[发明专利]电驱动车辆、动力总成和拖曳期间的综合车辆控制的逻辑

说明书

本发明涉及电驱动车辆、动力总成和拖曳期间的综合车辆控制的逻辑。提出了智能车辆和提供综合拖曳特征的控制逻辑、制造/操作此类车辆的方法及具有用于在拖曳期间保护车辆的动力总成和电气部件的拖曳特征的电驱动车辆。控制电驱动车辆的操作的方法包括车辆控制器，其验证该车辆的拖曳操作的启动，并响应地确定是否存在阻止车辆的牵引电动机与其牵引电池组电连接的驱动系统故障。如果不存在驱动系统故障，则该控制器确定拖曳期间牵引电动机的速度是否超过校准的基本速度；如果是，则该控制器命令功率逆变器将牵引电动机电连接到牵引电池组。但如果拖曳电动机速度未超过校准的基本速度，则该控制器响应地命令功率逆变器将牵引电动机与电池组断开。

技术领域

本公开总体上涉及混合动力和电动车辆。更具体而言，本公开的各方面涉及具有电驱动动力总成和用于车辆拖曳（tow）期间的电气系统控制的逻辑的智能机动车辆。

背景技术

当前生产的机动车辆，例如现代的汽车，最初配备有动力总成，该动力总成操作来推进车辆并为车辆的车载电子设备供能。例如，在汽车应用中，车辆动力总成通常以原动机为代表，该原动机通过自动或手动换挡的动力传输将驱动扭矩传递到车辆的最终驱动系统（例如，差速器、车轴、车轮等）。由于其立即可用性以及相对低廉的成本、重量轻和效率，历史上汽车一直由往复活塞式内燃机（ICE）组件来供能。作为一些非限制性示例，这样的发动机包括压缩点火（CI）柴油发动机、火花点火（SI）汽油发动机、二冲程、四冲程和六冲程架构以及旋转发动机。另一方面，混合电动和全电动车辆利用诸如电动机发电机单元（MGU）之类的替代动力源来推进车辆，并且因此，最小化或消除了对用于牵引动力的基于化石燃料的发动机的依赖。

俗称为“电动车”的全电动车辆（FEV）是一种电驱动车辆构造，其完全将内燃机和伴随的外围部件从动力总成系统中移除，从而仅依靠牵引电动机以用于推进以及支撑附属负载。基于ICE的车辆的发动机组件、燃料供应系统和排气系统被FEV中的单个或多个牵引电动机、牵引电池组以及电池冷却和充电电子设备所取代。相比之下，混合电动车辆（HEV）的动力总成采用多个牵引动力源来推进车辆，最常见的是结合电池动力或燃料电池动力的电动机来操作内燃机组件。由于混合动力车辆能够从发动机以外的来源获得其动力，因此在车辆通过电动机推进的同时，HEV的发动机可全部或部分地关闭。

大多数商业上可获得的混合电动和全电动（统称为“电驱动”）车辆都采用可充电的牵引电池组来存储和供应必要的动力，以便操作动力总成的电动机/发电机单元。为了产生具有足够的车辆行驶里程、速度和响应性的牵引动力，与标准的12伏启动、照明和点火（SLI）电池相比，牵引电池组显著更大、更加强大且容量更高。高压（HV）电气系统有助于控制HEV/FEV的牵引电动机与车载牵引电池组之间的电力传输。HV电气系统通常采用前端、DC-DC电功率转换器，其被电连接到车辆的牵引电池组，以便增加对高压主直流（DC）母线和电子功率逆变器的电压供应。可以跨主DC母线的正端子和负端子布置高频大容量电容器，以提供电稳定性并存储补充电能。多相同步MGU的操作和控制可通过如下方式来实现，即：采用功率逆变器模块（PIM），以使用从动力总成控制模块（PCM）输出的脉宽调制控制信号来将DC功率转换成交流（AC）电功率。

在车辆使用期间，偶尔需要拖曳机动车辆，无论是以平拖操作（例如，拖曳在休闲车辆后面，其中前车轮和后车轮都接触地面）、斜拖操作（例如，拖曳在集成式拖车（integrated tow truck）后面，其中前轮或后轮被抬离地面）还是板拖（bed-tow）操作（例如，在平板车上拖曳，其中前轮和后轮被抬离地面）。然而，平拖或斜拖电驱动车辆可能会引起当拖曳的车辆被置于卡车拖斗或拖挂车上时不存在的问题，这是因为接触道路的车轮的旋转可能会无意地驱动车辆的牵引电动机。当车辆被拖曳并且电动机与电池组电气断开时驱动牵引电动机可能会引起反电动势（EMF），该反电动势可能会潜在地损伤HV系统的大容量电容器。另一方面，在电动机被电连接到电池组时，在车辆拖曳期间驱动牵引电动机可能会将驱动系统推入到不受控制的再生充电中，该再生充电产生不受约束的热，并且在HV电气系统上产生大电压供应，这可能会造成对PIM和牵引电池组内的各个单格电池的损伤。

发明内容