电机和用于由电机提供动力的车辆的控制系统技术方案

本公开提供了“电机和用于由电机提供动力的车辆的控制系统”。电机包括转子和定子。转子被配置为产生旋转运动。定子围绕转子径向设置。定子具有芯和绕组。芯限定围绕芯的内径的第一阵列的孔口和从第一阵列的孔口径向向外的第二阵列的孔口。绕组设置在第一阵列的孔口内。磁性材料被配置为前进到第二阵列的孔口中和从第二阵列的孔口缩回，以调整在转子与定子之间限定的气隙内的磁通量。之间限定的气隙内的磁通量。之间限定的气隙内的磁通量。

【技术实现步骤摘要】
电机和用于由电机提供动力的车辆的控制系统


[0001]本公开涉及电机和用于由电机提供动力的混合动力/电动车辆的控制系统。

技术介绍

[0002]电动车辆和混合动力车辆可以包括被配置为推进车辆的电机。

技术实现思路

[0003]一种车辆包括电机和控制器。电机被配置为推进车辆。电机具有转子和围绕转子径向设置的定子。定子具有芯、绕组和磁性材料。绕组设置在围绕芯的内径限定的第一阵列的孔口内。磁性材料被配置为前进到限定在芯内的从第一阵列的孔口径向向外的第二阵列的孔口中和从所述第二阵列的孔口缩回。控制器被编程为：响应于将在转子与定子之间限定的气隙内的磁通量从第一值减小的命令，而按顺序将电机的扭矩减小到零，控制绕组内的电流以将电机的磁通量和电压减小到零，在扭矩、磁通量和电压为零时从第二阵列的孔口缩回磁性材料，并且控制绕组内的电流以增加电压并将磁通量增加到小于第一值以将电机的扭矩驱动到期望的扭矩值。
[0004]电机包括转子和定子。转子被配置为产生旋转运动。定子围绕转子径向设置。定子具有芯和绕组。芯限定围绕芯的内径的第一阵列的孔口和从第一阵列的孔口径向向外的第二阵列的孔口。绕组设置在第一阵列的孔口内。磁性材料被配置为前进到第二阵列的孔口中和从第二阵列的孔口缩回，以调整在转子与定子之间限定的气隙内的磁通量。
[0005]一种车辆包括电机和控制器。电机被配置为推进车辆。电机具有转子和围绕转子径向设置的定子。定子具有芯、绕组和磁性材料。绕组设置在围绕芯的内径限定的第一阵列的孔口内。磁性材料被配置为前进到限定在芯内的从第一阵列的孔口径向向外的第二阵列的孔口中和从所述第二阵列的孔口缩回。控制器被编程为将磁性材料推进到第二阵列的孔口中，并且控制绕组内的电流以将电机的扭矩驱动到第一命令扭矩。
附图说明
[0006]图1是混合动力电动车辆的示例性动力传动系统的示意图；
[0007]图2是电机的一部分的平面图；
[0008]图3是包括来自图2的区域A的电机的一部分的平面图；
[0009]图4是用于在车辆中操作时调整电机的状态的流程图；
[0010]图5是将电机的扭矩能力与基本模型进行比较的一系列曲线图；
[0011]图6是示出在推入状态和推出状态两者下电机的反向电磁场电压的一系列曲线图；以及
[0012]图7和图8分别是基本模型和电机的各种谐波处的径向力的曲线图。
具体实施方式
[0013]本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅是示例并且其他实施例可以采用不同和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中所公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而仅应解释为用于教导本领域技术人员以不同方式采用实施例的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解，参考附图中的任何一个示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征进行组合，以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，对于特定的应用或实施方式，可能期望与本公开的教导一致的对特征的各种组合和修改。
[0014]参考图1，示出了根据本公开的实施例的混合动力电动车辆(HEV)10的示意图。图1示出了部件之间的代表性关系。部件在车辆内的实体布局和取向可以变化。HEV 10包括动力传动系统12。动力传动系统12包括驱动变速器16的发动机14，所述变速器可称为模块化混合动力变速器(MHT)。如下文将进一步详细描述的，变速器16包括电机(诸如电动马达/发电机(M/G)18)、相关联的牵引电池20、变矩器22以及多级传动比自动变速器或齿轮箱24。
[0015]发动机14和M/G 18都是HEV 10的驱动源。发动机14通常表示动力源，所述动力源可以包括内燃发动机(诸如汽油、柴油或天然气动力发动机)或燃料电池。当发动机14与M/G 18之间的分离离合器26至少部分地接合时，发动机14产生发动机动力和对应的发动机扭矩，所述发动机扭矩被供应到M/G 18。M/G 18可以通过多种类型的电机中的任何一种来实施。例如，M/G 18可以是永磁同步马达。电力电子装置按照M/G 18的要求调节由电池20提供的直流(DC)电力，如下文将描述。例如，电力电子装置可以向M/G 18提供三相交流电(AC)。
