BR102017013702B1 - ESTIMATOR AND ESTIMATOR SYSTEM - Google Patents
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Abstract
A presente invenção refere-se a um estimador (10) que inclui uma unidade de modelo (23) que calcula uma quantidade de estado utilizando um sinal de entrada e uma expressão de relação que expressa um modelo-alvo, um sensor de medição de sinal de correção (12) que mede um sinal de correção para correção da quantidade de estado, uma unidade de correção (24) que emite um valor para correção da quantidade de estado com base no sinal de correção à unidade de modelo e uma unidade de mudança de modelo que muda a unidade de modelo (23) de acordo com um valor relacionado ao fluxo de óleo que se refere a uma mudança de fluxo de óleo de refrigeração. O sensor de medição de sinal de correção está disposto para estar em contato com um membro metálico que inclui um fio condutor da bobina que constitui a bobina de estator, um terminal conectado ao fio condutor da bobina e uma linha de alimentação conectada entre o fio condutor da bobina e o terminal, em um ponto no qual não caia óleo de refrigeração.The present invention relates to an estimator (10) that includes a model unit (23) that calculates a state quantity using an input signal and a relationship expression that expresses a target model, a signal measurement sensor correction unit (12) that measures a correction signal for correction of the state quantity, a correction unit (24) that outputs a value for correction of the state quantity based on the correction signal to the model unit, and a change unit model that changes the model unit (23) according to a value related to the oil flow that refers to a refrigeration oil flow change. The correction signal measuring sensor is arranged to be in contact with a metallic member including a coil lead wire constituting the stator coil, a terminal connected to the coil lead wire, and a supply line connected between the lead wire of the coil and the terminal, at a point where refrigeration oil will not fall.
Description
[001] A invenção se refere a um estimador e sistema do estimador que estimam a temperatura de uma bobina de estator de uma máquina rotativa elétrica que é refrigerada a óleo de refrigeração.[001] The invention relates to an estimator and estimator system that estimate the temperature of a stator coil of an electrical rotating machine that is cooled by refrigeration oil.
[002] Uma máquina rotativa elétrica que é um motor ou um gerador inclui uma bobina de estator. Em tal máquina rotativa elétrica, um aumento excessivo na temperatura da bobina da bobina de estator pode levar a uma redução no desempenho da máquina rotativa elétrica. Portanto, é concebível resfriar a bobina de estator com o uso de óleo de refrigeração. Além disso, a temperatura da bobina é medida por um sensor de temperatura. Por exemplo, em um veículo elétrico ou veiculo híbrido incluindo um motor de acionamento, um sensor é fixado próximo a uma bobina de estator do motor e a temperatura da bobina da bobina de estator é medida pelo sensor.[002] An electrical rotating machine that is a motor or a generator includes a stator coil. In such an electric rotary machine, an excessive increase in the coil temperature of the stator coil may lead to a reduction in the performance of the electric rotary machine. Therefore, it is conceivable to cool the stator coil with the use of refrigeration oil. Furthermore, the coil temperature is measured by a temperature sensor. For example, in an electric vehicle or hybrid vehicle including a drive motor, a sensor is fixed near a stator coil of the engine and the temperature of the stator coil coil is measured by the sensor.
[003] A Publicação do Pedido de Patente Japonês No. 2010-28887 (JP 2010-28887 A) descreve a seguinte configuração. Por meio do fornecimento de óleo de refrigeração a um estator de uma máquina rotativa elétrica por meio de uma selecionada de uma pluralidade de passagens de fluxo, o óleo de resfriamento é vertido na direção do eixo central a partir substancialmente de cima da máquina rotativa elétrica na direção vertical da máquina rotativa elétrica independentemente de um estado inclinado de um corpo do veículo no qual a máquina rotativa elétrica é montada.[003] Japanese Patent Application Publication No. 2010-28887 (JP 2010-28887 A) describes the following configuration. By supplying cooling oil to a stator of an electric rotary machine through a selected of a plurality of flow passages, the cooling oil is poured in the direction of the central shaft from substantially above the electric rotary machine in the vertical direction of the electric rotary machine independently of an inclined state of a vehicle body on which the electric rotary machine is mounted.
[004] Com a configuração que a temperatura da bobina é medida pelo sensor de temperatura fixado na bobina de estator, se óleo cair no sensor de temperatura, o sensor de temperatura pode medir uma temperatura próxima à temperatura do óleo. Assim, a saída do sensor de temperatura varia dependendo se o óleo cair no sensor de temperatura, assim pode não ser capaz de alta e precisamente estimar a temperatura da bobina. Por esta razão, quando a corrente da bobina é controlada, é exigido que protegesse a bobina em um alto fator de segurança. Mesmo quando a temperatura da bobina atingiu uma temperatura significantemente menor do que uma temperatura de limite superior fisicamente permissível da bobina de estator, a saída do motor é reduzida por meio da redução da corrente da bobina por causa do fator de segurança. Assim, pode não ser capaz de efetivamente realizar a saída da máquina rotativa elétrica.[004] With the configuration that the coil temperature is measured by the temperature sensor fixed to the stator coil, if oil falls on the temperature sensor, the temperature sensor can measure a temperature close to the oil temperature. Thus, the output of the temperature sensor varies depending on whether the oil drops into the temperature sensor, so it may not be able to highly and accurately estimate the coil temperature. For this reason, when the coil current is controlled, it is required to protect the coil at a high safety factor. Even when the coil temperature has reached a temperature significantly lower than a physically permissible upper limit temperature of the stator coil, the motor output is reduced by reducing the coil current because of the safety factor. Therefore, it may not be able to effectively realize the output of the electric rotary machine.
[005] Por outro lado, na configuração descrita na JP 2010-28887 A, é concebível medir a temperatura da bobina da máquina rotativa elétrica com o uso do sensor de temperatura. Neste caso, a forma na qual o óleo de refrigeração cai no sensor de temperatura pode ser constante independentemente de uma inclinação do corpo do veículo no qual o motor é montado. Entretanto, com esta configuração, uma estrutura de passagem de fluxo se torna consideravelmente complicada.[005] On the other hand, in the configuration described in JP 2010-28887 A, it is conceivable to measure the temperature of the coil of the electric rotating machine using the temperature sensor. In this case, the way in which the cooling oil falls on the temperature sensor can be constant regardless of an inclination of the vehicle body on which the engine is mounted. However, with this configuration, a flow passage structure becomes considerably complicated.
[006] A invenção fornece um estimador e sistema do estimador que são capazes de altamente de forma precisa estimar a temperatura da bobina de uma máquina rotativa elétrica sem uma estrutura de passagem de fluxo complicada da máquina rotativa elétrica que é refrigerada pelo óleo de refrigeração.[006] The invention provides an estimator and estimator system that are capable of highly accurately estimating the coil temperature of an electric rotary machine without a complicated flow passage structure of the electric rotary machine that is cooled by refrigeration oil.
[007] Um primeiro aspecto da invenção fornece um estimador configurado para estimar uma temperatura de uma bobina de estator de uma máquina rotativa elétrica. A máquina rotativa elétrica é refrigerada a óleo de refrigeração. O estimador inclui uma unidade de controle eletrônico e um sensor de medição de sinal de correção. A unidade de controle eletrônico inclui uma unidade de modelo configurada para calcular uma quantidade de estado utilizando um sinal de entrada e uma expressão de relação que expressa um modelo-alvo. O sensor de medição de sinal de correção é configurado para medir um sinal de correção para correção da quantidade de estado. A unidade de controle eletrônico inclui, ainda, uma unidade de correção configurada para emitir um valor para correção da quantidade de estado com base no sinal de correção para a unidade de modelo e uma unidade de mudança de modelo configurada para mudar a unidade de modelo de acordo com um valor relacionado ao fluxo de óleo que se refere a uma mudança de fluxo do óleo de refrigeração. O sensor de medição de sinal de correção está disposto para estar em contato com um membro metálico que inclui um fio condutor da bobina que constitui a bobina de estator, um terminal conectado ao fio condutor da bobina e uma linha de alimentação conectada entre o fio condutor da bobina e o terminal, em um ponto no qual nenhum óleo de refrigeração cai.[007] A first aspect of the invention provides an estimator configured to estimate a temperature of a stator coil of an electrical rotating machine. The electric rotary machine is cooled by refrigeration oil. The estimator includes an electronic control unit and a correction signal measurement sensor. The electronic control unit includes a model unit configured to calculate a state quantity using an input signal and a relation expression expressing a target model. The correction signal measuring sensor is configured to measure a correction signal for state quantity correction. The electronic control unit further includes a correction unit configured to output a value for correction of the state quantity based on the correction signal for the model unit and a model change unit configured to change the model unit of according to an oil flow related value that refers to a change of refrigeration oil flow. The correction signal measuring sensor is arranged to be in contact with a metallic member including a coil lead wire constituting the stator coil, a terminal connected to the coil lead wire, and a supply line connected between the lead wire of the coil and the terminal, at a point where no refrigeration oil falls.
