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JP7501441B2 - Motor cooling device and method for controlling the motor cooling device - Google Patents

Motor cooling device and method for controlling the motor cooling device Download PDF

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JP7501441B2 JP2021079585A JP2021079585A JP7501441B2 JP 7501441 B2 JP7501441 B2 JP 7501441B2 JP 2021079585 A JP2021079585 A JP 2021079585A JP 2021079585 A JP2021079585 A JP 2021079585A JP 7501441 B2 JP7501441 B2 JP 7501441B2
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Description

本発明は、油冷式のモータの冷却方法に関する。 The present invention relates to a method for cooling an oil-cooled motor.

従来から車載用などのモータの冷却方法として、モータ筐体内部のオイルパンに溜めた冷却油を電動式オイルポンプで循環させることで、ステータコイル等の部位を冷却する技術が知られている。 A conventional method for cooling motors, such as those used in vehicles, is to use an electric oil pump to circulate cooling oil stored in an oil pan inside the motor housing to cool parts such as the stator coil.

図1に示すように、オイルパン1のオイル吸入口2には、フィルタ3が設けられている。オイルはオイルクーラ4と冷却水にて冷却している。 As shown in FIG. 1, a filter 3 is provided at the oil intake port 2 of the oil pan 1. The oil is cooled by an oil cooler 4 and cooling water.

また、モータ6のトルクや回転数の制御は、モータ6に接続したインバータを用いることが一般的である。 In addition, the torque and rotation speed of the motor 6 are generally controlled using an inverter connected to the motor 6.

特開2013-253674号公報JP 2013-253674 A 国際公開WO2015/122019International Publication WO2015/122019 特開2010-11546号公報JP 2010-11546 A

しかしながら、車載用のモータ6の冷却に電動式のオイルポンプ10を用いるモータ冷却装置において、コンタミ等によりフィルタ詰まりが発生する事がある。この場合、冷却油の流速が低下するため、モータ温度が上昇し、モータ6の故障もしくは過熱保護等により車両の急停止などを招く恐れがある。 However, in a motor cooling device that uses an electric oil pump 10 to cool an in-vehicle motor 6, the filter may become clogged due to contamination. In this case, the flow rate of the cooling oil decreases, causing the motor temperature to rise, which may lead to a malfunction of the motor 6 or a sudden stop of the vehicle due to overheating protection.

なお、電動式のオイルポンプのフィルタ詰まりを検出する先行技術文献として、特許文献1が開示されている。しかし、特許文献1には、このオイルポンプがモータ冷却用であることと、フィルタ詰まり検出後の保護動作については開示されていない。 Patent Document 1 is disclosed as a prior art document for detecting filter clogging in an electric oil pump. However, Patent Document 1 does not disclose that this oil pump is used to cool the motor, or the protective action that is taken after filter clogging is detected.

以上示したようなことから、モータ冷却装置において、冷却油のフィルタ詰まりを特別なセンサなどを使用することなく検出することで、モータの故障もしくは過熱を抑制することが課題となる。 Given the above, the challenge for motor cooling devices is to detect blockages in the cooling oil filter without using special sensors, thereby preventing motor failure or overheating.

本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、モータを冷却油で冷却するモータ冷却装置であって、前記冷却油を冷却油路に循環させる電動式のオイルポンプと、前記冷却油路に設けられたフィルタと、フィルタ詰まりを判定する判定部と、を備え、前記判定部は、正常時に、複数の測定点においてモータ電流と前記モータのコイル温度と前記モータの外気温またはオイル温度を測定し、前記モータ電流に基づいてモータ損失を算出し、前記コイル温度から前記外気温または前記オイル温度を減算した温度差を算出し、複数の測定点における前記モータ損失と前記温度差のデータテーブルを作成し、実運用時に、前記モータ電流と前記コイル温度と前記外気温または前記オイル温度を測定し、実運用時の前記モータ電流に基づいて実運用時の前記モータ損失を算出し、実運用時の前記モータ損失と前記データテーブルを用いて温度差推定値を導出し、実運用時の前記コイル温度から実運用時の前記外気温または前記オイル温度を減算した温度差測定値を算出し、前記温度差測定値と前記温度差推定値に基づいてフィルタ詰まりを判定し、または、実運用時中に前記オイルポンプの流量を一時的に低下させ、低下操作前の前記コイル温度と低下操作前の前記外気温または低下操作前の前記オイル温度と、低下操作後の前記コイル温度と低下操作後の前記外気温または低下操作後の前記オイル温度を測定し、低下操作前の前記外気温または低下操作前の前記オイル温度から低下操作前の前記コイル温度を減算した第1温度差と、低下操作後の前記外気温または低下操作後の前記オイル温度から低下操作後の前記コイル温度を減算した第2温度差に基づいてフィルタ詰まりを判定することを特徴とする。 The present invention has been devised in view of the above-mentioned problems in the related art, and one aspect thereof is a motor cooling device that cools a motor with cooling oil, and includes an electric oil pump that circulates the cooling oil through a cooling oil passage, a filter provided in the cooling oil passage, and a judgment unit that judges whether the filter is clogged, and the judgment unit measures the motor current, the coil temperature of the motor, and the outside air temperature or the oil temperature of the motor at multiple measurement points during normal operation, calculates motor losses based on the motor current, calculates a temperature difference by subtracting the outside air temperature or the oil temperature from the coil temperature, creates a data table of the motor losses and the temperature differences at multiple measurement points, measures the motor current, the coil temperature, and the outside air temperature or the oil temperature during actual operation, calculates the motor losses during actual operation based on the motor current during actual operation, and judges whether the motor losses during actual operation are clogged. The temperature difference estimate is derived using the torque loss and the data table, a temperature difference measurement value is calculated by subtracting the outside air temperature or the oil temperature during actual operation from the coil temperature during actual operation, and filter clogging is determined based on the temperature difference measurement value and the temperature difference estimate value, or the flow rate of the oil pump is temporarily reduced during actual operation, and the coil temperature before the reduction operation, the outside air temperature before the reduction operation or the oil temperature before the reduction operation, the coil temperature after the reduction operation, the outside air temperature after the reduction operation or the oil temperature after the reduction operation are measured, and filter clogging is determined based on a first temperature difference obtained by subtracting the coil temperature before the reduction operation from the outside air temperature before the reduction operation or the oil temperature before the reduction operation, and a second temperature difference obtained by subtracting the coil temperature after the reduction operation from the outside air temperature after the reduction operation or the oil temperature after the reduction operation.

