用于車輛的旋轉電機溫度估計系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于車輛的旋轉電機溫度估計系統。提供了一種用于車輛的旋轉電機溫度估計系統。該溫度估計系統包括旋轉電機、冷卻器、溫度傳感器和實際溫度估計部。旋轉電機固定到車輛的車體并且設置在車輛中。旋轉電機包括定子線圈。冷卻器具有用于噴射制冷劑的噴射出口，并且通過由此從噴射出口噴射的制冷劑冷卻定子線圈。溫度傳感器測量定子線圈的溫度。實際溫度估計部通過使用測量溫度和預設的溫度校正值估計定子線圈的實際溫度。實際溫度估計部根據車體的姿態的改變而改變溫度校正值。
【專利說明】
用于車輛的旋轉電機溫度估計系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于車輛的旋轉電機溫度估計系統，該溫度估計系統包括:設置在車體中從而被固定到車體并且包括定子線圈的旋轉電機(rotary electric machine)；配置為冷卻定子線圈的冷卻器；和配置為測量定子線圈的溫度的溫度傳感器。
【背景技術】
[0002]在包括旋轉電機的電動車輛、燃料電池動力車輛或者包括旋轉電機和發動機的混合動力車輛中，在旋轉電機中包括的線圈的溫度被測量從而檢測缺陷或者改進性能。
[0003]日本專利申請公報N0.2013-40783 (JP 2013-40783A)描述了一種用于車輛的旋轉電機溫度估計系統。該溫度估計系統包括設置在車輛中并且包括定子線圈的旋轉電機、配置為噴射制冷劑并且通過制冷劑冷卻定子線圈的冷卻器，和配置為測量定子線圈的溫度的溫度傳感器。在這種配置中，根據旋轉電機的扭矩獲取值、溫度傳感器的測量溫度的變化量，以及與扭矩獲取值和測量溫度的變化量相關聯的溫度校正值，來估計定子線圈的實際溫度。
【發明內容】
[0004]在JP 2013-40783A中描述的配置中，當車體的姿態改變時，固定到車體和冷卻器的溫度傳感器的位置(姿態差異)改變。這改變了從冷卻器噴射的制冷劑相對于將由溫度傳感器測量的部的接觸狀態，和制冷劑被從冷卻器噴射并且與將由溫度傳感器測量的部形成接觸的接觸路徑。由此，溫度傳感器的測量溫度根據車體的姿態而改變，這可能降低定子線圈的實際溫度的估計準確度。
[0005]本發明的一個目的在于提供一種用于車輛的旋轉電機溫度估計系統，該溫度估計系統能夠改進定子線圈的實際溫度的估計準確度。
[0006]本發明的一個方面涉及一種用于車輛的旋轉電機溫度估計系統。該溫度估計系統包括旋轉電機、冷卻器、溫度傳感器，和實際溫度估計部。旋轉電機被固定到車輛的車體并且被設置在車輛中。旋轉電機包括定子線圈。冷卻器具有用于噴射制冷劑的噴射出口，并且通過由此從噴射出口噴射的制冷劑來冷卻定子線圈。溫度傳感器測量定子線圈的溫度。實際溫度估計部通過使用測量溫度和預設的溫度校正值來估計定子線圈的實際溫度。實際溫度估計部根據車體的姿態的改變而改變溫度校正值。
[0007]在以上方面中，實際溫度估計部可以獲取旋轉電機的扭矩值，并且實際溫度估計部可以根據在扭矩值是正值時的扭矩值的改變并且根據在扭矩值是負值時的扭矩值的改變來改變溫度校正值。扭矩值指示車體的姿態的定向是向后傾斜方向還是向前傾斜方向。扭矩值的改變指示車體的姿態在向后傾斜方向和向前傾斜方向之間的改變。
[0008]在以上方面中，該溫度估計系統可以包括操作部。操作部被設置在車輛中并且通過操作指令車輛在向前運動和向后運動之間的轉換。實際溫度估計部可以獲取操作部的操作位置，并且實際溫度估計部可以根據操作位置的改變來改變溫度校正值。操作位置指示車體的姿態的定向是向后傾斜方向還是向前傾斜方向。操作位置的改變指示車體的姿態在向后傾斜方向和向前傾斜方向之間的改變。
[0009]在以上方面中，可以根據旋轉電機的測量溫度的變化量和扭矩值來限定溫度校正值。
[0010]在以上方面中，該溫度估計系統可以進一步包括存儲部。存儲部可以在其中存儲多個映射的數據。映射每一個可以指示在旋轉電機的扭矩值、測量溫度的變化量和溫度校正值之間的關系。該多個映射可以包括第一映射和第二映射。第一映射指示在正扭矩值、測量溫度的變化量和溫度校正值之間的關系。第二映射指示在包括零扭矩值的負扭矩值、測量溫度的變化量和溫度校正值之間的關系。實際溫度估計部可以根據車體的改變而從該多個映射中選擇一個映射，實際溫度估計部可以參考由此選擇的映射的數據，基于測量溫度的變化量和扭矩值計算溫度校正值，并且實際溫度估計部通過使用測量溫度和溫度校正值來估計在車體的預定基準姿態中定子線圈的實際溫度。
[0011]在以上方面中，該溫度估計系統可以進一步包括存儲部。存儲部可以在其中存儲多個映射的數據。這些映射可以每一個指示在旋轉電機的扭矩值、測量溫度的變化量和溫度校正值之間的關系。該多個映射可以包括第一映射和第二映射。第一映射指示在正扭矩值、測量溫度的變化量和溫度校正值之間的關系。第二映射指示在包括零扭矩值的負扭矩值、測量溫度的變化量和溫度校正值之間的關系。實際溫度估計部可以根據扭矩值的改變而從該多個映射中選擇一個映射，實際溫度估計部可以參考由此選擇的映射的數據，基于測量溫度的變化量和扭矩值計算溫度校正值，并且實際溫度估計部可以通過使用測量溫度和溫度校正值來估計在車體的預定基準姿態中定子線圈的實際溫度。
