JP2008141941A - 電動モータの作動温度を制限するための方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】 モータの作動温度を制限するための方法が提供する。
【解決手段】 モータの最大作動温度と、モータ内の現在の作動温度を検出し、モータの可能となる最大のパワー散逸量が少なくとも部分的にモータの最大作動温度と現在の作動温度とに基づいて計算される。モータのためのトルク指令が、可能となる最大パワー散逸量に基づいて発生される。
【選択図】図2
【解決手段】 モータの最大作動温度と、モータ内の現在の作動温度を検出し、モータの可能となる最大のパワー散逸量が少なくとも部分的にモータの最大作動温度と現在の作動温度とに基づいて計算される。モータのためのトルク指令が、可能となる最大パワー散逸量に基づいて発生される。
【選択図】図2
Description
本発明は、概して電動モータに係り、より詳しくは、電動モータの作動温度を制限するための方法及びシステムに関する。
近年では、技術上の利点、並びに、スタイルの趣向を発展させることが、自動車の設計上の実質的な変化をもたらしてきた。当該変化の一つとして、自動車、特にハイブリッド車、電気自動車及び燃料電池車等の代替燃料車両内の様々な電動システムにおける、複雑さ並びにパワーの使用方法が挙げられる。
そのような車両で使用されるモータに対して要求されるパワー及び/又はトルク密度は、非常に高い。特定のモータにより発生することができるパワー又はトルクの量は、作動中のモータ内の巻き線、又はコイル、温度により大部分制限される。巻き線温度が非常に高くなるようにモータが作動することを可能にされた場合、モータの効率に悪影響を及ぼしかねず、モータ内の永久磁石が脱磁されるようになり、モータ内の内部半田接合部は、非可逆的な損傷を及ぼされ得る。
過熱からモータを保護するため一般に使用される一つの方法は、モータの内部温度が予め定められた制限値に到達するとき、モータを単に停止させることである。別の方法は、現在の巻き線温度と温度制限値との間の温度差に比例してトルクを制限することである。しかし、これらの方法のいずれも、様々な作動段階でトルク制限値を分析的に設定することも、モータの連続的な動作を保証することのいずれも可能にはしていなかった。
以上の通り、様々な作動段階で作動温度を連続的に制御することを可能にする電動モータの作動温度を制限するためのシステム及び方法を提供することが求められている。更には、作動温度を制限しつつモータの連続的な作動を促進するシステム及び方法を提供することが求められている。なお、本発明の他の望ましい特徴及び特性は、添付図面並びに前記した技術分野及び背景と連係した、次に続く詳細な説明及び添付された請求の範囲から明らかとなる。
例示としての様々な実施形態によれば、モータの作動温度を制限するための方法が提供される。モータの最大作動温度が決定される。モータ内の現在の作動温度が検出される。モータの可能となる最大のパワー散逸量が少なくとも部分的にモータの最大作動温度と現在の作動温度とに基づいて計算される。モータのためのトルク指令が、可能となる最大パワー散逸量に基づいて発生される。
他の実施形態では、自動車の駆動システムが提供される。本システムは、モータと、該モータに連結された電源と、モータ及び電源と連通したプロセッサとを備えている。該プロセッサは、前記モータの最大作動温度を受け取り、前記モータ内の現在の作動温度を決定し、少なくとも部分的に前記モータの前記最大作動温度及び前記現在の作動温度に基づいて、前記モータの可能となる最大のパワー散逸量を計算し、少なくとも部分的に前記可能となる最大のパワー散逸量に基づいて前記モータのためのトルク指令を発生するように構成されている。
以下、本発明を図面を参照して説明する。これらの図面では、同様の参照番号は同様の構成要素を指している。