[008] Um segundo aspecto da invenção fornece um sistema do estimador. O sistema do estimador inclui uma pluralidade de estimadores e meios de seleção. A pluralidade de estimadores, cada um deles, é configurada para estimar uma temperatura de uma bobina de estator de uma máquina rotativa elétrica. A máquina rotativa elétrica é refrigerada a óleo de refrigeração. A pluralidade de estimadores inclui, cada um, uma unidade de controle eletrônico e um sensor de medição de sinal de correção. Cada unidade de controle eletrônico inclui uma unidade de modelo configurada para calcular uma quantidade de estado utilizando um sinal de entrada e uma expressão de relação que expressa um modelo-alvo. O sensor de medição de sinal de correção é configurado para medir um sinal de correção para correção da quantidade de estado. Cada unidade de controle eletrônico inclui, ainda, uma unidade de correção configurada para emitir um valor para correção da quantidade de estado com base no sinal de correção para a unidade de modelo e uma unidade de mudança de modelo configurada para mudar a unidade de modelo de acordo com um valor relacionado ao fluxo de óleo que se refere a uma mudança de fluxo do óleo de refrigeração. O sensor de medição de sinal de correção está disposto para estar em contato com um membro metálico que inclui um fio condutor da bobina que constitui a bobina de estator, um terminal conectado ao fio condutor da bobina e uma linha de alimentação conectada entre o fio condutor da bobina e o terminal, em um ponto no qual nenhum óleo de refrigeração cai. Os meios de seleção são configurados para selecionar uma temperatura máxima da bobina de estator entre as temperaturas da bobina de estator, respectivamente estimadas pela pluralidade de estimadores.[008] A second aspect of the invention provides an estimator system. The estimator system includes a plurality of estimators and selection means. The plurality of estimators are each configured to estimate a temperature of a stator coil of an electrical rotating machine. The electric rotary machine is cooled by refrigeration oil. The plurality of estimators each includes an electronic control unit and a correction signal measurement sensor. Each electronic control unit includes a model unit configured to calculate a state quantity using an input signal and a relation expression expressing a target model. The correction signal measuring sensor is configured to measure a correction signal for state quantity correction. Each electronic control unit further includes a correction unit configured to output a value for correction of the state quantity based on the correction signal for the model unit and a model change unit configured to change the model unit of according to an oil flow related value that refers to a change of refrigeration oil flow. The correction signal measuring sensor is arranged to be in contact with a metallic member including a coil lead wire constituting the stator coil, a terminal connected to the coil lead wire, and a supply line connected between the lead wire of the coil and the terminal, at a point where no refrigeration oil falls. The selection means is configured to select a maximum stator coil temperature from among the stator coil temperatures respectively estimated by the plurality of estimators.
[009] Com o estimador e o sistema do estimador de acordo com os aspectos da invenção, é possível alta e precisamente estimar a temperatura da bobina sem uma estrutura de passagem de fluxo complicada da máquina rotativa elétrica que é refrigerada a óleo de refrigeração. Como um resultado, não é necessário proteger a bobina de estator em um alto fator de segurança. Portanto, por exemplo, quando a máquina rotativa elétrica é um motor, é possível gerara a saída do motor até uma temperatura próxima a uma temperatura de limite superior que é fisicamente permitida pela bobina de estator.[009] With the estimator and estimator system according to aspects of the invention, it is possible to highly and accurately estimate the temperature of the coil without a complicated flow passage structure of the electric rotary machine that is cooled by refrigeration oil. As a result, it is not necessary to protect the stator coil at a high safety factor. Therefore, for example, when the electrical rotating machine is a motor, it is possible to generate the motor output up to a temperature close to an upper limit temperature that is physically permitted by the stator coil.
[0010] Características, vantagens e significância industrial e técnica das modalidades exemplares da invenção serão descritas abaixo com referência aos desenhos anexos, nos quais numerais similares denotam elementos similares e em que:[0010] Characteristics, advantages and industrial and technical significance of exemplary embodiments of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings, in which similar numerals denote similar elements and in which:
[0011] FIG. 1 é uma vista que mostra uma posição na qual um sensor de medição de sinal de correção que constitui um estimador é fixado em um motor no qual o estimador de acordo com a modalidade da invenção é aplicado;[0011] FIG. 1 is a view showing a position in which a correction signal measuring sensor constituting an estimator is fixed to a motor in which the estimator according to the embodiment of the invention is applied;
[0012] FIG. 2 é um diagrama em blocos que mostra o processamento de sinal que é executado no estimador de acordo com a modalidade;[0012] FIG. 2 is a block diagram showing signal processing that is performed in the estimator according to the embodiment;
[0013] FIG. 3 é uma vista conceitual de um observador que constitui o estimador de acordo com a modalidade;[0013] FIG. 3 is a conceptual view of an observer who constitutes the estimator according to the modality;
[0014] FIG. 4 é uma vista que mostra um primeiro exemplo de um modelo de bobinas da resistência térmica, que é utilizado no estimador de acordo com a modalidade;[0014] FIG. 4 is a view showing a first example of a thermal resistance coil model, which is used in the estimator according to the embodiment;
[0015] FIG. 5 é uma vista esquemática que mostra a influência de uma aceleração longitudinal de um veículo no fluxo de óleo que resfria o motor;[0015] FIG. 5 is a schematic view showing the influence of a longitudinal acceleration of a vehicle on the flow of oil that cools the engine;
[0016] FIG. 6 é uma vista esquemática que mostra a influência de um ângulo de inclinação com relação a uma direção longitudinal do veículo no fluxo de óleo;[0016] FIG. 6 is a schematic view showing the influence of an angle of inclination with respect to a longitudinal direction of the vehicle on the oil flow;
[0017] FIG. 7 é um gráfico que mostra os resultados de um experimento no qual a relação entre uma inclinação do veículo e uma temperatura máxima de as bobinas é obtida;[0017] FIG. 7 is a graph showing the results of an experiment in which the relationship between a vehicle inclination and a maximum temperature of the coils is obtained;
[0018] FIG. 8A mostra a relação entre uma função de coerência e um torque do motor e FIG. 8B mostra a relação entre uma função de coerência e uma vazão de óleo onde a função de coerência indica a correlação entre uma temperatura em uma posição na qual a temperatura é máxima nas bobinas e uma temperatura terminal de um bloco terminal;[0018] FIG. 8A shows the relationship between a coherence function and a motor torque and FIG. 8B shows the relationship between a coherence function and an oil flow rate where the coherence function indicates the correlation between a temperature at a position at which the temperature is maximum in the coils and a terminal temperature of a terminal block;
[0019] FIG. 9 é uma vista que mostra outro exemplo de um modelo de resistência térmica das bobinas, que é utilizado no estimador de acordo com a modalidade;[0019] FIG. 9 is a view showing another example of a coil thermal resistance model, which is used in the estimator according to the embodiment;
[0020] FIG. 10 é um gráfico que mostra os resultados de experimento no qual a razão de erros nos valores estimados de temperatura da bobina no estimador de acordo com a modalidade para erros nos valores estimados de temperatura da bobina em um estimador de temperatura de acordo com a modalidade comparativa é obtida onde os erros nos valores estimados de temperatura da bobina no estimador de temperatura de acordo com a modalidade comparativa é 1;[0020] FIG. 10 is a graph showing the results of an experiment in which the ratio of errors in estimated coil temperature values in the estimator according to the comparative modality to errors in estimated coil temperature values in a temperature estimator according to the comparative modality is obtained where the errors in the estimated coil temperature values in the temperature estimator according to the comparative modality is 1;
[0021] FIG. 11A mostra os resultados de experimento no qual a relação entre um erro na estimativa de uma temperatura da bobina e um torque do motor no estimador de acordo com a modalidade é obtida, e FIG. 11B mostra os resultados de experimento no qual a relação entre um erro na estimativa de uma temperatura da bobina e uma vazão de óleo no estimador de acordo com a modalidade é obtida;[0021] FIG. 11A shows the results of experiment in which the relationship between an error in estimating a coil temperature and a motor torque in the estimator according to the modality is obtained, and FIG. 11B shows the results of an experiment in which the relationship between an error in estimating a coil temperature and an oil flow rate in the estimator according to the modality is obtained;
[0022] FIG. 12 é uma vista que mostra a configuração de um sistema do estimador de acordo com uma modalidade da invenção; e[0022] FIG. 12 is a view showing the configuration of an estimator system in accordance with an embodiment of the invention; It is
[0023] FIG. 13 é uma vista que mostra uma pluralidade de faixas na qual uma pluralidade de estimadores que constitui o sistema do estimador está respectivamente disposta em um motor.[0023] FIG. 13 is a view showing a plurality of tracks in which a plurality of estimators constituting the estimator system are respectively arranged in an engine.
[0024] A seguir, uma modalidade da invenção será descrita com referência aos desenhos anexos. O formato, o material e o número que serão descritos abaixo são utilizados para finalidades ilustrativas e podem ser modificados de acordo com as especificações de um estimador e sistema do estimador. Quando uma pluralidade de modalidades, modalidades alternativas e semelhantes, é fornecida na seguinte descrição, estes podem ser combinados conforme necessário. Na seguinte descrição, os numerais de referência similares denotam componentes equivalentes em todos os desenhos. Na seguinte descrição, os numerais de referência referidos antes então utilizados onde necessário. A seguir, a descrição será feita na suposição que uma máquina rotativa elétrica é um motor; em vez disso, a máquina rotativa elétrica pode ser um gerador.[0024] In the following, an embodiment of the invention will be described with reference to the attached drawings. The format, material and number that will be described below are used for illustrative purposes and may be modified according to the specifications of an estimator and estimator system. When a plurality of embodiments, alternative embodiments and the like, are provided in the following description, these may be combined as necessary. In the following description, similar reference numerals denote equivalent components in all drawings. In the following description, the reference numerals referred to above are used where necessary. In the following the description will be made on the assumption that an electric rotating machine is a motor; instead, the electrical rotating machine may be a generator.
