控制電機(jī)的方法、控制系統(tǒng)以及車(chē)輛的制作方法
【專(zhuān)利摘要】提供了一種用于控制電機(jī)的方法、控制系統(tǒng)以及車(chē)輛，所述方法能夠在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)利用高扭矩驅(qū)動(dòng)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)并且能夠在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進(jìn)行同步驅(qū)動(dòng)。所述方法包括控制連接到低電壓電池的電機(jī)。電機(jī)在最大扭矩產(chǎn)生時(shí)具有比磁扭矩大的磁阻扭矩。電機(jī)包括連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸的轉(zhuǎn)子。
【專(zhuān)利說(shuō)明】控制電機(jī)的方法、控制系統(tǒng)以及車(chē)輛
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)的實(shí)施例的多個(gè)方面總體涉及一種用于控制電機(jī)的方法和一種用于控制電機(jī)的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]車(chē)輛的混合動(dòng)力系統(tǒng)是已知的(例如，參見(jiàn)第2001-339804號(hào)日本專(zhuān)利公開(kāi))。混合動(dòng)力系統(tǒng)除具有發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，汽油發(fā)動(dòng)機(jī))以外還具有作為驅(qū)動(dòng)源的電機(jī)(例如，電動(dòng)機(jī))，其中，電機(jī)(例如，使用電能的電機(jī))可以在燃料供應(yīng)給發(fā)動(dòng)機(jī)而機(jī)軸以低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)輔助機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)。盡管發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)扭矩小是趨勢(shì)，但是電機(jī)可以在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)產(chǎn)生高扭矩。因此，電機(jī)可以在機(jī)軸在低旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)有效地輔助機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)。
[0003]在混合動(dòng)力系統(tǒng)中，當(dāng)機(jī)軸降速時(shí)，電機(jī)用作發(fā)電機(jī)以通過(guò)電機(jī)回收再生能量。在混合動(dòng)力系統(tǒng)中，當(dāng)車(chē)輛停止時(shí)，進(jìn)行怠速停止，然后，通過(guò)利用電機(jī)再次啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，相關(guān)技術(shù)中的混合動(dòng)力系統(tǒng)中使用的電機(jī)具有這樣的問(wèn)題，即，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速增大，電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)變得非常高。因此，如果使電機(jī)連接到電池的逆變器不被激活，則電機(jī)處產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)會(huì)作用在電池上。此外,如果電池中的電壓低,則電機(jī)處產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)會(huì)導(dǎo)致電池故障。
[0004]因此，為了防止反電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)致電池故障，一些混合動(dòng)力系統(tǒng)(例如，能夠僅使用電機(jī)來(lái)使車(chē)輛加速的強(qiáng)混合動(dòng)力系統(tǒng)或者將電機(jī)用作發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助器的弱混合動(dòng)力系統(tǒng))使得電池中的電壓高，以防止因反電動(dòng)勢(shì)而發(fā)生電池故障。在這樣的混合動(dòng)力系統(tǒng)中，由于電池中的電壓高，所以電機(jī)能夠運(yùn)轉(zhuǎn)到高轉(zhuǎn)速范圍。即，這些混合動(dòng)力系統(tǒng)即使在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)也可以將電機(jī)(諸如電機(jī)內(nèi)的轉(zhuǎn)子)驅(qū)動(dòng)成與機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)同步。然而，這樣的混合動(dòng)力系統(tǒng)具有的問(wèn)題是，電池變大、昂貴且難以搬運(yùn)。
[0005]因此，為了解決這些問(wèn)題，建議使用微混合動(dòng)力系統(tǒng)來(lái)替代強(qiáng)混合動(dòng)力系統(tǒng)或弱混合動(dòng)力系統(tǒng)。在微混合動(dòng)力系統(tǒng)中，通過(guò)使用低電壓電池(例如，具有30V (伏特)至60V范圍內(nèi)的電壓的電池)來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。然而，由于電池中的電壓低，因此微混合動(dòng)力系統(tǒng)可能例如必須使用具有小于強(qiáng)混合動(dòng)力系統(tǒng)的輸出的輸出的電機(jī)。
[0006]例如，盡管強(qiáng)混合動(dòng)力系統(tǒng)可以具有60kw (千瓦)的最高電機(jī)功率，但是微混合動(dòng)力系統(tǒng)可具有例如1.8kw (或者大約1.8kw)的最高電機(jī)功率。此外,微混合動(dòng)力系統(tǒng)可以出于有限的目的來(lái)使用電機(jī)，所述有限的目的為例如發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)(包括在怠速停止之后再啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī))和通過(guò)機(jī)軸在中等轉(zhuǎn)速范圍或高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的降速來(lái)回收再生能量。
[0007]S卩，為了防止反電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)致的電池故障，在微混合動(dòng)力系統(tǒng)中，當(dāng)機(jī)軸在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)可能不能夠輔助機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)。換言之，在相關(guān)技術(shù)的微混合動(dòng)力系統(tǒng)中，當(dāng)機(jī)軸在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)可能不與機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)同步。此外，在微混合動(dòng)力系統(tǒng)中，由于電機(jī)具有低輸出(例如，低扭矩)，因此當(dāng)機(jī)軸在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)也不能輔助機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)。