また、その一態様として、前記モータはインバータで駆動し、前記インバータは制御部と主回路部を備え、前記判定部は、前記温度差測定値と前記温度差推定値に基づいてトルクリミット値または電流リミット値を設定し、または、前記第1温度差と前記第2温度差に基づいて、前記トルクリミット値または前記電流リミット値を設定し、前記制御部は、トルク指令値に対して前記トルクリミット値を超えないようにリミット処理を行い、または電流指令値に対して前記電流リミット値を超えないようにリミット処理を行い、リミット処理後のトルク指令値またはリミット処理後の電流指令値に基づいてゲート信号を生成し、前記主回路部は、前記ゲート信号に基づいてスイッチング素子をオンオフ制御することを特徴とする。 In one embodiment, the motor is driven by an inverter, the inverter includes a control unit and a main circuit unit, the determination unit sets a torque limit value or a current limit value based on the measured temperature difference value and the estimated temperature difference value, or sets the torque limit value or the current limit value based on the first temperature difference and the second temperature difference, the control unit performs limit processing on the torque command value so that it does not exceed the torque limit value, or performs limit processing on the current command value so that it does not exceed the current limit value, generates a gate signal based on the torque command value after limit processing or the current command value after limit processing, and the main circuit unit controls the on/off of a switching element based on the gate signal.

また、他の態様として、インバータで駆動するモータを冷却油で冷却するモータ冷却装置であって、前記冷却油を冷却油路に循環させる電動式のオイルポンプと、前記冷却油路に設けられたフィルタと、フィルタ詰まりを判定する判定部と、を備え、前記判定部は、正常時に、複数の測定点においてポンプ回転速度とポンプ駆動電流を測定し、複数の測定点における前記ポンプ回転速度と前記ポンプ駆動電流のデータテーブルを作成し、実運用時に、前記ポンプ回転速度と前記ポンプ駆動電流を測定し、実運用時の前記ポンプ回転速度と前記データテーブルに基づいてポンプ駆動電流推定値を導出し、実運用時の前記ポンプ駆動電流の測定値と前記ポンプ駆動電流推定値に基づいてフィルタ詰まりを判定し、実運用時の前記ポンプ駆動電流の測定値と前記ポンプ駆動電流推定値に基づいてトルクリミット値または電流リミット値を設定し、前記インバータは制御部と主回路部を備え、前記制御部は、トルク指令値に対して前記トルクリミット値を超えないようにリミット処理を行い、または電流指令値に対して前記電流リミット値を超えないようにリミット処理を行い、リミット処理後のトルク指令値またはリミット処理後の電流指令値に基づいてゲート信号を生成し、前記主回路部は、前記ゲート信号に基づいてスイッチング素子をオンオフ制御することを特徴とする。 In another aspect, a motor cooling device that cools a motor driven by an inverter with cooling oil includes an electric oil pump that circulates the cooling oil through a cooling oil passage, a filter provided in the cooling oil passage, and a judgment unit that judges whether the filter is clogged. The judgment unit measures the pump rotation speed and pump drive current at multiple measurement points during normal operation, creates a data table of the pump rotation speed and the pump drive current at multiple measurement points, measures the pump rotation speed and the pump drive current during actual operation, derives a pump drive current estimate based on the pump rotation speed during actual operation and the data table, and calculates a pump drive current estimate based on the pump rotation speed during actual operation and the data table. The inverter determines whether a filter is clogged based on a constant value and the pump drive current estimate, and sets a torque limit value or a current limit value based on the measured value of the pump drive current during actual operation and the pump drive current estimate. The inverter includes a control unit and a main circuit unit, the control unit performs limit processing on the torque command value so that it does not exceed the torque limit value, or performs limit processing on the current command value so that it does not exceed the current limit value, generates a gate signal based on the torque command value after limit processing or the current command value after limit processing, and the main circuit unit controls the on/off of a switching element based on the gate signal.

また、その一態様として、前記判定部は、フィルタ詰まりと判定した場合、前記オイルポンプを逆転させる逆転指令を出力することを特徴とする。 In one aspect, the determination unit outputs a reverse rotation command to reverse the oil pump if it determines that the filter is clogged.

本発明によれば、モータ冷却装置において、冷却油のフィルタ詰まりを特別なセンサなどを使用することなく検出することで、モータの故障もしくは過熱を抑制することが可能となる。 According to the present invention, in a motor cooling device, it is possible to detect clogging of the cooling oil filter without using a special sensor, thereby preventing motor failure or overheating.