次の詳細な説明は、本質上単なる例示にしか過ぎず、本発明、又は本発明の用途及び使用方法を制限するものではない。更には、前記した技術分野、背景、要約、次の詳細な説明で与えられた、明示的又は示唆的な理論によって本発明を制限する意図は存在していない。
次の説明は、一緒に「接続された」又は「連結された」要素又は特徴に言及している。本明細書で使用されるとき、他に明示されていなければ、「接続された」は、一つの要素/特徴が別の要素/特徴に直接的に連結されていることを意味しており、必ずしも機械的な接続を意味していない。同様に、他に明示されていなければ、「連結された」は、一つの要素/特徴が、別の要素/特徴に直接的又は間接的に連結している(又は直接的又は間接的に連係している)ことを意味しており、必ずしも機械的な連結を意味していない。しかし、2つの要素を後述することができるが、一実施例では、「接続された」ものとして後述されるが、代替の実施例では、類似の要素を連結してもよく、又は、その逆も可能であることが理解されるべきである。かくして、本明細書で示された概略の図面は、要素の一例としての構成を表しているが、追加の介入要素、装置、特徴又は構成要素を実際の実施例で与えることができる。図1乃至図9は、単なる図解であり、必ずしもスケール通りに描かれたものではないことが理解されるべきである。
図1乃至図9は、電動モータの作動温度を制限するための方法及び/又はシステムを示している。モータの可能なパワー散逸量は、最大作動温度と現在の作動温度との間の温度差に基づいて発生される。可能となるパワー散逸量は、モータのトルク指令を制限するため使用されるトルク制限値に変換される。
本発明の別の態様によれば、瞬間的なコイル温度は、モータ内部の温度センサから推定される。モータのための所定の温度制限値、モータの検出された温度、及び、モータの熱抵抗に基づいた、フィードフォワード項は、可能となる最大連続パワー散逸量を画定する。比例積分(PI)レギュレータは、コア損失の効果を始めとする銅損失の瞬間的なパワー散逸制限値を提供する。パワー散逸制限値は、与えられた磁束条件でトルク制限値に変換され、該トルク制限値を、従来のモータ制御アルゴリズムに組み込むことができる。
図1は、本発明の一実施例に係る、車両10、即ち「自動車」を示している。自動車10は、シャシ12、ボディ14、4つの車輪16、及び、電子制御システム18を備えている。ボディ14は、シャシ12に配置され、実質的に自動車10の他の構成要素を覆っている。車輪16は、ボディ14の各々のコーナーの近傍でシャシ12に回転可能に各々連結されている。
自動車10は、例えば、セダン、ワゴン、又は、スポーツ有用車(SUV)等の多数の様々な種類の自動車のいずれであってもよく、2輪駆動(2WD)(即ち、後輪駆動又は前輪駆動)、4輪駆動(4WD)又は全輪駆動(4WD)のいずれであってもよい。車両10は、ガソリン、ディーゼル燃料の燃焼エンジン、「代替燃料車(FFV)のエンジン(即ち、ガソリン及びアルコールの混合物を使用する)、ガス状組成(例えば、水素及び/又は天然ガス)燃料のエンジン、燃焼/電動モータハイブリッドエンジン及び電動モータ等、多数の様々な種類のエンジンのいずれか又はそれらの組み合わせを組み込むことができる。
図1に示された一例としての実施例では、自動車10は、ハイブリッド車であり、更には、アクチュエータアッセンブリ20、バッテリ22、インバータアッセンブリ24及びラジエータ26を更に備える。アクチュエータアッセンブリ20は、燃焼エンジン28と、電動モータ/発電機(又はモータ)30とを備えている。当業者により認められるように、電動モータ30は、内部にトランスミッションを備え、図示していないが、ステータアッセンブリ(複数の伝導コイルを備える)、ロータアッセンブリ(強磁性コアを備える)、冷却流体(即ち冷却剤)、及び、少なくとも1つの温度センサを更に備えている。燃焼エンジン28及び電動モータ30は、両方が1つ以上の駆動シャフト32を通して車輪16のうち少なくとも幾つかに機械的に連結されるように統合されている。ラジエータ26は、その外側部分でフレームに接続され、詳細には図示していないが、例えば水及び/又はエチレングリコール(即ち、「不凍剤」)等の冷却流体(即ち冷却剤)を流すための多数の冷却チャンネルがラジエータを通して配置され、エンジン28及びインバータアッセンブリ(又はインバータ)24に連結されている。一実施例では、インバータ24は、冷却剤を受け取り、該冷却剤を電動モータ30と共有する。ラジエータ26は、同様にインバータ24及び/又は電動モータ30に接続されていてもよい。