[0008]該【背景技術(shù)】部分中公開(kāi)的上述信息僅為了加強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的背景的理解。因此，上述信息可能包含不構(gòu)成對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)在本國(guó)內(nèi)已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明實(shí)施例的多個(gè)方面提供了一種使用低電壓電池控制電機(jī)的方法和一種使用低電壓電池控制電機(jī)的系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)能夠在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)利用高扭矩輔助發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)并在聞轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)使驅(qū)動(dòng)同步。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種電機(jī)控制方法。所述方法包括控制連接到低電壓電池的電機(jī)。電機(jī)在最大扭矩產(chǎn)生時(shí)具有比磁扭矩大的磁阻扭矩。電機(jī)包括連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸的轉(zhuǎn)子。
[0011]低電壓電池的電壓可以小于60V。
[0012]所述方法還可以包括:在低轉(zhuǎn)速范圍或高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)向發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料以使輸出軸旋轉(zhuǎn)；從低電壓電池向電機(jī)提供能量以在與輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向上向輸出軸提供扭矩。
[0013]所述方法還可以包括:與當(dāng)使輸出軸在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)相比，當(dāng)使輸出軸在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)向輸出軸提供更大的扭矩。
[0014]所述方法還可以包括:在低轉(zhuǎn)速范圍或高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)使輸出軸減速；通過(guò)電機(jī)回收再生能量；以及將再生能量提供到低電壓電池。
[0015]所述方法還可以包括:在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)利用比高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的減速扭矩大的減速扭矩使輸出軸減速；通過(guò)電機(jī)回收再生能量；以及將再生能量提供到低電壓電池。
[0016]轉(zhuǎn)子可以直接連接到輸出軸。
[0017]對(duì)于輸出軸的相對(duì)的端部，轉(zhuǎn)子可以直接連接到與變速箱連接到的端部相對(duì)的端部。
[0018]所述方法還可以包括從低電壓電池向電機(jī)提供能量以在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)使輸出軸旋轉(zhuǎn)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種電機(jī)控制系統(tǒng)。所述電機(jī)控制系統(tǒng)包括連接到低電壓電池的電機(jī)和被構(gòu)造成控制電機(jī)的第一控制單元。電機(jī)在最大扭矩產(chǎn)生時(shí)具有比磁扭矩大的磁阻扭矩。電機(jī)包括連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸的轉(zhuǎn)子。
[0020]低電壓電池的電壓可以小于60V。
[0021]當(dāng)在低轉(zhuǎn)速范圍或高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)向發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料以使輸出軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一控制單元可以被構(gòu)造成控制從低電壓電池到電機(jī)的能量供應(yīng)，以在與輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向上向輸出軸提供扭矩。
[0022]第一控制單元可以進(jìn)一步被構(gòu)造成當(dāng)輸出軸在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)使被提供到輸出軸的扭矩維持成比當(dāng)輸出軸在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)被提供到輸出軸的扭矩大。
[0023]第一控制單元可以進(jìn)一步被構(gòu)造成當(dāng)輸出軸在低轉(zhuǎn)速范圍或高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)減速時(shí)通過(guò)電機(jī)回收再生能量并將再生能量提供到低電壓電池。
[0024]第一控制單元可以進(jìn)一步被構(gòu)造成當(dāng)在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)利用比高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的減速扭矩大的減速扭矩使輸出軸減速時(shí)通過(guò)電機(jī)回收再生能量并向低電壓電池提供再生能量。
[0025]轉(zhuǎn)子可以直接連接到輸出軸。[0026]對(duì)于輸出軸的相對(duì)的端部，轉(zhuǎn)子可以直接連接到與齒輪連接到的端部相對(duì)的端部。
[0027]第一控制單元可以進(jìn)一步被構(gòu)造成從低電壓電池向電機(jī)提供能量以在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)使輸出軸旋轉(zhuǎn)。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，提供了一種包括上述電機(jī)控制系統(tǒng)的車(chē)輛。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)控制系統(tǒng)的框圖。
[0030]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)之間的連接的示意圖。
[0031]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)的轉(zhuǎn)子和機(jī)軸之間的連接的透視圖。
[0032]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)的特性(RPM與扭矩)的曲線圖。
[0033]圖5是示出永磁磁阻電機(jī)(PRM)的特性(RPM與反電動(dòng)勢(shì))與其他電機(jī)的特性(RPM和反電動(dòng)勢(shì))的比較的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]這里參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，從而本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以實(shí)踐本發(fā)明而不需要過(guò)度實(shí)驗(yàn)。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)施，并且不受這里描述的實(shí)施例限制。
