DE112018008007B4 - Temperaturschätzvorrichtung, Motorsteuervorrichtung, und Temperaturschätzverfahren - Google Patents

Abstract

Eine Temperaturschätzvorrichtung (13), umfassend:eine Tastverhältnisschätzeinheit (130) zum Schätzen eines Ansteuertastverhältnisses unter Berücksichtigung des Einflusses der Umgebungstemperatur eines Motors (2) auf die Erregung eines Spulenteils, das den Motor (2) bildet, auf der Grundlage sowohl eines Ansteuertastverhältnisses, das den Zeitintervallen der Erregung des Spulenteils entspricht, als auch der Umgebungstemperatur;eine Stromverbrauchschätzeinheit (131) zum Schätzen des Stromverbrauchs des Motors (2), der sich in einem Zustand befindet, in dem der Spulenteil mit dem von der Tastverhältnisschätzeinheit (130) geschätzten Ansteuertastverhältnis erregt wird, auf der Grundlage einer an den Motor (2) angelegten Versorgungsspannung und des von der Tastverhältnisschätzeinheit (130) geschätzten Ansteuertastverhältnisses;eine Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit (132) zum Schätzen des Stromverbrauchs des Motors (2), der sich in einem Zustand befindet, in dem der Spulenteil mit dem von der Tastverhältnisschätzeinheit (130) geschätzten Ansteuertastverhältnis erregt wird, wobei dieser Stromverbrauch von einer Wärmeabgabe des Spulenteils, der mit dem von der Tastverhältnisschätzeinheit (130) geschätzten Ansteuertastverhältnis erregt wird, auf der Grundlage des von der Tastverhältnisschätzeinheit (130) geschätzten Ansteuertastverhältnisses, der an den Motor (2) angelegten Versorgungsspannung und einer Temperaturschwankung des Spulenteils begleitet wird, wobei diese Temperaturschwankung zuletzt geschätzt wird;eine Temperaturschwankungsschätzeinheit (133) zum Schätzen einer Temperaturschwankung während einer Periode einer Temperaturzeitkonstante des Spulenteils auf der Basis der von dem Stromverbrauchschätzeinheit (131) geschätzten Stromverbrauch des Motors (2);eine Zeitkonstantenschätzeinheit (134) zum Schätzen der Temperaturzeitkonstante des Spulenteils auf der Grundlage einer Leistungsdifferenz zwischen dem Stromverbrauch des Motors (2), der durch den Stromverbrauchschätzeinheit (131) geschätzt wird, und des Stromverbrauchs, der durch die Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit (132) geschätzt wird; undeine Temperaturschätzeinheit (135) zum Schätzen einer Temperaturschwankung des Spulenteils von der Umgebungstemperatur auf der Basis der Temperaturschwankung des Spulenteils, die von der Temperaturschwankungschätzeinheit (133) geschätzt wird, der Temperaturzeitkonstante, die von der Zeitkonstantenschätzeinheit (134) geschätzt wird, der Leistungsdifferenz und der Temperaturschwankung des Spulenteils, die beim letzten Mal geschätzt wurde.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Temperaturschätzvorrichtung, eine Motorsteuervorrichtung und ein Temperaturschätzverfahren zum Schätzen der Temperatur eines Spulenteils (im Folgenden als „Spulentemperatur“ bezeichnet), das einen Motor ausmacht.
• STAND DER TECHNIK
• Wenn eine Spannung an einen Gleichstrommotor angelegt wird, wird Wärme durch den Widerstand einer Spule desselben erzeugt, und dies erhöht die Temperatur der Spule. Da die Möglichkeit besteht, dass bei übermäßigem Anstieg der Spulentemperatur die Beschichtung der Spule einen dielektrischen Durchschlag erleidet, ist es notwendig, das Anlegen der Spannung an den Motor zu begrenzen, bevor die Spulentemperatur eine zulässige obere Grenztemperatur überschreitet.
• In JP H08 - 133 107 A wird beispielsweise eine Vorrichtung offenbart, die die Temperatur eines Motors auf der Grundlage sowohl einer Spannung zwischen den Klemmen des Motors als auch eines Motorstroms schätzt. In dieser Vorrichtung wird der Maximalwert des dem Motor zuzuführenden Stroms begrenzt, und zwar entsprechend dem Mittelwert oder dem Integral des Wertes, der durch Multiplikation der Spannung zwischen den Klemmen des Motors mit dem Motorstrom erhalten wird. Der Motorstrom wird von einem Stromsensor erfasst, der zur Temperaturschätzung angeordnet ist.
• DE 10 2015 120 849 A1 offenbart ein Temperaturdetektionselement, das eine Temperatur eines Detektors detektiert, der eine Drehposition und/ oder eine Drehzahl eines Rotors eines Motors detektiert. Ein geschätzter Wert einer Änderung einer Verdrahtungstemperatur wird basierend auf einem der Verdrahtung des Motors zugeführten Strom berechnet. Ein geschätzter Wert einer Änderung der Detektortemperatur wird basierend auf der geschätzten Temperatur der Änderung der Verdrahtungstemperatur berechnet. Ein Unterschied zwischen der durch das Temperaturdetektionselement detektierten Detektortemperatur und dem geschätzten Wert der Änderung der Detektortemperatur wird als eine Umgebungstemperatur festgelegt. Die Umgebungstemperatur wird zu dem geschätzten Wert der Änderung der Verdrahtungstemperatur hinzugefügt, um einen Absolutwert der Verdrahtungstemperatur zu schätzen. Die Verdrahtungstemperatur wird basierend auf dem geschätzten Absolutwert der Verdrahtungstemperatur überwacht.
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• TECHNISCHES PROBLEM
• Ein Problem bei der in JP H08 - 133 107 A beschriebenen konventionellen Technik ist, dass ein Stromsensor zur Erfassung des Motorstroms benötigt wird.
• Die vorliegende Offenbarung dient der Lösung des oben genannten Problems, und es ist daher ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, eine Temperaturschätzvorrichtung, eine Motorsteuervorrichtung und ein Temperaturschätzverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, die Spulentemperatur eines Motors ohne Verwendung eines Stromsensors zu schätzen.
• LÖSUNG DES PROBLEMS