[0025] A FIG. 1 é uma vista que mostra uma posição na qual um sensor de correção 12 é fixado em um motor 50. O motor 50 serve como uma máquina rotativa elétrica na qual um estimador 10 de acordo com a modalidade é aplicado. O sensor de correção 12 serve como um sensor de medição de sinal de correção que constitui o estimador 10. Inicialmente, o motor 50 será descrito. O motor 50 inclui um estator 52 e um rotor (não mostrado). No estator 52, a bobinas do estator trifásicas 54u, 54v, 54w são enroladas em um núcleo do estator anular 53.[0025] FIG. 1 is a view showing a position in which a correction sensor 12 is fixed on a motor 50. The motor 50 serves as an electrical rotary machine to which an estimator 10 according to the embodiment is applied. The correction sensor 12 serves as a correction signal measurement sensor that constitutes the estimator 10. Initially, the engine 50 will be described. Motor 50 includes a stator 52 and a rotor (not shown). In stator 52, three-phase stator coils 54u, 54v, 54w are wound on an annular stator core 53.
[0026] A parte de cada uma das bobinas do estator trifásicas 54u, 54v, 54w é levada para fora do núcleo do estator 53 e forma uma correspondente das três linhas de energia 56u, 56v, 56w. A seguir, as linhas de energia 56u, 56v, 56w são coletivamente referidas como linhas de energia 56. As bobinas do estator 54u, 54v, 54w são coletivamente referidas como bobinas 54. Um terminal 58 é fixado a uma extremidade de cada uma das linhas de energia 56 por cravação de uma parte do terminal 58 de modo que o terminal 58 esteja em contato próximo com a linha de alimentação 56 correspondente. Assim, a resistência térmica entre cada linha de alimentação 56 e o terminal correspondente 58 é suficientemente baixa. Cada linha de alimentação e o terminal correspondente podem ser fixados entre si colocando cada linha de alimentação em contato próximo com o terminal correspondente em um estado de resistência térmica suficientemente baixa por meios de soldagem ou soldadura. Cada um dos terminais 58 é fixado a um bloco terminal (não mostrado) e é conectado a um dos fios elétricos trifásicos correspondentes (não mostrado) conectado a um inversor lateral de fornecimento de energia através do bloco terminal.[0026] Part of each of the three-phase stator coils 54u, 54v, 54w is taken out of the stator core 53 and forms a corresponding of the three power lines 56u, 56v, 56w. In the following, power lines 56u, 56v, 56w are collectively referred to as power lines 56. Stator coils 54u, 54v, 54w are collectively referred to as coils 54. A terminal 58 is attached to one end of each of the lines of power 56 by crimping a portion of the terminal 58 so that the terminal 58 is in close contact with the corresponding supply line 56. Thus, the thermal resistance between each supply line 56 and the corresponding terminal 58 is sufficiently low. Each supply line and the corresponding terminal may be fixed together by placing each supply line in close contact with the corresponding terminal in a state of sufficiently low thermal resistance by means of welding or soldering. Each of the terminals 58 is attached to a terminal block (not shown) and is connected to one of the corresponding three-phase electrical wires (not shown) connected to a power supply side inverter through the terminal block.
[0027] O rotor está disposto para voltar-se radialmente ao lado interno do estator 52. O rotor é fixado ao lado radialmente externo de um eixo giratório (não mostrado). O rotor inclui ímãs dispostos em múltiplas posições na direção circunferencial de um núcleo do rotor. Quando o motor é um motor de indução, uma bobina do rotor é disposta no núcleo do rotor. O motor 50 gera um campo magnético no estator quando as bobinas do estator são energizadas e gira o rotor por interação magnética entre o estator e os ímãs do rotor.[0027] The rotor is arranged to face radially to the inner side of the stator 52. The rotor is fixed to the radially outer side of a rotating shaft (not shown). The rotor includes magnets arranged in multiple positions in the circumferential direction of a rotor core. When the motor is an induction motor, a rotor coil is arranged in the rotor core. Motor 50 generates a magnetic field in the stator when the stator coils are energized and rotates the rotor by magnetic interaction between the stator and rotor magnets.
[0028] Uma extremidade da bobina anular 59 é formada na extremidade axial do estator. No motor 50, conforme indicado pela seta α na FIG. 1, o óleo de refrigeração é gotejado de uma porção de queda 60. Assim, o óleo de refrigeração é feito para fluir ao longo da superfície da extremidade da bobina 59 conforme indicado pela seta □□ na FIG. 1. A porção de queda 60 está disposta no lado superior da extremidade axial do motor 50. Assim, o motor 50 é refrigerado. O óleo de refrigeração que fluiu ao longo da superfície da extremidade da bobina 59 é recuperado de um reservatório de óleo do lado inferior (não mostrado), fui por meio de uma passagem de óleo (não mostrada) e retorna para a porção de queda 60.[0028] One end of the annular coil 59 is formed at the axial end of the stator. In engine 50, as indicated by the arrow α in FIG. 1, the refrigeration oil is dripped from a drop portion 60. Thus, the refrigeration oil is made to flow along the end surface of the coil 59 as indicated by the arrow □□ in FIG. 1. The drop portion 60 is arranged on the upper side of the axial end of the motor 50. Thus, the motor 50 is cooled. The cooling oil that has flowed along the end surface of the coil 59 is recovered from a lower side oil reservoir (not shown), gone through an oil passage (not shown) and returns to the drop portion 60 .
[0029] O motor assim configurado 50 é montado em um veículo, como um veículo elétrico e um veículo híbrido e é utilizado. O veiculo híbrido inclui um motor e um motor como fontes de acionamento para rodas. Por exemplo, o motor 50 é um motor de acionamento. As rodas são acionadas transmitindo energia do motor de acionamento às rodas.[0029] The thus configured engine 50 is mounted on a vehicle, such as an electric vehicle and a hybrid vehicle, and is used. The hybrid vehicle includes an engine and a motor as drive sources for wheels. For example, motor 50 is a drive motor. The wheels are driven by transmitting power from the drive motor to the wheels.
[0030] No motor, assim, configurado 50, como a modalidade comparativa, é concebível que um sensor para estimar uma temperatura da bobina, indicada pela linha G tracejada alternada curta e longa na FIG. 1, seja ficado em uma posição perto das bobinas diferente das linhas de energia. Na modalidade comparativa, um sinal do sensor detectado é transmitido a um controlador e o controlador estima a temperatura máxima das bobinas. Nesta modalidade comparativa, o óleo pode cair sobre o sensor e a forma na qual o óleo cai pode variar dependendo da inclinação do veículo, a aceleração longitudinal do veículo, ou similar. Por exemplo, a posição na qual a temperatura da bobina indica uma temperatura máxima nas bobinas pode variar dependendo do estado de acionamento do motor 50 ou o estado móvel do veículo. Assim, a precisão da estimativa de uma temperatura estimada das bobinas com o uso do sensor pode deteriorar. Por outro lado, é concebível que o sensor seja fixado em uma posição significantemente remota das bobinas ao redor do núcleo do estator 53 de modo que nenhum óleo caia nas bobinas para que as gotas de óleo não influenciem a estimativa da temperatura da bobina. Neste momento, a temperatura é estimada em uma posição significantemente remota das bobinas, assim a precisão de estimativa da temperatura da bobina pode deteriorar.[0030] In the thus configured engine 50, as the comparative embodiment, it is conceivable that a sensor for estimating a coil temperature, indicated by the alternating short and long dashed line G in FIG. 1, Be located in a position close to the coils other than the power lines. In the comparative mode, a detected sensor signal is transmitted to a controller and the controller estimates the maximum temperature of the coils. In this comparative embodiment, the oil may fall onto the sensor and the way in which the oil falls may vary depending on the inclination of the vehicle, the longitudinal acceleration of the vehicle, or similar. For example, the position at which the coil temperature indicates a maximum temperature in the coils may vary depending on the drive state of the engine 50 or the mobile state of the vehicle. Therefore, the accuracy of estimating an estimated temperature of the coils using the sensor may deteriorate. On the other hand, it is conceivable that the sensor is fixed in a position significantly remote from the coils around the stator core 53 so that no oil falls on the coils so that the oil droplets do not influence the estimation of the coil temperature. At this time, the temperature is estimated at a position significantly remote from the coils, so the coil temperature estimation accuracy may deteriorate.
