JP2019129577A - Refrigerant temperature estimation device - Google Patents
Refrigerant temperature estimation device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019129577A JP2019129577A JP2018008997A JP2018008997A JP2019129577A JP 2019129577 A JP2019129577 A JP 2019129577A JP 2018008997 A JP2018008997 A JP 2018008997A JP 2018008997 A JP2018008997 A JP 2018008997A JP 2019129577 A JP2019129577 A JP 2019129577A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- motor
- refrigerant
- engine
- vehicle
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
Abstract
Description
本発明は、冷媒温度推定装置に関する。 The present invention relates to a refrigerant temperature estimation device.
従来、コイル及び冷却油の耐熱保護を行うために、コイルエンドの外周面に冷媒温度センサが配置された回転電機が知られている(例えば特許文献1)。 Conventionally, there has been known a rotating electrical machine in which a refrigerant temperature sensor is disposed on the outer peripheral surface of a coil end in order to perform heat protection of the coil and the cooling oil (for example, Patent Document 1).
上記従来技術では、回転電機の冷媒温度を冷媒温度センサで直接的に取得する。この場合、冷媒温度センサのコストが掛かると共に、冷媒温度センサの故障リスクが存在する。そこで、近年、冷媒温度センサを用いずに電動発電機の冷媒温度を取得することが検討されている。 In the above-mentioned prior art, the refrigerant temperature of the rotating electrical machine is directly obtained by the refrigerant temperature sensor. In this case, the cost of the refrigerant temperature sensor is increased, and there is a risk of failure of the refrigerant temperature sensor. Therefore, in recent years, it has been studied to acquire the refrigerant temperature of the motor generator without using the refrigerant temperature sensor.
本発明は、冷媒温度センサを用いずに電動発電機の冷媒温度を推定できる冷媒温度推定装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the refrigerant | coolant temperature estimation apparatus which can estimate the refrigerant | coolant temperature of a motor generator, without using a refrigerant | coolant temperature sensor.
上記課題を解決するため、本発明者は鋭意検討を重ねた結果、実験データに基づく電動発電機の冷媒温度の支配因子として、電動発電機の温度と、内燃機関の温度と、外気温度と、車両の走行状態に関するパラメータとを入力とする推定式に基づいて、電動発電機の冷媒温度を推定できるという知見を得、本発明を完成するに至った。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has made extensive studies, and as a governing factor of the refrigerant temperature of the motor generator based on experimental data, the temperature of the motor generator, the temperature of the internal combustion engine, the outside air temperature, The inventors have found that the refrigerant temperature of the motor generator can be estimated based on an estimation formula that uses parameters related to the traveling state of the vehicle as input, and the present invention has been completed.
本発明に係る冷媒温度推定装置は、内燃機関と電動発電機とを備える車両において電動発電機の冷媒の温度を推定する冷媒温度推定装置であって、電動発電機の温度を取得する第1取得部と、内燃機関の温度を取得する第2取得部と、外気温度を取得する第3取得部と、車両の走行状態に関するパラメータを取得する第4取得部と、電動発電機の温度、内燃機関の温度、外気温度、及びパラメータを入力とする推定式に基づいて、電動発電機の冷媒の温度を推定する推定部と、を備える。 A refrigerant temperature estimation device according to the present invention is a refrigerant temperature estimation device that estimates the temperature of a refrigerant of a motor generator in a vehicle including an internal combustion engine and a motor generator, and acquires the temperature of the motor generator. , A second acquisition unit for acquiring the temperature of the internal combustion engine, a third acquisition unit for acquiring the outside air temperature, a fourth acquisition unit for acquiring parameters related to the traveling state of the vehicle, a temperature of the motor generator, an internal combustion engine And an estimation unit that estimates the temperature of the refrigerant of the motor generator based on an estimation formula using the temperature, the outside air temperature, and the parameters as inputs.
本発明に係る冷媒温度推定装置では、推定部により、電動発電機の温度、内燃機関の温度、外気温度、及びパラメータを入力とする推定式に基づいて、電動発電機の冷媒の温度が推定される。よって、上記知見を利用し、冷媒温度センサを用いずに電動発電機の冷媒温度を推定することが可能となる。 In the refrigerant temperature estimation device according to the present invention, the estimation unit estimates the temperature of the motor generator refrigerant based on an estimation formula that receives the motor generator temperature, the internal combustion engine temperature, the outside air temperature, and parameters. The Therefore, it is possible to estimate the refrigerant temperature of the motor generator without using the refrigerant temperature sensor using the above knowledge.
本発明に係る冷媒温度推定装置では、推定部は、電動発電機の温度、内燃機関の温度、外気温度、及びパラメータのそれぞれの時間平均値を算出し、算出した時間平均値を推定式の入力として冷媒の温度を推定してもよい。この場合、例えば車両の走行状態に関するパラメータの時定数が電動発電機の温度、内燃機関の温度、及び外気温度の時定数よりも短い場合であっても、電動発電機の冷媒温度を適切に推定することが可能となる。 In the refrigerant temperature estimation device according to the present invention, the estimation unit calculates time average values of the motor generator temperature, the internal combustion engine temperature, the outside air temperature, and the parameters, and inputs the calculated time average value to the estimation formula. As an alternative, the temperature of the refrigerant may be estimated. In this case, for example, the refrigerant temperature of the motor generator is appropriately estimated even when the time constant of the parameter relating to the running state of the vehicle is shorter than the time constants of the motor generator temperature, the internal combustion engine temperature, and the outside air temperature. It becomes possible to do.
