CN111342611A - 旋转驱动装置 - Google Patents
旋转驱动装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111342611A CN111342611A CN201910958063.0A CN201910958063A CN111342611A CN 111342611 A CN111342611 A CN 111342611A CN 201910958063 A CN201910958063 A CN 201910958063A CN 111342611 A CN111342611 A CN 111342611A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- motor
- temperature
- cooling medium
- stator
- housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 117
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000013021 overheating Methods 0.000 abstract description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 29
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 239000003570 air Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 101100400452 Caenorhabditis elegans map-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
- H02P29/032—Preventing damage to the motor, e.g. setting individual current limits for different drive conditions
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/20—Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
- H02K11/25—Devices for sensing temperature, or actuated thereby
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
- H02K5/207—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium with openings in the casing specially adapted for ambient air
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
- H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明涉及旋转驱动装置，提供一种能够避免电动机过热并充分发挥电动机的输出性能的旋转驱动装置。旋转驱动装置具有电动机、第一温度传感器、框体、冷却介质供给部、开闭阀、控制部。电动机具有转子和定子。第一温度传感器检测定子温度，发出第一检测信号。冷却介质供给部设置成能够对电动机供给冷却介质。开闭阀设置在框体的下部，关闭则使冷却介质存积在框体的内部，打开则使冷却介质从框体的内部排出。控制部根据第一检测信号预测定子的温度变化，当预测到定子的温度超过电动机的运行保障温度且电动机在电动机的时间额定区域的运行点进行驱动时，控制部在开始电动机的输出限制之前关闭开闭阀，使框体内部的冷却介质的存积量增加。
Description
技术领域
本公开涉及搭载在车辆等的驱动系统中的且具有电动机的旋转驱动装置。
背景技术
已有文献提出了在对用于驱动车辆等的电动机的线圈进行冷却时，向线圈喷射或滴加油的方法(例如参考专利文献1～2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-197772号公报
专利文献2：日本特开2009-291002号公报
发明内容
发明所要解决的课题
另外，在这种具有电动机的旋转驱动装置中，为了避免在连续使用时电动机的过热导致损伤，会进行电动机输出限制的保护控制。但是，如果进行保护控制，则电动机的输出会受限，因此例如有时无法充分发挥车辆的行驶性能。因此，希望有一种能够避免电动机过热并充分发挥电动机的输出性能的旋转驱动装置。
解决课题的手段
作为本公开的一个实施方式的旋转驱动装置具有电动机、第一温度传感器、框体、冷却介质供给部、开闭阀、控制部。电动机具有转子和定子。第一温度传感器检测定子的温度并发出第一检测信号，第一检测信号包括定子的温度信息。框体收纳电动机。冷却介质供给部设置于框体，能够对电动机供给冷却介质。开闭阀可开闭地设置在框体的下部，通过关闭使冷却介质存积在框体的内部，通过打开使冷却介质从框体的内部排出。控制部根据第一检测信号预测定子的温度变化，当预测到定子的温度超过电动机的运行保障温度，且电动机在电动机的时间额定区域的运行点进行驱动时，控制部在开始电动机的输出限制之前关闭开闭阀，使框体的内部的冷却介质的存积量增加。