[0031] O estimador 10 de acordo com a modalidade inclui um observador 22 (FIG. 2, FIG. 3). O observador 22 tem uma expressão de relação que expressa um modelo de resistência térmica das bobinas 54 dentro do observador 22 e estima a temperatura da bobina por cálculo. Neste momento, o observador 22 constantemente precisa de um sinal de correção para correção de um erro, como um erro de modelagem e um erro de sensor. O sinal de correção não pode ser utilizado no observador 22 se o sinal de correção não se correlacionar com a temperatura da bobina. A fim de obter um sinal tendo uma alta correlação, é concebível que a temperatura de uma porção perto das bobinas seja utilizada como o sinal de correção; entretanto, neste caso, o óleo se torna mais fácil de cair no sensor de temperatura. O inventor buscado na posição que se correlaciona com a temperatura da bobina por medição real, incluindo uma posição na qual uma passagem de transmissão térmica é diferente. Como um resultado, observou-se que o terminal e a linha de alimentação remota das bobinas também têm uma alta correlação na temperatura com relação às bobinas. A seguir, o caso onde um sinal de correção que expressa uma temperatura medida em um material metálico que constitui um dos terminais é utilizado como o observador 22 de acordo com a modalidade será descrito. Um sinal de correção que expressa a temperatura de uma posição na qual nenhum óleo cai nas linhas de energia 56 pode ser utilizada.[0031] The estimator 10 according to the embodiment includes an observer 22 (FIG. 2, FIG. 3). The observer 22 has a relationship expression that expresses a thermal resistance model of the coils 54 within the observer 22 and estimates the temperature of the coil by calculation. At this time, the observer 22 constantly needs a correction signal to correct an error, such as a modeling error and a sensor error. The correction signal cannot be used in observer 22 if the correction signal does not correlate with the coil temperature. In order to obtain a signal having a high correlation, it is conceivable that the temperature of a portion near the coils is used as the correction signal; however, in this case, the oil becomes easier to fall into the temperature sensor. The inventor sought the position that correlates with the temperature of the coil by actual measurement, including a position in which a thermal transmission passage is different. As a result, it was observed that the terminal and remote supply line of the coils also have a high correlation in temperature with respect to the coils. Next, the case where a correction signal expressing a temperature measured on a metallic material constituting one of the terminals is used as the observer 22 according to the embodiment will be described. A correction signal expressing the temperature of a position at which no oil falls into the power lines 56 can be used.
[0032] A FIG. 2 é um diagrama em blocos que mostra o processamento de sinal no estimador 10. A FIG. 3 é uma vista conceitual do observador 22 que constitui o estimador 10.[0032] FIG. 2 is a block diagram showing signal processing in estimator 10. FIG. 3 is a conceptual view of the observer 22 who constitutes the estimator 10.
[0033] O estimador 10 estima a temperatura da bobina das bobinas 54, por exemplo, a temperatura máxima das bobinas 54. O estimador 10 inclui um controlador (unidade de controle eletrônico) 20 e o sensor de correção 12 (FIG. 1, FIG. 2). O sensor de correção 12 serve como o sensor de medição de sinal de correção. O controlador 20 inclui o observador 22. O observador 22 inclui uma unidade de modelo 23, uma unidade de correção 24 e uma unidade de estimativa de ponto de queda de óleo 26. A unidade de estimativa de ponto de queda de óleo 26 serve como uma unidade de mudança de modelo. Na FIG. 3, a unidade de mudança de modelo é indicada pela seta H em linha reta.[0033] The estimator 10 estimates the coil temperature of the coils 54, for example, the maximum temperature of the coils 54. The estimator 10 includes a controller (electronic control unit) 20 and the correction sensor 12 (FIG. 1, FIG. . two). The correction sensor 12 serves as the correction signal measuring sensor. The controller 20 includes the observer 22. The observer 22 includes a model unit 23, a correction unit 24, and an oil drop point estimation unit 26. The oil drop point estimation unit 26 serves as a model change unit. In FIG. 3, the model change unit is indicated by straight arrow H.
[0034] A unidade de modelo 23 calcula uma temperatura máxima estimada da bobina Tm e uma temperatura estimada terminal Tr como quantidades de estado utilizando sinais de entrada e a expressão de relação que expressa um modelo-alvo. A temperatura máxima estimada da bobina Tm é um valor estimado da temperatura máxima das bobinas 54. A temperatura estimada terminal Tr é um valor estimado do sinal de correção.[0034] The model unit 23 calculates an estimated maximum coil temperature Tm and an estimated terminal temperature Tr as state quantities using input signals and the relationship expression expressing a target model. The estimated maximum coil temperature Tm is an estimated value of the maximum temperature of the coils 54. The estimated terminal temperature Tr is an estimated value of the correction signal.
[0035] Um exemplo específico do modelo de resistência térmica que é o modelo-alvo será descrito com referência à FIG. 4. A FIG. 4 é uma vista que mostra um exemplo do modelo de resistência térmica das bobinas 54, que é utilizado no estimador 10. O modelo de resistência térmica inclui as bobinas 54 e o terminal 58 que são conectados entre si através de uma resistência térmica Rr. O terminal 58 é uma porção a ser detectada. As bobinas 54 têm uma temperatura máxima estimada da bobina Tm. O terminal 58 tem uma temperatura estimada terminal Tr como um valor do sinal de correção estimado. Uma porção que tem uma temperatura atmosférica Ta é conectada às bobinas 54 através de uma resistência térmica Ra e uma porção que tem uma temperatura atmosférica Ta é conectada ao terminal 58 através de uma resistência térmica Rb. Um óleo de refrigeração que tem uma temperatura To é conectada às bobinas 54 através de uma resistência térmica Ro. Uma perda de cobre RI2 e uma perda de ferro KeI2®2 são inseridas como a taxa de calor que flui na porção que gera a temperatura máxima estimada da bobina Tm. Uma perda de cobre RcI2 é inserida como a taxa de calor que flui para dentro do terminal 58.[0035] A specific example of the thermal resistance model that is the target model will be described with reference to FIG. 4. FIG. 4 is a view showing an example of the thermal resistance model of the coils 54, which is used in the estimator 10. The thermal resistance model includes the coils 54 and the terminal 58 which are connected together through a thermal resistance Rr. Terminal 58 is a portion to be detected. Coils 54 have an estimated maximum coil temperature Tm. Terminal 58 has an estimated terminal temperature Tr as an estimated correction signal value. A portion having an atmospheric temperature Ta is connected to the coils 54 through a thermal resistance Ra and a portion having an atmospheric temperature Ta is connected to the terminal 58 through a thermal resistance Rb. A refrigeration oil having a temperature To is connected to the coils 54 through a thermal resistance Ro. A copper loss RI2 and an iron loss KeI2®2 are entered as the rate of heat flowing in the portion generating the estimated maximum coil temperature Tm. A copper loss RcI2 is entered as the rate of heat flowing into terminal 58.
[0036] O modelo de resistência térmica mostrado na FIG. 4 é expresso pelas seguintes expressões de relação (1) e (2). [0036] The thermal resistance model shown in FIG. 4 is expressed by the following relationship expressions (1) and (2).
[0037] Nas expressões matemáticas (1) e (2), Ct é a capacidade de calor das bobinas 54, R é a resistência elétrica das bobinas 54, I é uma corrente do motor que é uma corrente que flui por meio das bobinas, Ke é um coeficiente da perda de ferro que é um coeficiente de perda de corrente parasita e ® é o número de revoluções do motor. Cr é a capacidade de calor do terminal 58 e Rc é a resistência elétrica do terminal 58. Na expressão matemática (1), a perda de ferro pode ser estimada como KhI2® na suposição que um coeficiente de perda de histerese é denotado por Kh no caso onde o material tem uma grande perda de histerese.[0037] In mathematical expressions (1) and (2), Ct is the heat capacity of the coils 54, R is the electrical resistance of the coils 54, I is a motor current which is a current flowing through the coils, Ke is an iron loss coefficient which is an eddy current loss coefficient and ® is the number of engine revolutions. Cr is the heat capacity of terminal 58 and Rc is the electrical resistance of terminal 58. In mathematical expression (1), the iron loss can be estimated as KhI2® on the assumption that a hysteresis loss coefficient is denoted by Kh at case where the material has a large hysteresis loss.
[0038] No modelo de resistência térmica acima, como pode ser entendido da expressão matemática (1), um fio condutor que constitui as bobinas 54 aumenta na temperatura devido ao calor que é gerado devido à perda de cobre RI2 associada com a corrente do motor e a perda de ferro KeI2®2 do núcleo do estator 53 devido a uma variação no campo magnético. Por outro lado, como pode ser entendido a partir da expressão matemática (2), o terminal 58 aumenta na temperatura quase não abaixo da influência de uma variação no campo magnético, mas sob a influência significativa da perda de cobre RcI2.[0038] In the above thermal resistance model, as can be understood from mathematical expression (1), a conductive wire that constitutes the coils 54 increases in temperature due to the heat that is generated due to the loss of copper RI2 associated with the motor current and the loss of iron KeI2®2 from the stator core 53 due to a change in the magnetic field. On the other hand, as can be understood from mathematical expression (2), terminal 58 increases in temperature almost not under the influence of a variation in the magnetic field, but under the significant influence of the copper loss RcI2.
[0039] Conforme mostrado na FIG. 4, a temperatura da massa térmica das bobinas 54 e do terminal 58 como o condutor aumenta devido ao calor gerado no fio condutor e similar. Por outro lado, as bobinas 54 são refrigeradas pelo óleo e o calor das bobinas 54 é removido por óleo. Ao mesmo tempo, o calor também transfere em uma sala do motor por meio do núcleo do estator 53, uma caixa do motor (não mostrada) à qual o estator 52 é fixado e similar. Por esta razão, a temperatura atmosférica Ta aumenta. O calor também é trocado através dos condutores e similares, entre a massa térmica das bobinas 54 e a massa térmica do terminal 58. A temperatura de cada massa térmica é determinada como um resultado de geração de calor e troca de calor neste momento.[0039] As shown in FIG. 4, the temperature of the thermal mass of the coils 54 and the terminal 58 as the conductor increases due to heat generated in the conductive wire and the like. On the other hand, coils 54 are cooled by oil and heat from coils 54 is removed by oil. At the same time, heat also transfers into an engine room via the stator core 53, a motor casing (not shown) to which the stator 52 is attached, and the like. For this reason, the atmospheric temperature Ta increases. Heat is also exchanged through the conductors and the like, between the thermal mass of the coils 54 and the thermal mass of the terminal 58. The temperature of each thermal mass is determined as a result of heat generation and heat exchange at this time.
