwachten Temperatur der elektrischen Schaltungen beschränkt.
Elektroantriebssystem, das umfasst: eine Energiespeichereinrichtung; ein Wechselrichtermodul; eine Elektromotoranordnung; mehrere Temperatursensoren, die angeordnet sind, um Temperaturzustände des Wechselrichtermoduls und der Elektromotoranordnung zu überwachen und dazu dienen, Temperaturdaten zu liefern, welche die Temperaturzustände anzeigen; und ein Steuerungsmodul, das dazu dient, Daten zu überwachen, die von den Temperatursensoren geliefert werden, und den Betrieb der Elektromotoranordnung zu modulieren, indem es eine maximale Abtriebsdrehmomentgrenze für die Elektromotoranordnung als eine Funktion der überwachten Temperaturzustände einführt.