[0035]盡管這里按照作為車(chē)輛的部件描述了電機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)施例(例如圖1的電機(jī)控制系統(tǒng)10)，但是本發(fā)明的電機(jī)控制系統(tǒng)不限于車(chē)輛電機(jī)控制系統(tǒng)，而是還可應(yīng)用于其他驅(qū)動(dòng)裝置的電機(jī)控制系統(tǒng)。這里，在描述本發(fā)明的實(shí)施例時(shí)，術(shù)語(yǔ)“可以或可”的使用指的是“本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例”。此外，在描述本發(fā)明的實(shí)施例時(shí)，諸如“或者”的選擇性語(yǔ)言的使用指的是對(duì)于列出的每個(gè)相應(yīng)的項(xiàng)目的“本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例”。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，低轉(zhuǎn)速范圍可以是ORPM(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))至3000RPM，中等轉(zhuǎn)速范圍可以是3000RPM至4500RPM，高轉(zhuǎn)速范圍可以是高于4500RPM的范圍。然而，低轉(zhuǎn)速范圍、中等轉(zhuǎn)速范圍和高轉(zhuǎn)速范圍不限于這些旋轉(zhuǎn)范圍，并且可以被限定為具有其他RPM的旋轉(zhuǎn)范圍，只要適用于電機(jī)控制系統(tǒng)所針對(duì)的應(yīng)用(例如，驅(qū)動(dòng)裝置)即可。
[0037]為了易于描述,在微混合動(dòng)力系統(tǒng)中可以使用低電壓電池(例如，具有30V和60V之間的電壓的電池)。因此，這樣的電池可以具有小尺寸并且還可以具有低成本。
[0038]當(dāng)車(chē)輛中安裝電壓高于60V的電池時(shí)，可能需要(例如，出于安全的考慮)完全包圍并密封電池，從而使用者不會(huì)接觸電池。因此，如果電壓高于60V的電池安裝在車(chē)輛中，則電池的搬運(yùn)變得困難并且混合動(dòng)力系統(tǒng)的構(gòu)造變得復(fù)雜。然而，如果電池的電壓低于60V，則不需要使用這樣的被保護(hù)的電池(搬運(yùn)其是困難的)或者具有這樣的復(fù)雜構(gòu)造的混合動(dòng)力系統(tǒng)。
[0039]通過(guò)在混合動(dòng)力系統(tǒng)中使用電壓低于60V的電池，電池的搬運(yùn)可以變得容易并且混合動(dòng)力系統(tǒng)的構(gòu)造可以變得簡(jiǎn)單。因此，微混合動(dòng)力系統(tǒng)還有利于簡(jiǎn)化系統(tǒng)的構(gòu)造。
[0040]然而，如前所述，相關(guān)技術(shù)的微混合動(dòng)力系統(tǒng)使用低輸出電機(jī)，電機(jī)不能輔助驅(qū)動(dòng)(為了防止電池因反電動(dòng)勢(shì)而損壞)。因?yàn)槿绱?，在相關(guān)技術(shù)的微混合動(dòng)力系統(tǒng)中，不能提供諸如在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)對(duì)高扭矩的輔助驅(qū)動(dòng)和在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的同步驅(qū)動(dòng)的特征。[0041]在本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，提供了能夠在轉(zhuǎn)子的低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)傳送高扭矩并且在轉(zhuǎn)子的高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)具有相對(duì)低的反電動(dòng)勢(shì)的電機(jī)。例如，在最大扭矩產(chǎn)生時(shí)其磁阻扭矩大于其磁扭矩的電機(jī)中，這樣的性質(zhì)是可得到的。這里，磁阻扭矩可以指僅通過(guò)定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極和轉(zhuǎn)子的凸極之間的吸引力產(chǎn)生的扭矩。
[0042]相比之下，磁扭矩可以指通過(guò)定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極和轉(zhuǎn)子的永磁體的磁極之間的吸引和排斥產(chǎn)生的扭矩。
[0043]例如，在最大扭矩產(chǎn)生時(shí)磁阻扭矩大于或等于其磁扭矩的示例電機(jī)可以是永磁磁阻電機(jī)(或簡(jiǎn)稱(chēng)為PRM)。在產(chǎn)生最大扭矩時(shí)，PRM可具有從6:4 (60/40)降至5:5 (50/50)的磁阻扭矩與磁扭矩之比。
[0044]圖5是用于比較PRM與其他電機(jī)的特性(RPM和反電動(dòng)勢(shì))的曲線圖。
[0045]參照?qǐng)D5,曲線LlO示出了 PRM的反電動(dòng)勢(shì)與RPM的定量比較。此外，曲線Lll示出了內(nèi)部永磁電機(jī)(IPM)的反電動(dòng)勢(shì)與RPM的比較。另外，曲線L12不出了表面永磁電機(jī)(SPM)的反電動(dòng)勢(shì)與RPM的比較。這里，SPM和IPM是相關(guān)技術(shù)的混合動(dòng)力系統(tǒng)中通常使用的電機(jī)。
[0046]SPM僅利用磁扭矩使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)(因此沒(méi)有磁阻扭矩)，而IPM在最大扭矩產(chǎn)生時(shí)的磁阻扭矩與磁扭矩之比為3:7 (30/70)。因此，SPM和IPM在最大扭矩產(chǎn)生時(shí)都沒(méi)有大于磁扭矩的磁阻扭矩。
[0047]SPM和IPM可以在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)產(chǎn)生高扭矩。然而，參照?qǐng)D5，電機(jī)在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)具有非常高的反電動(dòng) 勢(shì)。反電動(dòng)勢(shì)來(lái)自于這些電機(jī)中的永磁體。
[0048]相比之下，PRM可以在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高扭矩。另外，PRM可以在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)以低于SPM和IPM的電流實(shí)現(xiàn)高扭矩。此外，PRM在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)具有比SPM和IPM的反電動(dòng)勢(shì)顯著低的反電動(dòng)勢(shì)。
[0049]在PRM中，在最大扭矩產(chǎn)生時(shí)磁阻扭矩大于磁扭矩。因此，在PRM中，由于在最大扭矩產(chǎn)生時(shí)磁阻扭矩大于磁扭矩，因此來(lái)自由永磁體導(dǎo)致的磁扭矩的影響即使在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)也低。因?yàn)槿绱耍琍RM在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)具有比SPM和IPM的反電動(dòng)勢(shì)顯著低的反電動(dòng)勢(shì)。
[0050]例如，在圖5中，具有其中電壓為Vl的電池的SPM的混合動(dòng)力系統(tǒng)可以使SPM的轉(zhuǎn)子最多以轉(zhuǎn)速!^旋轉(zhuǎn)。同樣的，具有其中電壓為Vl的電池的IPM的混合動(dòng)力系統(tǒng)可以使IPM的轉(zhuǎn)子最多以轉(zhuǎn)速r2旋轉(zhuǎn)。相比之下，具有其中電壓為Vl的電池的PRM的混合動(dòng)力系統(tǒng)可以使PRM的轉(zhuǎn)子最多以轉(zhuǎn)速r3旋轉(zhuǎn)。因此，即使電池中的電壓低，但是PRM可以在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高扭矩，并且可以使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)上升至比SPM和IPM的轉(zhuǎn)速范圍大的轉(zhuǎn)速范圍。