[0012]在以上方面中，該溫度估計系統可以進一步包括存儲部。存儲部在其中存儲多個映射的數據。這些映射可以每一個指示在旋轉電機的扭矩值、測量溫度的變化量和溫度校正值之間的關系。該多個映射可以包括第一映射和第二映射。第一映射指示在正扭矩值、測量溫度的變化量和溫度校正值之間的關系。第二映射指示在包括零扭矩值的負扭矩值、測量溫度的變化量和溫度校正值之間的關系。實際溫度估計部可以根據操作位置的改變而從該多個映射中選擇一個映射，實際溫度估計部可以參考由此選擇的映射的數據，基于測量溫度的變化量和扭矩值計算溫度校正值，并且實際溫度估計部可以通過使用測量溫度和溫度校正值來估計在車體的預定基準姿態中定子線圈的實際溫度。
[0013]本發明的另一個方面涉及一種用于車輛的旋轉電機溫度估計系統。該溫度估計系統包括旋轉電機、冷卻器、溫度傳感器、實際溫度估計部，和存儲部。旋轉電機被設置在車輛的車體中從而被固定到車體并且包括定子線圈。冷卻器具有用于噴射制冷劑的噴射出口，并且通過由此從噴射出口噴射的制冷劑冷卻定子線圈。溫度傳感器測量定子線圈的溫度。實際溫度估計部通過使用測量溫度和溫度校正值估計定子線圈的實際溫度。存儲部在其中存儲多個映射的數據。映射每一個指示在旋轉電機的扭矩值、測量溫度的變化量和溫度校正值之間的關系，并且該多個映射包括第一映射和第二映射。在車輛姿態的定向是向后傾斜方向時參考第一映射。在車輛姿態的定向是向前傾斜方向時參考第二映射。實際溫度估計部獲取指示車體的姿態的定向是向后傾斜方向還是向前傾斜方向的獲取值，并且根據獲取值從該多個映射中選擇一個映射。實際溫度估計部參考由此選擇的映射的數據，基于溫度傳感器的測量溫度的變化量和扭矩值計算溫度校正值，并且通過使用測量溫度和溫度校正值估計在車體的預定基準姿態中定子線圈的實際溫度。
[0014]在以上方面中，該溫度估計系統可以進一步包括驅動限制部。當由實際溫度估計部估計的定子線圈的實際溫度是預定溫度或者更高時，驅動限制部限制旋轉電機的驅動。
[0015]根據按照本發明的以上方面的、用于車輛的旋轉電機溫度估計系統，將被用于定子線圈的實際溫度估計的溫度校正值根據車體的姿態的改變而改變。這相應地使得在車體傾斜的情形中改進定子線圈的實際溫度的估計準確度成為可能。
[0016]附圖簡要說明
[0017]將在下面參考附圖描述本發明的示例性實施例的特征、優點以及技術和工業重要性，附圖中類似的數字表示類似的元件，并且其中:
[0018]圖1是示意根據本發明的一個實施例的用于車輛的旋轉電機溫度估計系統的基本配置的視圖；
[0019]圖2是示意包括圖1的旋轉電機溫度估計系統的車輛的配置的視圖；
[0020]圖3是示意沿著圖1中的線A-A截取的截面的視圖，并且示意冷卻器的配置；
[0021]圖4是示意構成圖1的旋轉電機溫度估計系統的旋轉電機向后傾斜的狀態的截面視圖；
[0022]圖5是示意構成圖1的旋轉電機溫度估計系統的旋轉電機向前傾斜的狀態的截面視圖；
[0023]圖6是示意將在圖1的旋轉電機溫度估計系統中使用的第一映射的視圖；
[0024]圖7是示意將在圖1的旋轉電機溫度估計系統中使用的第二映射的視圖；
[0025]圖8是示意在圖1的旋轉電機溫度估計系統中的線圈實際溫度的估計方法的流程圖；
[0026]圖9是示意在本發明的實施例中，在車體傾斜時的傳感器測量溫度、在預定基準姿態中的線圈實際溫度和線圈估計溫度之間的關系的視圖；并且
[0027]圖10是示意根據本發明的實施例在另一個示例性旋轉電機溫度估計系統中的溫度估計方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0028]將在下面參考附圖描述根據本發明的、用于車輛的旋轉電機溫度估計系統的實施例。以下說明涉及估計作為旋轉電機的線圈的、設置在混合動力車輛10中的電動發電機的定子線圈的實際溫度的情形。然而，估計設置在除了混合動力車輛之外的車輛的、例如電動車輛或者燃料電池車輛中的驅動馬達的定子線圈的實際溫度是可能的。在有關附圖的以下說明中，相同的參考符號標注類似的構件。
[0029]圖1示意根據本發明的實施例的用于車輛的旋轉電機溫度估計系統(在下文中僅被稱作“溫度估計系統”)12的基本配置。溫度估計系統12包括第二電動發電機14、冷卻器16、溫度傳感器18、控制器70、電池20，和第二逆變器22。如在將在以后描述的圖2中所示意地，以使得溫度估計系統12設置在混合動力車輛10中的方式使用溫度估計系統12。如將在以后描述地，控制器70根據指示車體19的姿態的定向的獲取值的改變而改變將被用于第二電動發電機14的定子線圈的實際溫度估計的溫度校正值。這使得在車體19傾斜的情形中改進定子線圈的實際溫度的估計準確度成為可能。這將在以后更加具體地描述。
[0030]首先，參考圖2，描述設置溫度估計系統12的混合動力車輛10的總體配置。在這之后，參考圖1、3，將描述構成溫度估計系統12的控制器70、冷卻器16，和溫度傳感器18。
[0031]混合動力車輛10包括溫度估計系統12、發動機23、第一電動發電機24，和配置為驅動第一電動發電機24的第一逆變器26。在下文中，第一電動發電機24被稱作“第一 MG24”，并且第二電動發電機14被稱作“第二 MG 14”。
[0032]第一 MG 24是三相同步馬達，并且具有作為用于發動機23的起動馬達的功能。第一MG 24還具有作為由發動機23驅動的發電機的功能。在此情形中，來自發動機23的扭矩的至少一部分經由動力分配機構28傳遞到第一 MG 24的旋轉軸。由第一 MG 24產生的電力經由第一逆變器26供應到電池20，使得將電池20充電。