モータ冷却装置の構造の一例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an example of the structure of a motor cooling device. 実施形態におけるフィルタ詰まり時制御の制御構成を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a control configuration for control when a filter is clogged in the embodiment. 実施形態におけるフィルタ詰まり解消制御の制御構成を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a control configuration for filter clogging elimination control in the embodiment.

以下、本願発明におけるモータ冷却装置の実施形態を図1~図3に基づいて詳述する。 The following describes in detail an embodiment of the motor cooling device of the present invention with reference to Figures 1 to 3.

[実施形態]
図1に対象となるモータ冷却装置の一例を示す。モータ冷却装置は、インバータで駆動するモータを冷却油により冷却する。図1に示すように、モータ筐体5には、ロータ7とステータコイル8を備えたモータ6が収納されている。また、モータ筐体5には、オイルパン1が設けられており、オイルパン1のオイル吸入口2にはフィルタ3が設けられている。冷却油はオイルクーラ4と冷却水にて冷却している。
[Embodiment]
An example of a target motor cooling device is shown in Figure 1. The motor cooling device cools a motor driven by an inverter with cooling oil. As shown in Figure 1, a motor 6 equipped with a rotor 7 and a stator coil 8 is housed in a motor housing 5. An oil pan 1 is also provided in the motor housing 5, and a filter 3 is provided at an oil intake port 2 of the oil pan 1. The cooling oil is cooled by an oil cooler 4 and cooling water.

また、図1にて、符号9はモータ6とオイルパン1の間の壁、符号10は冷却油を冷却油路に循環させる電動式のオイルポンプ、符号11は冷却油が循環する冷却油路を示している。 In FIG. 1, reference numeral 9 denotes a wall between the motor 6 and the oil pan 1, reference numeral 10 denotes an electric oil pump that circulates the cooling oil through the cooling oil passage, and reference numeral 11 denotes a cooling oil passage through which the cooling oil circulates.

冷却対象(ステータコイル8)に噴射するオイルポンプ流量をオイルポンプ回転速度にて制御している。オイルポンプ回転速度は、オイルポンプ10に接続された専用モータ(冷却対象のモータ6とは別のモータ)によって制御する。 The oil pump flow rate injected into the object to be cooled (stator coil 8) is controlled by the oil pump rotation speed. The oil pump rotation speed is controlled by a dedicated motor (a motor separate from the motor 6 of the object to be cooled) connected to the oil pump 10.

以下の(A)~(C)に、インバータの判定部におけるフィルタ詰まりの検出方法をそれぞれ示す。 The following (A) to (C) show the methods for detecting filter blockage in the inverter's judgment section.

(A)モータ6の一定時間における損失移動平均を計算する。そのモータ損失からステータコイル8の温度(以下、コイル温度と称する)Tcとモータ6の外気温(またはオイル温度)Taの偏差である温度差を推定する。温度差推定値と温度差測定値を比較し、温度差推定値に対する温度差測定値に基づいてフィルタ詰まりを判定する。 (A) Calculate the moving average loss of the motor 6 over a fixed period of time. From this motor loss, estimate the temperature difference, which is the deviation between the temperature Tc of the stator coil 8 (hereafter referred to as the coil temperature) and the outside air temperature (or oil temperature) Ta of the motor 6. Compare the estimated temperature difference with the measured temperature difference, and determine whether the filter is clogged based on the measured temperature difference relative to the estimated temperature difference.

以下、温度差の推定方法とフィルタ詰まりの判定方法について説明する。 Below, we explain how to estimate the temperature difference and how to determine if the filter is clogged.

(1)フィルタ詰まりがない正常な状態において、複数の測定点のモータ電流Iを測定し、モータ電流Iの測定値等に基づいてモータ損失を計算する。なお、モータ損失の計算方法は、特許文献2などの従来技術を用いる。 (1) In a normal state where the filter is not clogged, the motor current I is measured at multiple measurement points, and the motor loss is calculated based on the measured values of the motor current I. Note that the method for calculating the motor loss uses conventional technology such as that described in Patent Document 2.

(2)複数の測定点のモータ6のコイル温度Tcとモータ6の外気温(またはオイル温度)Taを温度センサによって実測する。コイル温度Tcから外気温(またはオイル温度)Taを減算し、温度差(=Tc-Ta)を算出する。複数の測定点におけるモータ損失と上記の温度差(=Tc-Ta)のデータテーブルを作成しておく。データテーブルは、インバータの判定部内のメモリに格納する。以上が、フィルタ詰まりがない正常状態での処理項目である。 (2) The coil temperature Tc of the motor 6 and the outside air temperature (or oil temperature) Ta of the motor 6 at multiple measurement points are measured using a temperature sensor. The outside air temperature (or oil temperature) Ta is subtracted from the coil temperature Tc to calculate the temperature difference (= Tc - Ta). A data table of the motor losses at multiple measurement points and the above temperature difference (= Tc - Ta) is created. The data table is stored in the memory of the inverter's judgment unit. The above are the processing items under normal conditions when the filter is not clogged.

(3)装置の実運用時に、モータ電流Iとモータ6のコイル温度Tcとモータ6の外気温(またはオイル温度)Taをそれぞれ実測する。実運用時のモータ電流I等に基づいて実運用時のモータ損失を算出する。実運用時のコイル温度Tcから実運用時の外気温(またはオイル温度)Taを減算した温度差測定値を算出する。 (3) When the device is in actual operation, the motor current I, the coil temperature Tc of the motor 6, and the outside air temperature (or oil temperature) Ta of the motor 6 are measured. The motor loss during actual operation is calculated based on the motor current I during actual operation, etc. The temperature difference measurement value is calculated by subtracting the outside air temperature (or oil temperature) Ta during actual operation from the coil temperature Tc during actual operation.

