JP2021002918A - モータ冷却システム - Google Patents
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Abstract
【課題】モータが必要とする流量のオイルをモータに供給可能な技術を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係るモータ冷却システム1は、モータ10と、オイルポンプ20と、オイルポンプ20とモータ10との間に設けられ、内部のオイル量に応じた流量のオイルをモータ10に供給可能な供給路16と、を備え、モータ10に必要なオイルの供給流量に応じた流量のオイルを供給路16に流入させる。例えば、モータに必要な供給流量は、モータ10の耐熱性能を考慮して決定される。【選択図】図2
Description
本発明は、モータ冷却システムに関する。
例えば、エンジンで駆動されるオイルポンプによって、オイルパンからオイルを吸い上げ、モータに冷却用のオイルを供給する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、エンジン駆動されるオイルポンプを利用する場合、通常、エンジンの稼働状態(例えば、回転数)によって、モータに供給されるオイルの流量が決定される可能性がある。そのため、モータが必要とするオイルの流量と、モータに供給される実際のオイルの流量との間に乖離が生じる可能性がある。
そこで、上記課題に鑑み、モータが必要とする流量のオイルをモータに供給可能な技術を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の一実施形態では、
モータと、
オイルポンプと、
前記オイルポンプと前記モータとの間に設けられ、内部のオイル量に応じた流量のオイルを前記モータに供給可能なオイル通路と、を備え、
前記モータに必要なオイルの供給流量に応じた流量のオイルを前記オイル通路に流入させる、
モータ冷却システムが提供される。
モータと、
オイルポンプと、
前記オイルポンプと前記モータとの間に設けられ、内部のオイル量に応じた流量のオイルを前記モータに供給可能なオイル通路と、を備え、
前記モータに必要なオイルの供給流量に応じた流量のオイルを前記オイル通路に流入させる、
モータ冷却システムが提供される。
本実施形態によれば、モータ冷却システムは、オイル通路のオイル量によって、モータに供給するオイルの流量を調整することができる。また、モータ冷却システムは、モータに必要なオイルの供給流量に応じて、オイル通路のオイル量を調整することができる。そのため、モータ冷却システムは、モータに必要な流量がオイル通路からモータに供給されるように、オイル通路のオイル量を調整することができる。従って、モータ冷却システムは、モータが必要とする流量のオイルをモータに供給することができる。
上述の実施形態によれば、モータが必要とする流量のオイルをモータに供給可能な技術を提供することができる。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
[モータ冷却システムの構成]
まず、図1を参照して、本実施形態に係るモータ冷却システム1の構成を説明する。
まず、図1を参照して、本実施形態に係るモータ冷却システム1の構成を説明する。
図1は、本実施形態に係るモータ冷却システム1の構成の一例を示す図である。
図中にて、実線矢印は、モータ10の冷却用オイル(以下、単に「オイル」)の流れを表し、点線矢印は、信号伝達の流れを表す。
図1に示すように、本実施形態に係るモータ冷却システム1は、モータ10と、オイルポンプ20と、オイルパン30と、ECU(Electronic Control Unit)40と、センサ50を含む。モータ冷却システム1は、車両に搭載され、オイルポンプ20を用いて、モータ10にオイルを供給し、モータ10を冷却する。オイルは、例えば、ATF(Automatic Transmission Fluid)である。
モータ10は、例えば、車両の駆動力源であり、所定の動力伝達装置(例えば、ディファレンシャルやドライブシャフト等)を通じて、駆動輪に車両を駆動させるためのトルクを伝達する。モータ10は、車両に搭載される電源(例えば、リチウムイオンバッテリ等の蓄電装置や、エンジンで駆動される発電機、或いは、燃料電池等の発電装置)から供給される電力で駆動される。