[0040] Nas expressões matemáticas (1) e (2), a corrente do motor I, o número de revoluções do motor ®, uma temperatura do óleo To e a temperatura atmosférica Ta são inseridas como sinais de entrada e a temperatura máxima estimada da bobina Tm e a temperatura estimada terminal Tr são calculadas.[0040] In mathematical expressions (1) and (2), the motor current I, the number of motor revolutions ®, an oil temperature To and the atmospheric temperature Ta are entered as input signals and the estimated maximum temperature of the coil Tm and the estimated terminal temperature Tr are calculated.
[0041] Com referência novamente à FIG. 2, um ou uma pluralidade de sinais selecionados dentre a temperatura do óleo To de óleo de refrigeração, o corrente do motor I, o número de revoluções do motor ®, uma frequência condutora fc que é utilizada para controlar o motor 50 e a temperatura atmosférica do modelo Ta são inseridos à unidade de modelo 23 como sinais de entrada. Por exemplo, no caso do modelo de resistência térmica mostrado na FIG. 4, a temperatura do óleo To, a corrente do motor I, o número de revoluções do motor ® e a temperatura atmosférica do modelo Ta são inseridos à unidade de modelo 23 como sinais de entrada.[0041] Referring again to FIG. 2, one or a plurality of signals selected from the oil temperature To of refrigeration oil, the engine current I, the number of engine revolutions ®, a driving frequency fc that is used to control the engine 50 and the atmospheric temperature of model Ta are fed to the model 23 unit as input signals. For example, in the case of the thermal resistance model shown in FIG. 4, the oil temperature To, the motor current I, the number of engine revolutions ® and the model atmospheric temperature Ta are input to the model unit 23 as input signals.
[0042] Especificamente, o estimador 10 inclui um sensor de temperatura de óleo 30, um sensor da corrente do motor 31, um sensor de número de revoluções do motor 32 e um sensor de temperatura atmosférica 33. O sensor de temperatura de óleo 30 é o meio de detecção da temperatura do óleo de refrigeração. O sensor de temperatura de óleo 30 detecta a temperatura de óleo de refrigeração. O sensor da corrente do motor 31 detecta a quantidade de corrente que é inserida nas bobinas. O sensor de número de revoluções do motor 32 detecta o número de revoluções do rotor por tempo em unidade. O sensor de temperatura atmosférica 33 detecta a temperatura atmosférica do modelo Ta que é a temperatura atmosférica do modelo- alvo. Os sinais detectados do sensor de temperatura de óleo 30, do sensor da corrente do motor 31, do sensor de número de revoluções do motor 32 e do sensor de temperatura atmosférica 33 são inseridos na unidade de modelo 23. O sensor de número de revoluções do motor 32 pode ser substituído por um sensor de velocidade rotacional do motor que detecta a velocidade rotacional do rotor.[0042] Specifically, the estimator 10 includes an oil temperature sensor 30, an engine current sensor 31, an engine revolution sensor 32 and an atmospheric temperature sensor 33. The oil temperature sensor 30 is the means of detecting the temperature of the refrigeration oil. The oil temperature sensor 30 detects the refrigeration oil temperature. The motor current sensor 31 detects the amount of current that is input into the coils. The engine revolution sensor 32 detects the number of rotor revolutions per time in units. The atmospheric temperature sensor 33 detects the atmospheric temperature of the model Ta, which is the atmospheric temperature of the target model. The detected signals from the oil temperature sensor 30, the engine current sensor 31, the engine revolution sensor 32 and the atmospheric temperature sensor 33 are fed into the model unit 23. The engine revolution sensor Motor 32 can be replaced with a motor rotational speed sensor that detects the rotational speed of the rotor.
[0043] O sensor de correção 12 é um sensor de temperatura que mede uma temperatura terminal Tra indicada por um sinal de correção. O sensor de correção 12 está disposto para estar em contato com um membro metálico que constitui os terminais 58 (FIG. 1) conectados ao fio condutor das bobinas que constituem as bobinas 54, em um ponto no qual nenhum óleo de refrigeração cai. O sensor de correção 12 emite um sinal de correção à unidade de correção 24.[0043] Correction sensor 12 is a temperature sensor that measures a terminal temperature Tra indicated by a correction signal. The correction sensor 12 is arranged to be in contact with a metallic member constituting terminals 58 (FIG. 1) connected to the lead wire of the coils constituting the coils 54, at a point at which no refrigeration oil falls. The correction sensor 12 outputs a correction signal to the correction unit 24.
[0044] A unidade de correção 24 corrige as quantidades de estado com base no sinal de correção que indica a temperatura terminal Tra. As quantidades de estado são a temperatura máxima estimada da bobina Tm que é um valor estimado da temperatura máxima das bobinas 54 e a temperatura estimada terminal Tr que é um valor estimado do sinal de correção.[0044] The correction unit 24 corrects the state quantities based on the correction signal indicating the terminal temperature Tra. The state quantities are the estimated maximum coil temperature Tm which is an estimated value of the maximum temperature of the coils 54 and the estimated terminal temperature Tr which is an estimated value of the correction signal.
[0045] O sensor de correção 12 não é limitado ao caso onde o sensor de correção 12 está disposto nos terminais 58. Por exemplo, o sensor de correção 12 pode estar disposto para estar em contato com um membro metálico que constitui o fio condutor das bobinas, em um ponto no qual nenhum óleo de refrigeração cai. Neste momento, parte do fio condutor das bobinas pode constituir as linhas de energia correspondentes.[0045] The correction sensor 12 is not limited to the case where the correction sensor 12 is disposed at terminals 58. For example, the correction sensor 12 may be arranged to be in contact with a metallic member that constitutes the conductive wire of the coils, at a point at which no refrigeration oil falls. At this time, part of the conductive wire of the coils can constitute the corresponding power lines.
[0046] Quando as linhas de energia são respectivamente conectadas como outros membros entre o fio condutor das bobinas e os terminais 58, o sensor de correção 12 pode estar disposto para estar em contato com um membro metálico que constitui as linhas de energia, em um ponto no qual nenhum óleo de refrigeração cai.[0046] When the power lines are respectively connected as other members between the lead wire of the coils and the terminals 58, the correction sensor 12 may be arranged to be in contact with a metallic member constituting the power lines, in a point at which no refrigeration oil falls.
[0047] A unidade de modelo 23 emite a temperatura máxima estimada da bobina Tm e a temperatura estimada terminal Tr. Destas, a temperatura estimada terminal Tr é inserida à unidade de correção 24. A temperatura terminal Tra indicada pelo sinal de correção também é inserida à unidade de correção 24 e uma diferença da temperatura da bobina que é calculada na correspondência com uma diferença entre a temperatura terminal Tra e a temperatura estimada terminal Tr é inserida à unidade de modelo 23. A diferença é utilizada para corrigir as quantidades de estado. A unidade de modelo 23, bem como o observador comum 22, corrige a temperatura máxima estimada da bobina Tm e a temperatura estimada terminal Tr utilizando um ganho correspondente à diferença da temperatura da bobina. Assim, a unidade de correção 24 corrige a temperatura máxima estimada da bobina Tm e a temperatura estimada terminal Tr como as quantidades de estado por emissão de um valor correspondente à diferença entre a temperatura terminal Tra e a temperatura estimada terminal Tr à unidade de modelo 23 por meio do sinal de correção.[0047] The model 23 unit outputs the estimated maximum coil temperature Tm and the estimated terminal temperature Tr. Of these, the estimated terminal temperature Tr is input to the correction unit 24. The terminal temperature Tra indicated by the correction signal is also input to the correction unit 24 and a coil temperature difference which is calculated in correspondence with a difference between the temperature terminal Tra and the estimated terminal temperature Tr is input to model unit 23. The difference is used to correct the state quantities. The model unit 23, as well as the common observer 22, corrects the estimated maximum coil temperature Tm and the estimated terminal temperature Tr using a gain corresponding to the coil temperature difference. Thus, the correction unit 24 corrects the estimated maximum coil temperature Tm and the estimated terminal temperature Tr as the state quantities by outputting a value corresponding to the difference between the terminal temperature Tra and the estimated terminal temperature Tr to the model unit 23 through the correction signal.
[0048] O estimador 10 inclui a unidade de estimativa de ponto de queda de óleo 26 como a unidade de mudança de modelo. A seguir, a unidade de estimativa de ponto de queda de óleo 26 é referida como unidade de estimativa de ponto de óleo 26. A unidade de estimativa de ponto de óleo 26 muda a unidade de modelo 23 de acordo com um valor relacionado ao fluxo de óleo relacionado a uma mudança de fluxo de óleo de refrigeração. Por exemplo, a unidade de estimativa de ponto de óleo 26 muda a unidade de modelo 23 de acordo com uma ou duas ou mais dentre a inclinação do veículo com relação à direção longitudinal do veículo, a aceleração longitudinal que é a aceleração longitudinal do veículo e a vazão de óleo de refrigeração como o valor relacionado aos fluxos de óleo.[0048] Estimator 10 includes oil drop point estimation unit 26 as the model change unit. In the following, the oil drop point estimation unit 26 is referred to as the oil point estimation unit 26. The oil point estimation unit 26 changes the model unit 23 according to a value related to the oil flow. oil related to a refrigeration oil flow change. For example, the oil point estimation unit 26 changes the model unit 23 according to one or two or more of the inclination of the vehicle with respect to the longitudinal direction of the vehicle, the longitudinal acceleration which is the longitudinal acceleration of the vehicle and the refrigeration oil flow rate as the value related to oil flows.