上記作用効果を好適に奏する場合として、具体的には、パラメータは、電動発電機の回転数及び電動発電機のトルクを含んでもよい。 More specifically, as a case where the above-described effects are preferably achieved, the parameters may include the rotational speed of the motor generator and the torque of the motor generator.
上記作用効果を好適に奏する場合として、具体的には、推定部は、推定式として、k1×T1,k2×T2,k3×N,k4×TQ,及びk5×T3を少なくとも含む複数の項の和からなる多項式によって冷媒の温度を推定してもよい。
但し、
T1:電動発電機の温度の時間平均値
T2:内燃機関の温度の時間平均値
T3:外気温度の時間平均値
N:電動発電機の回転数の時間平均値
TQ:電動発電機のトルクの絶対値の時間平均値
k1,k2,k3,k4,k5:所定の係数
As a case where the above-described effects are preferably achieved, specifically, the estimation unit uses k 1 × T 1 , k 2 × T 2 , k 3 × N, k 4 × TQ, and k 5 × T as estimation equations. The temperature of the refrigerant may be estimated by a polynomial that is a sum of a plurality of terms including at least three .
However,
T 1 : Time average value of motor generator temperature
T 2 : Time average value of the temperature of the internal combustion engine
T 3 : Time average value of outside temperature
N: Time average value of motor generator speed
TQ: Time average value of absolute value of motor generator torque
k 1 , k 2 , k 3 , k 4 , k 5 : predetermined coefficients
本発明によれば、冷媒温度センサを用いずに電動発電機の冷媒温度を推定することができる。 According to the present invention, the refrigerant temperature of the motor generator can be estimated without using the refrigerant temperature sensor.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
図1に示されるように、冷媒温度推定装置1は、車両Vに搭載されている。車両Vは、例えば、エンジン(内燃機関)20及びモータ(電動発電機)21を駆動力源として備えるハイブリッド車両である。車両Vは、例えばバスやトラック等の商用車である。車両Vは、特に限定されるものではなく、大型車両、中型車両、又は小型車両等の何れであってもよい。以下では、まず、車両Vの構成及びモータ21の構成について説明した後、冷媒温度推定装置1の構成について説明する。
As shown in FIG. 1, the refrigerant
[車両Vの構成]
車両Vは、ECU[Electronic Control Unit]10と、エンジン20と、モータ21と、AMT[Automated Manual Transmission]22と、バッテリ24と、インバータ25と、を備えている。AMT22は、クラッチ23を含んで構成されており、エンジン20及びモータ21は、車両Vにおいて車両Vの前後方向に沿って配置されており、クラッチ23を介して互いに接続されている。モータ21は、エンジン20よりも車両Vの後方に配置されている。なお、図1における矢印のFr方向は、車両Vの前方向に対応している。
[Configuration of Vehicle V]
The vehicle V includes an ECU (Electronic Control Unit) 10, an
ECU10は、CPU[Central Processing Unit]、ROM[Read Only Memory]、RAM[Random Access Memory]、CAN[Controller Area Network]通信回路等を有する電子制御ユニットである。ECU10では、例えば、ROMに記憶されているプログラムをRAMにロードし、RAMにロードされたプログラムをCPUで実行することにより各種の機能を実現する。ECU10は、エンジン20、モータ21、AMT22、クラッチ23、バッテリ24、及びインバータ25と通信可能に接続されている。ECU10は、一例として、車両Vをハイブリッド車両として機能させるための総合的な制御を実施するように一体的に構成されている。なお、ECU10は、複数の電子ユニットから構成されていてもよい。
The
エンジン20は、例えばディーゼルエンジンである。エンジン20の動作は、ECU10によって制御される。なお、エンジン20は、ガソリンエンジン又は天然ガスエンジン等の内燃機関であってもよい。
The
モータ21は、電動機の機能と発電機の機能とを兼ね備えた電動発電機(モータジェネレータ)である。モータ21は、バッテリ24の電力により駆動されて車両Vの駆動力源として機能すると共に、車両Vの減速時に回生制動力を車両Vの車輪Wに作用させて発電し、バッテリ24を充電するための発電機としても機能する。モータ21の構成について、より詳しくは後述する。モータ21の動作は、ECU10によって制御される。
The
AMT22は、機械式自動変速機として構成され、そのギア段(ギア位置)の変更(変速)並びにクラッチ23の接続及び分離の制御等の変速動作を自動で行う。AMT22及びクラッチ23の動作は、ECU10によって制御される。
The AMT 22 is configured as a mechanical automatic transmission, and automatically performs shift operations such as changing (shifting) the gear position (gear position) and controlling connection and disconnection of the
AMT22は、エンジン20及びモータ21の駆動力を、プロペラシャフト、デファレンシャルギア及びドライブシャフト等を介して車輪Wに伝達する。より詳細には、クラッチ23が分離されている場合には、モータ21の駆動力のみが車輪Wに伝達され、車両Vを推進する駆動力として用いられる。一方、クラッチ23が接続されている場合には、エンジン20及びモータ21の駆動力が車輪Wに伝達され、車両Vを推進する駆動力として用いられる。