モータ10は、ロータ11と、ステータ12と、ロータ11及びステータ12を収容するケース13と、ケース13の軸方向の一端に設けられる開放端を塞ぐカバー14と、を含む。
また、モータ10には、オイルポンプ20から供給されるオイルが流れる流入路15及び供給路16が設けられる。
流入路15は、ケース13の閉塞端から開放端に亘って設けられる。流入路15は、ケース13の閉塞端側の一端が閉塞端を貫通する形でオイルポンプ20と接続され、その他端が供給路16の上端部に接続される。
供給路16(オイル通路の一例)は、カバー14の上下方向に亘って設けられる。供給路16は、その上端部で流入路15と接続され、その下端部でロータ11(例えば、軸心)に設けられる油路と接続される。供給路16には、流入路15を通じてオイルポンプ20から供給されるオイルが保持され、内部のオイルの量、具体的には、保持されているオイル面の底面からの高さ(以下、単に「供給路16のオイル高さ」)hに応じた流量のオイルをロータ11に供給することができる。
オイルポンプ20は、オイルパン30からオイルを吸い上げ、流入路15に吐出する。オイルポンプ20は、例えば、車両に搭載されるエンジンの動力で駆動される。エンジンは、車両の駆動力源であってもよいし、モータ10に電力を供給する発電機を駆動するための発電用であってもよい。また、オイルポンプ20は、車両に搭載される電源から供給される電力で駆動されてもよい。
オイルパン30は、オイルを貯留する。オイルパン30は、オイルポンプ20及びロータ11内の油路と繋がっており、オイルポンプ20にオイルを供給すると共に、ロータ11の内部の油路から流れ込むオイルを受け止め、貯留する。
尚、オイルパン30からオイルポンプ20、流入路15、供給路16、及びロータ11の内部の油路を経由してオイルパン30に戻るオイルの循環経路上には、モータ10(ロータ11)を冷却し、温度が上昇したオイルを冷却するためのオイルクーラが配置される。
ECU40は、モータ冷却システム1に関する制御(例えば、オイルポンプ20の制御)を行う。ECU40は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)等のメモリ装置、ROM(Read Only Memory)等の不揮発性の補助記憶装置、及び外部と入出力を行うインタフェース装置を含むコンピュータを中心に構成される。
センサ50は、ECU40によるモータ冷却システム1に関する制御に用いられる車両に関する検出情報(以下、「車両情報」)を取得する。センサ50は、例えば、オイルポンプ20を駆動するエンジンの回転数(以下、「エンジン回転数」)Neに関する情報(例えば、クランク角やカム角等に関する情報)を検出するエンジン回転数センサを含む。また、センサ50は、例えば、車両の横方向(左右方向)の加速度を検出する加速度センサを含む。また、センサ50は、モータ10(ロータ11)を冷却するオイルの油温を検出する油温センサを含む。また、センサ50は、モータ10の回転数(以下、「モータ回転数」)を検出するモータ回転数センサを含む。センサ50の出力(車両情報)は、一対一の通信線やCAN(Controller Area Network)等の車載ネットワークを通じて、ECU40に取り込まれる。
[モータ冷却制御処理]
次に、図2、図3を参照して、ECU40による制御処理(以下、「モータ冷却制御処理」)について説明する。
次に、図2、図3を参照して、ECU40による制御処理(以下、「モータ冷却制御処理」)について説明する。
<モータ冷却制御処理の一例>
図2は、ECU40によるモータ冷却制御処理の一例を概略的に示すフローチャートである。本フローチャートは、例えば、車両の起動(イグニッションオン)時の初期処理完了後から車両の停止(イグニッションオフ)時の終了処理開始前までの間で、繰り返し実行される。以下、図3のフローチャートについても同様である。
図2は、ECU40によるモータ冷却制御処理の一例を概略的に示すフローチャートである。本フローチャートは、例えば、車両の起動(イグニッションオン)時の初期処理完了後から車両の停止(イグニッションオフ)時の終了処理開始前までの間で、繰り返し実行される。以下、図3のフローチャートについても同様である。
図2に示すように、ステップS102にて、ECU40は、パラメータの初期化を行い、ステップS104に進む。具体的には、ECU40は、時刻t及び供給路16のオイル高さhを共に"0"に初期設定する(t=0&h=0)。