• Eine Temperaturschätzvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Tastverhältnisschätzeinheit, eine Stromverbrauchschätzeinheit, eine Wärmeableitungsstromschätzeinheit, eine Temperaturschwankungsschätzeinheit, eine Zeitkonstantenschätzeinheit und eine Temperaturschätzeinheit. Die Tastverhältnisschätzeinheit schätzt ein Ansteuertastverhältnis durch Berücksichtigung des Einflusses der Umgebungstemperatur eines Motors auf die Erregung eines Spulenteils, das den Motor bildet, auf der Grundlage eines Ansteuertastverhältnisses, das den Zeitintervallen der Erregung des Spulenteils entspricht, und der Umgebungstemperatur. Die Stromverbrauchschätzeinheit schätzt den Stromverbrauch des Motors, der sich in einem Zustand befindet, in dem der Spulenteil mit dem von der Tastverhältnisschätzeinheit geschätzten Ansteuertastverhältnis erregt wird, auf der Grundlage einer an den Motor angelegten Versorgungsspannung und des von der Tastverhältnisschätzeinheit geschätzten Ansteuertastverhältnisses. Die Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit schätzt den Stromverbrauch des Motors, der sich in einem Zustand befindet, in dem der Spulenteil mit dem von der Tastverhältnisschätzeinheit geschätzten Ansteuertastverhältnis erregt wird, wobei dieser Stromverbrauch von der Wärmeabgabe des Spulenteils, der mit dem von der Tastverhältnisschätzeinheit geschätzten Ansteuertastverhältnis erregt wird, auf der Grundlage des von der Tastverhältnisschätzeinheit geschätzten Ansteuertastverhältnisses, der an den Motor angelegten Versorgungsspannung und einer Temperaturschwankung des Spulenteils begleitet wird, wobei diese Temperaturschwankung beim letzten Mal geschätzt wurde. Die Temperaturschwankungsschätzeinheit schätzt eine Temperaturschwankung während einer Periode der Temperaturzeitkonstante des Spulenteils auf der Grundlage des Stromverbrauchs des Motors, die von der Stromverbrauchschätzeinheit geschätzt wird. Die Zeitkonstantenschätzeinheit schätzt die Temperaturzeitkonstante des Spulenteils auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Stromverbrauch des Motors, der von der Stromverbrauchschätzeinheit geschätzt wird, und dem Stromverbrauch, der von der Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit geschätzt wird. Die Temperaturschätzeinheit schätzt eine Temperaturabweichung des Spulenteils von der Umgebungstemperatur auf der Grundlage der von der Temperaturabweichungsschätzeinheit geschätzten Temperaturabweichung des Spulenteils, der von der Zeitkonstantenschätzeinheit geschätzten Temperaturzeitkonstante, der Leistungsdifferenz und der zuletzt geschätzten Temperaturabweichung des Spulenteils.
• VORTEILHAFTE AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG
• Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird unter Berücksichtigung des Einflusses der Umgebungstemperatur eines Motors auf die Erregung des Spulenteils, das den Motor bildet, auf der Grundlage sowohl des den Zeitintervallen der Erregung des Spulenteils entsprechenden Erregungsverhältnisses als auch der Umgebungstemperatur den Stromverbrauch des Motors bei Erregung des Spulenteils mit dem geschätzten Erregungsverhältnis geschätzt, den Stromverbrauch des Motors in Verbindung mit der Wärmeabgabe des Spulenteils, die Leistungsdifferenz zwischen den beiden Stromverbrauchwerten, die Temperaturzeitkonstante des Spulenteils und die Temperaturschwankung während einer Periode der Temperaturzeitkonstante des Spulenteils werden geschätzt, und die Temperaturschwankung des Spulenteils von der Umgebungstemperatur wird auf der Grundlage dieser geschätzten Werte und der zuletzt geschätzten Temperaturschwankung des Spulenteils geschätzt. Als Ergebnis kann die Spulentemperatur des Motors ohne Verwendung eines Stromsensors geschätzt werden.
• Figurenliste
• 1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Motorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
• 2 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Temperaturschätzvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
• 3 ist ein Diagramm, das die Temperatureigenschaften eines Spulenteils zeigt, das einen Motor bildet;
• 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Temperaturschätzverfahren gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
• 5A ist ein Blockdiagramm, das eine Hardwarekonfiguration zum Implementieren der Funktionen der Temperaturschätzvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt; und
• 5B ist ein Blockdiagramm, das eine Hardwarekonfiguration zum Ausführen von Software zeigt, um die Funktionen der Temperaturschätzvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zu implementieren.
• BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Ausführungsform 1.
• 1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Motorsteuervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1 zeigt. Die Motorsteuervorrichtung 1 steuert den Betrieb eines Motors 2, und der Motor 2 arbeitet mit einer Versorgungsspannung V von einer Gleichstromversorgung 3. Der Motor 2 treibt beispielsweise einen in einem Fahrzeug montierten Aktuator an. Der Aktuator treibt verschiedene Arten von Ventilen an, die in dem Fahrzeug montiert sind. Wie in 1 dargestellt, umfasst die Motorsteuervorrichtung 1 eine Antriebsschaltung 10, eine Brückenschaltung 11, eine Spannungserfassungsschaltung 12, eine Temperaturschätzvorrichtung 13, eine Bestimmungseinheit 14 und eine Tastverhältnisänderungseinheit 15.
• Die Antriebsschaltung 10 führt eine Pulsweitenmodulationssteuerung (im Folgenden als „PWM“ bezeichnet, engl. pulse width modulation) bei der Erregung des Motors 2 in Übereinstimmung mit einem von der Tastverhältnisänderungseinheit 15 eingegebenen Ansteuertastverhältnis D durch. Das Ansteuertastverhältnis D entspricht den Zeitintervallen der Erregung eines Spulenteils, das den Motor 2 bildet. Die Brückenschaltung 11 ist eine Brückenschaltung, die aus Feldeffekttransistoren (im Folgenden als „FETs“ bezeichnet, engl. field effect transistors) besteht und so konfiguriert ist, dass sie eine Spannung von der Gleichstromversorgung 3 in Übereinstimmung mit einem von der Treiberschaltung 10 eingegebenen PWM-Signal zerhackt und die zerhackte Spannung an den Motor 2 anlegt. Die Spannungserfassungsschaltung 12 erfasst die Versorgungsspannung V, die von der Gleichstromversorgung 3 über die von den FETs gebildete Brückenschaltung 11 an den Motor 2 angelegt wird.