在作为本公开的一个实施方式的旋转驱动装置中，当预测到定子的温度超过电动机的运行保障温度且电动机在电动机的时间额定区域的运行点进行驱动时，会使框体的内部的冷却介质的存积量增加，因此冷却介质会加快冷却电动机。另外，由于在开始电动机的输出限制之前，冷却介质加快冷却电动机，因此到电动机的输出限制开始为止的时间会延长，或者会避免电动机的输出限制。
发明效果
根据作为本公开的一个实施方式的旋转驱动装置，由于会预测定子的温度并使框体的内部的冷却介质的存积量变化来控制电动机的冷却，因此能够有效冷却电动机以避免电动机的过热，从而充分发挥电动机的输出性能。
附图说明
图1是表示本公开的一个实施方式的车辆驱动装置的概略构成例的示意图；
图2是表示图1所示的车辆驱动装置中的控制机构的构成例的方框图；
图3是表示本公开的一个实施方式的车辆驱动装置的概略构成例的另一示意图；
图4是表示图1所示的电动机的转速和驱动扭矩的关系的特性图；
图5是表示图1所示的车辆驱动装置中的电动机的冷却控制工作的流程图；
图6是表示图5所示的冷却控制工作中的经过时间和电动机温度的关系的一例的特性图；
图7是示意性地表示冷却介质温度和发挥规定冷却能力所需的冷却介质的供给速度的关系的特性图(图表1)；
图8是表示根据冷却介质的温度和供给速度与向电动机供给的电流值的关系确定的电动机的阈值温度的图表(图表2)；以及
图9是表示根据冷却介质的温度和供给速度与向电动机供给的电流值的关系确定的开闭阀的封闭时间的图表(图表3)。
符号说明
1…控制部；10…框体；10K…开口；10V…内部空间、11…排出管；12…开闭阀；20…电动机；21…驱动轴；22…转子；23…定子；24…齿轮；30…冷却介质供给部；31…冷却介质喷出头；32…泵；33…容器；34…冷却器；35～37…配管；38…驱动轴；39…齿轮；40…传感器组；41…电动机温度传感器；42…冷却介质温度传感器；43…电动机转速传感器；44…加速踏板开度传感器；45…车速传感器；46…斜度传感器；TA…运行保障温度；TB…标准温度；Tth…阈值温度；100…车辆驱动装置。
具体实施方式
下面参照附图，对本公开的实施方式进行详细说明。另外，按照以下顺序进行说明。
1.实施方式(车辆驱动装置的示例)
2.变形例
<1.实施方式>
[车辆驱动装置100的概略构成]
图1是示意性地表示本公开的一个实施方式的车辆驱动装置100的概略构成例的图。车辆驱动装置100例如搭载在电动汽车或混合动力汽车(HEV)等车辆中，进行该车辆的驱动。如图1所示，车辆驱动装置100具有框体10、电动机20、冷却介质供给部30、电动机温度传感器41和冷却介质温度传感器42。车辆驱动装置100还具有ECU(Electronic ControlUnit，电子控制单元)1、驱动电路2和电池3。
框体10具有收纳电动机20等的内部空间10V、设置在下部的开口10K、从开口10K向下方延伸的排出管11和设置在排出管11的开闭阀12。开闭阀12例如为电磁阀，通过来自ECU1的控制信号来进行流路的开闭动作。开闭阀12例如在未通电的关断状态下变为流路打开状态，在通电的接通状态下变为流路关闭状态。
电动机20例如为三相交流电动机，收纳在框体10的内部，具有驱动轴21、与该驱动轴21成为一体且以驱动轴21为旋转中心进行旋转的转子22、固定在框体10且设置成包围转子22的定子23。定子23例如包括芯部和线圈，通过向该线圈通电而产生电磁感应，从而使转子22旋转。驱动轴21的第一端部向框体10的外部突出，经由齿轮机构等向车轴等传递动力。驱动轴21的第二端部例如固定有齿轮24。
冷却介质供给部30例如是对电动机20供给油等冷却介质5的机构。冷却介质供给部30具有形成有多个开口31K的冷却介质喷出头31、泵32、存积冷却介质5的容器33、对冷却介质5进行冷却的冷却器34、在各个内部流通有冷却介质5的配管35～37、驱动轴38、齿轮39。
配管35连接容器33和泵32，配管36连接泵32和冷却器34、配管37连接冷却器34和冷却介质喷出头31。
冷却器34设置在泵32的下游侧，是在从泵32喷出的冷却介质5与例如周围的空气之间进行热交换并将冷却介质5冷却的空冷式冷却器。另外，冷却器34不限于空冷式冷却器，例如也可以是在冷却介质5与冷却水之间进行热交换的水冷式冷却器。
泵32是向电动机20供给存积在容器33的冷却介质5的电动泵。泵32由电动机20驱动，抽取存积在容器33的冷却介质5，升压并喷出。从泵32喷出的冷却介质5经由配管36被压送到冷却器34，在冷却器34中被冷却后经由配管37和冷却介质喷出头31向电动机20供给。另外，使用电动式的泵32，即使在搭载于例如混合动力汽车的情况下，无论发动机的转速如何，都能够将一定量的冷却介质5向电动机20供给。
在驱动轴38的第一端部，例如安装有与齿轮24啮合的齿轮39。因此，当安装于电动机20的驱动轴21的齿轮24旋转时，驱动轴38会与齿轮39成为一体而旋转。驱动轴38的第二端部与泵32连接，泵32通过驱动轴38的旋转而进行驱动。泵32进行驱动，使得存积在容器33的冷却介质5通过配管35而被汲取。通过泵32而被汲取的冷却介质5经由配管36、冷却器34和配管37到达冷却介质喷出头31之后，从多个开口31K喷出。由此，能够从冷却介质供给部30向电动机20的定子23供给冷却介质5。冷却介质5附着于定子23并向下方移动，由此吸收定子23的热量，滞留在内部空间10V的下部。滞留在内部空间10V的下部的冷却介质5从开口10K经由排出管11排出后，再次存积在容器33中。另外，图1表示例如在连续额定区域CR(后述)中电动机20正在运转时等的通常的冷却状态(通常冷却状态)。该通常冷却状态下，冷却介质5的液面5S例如希望位于与定子23的一部分接触程度的低水位。即，在通常冷却状态下，希望转子22和定子23的相对部分不被冷却介质5浸渍，而是暴露在空气中。