ステップS104にて、ECU40は、ステップS106以降の処理の開始条件が成立しているか否かを判定する。
開始条件には、オイルポンプ20がエンジンの動力で駆動される場合、例えば、"前回のエンジンの自動停止機能の解除、即ち、エンジンの自動始動からの経過時間が所定の閾値以上であること"が含まれる。モータ10(ロータ11)に供給されるオイルの流量を制御するためには、オイルポンプ20が定常状態に移行している必要があるからである。
また、開始条件には、例えば、"センサ50が正常であること"が含まれる。センサ50から正常な出力が得られないと、モータ10(ロータ11)に供給される流量を適切に制御できないからである。
また、開始条件には、例えば、"直近の所定時間内で、車両の横方向の加速度が所定閾値以下であること"が含まれる。車両の横方向の加速度が相対的に大きくなると、オイルに偏り等が生じて、供給路16のオイルの量等を適切に判断できないからである。
また、開始条件には、例えば、"オイルに泡立ちが生じていないこと"が含まれる。オイルに泡立ちが生じてしまうと、本フローチャートの制御処理によって、モータ10(ロータ11)を適切に冷却できないからである。オイルの泡立ちは、センサ50の出力に基づき、既知の方法を用いて判断されうる。
ECU40は、開始条件が成立する、即ち、開始条件に含まれる全ての条件が成立する場合、ステップS106に進み、開始条件が成立しない、即ち、開始条件に含まれる少なくとも一部の条件が成立しない場合、今回の処理を終了する。
ステップS106にて、ECU40は、センサ50の出力に基づき、現在の時刻tにおける流入路15から供給路16への制御周期Δtあたりの流量(以下、「流入流量」)Qin、供給路16の入口のオイルの圧力(以下、「入口圧力」)P1、供給路16の出口のオイルの圧力(以下、「出口圧力」)P2、及びオイルの密度(以下、「オイル密度」)ρを取得し、ステップS108に進む。
流入流量Qinは、例えば、エンジン回転数Ne、及び車両の横方向の加速度をパラメータとする所定のマップに基づき取得(演算)される。流入路15にオイルを供給するオイルポンプ20の作動状態は、エンジン回転数Neによって変化し得るからである。また、流入路15が車両の横方向(左右方向)に延在する場合、流入路15のオイルの動作(流速)は、車両の横方向の加速度に影響されるからである。また、流入流量Qinは、例えば、エンジン回転数Ne、及び車両の横方向の加速度に加えて、オイルの油温をパラメータとする所定のマップに基づき取得(演算)されてもよい。流入路15の両端部、つまり、オイルポンプ20及び供給路16のそれぞれとの接続部からのオイル漏れによって、流入流量Qinが変動しうるところ、オイル漏れの量は、オイルの油温に影響されるからである。これにより、ECU40は、オイルポンプ20から供給路16までのオイル漏れの量を考慮した流入流量Qinを取得することができる。
入口圧力P1は、例えば、オイルの油温をパラメータとする所定のマップに基づき取得(演算)される。
出口圧力P2は、例えば、モータ回転数をパラメータとする所定のマップに基づき取得(演算)される。出口圧力P2は、オイルの供給先であるモータ10の回転状態に影響されるからである。
オイル密度ρは、例えば、オイルの油温をパラメータとする所定のマップに基づき取得(演算)される。
ステップS108にて、ECU40は、ステップS106で取得した流入流量Qin、入口圧力P1、出口圧力P2、及びオイル密度ρに基づき、現時刻tにおける供給路16のオイル高さh、及び供給路16の出口から流出する制御周期Δtあたりの流量(以下、「流出流量」)Qoutを推定し、ステップS110に進む。流出流量Qoutは、供給路16からモータ10(ロータ11)への制御周期Δtあたりの供給流量に相当する。
例えば、ECU40は、以下の式(1)、(2)に基づき、現時刻tにおける供給路16のオイル高さh(t)、及び流出流量Qout(t)を推定する。
ステップS110にて、ECU40は、ステップS108で推定した供給路16の流出流量Qoutが所定の要件(以下、「流出流量要件」)を満足するか否かを判定する。
流出流量要件は、モータ10の耐熱性能に関する要件(以下、「耐熱性能要件」)を含む。耐熱性能要件は、例えば、"流出流量Qoutが所定閾値Qth1より大きいこと(Qout>Qth1)"を含む。所定閾値Qth1は、モータ10の温度が耐熱性能の基準(上限値)を超えないために必要な流出流量Qoutの下限値に相当する。所定閾値Qth1は、例えば、モータ10のトルク、及びモータ回転数をパラメータとする所定のマップに基づき取得(演算)される。また、所定閾値Qth1は、例えば、モータ10のトルク、及びモータ回転数に加えて、モータ10の温度をパラメータとする所定のマップに基づき取得(演算)されてもよい。モータ10の温度が高く(低く)なるほど、モータ10の温度が耐熱性能の基準(上限値)を超えないために必要な流出流量Qoutが多く(少なく)なるからである。この場合、センサ50は、モータ10の温度を検出する温度センサ(例えば、サーミスタ等)を含む。
また、流出流量要件は、モータ10に供給されるオイルによるエネルギ消費(例えば、燃料消費)性能への影響に関する要件(以下、「エネルギ消費性能要件」)を含む。エネルギ消費性能要件は、例えば、"流出流量Qoutが所定閾値Qth2より小さいこと(Qout<Qth2)"を含む。所定閾値Qth2は、モータ10に供給されるオイルによる引き摺りトルクがモータ10を含む車両のエネルギ消費に影響を与えないと判断される、流出流量Qoutの上限値に相当する。所定閾値Qth2は、例えば、モータ回転数をパラメータとする所定のマップに基づき取得(演算)される。
つまり、流出流量要件は、例えば、"流出流量Qoutが所定閾値Qth1より大きく且つ所定閾値Qth2より小さいこと(Qth1<Qout<Qth2)"である。
ECU40は、供給路16の流出流量Qoutが流出流量要件を満足する場合、ステップS114に進み、流出流量Qoutが流出流量要件を満足しない場合、ステップS112に進む。
ステップS112にて、ECU40は、オイルポンプ20を制御することにより、流出流量Qoutが流出流量要件を満足するように、供給路16の流入流量Qinの制御を行う。このとき、ECU40は、可変容量式のオイルポンプ20を直接制御してもよいし、オイルポンプ20を駆動する駆動力源(例えば、エンジン)の作動状態を制御することにより、間接的に、オイルポンプ20を制御してもよい。これにより、ECU40は、流入流量Qinを調整することにより、供給路16のオイル量(オイル高さh)を調整し、結果として、流出流量Qoutを流出流量要件が成立するように調整する(増減させる)ことができる。
ステップS114にて、ECU40は、時刻tを制御周期Δtだけカウントアップ(t=t+Δt)し、ステップS104に戻って、ステップS104以降の処理を繰り返す。
<モータ冷却制御処理の他の例>
図3は、ECU40によるモータ冷却制御処理の他の例を概略的に示すフローチャートである。
図3は、ECU40によるモータ冷却制御処理の他の例を概略的に示すフローチャートである。
図3に示すように、ステップS202〜S208は、図2のステップS102〜S108の処理と同じであるため、説明を省略する。
ステップS210にて、ECU40は、車両において、エネルギ消費の抑制を優先する走行モード(以下、「ECOモード」)が選択されているか否かを判定する。ECU40は、車両において、ECOモードが選択されていない場合、ステップS212に進み、ECOモードが選択されている場合、ステップS214に進む。
ステップS212にて、ECU40は、流出流量要件を緩和する。具体的には、ECU40は、流出流量要件に含まれる耐熱性能要件及びエネルギ消費性能要件のうちのエネルギ消費性能要件を解除し、流出流量要件として耐熱性能要件のみを採用する。
ステップS214にて、ECU40は、ステップS208で推定した供給路16の流出流量Qoutが流出流量要件を満足するか否かを判定する。ECU40は、供給路16の流出流量Qoutが流出流量要件を満足する場合、ステップS218に進み、流出流量Qoutが流出流量要件を満足しない場合、ステップS216に進む。
このとき、ECU40は、ステップS212を経由していない場合、つまり、車両でECOモードが選択されている場合、流出流量Qoutが耐熱性能要件及びエネルギ消費性能要件の双方を満足しているか否かを判定する。一方、ECU40は、ステップS212を経由している場合、つまり、車両でECOモードが選択されていない場合、流出流量Qoutが耐熱性能要件及びエネルギ消費性能要件のうちの耐熱性能要件を満足しているか否かだけを判定する。これにより、ECU40は、車両のユーザがエネルギ消費性能を優先しているか否かに応じて、流入流量Qinの制御態様を変更することができる。