• Die Temperaturschätzvorrichtung 13 schätzt eine Temperaturschwankung ΔT_n des den Motor 2 bildenden Spulenteils aus der Umgebungstemperatur T₀ auf der Basis der Umgebungstemperatur T₀, eines Sollwerts des Ansteuertastverhältnisses D, der Versorgungsspannung V und einer zuletzt geschätzten Temperaturschwankung ΔT_n-1 des Spulenteils und berechnet eine aktuelle Spulentemperatur T_n unter Verwendung der Umgebungstemperatur T₀. Beispielsweise ist im Fahrzeug vorab ein Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Kühlwassers für den Motor angeordnet. Dementsprechend kann die Temperaturschätzvorrichtung 13 unter Verwendung der Temperatur des Kühlwassers für den Motor als Umgebungstemperatur T₀ die Umgebungstemperatur T₀ von dem im Fahrzeug angebrachten Temperatursensor erfassen, und ein Temperatursensor zur Erfassung der Umgebungstemperatur T₀ wird überflüssig.
• Die Bestimmungseinheit 14 bestimmt, ob die von der Temperaturschätzvorrichtung 13 geschätzte Spulentemperatur T_n normal ist oder nicht. Wenn die Spulentemperatur T_n beispielsweise gleich oder größer als ein Referenzwert zur Bestimmung, ob die Spulentemperatur anormal ist oder nicht, ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 14, dass die Spulentemperatur T_n ungewöhnlich angestiegen und nicht normal ist, wohingegen, wenn die Spulentemperatur T_n kleiner als der Referenzwert zur Bestimmung, ob die Spulentemperatur anormal ist oder nicht, ist, die Bestimmungseinheit 14 bestimmt, dass die Spulentemperatur T_n normal ist.
• Die Tastverhältnisänderungseinheit 15 ändert das für die PWM-Steuerung durch die Antriebsschaltung 10 verwendete Ansteuertastverhältnis auf der Grundlage eines Ergebnisses der Bestimmung der Spulentemperatur T_n durch die Bestimmungseinheit 14 . Wenn die Bestimmungseinheit 14 beispielsweise feststellt, dass die Spulentemperatur T_n nicht normal ist, ändert die Tastverhältnisänderungseinheit 15 das durch den Sollwert angezeigte Ansteuertastverhältnis D auf einen niedrigeren Wert und gibt das Ansteuertastverhältnis an die Antriebsschaltung 10 aus. Wenn die Bestimmungseinheit 14 dagegen feststellt, dass die Spulentemperatur T_n normal ist, gibt die Tastverhältnisänderungseinheit 15 das durch den Sollwert angezeigte Ansteuertastverhältnis D an die Antriebsschaltung 10 aus, so wie es ist.
• 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für die Konfiguration der Temperaturschätzvorrichtung 13 gemäß Ausführungsform 1 zeigt. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Temperaturschätzvorrichtung 13 eine Tastverhältnisschätzeinheit 130, eine Stromverbrauchschätzeinheit 131, eine Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit 132, eine Temperaturschwankungsschätzeinheit 133, eine Zeitkonstantenschätzeinheit 134 und eine Temperaturschätzeinheit 135. Die Tastverhältnisschätzeinheit 130 schätzt ein Ansteuertastverhältnis D' unter Berücksichtigung des Einflusses der Umgebungstemperatur T₀ des Motors 2 auf die Erregung des Spulenteils auf der Basis des Ansteuertastverhältnisses D und der Umgebungstemperatur T₀.
• Die Stromverbrauchschätzeinheit 131 schätzt den Stromverbrauch P des Motors 2, in dem der Spulenteil mit dem von der Tastverhältnisschätzeinheit 130 geschätzten Ansteuertastverhältnis D' erregt wird, auf der Basis der an den Motor 2 angelegten Versorgungsspannung V und des Ansteuertastverhältnisses D'. Die Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit 132 schätzt den Stromverbrauch Pz des Motors 2, wobei dieser Stromverbrauch mit der Wärmeabgabe des Spulenteils einhergeht, das mit dem von der Tastverhältnisschätzeinheit 130 geschätzten Ansteuertastverhältnis D' erregt wird, auf der Grundlage des Ansteuertastverhältnisses D', der an den Motor 2 angelegten Versorgungsspannung V und der zuletzt geschätzten Temperaturschwankung ΔT_n-1 des Spulenteils.
• Die Temperaturschwankungsschätzeinheit 133 schätzt die Temperaturschwankung ΔT während eines Zeitraums der Temperaturzeitkonstante τs des Spulenteils auf der Grundlage des von der Stromverbrauchschätzeinheit 131 geschätzten Stromverbrauchs P des Motors 2. Die Zeitkonstantenschätzeinheit 134 schätzt die Temperaturzeitkonstante τs des Spulenteils auf der Basis der Leistungsdifferenz ΔP (=P-Pz) zwischen dem von der Stromverbrauchschätzeinheit 131 geschätzten Stromverbrauch P und dem von der Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit 132 geschätzten Stromverbrauch Pz.
• Die Temperaturschätzeinheit 135 schätzt die Temperaturschwankung ΔT_n des Spulenteils von der Umgebungstemperatur T₀ auf der Basis der Temperaturschwankung ΔT während der Periode der Temperaturzeitkonstante τs des Spulenteils, der Temperaturzeitkonstante τs, die auf der Basis der Leistungsdifferenz ΔP geschätzt wird, der Leistungsdifferenz ΔP und der Temperaturschwankung ΔT_n-1 des Spulenteils, die das letzte Mal geschätzt wurde. Die von der Temperaturschätzeinheit 135 geschätzte Temperaturschwankung ΔT_n wird in einem in 2 nicht dargestellten Speicher gespeichert. Die Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit 132 und die Temperaturschätzeinheit 135 lesen die beim letzten Mal geschätzte Temperaturschwankung ΔT_n-1 aus diesem Speicher. Weiterhin berechnet die Temperaturschätzeinheit 135 die Spulentemperatur T_n, indem sie die Temperaturschwankung ΔT_n zur Umgebungstemperatur T₀ addiert, und gibt die berechnete Spulentemperatur T_n an die Bestimmungseinheit 14 in der Motorsteuervorrichtung 1 aus.
• 3 ist ein Diagramm, das die Temperaturcharakteristik des Spulenteils zeigt, der den Motor 2 bildet. Wenn der Spulenteil erregt wird, erzeugt der Spulenteil aufgrund des Spulenwiderstands Wärme. Zu diesem Zeitpunkt variiert die Spulentemperatur mit der Erregungszeit des Spulenteils, wie in 3 dargestellt. Typischerweise können die Spulentemperatur T(t) nach einer Zeitspanne t und die Temperaturschwankung ΔT(t) des Spulenteils während einer Zeitspanne t durch die folgenden Gleichungen (1) und (2) ausgedrückt werden. T₀ ist die Umgebungstemperatur des Motors 2, τs ist die Temperaturzeitkonstante des Spulenteils, und ΔTs ist die Temperaturschwankung zwischen der Sättigungstemperatur und der Umgebungstemperatur zum Zeitpunkt eines Anstiegs der Spulentemperatur. $$\text{T}\left(\text{t}\right)={\text{T}}_0+\Delta \text{T}\left(\text{t}\right)$$