The AMT 22 transmits the driving force of the
バッテリ24は、例えばリチウムイオン電池等の種々の二次電池である。バッテリ24は、インバータ25から供給される電力により充電される。バッテリ24の状態は、ECU10によって監視されている。
The
インバータ25は、モータ21とバッテリ24とに電気的に接続されている。インバータ25は、バッテリ24から入力される電力を交流に変換し、当該変換した電力をモータ21へ出力する。また、インバータ25は、モータ21から入力される電力を直流に変換し、当該変換した電力をバッテリ24へ出力する。インバータ25の動作は、ECU10によって制御される。
The
[モータ21の構成]
続いて、図2及び図3を参照して、モータ21の構成について説明する。モータ21は、電動機及び発電機として機能する電機である。図2及び図3に示されるように、モータ21は、ハウジング2と、回転軸3と、ロータ4と、ステータ5と、を備える。
[Configuration of motor 21]
Next, the configuration of the
ハウジング2は、モータ21の筐体として機能する。ハウジング2は、回転軸3が貫通されるとともに、回転軸3を回転可能に支持する。ハウジング2には、ロータ4及びステータ5を収容する収容空間Sが形成されている。収容空間Sには、ステータ5等を冷却するためのオイルFLが溜められる。
The
ハウジング2は、収容空間Sに溜められるオイルFLが収容空間Sから漏れ出ない気密構造となっている。ハウジング2には、ハウジング2外にオイルFLを循環させる循環路は設けられておらず、オイルFLは、ハウジング2内の収容空間Sにのみ溜められる。なお、ハウジング2を分解等することによりオイルFLを入れ替えることは可能となっている。
The
オイルFLは、図示しないオイルシール及びベアリング等の潤滑材として機能すると共に、モータ21の冷媒として機能する。オイルFLは、特に限定されないが、例えばATFを用いることができる。ハウジング2の収容空間Sに溜められるオイルFLの量は、ロータ4及びステータ5の一部がオイルFLに浸かる量であればよい。
The oil FL functions as a lubricant such as an oil seal and a bearing (not shown) and also functions as a refrigerant for the
回転軸3は、モータ21が電動機として機能する場合は回転駆動力を出力する出力軸となり、モータ21が発電機として機能する場合は回転駆動力が入力される入力軸となる。
The
ロータ4は、収容空間Sに配置されており、回転軸3に固定されることでハウジング2に回転可能に設けられている。ロータ4の回転軸線方向は、回転軸3の回転軸線方向と同じである。ロータ4は、回転軸3に固定された円板状の回転支持部4aと、回転支持部4aの外周端部に配置された複数の永久磁石4bと、を備える。永久磁石4bは、例えばネオジウム磁石である。
The
回転支持部4aは、回転軸3に固定されており、回転軸3を中心として回転軸3の半径方向外方に延びている。回転支持部4aの外周面には、外周側の極性がN極となる永久磁石4bと外周側の極性がS極となる永久磁石4bとが交互に配置されている。永久磁石4bは、ボルト4c及び一対の押さえ板4dによって回転支持部4aに固定されている。
The
ステータ5は、収容空間Sに配置されている。ステータ5は、収容空間Sを形成するハウジング2の内周面に固定されて、永久磁石4b(ロータ4)の外周側に配置されている。ステータ5は、鉄心(不図示)と、鉄心に巻き付けられた電線のコイル(不図示)と、を有している。モータ21が電動機として機能する場合は、ステータ5のコイルに流す電流の向きを切り替えることでロータ4が回転され、モータ21が発電機として機能する場合は、ロータ4の回転によりステータ5のコイルに電流が励起される。
The
モータ21では、ロータ4が回転する際に、収容空間Sに溜められているオイルFLが押さえ板4dによってかき上げられる。これにより、ステータ5の全周にオイルFLがかけられ、ステータ5が冷却される。つまり、モータ21は、油冷却式である。
In the
続いて、図1〜図4を参照して、冷媒温度推定装置1の構成について説明する。冷媒温度推定装置1は、車両Vにおいてモータ21の冷媒の温度を推定するための装置である。冷媒温度推定装置1は、例えば、少なくとも車両Vの走行中においてモータ21の冷媒の温度を推定する。
Then, with reference to FIGS. 1-4, the structure of the refrigerant | coolant
[冷媒温度推定装置1の構成]
冷媒温度推定装置1は、図4に示されるように、ECU(推定部)10と、モータ温度センサ(第1取得部)11と、水温センサ(第2取得部)12と、吸気温度センサ(第3取得部)13と、モータ回転数センサ(第4取得部)14と、上述のインバータ(第4取得部)25と、を備えて構成される。水温センサ12、吸気温度センサ13、及びモータ回転数センサ14は、ECU10と通信可能に接続されている。モータ温度センサ11は、インバータ25を介してECU10と通信可能に接続されている。
[Configuration of Refrigerant Temperature Estimation Device 1]
As shown in FIG. 4, the refrigerant
モータ温度センサ11は、例えばモータ21のステータ5に取り付けられたサーミスタであり、モータ温度(モータ21の温度)としてステータ5の温度を取得する。モータ温度センサ11は、取得したステータ5の温度の信号をECU10に送信する。水温センサ12は、例えばエンジン20の冷却水路に設けられたサーミスタであり、エンジン温度(エンジン20の温度)としてエンジン20の水温を取得する。水温センサ12は、取得した水温の信号をECU10に送信する。吸気温度センサ13は、例えばエンジン20のエアクリーナに設けられたサーミスタであり、外気温度としてエンジン20の吸気温度を取得する。吸気温度センサ13は、取得した吸気温度の信号をECU10に送信する。
The
モータ回転数センサ14は、例えばモータ21の内部に設けられた回転角センサ(いわゆるレゾルバ)であり、モータ回転数(電動発電機の回転数)としてモータ21の回転軸3の回転数を取得する。モータ回転数センサ14は、取得したモータ21の回転軸3の回転数の信号を、インバータ25を介してECU10に送信する。
The motor
インバータ25は、モータ21へ出力する電力及びモータ21から入力される電力に基づいて、モータ21のトルク(モータトルク)を算出する。インバータ25は、モータ21へ電力が出力される場合、モータトルク(生値)を正の符号の数値で算出してもよい。インバータ25は、モータ21から電力が出力される場合、モータトルク(生値)を負の符号の数値で算出してもよい。インバータ25は、算出したモータ21のトルクの信号をECU10に送信する。
The
[ECU10によるオイルFLの温度の推定]