[0049] Na FIG. 2, o estimador 10 inclui um sensor de ângulo de inclinação 35 e um sensor de aceleração longitudinal 36. O sensor de ângulo de inclinação 35 detecta a ângulo de inclinação do veículo com relação à direção longitudinal do veículo. O sensor de aceleração longitudinal 36 detecta a aceleração longitudinal do veículo. Os sinais detectados do sensor de ângulo de inclinação 35 e do sensor de aceleração longitudinal 36 são inseridos à unidade de estimativa de ponto de óleo 26. A unidade de estimativa de ponto de óleo 26 muda a unidade de modelo 23 de acordo com uma combinação da inclinação do veículo e da aceleração do veículo com base nos sinais detectados do sensor de ângulo de inclinação 35 e do sensor de aceleração longitudinal 36. Especificamente, a unidade de estimativa de ponto de óleo 26 estima o ponto de queda de óleo com base em uma combinação da inclinação do veículo e da aceleração do veículo. A unidade de estimativa de ponto de óleo 26 muda o coeficiente da expressão de relação que expressa a unidade de modelo 23, por exemplo, a resistência térmica Ro, utilizando uma relação predeterminada ou mapa com base no ponto de queda estimado. Assim, a unidade de modelo 23 é mudada.[0049] In FIG. 2, the estimator 10 includes a bank angle sensor 35 and a longitudinal acceleration sensor 36. The bank angle sensor 35 detects the bank angle of the vehicle with respect to the longitudinal direction of the vehicle. The longitudinal acceleration sensor 36 detects the longitudinal acceleration of the vehicle. The detected signals from the bank angle sensor 35 and the longitudinal acceleration sensor 36 are input to the oil point estimation unit 26. The oil point estimation unit 26 changes the model unit 23 according to a combination of vehicle tilt and vehicle acceleration based on signals detected from the tilt angle sensor 35 and the longitudinal acceleration sensor 36. Specifically, the oil point estimation unit 26 estimates the oil drop point based on a combination of vehicle tilt and vehicle acceleration. The oil point estimation unit 26 changes the coefficient of the relationship expression expressing the model unit 23, for example, the thermal resistance Ro, using a predetermined relationship or map based on the estimated drop point. Thus, the model 23 unit is changed.
[0050] A FIG. 5 é uma vista esquemática que mostra a influência da aceleração longitudinal de um veículo 70 no fluxo de óleo que resfria o motor. A FIG. 6 é uma vista esquemática que mostra a influência do ângulo de inclinação do veículo com relação à direção longitudinal do veículo no fluxo de óleo. Na FIG. 5, a direção na qual o óleo é derrubado da porção de queda 60 (FIG. 1) flui no momento quando o veículo acelera na direção de percurso de avanço (a direção da seta Dda sFIG. 5) é esquematicamente indicada pela seta P1. Como é evidente da FIG. 5, o óleo flui obliquamente para trás no momento da aceleração de avanço. Assim, o ponto de queda de óleo muda. Conforme mostrado na FIG. 6, quando o veículo 70 é inclinado como no caso onde o veículo 70 é colocado em uma elevação, o óleo flui obliquamente para trás do veículo 70 (direção da seta P2). Assim, o ponto de queda de óleo também muda.[0050] FIG. 5 is a schematic view showing the influence of the longitudinal acceleration of a vehicle 70 on the flow of oil that cools the engine. FIG. 6 is a schematic view showing the influence of the inclination angle of the vehicle with respect to the longitudinal direction of the vehicle on the oil flow. In FIG. 5, the direction in which the oil is dropped from the dropping portion 60 (FIG. 1) flows at the time when the vehicle accelerates in the direction of forward travel (the direction of arrow Dda sFIG. 5) is schematically indicated by arrow P1. As is evident from FIG. 5, the oil flows obliquely backwards at the time of forward acceleration. Thus, the oil dropping point changes. As shown in FIG. 6, when the vehicle 70 is inclined as in the case where the vehicle 70 is placed on an elevation, the oil flows obliquely behind the vehicle 70 (direction of arrow P2). Thus, the oil dropping point also changes.
[0051] A FIG. 7 é um gráfico que mostra os resultados de experimento no qual a relação entre a inclinação do veículo e a temperatura máxima das bobinas é obtida. Na FIG. 7, a corrente do motor, o número de revoluções do motor, a vazão de óleo e a temperatura do óleo são constantes. Conforme mostrado na FIG. 7, quando o veículo inclina em um estado onde o óleo cai de cima do motor 50, a temperatura máxima das bobinas varia com uma variação no ângulo de inclinação, assim é entendido que há uma alta correlação entre o ângulo de inclinação e a temperatura máxima.[0051] FIG. 7 is a graph showing the results of an experiment in which the relationship between the inclination of the vehicle and the maximum temperature of the coils is obtained. In FIG. 7, the motor current, the number of engine revolutions, the oil flow rate and the oil temperature are constant. As shown in FIG. 7, when the vehicle tilts in a state where oil falls from the top of the engine 50, the maximum temperature of the coils varies with a variation in the tilt angle, thus it is understood that there is a high correlation between the tilt angle and the maximum temperature .
[0052] Com base nas relações descritas com referência da FIG. 5 a FIG. 7, a unidade de estimativa de ponto de óleo 26 estima o ponto de queda de óleo utilizando uma combinação da inclinação do veículo e da aceleração do veículo e muda a unidade de modelo 23 de acordo com o ponto de estimativa.[0052] Based on the relationships described with reference to FIG. 5 to FIG. 7, the oil point estimation unit 26 estimates the oil drop point using a combination of the vehicle's inclination and the vehicle's acceleration and changes the model unit 23 according to the estimation point.
[0053] Na FIG. 2, a unidade de estimativa de ponto de óleo 26 é utilizada como a unidade de mudança de modelo; entretanto, outra configuração pode ser empregada. Por exemplo, o estimador 10 pode incluir um sensor da vazão de óleo 37 (FIG. 2) que detecta a vazão de óleo e a unidade de modelo 23 pode ser mudada com base em um sinal detectado do sensor da vazão de óleo 37. A unidade de mudança de modelo pode ser configurada para mudar a unidade de modelo 23 com base em uma combinação da inclinação do veículo, da aceleração do veículo e da vazão de óleo de óleo de refrigeração.[0053] In FIG. 2, the oil point estimation unit 26 is used as the model change unit; however, another configuration can be employed. For example, the estimator 10 may include an oil flow sensor 37 (FIG. 2) that detects oil flow and the model unit 23 may be switched based on a signal detected from the oil flow sensor 37. model change unit can be configured to change model unit 23 based on a combination of vehicle inclination, vehicle acceleration and coolant oil flow rate.
[0054] Com o estimador descrito acima 10, é possível altamente de forma precisa estimar a temperatura da bobina. Como um resultado, não é necessário proteger as bobinas 54 em um alto fator de segurança. Portanto, por exemplo, é possível gerar a saída do motor 50 até uma temperatura próximo a uma temperatura de limite superior que é fisicamente permitida pelas bobinas 54. Com o estimador 10, diferente da configuração descrita na JP 2010-28887 A, a estrutura de passagem de fluxo do motor 50 que é refrigerada a óleo não é complicada.[0054] With the estimator described above 10, it is possible to highly accurately estimate the temperature of the coil. As a result, it is not necessary to protect the coils 54 at a high safety factor. Therefore, for example, it is possible to generate the motor output 50 up to a temperature close to an upper limit temperature that is physically permitted by the coils 54. With the estimator 10, unlike the configuration described in JP 2010-28887 A, the flow passage of the 50 engine that is oil cooled is not complicated.
[0055] A razão pela qual o estimador 10 é capaz de altamente de forma precisa é capaz de estimar a temperatura da bobina com base na posição do sensor de correção 12 que é o sensor de temperatura e uma mudança do modelo. Primeiro, de acordo com a posição do sensor de correção 12, quando o sensor de temperatura está disposto perto das bobinas, diferente da modalidade, há uma alta possibilidade do óleo cair no sensor de temperatura. Se o óleo cair no sensor de temperatura, uma temperatura detectada do sensor de temperatura é um valor mais próximo à temperatura de óleo do que à temperatura da bobina, assim é difícil estimar precisamente a temperatura da bobina.[0055] The reason why the estimator 10 is capable of highly accurate is able to estimate the temperature of the coil based on the position of the correction sensor 12 which is the temperature sensor and a change of the model. First, according to the position of the correction sensor 12, when the temperature sensor is arranged close to the coils, different from the embodiment, there is a high possibility of oil falling onto the temperature sensor. If oil drops into the temperature sensor, a detected temperature of the temperature sensor is a value closer to the oil temperature than the coil temperature, so it is difficult to accurately estimate the coil temperature.
[0056] Por outro lado, quando o sensor de correção 12 que é o sensor de temperatura, conforme descrito acima, está disposto para estar em contato com um metal que constitui os terminais 58 dispostos em um ponto no qual nenhum óleo caia e remoto das bobinas 54, entende-se que a correlação entre a temperatura das bobinas 54 e a temperatura terminal é alta. Assim, o observador 22 é capaz de altamente de forma precisa estimar a temperatura da bobina utilizando a temperatura dos terminais 58 no qual nenhum óleo cai.[0056] On the other hand, when the correction sensor 12 which is the temperature sensor, as described above, is arranged to be in contact with a metal constituting the terminals 58 arranged at a point at which no oil falls and remote from the coils 54, it is understood that the correlation between the temperature of the coils 54 and the terminal temperature is high. Thus, the observer 22 is able to highly accurately estimate the temperature of the coil using the temperature of the terminals 58 at which no oil falls.
[0057] A FIG. 8A é um gráfico que mostra a relação entre uma função de coerência e um torque do motor. A função de coerência expressa a correlação entre a temperatura de um ponto no qual a temperatura é máxima nas bobinas e a temperatura terminal do bloco terminal. A FIG. 8B é um gráfico que mostra a relação entre uma função de coerência e uma vazão de óleo para a temperatura terminal.[0057] FIG. 8A is a graph showing the relationship between a coherence function and a motor torque. The coherence function expresses the correlation between the temperature of a point at which the temperature is maximum in the coils and the terminal temperature of the terminal block. FIG. 8B is a graph showing the relationship between a coherence function and an oil flow rate for terminal temperature.
[0058] A função de coerência é obtida pela divisão do quadrado do valor absoluto do espectro cruzado pelo espectro de potência de cada entrada e saída do sistema. A média do espectro cruzado é calculada pela multiplicação dos componentes de frequência predeterminados dos espectros dos sinais da temperatura da bobina e temperatura terminal entre si. Uma alta função de coerência indica que a correlação entre a temperatura da bobina e a temperatura terminal é alta.[0058] The coherence function is obtained by dividing the square of the absolute value of the cross spectrum by the power spectrum of each input and output of the system. The cross-spectrum average is calculated by multiplying the predetermined frequency components of the coil temperature and terminal temperature signal spectra with each other. A high coherence function indicates that the correlation between coil temperature and terminal temperature is high.
[0059] Dos resultados mostrados na FIG. 8A e na FIG. 8B, quando o torque do motor e a vazão de óleo são utilizados como parâmetros também, a função de coerência é alta e é substancialmente mais alta ou igual a 0,8 independentemente das variações no torque do motor e vazão de óleo. Assim, foi verificado que a temperatura terminal é utilizável para o observador 22.[0059] From the results shown in FIG. 8A and in FIG. 8B, when engine torque and oil flow are used as parameters as well, the coherence function is high and is substantially higher than or equal to 0.8 regardless of variations in engine torque and oil flow. Thus, it was verified that the terminal temperature is usable for the observer 22.
[0060] De acordo com a mudança do modelo, em uma forma refrigerada do óleo que cai nas bobinas, o grau de refrigeração das bobinas significantemente depende do estado do fluxo de óleo. O maior fator que domina o estado do fluxo de óleo é a inclinação do motor com relação à direção longitudinal do motor devido ao movimento de inclinação do veículo. Em uma modalidade, a unidade de modelo é mudada utilizando a inclinação do veículo como um parâmetro, assim é possível melhorar a precisão da estimativa da temperatura da bobina.[0060] According to the model change, in a refrigerated form of the oil falling into the coils, the cooling degree of the coils significantly depends on the state of the oil flow. The biggest factor dominating the state of oil flow is the tilt of the engine with respect to the longitudinal direction of the engine due to the tilting motion of the vehicle. In one embodiment, the model unit is changed using the inclination of the vehicle as a parameter, thus it is possible to improve the accuracy of the coil temperature estimation.
[0061] A FIG. 9 é uma vista que mostra outro exemplo do modelo de resistência térmica das bobinas, que é utilizado no estimador 10 de acordo com a modalidade. Em outro exemplo mostrado na FIG. 9, a passagem de transferência de calor de uma porção que tem a temperatura atmosférica ao terminal 58 é omitida do modelo mostrado na FIG. 4. O modelo mostrado na FIG. 9 é efetivamente aplicável ao caso onde a transferência de calor na sala do motor por meio do núcleo do estator 53 (FIG. 1), a caixa do motor e similar, é pequena. Por esta razão, as expressões de relação que expressam o modelo mostrado na FIG. 9 são obtidas omitindo os termos incluindo a temperatura atmosférica Ta e as resistências térmicas Ra, Rb das expressões matemáticas (1) e (2). Na FIG. 2, o sensor de temperatura atmosférica 33 é omitido. A configuração e a operação remanescentes são similares à configuração mostrada na FIG. 1 a FIG. 4.[0061] FIG. 9 is a view showing another example of the coil thermal resistance model, which is used in the estimator 10 according to the embodiment. In another example shown in FIG. 9, the heat transfer passage from a portion having atmospheric temperature to terminal 58 is omitted from the model shown in FIG. 4. The model shown in FIG. 9 is effectively applicable to the case where the heat transfer in the engine room through the stator core 53 (FIG. 1), the engine case and the like, is small. For this reason, the relation expressions expressing the model shown in FIG. 9 are obtained by omitting the terms including atmospheric temperature Ta and thermal resistances Ra, Rb from mathematical expressions (1) and (2). In FIG. 2, the atmospheric temperature sensor 33 is omitted. The remaining configuration and operation are similar to the configuration shown in FIG. 1 to FIG. 4.
[0062] A FIG. 10, a FIG. 11A e a FIG. 11B mostram os resultados da verificação da precisão de estimativa da temperatura da bobina de acordo com a modalidade. A FIG. 10 é um gráfico que mostra os resultados de experimento no qual a razão de erros em valores estimados de temperatura da bobina no estimador de acordo com a modalidade para erros em valores estimados de temperatura da bobina em um estimador de temperatura de acordo com a modalidade comparativa é obtida onde os erros nos valores estimados de temperatura da bobina no estimador de temperatura de acordo com a modalidade comparativa é 1. O eixo de abscissa da FIG. 10 representa os números de referência de uma pluralidade de padrões experimentais. Na modalidade comparativa, o sensor de temperatura está disposto em uma posição indicada pela linha tracejada longa e curta alternadas G na FIG. 1 e a temperatura da bobina é estimada da temperatura detectada pelo sensor de temperatura. Na modalidade, a configuração mostrada na FIG. 1 a FIG. 3 é utilizada. Na FIG. 10, a linha ampla C1 indica a modalidade comparativa e a linha estreita C2 indica a modalidade. Como é evidente dos resultados mostrados na FIG. 10, erros na estimativa da temperatura da bobina foram significantemente reduzidos na modalidade conforme comparado com a modalidade comparativa.[0062] FIG. 10, FIG. 11A and FIG. 11B show the results of checking the coil temperature estimation accuracy according to the embodiment. FIG. 10 is a graph showing the results of experiment in which the ratio of errors in estimated coil temperature values in the estimator according to the comparative modality to errors in estimated coil temperature values in a temperature estimator according to the comparative modality is obtained where the errors in the estimated coil temperature values in the temperature estimator according to the comparative modality is 1. The abscissa axis of FIG. 10 represents the reference numbers of a plurality of experimental standards. In the comparative mode, the temperature sensor is arranged in a position indicated by the alternating long and short dashed line G in FIG. 1 and the coil temperature is estimated from the temperature detected by the temperature sensor. In the embodiment, the configuration shown in FIG. 1 to FIG. 3 is used. In FIG. 10, the wide line C1 indicates the comparative modality and the narrow line C2 indicates the modality. As is evident from the results shown in FIG. 10, errors in coil temperature estimation were significantly reduced in the modality as compared to the comparative modality.
[0063] A FIG. 11A é um gráfico que mostra os resultados de experimento no qual a relação entre um erro na estimativa de uma temperatura da bobina e um torque do motor é obtida no estimador 10 de acordo com a modalidade. A FIG. 11B é um gráfico que mostra os resultados de experimento no qual a relação entre um erro na estimativa de uma temperatura da bobina e uma vazão de óleo é obtida. Como é evidente dos resultados mostrado na FIG. 11A e na FIG. 11B, na modalidade, mesmo quando o torque do motor ou a vazão de óleo varia, é possível reduzir um erro na estimativa da temperatura da bobina.[0063] FIG. 11A is a graph showing the results of an experiment in which the relationship between an error in estimating a coil temperature and a motor torque is obtained in the estimator 10 according to the embodiment. FIG. 11B is a graph showing the results of an experiment in which the relationship between an error in estimating a coil temperature and an oil flow rate is obtained. As is evident from the results shown in FIG. 11A and in FIG. 11B, in the embodiment, even when the engine torque or oil flow varies, it is possible to reduce an error in estimating the coil temperature.
[0064] A FIG. 12 é uma vista que mostra a configuração de um sistema do estimador 40 de acordo com uma modalidade. A FIG. 13 é uma vista que mostra uma pluralidade de faixas na qual uma pluralidade de estimadores 41, 42, 43, 44 que constitui o sistema do estimador 40 é respectivamente disposta no motor 50.[0064] FIG. 12 is a view showing the configuration of an estimator system 40 in accordance with one embodiment. FIG. 13 is a view showing a plurality of tracks in which a plurality of estimators 41, 42, 43, 44 constituting the estimator system 40 are respectively disposed on the motor 50.