  

  $$\Delta \text{T}\left(\text{t}\right)=\Delta \text{Ts}\left(1-{\text{e}}^{-\text{t}/\mathrm{\tau }\text{s}}\right)$$

  
• Obwohl die Temperaturzeitkonstante τs die Zeit ist, die vergeht, bis die Spulentemperatur von der Umgebungstemperatur T₀ auf einen Wert ansteigt, der das 0,632-fache der Temperaturschwankung ΔTs zwischen der Sättigungstemperatur Tmax und der Umgebungstemperatur T₀ beträgt, variiert die Sättigungstemperatur Tmax tatsächlich in Abhängigkeit von Schwankungen der an den Spulenteil angelegten Spannung und einer Bedingung für die intermittierende Erregung, und die Temperaturcharakteristik während der Temperaturschwankung, die die Sättigungstemperatur Tmax erreicht, ändert sich.
• Da jedoch bei konventionellen Temperaturschätzvorrichtungen davon ausgegangen wird, dass die Wärmekapazität des Ziels für die Temperaturschätzung konstant ist, werden sowohl die Art und Weise, in der der Spulenstrom ansteigt, als auch die Art und Weise, in der die Spulentemperatur ansteigt, als konstant angenommen. Daher ist die Abweichung zwischen dem geschätzten Wert der Spulentemperatur und der tatsächlichen Spulentemperatur groß, und Motorsteuervorrichtungen können keine hochpräzise Motorsteuerung in Abhängigkeit von der Spulentemperatur durchführen.
• Dementsprechend schätzt die Temperaturschätzvorrichtung 13 das Ansteuertastverhältnis D' unter Berücksichtigung des Einflusses der Umgebungstemperatur T₀ auf die Erregung des Spulenteils, schätzt auf der Basis des Ansteuertastverhältnisses D und der Umgebungstemperatur T₀ den Stromverbrauch P des Motors 2, wenn das Spulenteil mit dem Ansteuertastverhältnis D' erregt wird, den Stromverbrauch Pz des Motors 2 begleitet von der Wärmeabgabe des Spulenteils, die Leistungsdifferenz ΔP zwischen den beiden Stromverbrauchwerten, die Temperaturzeitkonstante τs des Spulenteils und die Temperaturschwankung ΔT des Spulenteils während des Zeitraums der Temperaturzeitkonstante τs, und schätzt die Temperaturschwankung ΔT_n des Spulenteils von der Umgebungstemperatur T₀ auf der Grundlage dieser geschätzten Werte und der zuletzt geschätzten Temperaturschwankung ΔT_n-1 des Spulenteils.
• Es ist möglich, die Wärmeerzeugung und die Wärmeabgabe des Spulenwiderstandes zu berücksichtigen, wenn das Spulenteil erregt ist, und die letzte Temperaturschwankung ΔT_n-1 zurückzugeben, indem die Leistungsdifferenz ΔP zwischen dem Stromverbrauch P und dem Stromverbrauch Pz, die Temperaturzeitkonstante τs, die Temperaturschwankung ΔT und die letzte Temperaturschwankung ΔT_n-1 als Variablen behandelt werden. Infolgedessen kann die Temperaturschätzvorrichtung 13 die Spulentemperatur mit einer höheren Genauigkeit als bei herkömmlichen Temperaturschätzvorrichtungen schätzen. Darüber hinaus kann die Temperaturschätzvorrichtung 13 die Spulentemperatur ohne Verwendung eines Stromsensors schätzen, im Gegensatz zu der in der Patentliteratur 1 beschriebenen Vorrichtung.
• Als nächstes wird die Funktionsweise erläutert.
• 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Temperaturschätzverfahren gemäß Ausführungsform 1 zeigt, und zeigt eine Reihe von Operationen, die bis zu einer Operation in der in 2 gezeigten Temperaturschätzvorrichtung 13 zum Schätzen der Temperaturschwankung ΔT_n des Spulenteils des Motors 2 reichen. Zunächst empfängt die Tastverhältnisschätzeinheit 130 den Befehlswert des Ansteuertastverhältnisses D und die Umgebungstemperatur T₀ und schätzt das Ansteuertastverhältnis D' unter Berücksichtigung des Einflusses der Umgebungstemperatur T₀ auf die Erregung des Spulenteils auf der Grundlage des durch den Befehlswert und die Umgebungstemperatur T₀ dargestellten Ansteuertastverhältnisses D (Schritt ST1).
• Zu den Faktoren, die einen Einfluss auf die Schwankungen der Spulentemperatur haben, gehört neben dem Spulenwiderstand auch der Strom, der in den Spulenteil fließt. Die Kurvenform der an den Spulenteil angelegten Spannung ist durch das Ansteuertastverhältnis D definiert, und der in den Spulenteil fließende Strom kann aus dieser Spannungskurvenform erfasst werden. Der Stromfluss im Spulenteil variiert jedoch mit der Umgebungstemperatur T₀ des Motors 2.
• Daher schätzt die Tastverhältnisschätzeinheit 130 das Ansteuertastverhältnis D' unter Berücksichtigung des Einflusses der Umgebungstemperatur T₀ auf die Erregung des Spulenteils, beispielsweise gemäß den folgenden drei Ausdrücken (3), in denen das Ansteuertastverhältnis D und die Umgebungstemperatur T₀ als Variablen gesetzt sind. In den Ausdrücken (3) werden die Koeffizienten µ und 9 durch die Koeffizienten κ, ζ, χ und ψ bestimmt. Die Koeffizienten κ, ζ, χ und ψ zeigen die Beziehung zwischen dem Ansteuertastverhältnis und der Temperatur und werden durch die Durchführung von Experimenten bestimmt, die verschiedene Betriebsumgebungen des Motors 2 simulieren.
• Unter Verwendung der folgenden Ausdrücke (3), die diese Koeffizienten enthalten, wird das Ansteuertastverhältnis D' aus der Umgebungstemperatur T₀ berechnet. $$\text{D'}=\mathrm{\mu }{\text{T}}_0+\mathrm{\theta }$$