[0051]此外，PRM比SPM和IPM更小且更輕。即，PRM每單位體積和單位質(zhì)量具有高扭矩和高輸出(即，高扭矩濃度(torque concentration)和高輸出濃度(outputconcentration))。
[0052]PRM在發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸(諸如車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)中的機(jī)軸)降速時(shí)還用作發(fā)電機(jī)，具有PRM的混合動(dòng)力系統(tǒng)還可以從PRM回收再生能量。此外，PRM在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)或高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)在機(jī)軸降速時(shí)用作發(fā)電機(jī)。
[0053]因此，在最大扭矩產(chǎn)生時(shí)磁阻扭矩大于磁扭矩的電機(jī)(在下文中，也稱(chēng)為高磁阻扭矩電機(jī))可以在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高扭矩，可以使轉(zhuǎn)子以大于SPM和IPM的轉(zhuǎn)速范圍的轉(zhuǎn)速范圍旋轉(zhuǎn)。另外，高磁阻扭矩電機(jī)具有顯著小于SPM和IPM的尺寸。此外，具有高磁阻扭矩電機(jī)的混合動(dòng)力系統(tǒng)可以在機(jī)軸降速時(shí)從機(jī)軸回收再生能量。盡管開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)和感應(yīng)電機(jī)(頂)也是已知的車(chē)輛電機(jī)，但是這些電機(jī)不能實(shí)現(xiàn)能量的再生。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例，提供了具有高磁阻扭矩電機(jī)的電機(jī)控制系統(tǒng)10?，F(xiàn)在將描述這樣的電機(jī)控制系統(tǒng)10。
[0055]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)控制系統(tǒng)10的框圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)之間的連接的示意圖。
[0056]參照?qǐng)D1和圖2，電機(jī)控制系統(tǒng)10是安裝在車(chē)輛中的微混合動(dòng)力系統(tǒng)，并且包括電池20、包括轉(zhuǎn)子31和定子32的電機(jī)30、第一至第四控制單元40、41、42和43、逆變器50、包括輸出(或曲柄)軸61的發(fā)動(dòng)機(jī)60、包括齒輪71的變速箱70、燃料箱100、制動(dòng)器120和車(chē)輪130。
[0057]發(fā)動(dòng)機(jī)60包括機(jī)軸61、用于支撐機(jī)軸61的軸承62和用于使機(jī)軸61旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(例如，氣缸、活塞、連接桿、火花塞和凸輪軸等)。變速箱70連接到機(jī)軸61的一個(gè)側(cè)端，并且變速箱70利用其中的齒輪71來(lái)改變從凸輪軸傳送的RPM和扭矩并將RPM和扭矩傳送至車(chē)輪130。
[0058]燃料箱100在第二控制單元41的控制下向發(fā)動(dòng)機(jī)60提供燃料。制動(dòng)器120在第四控制單元43的控制下作用于車(chē)輪130。根據(jù)本實(shí)施例的電池20是具有30V和60V之間的電壓的低電壓電池。
[0059]通過(guò)利用電壓低于60V的電池20，可以使電池20縮小尺寸，因此可使低成本電池可行，并且簡(jiǎn)化電機(jī)控制系統(tǒng)10的整個(gè)構(gòu)造。另外，電池20中的電壓與電池20的電壓基本相同。因此，電池20中的電壓低。
[0060]電機(jī)30是高磁阻扭矩電機(jī)。在這種情況下，高磁阻扭矩電機(jī)可以是PRM或者可以包括PRM。電機(jī)30可以在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高扭矩，并且在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)具有低的反電動(dòng)勢(shì)。因此，即使在電機(jī)30被連接到低電壓電池(例如，電池20)時(shí)，電機(jī)30也可以在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高扭矩，并且可以使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)或加速上升至高轉(zhuǎn)速范圍。
[0061]S卩，電機(jī)30可以在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的高扭矩至在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)與發(fā)動(dòng)機(jī)60的同步運(yùn)行之間轉(zhuǎn)變。此外，即使在減速至低轉(zhuǎn)速范圍時(shí)從機(jī)軸61作用高減速扭矩時(shí)，電機(jī)30也可以向電池20提供再生能量。
[0062]電機(jī)30由第一控制單元40控制?，F(xiàn)在將進(jìn)一步詳細(xì)描述由第一控制單元40控制的電機(jī)30執(zhí)行的操作。
[0063]電機(jī)30在發(fā)動(dòng)機(jī)60靜止或停止時(shí)通過(guò)使機(jī)軸61旋轉(zhuǎn)來(lái)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)60。這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)還包括在怠速停止之后重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，當(dāng)機(jī)軸61在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)30輔助機(jī)軸61的旋轉(zhuǎn)。S卩，電機(jī)30在與機(jī)軸61的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向上提供扭矩。
[0064]另外，電機(jī)30可以在機(jī)軸61在中等轉(zhuǎn)速范圍或高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)輔助機(jī)軸61的旋轉(zhuǎn)。然而，在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提供給機(jī)軸61的扭矩大于在中等轉(zhuǎn)速范圍和高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提供給機(jī)軸61的扭矩。因此，當(dāng)機(jī)軸61在中等轉(zhuǎn)速范圍和高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)30(例如，電機(jī)中的轉(zhuǎn)子)與機(jī)軸61同步。
[0065]此外，當(dāng)機(jī)軸61在低轉(zhuǎn)速范圍、中等轉(zhuǎn)速范圍和高轉(zhuǎn)速范圍中的任何一個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)降速時(shí)，電機(jī)30用作發(fā)電機(jī)，以向電池20提供再生能量。在這種情況下，即使在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)響應(yīng)于減速而通過(guò)機(jī)軸61作用高減速扭矩時(shí)，電機(jī)30也可以向電池20提供再生