電子制御システム18は、アクチュエータアッセンブリ20(温度センサを含む)、バッテリ22及びインバータアッセンブリ24と動作連通している。詳細には図示されていないが、電子制御システム18は、様々なセンサ及び自動車制御モジュール、又は、インバータ制御モジュール及び車両コントローラ等の電子制御ユニット(ECU)、及び、少なくとも1つのプロセッサ及び/又は当該プロセス及び後述される方法を実行するため指令を内部(又は別のコンピュータ読み取り可能な媒体内)に格納させたメモリを備える。
作動中には、図1をなおも参照すると、車両10は、燃焼エンジン28及び電動モータ30を交互に使用する態様で及び/又は燃焼エンジン28及び電動モータ30を同時に使用する態様で、車輪16にパワーを提供することによって、作動される。電動モータ30にパワー供給するため、直流(DC)パワーがバッテリ22からインバータアッセンブリ24(即ち、パワーインバータ34)へと提供され、パワーが電動モータ30に送られる前にインバータアッセンブリ24は当該DCパワーを、交流電流(AC)パワーへと変換する。
図2は、本発明の一実施例に係る、モータ30の作動温度を制限するための方法(及び/又はシステム)34を示している。本システム34は、位相進み補償器36と、比例積分レギュレータ(PI)、又は、積分レギュレータ38と、パワー散逸制限値ブロック40と、パワー散逸量/トルク変換ブロック42と、を備えている。本システム34は、加算器(加算回路)44、46、48及び50を備え、加算器46及び50は、PIレギュレータ38内に配置される。PIレギュレータ38は、更に、比例ゲイン52と、積分器ゲイン54と、積分器56と、逆ゲイン58と、を備えている。本方法及び/又はシステム34は、銅損失及び鉄損失(又はコア損失)の総和であるモータ30内のパワー散逸量を制限するためモータ電流の自乗に比例する銅損失を調整する。
図2を更に参照すると、最大作動温度とコイル温度との間の差は、加算器44により計算される。検出された温度が実際のコイル温度よりもゆっくりと変化する場合、位相進み補償器36を、検出された温度の遅延を補償するため使用することができる。PIレギュレータ38は、最大作動温度とコイル温度との間の差に基づいて、可能となるパワー散逸量を発生する。比例ゲイン52は、当該差に比例した、可能となるパワー散逸量を提供する。積分器のゲイン54及び積分器56は、温度差の時間積分に基づいて、可能となるパワー散逸量を提供する。積分器56の出力は、ゼロ又は負の値に制限される。
加算器46は、比例項、積分項、及び、フィードバック項の総和を計算する。この総和が制限ブロック40の制限内にはない場合、加算器46の出力と可能となるパワー散逸量との間の差は、加算器48によって計算される。この差は、PIレギュレータ38のオーバーシュート又はワインドアップ現象を防止するため、加算器38を介して、逆ゲイン58によって調整された後、積分器ゲイン54の入力を修正するため使用される。パワー散逸量/トルク変換ブロック42は、与えられた磁束条件において、可能となる最大のパワー散逸量を、可能となる最大のトルクへと変換する。