[0016]当分离离合器26至少部分地接合时，从发动机14到M/G 18的动力流或从M/G 18到发动机14的动力流是可能的。例如，分离离合器26可以被接合，并且M/G 18可以充当发电机操作以将由曲轴28和M/G轴30提供的旋转能量转换为电能以存储在电池20中。分离离合器26也可以脱离以将发动机14与动力传动系统12的其余部分隔离，使得M/G 18可以充当HEV 10的唯一驱动源。轴30延伸穿过M/G 18。M/G 18连续地可驱动地连接到轴30，而发动机14仅在分离离合器26至少部分地接合时可驱动地连接到轴30。
[0017]M/G 18经由轴30连接到变矩器22。因此，当分离离合器26至少部分地接合时，变矩器22连接到发动机14。变矩器22包括固定到M/G轴30的泵轮和固定到变速器输入轴32的涡轮。变矩器22因此在轴30与变速器输入轴32之间提供液压联接。当泵轮比涡轮旋转得更快时，变矩器22将动力从泵轮传输到涡轮。涡轮扭矩和泵轮扭矩的量值通常取决于相对转速。当泵轮转速与涡轮转速的比足够高时，涡轮扭矩是泵轮扭矩的若干倍。还可以提供变矩器旁通离合器(也称为变矩器锁止离合器)34，所述变矩器旁通离合器在接合时将变矩器22的泵轮与涡轮摩擦地或机械地联接，从而允许更高效的动力传递。变矩器旁通离合器34可以作为起步离合器操作以提供平稳的车辆起步。替代地或组合地，可以在M/G 18与齿轮箱24之间提供类似于分离离合器26的起步离合器，以用于不包括变矩器22或变矩器旁通离合器34的应用。在一些应用中，分离离合器26通常称为上游离合器，并且起步离合器34(其可以是变矩器旁通离合器)通常称为下游离合器。
[0018]齿轮箱24可以包括齿轮组(未示出)，所述齿轮组通过诸如离合器和制动器(未示出)的摩擦元件的选择性接合而选择性地置于不同的齿轮比，以建立期望的多个离散传动
比或分级传动比。摩擦元件可以通过换挡计划来控制，所述换挡计划连接和断开齿轮组的某些元件以控制变速器输出轴36与变速器输入轴32之间的比。齿轮箱24基于各种车辆和环境工况而通过相关联的控制器(诸如动力传动系统控制单元(PCU))自动从一个比率换挡到另一个比率。来自发动机14和M/G18两者的功率和扭矩可输送到齿轮箱24并由齿轮箱24接收。齿轮箱24然后将动力传动系统输出功率和扭矩提供到输出轴36。
[0019]应当理解，与变矩器22一起使用的液压控制的齿轮箱24仅仅是齿轮箱或变速器布置的一个示例；接受来自发动机和/或马达的输入扭矩然后以不同的比率向输出轴提供扭矩的任何多传动比齿轮箱都可被接受与本公开的实施例一起使用。例如，齿轮箱24可通过自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆，其包括：电机，其被配置为推进所述车辆；所述电机具有转子和围绕所述转子径向设置的定子，所述定子具有芯、绕组和磁性材料，其中所述绕组设置在围绕所述芯的内径限定的第一阵列的孔口内，并且其中所述磁性材料被配置为前进到限定在所述芯内从所述第一阵列的孔口径向向外的第二阵列的孔口中并从所述第二阵列的孔口缩回；以及控制器，所述控制器被编程为：响应于将在所述转子与所述定子之间限定的气隙内的磁通量从第一值减小的命令，而按顺序将所述电机的扭矩减小到零，控制所述绕组内的电流以将所述电机的所述磁通量和电压减小到零，在所述扭矩、所述磁通量和所述电压为零时使所述磁性材料从所述第二阵列的孔口缩回，并且控制所述绕组内的所述电流以增加所述电压并将所述磁通量增加到小于所述第一值以将所述电机的所述扭矩驱动到期望的扭矩值。2.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为：响应于将在所述转子与所述定子之间限定的所述气隙内的磁通量从第二值增大的命令，而按顺序将所述电机的扭矩减小到零，控制所述绕组内的电流以将所述电机的所述磁通量和电压减小到零；在所述扭矩、所述磁通量和所述电压为零时将所述磁性材料推进到所述第二阵列的孔口中，并且控制所述绕组内的所述电流以增加所述电压并将所述磁通量增加到大于所述第二值以将所述电机的所述扭矩驱动到所述期望的扭矩值。3.如权利要求2所述的车辆，其中所述控制器被编程为响应于所述期望的扭矩增加到大于阈值而将所述磁通量从所述第二值增加。4.如权利要求2所述的车辆，其中所述控制器被编程为响应于所述电机的期望的转速减小到小于阈值而将所述磁通量从所述第二值增加。5.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器被编程为响应于所述期望的扭矩减小到小于阈值而将所述磁通量从所述第一值减小。6.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器被编程为响应于所述电机的期望的转速增加到大于阈值而将所述磁通量从所述第一值减小。7.如权利要求1所述的车辆，其中所述第二阵列的孔口形成多组相邻孔口，其中每组相邻孔口沿从所述第一阵列的孔口中的一个孔口朝向所述芯的外径径向向外延伸的方向布置。8.如权利要求7所述的车辆，其中每组相邻孔口内的所述孔口由桁架分开。9.如权利要求7所述的车辆，其中每组相邻孔口与所述第一阵列的孔口中的一个孔口径向对准。10.一种电机，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文博，王激尧，迈克尔，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：