倉(cāng)tfi。
[0066]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)的轉(zhuǎn)子和機(jī)軸之間的連接的透視圖。參照?qǐng)D2和圖3，電機(jī)30包括轉(zhuǎn)子31和定子32。這里，轉(zhuǎn)子31是圓柱形的并且包括凸極和永磁體，而定子32是圓柱形的以覆蓋轉(zhuǎn)子31的圓周表面并包括線圈。
[0067]在電流流動(dòng)到定子32的線圈時(shí)，電機(jī)30產(chǎn)生磁阻扭矩和磁扭矩，并且上述扭矩使轉(zhuǎn)子31旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，在最大扭矩產(chǎn)生時(shí)，磁阻扭矩大于磁扭矩。
[0068]例如，磁阻扭矩與磁扭矩之比在最大扭矩產(chǎn)生時(shí)可以是6:4至5:5。另外，電機(jī)30的輸出可以是7kw (或大約7kw)。然而，盡管電機(jī)30不但可以在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)傳送高扭矩而且可以在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)同步運(yùn)行，但是電機(jī)30的輸出不限于7kw。
[0069]轉(zhuǎn)子31直接結(jié)合到機(jī)軸61。更詳細(xì)地講，機(jī)軸61具有機(jī)軸輪盤(pán)63形成或另外附著在其上的另一側(cè)端(即，沒(méi)有連接到變速箱70的一端)，轉(zhuǎn)子31連接到所述另一側(cè)端。參照?qǐng)D3，機(jī)軸輪盤(pán)63具有形成在其中以使螺栓(例如圖2的螺栓80)穿過(guò)的多個(gè)螺孔63a，轉(zhuǎn)子31具有與螺孔63a匹配的一個(gè)側(cè)面，該側(cè)面具有穿過(guò)形成在機(jī)軸輪盤(pán)63中的螺孔31a的螺栓。機(jī)軸輪盤(pán)63和轉(zhuǎn)子31用螺栓80連接。此外，轉(zhuǎn)子31的旋轉(zhuǎn)軸與機(jī)軸61的旋轉(zhuǎn)軸匹配。
[0070]然而，轉(zhuǎn)子31與機(jī)軸61的直接結(jié)合不限于上述方法。例如，在其他實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子31可以連接到機(jī)軸61而不需機(jī)軸61穿過(guò)機(jī)軸輪盤(pán)63。
[0071]定子32利用螺栓80a連接到發(fā)動(dòng)機(jī)60。
[0072]為了使用電機(jī)30輔助機(jī)軸61的旋轉(zhuǎn)，需要電機(jī)30產(chǎn)生高扭矩。特別地，在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)需要高扭矩。由于電機(jī)30是高磁阻扭矩電機(jī)，因此電機(jī)30在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)具有高扭矩。因此，即使電機(jī)30直接連接到機(jī)軸61，電機(jī)30也可以足夠輔助機(jī)軸61的旋轉(zhuǎn)。
[0073]此外，由于電機(jī)30直接連接到機(jī)軸61，因此扭矩可以有效地提供到機(jī)軸61。因此，電機(jī)30即使在低溫啟動(dòng)時(shí)也可以使發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定啟動(dòng)。
[0074]更詳細(xì)地講，當(dāng)電池20的溫度極低(例如，大約_30°C )時(shí)，例如，對(duì)于寒冷天氣冷啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，電池20因外部影響等而處于高故障風(fēng)險(xiǎn)。因此，可以期望的是，從電池20引出的電流盡可能的小。電機(jī)30可以在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)利用低強(qiáng)度電流實(shí)現(xiàn)高扭矩，并且電機(jī)30的扭矩可以被有效地傳送到機(jī)軸61。因此，由于即使向電機(jī)30僅提供低強(qiáng)度電流，電機(jī)30也可以將高扭矩傳輸?shù)綑C(jī)軸61，因此即使在冷啟動(dòng)的情況下電機(jī)30也可以使發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定啟動(dòng)。
[0075]在另一實(shí)施例中，電機(jī)30的轉(zhuǎn)子31可以通過(guò)皮帶和齒輪連接到機(jī)軸61。然而，在相關(guān)技術(shù)的微混合動(dòng)力系統(tǒng)中，電機(jī)的轉(zhuǎn)子通過(guò)皮帶和齒輪連接到機(jī)軸。在相關(guān)技術(shù)的微混合動(dòng)力系統(tǒng)中，由于電機(jī)的輸出低，因此即使電機(jī)的轉(zhuǎn)子直接連接到機(jī)軸，電機(jī)也不能向機(jī)軸提供發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)所需要的扭矩。然而，通過(guò)皮帶和齒輪將電機(jī)30的轉(zhuǎn)子31連接到機(jī)軸61，可以容易地將相關(guān)技術(shù)的微混合動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦鶕?jù)本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)控制系統(tǒng)10。
[0076]然而,皮帶的傳動(dòng)損失(transmission loss)在這樣的轉(zhuǎn)變電機(jī)控制系統(tǒng)中易于使冷啟動(dòng)的穩(wěn)定性降低。此外，扭矩的傳遞速度(forwarding speed)也將變?nèi)?。因?可以期望的是，電機(jī)30的轉(zhuǎn)子31直接連接到機(jī)軸61。直接連接也可實(shí)現(xiàn)震動(dòng)抑制控制，在震動(dòng)抑制控制中抑制電機(jī)30的震動(dòng)。
[0077]參照?qǐng)D2，電機(jī)30安裝在變速箱70的相對(duì)側(cè)上。因此，電機(jī)30可以安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)60上而無(wú)需發(fā)動(dòng)機(jī)60與變速箱70的連接機(jī)構(gòu)的實(shí)質(zhì)改變。即，本電機(jī)控制系統(tǒng)10容易應(yīng)用于現(xiàn)有的車(chē)輛。
[0078]由于轉(zhuǎn)子31直接連接到機(jī)軸61，因此熱能夠從機(jī)軸61傳遞到轉(zhuǎn)子31的永磁體。然而，當(dāng)電機(jī)30的轉(zhuǎn)子31在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子31具有熱難以傳遞到永磁體的特性。另外，由于用于向電機(jī)30提供電流的方法與其他電機(jī)(例如，SPM和IPM)不同，因此從永磁體產(chǎn)生熱是困難的。因此，即使一些熱從機(jī)軸61傳遞到轉(zhuǎn)子31的永磁體，也難以將足夠的熱傳遞到永磁體以改變永磁體的特性。
[0079]相反，當(dāng)SPM和IPM在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于大量的熱能夠傳遞到永磁體，因此如果SPM或IPM也直接連接到機(jī)軸61，則來(lái)自機(jī)軸61的熱能夠使永磁體的溫度上升至改變永磁體的特性的溫度。因此，不期望將SPM或IPM直接連接到機(jī)軸61來(lái)使混合動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行。
[0080]由于電機(jī)30質(zhì)輕，因此減少了轉(zhuǎn)子31旋轉(zhuǎn)時(shí)從轉(zhuǎn)子31傳遞到機(jī)軸61的震動(dòng)。這也可以使得使用低強(qiáng)度材料來(lái)形成軸承62，因此節(jié)省了軸承62的制造成本。