图2是表示图1所示的车辆驱动装置100中的控制机构的构成例的方框图。如图2所示，车辆驱动装置100中设置有包括电动机温度传感器41和冷却介质温度传感器42的传感器组40。传感器组40例如具有检测车辆所处环境和车辆运行状态的多个传感器。具体而言，传感器组40除了具有电动机温度传感器41和冷却介质温度传感器42以外，例如还具有检测电动机20的转子22的转速的电动机转速传感器43、检测加速踏板开度的加速踏板开度传感器44、检测车辆行驶速度的车速传感器45，以及检测车辆行驶的路面的斜度的斜度传感器46等。传感器组40中的上述各种传感器分别可通信地通过无线或有线与ECU 1连接，分别向ECU 1发送包含各种信息的检测信号S41～S46。
电动机温度传感器41设置在定子23的附近，是检测定子23的温度的传感器，例如包括热敏电阻。电动机温度传感器41向ECU 1发送检测信号S41。另外，检测信号S41是对应于本发明的“第一检测信号”的一个具体示例。
冷却介质温度传感器42例如设置在内部空间10V，是检测滞留在内部空间10V的下部的冷却介质5的温度的温度传感器，例如是热敏电阻。冷却介质温度传感器42向ECU 1发送检测信号S42。另外，检测信号S42是对应于本发明的“第二检测信号”的一个具体示例。
驱动电路2包括根据来自ECU 1的扭矩信号，将从电池3供给的直流电转换为交流电向电动机20输出的逆变器。电池3主要储存车辆行驶所需的直流电，是向车辆驱动装置100供给该直流电的二次电池。另外，电池3也可以设置在车辆驱动装置100的外部。
ECU 1是对应于本发明的“控制部”的一个具体示例，根据来自传感器组40的检测信号等各种信息，综合判断车辆的行驶状态，控制车辆的驾驶工作。ECU 1例如使用具有CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)和RAM(Random Access Memory，随机读取存储器)等的微型计算机而构成。ECU 1例如根据车辆的行驶状态，向驱动电路2输出适当的扭矩信号，控制电动机20的运行。即，ECU 1能够通过加减从驱动电路2向电动机20供给的交流电，来增减驱动扭矩。
ECU 1根据从传感器组40获取的各种信息，对电动机20的驱动进行综合控制。ECU1例如根据加速踏板开度(驾驶员的要求)和车辆的运行状态等，求出对电动机20的要求输出(扭矩指令值)，对驱动电路2输出包括该要求输出(扭矩指令值)的信息的扭矩信号。
当定子23的温度达到比电动机20的运行保障温度TA(例如200℃)低的标准温度TB(例如190℃)时，ECU 1开始电动机20的输出限制。电动机20的输出限制是指将电动机20的负荷扭矩相对于额定扭矩的比率，即电动机20的负荷率限制在规定值以下，使定子23的温度达不到运行保障温度TA。更具体而言，在电动机20的输出限制中，向电动机20输入的能量，例如从驱动电路2向电动机20供给的电流会受到限制，使得从电动机20输出的驱动扭矩也受到限制。通过如此限制电动机20的输出(限制负荷率)，可以防止电动机20过热。
另外，ECU 1根据检测信号S41预测定子23的温度变化，当预测到定子23的温度超过运行保障温度TA时，在开始上述电动机20的输出限制之前控制开闭阀12，以封堵排出管11的流路。通过关闭开闭阀12以增加框体10的内部空间10V中的冷却介质5的存积量，例如，如图3所示，能够使整个定子23浸渍在冷却介质5中。即，ECU 1能够通过操作开闭阀12来使存积在内部空间10V中的冷却介质5的液面5S的高度位置进行涨落，从而调节定子23的浸渍水位。另外，图3表示例如在时间额定区域TR(后述)中电动机20正在运转时等的电动机20的冷却被加快的状态(加速冷却状态)。
ECU 1根据向电动机20输入的能量(例如供给电流)的大小和来自电动机温度传感器41的检测信号S41，预测定子23的温度变化，控制开闭阀12的工作。
ECU 1或者也可以根据向电动机20输入的能量(例如供给电流)的大小、检测信号S41和检测信号S42，预测定子23的温度变化，控制开闭阀12的工作。
ECU 1或者也可以根据向电动机20输入的能量(例如供给电流)的大小、检测信号S41、检测信号S42，以及冷却介质供给部30向电动机20供给的冷却介质5的供给速度，预测定子23的温度变化，控制开闭阀12的工作。
ECU 1还会辨别电动机20是在电动机20的时间额定区域的运行点处进行驱动，还是电动机20在电动机20的连续额定区域的运行点处进行驱动。当电动机20在时间额定区域的运行点进行驱动时，ECU 1会按照第一开闭控制实施开闭阀12的工作；当电动机20在连续额定区域的运行点进行驱动时，ECU 1则会按照第二开闭控制实施开闭阀12的工作。
在上述第一开闭控制中，ECU 1根据向电动机20输入的能量大小，设置关闭开闭阀12的阈值温度Tth。另外，在上述第二开闭控制中，ECU 1根据向电动机20输入的能量大小，设置关闭开闭阀12的时间(将电动机20预先浸渍在冷却介质5中的时间)。