オイルFLの温度(冷媒温度)の推定について、詳細に説明する。ECU10は、エンジン温度、モータ温度、モータ回転数、モータトルク、及び外気温度を入力とする推定式に基づいて、モータ21のオイルFLの温度を推定する。まず、推定式の入力となる各種パラメータについて、説明する。
[Estimation of Oil FL Temperature by ECU 10]
The estimation of the temperature of the oil FL (refrigerant temperature) will be described in detail. The
上記推定式において、エンジン温度、モータ温度、及び外気温度は、温度を表す温度パラメータである。特に、エンジン温度、モータ温度、及び外気温度は、車両Vにおいて直接的又は間接的にオイルFLの温度変化を生じさせる熱源に関する温度パラメータと捉えることができる。 In the above estimation formula, the engine temperature, the motor temperature, and the outside air temperature are temperature parameters representing the temperature. In particular, the engine temperature, the motor temperature, and the outside air temperature can be regarded as temperature parameters related to the heat source that causes the temperature change of the oil FL directly or indirectly in the vehicle V.
例えば、エンジン20は、エンジン20のシリンダブロック(不図示)からモータ21のハウジング2に熱が伝達されてオイルFLの温度を上昇させ得るという点で、オイルFLの温度変化を生じさせる熱源であるということができる。
For example, the
また例えば、モータ21は、モータ21のハウジング2の内壁面からの熱、及び、モータ21のステータ5から奪った熱でオイルFLの温度を上昇させ得るという点で、オイルFLの温度変化を生じさせる熱源であるということができる。
Further, for example, the temperature change of the oil FL occurs in that the temperature of the oil FL can be raised by the heat from the inner wall surface of the
また例えば、外気は、モータ21のハウジング2の表面から走行風を介して熱を奪ってオイルFLの温度を低下させ得るという点で、オイルFLの温度変化を生じさせる熱源であるということができる。
Further, for example, the outside air can be said to be a heat source that causes a temperature change of the oil FL in that the temperature of the oil FL can be lowered by taking heat from the surface of the
なお、車両Vでは、エンジン20及びモータ21が車両Vにおいて車両Vの前後方向に沿って配置されており、モータ21がエンジン20よりも車両Vの後方に配置されている。この場合、車両Vの走行中にあっては、車両Vの前方から後方へ流れる外気(走行風)は、モータ21のハウジング2の表面に至る前に、エンジン20のシリンダブロックの表面からの熱で温められる。つまり、エンジン20は、エンジン20のシリンダブロックの表面等から走行風を介してモータ21のハウジング2に熱が伝達されてオイルFLの温度を上昇又は低下させ得るという点においても、オイルFLの温度変化を生じさせる熱源であるということができる。
In the vehicle V, the
上記推定式において、モータ回転数及びモータトルクは、車両Vの走行状態に関するパラメータである。車両Vの走行状態に関するパラメータには、例えば、車両Vを走行させるための駆動力の大きさに関連する各種の計測値及び制御値(例えば、モータトルク、モータ21に供給される電力、モータ21に供給される電流等の実測値又は目標値)、並びに、車両Vの走行によって生じる走行風の速さに関連する各種の計測値及び制御値(例えば、モータ回転数、エンジン回転数、車速等の実測値又は目標値)が含まれる。
In the above estimation formula, the motor rotation speed and the motor torque are parameters relating to the running state of the vehicle V. The parameters relating to the traveling state of the vehicle V include, for example, various measured values and control values related to the magnitude of the driving force for causing the vehicle V to travel (for example, motor torque, electric power supplied to the
モータ回転数は、上記オイルFLの温度変化に直接的に寄与し得るパラメータと捉えることができる。オイルFLの温度変化は、押さえ板4d等がオイルFLをかき上げる際の撹拌抵抗によるオイルFLの加熱によっても引き起こされる。この撹拌抵抗は、ロータ4の回転数に対応するモータ回転数に応じて変化する。この点で、モータ回転数は、オイルFLの温度変化に直接的に寄与し得るパラメータであると捉えることができる。
The motor rotational speed can be regarded as a parameter that can directly contribute to the temperature change of the oil FL. The temperature change of the oil FL is also caused by the heating of the oil FL due to the stirring resistance when the
あるいは、モータ回転数及びモータトルクは、上記熱源のオイルFLの温度変化への寄与度を変化させ得るパラメータであると捉えることができる。 Alternatively, the motor rotation speed and the motor torque can be regarded as parameters that can change the degree of contribution of the heat source to the temperature change of the oil FL.