[0081]同時(shí)，由于SPM和IPM比電機(jī)30重，因此如果SPM或IPM直接連接到機(jī)軸61，則需要增大軸承62的強(qiáng)度，從而增加軸承62的制造成本。因此，基于上述理由，不期望將SPM或IPM直接連接到機(jī)軸61。
[0082]此外，由于電機(jī)30尺寸小，因此電機(jī)30可以直接連接到機(jī)軸61。此外，盡管發(fā)動(dòng)機(jī)60周?chē)目臻g小，但是由于電機(jī)30的尺寸小，因此電機(jī)30也可以容易地設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)60周?chē)男】臻g中。
[0083]然而，由于SPM或IPM的尺寸大，因此難以將SPM或IPM設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)60周?chē)男】臻g中。因此，由于這些原因，不期望將SPM或IPM直接連接到機(jī)軸61。
[0084]第二控制單元41控制整個(gè)電機(jī)控制系統(tǒng)10。例如，如果第二控制單元41收到來(lái)自用戶(hù)的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)請(qǐng)求(例如，當(dāng)打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)或在怠速停止之后踩踏加速踏板時(shí))，則第二控制單元41請(qǐng)求第一控制單元40啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)之后，第二控制單元41控制從燃料箱100到發(fā)動(dòng)機(jī)60的燃料供應(yīng)以驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)60。
[0085]另外，第二控制單元41在發(fā)動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)的同時(shí)監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM (例如，機(jī)軸61的RPM)，并將通過(guò)監(jiān)視獲得的關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的信息發(fā)送到第一控制單元40。此外，第二控制單元41可以監(jiān)視車(chē)輛速度，如果車(chē)輛速度為零(S卩，車(chē)輛停止)，則第二控制單元41使發(fā)動(dòng)機(jī)60停止，以控制怠速停止。此外，當(dāng)從第四控制單元43提供關(guān)于制動(dòng)器使用的信息時(shí)，第二控制單元41在向第一控制單元40請(qǐng)求再生控制的同時(shí)停止來(lái)自燃料箱100的燃料供應(yīng)。
[0086]第一控制單元40在第二控制單元41的控制下通過(guò)逆變器50控制電機(jī)30。進(jìn)一步詳細(xì)地講，當(dāng)?shù)谝豢刂茊卧?0接收來(lái)自第二控制單元41的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)請(qǐng)求時(shí)，第一控制單元40控制電機(jī)30以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，第一控制單元40根據(jù)關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的信息來(lái)控制電機(jī)30。例如，當(dāng)在機(jī)軸61在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)從電池20向電機(jī)30提供能量時(shí)，第一控制單元40使電機(jī)30產(chǎn)生高扭矩(例如，與機(jī)軸61的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向上的扭矩)。然后，第一控制單元40利用高扭矩輔助機(jī)軸61的旋轉(zhuǎn)。
[0087]此外，當(dāng)機(jī)軸61在中等轉(zhuǎn)速范圍或高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一控制單元40從電池20向電機(jī)30提供能量，以在電機(jī)30處產(chǎn)生扭矩(例如，在與機(jī)軸61的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向上扭矩)。然后，第一控制單元40利用扭矩輔助機(jī)軸61的旋轉(zhuǎn)。
[0088]S卩，即使當(dāng)機(jī)軸61在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一控制單元40也可以控制電機(jī)30以被驅(qū)動(dòng)成與機(jī)軸61同步。此外,不管機(jī)軸在低轉(zhuǎn)速范圍、中等轉(zhuǎn)速范圍或高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，第一控制單元40都可以將電機(jī)30用作發(fā)電機(jī)。
[0089]S卩，如果給出來(lái)自第二控制單元41的再生請(qǐng)求，則第一控制單元40使電機(jī)30用作發(fā)電機(jī)以通過(guò)電機(jī)30向電池20提供再生能量，而不管機(jī)軸61的RPM。此外，第三控制單元42控制齒輪71的運(yùn)行，同時(shí)在用戶(hù)踩踏制動(dòng)器踏板時(shí)第四控制單元43使制動(dòng)器120運(yùn)行，并且將關(guān)于制動(dòng)器運(yùn)行的信息發(fā)送到第二控制單元41。
[0090]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)的特性(RPM與扭矩)的曲線圖。
[0091]參照?qǐng)D4，曲線LI示出了轉(zhuǎn)子31的RPM和在該RPM可得到的最大扭矩。在這種情況下，Tmax表示來(lái)自轉(zhuǎn)子31可得的持續(xù)10秒的最大扭矩。此外，曲線L2示出了轉(zhuǎn)子31的RPM和在該RPM的能夠輸入到轉(zhuǎn)子31的最大減速扭矩。在這種情況下，-Tmax表示能夠連續(xù)輸入到轉(zhuǎn)子3110秒的最大減速扭矩。這里，圖4示出了作為負(fù)值的減速扭矩。
[0092]rmax表示轉(zhuǎn)子31的最大RPM。照這樣，可以期望的是，最大RPM比機(jī)軸61的最大RPM大。如圖4中可以看到的，電機(jī)30在機(jī)軸61的整個(gè)旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)運(yùn)行。
[0093]區(qū)域BI表示在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電機(jī)特性。即，在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)30可以向機(jī)軸61提供持續(xù)大約0.5秒至2秒的比Tmax大的扭矩。
[0094]區(qū)域B2表示在中等轉(zhuǎn)速范圍和高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)執(zhí)行再生的區(qū)域。電機(jī)30在由曲線L1-L2包圍的區(qū)域A中的以及還包括區(qū)域BI的所有區(qū)域處是可運(yùn)行的。即，在扭矩大于零時(shí)在區(qū)域A中，電機(jī)30的轉(zhuǎn)子31可以與機(jī)軸61同步旋轉(zhuǎn)，并且可以輔助機(jī)軸61的旋轉(zhuǎn)。另外，轉(zhuǎn)子31可以在與機(jī)軸61的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向上向機(jī)軸61提供扭矩。
[0095]此外，在扭矩小于零時(shí)在區(qū)域A中，電機(jī)30的轉(zhuǎn)子31可以與機(jī)軸61同步旋轉(zhuǎn)，并且可以用作發(fā)電機(jī)。即，電機(jī)30可以回收再生能量并向電池20提供再生能量。