驱动电路2根据上述从ECU 1输出的扭矩信号，进行电动机20的驱动。
[车辆驱动装置100的运行]
在车辆驱动装置100使车辆行驶时，驾驶员操作换挡操作部，选择前进级(ドライブレンジ)。当选定前进级时，ECU 1对驱动电路2输出适当的扭矩信号，启动电动机20。电动机20生成用于使车轮向规定方向旋转的驱动扭矩。结果，在电动机20生成的驱动扭矩经由驱动轴21传递到车轮，车轮向规定方向旋转。最终，车辆得以行驶。
(时间额定和连续额定)
电动机20会因向定子23的线圈通电而发热。因此，存在以下情况：当电动机20连续运转指定的一定时间以上时，定子23的温度迟早会超过电动机20的运行保障温度。将这种如果低于指定的一定时间则定子23的温度不会超过电动机20的运行保障温度而能够连续运转的运行点区域称为时间额定区域。另一方面，将即使电动机20连续运转，定子23的温度也不会超过电动机20的运行保障温度的运行点区域，称为连续额定区域。图4表示电动机20的时间额定区域TR和连续额定区域CR的一例。图4是表示电动机20的转速和电动机20中输出的驱动扭矩的关系的电动机20的特性图。图4中，横轴表示转速[rpm]，纵轴表示驱动扭矩[N·m]。图4所示的示例中，驱动扭矩约为100N·m以上的运行点区域成为时间额定区域TR。另外，图4的示例中，电动机20的运行保障温度为200℃。
(液面5S的控制工作)
本实施方式的车辆驱动装置100中，ECU 1提升或降低内部空间10V中的冷却介质5的液面5S的高度位置，从而调节定子23的冷却效率。下面参照图5和图6，说明针对定子23的冷却控制工作。图5是表示针对定子23的冷却控制工作的流程图。另外，图6是表示图5所示的针对定子23的冷却控制工作中的经过时间和定子23的温度的关系的一例的特性图。此外，图6中，电动机温度传感器41检测的定子23的温度(以下称为检测温度)Tme用实线表示，定子23的实际温度(以下称为实际温度)Tac用虚线表示。另外，此处所述的实际温度Tac是由24个热电偶测定的温度，该24个热电偶以相同角度粘贴在定子23的线圈部分的各相(u相、v相、w相)。
如图6所示，ECU 1从时刻T0起，开始向电动机20通电，驱动电动机20。此时，如图5所示，ECU 1判断电动机20的运行点是否被包含在时间额定区域TR中(步骤S101)。如果电动机20的运行点不被包含在时间额定区域TR中(步骤S101“否”)，则重复进行步骤S101。如果电动机20的运行点被包含在时间额定区域TR中(步骤S101“是”)，则进入步骤S102。
在此，作为一例，假设电动机20的运行点被包含在时间额定区域TR中。即，假设电动机20在时间额定区域TR中运转。这种情况下，如图6所示，在时刻T1，定子23的检测温度Tme达到阈值温度Tth(图6中例举为170℃)。
阈值温度Tth例如是根据向电动机20输入的能量即向电动机20供给的电流值、冷却介质5的温度、从冷却介质供给部30向电动机20供给的冷却介质5的供给速度进行综合判断而确定的。
另外，根据冷却介质5自身的温度，对冷却对象(此处为定子23)进行冷却所需的冷却介质5的供给速度不同。即，如果冷却介质5的温度低，则在单位时间内用少量的冷却介质5可以冷却定子23；而如果冷却介质5的温度高，则需要增加单位时间的冷却介质5的供给量。例如，如图7所示，得到与在冷却介质5的温度为25℃时用以2L/min的配额供给的冷却介质5冷却的情况相同的冷却能力的情况，需要在冷却介质5的温度为100℃时以5L/min的配额供给冷却介质5。图7是示意性地表示冷却介质5的温度和发挥规定冷却能力所需的冷却介质5的供给速度的关系的特性图。出于便利，将图7的特性图称为图表1。
图5的步骤S102中，ECU 1判断检测温度Tme是否为阈值温度Tth以上。在此，如果检测温度Tme低于阈值温度Tth(步骤S102“否”)，则返回步骤S101。如果检测温度Tme为阈值温度Tth以上(步骤S102“是”)，则进入步骤S103。如上所述，阈值温度Tth是根据向电动机20供给的电流值、冷却介质5的温度和冷却介质5的供给速度的信息进行综合判断而确定的，但在确定时，例如可以参照图8所示的图表2来进行。图表2例如可以预先保存在ECU 1内的存储区域，也可以作为外部信息来读取。图8所示的图表2表示根据按照图表1的冷却介质5的温度和供给速度[L/min]与向电动机20供给的电流值[Arms]的关系确定的阈值温度Tth[℃]。
图5的步骤S103中，ECU 1接通开闭阀12，由此关闭排出管11的流路。由此，存积在内部空间10V的冷却介质5的液面5S上升，之后，如图3所示，整个电动机20被冷却介质5浸渍(成为所谓的油没状态)。结果，对电动机20的冷却得到加快，如图6所示，检测温度Tme在时刻T1之后暂时上升，但不久后开始下降。另外，定子23的实际温度Tac会在时刻T1经过后上升，但不会达到运行保障温度TA(例如200℃)，而是在不久后开始下降。之后，ECU 1再次判断电动机20的运行点是否包含在时间额定区域TR中(步骤S104)。