[0033]第二MG 14是三相同步馬達，并且具有作為從電池20向其供應電力從而產生車輛的驅動力的驅動馬達的功能。第二 MG 14還具有作為用于電力再生的發電機的功能。由第二MG 14產生的電力經由第二逆變器22供應到電池20，使得將電池20充電。
[0034]三相感應馬達能夠被用作第一 MG 24和第二 MG 14。將在以后詳細地描述第二 MG14的配置。
[0035]第一逆變器26和第二逆變器22每一個包括多個開關元件。基于扭矩命令值的控制信號從之后述及的控制器70輸入逆變器26、22中的任何一個或這兩者中，使得開關元件的開關被控制。
[0036]DC/DC轉換器(未示出)可以設置在電池20和逆變器26、22之間，使得電池20的電壓增加并且被供應到逆變器26、22每一個，并且從逆變器26、22供應的電壓降低以對電池20充電。
[0037]動力分配機構28由行星齒輪機構構成。行星齒輪機構包括太陽齒輪、小齒輪、齒輪架和環形齒輪。例如，太陽齒輪連接到第一 MG 24的中空旋轉軸的端部。齒輪架連接到發動機23的驅動軸。環形齒輪連接到輸出軸30，并且輸出軸30直接地或者經由包括另一個行星齒輪機構(未示出)的減速器連接到第二 MG 14的旋轉軸。輸出軸30連接到經由減速器32連接到輪組件34的驅動軸36。動力分配機構28將來自發動機23的動力劃分到通向輸出軸30側上的驅動軸36的路徑和通向第一 MG 24的路徑中。
[0038]控制器70被稱為E⑶，并且包括具有CPU和存儲器的微型計算機。在這里示意的實例中，作為控制器70僅僅示意了一個控制器70，但是控制器70可以被適當地劃分成多個構件，使得該多個構件相互電連接。
[0039]指示加速器踏板(未示出)的操作位置、車輛速度和用作操作部的行駛切換桿42的操作位置的檢測信號從加速器踏板傳感器38 (圖1)、車輛速度傳感器(未示出)和桿位置傳感器40輸入控制器70中。
[0040]行駛切換桿42被稱為換擋桿，并且被配置為能夠通過操作指令轉換到包括N位置、D位置和R位置的多個操作位置中的任何一個。通過將行駛切換桿42操作到N位置選擇的N范圍是切斷在車輛10的動力源和輪組件34之間的動力傳遞路徑的空檔范圍。通過將行駛切換桿42操作到D位置選擇的D范圍模式是將用于向前移動車輛10的動力傳遞到輪組件34的向前行駛模式。通過將行駛切換桿42操作到R位置選擇的R范圍模式是將用于向后移動車輛10的動力傳遞到輪組件34的向后行駛模式。作為除了行駛切換桿42的操作部，例如，可以使用配置為能夠通過操作指令轉換到包括D位置和R位置的該多個操作位置中的任何一個的開關或者撥盤。
[0041]如在圖1中所指示地，控制器70包括馬達控制部72、實際溫度估計部74、存儲部76，和驅動限制部78。馬達控制部72基于來自加速器踏板傳感器38的檢測信號和來自車輛速度傳感器的檢測信號計算是第二MG 14(或者第一MG 24)的扭矩值的扭矩命令值Tri。馬達控制部72然后根據扭矩命令值Tri向逆變器22 (或者26)輸出控制信號，并且根據控制信號控制開關元件的開關。由此，控制第二 MG 14 (或者第一 MG 24)的驅動。通過第二MG 14的驅動，車輛10在由行駛切換桿42選擇的向前方向或者向后方向上行駛。將在以后描述實際溫度估計部74、存儲部76和驅動限制部78。
[0042]圖3示意沿著圖1中的線A-A截取的第二 MG 14的截面和冷卻器16的配置。第二MG 14包括外殼44、固定在外殼44內側的定子46，和放置在定子46的徑向內側上從而與定子46相對的轉子48。外殼44經由驅動橋外殼和安裝裝置(未示出)固定到構成車輛10的車體19的框架50。驅動橋外殼在其中容納第一 MG 24、第二 MG 14和動力分配機構28從而固定第一 MG 24和第一 MG 24的外殼44。定子46可以不經由外殼44固定到驅動橋外殼。
[0043]定子46包括被圍繞設置在由磁性材料制成的定子芯52的內部周向側上的多個凸極54的集中繞組或者分布繞組纏繞的例如三相的多相定子線圈56。在每一相的定子線圈56中，由從定子芯52的軸向端向外凸出的各個部分形成配對的線圈端58。
[0044]轉子48固定到被外殼44可旋轉支撐的旋轉軸60的外側。轉子48包括由磁性材料制成的轉子芯62，和放置在轉子芯62上的幾個部位處并且在徑向方向上或者在相對于徑向方向傾斜的方向上具有N極或者S極的磁性性質的永久磁體64。旋轉軸60沿著車輛的左右方向放置。
[0045]第一 MG 24(圖2)的基本配置類似于第二 MG 14。在圖2中，第一 MG 24的旋轉軸被示意為沿著車輛縱向方向放置，但是實際上類似于第二 MG 14，第一 MG 24的旋轉軸沿著車輛10的左右方向放置。
[0046]回過來參考圖3，冷卻器16包括設置在外殼44外側的制冷劑通道66，和連接到制冷劑通道66并且設置在外殼44的上端內側的制冷劑管道67。如在圖1中所指示地，制冷劑管道67在車輛10的前后方向上垂直地設置在旋轉軸60上方。
[0047]制冷劑通道66包括制冷劑泵68，使得制冷劑通道66能夠通過抽吸積聚在外殼44的下部中的制冷劑F而以循環方式向制冷劑管道67供應制冷劑F。制冷劑管道67包括設置在其兩端上并且配置為向下噴射制冷劑的噴射出口 69。制冷劑管道67的一端(圖3中的左端)關閉。冷卻器16能夠從噴射出口 69中的每一個朝向線圈端58中的每一個的上側噴射制冷劑。由此，由此噴射的制冷劑向下流動并且與線圈端58形成接觸，由此冷卻定子線圈56。
[0048]在這里使用的制冷劑例如是稱為ATF (自動變速器油液)的油，但是冷卻水可以被用作制冷劑。冷卻器16可以設置有用于冷卻的熱交換部，從而有效地冷卻制冷劑。用于冷卻的熱交換在冷卻器外側流動的空氣和冷卻器內側流動的制冷劑之間執行熱交換，從而冷卻制冷劑。
[0049]溫度傳感器18設置在噴射出口 69下方，從而在線圈端58的、與從噴射出口 69噴射的制冷劑形成接觸的部分的附近區域上執行測量。在這里使用的溫度傳感器18例如是熱敏電阻器。如在圖1中所指示地，當沿著旋轉軸60的軸向方向觀察第二 MG 14時，溫度傳感器18相對于旋轉軸60更加靠近車輛前側設置。溫度傳感器18可以相對于旋轉軸60更加靠近車輛后側設置，或者可以垂直地設置在旋轉軸60下方。指示溫度傳感器18的測量值的信號被輸入控制器70中。
[0050]因為冷卻器16和溫度傳感器18經由第二MG 14的外殼44固定到車體19，所以如果車體19的姿態從“預定基準姿態”改變，則冷卻器16和將由溫度傳感器18測量的部分的位置(姿態差異)改變。
[0051]在圖1中，第二 MG 14設置在預定基準姿態中。這里，“預定基準姿態”是預先設定的車體姿態，使得當車輛10放置在水平平面上時，在無任何乘客進入車輛10中的停止狀態中，根據設計，車體不傾斜。在此情形中，從制冷劑管道67噴射的制冷劑基本同等地朝向前后方向(圖1中的左右方向)在外殼44中向下流動。
[0052]同時，圖4示意第二 MG 14向后并且向下傾斜的向后傾斜狀態。在姿態改變使得車體19如在圖1中的左下部處所示意地向后傾斜的情形中，制冷劑管道67和溫度傳感器18的位置如在圖4中所指示地由于固定到車體19的外殼44的向后和向下傾斜而改變。在圖4中，相對于預定基準姿態的逆時針梯度被示為“+α ”。
[0053]圖5示意第二 MG 14向前并且向下傾斜的向前傾斜狀態。在姿態改變使得車體19如在圖1中的下中心處所示意地向前傾斜的情形中，制冷劑管道67和溫度傳感器18的位置如在圖5中所指示地由于固定到車體19的外殼44的向前和向下傾斜而改變。在圖5中，相對于預定基準姿態的順時針梯度被示為α ”。
[0054]回過來參考圖1，控制器70根據車體19的姿態的改變而改變將被用于定子線圈56的實際溫度估計的溫度校正值ATna、ATnb0
[0055]更加具體地，在圖1中指示的存儲部76在其中存儲用于車體19的姿態的定向是向后傾斜方向的情形的第一映射Ml的數據，和用于車體19的姿態的定向是向前傾斜方向的情形的第二映射M2的數據。
[0056]圖6示意第一映射Ml。第一映射Ml限定在在預設單位時間間隔(t2_tl)中溫度傳感器18的測量溫度的變化量卜.-八2，-八1，0^1，八2—)、第二皿6 14的扭矩命令值Tri (=BI，B2, B3…)，和預設的溫度校正值Λ Tna之間的關系。作為扭矩命令值Tri，僅僅設定正值。扭矩命令值和測量溫度變化量中的任何一個或這兩者不同的ATna的值可以是彼此相同的或者不同的。
[0057]在第一映射Ml中，通過預先執行的試驗等設定與在預設單位時間間隔(t2_tl)中溫度傳感器18的測量溫度的變化量["42,41,04142"*)和第二 MG 14的扭矩命令值Tri對應的溫度校正值ATna。
[0058]圖7示意第二映射M2。替代溫度校正值Λ Tna地，第二映射M2限定溫度校正值Δ Tnb0第二映射M2限定扭矩命令值Tri為O和負值(-BI，-Β2, -Β3...)的情形。
[0059]在第一映射Ml和第二映射M2中，溫度校正值ATna、ATnb的某些值可以是相同的。Λ Tna、Λ Tnb可以具有負值或者零以及正值。第一映射Ml和第二映射M2可以根據車輛類型而改變。例如，第一映射Ml和第二映射M2的值可以根據車輛的空車重量的差異而改變。
[0060]Λ Tna、Δ Tnb指示在單位時間間隔(t2_tl)中通過從第二 MG 14的線圈端58的實際溫度Tcoil扣除溫度傳感器18的測量溫度Tthm而獲得的值(Tcoil-Tthm)的增加或者降低量。
[0061]實際溫度估計部74獲取指示車體19的姿態的定向是向后傾斜方向還是向前傾斜方向的第二 MG 14的扭矩命令值Tri。實際溫度估計部74根據在由此獲取的扭矩命令值Tri是正值時的扭矩命令值Tri的改變和在由此獲取的扭矩命令值Tri是負值時的扭矩命令值Tri的改變，來估計定子線圈56的實際溫度。這里，扭矩命令值Tri的改變指示車體19的姿態在向后傾斜方向和向前傾斜方向之間的改變。更加具體地，實際溫度估計部74獲取由馬達控制部72計算的第二 MG 14的扭矩命令值Tri。在扭矩命令值Tri是正值的情形中，當車輛的加速度變大時，支撐后輪組件的懸架裝置的彈簧收縮，使得車體19如在圖1的左下部處所示意地向后傾斜。隨著扭矩在正方向上增加，向后傾斜的程度趨向于增加。在扭矩命令值Tri是指示車體19向后傾斜的正值的情形中，實際溫度估計部74選擇用于向后傾斜的第一映射M1，并且參考第一映射Ml的數據，基于扭矩命令值Tri和在單位時間間隔(t2-tl)中溫度傳感器18的測量溫度的變化量計算溫度校正值Λ Tna。
[0062]同時，在扭矩命令值Tri是負值的情形中，當車輛的向后加速度變大時，支撐前輪組件的懸架裝置的彈簧收縮，使得車體19如在圖1中的下中心處所示意地向前傾斜。隨著扭矩在負方向上增加，向前傾斜的程度趨向于增加。在扭矩命令值Tri是指示車體19向前傾斜的負值的情形中，實際溫度估計部74選擇用于向前傾斜的第二映射M2，并且參考第二映射M2的數據，基于扭矩命令值Tri和在單位時間間隔(t2-tl)中溫度傳感器18的測量溫度的變化量計算溫度校正值ATnb15在扭矩命令值Tri為零的情形中，可以通過使用第一映射Ml和第二映射M2中的任何一個計算溫度校正值。鑒于此，第一映射Ml可以設定扭矩命令值Tri為零的情形。
[0063]實際溫度估計部74通過使用由此計算的溫度校正值Λ Tna、Δ Tnb和溫度傳感器18的測量溫度Tthm計算定子線圈56的實際溫度估計Tcest。由此，估計定子線圈56的實際溫度。
[0064]在此情形中，實際溫度估計部74將在這個時間間隔(t2_tl)中得到的一個或者多個溫度校正值Λ Tna、ATnb的總和相加到測量溫度Tthm，由此計算實際溫度估計Tcest。更加具體地，根據以下公式得到實際溫度估計Tcest:
[0065]Tcest = Tthm+ Σ (ATna, Δ Tnb) +Tia...(I)
[0066]在此情形中，Σ ( Δ Tna, Δ Tnb)指示溫度校正值Λ Tna、Δ Tnb的總和，并且Tia指示是在測量的初始時間點在第二 MG 14的定子線圈56的實際溫度和估計溫度之間的差異的初始偏差溫度。“初始偏差溫度”根據車輛的類型預先設定。例如，根據車輛的空車重量改變初始偏差溫度也是可能的。初始偏差溫度Tia可以被設定為零。初始偏差溫度可以從建立預定條件的時點被添加到公式(I)的計算。此外，定子線圈56的溫度估計可以僅僅在實際溫度估計Tcest在預定范圍內并且{Σ ( Δ Tna, ATnb)+Tia}在預定范圍內的情形中執行，并且因此可以為Tcest和{Σ ( Δ Tna, ATnb)+Tia}設定上限和下限。此外，實際溫度估計Tcest的計算可以僅當在設置在車輛中的起動開關(未示出)打開之后已經經過預定時間時才開始。
[0067]此外，能夠基于夾緊由此未在這里設定的測量溫度變化量的測量溫度變化量或者夾緊由此未在這里設定的扭矩Tri的扭矩Tri通過線性插值計算對應于未在圖6、7中設定的測量溫度變化量和扭矩Tri的溫度校正值。
[0068]圖1的驅動限制部78被配置為使得當第二 MG 14的實際溫度估計Tcest小于給定閾值Tk°C時，驅動限制部78將負荷因子取作100%從而不限制第二 MG 14的扭矩命令值，并且使得馬達控制部72通過不加任何改變地使用扭矩命令值的值來控制第二 MG 14的驅動。同時，當第二 MG 14的實際溫度估計Tcest是閾值Tk°C或者更高時，驅動限制部78根據Tcest的增加以線性或者曲線方式逐漸地從100%降低負荷因子，從而將第二MG 14的扭矩命令值限制為逐漸地降低。在此情形中，驅動限制部78使得馬達控制部72通過使用在限制之后獲得的扭矩命令值控制第二 MG 14的驅動。這使得相對于第二 MG 14的溫度增加實現保護成為可能。
[0069]如下執行一種用于通過使用這種溫度估計系統12估計第二 MG 14的實際溫度的方法。圖8是示意該溫度估計系統中的線圈實際溫度的估計方法的流程圖。可以通過執行被存儲在控制器70中的程序執行該流程圖。在步驟SlO中(在下文中，步驟S只是被稱作“S”)，實際溫度估計部74確定第二 MG 14的扭矩命令值Tri是否大于ONm。當扭矩命令值Tri大于ONm時，在S12中，實際溫度估計部74參考第一映射Ml，并且在S14中估計在車體19的預定基準姿態中定子線圈56的實際溫度。
[0070]在此情形中，如將在以后參考圖9描述地，例如，以每一個預設單位時間間隔在時間tl、t2(tl〈t2)獲取由溫度傳感器18測量的定子線圈56的那些測量溫度T1、T2，從而得到在溫度傳感器18的測量溫度之間的變化量(Τ2-Τ1)。
[0071]此外，實際溫度估計部74基于在時間tl的第二 MG 14的扭矩命令值Tri和在溫度傳感器18的測量溫度之間的變化量(T2-T1)參考存儲在存儲部76中的第一映射Ml的數據獲取溫度校正值Λ Tna。實際溫度估計部74通過使用溫度校正值Λ Tna校正在時間t2的測量溫度Tthm( = T2)。在此情形中，實際溫度估計部74通過使用公式(I)計算實際溫度估計Tcest。
[0072]同時，當在SlO中，第二 MG 14的扭矩命令值Tri是ONm或者更小時，在S16中，實際溫度估計部74參考第二映射M2，并且在S18中估計定子線圈56的實際溫度。除了使用第二映射M2之外，此時的計算方法與S14的情形相同。
[0073]根據溫度估計系統12，溫度校正值Λ Tna、ATnb根據指示車體19的姿態的定向的獲取值的改變而被改變。這使得在車體19傾斜的情形中改進定子線圈56的實際溫度的估計準確度成為可能。
[0074]例如，如在圖4中所指示地，當車體19向后傾斜時，制冷劑管道67向后移動。相應地，從制冷劑管道67噴射的制冷劑在很大程度上朝向定子線圈56的后側流動，使得朝向其前側流動的制冷劑的量減小。相應地，如與在圖1中的預定基準姿態中的第二 MG 14相比較，在從制冷劑管道67噴射的制冷劑和將由溫度傳感器18測量的部分之間的接觸狀態改變。此外，制冷劑從制冷劑管道67噴射并且與將由溫度傳感器18測量的部分形成接觸的接觸路徑改變。在此情形中，如與預定基準姿態的情形相比較，在定子線圈56的、由溫度傳感器18測量的部分處的溫度通常地增加。
[0075]同時，如在圖5中所指示地，在車體19向前傾斜的情形中，從制冷劑管道67噴射的制冷劑在很大程度上朝向定子線圈56的前側流動，使得朝向其后側流動的制冷劑的數量減小。即使在此情形中，如與在圖1中的預定基準姿態中的第二 MG 14相比較，在從制冷劑管道67噴射的制冷劑和將由溫度傳感器18測量的部分之間的接觸狀態改變，并且制冷劑與將由溫度傳感器18測量的部分形成接觸的接觸路徑改變。在此情形中，如與預定基準姿態的情形相比較，在定子線圈56的、由溫度傳感器18測量的部分處的溫度通常降低。
[0076]如上所述，通過經使用用于向后傾斜和用于向前傾斜的不同的映射Ml、M2計算溫度校正值Λ Tna，校正在將由溫度傳感器18測量的部分處的、由于車體19的姿態的改變引起的溫度變化是可能的，由此使得改進定子線圈56的實際溫度的估計準確度成為可能。
[0077]此外，實際溫度估計部74根據指示車體19的姿態的定向是向后傾斜方向還是向前傾斜方向的扭矩命令值的獲取值從多個映射Ml、M2選擇一個映射Ml (或者M2)，并且參考選擇的映射的數據從扭矩命令值和溫度傳感器18的測量溫度的變化量計算溫度校正值ATna(或者ATnb)。然后，實際溫度估計部74通過使用測量溫度和溫度校正值估計定子線圈56的實際溫度。相應地，根據扭矩命令的幅值使用適合于車體19的姿態的傾斜程度的溫度校正值是可能的，由此使得進一步增加定子線圈56的實際溫度的估計準確度成為可能。
[0078]在這種配置中，即使在除了車輛放置在水平地面的平坦路徑上的情形之外的情形中，改進定子線圈56的實際溫度的估計準確度仍然是可能的。例如，在車輛處于上坡道路上的情形中，車體19相對于預定基準姿態向后傾斜，使得在行駛時第二 MG 14的扭矩值通常地增加。在此情形中，隨著斜度梯度增加并且車體19更加傾斜，第二 MG 14的扭矩值趨向于增加。作為對照，在車輛處于下坡道路上的情形中，車體19相對于預定基準姿態向前傾斜，使得在行駛時第二 MG 14的扭矩值通常地降低。在此情形中，隨著斜度梯度增加并且車體19更加傾斜，第二 MG 14的扭矩值趨向于降低。即使在車體19放置在傾斜表面上的情形中，通過使用根據扭矩命令值設定溫度校正值的映射，以高準確度估計定子線圈56的實際溫度仍然是可能的。
[0079]圖9是用于確認本實施例的效果的視圖，并且示意在車體傾斜時溫度傳感器18的測量溫度Tthm、第二 MG 14的定子線圈56的實際溫度Tcoil，和定子線圈56的實際溫度估計Tcest的一個示例性時間依賴改變。如在圖9中所指示地，在本實施例中，即使在其中溫度傳感器18的測量溫度Tthm并非只是由于車體19的傾斜而根據時間進程增加的情形中，作為實際溫度估計Tcest，估計與預定基準姿態中的實際溫度Tcoil基本相同的值仍然是可能的。
[0080]注意，不同于圖1、圖3的情形，構成動力傳遞裝置的齒輪可以設置在第二MG 14的外殼44中，使得作為在外殼44的下部中積聚的制冷劑的油被齒輪向上輸送，并且油被供應到設置在外殼44的上部中的制冷劑供應部(未示出)。在此情形中，制冷劑供應部用作冷卻器從而從噴射出口噴射制冷劑以將油供應到線圈端58中的每一個，由此冷卻定子線圈56。
[0081]圖10是示意根據本發明的實施例的另一個示例性旋轉電機溫度估計系統中的溫度估計方法的流程圖。在該實例中，實際溫度估計部74獲取行駛切換桿42的操作位置的檢測值。實際溫度估計部74作為指示車體19的姿態的定向是向后傾斜方向還是向前傾斜方向的獲取值獲取行駛切換桿42的操作位置的檢測值。然后，實際溫度估計部74根據操作位置的改變，通過從存儲在存儲部76中的多個映射M1、M2選擇一個映射Ml (或者M2)而改變溫度校正值。例如，在行駛切換桿42的操作位置的檢測值指示指令車輛的向后行駛的R位置的情形中，實際溫度估計部74從存儲在存儲部76中的映射選擇用于向前傾斜的第二映射M2。在另一方面，在行駛切換桿42的操作位置的檢測值指示除了 R位置的其它位置的情形中，例如，在檢測值指示指令車輛的向前行駛的D位置的情形中，實際溫度估計部74從存儲在存儲部76中的映射選擇用于向后傾斜的第一映射Ml。
[0082]實際溫度估計部74參考選擇的映射的數據，從扭矩命令值和溫度傳感器18的測量溫度的變化量計算溫度校正值ATna(或者△ Tnb)，并且通過使用測量溫度和溫度校正值計算定子線圈56的實際溫度估計Tcest，從而估計實際溫度。
[0083]在圖10中，實際溫度估計部74在S20中確定行駛切換桿42的操作位置的檢測值是否指示R位置。在R位置的情形中，實際溫度估計部74在S22中參考第二映射M2，并且在S24中估計在車體19的預定基準姿態中定子線圈56的實際溫度。在另一方面，在S20中行駛切換桿42的操作位置的檢測值指示除了 R位置的其它位置的情形中，實際溫度估計部74在S26中參考第一映射Ml，并且在S28中估計定子線圈56的實際溫度。
[0084]即使在以上配置的情形中，類似于圖1到9中的配置，在車體19傾斜的情形中改進定子線圈的實際溫度的估計準確度仍然是可能的。其它配置和效果與在圖1到9的配置中相同。
[0085]注意在以上實施例中，替代使用映射地，實際溫度估計部74可以根據指示車體19的姿態的定向的獲取值，通過使用限定在扭矩值、溫度傳感器18的測量溫度的變化量和溫度校正值之間的關系的不同的關系表達式計算溫度校正值。在此情形中，當獲取值指示車體19向后傾斜時，通過使用用于向后傾斜的第一關系表達式計算溫度校正值，并且當獲取值指示車體19的向前傾斜時，通過使用用于向前傾斜的第二關系表達式計算溫度校正值。實際溫度估計部通過使用由此計算的溫度校正值、溫度傳感器18的測量溫度和公式(I)計算在車體19的預定基準姿態中的定子線圈的實際溫度估計Tcest。類似于第一映射和第二映射，第一關系表達式和第二關系表達式每一個限定在在預設單位時間間隔中溫度傳感器18的測量溫度的變化量、第二 MG 14的扭矩命令值和預設的溫度校正值之間的關系。
[0086]此外，在以上說明中，與第二 MG 14是否被鎖定無關地使用相同的映射。然而，作為另一個示例性配置，可以通過取決于第二 MG 14是否被鎖定而使用不同的映射，來估計第二 MG 14的定子線圈的實際溫度。在此情形中，存儲部為第一映射和第二映射中的每一個在其中存儲“正常時間映射”和“鎖定時間映射”。“正常時間映射”限定在當第二 MG 14不被鎖定時的正常時間中在預設單位時間間隔中溫度傳感器18的測量溫度的變化量、第二 MG 14的扭矩命令值和預設的溫度校正值之間的關系。“鎖定時間映射”限定在當第二MG 14被鎖定時的鎖定時間，S卩，在第二 MG 14在通電狀態中停止旋轉時，在預設單位時間間隔中溫度傳感器18的測量溫度的變化量、第二MG 14的扭矩命令值和溫度校正值之間的關系。根據這種配置，不同的映射被用于正常時間和鎖定時間，由此使得更加準確地估計第二 MG 14的實際溫度成為可能。
[0087]已經如上解釋了本發明實施例，但是顯然本發明不限于以上實施例并且能夠在各種實施例中執行，只要變型實施例不超過本發明的主旨。例如，以上說明涉及旋轉電機的扭矩值或者行駛切換桿的操作位置的檢測值被用作指示車體19的姿態的定向的獲取值的情形。然而，車體19相對于預定基準姿態的傾斜度可以由設置在車輛中的梯度傳感器檢測，使得梯度傳感器的檢測值可以被用作指示車體19的姿態的定向的獲取值。
[0088]此外，以上說明涉及估計第二MG 14的實際溫度的情形。然而，替代第二MG 14地，能夠通過使用設置在第一 MG 24中的溫度傳感器來估計第一 MG 24的定子線圈的實際溫度，或者第一 MG 24以及第二 MG 14的定子線圈的實際溫度。在此情形中，梯度傳感器的檢測值可以被用作指示車體19的姿態的定向的獲取值。
[0089]此外，以上說明涉及其中實際溫度估計部74使用第二 MG 14的扭矩命令值作為“旋轉電機的扭矩值”的情形。然而，配置為測量第二 MG 14的扭矩的扭矩傳感器可以設置在溫度估計系統12中，并且實際溫度估計部74可以使用扭矩傳感器的檢測值作為“旋轉電機的扭矩值”。
[0090]此外，以上說明涉及通過使用指示車體19向前還是向后傾斜的獲取值改變溫度校正值的情形。然而，可以采用以下配置，指示相對于車體19在左右方向上的中心，車體19的右側向下傾斜還是其左側向下傾斜的獲取值被用于改變溫度校正值。即使在這樣根據車體19向右還是向左傾斜改變將由溫度傳感器18測量的部分的溫度的情形中，仍然改進了定子線圈的實際溫度的估計準確度。即使在此情形中，梯度傳感器的檢測值仍然被用作指示車體19的姿態的定向的獲取值。
【權利要求】
1.一種用于車輛(10)的旋轉電機溫度估計系統(12)，所述溫度估計系統(12)的特征在于包括: 旋轉電機(14)，所述旋轉電機(14)被固定到所述車輛(10)的車體并且被設置在所述車輛中，所述旋轉電機包括定子線圈(56)； 冷卻器(16)，所述冷卻器(16)具有用于噴射制冷劑的噴射出口(69)，所述冷卻器(16)被配置為通過這樣從所述噴射出口 ￠9)噴射的制冷劑來冷卻所述定子線圈(56)； 溫度傳感器(18)，所述溫度傳感器(18)被配置為測量所述定子線圈(56)的溫度；和 實際溫度估計部(74)，所述實際溫度估計部(74)被配置為: (a)通過使用測量溫度和預設的溫度校正值來估計所述定子線圈(56)的實際溫度；并且 (b)根據所述車體的姿態的改變而改變所述溫度校正值。
2.根據權利要求1所述的溫度估計系統(12)，進一步的特征在于， 所述實際溫度估計部(74)被配置為獲取所述旋轉電機(14)的扭矩值，并且所述實際溫度估計部(74)被配置為根據在所述扭矩值是正值時的所述扭矩值的改變以及根據在所述扭矩值是負值時的所述扭矩值的改變來改變所述溫度校正值； 所述扭矩值指示所述車體的姿態的定向是向后傾斜方向還是向前傾斜方向；并且 所述扭矩值的改變指示所述車體的姿態在向后傾斜方向和向前傾斜方向之間的改變。
3.根據權利要求1所述的溫度估計系統(12)，進一步的特征在于包括: 操作部(42)，所述操作部(42)被設置在所述車輛(10)中，所述操作部(42)被配置為通過操作來指令在所述車輛(10)的向前運動和向后運動之間的轉換，所述溫度估計系統(12)進一步的特征在于， 所述實際溫度估計部(74)被配置為獲取所述操作部(42)的操作位置，并且所述實際溫度估計部(74)被配置為根據所述操作位置的改變來改變所述溫度校正值； 所述操作位置指示所述車體的姿態的定向是向后傾斜方向還是向前傾斜方向；并且 所述操作位置的改變指示所述車體的姿態在向后傾斜方向和向前傾斜方向之間的改變。
4.根據權利要求1和3中的任何一項所述的溫度估計系統(12)，進一步的特征在于，根據所述測量溫度的變化量和所述旋轉電機(14)的扭矩值來限定所述溫度校正值。
5.根據權利要求2所述的溫度估計系統(12)，進一步的特征在于， 根據所述測量溫度的變化量和所述扭矩值來限定所述溫度校正值。
6.根據權利要求1所述的溫度估計系統(12)，進一步的特征在于包括: 存儲部(76)，所述存儲部(76)被配置為存儲多個映射的數據，所述多個映射的每一個指示所述旋轉電機(14)的扭矩值、所述測量溫度的變化量、和所述溫度校正值三者的關系，所述多個映射包括第一映射和第二映射，所述第一映射指示正扭矩值、所述測量溫度的變化量、和所述溫度校正值三者的關系，并且所述第二映射指示包括零扭矩值的負扭矩值、所述測量溫度的變化量、和所述溫度校正值三者的關系，所述溫度估計系統(12)進一步的特征在于， 所述實際溫度估計部(74)被配置為根據所述車體的改變而從所述多個映射中選擇一個映射， 所述實際溫度估計部(74)被配置為參考這樣選擇的所述映射的數據，基于所述測量溫度的變化量和所述扭矩值計算所述溫度校正值，并且 所述實際溫度估計部(74)被配置為通過使用所述測量溫度和所述溫度校正值來估計在所述車體的預定基準姿態中所述定子線圈(56)的實際溫度。
7.根據權利要求2所述的溫度估計系統(12)，進一步的特征在于包括: 存儲部(76)，所述存儲部(76)被配置為存儲多個映射的數據，所述多個映射的每一個指示所述旋轉電機(14)的扭矩值、所述溫度傳感器(18)的所述測量溫度的變化量、和所述溫度校正值三者的關系，所述多個映射包括第一映射和第二映射，所述第一映射指示正扭矩值、所述測量溫度的變化量、和所述溫度校正值三者的關系，并且所述第二映射指示包括零扭矩值的負扭矩值、所述測量溫度的變化量、和所述溫度校正值三者的關系，所述溫度估計系統(12)進一步的特征在于， 所述實際溫度估計部(74)被配置為根據所述扭矩值的改變而從所述多個映射中選擇一個映射， 所述實際溫度估計部(74)被配置為參考這樣選擇的所述映射的數據，基于所述測量溫度的變化量和所述扭矩值計算所述溫度校正值，并且 所述實際溫度估計部(74)被配置為通過使用所述測量溫度和所述溫度校正值來估計在所述車體的預定基準姿態中所述定子線圈(56)的實際溫度。
8.根據權利要求3所述的溫度估計系統(12)，進一步的特征在于包括: 存儲部(76)，所述存儲部(76)被配置為存儲多個映射的數據，所述多個映射的每一個指示扭矩值、所述測量溫度的變化量、和所述溫度校正值三者的關系，所述多個映射包括第一映射和第二映射，所述第一映射指示正扭矩值、所述測量溫度的變化量、和所述溫度校正值三者的關系，并且所述第二映射指示包括零扭矩值的負扭矩值、所述測量溫度的變化量、和所述溫度校正值三者的關系，所述溫度估計系統(12)進一步的特征在于， 所述實際溫度估計部(74)被配置為根據所述操作位置的改變而從所述多個映射中選擇一個映射， 所述實際溫度估計部(74)被配置為參考這樣選擇的所述映射的數據，基于所述測量溫度的變化量和所述扭矩值計算所述溫度校正值，并且 所述實際溫度估計部(74)被配置為通過使用所述測量溫度和所述溫度校正值來估計在所述車體的預定基準姿態中所述定子線圈(56)的實際溫度。
9.一種用于車輛(10)的旋轉電機(14)溫度估計系統(12)，所述溫度估計系統(12)包括: 旋轉電機(14)，所述旋轉電機(14)被固定到所述車輛(10)的車體并且被設置在所述車輛中，所述旋轉電機包括定子線圈(56)； 冷卻器(16)，所述冷卻器(16)具有用于噴射制冷劑的噴射出口(69)，所述冷卻器(16)被配置為通過這樣從所述噴射出口 ￠9)噴射的制冷劑來冷卻所述定子線圈(56)；溫度傳感器(18)，所述溫度傳感器(18)被配置為測量所述定子線圈(56)的溫度；存儲部(76)，所述存儲部(76)被配置為存儲多個映射的數據，所述多個映射的每一個指示所述旋轉電機(14)的扭矩值、所述測量溫度的變化量、和所述溫度校正值三者的關系，所述多個映射包括第一映射和第二映射，在所述車體的姿態的定向是向后傾斜方向時參考所述第一映射，并且在所述車體的姿態的定向是向前傾斜方向時參考所述第二映射；和 實際溫度估計部(74)，所述實際溫度估計部(74)被配置為: (a)獲取指示所述車體的姿態的定向是向后傾斜方向還是向前傾斜方向的獲取值，并且根據所述獲取值從所述多個映射中選擇一個映射， (b)參考這樣選擇的所述映射的數據，基于所述溫度傳感器(18)的所述測量溫度的變化量和所述扭矩值計算所述溫度校正值，并且 (c)通過使用所述測量溫度和所述溫度校正值估計在所述車體的預定基準姿態中所述定子線圈(56)的實際溫度。
10.根據權利要求1到8中的任何一項所述的溫度估計系統(12)，進一步的特征在于包括: 驅動限制部(78)，所述驅動限制部(78)被配置為當由所述實際溫度估計部(74)估計的所述定子線圈(56)的實際溫度是預定溫度或者更高時，限制所述旋轉電機(14)的驅動。
11.根據權利要求9所述的溫度估計系統(12)，進一步的特征在于包括: 驅動限制部(78)，所述驅動限制部(78)被配置為當由所述實際溫度估計部(74)估計的所述定子線圈(56)的實際溫度是預定溫度或者更高時，限制所述旋轉電機(14)的驅動。
【文檔編號】G01K7/22GK104344910SQ201410377320
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年8月1日 優先權日:2013年8月9日
【發明者】松本隆志 申請人:豐田自動車株式會社
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