(4)インバータの制御部は、実運用時のモータ損失と上記のデータテーブルを用いて、温度差推定値(Tc-Ta)を導出する。「温度差測定値(Tc-Ta)」と「温度差推定値(Tc-Ta)」との比率(「温度差測定値」を「温度差推定値」で除算した値)が所定値以上上回っている場合に、フィルタ詰まりが発生していると判定する。 (4) The inverter control unit uses the motor loss during actual operation and the above data table to derive the estimated temperature difference (Tc-Ta). If the ratio of the "measured temperature difference (Tc-Ta)" to the "estimated temperature difference (Tc-Ta)" (the value obtained by dividing the "measured temperature difference" by the "estimated temperature difference") exceeds a predetermined value, it is determined that the filter is clogged.

(B)装置の実運用中の低負荷、低温時に、オイルポンプ10の流量を一時的に低下させる。低下操作前のコイル温度Tc1と低下操作前の外気温(またはオイル温度)Ta1と低下操作後のコイル温度Tc2と低下操作後の外気温(またはオイル温度)Ta2を測定する。低下操作前の外気温(またはオイル温度)Ta1から低下操作前のコイル温度Tc1を減算した第1温度差ΔT1(=Ta1-Tc1)を算出する。また、低下操作後の外気温(またはオイル温度)Ta2から低下操作後のコイル温度Tc2を減算した第2温度差ΔT2(=Ta2-Tc2)を算出する。 (B) When the load is low and the temperature is low during actual operation of the device, the flow rate of the oil pump 10 is temporarily reduced. The coil temperature Tc1 before the reduction operation, the outside air temperature (or oil temperature) Ta1 before the reduction operation, the coil temperature Tc2 after the reduction operation, and the outside air temperature (or oil temperature) Ta2 after the reduction operation are measured. A first temperature difference ΔT1 (= Ta1 - Tc1) is calculated by subtracting the coil temperature Tc1 before the reduction operation from the outside air temperature (or oil temperature) Ta1 before the reduction operation. In addition, a second temperature difference ΔT2 (= Ta2 - Tc2) is calculated by subtracting the coil temperature Tc2 after the reduction operation from the outside air temperature (or oil temperature) Ta2 after the reduction operation.

低下操作前後の上記の温度差(Ta―Tc)を比較する。低下操作前の第1温度差ΔT1(=Ta1―Tc1)と低下操作後の第2温度差ΔT2(=Ta2―Tc2)との差(ΔT1-ΔT2)が所定値以下であれば、冷却油によるモータ冷却効果があまり得られていない、すなわち、フィルタ詰まりが発生していると判定する。 The above temperature difference (Ta-Tc) is compared before and after the lowering operation. If the difference (ΔT1-ΔT2) between the first temperature difference ΔT1 (=Ta1-Tc1) before the lowering operation and the second temperature difference ΔT2 (=Ta2-Tc2) after the lowering operation is less than a predetermined value, it is determined that the cooling oil is not providing sufficient motor cooling effect, i.e., the filter is clogged.

(C)ポンプ回転速度から想定されるポンプ駆動電流(ポンプ専用モータの電流)と、ポンプ専用モータに流れる実電流を比較し、想定電流に対し実電流が一定割合以上大きい場合にフィルタ詰まりと推定する。 (C) The pump drive current (current of the pump motor) estimated from the pump rotation speed is compared with the actual current flowing through the pump motor, and if the actual current is greater than the estimated current by a certain percentage or more, it is assumed that the filter is clogged.

以下、ポンプ駆動電流の推定方法とフィルタ詰まりの判定方法について説明する。 Below, we explain how to estimate the pump drive current and how to determine if the filter is clogged.

(1)フィルタ詰まりがない正常な状態において、複数の測定点のポンプ回転速度Npとポンプ駆動電流Ip(ポンプ専用モータの電流)を実測する。複数の測定点におけるポンプ回転速度Npとポンプ駆動電流Ipのデータテーブルを作成しておく。 (1) In a normal state with no clogged filters, measure the pump rotation speed Np and pump drive current Ip (current of the pump motor) at multiple measurement points. Create a data table of the pump rotation speed Np and pump drive current Ip at multiple measurement points.

(2)装置の実運用時に、ポンプ回転速度Npとポンプ駆動電流Ipの測定値をそれぞれ実測する。 (2) When the device is in actual operation, measure the pump rotation speed Np and pump drive current Ip.

(3)実運用時のポンプ回転速度Npとデータテーブルに基づいてポンプ駆動電流推定値を導出する。「実運用時のポンプ駆動電流Ipの測定値」と「ポンプ駆動電流推定値」との比率(「実運用時のポンプ駆動電流Ipの測定値」を「ポンプ駆動電流推定値」で除算した値)が所定値以上上回っている場合に、ポンプが過負荷状態になっている、すなわち、フィルタ詰まりが発生していると判定する。 (3) Derive an estimated pump drive current value based on the pump rotation speed Np during actual operation and a data table. If the ratio between the "measured pump drive current Ip during actual operation" and the "estimated pump drive current value" (the value obtained by dividing the "measured pump drive current Ip during actual operation" by the "estimated pump drive current value") exceeds a predetermined value, it is determined that the pump is in an overloaded state, i.e., that a clogged filter has occurred.