如果电动机20的运行点包含在时间额定区域TR中(步骤S104“是”)，则进入步骤S105。步骤S105中，ECU 1按照图表2(图8)的阈值温度Tth进行开闭阀12的开闭工作。通过冷却介质5浸渍整个电动机20，例如，如图6所示，如果在时刻T2检测温度Tme低于阈值温度Tth，则停止向开闭阀12通电，将开闭阀12设为打开状态。由此，存积在内部空间10V的冷却介质5从开口10K排出，液面5S下降，如图1所示，电动机20的大部分暴露在空气中。结果，与整个电动机20被冷却介质5浸渍的状态相比，对转子22旋转的负荷有所减轻。之后，判断检测温度Tme是否为标准温度TB以上(步骤S106)，当检测温度Tme为标准温度TB以上时(步骤S106“是”)，则进行电动机20的输出限制(负荷率限制)(步骤S107)。当检测温度Tme低于标准温度TB时(步骤S106“否”)，则不进行电动机20的输出限制(负荷率限制)，而是回到步骤S101。如此，在步骤S105中ECU 1按照图表2(图8)进行开闭阀12的开闭工作的控制是对应于本发明的“第一开闭控制”的一个具体例。
另外，在步骤S105中，如果检测温度Tme为阈值温度Tth以上则将开闭阀12设为关闭状态，增加存积在内部空间10V的冷却介质5的存积量，使液面5S上升。例如，在图6中，在时刻T2检测温度Tme暂时降低到低于阈值温度Tth(例如170℃)，但接着，由于电动机20在时间额定区域TR中运转，检测温度Tme再次上升，在时刻T3再次达到阈值温度Tth(例如170℃)。因此，ECU 1在时刻T3将开闭阀12设为关闭状态，使冷却介质5的液面5S上升，从而使整个电动机20处于所谓的油没状态。
图6的示例中，在时刻T3将整个电动机20设为所谓的油没状态之后，在时刻T4将电动机20的运行点从时间额定区域TR切换为连续额定区域CR。这种情况下，ECU 1在图5的步骤S104中判断为电动机20的运行点未被包含在时间额定区域TR中(步骤S104“否”)，进入步骤S108。
步骤S108中，ECU 1在经过规定的封闭时间后，将开闭阀12设为打开状态。开闭阀12的规定的封闭时间是根据向电动机20供给的电流值、冷却介质5的温度和冷却介质5的供给速度的信息进行综合判断而确定的，但在确定时，例如可以参照图9所示的图表3来进行。图表3例如可以预先保存在ECU 1内的存储区域，也可以作为外部信息来读取。图9的图表3表示根据按照图表1的冷却介质5的温度和供给速度[L/min]与向电动机20供给的电流值[Arms]的关系确定的开闭阀12的封闭时间[sec]。假设电动机20的运行点处于连续额定区域CR中，那么即使电动机20持续运转，只要电动机20的运行点不会切换到时间额定区域TR，则定子23的实际温度Tac也不会达到运行保障温度TA(例如200℃)。因此，在步骤S108中，直到图9的图表3所示的规定的封闭时间经过为止，不打开开闭阀12，而是持续将整个电动机20保持在油没状态，充分冷却定子23之后，在时刻T5将开闭阀12设为打开状态，排出内部空间10V中的冷却介质5。之后，返回步骤S101。另外，在时刻T5的时间点，定子23的实际温度Tac和检测温度Tme均高于阈值温度Tth(例如170℃)，但将开闭阀12设为打开状态，降低液面5S的高度位置。这是因为，由于电动机20的运行点位于连续额定区域CR，因此无需加快电动机20的冷却。此外，在步骤S108中ECU 1按照图表3(图9)进行开闭阀12的开闭工作的控制是对应于本发明的“第二开闭控制”的一个具体例。
[车辆驱动装置100的作用效果]
通过本实施方式的车辆驱动装置100，当预测到定子23的温度(实际温度Tac)超过运行保障温度TA时，会增加框体10的内部空间10V中的冷却介质5的存积量，使液面5S上升。因此，电动机20中被冷却介质5浸渍的部分增加，冷却介质5对电动机20的冷却得以加快。
在车辆驱动装置100中，另外，由于在开始电动机20的输出限制(负荷率限制)之前，冷却介质5加快冷却电动机20，因此到开始电动机20的输出限制为止的时间会延长，或者会避免电动机20的输出限制。
因此，通过车辆驱动装置100，能够有效冷却电动机20以避免电动机20过热，并充分发挥电动机20的输出性能。
尤其是，如果ECU 1设置为根据向电动机20输入的能量大小和检测信号S41预测定子23的温度变化，判断电动机20的输出限制的开始时间，则能够避免电动机20损伤，并进一步引出电动机20所具有的驱动性能而不会过度保护电动机20。
尤其是，如果ECU 1设置为根据向电动机20输入的能量大小、检测信号S41和检测信号S42预测定子23的温度变化，判断电动机20的输出限制的开始时间，则能够避免电动机20损伤，并更进一步地引出电动机20所具有的驱动性能而不会过度保护电动机20。
尤其是，如果ECU 1设置为除了根据向电动机20输入的能量大小、检测信号S41和检测信号S42以外还考虑冷却介质5的供给速度来预测定子23的温度变化，判断电动机20的输出限制的开始时间，则能够以更高的精度来控制对电动机20的冷却控制。结果，能够避免电动机20损伤，并更进一步地引出电动机20所具有的驱动性能而不会过度保护电动机20。
另外，通过车辆控制装置100，ECU 1在定子23的温度(检测温度Tme)达到标准温度TB时开始电动机20的输出限制，因此能够切实地保护电动机20。
另外，通过车辆驱动装置100，ECU 1在需要加速冷却电动机20时会将电动机20浸渍在冷却介质5中并驱动电动机20，而在无需加速冷却电动机20时则使电动机20的大部分暴露在空气中并驱动电动机20。因此，在无需加速冷却电动机20时冷却介质5对电动机20造成的负荷(搅拌阻力)会减轻，因此会实现电动机20驱动时的节能化。此时，ECU 1判断电动机20的运行点是处于时间额定区域TR还是处于连续额定区域CR，并控制开闭阀12的开闭工作，因此能够更加有效地冷却电动机20并更加有效地实现节能化。
<2.变形例>
以上举出实施方式对本技术进行了说明，但本技术并不限于这些实施方式等，可以进行各种变形。
