JP6221115B2 - 温度センサ異常検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に備わる回転電機の温度センサ異常検出装置に関する。

ハイブリッド車は、エンジンの動力で発電する回転電機であるジェネレータ、及び、車両走行用動力を発生させる回転電機であるモータを有する。ジェネレータ及びモータは、部品保護のため、それぞれのＵ相コイル及びＷ相コイルに、それぞれ温度センサを設けている。

従来技術では、上記温度センサはそれぞれ独立して故障診断を行っており、「天絡・短絡故障」あるいは「地絡・断線故障」という単純な２種類の故障モードのみを検出する制御ロジックを採用していた。

特開２０１０−５７２９２号公報 特開２００３−２８６８８８号公報

しかしながら、例えば、ジェネレータ及びモータが停止してより一定時間が経過し、ジェネレータ及びモータの温度の真値が２０℃まで低下したにも関わらず、温度センサの検出値が１００℃のまま固着してしまうなどの、温度センサの特性異常については、各温度センサが独立で故障診断を行っていたために従来技術で検出することができなかった。

この問題に対して、先行文献では様々な故障診断方法が提案されている。上記特許文献１には、走行用バッテリの二次電池の温度を検出する複数の温度センサにより検出した各温度の平均値に基づき、個々の温度センサの異常を検出する技術が開示されている。また、上記特許文献２には、車両の各部位に備えられた複数の温度センサによって検出した温度のうち、２つの温度の偏差に基づき、個々の温度センサの異常を検出する技術が開示されている。しかしながら、上記特許文献１，２では、複数の温度センサが故障した際には、異常を検出することができない可能性がある。

本発明では、回転電機の冷却系に設けられる複数の温度センサのうち最も信頼性の高い温度センサの検出値に基づき、温度センサの異常を正確に検出することができる温度センサ異常検出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る温度センサ異常検出装置は、
車両に搭載され、同一冷媒により冷却される第１回転電機及び第２回転電機と、
前記第１回転電機を冷却した前記冷媒と前記第２回転電機を冷却した前記冷媒との合流位置に設けられる冷媒貯留部と、
前記冷媒貯留部の前記冷媒の温度を検出する冷媒貯留部温度センサと、
前記第１回転電機の温度を検出する第１回転電機温度センサと、
前記第２回転電機の温度を検出する第２回転電機温度センサと、
前記冷媒貯留部温度センサの検出値に基づき、前記第１回転電機温度センサ及び前記第２回転電機温度センサの異常を検出する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記第１回転電機及び前記第２回転電機が停止してより所定時間が経過している状態で、前記冷媒貯留部温度センサによる検出値と前記第１回転電機温度センサ又は前記第２回転電機温度センサによる検出値との差分が、所定値を超える場合に、前記第１回転電機温度センサ又は前記第２回転電機温度センサが異常であると判断する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る温度センサ異常検出装置は、
上記第１の発明に係る温度センサ異常検出装置において、
前記冷媒貯留部温度センサは、前記冷媒に常時浸漬している
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係る温度センサ異常検出装置は、
上記第１又は２の発明に係る温度センサ異常検出装置において、
前記冷媒貯留部は、前記第１回転電機と前記第２回転電機のうち、下方に位置する回転電機よりも、さらに下方に設けられる
ことを特徴とする。

本発明に係る温度センサ異常検出装置によれば、複数の温度センサのうち最も信頼性の高い温度センサの検出値に基づき、温度センサの異常を正確に検出することができる。

本発明の実施例１に係る温度センサ異常検出装置を説明する概略図である。 本発明の実施例１における第１ＥＣＵ及び第２ＥＣＵによる制御を説明するフローチャートである。

以下、本発明に係る温度センサ異常検出装置を実施例にて図面を用いて説明する。

［実施例１］
本発明の実施例１に係る温度センサ異常検出装置について、まず、図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施例１に係る温度センサ異常検出装置の概略図である。

まず、本発明の実施例１に係る温度センサ異常検出装置は、ハイブリッド車などに搭載される２つの回転電機の温度を検出する温度センサの故障を判断するものであり、ジェネレータ１１、モータ１２、オイル貯留部１３、オイル用管路１４、ポンプ１５及びラジエータ１６、オイル貯留部温度センサ１７、ジェネレータＷ相コイル温度センサ１８、ジェネレータＵ相コイル温度センサ１９、モータＷ相コイル温度センサ２０、モータＵ相コイル温度センサ２１及びＥＣＵ（制御部）２２，２３を備える。

従来同様、ジェネレータ１１は、エンジンの動力で発電する回転電機（第１回転電機）であり、モータ１２は、車両走行用動力を発生させる回転電機（第２回転電機）である。図１では、ジェネレータ１１がモータ１２よりも下方に配置されている様子が示されている。

オイル用管路１４は、ジェネレータ１１及びモータ１２を冷却するオイルを流通させるための管路であり、図１中の白抜き矢印がオイルの流通方向を示している。ポンプ１５はオイル用管路１４内にてオイルを循環させるものである。ラジエータ１６は、オイル用管路１４内のオイルを冷却するものである。さらに、オイル貯留部１４は、オイル用管路１４において、ジェネレータ１１を冷却した後のオイルと、モータ１２を冷却した後のオイルとの合流位置、かつ、ジェネレータ１１の下方の位置に設けられ、オイルを貯留するものである。

オイル貯留部温度センサ１７は、オイル貯留部１４のオイルの温度を検出する温度センサである。ジェネレータＷ相コイル温度センサ１８は、ジェネレータ１１のＷ相コイルの温度を検出する温度センサである。ジェネレータＵ相コイル温度センサ１９は、ジェネレータ１１のＵ相コイルの温度を検出する温度センサである。モータＷ相コイル温度センサ２０は、モータ１２のＷ相コイルの温度を検出する温度センサである。モータＵ相コイル温度センサ２１は、モータ１２のＵ相コイルの温度を検出する温度センサである。

２つの回転電機（ジェネレータ１１及びモータ１２）にそれぞれ設けられた温度センサ１８，１９，２０，２１は、回転電機の振動及び発熱による熱害の影響を受けやすい。一方、オイル貯留部温度センサ１７は、上記振動及び発熱の影響がないため上記センサよりも故障しにくい。したがって、本発明の実施例１に係る温度センサ異常検出装置では、最も信頼性の高いオイル貯留部温度センサ１７の検出値に基づき、温度センサ１８，１９，２０，２１の異常を検出する。

第１ＥＣＵ２２は、オイル貯留部温度センサ１７の検出値に基づき、ジェネレータＷ相コイル温度センサ１８及びジェネレータＵ相コイル温度センサ１９の異常を検出するものである。

詳述すれば、第１ＥＣＵ２２は、ジェネレータ１１及びモータ１２が停止してより所定時間経過後、オイル貯留部温度センサ１７による検出値と、ジェネレータＷ相コイル温度センサ１８による検出値とを比較し、これら２つの検出値の差分が所定値を超えると、ジェネレータＷ相コイル温度センサ１８が故障していると判断する（異常を検出する）。また、第１ＥＣＵ２２は、ジェネレータＵ相コイル温度センサ１９についても同様の制御を行う。

なお、上記所定時間とは、例えば、オイル貯留部温度センサ１７及び各回転電機１１，１２に設けられた各温度センサ１８，１９，２０，２１による検出値の時間変化が一定となる時間を指す。すなわち、停止した直後のジェネレータ１１、モータ１２及びオイルの実際の温度から、ジェネレータ１１及びモータ１２の駆動時の発熱の影響が除外され、ジェネレータ１１、モータ１２及びオイルの実際の温度が概ね等しくなる程度の時間（例えば、１時間程度）を指す。所定時間の定義については以下同様である。

また、第２ＥＣＵ２３は、オイル貯留部温度センサ１７の検出値に基づき、モータＷ相コイル温度センサ２０及びモータＵ相コイル温度センサ２１の異常を検出するものである。

詳述すれば、第２ＥＣＵ２３は、ジェネレータ１１及びモータ１２が停止してより所定時間経過後、オイル貯留部温度センサ１７による検出値と、モータＷ相コイル温度センサ２０による検出値とを比較し、これら２つの検出値の差分が所定値を超えると、モータＷ相コイル温度センサ２０が故障していると判断する（異常を検出する）。また、第２ＥＣＵ２３は、モータＵ相コイル温度センサ２１についても同様の制御を行う。
このように、最も故障しにくいオイル貯留部温度センサ１７を基準として各回転電機１１，１２に設けられた温度センサ１８，１９，２０，２１の異常を判定するので、温度センサ１８，１９，２０，２１のうちの複数に異常が発生したとしても、異常が発生したすべてのセンサを検出することができる。さらに、オイル貯留部温度センサ１７を基準とすることで、どの温度センサが故障したのかを確実に特定することができるので、修理作業が容易となる。

図２は、第１ＥＣＵ２２及び第２ＥＣＵ２３による制御を説明するフローチャートである。以下、第１ＥＣＵ２２及び第２ＥＣＵ２３による制御を、図２を用いて説明する。なお、下記ステップＳ３〜５は、第１ＥＣＵ２２のみによる制御、下記ステップＳ６〜８は、第２ＥＣＵ２３のみによる制御である。

まず、第１ＥＣＵ２２及び第２ＥＣＵ２３は、車両電源がＯＮとなると制御を開始する。

ステップＳ１，２では、車両を放置した時間、すなわち、ジェネレータ１１及びモータ１２停止後の経過時間を確認し、当該時間が所定時間以上であるか否かを判断する。当該時間が所定時間未満である場合は、ステップＳ９へ移行し、当該時間が所定時間以上である場合は、ステップＳ３，６へ移行する。

ステップＳ３，４では、オイル貯留部温度センサ１７による検出値と、ジェネレータＷ相コイル温度センサ１８による検出値とを比較し、これら２つの検出値の差分が所定値以内であるか否かを判断する。当該差分が所定値以内である場合には、ステップＳ９へ移行し、当該差分が所定値を超える場合には、ステップＳ５へ移行する。

ステップＳ５では、ジェネレータＷ相コイル温度センサ１８が故障しているものと判断する（異常を検出する）。

上記ステップＳ３〜５では、ジェネレータＷ相コイル温度センサ１８についてのみ言及したが、実際には、ジェネレータＵ相コイル温度センサ１９についても同様の制御を行い、故障を判断する（異常を検出する）。

ステップＳ６，７では、オイル貯留部温度センサ１７による検出値と、モータＷ相コイル温度センサ２０による検出値とを比較し、これら２つの検出値の差分が所定値以内であるか否かを判断する。当該差分が所定値以内である場合には、ステップＳ９へ移行し、当該差分が所定値を超える場合には、ステップＳ５へ移行する。

ステップＳ８では、モータＷ相コイル温度センサ２０が故障しているものと判断する（異常を検出する）。

上記ステップＳ６〜８では、モータＷ相コイル温度センサ２０についてのみ言及したが、実際には、モータＵ相コイル温度センサ２１についても同様の制御を行い、故障を判断する（異常を検出する）。

ステップＳ９では、第１ＥＣＵ２２及び第２ＥＣＵ２３による制御を終了し、他のモードへ移行する。
以上が、第１ＥＣＵ２２及び第２ＥＣＵ２３による制御についての説明である。

上述では、本発明の実施例１に係る温度センサ異常検出装置が、第１ＥＣＵ２２及び第２ＥＣＵ２３の２つのＥＣＵを備えるものとしたが、本実施例はＥＣＵの個数を限定するものではない。

また、上述では、オイルによりジェネレータ１１及びモータ１２を冷却するものとしたが、本実施例はジェネレータ１１及びモータ１２を冷却する冷媒を用いていればよく、冷媒の物質を特に限定する必要はない。

さらに、上述では、ジェネレータ１１がモータ１２よりも下方に配置されているものとしたが、本実施例はこれに限定されるものではなく、ジェネレータ１１とモータ１２はどちらが下方であってもよい。ただし、オイル貯留部１３は、２つの回転電機（ジェネレータ１１及びモータ１２）のうち、下方に位置する回転電機よりも、さらに下方に設けられるものとするのが好ましい。このようにすることで、２つの回転電機を冷却した後のオイル（冷媒）を溜めやすくなり、より正確に温度センサ１８，１９，２０，２１の故障を判断する（異常を検出する）ことができる。

さらに、オイル貯留部温度センサ１７は、オイル（冷媒）に常時浸漬しているものとするのが好ましい。これにより、オイル（冷媒）そのものの温度を検出することができ、より正確に温度センサ１８，１９，２０，２１の故障を判断する（異常を検出する）ことができる。

さらに、上述では、ジェネレータ１１の温度を検出する温度センサが２つ（温度センサ１８，１９）、モータ１２の温度を検出する温度センサが２つ（温度センサ２０，２１）、それぞれ備わるものとしたが、本実施例ではジェネレータ１１及びモータ１２に備わる温度センサの個数を限定するものではない。

以上、本発明の実施例１に係る温度センサ異常検出装置について説明したが、本発明の実施例１に係る温度センサ異常検出装置は、上述の構成及び制御により、複数の温度センサのうち最も信頼性の高い温度センサの検出値に基づき、温度センサの異常を正確に検出することができる。

本発明は、車両に備わる回転電機の温度センサ異常検出装置として好適である。

１１ ジェネレータ（第１回転電機）
１２ モータ（第２回転電機）
１３ オイル貯留部（冷媒貯留部）
１４ オイル用管路
１５ ポンプ
１６ ラジエータ
１７ オイル貯留部温度センサ（冷媒貯留部温度センサ）
１８ ジェネレータＷ相コイル温度センサ（第１回転電機温度センサ）
１９ ジェネレータＵ相コイル温度センサ（第１回転電機温度センサ）
２０ モータＷ相コイル温度センサ（第２回転電機温度センサ）
２１ モータＵ相コイル温度センサ（第２回転電機温度センサ）
２２ 第１ＥＣＵ（制御部）
２３ 第２ＥＣＵ（制御部）

Claims (3)

1. 車両に搭載され、同一冷媒により冷却される第１回転電機及び第２回転電機と、
   前記第１回転電機を冷却した前記冷媒と前記第２回転電機を冷却した前記冷媒との合流位置に設けられる冷媒貯留部と、
   前記冷媒貯留部の前記冷媒の温度を検出する冷媒貯留部温度センサと、
   前記第１回転電機の温度を検出する第１回転電機温度センサと、
   前記第２回転電機の温度を検出する第２回転電機温度センサと、
   前記冷媒貯留部温度センサの検出値に基づき、前記第１回転電機温度センサ及び前記第２回転電機温度センサの異常を検出する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記第１回転電機及び前記第２回転電機が停止してより所定時間が経過している状態で、前記冷媒貯留部温度センサによる検出値と前記第１回転電機温度センサ又は前記第２回転電機温度センサによる検出値との差分が、所定値を超える場合に、前記第１回転電機温度センサ又は前記第２回転電機温度センサが異常であると判断する
   ことを特徴とする温度センサ異常検出装置。
2. 前記冷媒貯留部温度センサは、前記冷媒に常時浸漬している
   ことを特徴とする請求項１に記載の温度センサ異常検出装置。
3. 前記冷媒貯留部は、前記第１回転電機と前記第２回転電機のうち、下方に位置する回転電機よりも、さらに下方に設けられる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の温度センサ異常検出装置。

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