  

  $$\mathrm{\mu }=\mathrm{\kappa }\text{D}+\mathrm{\zeta }$$

  

  $$\mathrm{\theta }=\mathrm{\chi }\text{D}+\mathrm{\psi }$$

  
• Die Stromverbrauchschätzeinheit 131 empfängt die an den Motor 2 angelegte Versorgungsspannung V von der Spannungserfassungsschaltung 12, die die Motorsteuervorrichtung 1 enthält, empfängt das Ansteuertastverhältnis D' von der Tastverhältnisschätzeinheit 130 und schätzt den Stromverbrauch P des Motors 2, in dem der Spulenteil mit dem Ansteuertastverhältnis D' erregt wird, auf der Grundlage des Ansteuertastverhältnisses D' und der Versorgungsspannung V (Schritt ST2).
• Beispielsweise schätzt die Stromverbrauchschätzeinheit 131 den Stromverbrauch P des Motors 2 gemäß den folgenden drei Ausdrücken (4), in denen das Ansteuertastverhältnis D' und die Versorgungsspannung V als Variablen gesetzt sind. In den Ausdrücken (4) ist der Ausdruck über den Stromverbrauch P derjenige, in dem das Ansteuertastverhältnis D' als Variable gesetzt ist, und in diesem Ausdruck sind die Ausdrücke über die Koeffizienten α und β diejenigen, in denen die Versorgungsspannung V als Variable gesetzt ist. Die Koeffizienten α und β werden durch die Koeffizienten a, b, c und d bestimmt, die die Beziehung zwischen dem Ansteuertastverhältnis und dem Spulenstrom darstellen. Die Koeffizienten a, b, c und d werden durch die Durchführung von Experimenten zur Simulation der verschiedenen Betriebsumgebungen des Motors 2 vorgegeben. Unter Verwendung der folgenden Ausdrücke (4), die diese Koeffizienten enthalten, wird den Stromverbrauch P aus dem Ansteuertastverhältnis D' berechnet. $$\text{P}=\mathrm{\alpha }{\text{D'}}^2+\mathrm{\beta }\text{D'}$$

  

  $$\mathrm{\alpha }=\text{aV}+\text{b}$$

  

  $$\mathrm{\beta }=\text{cV}+\text{d}.$$

  
• Als nächstes schätzt die Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit 132 den Stromverbrauch Pz des Motors 2 in Verbindung mit der Wärmeabgabe des Spulenteils, das mit dem von der Schätzeinheit 130 für das Tastverhältnis geschätzten Ansteuertastverhältnis D' erregt wird, auf der Grundlage des Ansteuertastverhältnisses D', der an den Motor 2 angelegten Versorgungsspannung V und der beim letzten Mal geschätzten Temperaturschwankung ΔT_n-1 des Spulenteils (Schritt ST3) . Wenn der Spulenteil mit dem Ansteuertastverhältnis D' erregt wird, wird der Spulenteil in den dem Ansteuertastverhältnis D' entsprechenden Zeitintervallen intermittierend mit Strom erregt. Während eines Zeitraums, in dem der Spulenteil nicht mit Strom versorgt wird, wird die Wärme, die im Spulenwiderstand erzeugt wird, wenn der Spulenteil mit Strom versorgt wird, abgegeben, und dies ist ein Faktor, der eine Schwankung der Spulentemperatur verursacht.
• Daher schätzt die Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit 132 den Stromverbrauch Pz des Motors 2 in Verbindung mit der Wärmeabgabe des Spulenteils, beispielsweise gemäß den folgenden drei Ausdrücken (5), in denen das Ansteuertastverhältnis D', die an den Motor 2 angelegte Versorgungsspannung V und die zuletzt geschätzte Temperaturschwankung ΔT_n-1 des Spulenteils als Variablen festgelegt sind. In den Ausdrücken (5) ist der Ausdruck über den Stromverbrauch Pz derjenige, in dem die Versorgungsspannung V und die letzte Temperaturschwankung ΔT_n-1 als Variablen gesetzt sind, und in diesem Ausdruck sind die Ausdrücke über die Koeffizienten g und h diejenigen, in denen das Ansteuertastverhältnis D' als Variable gesetzt ist. $$\begin{array}{l}\text{Pz}=\left(\text{gV}+\text{h}\right)\times \mathrm{\sigma \Delta }{\text{T}}_{\text{n}-1}{}^2\\ \text{g}=\mathrm{\iota }\text{D'}+\mathrm{\nu }\\ \text{H}=\mathrm{\upsilon }\text{D'}+\mathrm{\omega }\end{array}$$

  
• Die Koeffizienten g und h werden durch die Koeffizienten ɭ, ν, υ und ω bestimmt, die die Beziehung zwischen dem Ansteuertastverhältnis, dem Spulenstrom und der Temperatur zeigen. Ein Koeffizient σ zeigt den Grad des Beitrags der letzten Temperaturschwankung ΔT_n-1 des Spulenteils zum Stromverbrauch Pz. Diese Koeffizienten werden durch die Durchführung der Experimente, die die verschiedenen Betriebsumgebungen des Motors 2 simulieren, vorgegeben. Unter Verwendung der oben genannten Ausdrücke (5) einschließlich dieser Koeffizienten wird den Stromverbrauch Pz aus dem Ansteuertastverhältnis D' und der letzten Temperaturschwankung ΔT_n-1 des Spulenteils berechnet.
• Die Temperaturschwankungsschätzeinheit 133 schätzt die Temperaturschwankung ΔT während des Zeitraums der Temperaturzeitkonstante τs des Spulenteils auf der Grundlage dem von der Stromverbrauchschätzeinheit 131 geschätzten Stromverbrauch P des Motors 2 (Schritt ST4) . Beispielsweise schätzt die Temperaturschwankungsschätzeinheit 133 die Temperaturschwankung ΔT während des Zeitraums der Temperaturzeitkonstante τs des Spulenteils gemäß dem folgenden Ausdruck (6), in dem den Stromverbrauch P des Motors 2 als Variable festgelegt ist. Die Koeffizienten γ und δ zeigen die Beziehung zwischen dem Wert, der das 0,632-fache der größten angenommenen Temperaturschwankung im Spulenteil beträgt (die Temperaturschwankung von der Umgebungstemperatur bis zur Sättigungstemperatur des Spulenteils), und dem Stromverbrauch des Motors 2 und werden durch die Durchführung der Experimente zur Simulation der verschiedenen Betriebsumgebungen des Motors 2 vorgegeben. Unter Verwendung des folgenden Ausdrucks (6), der diese Koeffizienten enthält, wird die Temperaturschwankung ΔT aus dem Stromverbrauch P berechnet. $$\Delta \text{T}=\mathrm{\gamma }\text{P}+\mathrm{\delta }$$