例如在上述实施方式中，在提升液面5S时整个电动机20浸渍在冷却介质5中，但在提升液面5S时也可以只让电动机20的一部分处于被冷却介质5浸渍的状态。
上述实施方式中，在第一开闭控制中，ECU 1根据向电动机20输入的能量大小设置关闭开闭阀12的阈值温度Tth；在第二开闭控制中，ECU 1根据向电动机20输入的能量大小设置关闭开闭阀12的时间(将电动机20预先浸渍在冷却介质5中的时间)。因此，本技术中，阈值温度Tth和关闭开闭阀12的时间都可以预先设置。
另外，上述实施方式中，参照图8的图表2和图9的图表3，ECU 1除了根据向电动机20输入的能量大小、检测信号S41和检测信号S42以外还考虑冷却介质5的供给速度来预测定子23的温度变化，但本公开不限于此。例如，也可以根据检测温度Tme来控制开闭阀12的开闭工作。但是，在这种情况下，与除了检测温度Tme以外还考虑向电动机20输入的能量大小、冷却介质5的温度和冷却介质5的供给速度等来预测定子23的温度变化的上述实施方式相比，定子23的温度变化的预测精度一般会下降。因此，要在更加安全的一侧进行开闭阀12的开闭工作，即提前加速冷却电动机20。套用上述实施方式的示例的话，进行如下控制：当电动机20的运行保障温度为200℃时，将阈值温度Tth设为例如160℃，如果检测温度Tme低于160℃则将开闭阀12设为打开状态，如果检测温度Tme为160℃以上则将开闭阀12设为关闭状态。如此，即使在根据检测温度Tme控制开闭阀12的开闭工作的情况下，在开始电动机20的输出限制(负荷率限制)之前也能够加快冷却介质5对电动机20的冷却。但是，与上述实施方式相比，对电动机20的冷却控制会略微变成过度保护。
另外，例如在上述实施方式中，以电动汽车搭载的车辆驱动装置为例进行了说明，但本公开不限于此。本技术也可以应用于例如搭载在船舶和航空器等车辆以外的交通工具并进行该交通工具的旋转体的驱动的旋转驱动装置，以及搭载在建筑机械和作业机器人等不伴随移动的装置并进行该装置中的旋转体的驱动的旋转驱动装置。
此外，本说明书中记载的效果仅为示例，不受限制，且可以具有其他效果。
Claims (9)
1.一种旋转驱动装置，包括：
电动机，其具有转子和定子；
第一温度传感器，其检测所述定子的温度并发出第一检测信号，所述第一检测信号包括所述定子的温度信息；
框体，其收纳所述电动机；
冷却介质供给部，其设置于所述框体，能够对所述电动机供给冷却介质；
开闭阀，其可开闭地设置在所述框体的下部，通过关闭使所述冷却介质存积在所述框体的内部，通过打开使所述冷却介质从所述框体的内部排出；以及
控制部，其根据所述第一检测信号预测所述定子的温度变化，当预测到所述定子的温度超过所述电动机的运行保障温度，且所述电动机在所述电动机的时间额定区域的运行点进行驱动时，所述控制部在开始所述电动机的输出限制之前关闭所述开闭阀，由此使所述框体的内部的所述冷却介质的存积量增加。
2.根据权利要求1所述的旋转驱动装置，其中，所述控制部根据向所述电动机输入的能量大小和所述第一检测信号，预测所述定子的温度变化，控制所述开闭阀的工作。
3.根据权利要求1所述的旋转驱动装置，还具有：
第二温度传感器，其检测所述冷却介质的温度并发出第二检测信号，所述第二检测信号包括所述冷却介质的温度信息，
其中，所述控制部根据向所述电动机输入的能量大小、所述第一检测信号和所述第二检测信号，预测所述定子的温度变化，控制所述开闭阀的工作。
4.根据权利要求3所述的旋转驱动装置，其中，所述控制部根据向所述电动机输入的能量大小、所述第一检测信号、所述第二检测信号、以及所述冷却介质供给部向所述电动机供给的所述冷却介质的供给速度，预测所述定子的温度变化，控制所述开闭阀的工作。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的旋转驱动装置，其中，
当所述电动机在时间额定区域的运行点进行驱动时，所述控制部按照第一开闭控制实施所述开闭阀的工作，
所述第一开闭控制在基于所述第一检测信号的所述定子的温度变为阈值温度以上时，关闭所述开闭阀以使所述框体的内部的所述冷却介质的存积量增加；在基于所述第一检测信号的所述定子的温度低于阈值温度时，打开所述开闭阀以使所述框体的内部的所述冷却介质的存积量减少。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的旋转驱动装置，其中，
当在关闭所述开闭阀的状态下，所述电动机在所述电动机的连续额定区域的运行点进行驱动时，所述控制部按照第二开闭控制实施所述开闭阀的工作，
所述第二开闭控制在经过设置的关闭所述开闭阀的时间后将所述开闭阀打开，以使所述框体的内部的所述冷却介质的存积量减少。
7.根据权利要求5所述的旋转驱动装置，其中，所述控制部根据向所述电动机输入的能量大小，设置所述阈值温度。
8.根据权利要求6所述的旋转驱动装置，其中，所述控制部根据向所述电动机输入的能量大小，设置关闭所述开闭阀的时间。
9.根据权利要求1～4中任一项所述的旋转驱动装置，其中，当所述定子的温度达到比所述运行保障温度低的标准温度时，所述控制部开始所述电动机的输出限制。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018237280A JP7229007B2 (ja) | 2018-12-19 | 2018-12-19 | 回転駆動装置 |