(D)上記(A)~(C)の全てもしくはいずれかの条件が成立した場合、フィルタ詰まりと判定し、さらなるモータ6の温度上昇を回避するために、(E)フィルタ詰まり時制御、(F)フィルタ詰まり解消制御、のいずれかを行う。 (D) If any or all of the above conditions (A) to (C) are met, it is determined that the filter is clogged, and in order to prevent a further increase in the temperature of the motor 6, either (E) filter clog control or (F) filter clog removal control is performed.

(E)フィルタ詰まり時制御
モータ6を制御するインバータ12において、詰まり程度に応じたトルク抑制制御を行う。
(E) Control when Filter is Clogged In the inverter 12 that controls the motor 6, torque suppression control is performed according to the degree of clogging.

図2に、本実施形態における(E)フィルタ詰まり時制御の制御構成を示す。図2に示すように、インバータ12は、主回路部13と、制御部14と、判定部15と、を備える。 Figure 2 shows the control configuration for (E) filter clogging control in this embodiment. As shown in Figure 2, the inverter 12 includes a main circuit unit 13, a control unit 14, and a determination unit 15.

インバータ12の判定部15は、モータ電流I、モータのコイル温度Tc、モータの外気温(またはオイル温度)Ta、ポンプ回転速度Np、ポンプ駆動電流Ipを入力し、(A)~(C)のいずれかの方法によって、フィルタ3の目詰まりを判定する。 The determination unit 15 of the inverter 12 inputs the motor current I, the motor coil temperature Tc, the motor's outside air temperature (or oil temperature) Ta, the pump rotation speed Np, and the pump drive current Ip, and determines whether the filter 3 is clogged by one of the methods (A) to (C).

目詰まり有と判定した場合、(A)では「温度差測定値(Tc-Ta)」と「温度差推定値(Tc-Ta)」との比率(「温度差測定値」を「温度差推定値」で除算した値)に応じてトルクリミット値Tlmtを設定する。(B)では(第1温度差ΔT1-第2温度差ΔT2)の大きさに応じてトルクリミット値Tlmtを設定する。(C)では「実運用時のポンプ駆動電流の測定値」と「ポンプ駆動電流推定値」との比率(「実運用時のポンプ駆動電流の測定値」を「ポンプ駆動電流推定値」で除算した値)に応じてトルクリミット値Tlmtを設定する。 If it is determined that there is clogging, in (A), the torque limit value Tlmt is set according to the ratio of the "measured temperature difference (Tc-Ta)" to the "estimated temperature difference (Tc-Ta)" (the value obtained by dividing the "measured temperature difference" by the "estimated temperature difference"). In (B), the torque limit value Tlmt is set according to the magnitude of (first temperature difference ΔT1 - second temperature difference ΔT2). In (C), the torque limit value Tlmt is set according to the ratio of the "measured pump drive current during actual operation" to the "estimated pump drive current" (the value obtained by dividing the "measured pump drive current during actual operation" by the "estimated pump drive current").

制御部14では、上位系から受信したトルク指令値Trefに対してトルクリミット値Tlmtを超えないようにリミット処理を行い、リミット処理後のトルク指令値に基づいて主回路部13内のスイッチング素子をオンオフさせるゲート信号を生成する。なお、この制御部14では、特許文献3などの従来技術を用いればよい。 The control unit 14 performs limit processing on the torque command value Tref received from the higher-level system so that it does not exceed the torque limit value Tlmt, and generates a gate signal that turns on and off the switching element in the main circuit unit 13 based on the torque command value after limit processing. Note that the control unit 14 may use conventional technology such as that described in Patent Document 3.

主回路部13では、ゲート信号に基づいて各スイッチング素子をオンオフ制御することで、所望のモータ電流Iを通流する。この動作により、モータ6のトルクと電流を抑制できるため、ステータコイル8の温度上昇を抑制できる。 The main circuit section 13 controls the on/off of each switching element based on the gate signal to pass the desired motor current I. This operation suppresses the torque and current of the motor 6, thereby suppressing the temperature rise of the stator coil 8.

図2は、判定部15がトルクリミット値Tlmtを設定し制御部14へ出力する構成である。トルクリミット値Tlmtの代わりに、制御部14で演算する電流指令値の電流リミット値Ilmtを設定してフィルタ詰まり時に電流指令値に対して電流リミット値Ilmtを超えないようにリミット処理を行い、リミット処理後の電流指令値に基づいてゲート信号を生成する構成としてもよい。 In FIG. 2, the determination unit 15 sets a torque limit value Tlmt and outputs the torque limit value to the control unit 14. Instead of the torque limit value Tlmt, a current limit value Ilmt of the current command value calculated by the control unit 14 may be set, and limit processing may be performed on the current command value so that it does not exceed the current limit value Ilmt when the filter is clogged, and a gate signal may be generated based on the current command value after limit processing.

(F)フィルタ詰まり解消制御
オイルポンプ10を一定時間逆転させ、フィルタ3に詰まったコンタミをオイルパン1に戻す事で、フィルタ3を自己洗浄する。
(F) Filter Clogging Removal Control The oil pump 10 is rotated in reverse for a certain period of time to return contaminants clogging the filter 3 to the oil pan 1, thereby causing the filter 3 to self-clean.

図3に、本実施形態におけるフィルタ詰まり解消制御の制御構成を示す。インバータ12の判定部15は、モータ電流I、モータ6のコイル温度Tc、モータの外気温(またはオイル温度)Ta、ポンプ回転速度Np、ポンプ駆動電流Ipを検出し、(A)~(C)のいずれかの方法によって、フィルタ3の目詰まりを判定する。目詰まり有と判定した場合、一定時間オイルポンプ10へ、逆転指令を送信する。この判定部15は、インバータ12の外部に設けてもよい。また、図3のインバータ12をインバータ以外のモータ駆動手段に置き換えてもよい。 Figure 3 shows the control configuration of the filter clogging elimination control in this embodiment. The determination unit 15 of the inverter 12 detects the motor current I, the coil temperature Tc of the motor 6, the outside air temperature (or oil temperature) Ta of the motor, the pump rotation speed Np, and the pump drive current Ip, and determines whether the filter 3 is clogged by any of the methods (A) to (C). If it is determined that the filter 3 is clogged, a reverse rotation command is sent to the oil pump 10 for a certain period of time. This determination unit 15 may be provided outside the inverter 12. Also, the inverter 12 in Figure 3 may be replaced with a motor drive means other than an inverter.

なお、本発明は、冷却油路11のいずれかの箇所にフィルタ3が設置されている構成であればオイルパン1のオイル吸入口2以外にフィルタ3を設置してもよい。 In addition, in the present invention, the filter 3 may be installed at a location other than the oil intake port 2 of the oil pan 1, as long as the filter 3 is installed at any location in the cooling oil passage 11.

以上示したように、本実施形態によれば、オイルパン1のフィルタ詰まりを検知して、その後のモータ温度上昇を抑制する制御を行う。よって、フィルタ詰まりにより冷却不全となり、モータ6の故障もしくは過熱保護等により車両の急停止することなどを招く恐れを解消できる。 As described above, according to this embodiment, filter clogging of the oil pan 1 is detected and control is performed to suppress the subsequent rise in motor temperature. This eliminates the risk of insufficient cooling due to filter clogging, which can lead to motor 6 failure or overheating protection, etc., causing the vehicle to suddenly stop.

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。 Although the present invention has been described in detail above only with respect to the specific examples, it will be clear to those skilled in the art that various modifications and alterations are possible within the scope of the technical concept of the present invention, and it goes without saying that such modifications and alterations fall within the scope of the claims.

1…オイルポンプ
2…オイル吸入口
3…フィルタ
4…オイルクーラ
5…モータ筐体
6…モータ
7…ロータ
8…ステータコイル
9…壁
10…オイルポンプ
11…油路
12…インバータ
13…主回路部
14…制御部
15…判定部
Reference Signs List 1: Oil pump 2: Oil suction port 3: Filter 4: Oil cooler 5: Motor housing 6: Motor 7: Rotor 8: Stator coil 9: Wall 10: Oil pump 11: Oil passage 12: Inverter 13: Main circuit section 14: Control section 15: Determination section

Claims (6)