  
• Die Zeitkonstantenschätzeinheit 134 schätzt die Temperaturzeitkonstante τs des Spulenteils auf der Grundlage der Leistungsdifferenz ΔP (=P-Pz) zwischen dem von der Stromverbrauchschätzeinheit 131 geschätzten Stromverbrauch P und dem von der Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit 132 geschätzten Stromverbrauch Pz (Schritt ST5) . Zum Beispiel schätzt die Zeitkonstantenschätzeinheit 134 die Temperaturzeitkonstante τs des Spulenteils gemäß dem folgenden Ausdruck (7), in dem die Leistungsdifferenz ΔP als Variable festgelegt ist. Die Koeffizienten ε und ξ zeigen die Beziehung zwischen dem Wert, der das 0,632-fache der größten angenommenen Temperaturschwankung im Spulenteil beträgt, und der Leistungsdifferenz und werden durch die Durchführung der Experimente, die die verschiedenen Betriebsumgebungen des Motors 2 simulieren, vorgegeben. Unter Verwendung des folgenden Ausdrucks (7), der diese Koeffizienten enthält, wird die Temperaturzeitkonstante τs aus der Leistungsdifferenz ΔP berechnet. $$\mathrm{\tau }\text{s}=\mathrm{\epsilon }\Delta \text{P}+\mathrm{\xi }$$

  
• Die Temperaturschätzeinheit 135 schätzt die Temperaturschwankung ΔT_n des Spulenteils von der Umgebungstemperatur T₀ auf der Basis der Temperaturschwankung ΔT während der Periode der Temperaturzeitkonstante τs des Spulenteils, der Temperaturzeitkonstante τs, die auf der Basis der Leistungsdifferenz ΔP geschätzt wird, der Leistungsdifferenz ΔP und der Temperaturschwankung ΔT_n-1 des Spulenteils, die beim letzten Mal geschätzt wurde (Schritt ST6). Zum Beispiel schätzt die Temperaturschätzeinheit 135 die Temperaturschwankung ΔT_n des Spulenteils von der Umgebungstemperatur T₀ gemäß dem folgenden Ausdruck (8), in dem die Temperaturschwankung ΔT, die Temperaturzeitkonstante τs, die Leistungsdifferenz ΔP und die letzte Temperaturschwankung ΔT_n-1 als Variablen festgelegt sind. Weiterhin kann die Spulentemperatur T_n (t) nach Ablauf der Zeit t gemäß dem folgenden Zusammenhangsausdruck (9) bestimmt werden. In den folgenden Ausdrücken (8) und (9) wird die Temperaturzeitkonstante τs, die unter Verwendung des oben erwähnten Ausdrucks (7) berechnet wurde, als dimensionslose Zahl behandelt, und ΔP, das unter Verwendung der oben erwähnten Ausdrücke (4) und (5) berechnet wurde, wird als dimensionslose Zahl behandelt. Genauer gesagt zeigen die folgenden Ausdrücke (8) und (9) qualitativ, wie sehr der Wert der Temperaturzeitkonstante τs, der unter Verwendung des oben erwähnten Ausdrucks (7) berechnet wird, und der Wert von ΔP, der unter Verwendung der oben erwähnten Ausdrücke (4) und (5) berechnet wird, von den Temperaturschwankungen ΔT_n und ΔT_n (t) des Spulenteils abhängen und durch die Experimente bestimmt werden, die die verschiedenen Betriebsumgebungen des Motors 2 simulieren. $$\Delta {\text{T}}_{\text{n}}=\left(\Delta \text{T}/\mathrm{\tau }\text{s}\right)\times \Delta \text{P}+\Delta {\text{T}}_{\text{n}-1}$$

  

  $$\Delta {\text{T}}_{\text{n}}\left(\text{t}\right)=\left(\Delta \text{T}/\mathrm{\tau }\text{s}\right)\times \Delta \text{P}+\Delta {\text{T}}_{\text{n}-1}\left(\text{t}\right)$$

  
• Nach der Berechnung der Temperaturschwankung ΔT_n berechnet die Temperaturschätzeinheit 135 die Spulentemperatur T_n gemäß dem folgenden Ausdruck (10) und gibt die Spulentemperatur T_n an die Bestimmungseinheit 14 aus, die die Motorsteuervorrichtung 1 enthält. $${\text{T}}_{\text{n}}={\text{T}}_0+\Delta {\text{T}}_{\text{n}}$$