例えば、車両Vでは、モータ21の回転軸3と車輪Wとの間で駆動力(回転数)が遮断されない構成であることから、モータ回転数は、車両Vの車速に比例する。走行風の速さは、モータ回転数に応じて変化する。よって、モータ回転数が変化すると、エンジン20のシリンダブロックの表面から走行風を介してモータ21のハウジング2に伝達される熱の量が変化する。この点で、モータ回転数は、オイルFLの温度変化へのエンジン20(熱源)の寄与度を変化させ得るパラメータであると捉えることができる。
For example, in the vehicle V, the driving force (rotational speed) is not cut off between the
また例えば、モータトルクがモータ21の仕事量に対応することから、モータトルクの絶対値に応じて、モータ21で発生する熱の量が変化する。モータトルク(の絶対値)が大きくなり、モータ21で多くの熱が発生するほど、モータ21とオイルFLとの間の温度勾配が大きくなる。この点で、モータトルクは、オイルFLの温度変化へのモータ21(熱源)の寄与度を変化させるパラメータであると捉えることができる。なお、モータトルクの絶対値は、インバータ25から入力される電力の大きさ又はインバータ25へ出力する電力の大きさである。
Further, for example, since the motor torque corresponds to the work amount of the
上述した各種パラメータについて、ECU10は、エンジン温度、モータ温度、モータ回転数、モータトルク、及び外気温度のそれぞれの時間平均値を算出する。時間平均値は、例えば、エンジン温度、モータ温度、モータ回転数、モータトルク、及び外気温度のそれぞれの一定時間の積算値に基づく積算平均値であってもよい。なお、時間平均値は、エンジン温度、モータ温度、モータ回転数、モータトルク、及び外気温度のそれぞれの一定時間の移動平均値であってもよい。
For the various parameters described above, the
一定時間は、エンジン温度、モータ温度、外気温度、モータ回転数、及びモータトルクのそれぞれの時定数に基づいて定められてもよい。モータ回転数及びモータトルク(車両Vの走行状態に関するパラメータ)の時定数は、エンジン温度、モータ温度、及び外気温度(温度を表す温度パラメータ)の時定数よりも短い場合がある。このような場合、一定時間としては、モータ回転数及びモータトルクに基づくオイルFLの温度変化が過敏とならないように、例えば3分〜5分に設定することができる。一定時間は、一例として5分である。 The fixed time may be determined based on respective time constants of the engine temperature, the motor temperature, the outside air temperature, the motor rotation speed, and the motor torque. The time constants of the motor rotational speed and the motor torque (parameter relating to the traveling state of the vehicle V) may be shorter than the time constants of the engine temperature, the motor temperature, and the outside air temperature (temperature parameter representing temperature). In such a case, the fixed time can be set, for example, to 3 minutes to 5 minutes so that the temperature change of the oil FL based on the motor rotational speed and the motor torque does not become sensitive. The fixed time is 5 minutes as an example.
ECU10は、算出した時間平均値のそれぞれを推定式の入力としてオイルFLの温度を推定する。ECU10は、推定式として、k1×T1,k2×T2,k3×N,k4×TQ,及びk5×T3を少なくとも含む複数の項の和からなる多項式によって冷媒の温度TFLを推定する。一例として、ECU10は、推定式として下式(1)で表される多項式によってオイルFLの温度TFLを推定する。
The
TFL=k1×T1+k2×T2+k3×N+k4×TQ+k5×T3+C …(1)
但し、
T1:モータ温度の時間平均値
T2:エンジン温度の時間平均値
T3:外気温度の時間平均値
N:モータ回転数の時間平均値
TQ:モータトルクの絶対値の時間平均値
k1,k2,k3,k4,k5:所定の係数
C:所定の定数
T FL = k 1 × T 1 + k 2 × T 2 + k 3 × N + k 4 × TQ + k 5 × T 3 + C (1)
However,
T 1 : Time average value of motor temperature
T 2 : Time average value of engine temperature
T 3 : Time average value of outside air temperature
N: Time average value of motor rotational speed
TQ: Time average value of absolute value of motor torque
k 1 , k 2 , k 3 , k 4 , k 5 : predetermined coefficients
C: predetermined constant
上記式(1)において、k1は、T1(モータ温度の時間平均値)についての重み付け係数である。k2は、T2(エンジン温度の時間平均値)についての重み付け係数である。k3は、N(モータ回転数の時間平均値)についての重み付け係数である。k4は、TQ(モータトルクの絶対値の時間平均値)についての重み付け係数である。k5は、T3(外気温度の時間平均値)についての重み付け係数である。k1,k2,k3,k4,k5,及びCは、例えば、車両Vを用いた実車試験を行い実測したオイルFLの温度を用いた重回帰分析等の手法によって求めることができる。 In the above equation (1), k 1 is a weighting factor for T 1 (time average value of motor temperature). k 2 is a weighting factor for T 2 (time average value of engine temperature). k 3 is the weighting coefficient for N (time-averaged value of the motor speed). k 4 is a weighting factor for TQ (time average value of absolute value of motor torque). k 5 is a weighting factor for T 3 (time average value of the outside air temperature). k 1 , k 2 , k 3 , k 4 , k 5 , and C can be obtained, for example, by a technique such as a multiple regression analysis using the temperature of the oil FL measured by performing an actual vehicle test using the vehicle V. .