ステップS216,S218は、図2のステップS112,S114の処理と同じであるため、説明を省略する。
[本実施形態の作用]
次に、本実施形態に係るモータ冷却システム1の作用について説明する。
次に、本実施形態に係るモータ冷却システム1の作用について説明する。
本実施形態では、モータ冷却システム1は、モータ10と、オイルポンプ20と、オイルポンプ20とモータ10との間に設けられ、内部のオイル量に応じた流量のオイルをモータ10に供給可能な供給路16と、を備える。そして、モータ冷却システム1は、ECU40の制御下で、モータ10に必要なオイルの供給流量に応じた流量のオイルを供給路16に流入させる。
これにより、モータ冷却システム1は、供給路16のオイル量によって、モータ10に供給するオイルの流量を調整することができる。また、モータ冷却システム1は、モータ10に必要なオイルの供給流量に応じて、供給路16のオイル量を調整することができる。そのため、モータ冷却システム1は、モータ10に必要な流量が供給路16からモータ10に供給されるように、供給路16のオイル量を調整することができる。従って、モータ冷却システム1は、モータ10が必要とする流量のオイルをモータ10に供給することができる。
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・改良が可能である。
1 モータ冷却システム
10 モータ
11 ロータ
12 ステータ
13 ケース
14 カバー
15 流入路
16 供給路(オイル通路)
20 オイルポンプ
30 オイルパン
40 ECU
50 センサ
10 モータ
11 ロータ
12 ステータ
13 ケース
14 カバー
15 流入路
16 供給路(オイル通路)
20 オイルポンプ
30 オイルパン
40 ECU
50 センサ
Claims (1)
- モータと、
オイルポンプと、
前記オイルポンプと前記モータとの間に設けられ、内部のオイル量に応じた流量のオイルを前記モータに供給可能なオイル通路と、を備え、
前記モータに必要なオイルの供給流量に応じた流量のオイルを前記オイル通路に流入させる、
モータ冷却システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019114895A JP2021002918A (ja) | 2019-06-20 | 2019-06-20 | モータ冷却システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019114895A JP2021002918A (ja) | 2019-06-20 | 2019-06-20 | モータ冷却システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021002918A true JP2021002918A (ja) | 2021-01-07 |
Family
ID=73995523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019114895A Pending JP2021002918A (ja) | 2019-06-20 | 2019-06-20 | モータ冷却システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021002918A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022153949A1 (ja) | 2021-01-12 | 2022-07-21 | 株式会社アルファ | リッド装置 |
-
2019
- 2019-06-20 JP JP2019114895A patent/JP2021002918A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2022153949A1 (ja) | 2021-01-12 | 2022-07-21 | 株式会社アルファ | リッド装置 |
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