モータを冷却油で冷却するモータ冷却装置であって、
前記冷却油を冷却油路に循環させる電動式のオイルポンプと、
前記冷却油路に設けられたフィルタと、
フィルタ詰まりを判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、
正常時に、複数の測定点においてモータ電流と前記モータのコイル温度と前記モータの外気温またはオイル温度を測定し、前記モータ電流に基づいてモータ損失を算出し、前記コイル温度から前記外気温または前記オイル温度を減算した温度差を算出し、複数の測定点における前記モータ損失と前記温度差のデータテーブルを作成し、実運用時に、前記モータ電流と前記コイル温度と前記外気温または前記オイル温度を測定し、実運用時の前記モータ電流に基づいて実運用時の前記モータ損失を算出し、実運用時の前記モータ損失と前記データテーブルを用いて温度差推定値を導出し、実運用時の前記コイル温度から実運用時の前記外気温または前記オイル温度を減算した温度差測定値を算出し、前記温度差測定値と前記温度差推定値に基づいてフィルタ詰まりを判定し、
または、実運用時中に前記オイルポンプの流量を一時的に低下させ、低下操作前の前記コイル温度と低下操作前の前記外気温または低下操作前の前記オイル温度と、低下操作後の前記コイル温度と低下操作後の前記外気温または低下操作後の前記オイル温度を測定し、低下操作前の前記外気温または低下操作前の前記オイル温度から低下操作前の前記コイル温度を減算した第1温度差と、低下操作後の前記外気温または低下操作後の前記オイル温度から低下操作後の前記コイル温度を減算した第2温度差に基づいてフィルタ詰まりを判定することを特徴とするモータ冷却装置。
A motor cooling device that cools a motor with cooling oil,
an electric oil pump that circulates the cooling oil through the cooling oil passage;
A filter provided in the cooling oil passage;
A determination unit for determining whether a filter is clogged;
Equipped with
The determination unit is
under normal circumstances, a motor current, a coil temperature of the motor, and an outside air temperature or an oil temperature of the motor are measured at a plurality of measurement points, a motor loss is calculated based on the motor current, a temperature difference is calculated by subtracting the outside air temperature or the oil temperature from the coil temperature, a data table of the motor loss and the temperature difference at the plurality of measurement points is created, during actual operation, the motor current, the coil temperature, and the outside air temperature or the oil temperature are measured, the motor loss during actual operation is calculated based on the motor current during actual operation, an estimated temperature difference is derived using the motor loss during actual operation and the data table, a measured temperature difference value is calculated by subtracting the outside air temperature or the oil temperature during actual operation from the coil temperature during actual operation, and a filter clogging is determined based on the measured temperature difference and the estimated temperature difference value,
Alternatively, a motor cooling device characterized in that the flow rate of the oil pump is temporarily reduced during actual operation, and the coil temperature before the reduction operation, the outside air temperature before the reduction operation or the oil temperature before the reduction operation, the coil temperature after the reduction operation, the outside air temperature after the reduction operation or the oil temperature after the reduction operation are measured, and filter clogging is determined based on a first temperature difference obtained by subtracting the coil temperature before the reduction operation from the outside air temperature before the reduction operation or the oil temperature before the reduction operation, and a second temperature difference obtained by subtracting the coil temperature after the reduction operation from the outside air temperature after the reduction operation or the oil temperature after the reduction operation.
前記モータはインバータで駆動し、
前記インバータは制御部と主回路部を備え、
前記判定部は、前記温度差測定値と前記温度差推定値に基づいてトルクリミット値または電流リミット値を設定し、または、前記第1温度差と前記第2温度差に基づいて、前記トルクリミット値または前記電流リミット値を設定し、
前記制御部は、トルク指令値に対して前記トルクリミット値を超えないようにリミット処理を行い、または電流指令値に対して前記電流リミット値を超えないようにリミット処理を行い、リミット処理後のトルク指令値またはリミット処理後の電流指令値に基づいてゲート信号を生成し、
前記主回路部は、前記ゲート信号に基づいてスイッチング素子をオンオフ制御することを特徴とする請求項1記載のモータ冷却装置。
The motor is driven by an inverter,
The inverter includes a control unit and a main circuit unit.
the determination unit sets a torque limit value or a current limit value based on the temperature difference measurement value and the temperature difference estimation value, or sets the torque limit value or the current limit value based on the first temperature difference and the second temperature difference;
the control unit performs limit processing on a torque command value so that the torque command value does not exceed the torque limit value, or performs limit processing on a current command value so that the current command value does not exceed the current limit value, and generates a gate signal based on the torque command value after limit processing or the current command value after limit processing;
2. The motor cooling device according to claim 1, wherein the main circuit portion controls the on/off of a switching element based on the gate signal.
インバータで駆動するモータを冷却油で冷却するモータ冷却装置であって、
前記冷却油を冷却油路に循環させる電動式のオイルポンプと、
前記冷却油路に設けられたフィルタと、
フィルタ詰まりを判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、
正常時に、複数の測定点においてポンプ回転速度とポンプ駆動電流を測定し、複数の測定点における前記ポンプ回転速度と前記ポンプ駆動電流のデータテーブルを作成し、実運用時に、前記ポンプ回転速度と前記ポンプ駆動電流を測定し、実運用時の前記ポンプ回転速度と前記データテーブルに基づいてポンプ駆動電流推定値を導出し、実運用時の前記ポンプ駆動電流の測定値と前記ポンプ駆動電流推定値に基づいてフィルタ詰まりを判定し、実運用時の前記ポンプ駆動電流の測定値と前記ポンプ駆動電流推定値に基づいてトルクリミット値または電流リミット値を設定し、
前記インバータは制御部と主回路部を備え、
前記制御部は、トルク指令値に対して前記トルクリミット値を超えないようにリミット処理を行い、または電流指令値に対して前記電流リミット値を超えないようにリミット処理を行い、リミット処理後のトルク指令値またはリミット処理後の電流指令値に基づいてゲート信号を生成し、
前記主回路部は、前記ゲート信号に基づいてスイッチング素子をオンオフ制御することを特徴とするモータ冷却装置。
A motor cooling device that cools a motor driven by an inverter with cooling oil,
an electric oil pump that circulates the cooling oil through a cooling oil passage;
A filter provided in the cooling oil passage;
A determination unit for determining whether a filter is clogged;
Equipped with
The determination unit is
measuring a pump rotation speed and a pump drive current at a plurality of measurement points under normal conditions, creating a data table of the pump rotation speed and the pump drive current at the plurality of measurement points, measuring the pump rotation speed and the pump drive current under actual operation, deriving an estimated pump drive current value based on the pump rotation speed under actual operation and the data table, determining filter clogging based on the measured value of the pump drive current and the estimated value of the pump drive current under actual operation, and setting a torque limit value or a current limit value based on the measured value of the pump drive current and the estimated value of the pump drive current under actual operation;
The inverter includes a control unit and a main circuit unit.