[0065] O sistema do estimador 40 inclui os quatro estimadores 41, 42, 43, 44 e meios de seleção 45. A configuração de cada um dos quatro estimadores 41, 42, 43, 44 é similar ao estimador 10 mostrado na FIG. 1 a FIG. 3. Conforme mostrado na FIG. 13, as bobinas do estator do motor 50 são permitidas serem divididas em uma pluralidade de massas térmicas pelas faixas J1, J2, J3, J4, cada uma tendo o mesmo comprimento na direção circunferencial. A pluralidade de estimadores 41, 42, 43, 44 respectivamente estima as temperaturas máximas T1, T2, T3, T4 da pluralidade de massas térmicas. Especificamente, os quatro estimadores 41, 42, 43, 44 respectivamente estimam as temperaturas máximas das quatro massas térmicas J1, J2 ,J3, J4 das bobinas. Cada um dos estimadores 41, 42, 43, 44 pode ter um diferente modelo térmico. As temperaturas estimadas máximas T1, T2, T3, T4 são inseridas aos meios de seleção 45.[0065] The estimator system 40 includes the four estimators 41, 42, 43, 44 and selection means 45. The configuration of each of the four estimators 41, 42, 43, 44 is similar to the estimator 10 shown in FIG. 1 to FIG. 3. As shown in FIG. 13, the motor stator coils 50 are permitted to be divided into a plurality of thermal masses by ranges J1, J2, J3, J4, each having the same length in the circumferential direction. The plurality of estimators 41, 42, 43, 44 respectively estimate the maximum temperatures T1, T2, T3, T4 of the plurality of thermal masses. Specifically, the four estimators 41, 42, 43, 44 respectively estimate the maximum temperatures of the four thermal masses J1, J2, J3, J4 of the coils. Each of the estimators 41, 42, 43, 44 can have a different thermal model. The maximum estimated temperatures T1, T2, T3, T4 are entered at selection means 45.
[0066] Os meios de seleção 45 selecionam a temperatura máxima das bobinas dentre as temperaturas estimadas máximas T1, T2, T3, T4 das bobinas, respectivamente estimadas pelos quatro estimadores 41, 42, 43, 44. Assim, o motor 50 serve como um modelo que expressa a distribuição de calor e a distribuição de calor nas bobinas é permitida ser obtida. Neste momento, nas expressões matemáticas (1) e (2), a capacidade de calor Ct das bobinas, a temperatura máxima estimada da bobina Tm e as resistências térmicas Rr, Ra formam uma matriz.[0066] The selection means 45 selects the maximum temperature of the coils from among the maximum estimated temperatures T1, T2, T3, T4 of the coils, respectively estimated by the four estimators 41, 42, 43, 44. Thus, the motor 50 serves as a model expressing heat distribution and heat distribution in the coils is allowed to be obtained. At this time, in mathematical expressions (1) and (2), the heat capacity Ct of the coils, the estimated maximum coil temperature Tm and the thermal resistances Rr, Ra form a matrix.
[0067] Com o sistema do estimador 40 assim configurado, é possível adquirir a distribuição da temperatura das bobinas pelo aumento das quantidades de estado da unidade de modelo 23, assim o controle que considera um aumento local na temperatura é possível. Assim, é possível reduzir a degradação do motor 50 devido ao calor.[0067] With the estimator system 40 thus configured, it is possible to acquire the temperature distribution of the coils by increasing the state quantities of the model unit 23, so control that considers a local increase in temperature is possible. Thus, it is possible to reduce the degradation of the engine 50 due to heat.
[0068] Na expressão matemática (1) descrita acima, uma perda de ferro que considera uma frequência condutora fc que é utilizada no controle do motor pode ser incluída. A perda neste caso é obtida empregando neIc2fc2 como uma perda de corrente parasita com o uso de uma quantidade de ondulação da corrente Ic devido a um condutor, uma constante de proporcionalidade ne e uma frequência condutora fc em vez de KeI2®2 na expressão matemática (1) ou empregando nhIc2fc como a perda de histerese com o uso de uma constante de proporcionalidade nh. Neste momento, a frequência condutora fc calculada por uma unidade de cálculo de frequência condutora 38 (FIG. 2) pode ser utilizada como um sinal de entrada que é utilizado no observador 22. Portanto, um sinal de entrada que é utilizado no estimador 10 pode ser um sinal que indica um ou uma pluralidade da temperatura do óleo To, da corrente do motor I, do número de revoluções do motor ®, a frequência condutora fc e a temperatura atmosférica Ta.[0068] In the mathematical expression (1) described above, an iron loss that considers a driving frequency fc that is used in motor control can be included. The loss in this case is obtained by employing neIc2fc2 as an eddy current loss with the use of a current ripple amount Ic due to a conductor, a proportionality constant ne and a driving frequency fc instead of KeI2®2 in the mathematical expression ( 1) or employing nhIc2fc as the hysteresis loss using a proportionality constant nh. At this time, the driving frequency fc calculated by a driving frequency calculating unit 38 (FIG. 2) can be used as an input signal that is used in the observer 22. Therefore, an input signal that is used in the estimator 10 can be a signal indicating one or a plurality of the oil temperature To, the engine current I, the number of engine revolutions ®, the driving frequency fc and the atmospheric temperature Ta.
[0069] A invenção pode ser definida como segue. Um estimador configurado para estimar uma temperatura de uma bobina de estator de uma máquina rotativa elétrica, a máquina rotativa elétrica configurada para ser refrigerada a óleo de refrigeração, o estimador inclui: uma unidade de controle eletrônico configurado para calcular uma quantidade de estado utilizando um sinal de entrada e uma expressão de relação que expressa um modelo-alvo; e um sensor de medição de sinal de correção configurado para medir um sinal de correção para correção da quantidade de estado, a unidade de controle eletrônico sendo configurada para emitir um valor para correção da quantidade de estado com base no sinal de correção e muda a expressão de relação que expressa o modelo-alvo de acordo com um valor relacionado ao fluxo de óleo que se refere a uma mudança de fluxo do óleo de refrigeração, o sensor de medição de sinal de correção sendo disposto de modo que o sensor de medição de sinal de correção esteja em contato com um membro metálico que inclui um fio condutor da bobina que constitui a bobina de estator, um terminal conectado ao fio condutor da bobina e uma linha de alimentação conectada entre o fio condutor da bobina e o terminal, em um ponto no qual nenhum óleo de refrigeração cai. Um sistema do estimador compreendendo: uma pluralidade de estimadores, cada um configurado para estimar uma temperatura de uma bobina de estator de uma máquina rotativa elétrica, a máquina rotativa elétrica configurada para ser refrigerada a óleo de refrigeração, a pluralidade de estimadores, cada um incluindo uma unidade de controle eletrônico configurado para calcular uma quantidade de estado utilizando um sinal de entrada e uma expressão de relação que expressa um modelo-alvo e um sensor de medição de sinal de correção configurado para medir um sinal de correção para correção da quantidade de estado, cada unidade de controle eletrônico sendo configurada para emitir um valor para correção da quantidade de estado com base no sinal de correção e mudança da expressão de relação que expressa o modelo-alvo de acordo com um valor relacionado ao fluxo de óleo que se refere a uma mudança de fluxo do óleo de refrigeração, o sensor de medição de sinal de correção sendo disposto de modo que o sensor de medição de sinal de correção esteja em contato com um membro metálico que inclui um fio condutor da bobina que constitui a bobina de estator, um terminal conectado ao fio condutor da bobina e uma linha de alimentação conectada entre o fio condutor da bobina e o terminal, em um ponto no qual nenhum óleo de refrigeração cai; e meios de seleção configurados para selecionar uma temperatura máxima da bobina de estator dentre as temperaturas da bobina de estator, respectivamente estimadas pela pluralidade de estimadores.[0069] The invention can be defined as follows. An estimator configured to estimate a temperature of a stator coil of an electric rotating machine, the electric rotating machine configured to be cooled by refrigeration oil, the estimator includes: an electronic control unit configured to calculate a state quantity using a signal input and a relation expression that expresses a target model; and a correction signal measuring sensor configured to measure a correction signal for state quantity correction, the electronic control unit being configured to output a value for state quantity correction based on the correction signal and changes the expression of a relationship expressing the target model according to an oil flow related value that refers to a change of flow of the refrigerating oil, the correction signal measuring sensor being arranged so that the signal measuring sensor correction is in contact with a metallic member that includes a coil lead wire constituting the stator coil, a terminal connected to the coil lead wire, and a supply line connected between the coil lead wire and the terminal, at a point into which no refrigeration oil falls. An estimator system comprising: a plurality of estimators, each configured to estimate a temperature of a stator coil of an electric rotary machine, the electric rotary machine configured to be cooled by refrigeration oil, the plurality of estimators, each including an electronic control unit configured to calculate a state quantity using an input signal and a relationship expression expressing a target model, and a correction signal measuring sensor configured to measure a correction signal for correction of the state quantity , each electronic control unit being configured to output a value for correction of the state quantity based on the correction signal and change of the relationship expression expressing the target model according to a value related to the oil flow that refers to a change of flow of the refrigeration oil, the correction signal measuring sensor being arranged so that the correction signal measuring sensor is in contact with a metallic member including a coil lead wire constituting the stator coil , a terminal connected to the coil lead wire and a supply line connected between the coil lead wire and the terminal, at a point at which no refrigeration oil falls; and selection means configured to select a maximum stator coil temperature from among the stator coil temperatures respectively estimated by the plurality of estimators.
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