  
• Als nächstes wird eine Hardwarekonfiguration zur Implementierung der Funktionen der Temperaturschätzvorrichtung 13 erläutert. Die Funktionen der Tastverhältnisschätzeinheit 130, der Stromverbrauchschätzeinheit 131, der Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit 132, der Temperaturschwankungsschätzeinheit 133, der Zeitkonstantenschätzeinheit 134 und der Temperaturschätzeinheit 135, die in der Temperaturschätzvorrichtung 13 enthalten sind, werden durch eine Verarbeitungsschaltung implementiert. Genauer gesagt enthält die Temperaturschätzvorrichtung 13 eine Verarbeitungsschaltung zur Durchführung der in 4 dargestellten Schritte ST1 bis ST6. Bei dieser Verarbeitungsschaltung kann es sich entweder um Hardware zur ausschließlichen Verwendung oder um eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) handeln, die ein in einem Speicher gespeichertes Programm ausführt.
• 5A ist ein Blockdiagramm, das eine Hardwarekonfiguration zur Implementierung der Funktionen der Temperaturschätzvorrichtung 13 zeigt. 5B ist ein Blockdiagramm, das eine Hardwarekonfiguration zum Ausführen von Software zeigt, die die Funktionen der Temperaturschätzvorrichtung 13 implementiert. In 5A und 5B vermittelt eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle 100 einen Datenaustausch zwischen der Temperaturschätzvorrichtung 13 und einer externen Vorrichtung.
• In dem Fall, in dem es sich bei der Verarbeitungsschaltung um eine in 5A gezeigte Schaltung handelt, die eine Hardware zur ausschließlichen Verwendung ist, ist die Verarbeitungsschaltung 101 beispielsweise eine einzelne Schaltung, eine zusammengesetzte Schaltung, ein programmierbarer Prozessor, ein parallel programmierbarer Prozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA) oder eine Kombination dieser Schaltungen. Die Funktionen der Tastverhältnisschätzeinheit 130, der Stromverbrauchschätzeinheit 131, der Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit 132, der Temperaturschwankungsschätzeinheit 133, der Zeitkonstantenschätzeinheit 134 und der Temperaturschätzeinheit 135, die in der Temperaturschätzvorrichtung 13 enthalten sind, können durch verschiedene Verarbeitungsschaltungen implementiert werden oder können gemeinsam durch eine einzige Verarbeitungsschaltung implementiert werden.
• In dem Fall, in dem die Verarbeitungsschaltung ein in 5B dargestellter Prozessor 102 ist, werden die Funktionen der Tastverhältnisschätzeinheit 130, der Stromverbrauchschätzeinheit 131, der Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit 132, der Temperaturschwankungsschätzeinheit 133, der Zeitkonstantenschätzeinheit 134 und der Temperaturschätzeinheit 135, die in der Temperaturschätzvorrichtung 13 enthalten sind, durch Software, Firmware oder eine Kombination aus Software und Firmware implementiert. Die Software oder die Firmware wird als Programme beschrieben und die Programme sind in einem Speicher 103 gespeichert.
• Der Prozessor 102 implementiert die Funktionen der Tastverhältnisschätzeinheit 130, der Stromverbrauchschätzeinheit 131, der Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit 132, der Temperaturschwankungsschätzeinheit 133, der Zeitkonstantenschätzeinheit 134 und der Temperaturschätzeinheit 135, die in der Temperaturschätzvorrichtung 13 enthalten sind, durch Lesen und Ausführen von Programmen, die in dem Speicher 103 gespeichert sind. Genauer gesagt enthält die Temperaturschätzvorrichtung 13 den Speicher 103 zum Speichern der Programme, in denen die in 4 dargestellten Prozesse der Schritte ST1 bis ST6 als Ergebnis ausgeführt werden, wenn die Programme vom Prozessor 102 ausgeführt werden. Diese Programme veranlassen einen Computer, Prozeduren oder Methoden auszuführen, die in der Tastverhältnisschätzeinheit 130, der Stromverbrauchschätzeinheit 131, der Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit 132, der Temperaturschwankungsschätzeinheit 133, der Zeitkonstantenschätzeinheit 134 und der Temperaturschätzeinheit 135 durchgeführt werden. Der Speicher 103 kann ein computerlesbares Speichermedium sein, in dem die Programme gespeichert sind, die den Computer veranlassen, als Schätzeinheit für das Tastverhältnis 130, als Stromverbrauchschätzeinheit 131, als Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit 132, als Schätzeinheit für die Temperaturschwankung 133, als Schätzeinheit für die Zeitkonstante 134 und als Schätzeinheit für die Temperatur 135 zu arbeiten.
• Der Speicher 103 ist beispielsweise ein nichtflüchtiger oder flüchtiger Halbleiterspeicher, wie ein Direktzugriffsspeicher (RAM), ein Festwertspeicher (ROM), ein Flash-Speicher, ein löschbarer programmierbarer Festwertspeicher (EPROM) oder ein elektrisches EPROM (EEPROM), eine Magnetplatte, eine flexible Platte, eine optische Platte, eine Compact Disc, eine Mini-Disc, eine DVD oder ähnliches.
• Ein Teil der Funktionen der Tastverhältnisschätzeinheit 130, der Stromverbrauchschätzeinheit 131, der Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit 132, der Temperaturschwankungsschätzeinheit 133, der Zeitkonstantenschätzeinheit 134 und der Temperaturschätzeinheit 135 kann durch Hardware zur ausschließlichen Verwendung implementiert werden, und ein Teil der Funktionen kann durch Software oder Firmware implementiert werden. Zum Beispiel werden die Funktionen der Tastverhältnisschätzeinheit 130, der Stromverbrauchschätzeinheit 131 und der Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit 132 durch die Verarbeitungsschaltung 101 implementiert, die eine Hardware zur ausschließlichen Verwendung ist, und die Funktionen der Temperaturschwankungsschätzeinheit 133, der Zeitkonstantenschätzeinheit 134 und der Temperaturschätzeinheit 135 werden durch das Lesen und Ausführen von im Speicher 103 gespeicherten Programmen durch den Prozessor 102 implementiert. Wie oben erwähnt, kann die Verarbeitungsschaltung die oben erwähnten Funktionen durch Verwendung von Hardware, Software, Firmware oder einer Kombination aus Hardware, Software und Firmware implementieren.
• Wie oben erwähnt, wird in der Temperaturschätzvorrichtung 13 gemäß Ausführungsform 1 das Ansteuertastverhältnis D' unter Berücksichtigung des Einflusses der Umgebungstemperatur T₀ des Motors 2 auf die Erregung des Spulenteils geschätzt, den Stromverbrauch P des Motors 2, wenn das Spulenteil mit dem Ansteuertastverhältnis D' erregt wird, den Stromverbrauch Pz des Motors 2, begleitet von der Wärmeabgabe des Spulenteils die Leistungsdifferenz ΔP zwischen den beiden Stromverbrauchwerten, die Temperaturzeitkonstante τs des Spulenteils und die Temperaturschwankung ΔT während des Zeitraums der Temperaturzeitkonstante des Spulenteils geschätzt werden, und die Temperaturschwankung ΔT_n des Spulenteils von der Umgebungstemperatur T₀ auf der Grundlage dieser geschätzten Werte und der letzten Temperaturschwankung ΔT_n-1 des Spulenteils geschätzt wird. Dadurch kann die Spulentemperatur des Motors 2 ohne Verwendung eines Stromsensors abgeschätzt werden. Darüber hinaus kann die Spulentemperatur mit einer höheren Genauigkeit als bei herkömmlichen Temperaturschätzvorrichtungen geschätzt werden.
• In der Temperaturschätzvorrichtung 13 gemäß Ausführungsform 1 wird die Temperatur des Kühlwassers des in einem Fahrzeug eingebauten Motors als Umgebungstemperatur verwendet. Da ein Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Kühlwassers im Fahrzeug montiert ist, muss die Temperaturschätzvorrichtung 13 keinen Temperatursensor zum Erfassen der Umgebungstemperatur T₀ enthalten.
• Da die Motorsteuervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1 die Antriebsschaltung 10, die Spannungserfassungsschaltung 12, die Temperaturschätzvorrichtung 13, die Bestimmungseinheit 14 und die Tastverhältnisänderungseinheit 15 umfasst, kann die Motorsteuervorrichtung eine hochgenaue Motorsteuerung in Reaktion auf die von der Temperaturschätzvorrichtung 13 geschätzte Spulentemperatur T_n durchführen.
• Es ist zu verstehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben erwähnte Ausführungsform beschränkt ist, und eine Änderung in jeder beliebigen Komponente gemäß der Ausführungsform vorgenommen werden kann oder eine beliebige Komponente gemäß der Ausführungsform im Rahmen der vorliegenden Offenbarung weggelassen werden kann.
• GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
• Da die Temperaturschätzvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung die Spulentemperatur eines Motors ohne Verwendung eines Stromsensors schätzen kann, kann die Temperaturschätzvorrichtung beispielsweise für einen Motor verwendet werden, der einen in einem Fahrzeug montierten Aktuator antreibt.
• Bezugszeichenliste