| JP2018-237280 | 2018-12-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111342611A true CN111342611A (zh) | 2020-06-26 |
| CN111342611B CN111342611B (zh) | 2024-07-02 |
Family
ID=71096974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910958063.0A Active CN111342611B (zh) | 2018-12-19 | 2019-10-10 | 旋转驱动装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11368072B2 (zh) |
| JP (1) | JP7229007B2 (zh) |
| CN (1) | CN111342611B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11826910B2 (en) * | 2021-05-20 | 2023-11-28 | Carnegie Mellon University | Direct drive end-effectors with parallel kinematics |
| DE102021120985A1 (de) | 2021-08-12 | 2023-02-16 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Elektrische Maschine und Verfahren zur Überwachung |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003102147A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-04 | Nissan Motor Co Ltd | モータの冷却装置 |
| CN101017995A (zh) * | 2006-02-09 | 2007-08-15 | 日产自动车株式会社 | 电机的冷却装置、冷却方法 |
| CN101107767A (zh) * | 2005-01-17 | 2008-01-16 | 丰田自动车株式会社 | 旋转电机 |
| JP2008312343A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | Toyota Motor Corp | モータ装置 |
| JP2013207957A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Fuji Heavy Ind Ltd | モータ冷却装置 |
| CN104755314A (zh) * | 2012-11-02 | 2015-07-01 | Ntn株式会社 | 内轮电动机驱动装置 |
| JP2016039702A (ja) * | 2014-08-07 | 2016-03-22 | トヨタ紡織株式会社 | 回転電機 |
| JP2017175829A (ja) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | 株式会社デンソー | モータの制御装置 |
| JP2018085842A (ja) * | 2016-11-24 | 2018-05-31 | トヨタ自動車株式会社 | 駆動制御装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4407713C1 (de) * | 1994-03-08 | 1995-04-13 | Gruendl & Hoffmann | Bürstenloser Elektromotor und Verfahren zu dessen Betrieb |
| JPH11318055A (ja) * | 1998-05-07 | 1999-11-16 | Toyota Motor Corp | 回転電機の冷却制御装置及び冷却制御方法 |
| JP2007202222A (ja) | 2006-01-23 | 2007-08-09 | Toyota Motor Corp | 車両用モータの制御装置 |
| JP4807309B2 (ja) | 2007-04-20 | 2011-11-02 | トヨタ自動車株式会社 | 冷却装置 |
| JP5266883B2 (ja) | 2008-05-29 | 2013-08-21 | トヨタ自動車株式会社 | インホイールモータ冷却装置 |
| JP5492170B2 (ja) * | 2011-10-06 | 2014-05-14 | 株式会社神戸製鋼所 | 発電装置 |
| KR101723385B1 (ko) * | 2013-10-09 | 2017-04-05 | 존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니 | 모터 하우징 온도 제어장치 |
-
2018
- 2018-12-19 JP JP2018237280A patent/JP7229007B2/ja active Active
-
2019