the control unit performs limit processing on a torque command value so that the torque command value does not exceed the torque limit value, or performs limit processing on a current command value so that the current command value does not exceed the current limit value, and generates a gate signal based on the torque command value after limit processing or the current command value after limit processing;
The motor cooling device according to claim 1, wherein the main circuit portion controls the on/off of a switching element based on the gate signal.
前記判定部は、フィルタ詰まりと判定した場合、前記オイルポンプを逆転させる逆転指令を出力することを特徴とする請求項1~3のうち何れかに記載のモータ冷却装置。 The motor cooling device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the determination unit outputs a reverse rotation command to reverse the oil pump if it determines that the filter is clogged. 冷却油を冷却油路に循環させる電動式のオイルポンプと、前記冷却油路に設けられたフィルタと、フィルタ詰まりを判定する判定部と、を備え、モータを前記冷却油で冷却するモータ冷却装置の制御方法であって、
前記判定部は、
正常時に、複数の測定点においてモータ電流と前記モータのコイル温度と前記モータの外気温またはオイル温度を測定し、前記モータ電流に基づいてモータ損失を算出し、前記コイル温度から前記外気温または前記オイル温度を減算した温度差を算出し、複数の測定点における前記モータ損失と前記温度差のデータテーブルを作成し、実運用時に、前記モータ電流と前記コイル温度と前記外気温または前記オイル温度を測定し、実運用時の前記モータ電流に基づいて実運用時の前記モータ損失を算出し、実運用時の前記モータ損失と前記データテーブルを用いて温度差推定値を導出し、実運用時の前記コイル温度から実運用時の前記外気温または前記オイル温度を減算した温度差測定値を算出し、前記温度差測定値と前記温度差推定値に基づいてフィルタ詰まりを判定し、
または、実運用時中に前記オイルポンプの流量を一時的に低下させ、低下操作前の前記コイル温度と低下操作前の前記外気温または低下操作前の前記オイル温度と、低下操作後の前記コイル温度と低下操作後の前記外気温または低下操作後の前記オイル温度を測定し、低下操作前の前記外気温または低下操作前の前記オイル温度から低下操作前の前記コイル温度を減算した第1温度差と、低下操作後の前記外気温または低下操作後の前記オイル温度から低下操作後の前記コイル温度を減算した第2温度差に基づいてフィルタ詰まりを判定することを特徴とするモータ冷却装置の制御方法。
A control method for a motor cooling device that includes an electric oil pump that circulates cooling oil through a cooling oil passage, a filter provided in the cooling oil passage, and a determination unit that determines whether the filter is clogged, and that cools a motor with the cooling oil, comprising:
The determination unit is
under normal circumstances, a motor current, a coil temperature of the motor, and an outside air temperature or an oil temperature of the motor are measured at a plurality of measurement points, a motor loss is calculated based on the motor current, a temperature difference is calculated by subtracting the outside air temperature or the oil temperature from the coil temperature, a data table of the motor loss and the temperature difference at the plurality of measurement points is created, during actual operation, the motor current, the coil temperature, and the outside air temperature or the oil temperature are measured, the motor loss during actual operation is calculated based on the motor current during actual operation, an estimated temperature difference is derived using the motor loss during actual operation and the data table, a measured temperature difference value is calculated by subtracting the outside air temperature or the oil temperature during actual operation from the coil temperature during actual operation, and a filter clogging is determined based on the measured temperature difference and the estimated temperature difference value,
Alternatively, a control method for a motor cooling device, comprising: temporarily reducing the flow rate of the oil pump during actual operation; measuring the coil temperature before the reduction operation, the outside air temperature before the reduction operation or the oil temperature before the reduction operation, the coil temperature after the reduction operation, and the outside air temperature after the reduction operation or the oil temperature after the reduction operation; and determining whether a filter is clogged based on a first temperature difference obtained by subtracting the coil temperature before the reduction operation from the outside air temperature before the reduction operation or the oil temperature before the reduction operation, and a second temperature difference obtained by subtracting the coil temperature after the reduction operation from the outside air temperature after the reduction operation or the oil temperature after the reduction operation.
冷却油を冷却油路に循環させる電動式のオイルポンプと、前記冷却油路に設けられたフィルタと、フィルタ詰まりを判定する判定部と、を備え、インバータで駆動するモータを前記冷却油で冷却するモータ冷却装置の制御方法であって、
前記判定部は、
正常時に、複数の測定点においてポンプ回転速度とポンプ駆動電流を測定し、複数の測定点における前記ポンプ回転速度と前記ポンプ駆動電流のデータテーブルを作成し、実運用時に、前記ポンプ回転速度と前記ポンプ駆動電流を測定し、実運用時の前記ポンプ回転速度と前記データテーブルに基づいてポンプ駆動電流推定値を導出し、実運用時の前記ポンプ駆動電流の測定値と前記ポンプ駆動電流推定値に基づいてフィルタ詰まりを判定し、実運用時の前記ポンプ駆動電流の測定値と前記ポンプ駆動電流推定値に基づいて、トルクリミット値または電流リミット値を設定し、
前記インバータの制御部は、トルク指令値に対して前記トルクリミット値を超えないようにリミット処理を行い、または電流指令値に対して前記電流リミット値を超えないようにリミット処理を行い、リミット処理後のトルク指令値またはリミット処理後の電流指令値に基づいてゲート信号を生成し、
前記インバータの主回路部は、前記ゲート信号に基づいてスイッチング素子をオンオフ制御することを特徴とするモータ冷却装置の制御方法。
A control method for a motor cooling device that includes an electric oil pump that circulates cooling oil through a cooling oil passage, a filter provided in the cooling oil passage, and a determination unit that determines whether the filter is clogged, and that cools a motor driven by an inverter with the cooling oil, comprising:
The determination unit is
measuring a pump rotation speed and a pump drive current at a plurality of measurement points under normal conditions, creating a data table of the pump rotation speed and the pump drive current at the plurality of measurement points, measuring the pump rotation speed and the pump drive current during actual operation, deriving an estimated pump drive current value based on the pump rotation speed during actual operation and the data table, determining filter clogging based on the measured value of the pump drive current and the estimated value of the pump drive current during actual operation, and setting a torque limit value or a current limit value based on the measured value of the pump drive current and the estimated value of the pump drive current during actual operation;
a control unit of the inverter performs limit processing on a torque command value so that the torque command value does not exceed the torque limit value, or performs limit processing on a current command value so that the current command value does not exceed the current limit value, and generates a gate signal based on the torque command value after limit processing or the current command value after limit processing;
A method for controlling a motor cooling device, comprising the steps of: a main circuit portion of the inverter controlling the on/off of a switching element based on the gate signal.
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