また、車両Vでは、エンジン20及びモータ21が車両Vにおいて車両Vの前後方向に沿って配置されており、モータ21がエンジン20よりも車両Vの後方(つまり走行風の下流側)に配置されている。そのため、車両Vでは、エンジン20のシリンダブロックの表面からモータ21のハウジング2への熱の伝達における走行風の影響が、特に顕著となっている。この場合、上記式(1)において、T1,T2,N,TQ,及びT3の各係数では、重み付けの大きさがk1,k2,k3,k4,k5の順で小さくなる大小関係となる。つまり、k1,k2,k3,k4,及びk5は、下式(2)の関係を満たす。一例として、k1とk2との比は、2>k1/k2>1の範囲であってもよい。
k1>k2>k3>k4>k5 …(2)
Further, in the vehicle V, the
k 1 > k 2 > k 3 > k 4 > k 5 (2)
ちなみに、上述のようにして推定したオイルFLの温度に基づいて、ECU10は、例えばモータ21の出力制限を実施してもよい。これにより、モータ21の出力を制限しない場合と比べて、オイルFLの温度が過度に高くなることを抑制できる。その結果、過熱によるオイルFLの劣化が抑制されると共に、モータ21の永久磁石4bの減磁が抑制される。
Incidentally, the
[ECU10の演算処理]
次に、冷媒温度推定装置1による演算処理の一例について、図5を参照して説明する。図5に示されるフローチャートの処理は、例えば車両Vの走行中において繰り返し実行される。
[Calculation processing of ECU 10]
Next, an example of the arithmetic processing by the refrigerant
図5に示されるように、冷媒温度推定装置1のECU10は、S1において、吸気温度センサ13により吸気温度の取得を行う。ECU10は、S2において、水温センサ12により水温の取得を行う。ECU10は、S3において、モータ温度センサ11によりモータ温度の取得を行う。
As shown in FIG. 5, the
ECU10は、S4において、モータ回転数センサ14によりモータ回転数の取得を行う。ECU10は、S5において、インバータ25により算出されたモータトルク(生値)の取得を行う。S5において、ECU10は、取得したモータトルク(生値)からモータトルクの絶対値の取得を行う。なお、S1〜S5の処理の順番は、互いに入れ替えられてもよい。
The
ECU10は、S6において、エンジン温度、モータ温度、モータ回転数、モータトルク、及び外気温度のそれぞれの時間平均値を、所定周期(例えば時間平均値の算出の一定時間)ごとに算出する。ECU10は、S7において、算出した時間平均値のそれぞれを推定式の入力としてオイルFLの温度を所定周期ごとに推定する。ECU10は、推定式として上記式(1)で表される多項式によってオイルFLの温度TFLを推定する。ECU10は、その後、図5の処理を終了する。
In S6, the
[作用及び効果]
以上説明したように、本発明者は鋭意検討を重ねた結果、実験データに基づくモータ21のオイルFLの温度の支配因子として、モータ21の温度(モータ温度)、エンジン20の温度(エンジン温度)、外気温度、及び車両Vの走行状態に関するパラメータを入力とする推定式に基づいて、モータ21のオイルFLの温度を推定できるという知見を得た。また、本発明者は、車両Vの走行状態に関するパラメータがモータ回転数及びモータトルクを含むことが好適であるとの知見を得た。
[Action and effect]
As described above, as a result of intensive studies, the present inventors have determined that the temperature of the motor 21 (motor temperature) and the temperature of the engine 20 (engine temperature) are the controlling factors of the oil FL temperature of the
したがって、冷媒温度推定装置1によれば、ECU10により、モータ温度、エンジン温度、外気温度、モータ回転数、及びモータトルクを入力とする推定式である上記式(1)に基づいて、モータ21のオイルFLの温度が推定される。よって、上記知見を利用し、冷媒温度センサを用いずにモータ21のオイルFLの温度(冷媒温度)を推定することが可能となる。
Therefore, according to the refrigerant
また、冷媒温度推定装置1では、ECU10により、モータ温度、エンジン温度、外気温度、モータ回転数、及びモータトルクのそれぞれの時間平均値が算出され、算出された時間平均値が上記式(1)の入力とされてオイルFLの温度が推定される。これにより、例えばモータ回転数及びモータトルクの時定数がモータ温度、エンジン温度、及び外気温度の時定数よりも短い場合であっても、モータ21のオイルFLの温度を適切に推定することが可能となる。
In the refrigerant
なお、上記冷媒温度推定装置1を用いた実験によれば、冷媒温度推定装置1により推定したオイルFLの温度と実験用に実測したオイルFLの温度との誤差の平均値が約2℃程度という結果を得ることができる。好ましい条件とは、例えば、エンジン20の暖機が十分なされていて車両Vが一定車速以上で走行している条件であってもよい。
According to the experiment using the refrigerant
なお、冷媒温度推定装置1によれば、例えば冷媒温度センサを用いる場合と比べて、冷媒温度センサのコストが省かれると共に、冷媒温度センサの故障によるリスクが低減される。
In addition, according to the refrigerant | coolant
[変形例]
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではない。
[Modification]
As mentioned above, although embodiment concerning this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment.
例えば、モータ21の温度を取得する第1取得部としては、モータ温度センサ11に限定されず、その他の検出器であってもよいし、周知の演算によりモータ21の温度を推定することで取得するものであってもよい。エンジン20の温度を取得する第2取得部としては、水温センサ12に限定されず、その他の検出器であってもよいし、周知の演算によりエンジン20の温度を推定することで取得するものであってもよい。外気温度を取得する第3取得部としては、吸気温度センサ13に限定されず、その他の検出器であってもよいし、周知の演算により外気温度を推定することで取得するものであってもよい。
For example, the first acquisition unit for acquiring the temperature of the
ECU10は、上記式(1)とは異なる推定式に基づいて、モータ21のオイルFLの温度を推定してもよい。例えば、車両Vの走行状態に関するパラメータは、モータ回転数及びモータトルクの両方を用いる形態に限定されない。車両の走行状態に関するパラメータは、モータ回転数及びモータトルクのうちの何れか一方であってもよいし、モータ回転数及びモータトルク以外のパラメータであってもよい。例えば、車両Vの走行状態に関するパラメータとしては、エンジン20の出力軸の回転数であるエンジン回転数、AMT22のギア段、モータトルク(生値)等を用いてもよい。車両Vの走行状態に関するパラメータとして、エンジン回転数を用いる場合、例えばクラッチ23が接続されている場合のエンジン回転数を、モータ回転数に代えて用いてもよいし、クラッチ23が分離されている場合のエンジン回転数を用いてもよい。また、車両Vにおいてエンジン20及びモータ21の配置が異なっている場合等にあっては、上記式(1)において、k1,k2,k3,k4,及びk5は、上記式(2)の関係を必ずしも満たしていなくてもよい。
The
ECU10は、エンジン温度、モータ温度、モータ回転数、モータトルク、及び外気温度のそれぞれの時間平均値を算出したが、必ずしも時間平均値を算出しなくてもよい。例えば、車両Vの走行状態に関するパラメータの時定数と、エンジン温度、モータ温度、及び外気温度(温度を表す温度パラメータ)の時定数との差が、オイルFLの温度の推定への影響において有意ではない場合には、ECU10は、各パラメータのそれぞれの時間平均値を算出せず、各パラメータをそのまま(いわゆる「生値」で)推定式の入力として用いて、オイルFLの温度を推定してもよい。
The
モータ21の冷媒として、オイルFLを例示したが、モータ21の冷媒としては、オイルFLに限定されるものではない。また、モータ21は油冷却式であったが、モータ21の冷却方式は、これに限定されるものではない。オイルFLは、ロータ4と共に回転する押さえ板4dによりかき上げられるものでなくてもよい。
Although the oil FL is exemplified as the refrigerant of the
ECU10は、車両Vの走行風が弱い条件下では、オイルFLの温度の推定の内容を変更してもよいし、推定を中断してもよい。車両Vの走行風が弱い条件としては、例えば、車両Vの停車中、車両Vが低速走行中、エンジン20の停止中、エンジン20のアイドリング中、等が挙げられる。オイルFLの温度の推定の内容の変更としては、ECU10は、車両Vの走行風が弱い条件下において係数及び定数(k1,k2,k3,k4,k5,及びC)を変更してもよい。
Under conditions where the traveling wind of the vehicle V is weak, the
ECU10は、モータ21のオイルFLの温度が高くなり得る条件下において、オイルFLの温度の推定を実行してもよい。モータ21のオイルFLの温度が高くなり得る条件としては、例えば、エンジン温度が所定のエンジン温度閾値以上である場合、外気温度が所定の外気温度閾値以上である場合、等が挙げられる。エンジン温度閾値としては、例えば80℃であってもよい。外気温度閾値としては、例えば20℃であってもよい。この場合、過熱によるオイルFLの劣化を効果的に抑制することができる。
The
ECU10は、推定式として上述した式(1)で表される多項式によってオイルFLの温度TFLを推定したが、これに限定されるものではない。推定式としては、k1×T1,k2×T2,k3×N,k4×TQ,及びk5×T3を少なくとも含む複数の項の和からなる多項式であれば、その他の項が追加されてもよい。その他の項としては、例えば、温度を表す温度パラメータ、車両Vにおいて直接的又は間接的にオイルFLの温度変化を生じさせる熱源に関する温度パラメータ、車両Vの走行状態に関するパラメータ、オイルFLの温度変化に直接的に寄与し得るパラメータ、及び、オイルFLの温度変化への熱源の寄与度を変化させ得るパラメータ、の少なくともいずれか1つを含む項であってもよい。これらのパラメータには、所定の係数が乗算されていてもよい。
Although the
1…冷媒温度推定装置、10…ECU(推定部)、11…モータ温度センサ(第1取得部)、12…水温センサ(第2取得部)、13…吸気温度センサ(第3取得部)、14…モータ回転数センサ(第4取得部)、20…エンジン(内燃機関)、21…モータ(電動発電機)、25…インバータ(第4取得部)、FL…オイル(冷媒)、V…車両。 Reference Signs List 1: refrigerant temperature estimation device 10: ECU (estimation unit) 11: motor temperature sensor (first acquisition unit) 12: water temperature sensor (second acquisition unit) 13: intake air temperature sensor (third acquisition unit) 14 Motor rotational speed sensor (fourth acquisition unit) 20 engine (internal combustion engine) 21 motor (motor generator) 25 inverter (fourth acquisition unit) FL oil (refrigerant) V vehicle .