- 2019-10-10 CN CN201910958063.0A patent/CN111342611B/zh active Active
- 2019-11-06 US US16/675,898 patent/US11368072B2/en active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003102147A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-04 | Nissan Motor Co Ltd | モータの冷却装置 |
| CN101107767A (zh) * | 2005-01-17 | 2008-01-16 | 丰田自动车株式会社 | 旋转电机 |
| CN101017995A (zh) * | 2006-02-09 | 2007-08-15 | 日产自动车株式会社 | 电机的冷却装置、冷却方法 |
| JP2008312343A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | Toyota Motor Corp | モータ装置 |
| JP2013207957A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Fuji Heavy Ind Ltd | モータ冷却装置 |
| CN104755314A (zh) * | 2012-11-02 | 2015-07-01 | Ntn株式会社 | 内轮电动机驱动装置 |
| JP2016039702A (ja) * | 2014-08-07 | 2016-03-22 | トヨタ紡織株式会社 | 回転電機 |
| JP2017175829A (ja) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | 株式会社デンソー | モータの制御装置 |
| JP2018085842A (ja) * | 2016-11-24 | 2018-05-31 | トヨタ自動車株式会社 | 駆動制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020099155A (ja) | 2020-06-25 |
| JP7229007B2 (ja) | 2023-02-27 |
| US11368072B2 (en) | 2022-06-21 |
| CN111342611B (zh) | 2024-07-02 |
| US20200204046A1 (en) | 2020-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9768668B2 (en) | Cooling system of power converter for on-vehicle rotary electric machine | |
| JP6065397B2 (ja) | 電動モータ | |
| CN111342611B (zh) | 旋转驱动装置 | |
| JP6565439B2 (ja) | 冷却システム | |
| JP6841747B2 (ja) | 回転電機の冷却装置、および回転電機の冷却方法 | |
| CN106183787B (zh) | Hev冷却系统及其控制方法 | |
| JP2020198675A (ja) | 駆動システム | |
| JP5760865B2 (ja) | 車両用モータ温度検出装置 | |
| JP4501456B2 (ja) | 車両に搭載された電気機器の冷却装置 | |
| JP6174557B2 (ja) | バッテリ冷却装置 | |
| JP5846943B2 (ja) | 電動車両制御装置、及びそれを用いた電動車両 | |
| JP2014121999A (ja) | 電気自動車 | |
| JP2013193511A (ja) | 車両制御システム | |
| JP4967868B2 (ja) | ハイブリッド車両用駆動装置及び制御方法 | |
| US11807250B2 (en) | Control apparatus for electric motor and vehicle | |
| JP2009261200A (ja) | 車両用モータ制御装置 | |
| JP7172970B2 (ja) | パワートレーンの冷却装置 | |
| JP2005218272A (ja) | モータ冷却装置 | |
| CN108350792B (zh) | 操作内燃机的方法 | |
| KR20200057916A (ko) | 친환경차량 pe 시스템의 냉각수 제어 방법 | |
| US20220264774A1 (en) | Electric-vehicle-mounted cooling apparatus | |
| JP6529883B2 (ja) | 冷媒供給システム | |
| JP2011226423A (ja) | 車両駆動用装置冷却システム | |
| JP2022175175A (ja) | 車載給電装置 | |
| CN117048280A (zh) | 冷却设备的控制方法、装置、电子设备和介质 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |