JP2024007117A - motor unit - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書が開示する技術は、モータユニットに関する。 The technology disclosed in this specification relates to a motor unit.
特許文献1には、ロータに電力を供給するブラシと、外部からの電力を電源ラインを介してブラシに供給するブラシホルダと、ブラシホルダに取り付けられる温度センサと、を備えるブラシモータが開示されている。 Patent Document 1 discloses a brush motor that includes a brush that supplies power to a rotor, a brush holder that supplies power from the outside to the brush via a power line, and a temperature sensor that is attached to the brush holder. There is.
ロータの温度上昇を抑制するために、冷媒を用いてロータを冷却する構成が採用される場合がある。この構成では、ブラシホルダに取り付けられる温度センサにおいて検出される温度を用いて、ロータの温度を推定することは難しい。本明細書は、ロータの温度を精度よく推定することができる技術を提供する。 In order to suppress the temperature rise of the rotor, a configuration in which the rotor is cooled using a refrigerant may be adopted. With this configuration, it is difficult to estimate the temperature of the rotor using the temperature detected by the temperature sensor attached to the brush holder. This specification provides a technique that can accurately estimate the temperature of a rotor.
本明細書で開示される技術は、モータユニットに関する。モータユニットは、ブラシと、ブラシを介して給電される界磁巻線を有するロータと、ロータを冷却する冷媒が通過する冷媒通路と、を備えるモータと、ブラシの温度を検出する第1温度センサと、ロータを冷却した後の冷媒の温度を検出する第2温度センサと、第1温度センサで検出されるブラシの温度と、第2温度センサで検出される冷媒の温度と、モータの周辺の雰囲気温度と、を用いて、ロータの温度を推定する推定部と、を備えていてもよい。 The technology disclosed herein relates to a motor unit. The motor unit includes a motor including a brush, a rotor having a field winding that is supplied with power through the brush, a refrigerant passage through which a refrigerant for cooling the rotor passes, and a first temperature sensor that detects the temperature of the brush. , a second temperature sensor that detects the temperature of the refrigerant after cooling the rotor, the temperature of the brush detected by the first temperature sensor, the temperature of the refrigerant detected by the second temperature sensor, and the temperature around the motor. The method may include an estimating section that estimates the temperature of the rotor using the ambient temperature.
この構成によると、ブラシの温度に加えて、冷媒の温度及びモータ周辺の雰囲気温度を用いることによって、ロータの温度を直接的に検出せずとも、ロータの温度を精度よく推定することができる。 According to this configuration, by using the temperature of the refrigerant and the ambient temperature around the motor in addition to the temperature of the brushes, the temperature of the rotor can be accurately estimated without directly detecting the temperature of the rotor.
図1に示すように、モータ10は、例えば、車両に搭載され、車両の走行に用いられる。モータ10は、ハウジング12と、ハウジング12に収容されるロータ20、ステータ18、ブラシ26、28、及び冷媒管14と、を備える。ロータ20は、ハウジング12に2個の軸受16、16を介して回転軸Xを中心に回転可能に支持されるシャフト22と、シャフト22の回転方向に間隔を有して配置される複数の界磁巻線24を備える。界磁巻線24の個数は特に制限されない。
As shown in FIG. 1, the
ロータ20の外側に、ロータ20の外周から隙間を有して対向するステータ18が配置されている。なお、図1では、ロータ20及びステータ18の内部構成が図示省略されている。ステータ18は、ハウジング12に固定されている。
A
ロータ20の界磁巻線24には、ブラシ26、28及びシャフト22に取り付けられているスリップリング27、29を介して車両に搭載されるバッテリからの直流電力が供給される。これにより、界磁巻線24に磁界が発生して、ロータ20が回転する。ブラシ26、28のそれぞれは、スリップリング27、29のそれぞれとの接触を維持するために、弾性部材によって、スリップリング27、29のそれぞれに向けて付勢されている。
The field winding 24 of the
ハウジング12内には、冷媒管14が配置されている。冷媒管14には、ハウジング12外から供給される冷媒が流れる冷媒通路が形成されている。冷媒管14には、複数の開口14aが配置されている。
A
冷媒は、複数の開口14aのいずれかを通過して、矢印で示すように流出する。その結果、冷媒は、ロータ20を冷却しながら、下方に流れ、ハウジング12の下端に溜まる。ハウジング12の下端に溜まった冷媒40は、ハウジング12外に排出される。冷媒は、例えばATF(Automatic Transmission Fluid)である。
The refrigerant passes through any one of the plurality of
図2に示すように、モータユニット2は、モータ10の他に、制御装置50と、温度センサ30、32と、を備える。温度センサ30は、ハウジング12内において、ブラシ26に近接して配置され、ブラシ26の温度を検出する。なお、ブラシ26を保持するホルダが配置される構成では、温度センサ30は、ホルダに近接して配置されてもよい。あるいは、温度センサ30は、ブラシ28又はブラシ28のホルダに近接して配置されてもよい。温度センサ32は、ハウジング12の下端に溜まった冷媒40に接触するように配置され、ロータ20を冷却した後の冷媒の温度を検出する。温度センサ30、32は、検出済みのブラシ26及び冷媒の温度を、制御装置50に供給する。変形例では、冷媒は、ロータ20のシャフト22又はシャフト22付近を通過することによってロータ20を冷却してもよい。この場合、温度センサ32は、ロータ20の冷却後の冷媒40の温度を検出可能な位置に配置されてもよい。
As shown in FIG. 2, the
制御装置50は、CPU、メモリ等を備える。制御装置50は、メモリに格納されているコンピュータプログラムに従って、CPUが処理を実行することによって、モータ10を制御する。制御装置50は、車両のメイン制御ユニット4からの指令(例えば要求トルク等)に従って、モータ10を制御する。制御装置50は、温度センサ30、32と通信可能に接続されている。制御装置50は、さらに、車両に搭載されたモータ10の周辺の雰囲気温度を検出する温度センサ6と通信可能に接続されている。制御装置50は、温度センサ6で検出された雰囲気温度を取得する。
The
制御装置50のメモリには、予め、ブラシ26の温度と、冷媒の温度と、雰囲気温度と、の3個の温度から、ロータ20の温度を推定するためのデータマップが格納されている。データマップは、予め実験及びシミュレーションによって特定され、メモリに格納されている。なお、データマップに替えて、メモリには、予め実験及びシミュレーションによって特定されたブラシ26の温度と、冷媒の温度と、雰囲気温度と、ロータ20の温度と、の関係を表す関数が格納されていてもよい。関数は、例えば、ロータ20の温度=ブラシ26の温度×冷媒の温度から導出される係数×雰囲気温度から導出される係数であってもよい。
The memory of the
制御装置50のメモリには、さらに、予め温度閾値が格納されていてもよい。温度閾値は、ロータ20の耐熱の上限温度であり、ロータ20の構成部品の耐熱温度を用いて、ロータ20が使用不可とならない温度、あるいは、熱によるロータ20の劣化が促進しない温度以下で決定されている。
The memory of the
制御装置50は、モータ10が駆動している間、繰り返し、温度センサ6、30、32から取得したブラシ26の温度、冷媒の温度及び雰囲気温度と、メモリに格納されているデータマップと、を用いて、ロータ20の温度を推定する。制御装置50は、推定されたロータ20の温度が予め決定された上限温度以上となる場合、モータ10の出力を制限する。例えば、制御装置50は、モータ10の出力を、予め決定され、メモリに格納されているトルク以下に制限する。この場合、制御装置50は、メイン制御ユニット4に、モータ10の出力を制限している旨の通知を送信する。メイン制御ユニット4は、車両の搭乗者に、モータ10の出力が制限されていることを知らせる報知(例えばインジケータへの表示、音声出力)を行ってもよい。
While the
モータユニット2では、ロータ20の温度を、ブラシ26の温度、冷媒の温度及び雰囲気温度を用いて推定するため、例えばブラシ26の温度のみを用いて推定する構成と比較して、温度の推定精度を向上させることができる。
In the
ロータ20の温度の推定精度が向上されると、推定誤差を見越して、モータ10の出力制限のマージンを大きく取らずに済む。これにより、モータ10の出力制限の頻度を減少させることができる。モータ10の潜在的な性能を適切に発揮させることができる。
When the accuracy of estimating the temperature of the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely illustrative and do not limit the scope of the claims. The techniques described in the claims include various modifications and changes to the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical utility alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims as filed. Furthermore, the techniques illustrated in this specification or the drawings can achieve multiple objectives simultaneously, and achieving one of the objectives has technical utility in itself.
2:モータユニット、6、30、32:温度センサ、10:モータ、12:ハウジング、14:冷媒管、18:ステータ、20:ロータ、22:シャフト、24:界磁巻線、26、28:ブラシ、40:冷媒、50:制御装置 2: Motor unit, 6, 30, 32: Temperature sensor, 10: Motor, 12: Housing, 14: Refrigerant pipe, 18: Stator, 20: Rotor, 22: Shaft, 24: Field winding, 26, 28: Brush, 40: Refrigerant, 50: Control device
Claims (1)
ブラシと、前記ブラシを介して給電される界磁巻線を有するロータと、前記ロータを冷却する冷媒が通過する冷媒通路と、を備えるモータと、
前記ブラシの温度を検出する第1温度センサと、
前記ロータを冷却した後の前記冷媒の温度を検出する第2温度センサと、
前記第1温度センサで検出される前記ブラシの前記温度と、前記第2温度センサで検出される前記冷媒の前記温度と、前記モータの周辺の雰囲気温度と、を用いて、前記ロータの温度を推定する推定部と、を備える、モータユニット。 A motor unit,
A motor comprising a brush, a rotor having a field winding supplied with power through the brush, and a refrigerant passage through which a refrigerant for cooling the rotor passes;
a first temperature sensor that detects the temperature of the brush;
a second temperature sensor that detects the temperature of the refrigerant after cooling the rotor;
The temperature of the rotor is determined using the temperature of the brush detected by the first temperature sensor, the temperature of the refrigerant detected by the second temperature sensor, and the ambient temperature around the motor. A motor unit comprising: an estimating section that performs estimating.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2022108348A JP2024007117A (en) | 2022-07-05 | 2022-07-05 | motor unit |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family
ID=89543277
Family Applications (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2024007117A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025192309A1 (en) * | 2024-03-13 | 2025-09-18 | 株式会社デンソー | Winding-field-type rotary electrical machine |
-
2022
- 2022-07-05 JP JP2022108348A patent/JP2024007117A/en active Pending
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