以下、本方法及び/又はシステム34の作用をより詳細に説明する。モータ30が作動されたとき、モータ内部のコイルの温度(即ち、コイル温度(Tcoil))は、モータ内部で散逸されるパワーに従って上昇する。当該コイル温度は、パワー散逸量に正比例していない。しかし、冷却剤とモータ内部のホットスポットとの間の温度差は、パワー散逸量に正比例する。本発明の一態様によれば、モータにより発生された瞬間的で定常的なパワーは、この原理を使用して制限され、モータの単純な熱力学的モデルを同定するための方法が導入される。コイル温度の制御方法の導出は、この熱力学的モデルに基づいている。
コイル温度は、次式のように、パワー散逸量と関連して定義することができる。
ここで、Tcoolantは冷却剤の温度であり、Pdはモータにより生成されたパワー散逸量であり、Θcoil-coolantは、モータの熱インピーダンス(又はモータの熱力学的特性)、*は畳み込み演算子、tは時間、Isはモータ電流の振幅であり、Nrはモータ速度である。かくして、コイルと冷却剤との間に、モータのパワー損失に比例した温度差が存在している。
(1)式のラプラス変換を使用すると、Θcoil-coolantを次式のように定義することができる。
多くの場合において、モータの熱インピーダンスは、1次系であり、次式のように表すことができる。
ここで、Rθは、モータの熱抵抗であり、τは熱システムの時定数である。
これらのパラメータの各々は、Tcoolant及びPdが一定であるときコイル温度から計算することができる。Rθは、コイル及び冷却剤の間の定常状態の温度差から推定することができ、τを温度増大率から計算することができる。即ち、
これらのパラメータの各々は、Tcoolant及びPdが一定であるときコイル温度から計算することができる。Rθは、コイル及び冷却剤の間の定常状態の温度差から推定することができ、τを温度増大率から計算することができる。即ち、
及び
である。
ここでΔtはPdが印加されるときの時間間隔である。(5)式は、Δtが十分に小さくて温度の増大を勾配信号として概算することができる場合に、成立する。
ここでΔtはPdが印加されるときの時間間隔である。(5)式は、Δtが十分に小さくて温度の増大を勾配信号として概算することができる場合に、成立する。
Rθは、定常状態で可能となるパワー散逸量を評価するため使用することができ、τは、与えられた温度条件で遷移トルクを制限するため使用することができる。パワー散逸量はモータ制御変数の一部ではなく、それらと直接的な関係を持っていないので、銅損失からトルク制限値への変換は、モータ制御の制御変数の一つとして提供される。
再び図2を参照すると、T*は温度のセッティング又は基準値(即ち、最大作動温度)、TNTCは、センサからのモータ温度であり、Tcoilは位相進み補償温度である。Pd(ff)は、可能となる連続的なパワー散逸量であり、Pd(max) *は、モータ及びインバータの最大電流定格により制限されたパワー散逸量であり、Pd(max)は、パワー散逸の瞬間的な制限値である。Te(max)は最大トルク制限値であり、Ψ*は利用可能となるモータ磁束又はモータ駆動システムにおける電圧有効性を表す物理量であり、次式のように表すことができる。
ここでKdcは磁束とインバータ24の直流(DC)バス電圧との間の相関係数である。Kdcはインバータ24の電圧利用比率から決定することができる。トルク指令はモータ電流に正比例していない(特に、場弱め作動中)。かくして、パワー散逸量/トルク変換ブロック42は、与えられたモータ磁束で、可能となるパワー散逸制限値を可能となるトルク制限値へと変換する。
図3は、永久磁石同期モータに関して、電流制限(Is)及び作動磁束(Ψ*)に基づいて発生されたモータトルクを図で特徴付けたものである。このような比較は、図4に示されたように、パワー散逸量をトルク制限値へと変換するため使用することができる。当業者により認められるように、低い磁束は、可能となるトルクを同じ量のモータ電流で制限することができる、高い速度又は低いDCバス電圧を示している。図3に示された例では、低速度又は高いDCバス電圧において、モータ電流のほとんどが、発生されるトルクに寄与し、トルク寄与電流の一部分は、場弱め電流に起因して減少される。例えば、75Aの電流では、図3で特徴付けられる特定のモータは、Ψ*=0.14(V・s)で約200Nmのトルクを提供することができるが、利用可能なトルクは、Ψ*=0.04(V・s)でゼロとなる。そのようなグラフ又は比較を、図4に示されるようにパワー散逸量をトルク制限値に変換するため使用することができる。
再び図2を参照すると、PIレギュレータ38は、(2)、(3)及び(4)式から導出されるフィードフォワード項(Pd(ff))を受け取る。この項は、次式のように表すことができ、温度制限値と冷却剤温度との間の温度差によって決定される、可能となる連続的なパワー散逸量を表している。
このフィードフォワード項は、温度応答のオーバーシュート及びトルクのアンダーシュートを最小にする。一実施例では、インバータの冷却剤もモータを通過するので、冷却剤温度(Tcoolant)をインバータ温度から推定することができる。なお、インバータ内部のパワーモジュールの内部のシリコンデバイスの過熱を保護するため、インバータのヒートシンクの温度を測定することができる。ヒートシンクの温度は、冷却剤の温度と実質的に同じであり、(7)式に表されているように、可能となる連続的なパワー散逸量を計算するために使用してもよい。
図2に示されたPIレギュレータ38の積分器56の上限値は、巻き線温度が温度制限より低いとき、過度のパワー散逸量を防止するためゼロに固定される。その結果、定常状態の作動(即ち、巻き線温度が温度制限より十分に低いとき)、比例項及びフィードフォワード項のみが、可能となるパワー散逸量又は定常電流を提供するように作動する。積分器の機能は、コイル温度が温度制限値を超えたときコア損失の効果を補償することである。PIレギュレータ38のゲインは次式のように表すことができる。
及び
ここでωbwは帯域幅であり、τrはPIレギュレータ38の時定数である。Tcoilの1次応答を持つために、τrは、Tcoil応答の時定数に等しくなってωbwに等しい帯域を有する1次応答を生じさせるべきである。コイル温度が基準温度よりも十分に低く、積分器の初期出力がゼロに固定される場合、瞬間的なパワー制限(Pd(max))を次式のように表すことができる。
(10)式により示されるように、瞬間的なパワー制限値は、τrωbwが1よりも十分に大きいと仮定して、コイル温度と基準温度との間の差によって実質的に制限される。温度制御ループの増大した帯域は、より高いパワー制限値を生じさせる。しかし、ピークトルク又はパワーのより短い持続時間も生じさせる。かくして、ωbwはピークトルク若しくは連続的な制限値を超えるパワーのデューティ比若しくは持続時間によって決定される。Kpは、PI積分器の出力がその最大若しくは最小に達したとき発生する積分器のワインドアップ現象を抑制する。出力がその制限へと固定された場合、PI出力と実際の出力(Pd(max))との間の差が求められ、1/Kpにより乗算された後、PIレギュレータ38の積分器値を減少させるため供給される。
モータ内部、例えばコイル端部等に、熱集中(即ち、「ホットスポット」)が存在する場合、最も高温のスポットにおける温度の遷移的な応答は、モータが熱平衡に達するまで、他の位置とは異なり得る。更に加えて、モータ内部の実際の温度と、センサにより測定された温度との間に差が存在し得る。位相進み補償器36は、瞬間的なコイル温度を推定し、制御するため温度センサの遅延を補償する。
図5は、ピークトルクコマンドが印加されたとき、モータ30内部のセンサにより測定された一例としての温度をグラフ的に示している。図示のように、初期(即ち0〜40秒)の定常状態応答(又は温度読み取り値)は同一である。しかし、約40秒において、様々な読み取り値との間に不一致が発生する。図3の一例としての実験システムでは、6個の異なる熱伝対がモータ巻き線に接地され、「サーミスタ」(即ち、温度変化を測定するために使用される抵抗器)がコイル温度を表すために取り付けられた。
温度センサの既知の熱力学が示される図6を参照すると、位相進み補償器36の出力は、モータ内部のホットスポットの温度を推定するため使用される。図6において温度が2.61℃/秒の速度で上昇するときの既知の熱抵抗及びパワー散逸量で、サーミスタの時定数(τ)は154秒であると測定された。しかし、ホットスポットの温度は、サーミスタの温度よりも迅速に増大し、その時定数(τc)は、最高温度のホットスポットにおける温度変化4.29℃/秒に基づいて、94秒であると測定された。コイルの温度(Tcoil)と、サーミスタにより測定されたときの位相進み補償器36の温度(TNTC)との間の関係を表す伝達関数を、次式のように表すことができる。
本発明の一態様によれば、Te(max)はモータのトルク指令を制限するため使用されている。モータ30の作動速度とインバータ24のDCバス電圧とに応じて、図4に示されるように、可能となる電流と磁束とから、図3に示されたものに類似したグラフ又は表を使用して、トルク制限値が計算される。トルク制限値は、トルク指令を制限するために使用される。
図7に示されるように、場弱めアルゴリズムは、一般に理解されているように、特定の速度(Nr)における制限されたトルク及びインバータ24のDCバス電圧から電流指令を発生するために使用される。一実施例では、電流指令は、インバータ24により制限されたDCバス電圧の電流を制御するため、2つの指令、即ちid *及びiq *を含んでいる。所期のトルク指令(Te **)がTe(max) の範囲及びTe *の絶対値を超えたとき、出力電流インジェクタ指令からの大きさは、可能となる電流(Is(max))に等しいか又はおおよそ等しくなり、次式のように表すことができる。
しかし、場弱めのための電流が可能となる電流よりも大きくなったとき、現在の電流の大きさ(Is *)は、可能となる最小のパワー散逸量(Pd(max))を決定し、次式のように表され、図2に示されている。
作動電流が可能となる電流よりも大きいとき、温度制御は、「制御可能ではない」モードに移行する。モータ速度が減少され、又は、モータ磁束(Ψ*)を増大させるためDCバス電圧が増大された場合、場弱め電流は減少される。温度制御は、制御可能モードへと戻り、この時点で、可能となる電流は場弱め電流よりも大きくなる。
上述された方法及び/又はシステムの一つの利点は、瞬間的なモータ温度を制限することによってモータの瞬間的及び連続的なパワー又はトルクの見積もりを合理的に評価するための態様が提供されるということである。その結果、温度制限値を超える可能性が減少されるので、より保存性の少ない温度制限値を利用することができる。別の利点は、モータのパワー及び/又はトルク密度を増大することができるということである。更には、本方法及び/又はシステムは、モータを様々な作動段階で連続的に制御することを可能とし、作動温度を制限しつつモータの連続的な作動を容易にする。
図8及び図9は、上述された方法及び/又はシステム34を使用してモータの一例としての実験的な作動の結果を示している。本方法及び/又はシステムは、25kW定格の連続的なパワーを出力する永久磁石モータと連係して実施された。基準温度(T*)及び冷却剤の温度(Tcoolant)は、各々、100℃及び25℃に設定された。
時刻t0では、500Nmのトルク指令(Te **)が適用され、時刻t5まで維持された。図9は、実験の様々な段階(P1〜P6)の作動条件を示している。P1の間、基準温度とコイル温度との間に十分な差が存在しているので、出力トルクは、トルク指令を可能とした。しかし、t1では、コイル温度は基準温度に近づき、トルク制限値(Te(max))は、元のトルク指令(Te **)よりも低下するようになった。かくして、増大した温度速度は減少した。
P2の間には、モータ内部の可能となるパワー散逸量又は可能となる銅損失を制限するようにトルク制限値(Te(max))がPIレギュレータ38によって減少されている間に、コイル温度は、基準温度に等しくなるように制御された。P2の間のトルク制限値のゆっくりとした減少は、PIレギュレータ38が、温度上昇へのコア損失の寄与を補償するため可能となる銅損失を減少させたことを示している。
P3の間では、作動速度は、500r/分から1200r/分まで増大した。t2の前では、出力電流は120Aに固定されたが、場弱め電流の効果に起因して約150Aまで急激に増大された。しかし、これと同時に、トルク指令(Te *)はゼロに設定された。これは、当該時間の間に、モータ電流の全てが場弱め制御にのみ寄与したことを示している。P3の間にも、出力電流は、可能となるパワー散逸量によって提供された電流制限値を超えたので、温度システム全体は、制御されないモードで作動した。その結果、コイル温度は基準温度を超えて上昇した。
P4の間には、作動速度は、800r/分にまで減少し、これによって場弱め電流を減少させた。場弱め電流の効果に起因して、定常状態の出力トルクは、約180Nmに固定され、その一方でP2の終了時におけるトルク制限値が500r/分で300Nmを超えた。その上、(作動速度と共に増大する)コア損失の効果に起因して、出力電流は、120Apk(即ち、ピーク電流)よりも僅かに下がったところで固定された。この量はP2の終了時における出力電流よりも小さく、かくして、コア損失を補償するPIレギュレータ38の作動を示している。
P5の間には、作動速度は、500r/分へと戻った。P5の終了時近傍では、出力トルク及び電流制限値は、P2の終了時で与えられた値へと戻った。t5の後、トルク指令(Te **)は、50Nmへと変化された。500r/分における50Nmのトルク指令は、このモータでは、20Apkの出力電流を必要としており、これは図2及び図4に示された可能となるパワー散逸量によって決定された可能となる電流制限よりもかなり小さい。このようにして、コイル温度は、基準温度から低下した。
前述した詳細な説明では少なくとも1つの実施例が与えられたが、非常に多くの変形例が存在していることが認められるべきである。一例としての1つ又は複数の実施例は単なる例にしか過ぎず、本発明の範囲、応用可能性、又は構成を如何なる仕方においても制限するものではないことも認められるべきである。むしろ前述した詳細な説明は、当業者に一例としての1つ又は複数の実施例を実施するための便利なロードマップを提供している。添付した請求項に記載された本発明の範囲及びその法的な均等範囲から逸脱することなく、構成要素の作用及び構成に様々な変更をなし得ることが理解されるべきである。
Claims (20)
- モータの作動温度を制限するための方法であって、
前記モータの最大作動温度を受け取り、
前記モータ内の現在の作動温度を決定し、
少なくとも部分的に前記モータの前記最大作動温度及び前記現在の作動温度に基づいて、前記モータの可能となる最大のパワー散逸量を計算し、
少なくとも部分的に前記可能となる最大のパワー散逸量に基づいて前記モータのためのトルク指令を発生する、各工程を備える、方法。 - 少なくとも部分的に前記モータの前記最大作動温度及び前記現在の作動温度に基づいて、前記モータの可能となる最大のパワー散逸量を計算する工程は、前記最大の作動温度と前記現在の作動温度との間の差を決定する工程を備える、請求項1に記載の方法。
- 前記可能となる最大のパワー散逸量は、前記最大の作動温度と前記現在の作動温度との間の差に比例する、請求項2に記載の方法。
- 前記可能となる最大のパワー散逸量に基づいて前記モータのためのトルク指令を発生する工程は、前記可能となる最大のパワー散逸量に基づいて可能となる最大の電流を計算する工程を備える、請求項3に記載の方法。
- 前記可能となる最大のパワー散逸量に基づいて前記モータのためのトルク指令を発生する工程は、前記モータ内で利用可能となる磁束の量を計算する工程を備える、請求項4に記載の方法。
- 少なくとも部分的に前記モータの前記最大作動温度及び前記現在の作動温度に基づいて、前記モータの可能となる最大のパワー散逸量を計算する工程は、比例積分レギュレータによって実行され、該比例積分レギュレータは比例ゲインと積分器ゲインとを備える、請求項5に記載の方法。
- 前記モータは、少なくとも1つのコイルを備え、前記現在の作動温度を決定する工程は、前記モータ内部の温度センサにより少なくとも部分的に実行される、請求項6に記載の方法。
- 前記現在の作動温度を決定する工程は、前記現在の作動温度から前記モータの前記少なくとも1つのコイル内部のコイル温度を推定する工程を備える、請求項7に記載の方法。
- 少なくとも部分的に前記トルク指令に基づいて少なくとも1つの電流指令を発生する工程を更に備える、請求項8に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの電流指令を発生する工程は、少なくとも部分的に場弱めアルゴリズムに基づいて実行される、請求項9に記載の方法。
- 自動車内の電動モータの作動温度を制限するための方法であって、
前記モータの最大作動温度を決定し、
前記モータ内の現在の作動温度を決定し、
前記最大作動温度と前記現在の作動温度との差を計算し、
少なくとも部分的に前記モータの前記最大作動温度と前記現在の作動温度との前記差に基づいて、前記モータの可能となる最大のパワー散逸量を計算し、該可能となる最大のパワー散逸量は前記差に比例しており、
前記可能となる最大のパワー散逸量に基づいて前記モータのための可能となる最大の電流を計算し、
前記モータ内の磁束の利用可能な量を決定し、
少なくとも部分的に前記可能となる最大電流と前記モータ内の磁束の前記利用可能な量とに基づいて、前記モータのためのトルク指令を発生する、各工程を備える、方法。 - 前記モータは、少なくとも1つのコイルを備え、前記現在の作動温度を決定する工程は、前記モータ内部の温度を検出する工程を備える、請求項11に記載の方法。
- 前記現在の作動温度を決定する工程は、前記モータ内で検出された温度から前記モータの前記少なくとも1つのコイル内のコイル温度を推定する工程を備える、請求項12に記載の方法。
- 少なくとも部分的に前記トルク指令に基づいて前記モータのための少なくとも1つの電流指令を発生する工程を更に備える、請求項13に記載の方法。
- 前記モータのための前記少なくとも1つの電流指令を発生する工程は、少なくとも部分的に場弱めアルゴリズムに基づいて実行される、請求項14に記載の方法。
- 自動車の駆動システムであって、
モータと、
前記モータに連結された電源と、
前記モータと前記電源とに連通しているプロセッサであって、該プロセッサは、
前記モータの最大作動温度を受け取り、
前記モータ内の現在の作動温度を決定し、
少なくとも部分的に前記モータの前記最大作動温度及び前記現在の作動温度に基づいて、前記モータの可能となる最大のパワー散逸量を計算し、
少なくとも部分的に前記可能となる最大のパワー散逸量に基づいて前記モータのためのトルク指令を発生するように構成されている、前記プロセッサと、
を備える、自動車の駆動システム。 - 前記モータは、少なくとも1つのコイルを備え、前記現在の作動温度を決定する工程は、前記モータ内部の温度を検出する工程を備える、請求項16に記載の自動車の駆動システム。
- 前記現在の作動温度を決定する工程は、前記モータ内で検出された温度から前記モータの前記少なくとも1つのコイル内部のコイル温度を推定する工程を備える、請求項17に記載の自動車の駆動システム。
- 前記プロセッサは、少なくとも部分的に前記トルク指令に基づいて少なくとも1つの電流指令を発生するように更に構成されている、請求項18に記載の自動車の駆動システム。
- 前記モータのために前記少なくとも1つの電流指令を発生する工程は、少なくとも部分的に場弱めアルゴリズムに基づいて実行される、請求項19に記載の自動車の駆動システム。
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