Claims (4)
前記電動発電機の温度を取得する第1取得部と、
前記内燃機関の温度を取得する第2取得部と、
外気温度を取得する第3取得部と、
前記車両の走行状態に関するパラメータを取得する第4取得部と、
前記電動発電機の温度、前記内燃機関の温度、前記外気温度、及び前記パラメータを入力とする推定式に基づいて、前記電動発電機の冷媒の温度を推定する推定部と、
を備える、冷媒温度推定装置。 A refrigerant temperature estimation device for estimating a temperature of a refrigerant of the motor generator in a vehicle including an internal combustion engine and a motor generator,
A first acquisition unit for acquiring the temperature of the motor generator;
A second acquisition unit for acquiring the temperature of the internal combustion engine;
A third acquisition unit for acquiring the outside air temperature;
A fourth acquisition unit for acquiring a parameter relating to the running state of the vehicle;
An estimation unit configured to estimate the temperature of the refrigerant of the motor generator based on an estimation formula using the temperature of the motor generator, the temperature of the internal combustion engine, the outside air temperature, and the parameter as inputs;
A refrigerant temperature estimation device comprising:
但し、
T1:前記電動発電機の温度の時間平均値
T2:前記内燃機関の温度の時間平均値
T3:前記外気温度の時間平均値
N:前記電動発電機の回転数の時間平均値
TQ:前記電動発電機のトルクの絶対値の時間平均値
k1,k2,k3,k4,k5:所定の係数 The estimation unit uses a polynomial composed of a sum of a plurality of terms including at least k 1 × T 1 , k 2 × T 2 , k 3 × N, k 4 × TQ, and k 5 × T 3 as the estimation formula. The refrigerant temperature estimation device according to claim 3, wherein the refrigerant temperature is estimated.
However,
T 1 : Time average value of the temperature of the motor generator
T 2 : Time average value of the temperature of the internal combustion engine
T 3 : Time average value of the outside air temperature
N: Time average value of the rotational speed of the motor generator
TQ: time average value of absolute value of torque of the motor generator
k 1 , k 2 , k 3 , k 4 , k 5 : predetermined coefficients
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018008997A JP2019129577A (en) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | Refrigerant temperature estimation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018008997A JP2019129577A (en) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | Refrigerant temperature estimation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019129577A true JP2019129577A (en) | 2019-08-01 |
Family
ID=67471423
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018008997A Pending JP2019129577A (en) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | Refrigerant temperature estimation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019129577A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112576730A (en) * | 2019-09-27 | 2021-03-30 | 日本电产东测株式会社 | Control device for motor unit |
-
2018
- 2018-01-23 JP JP2018008997A patent/JP2019129577A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112576730A (en) * | 2019-09-27 | 2021-03-30 | 日本电产东测株式会社 | Control device for motor unit |
JP2021057945A (en) * | 2019-09-27 | 2021-04-08 | 日本電産トーソク株式会社 | Control device of motor unit |
US11739741B2 (en) | 2019-09-27 | 2023-08-29 | Nidec Tosok Corporation | Control device for motor unit |
JP7367429B2 (en) | 2019-09-27 | 2023-10-24 | ニデックパワートレインシステムズ株式会社 | Motor unit control device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2698615B1 (en) | Electric motor winding temperature detection method and device as well as electric motor thermal protection method and device | |
US9893673B2 (en) | Method and system for use in dynamometer testing of a motor vehicle | |
CN104165709B (en) | Diagnosis device for temperature sensor | |
CN105588665B (en) | Method for determining motor winding temperature | |
JP2016031876A (en) | Battery cooling state determination device, electric vehicle and battery cooling state determination method | |
JP6378708B2 (en) | Rotating electrical machine control system | |
JP5984172B2 (en) | Cooling control device and cooling control method for motor for electric vehicle | |
JP7120062B2 (en) | BATTERY CHARGE/DISCHARGE CONTROL DEVICE AND BATTERY CHARGE/DISCHARGE CONTROL METHOD | |
JP6294375B2 (en) | Refrigerant temperature estimation device and rotating electrical machine temperature estimation device | |
JP2019129577A (en) | Refrigerant temperature estimation device | |
CN110048175B (en) | Battery system | |
CN111678710A (en) | Power assembly test system of vehicle | |
JP2016031877A (en) | Battery deterioration determination device, hybrid vehicle, and battery deterioration determination method | |
JP2013056569A (en) | Tire dynamic radius learning method of hybrid vehicle | |
JP5578336B2 (en) | Control device for hybrid vehicle | |
JP6646254B2 (en) | Vehicle motor torque estimation device | |
ITOH et al. | In-wheel motor system | |
WO2017099655A1 (en) | A method and a system for controlling an output torque of an electric machine in a vehicle | |
JP6642462B2 (en) | Temperature estimation system for rotating electric machines | |
Tseng et al. | Dynamic simulation model for hybrid electric scooters | |
JP6638637B2 (en) | Temperature estimation system for rotating electric machines | |
JP2015125036A (en) | Battery internal state estimation device | |
JP7126400B2 (en) | Temperature sensor oil immersion determination device and electric motor control device | |
JP6720654B2 (en) | Clutch durability determination system, vehicle and clutch durability determination method | |
JP5995709B2 (en) | In-vehicle motor cooling system |