[0096]區(qū)域BI和B2也是相關(guān)技術(shù)的微混合動(dòng)力系統(tǒng)中的電機(jī)工作的區(qū)域。S卩，如上所述，在相關(guān)技術(shù)的微混合動(dòng)力系統(tǒng)中，電機(jī)不能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)或者在中等轉(zhuǎn)速沮圍或高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)回收再生能量。然而，電機(jī)30除了在區(qū)域BI以外還在由曲線L1-L2圍繞的區(qū)域A的所有部分處可運(yùn)行。
[0097]因此，電機(jī)30可以使發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，并且在機(jī)軸61在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)(參見(jiàn)區(qū)域Al和A區(qū)域的具有大于區(qū)域Al的扭矩的部分)旋轉(zhuǎn)時(shí)利用高扭矩輔助機(jī)軸61的旋轉(zhuǎn)。此外，當(dāng)機(jī)軸61在中等轉(zhuǎn)速范圍或高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)30可以輔助機(jī)軸61的旋轉(zhuǎn)。S卩，即使當(dāng)機(jī)軸61在中等轉(zhuǎn)速范圍或高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)30也可以被驅(qū)動(dòng)成與機(jī)軸61同
止/J/ O
[0098]另外，電機(jī)30在低轉(zhuǎn)速范圍、中等轉(zhuǎn)速范圍和高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)用作發(fā)電機(jī)。例如，SP使當(dāng)機(jī)軸61在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)利用比高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的減速扭矩大的減速扭矩減速時(shí)，電機(jī)30也可用作發(fā)電機(jī)。例如，參見(jiàn)區(qū)域A2。
[0099]電機(jī)控制系統(tǒng)10控制連接到低電壓電池20的電機(jī)30，電機(jī)30在最大扭矩產(chǎn)生時(shí)具有比磁扭矩大的磁阻扭矩。另外，轉(zhuǎn)子31連接(例如，直接連接)到發(fā)動(dòng)機(jī)60的機(jī)軸61。因此，混合動(dòng)力系統(tǒng)10可以在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)利用高扭矩輔助發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)還能夠在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)做同步驅(qū)動(dòng)。
[0100]此外，在電機(jī)控制系統(tǒng)10中，由于電池20的電壓低于60V，因此電池20的搬運(yùn)變得容易，并且電機(jī)控制系統(tǒng)10的構(gòu)造簡(jiǎn)化。另外，電機(jī)30由于上述構(gòu)造可以在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)利用高扭矩輔助發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)而在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)與同步驅(qū)動(dòng)兼容。
[0101]此外，當(dāng)機(jī)軸61在低轉(zhuǎn)速范圍或高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)控制系統(tǒng)10可以輔助機(jī)軸61的旋轉(zhuǎn)。另外，在電機(jī)控制系統(tǒng)10中，機(jī)軸61在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)被提供到機(jī)軸61的扭矩比機(jī)軸61在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)被提供到機(jī)軸61的扭矩大。因此，電機(jī)控制系統(tǒng)10可以在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)向機(jī)軸61提供比在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)向機(jī)軸61提供的扭矩大的扭矩。
[0102]此外，當(dāng)機(jī)軸61在低轉(zhuǎn)速范圍或高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)減速時(shí)，電機(jī)控制系統(tǒng)10可以通過(guò)電機(jī)30回收再生能量。另外，當(dāng)機(jī)軸61利用比高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的減速扭矩大的減速扭矩減速時(shí)，電機(jī)控制系統(tǒng)10可以通過(guò)電機(jī)30回收再生能量。因此，電機(jī)控制系統(tǒng)10可以在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)更有效地回收再生能量。
[0103]此外，由于轉(zhuǎn)子31直接結(jié)合到機(jī)軸61，因此在電機(jī)控制系統(tǒng)10中，扭矩可以被有效地從轉(zhuǎn)子31提供到機(jī)軸61，并且再生能量可以被有效地回收。另外，關(guān)于機(jī)軸61的相對(duì)端部，由于轉(zhuǎn)子31連接到機(jī)軸61的與連接到變速箱70的端部相對(duì)的端部，因此電機(jī)控制系統(tǒng)10可以引進(jìn)到車(chē)輛中，而不需要對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行很多改變。此外，電機(jī)控制系統(tǒng)10可以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0104]如上所述，由于轉(zhuǎn)子31與機(jī)軸61直接連接，因此扭矩可以在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)被從轉(zhuǎn)子31有效地傳送到機(jī)軸61。即，電機(jī)控制系統(tǒng)10可以利用少量電流將高扭矩傳送到機(jī)軸61。
[0105]因此，電機(jī)控制系統(tǒng)10即使在冷啟動(dòng)時(shí)和在寒冷的天氣中也可以使發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定啟動(dòng)。此外，由于電機(jī)控制系統(tǒng)10可以安裝在車(chē)輛中，因此可以因電機(jī)控制系統(tǒng)10而有效地驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。
[0106]因此，盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的示例實(shí)施例，但是本發(fā)明不限于這些示例實(shí)施例，但是明顯的是，在所有均落入在本發(fā)明的范圍內(nèi)的權(quán)利要求和它們的等同物、本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】以及附圖內(nèi)，可以能夠進(jìn)行不同的變化。
[0107]例如，盡管上述實(shí)施例中的一些實(shí)施例建議將電機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用到車(chē)輛混合動(dòng)力系統(tǒng)，但是本發(fā)明的其他實(shí)施例可以應(yīng)用于任何系統(tǒng)，只要該系統(tǒng)同時(shí)使用發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)。
[0108]盡管已經(jīng)結(jié)合目前被認(rèn)為是可實(shí)施的實(shí)施例描述了本發(fā)明，將理解的是，本發(fā)明不限于公開(kāi)的實(shí)施例，但是相反，意圖覆蓋在權(quán)利要求及其等同物的精神和范圍內(nèi)包括的各種修改和等同布置。
[0109]符號(hào)的描述
[0110]10:電機(jī)控制系統(tǒng)(混合動(dòng)力系統(tǒng))20:電池
[0111]30:電機(jī)31:轉(zhuǎn)子
[0112]32:定子40-43:第一至第四控制單元
[0113]50:逆變器60:發(fā)動(dòng)機(jī)[0114]61:機(jī)軸(輸出軸)70:變速箱
[0115]100:燃料箱120:制動(dòng)器
[0116]1 30:車(chē)輪
【權(quán)利要求】
1.一種電機(jī)控制方法,所述電機(jī)控制方法包括: 控制連接到低電壓電池的電機(jī)，電機(jī)在最大扭矩產(chǎn)生時(shí)具有比磁扭矩大的磁阻扭矩，并且包括連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸的轉(zhuǎn)子。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其中,低電壓電池的電壓小于60V。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括: 在低轉(zhuǎn)速范圍或高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)向發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料以使輸出軸旋轉(zhuǎn)；以及 從低電壓電池向電機(jī)提供能量以在與輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向上向輸出軸提供扭矩。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，所述方法還包括:與當(dāng)使輸出軸在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)相比，當(dāng)使輸出軸在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)向輸出軸提供更大的扭矩。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括: 在低轉(zhuǎn)速范圍或高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)使輸出軸減速； 通過(guò)電機(jī)回收再生能量；以及 將再生能量提供到低電壓電池。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括: 在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)利用比高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的減速扭矩大的減速扭矩使輸出軸減速； 通過(guò)電機(jī)回收再生能量；以及 將再生能量提供到低電壓電池。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，轉(zhuǎn)子直接連接到輸出軸。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，對(duì)于輸出軸的相對(duì)的端部，轉(zhuǎn)子直接連接到與變速箱連接到的端部相對(duì)的端部。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，所述方法還包括從低電壓電池向電機(jī)提供能量以在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)使輸出軸旋轉(zhuǎn)。
10.一種電機(jī)控制系統(tǒng),所述電機(jī)控制系統(tǒng)包括: 電機(jī)，連接到低電壓電池，所述電機(jī)在最大扭矩產(chǎn)生時(shí)具有大于磁扭矩的磁阻扭矩，并且包括連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸的轉(zhuǎn)子；以及 第一控制單元，被構(gòu)造成控制電機(jī)。
11.如權(quán)利要求10所述的電機(jī)控制系統(tǒng),其中,低電壓電池的電壓低于60V。
12.如權(quán)利要求10所述的電機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)在低轉(zhuǎn)速范圍或高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)向發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料以使輸出軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一控制單元被構(gòu)造成控制從低電壓電池供應(yīng)到電機(jī)的能量，以在與輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向上向輸出軸提供扭矩。
13.如權(quán)利要求12所述的電機(jī)控制系統(tǒng)，其中，第一控制單元進(jìn)一步被構(gòu)造成當(dāng)輸出軸在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)使被提供到輸出軸的扭矩保持成比當(dāng)輸出軸在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)被提供到輸出軸的扭矩大。
14.如權(quán)利要求10所述的電機(jī)控制系統(tǒng)，其中，第一控制單元進(jìn)一步被構(gòu)造成當(dāng)輸出軸在低轉(zhuǎn)速范圍或高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)減速時(shí)通過(guò)電機(jī)回收再生能量并將再生能量提供到低電壓電池。
15.如權(quán)利要求14所述的電機(jī)控制系統(tǒng)，其中，第一控制單元進(jìn)一步被構(gòu)造成當(dāng)在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)利用比高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的減速扭矩大的減速扭矩使輸出軸減速時(shí)通過(guò)電機(jī)回收再生能量并向低電壓電池提供再生能量。
16.如權(quán)利要求10所述的電機(jī)控制系統(tǒng)，其中，轉(zhuǎn)子直接連接到輸出軸。
17.如權(quán)利要求16所述的電機(jī)控制系統(tǒng)，其中，對(duì)于輸出軸的相對(duì)的端部，轉(zhuǎn)子直接連接到與齒輪連接到的端部相對(duì)的端部。
18.如權(quán)利要求17所述的電機(jī)控制系統(tǒng)，其中，第一控制單元進(jìn)一步被構(gòu)造成從低電壓電池向電機(jī)提供能量以在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)使輸出軸旋轉(zhuǎn)。
19.一種車(chē)輛，所述車(chē)輛包括權(quán)利要求10所述的電機(jī)控制系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】B60W20/00GK103963779SQ201410037602
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月6日
【發(fā)明者】村山芳也, 山根太志 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社