1

Motorsteuervorrichtung,

2

Motor,

3

Gleichstromnetzteil,

10

Antriebsschaltung,

11

Brückenschaltung,

12

Spannungserfassungsschaltung,

13

Temperaturschätzeinrichtung,

14

Bestimmungseinheit,

15

Tastverhältnisänderungseinheit,

100

Eingangs-/Ausgangsschnittstelle,

101

Verarbeitungsschaltung,

102

Prozessor,

103

Speicher,

130

Tastverhältnisschätzeinheit,

131

Stromverbrauchschätzeinheit,

132

Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit,

133

Temperaturschwankungsschätzeinheit,

134

Zeitkonstantenschätzeinheit, und

135

Temperatureinschätzeinheit.

Claims (4)

1. Eine Temperaturschätzvorrichtung (13), umfassend: eine Tastverhältnisschätzeinheit (130) zum Schätzen eines Ansteuertastverhältnisses unter Berücksichtigung des Einflusses der Umgebungstemperatur eines Motors (2) auf die Erregung eines Spulenteils, das den Motor (2) bildet, auf der Grundlage sowohl eines Ansteuertastverhältnisses, das den Zeitintervallen der Erregung des Spulenteils entspricht, als auch der Umgebungstemperatur; eine Stromverbrauchschätzeinheit (131) zum Schätzen des Stromverbrauchs des Motors (2), der sich in einem Zustand befindet, in dem der Spulenteil mit dem von der Tastverhältnisschätzeinheit (130) geschätzten Ansteuertastverhältnis erregt wird, auf der Grundlage einer an den Motor (2) angelegten Versorgungsspannung und des von der Tastverhältnisschätzeinheit (130) geschätzten Ansteuertastverhältnisses; eine Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit (132) zum Schätzen des Stromverbrauchs des Motors (2), der sich in einem Zustand befindet, in dem der Spulenteil mit dem von der Tastverhältnisschätzeinheit (130) geschätzten Ansteuertastverhältnis erregt wird, wobei dieser Stromverbrauch von einer Wärmeabgabe des Spulenteils, der mit dem von der Tastverhältnisschätzeinheit (130) geschätzten Ansteuertastverhältnis erregt wird, auf der Grundlage des von der Tastverhältnisschätzeinheit (130) geschätzten Ansteuertastverhältnisses, der an den Motor (2) angelegten Versorgungsspannung und einer Temperaturschwankung des Spulenteils begleitet wird, wobei diese Temperaturschwankung zuletzt geschätzt wird; eine Temperaturschwankungsschätzeinheit (133) zum Schätzen einer Temperaturschwankung während einer Periode einer Temperaturzeitkonstante des Spulenteils auf der Basis der von dem Stromverbrauchschätzeinheit (131) geschätzten Stromverbrauch des Motors (2); eine Zeitkonstantenschätzeinheit (134) zum Schätzen der Temperaturzeitkonstante des Spulenteils auf der Grundlage einer Leistungsdifferenz zwischen dem Stromverbrauch des Motors (2), der durch den Stromverbrauchschätzeinheit (131) geschätzt wird, und des Stromverbrauchs, der durch die Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit (132) geschätzt wird; und eine Temperaturschätzeinheit (135) zum Schätzen einer Temperaturschwankung des Spulenteils von der Umgebungstemperatur auf der Basis der Temperaturschwankung des Spulenteils, die von der Temperaturschwankungschätzeinheit (133) geschätzt wird, der Temperaturzeitkonstante, die von der Zeitkonstantenschätzeinheit (134) geschätzt wird, der Leistungsdifferenz und der Temperaturschwankung des Spulenteils, die beim letzten Mal geschätzt wurde.
2. Die Temperaturschätzvorrichtung (13) nach Anspruch 1, wobei die Temperatur des Kühlwassers für einen in einem Fahrzeug montierten Motor als die Umgebungstemperatur verwendet wird.
3. Eine Motorsteuervorrichtung (1), umfassend: eine Antriebsschaltung (10) zum Durchführen einer Pulsbreitenmodulationssteuerung bei der Erregung eines Motors (2) in Übereinstimmung mit einem Ansteuertastverhältnis; eine Spannungserfassungsschaltung (12) zum Erfassen einer an den Motor (2) angelegten Versorgungsspannung; eine Temperaturschätzvorrichtung (13) nach Anspruch 1 oder 2; eine Bestimmungseinheit (14) zum Bestimmen, ob die Temperatur des Spulenteils, wobei die Temperatur durch die Temperaturschätzvorrichtung (13) geschätzt wird, normal ist oder nicht; und eine Tastverhältnisänderungseinheit (15) zum Ändern eines Ansteuertastverhältnisses, das für die Pulsbreitenmodulationssteuerung durch die Antriebsschaltung (10) verwendet wird, auf der Grundlage eines Ergebnisses der Bestimmung der Temperatur des Spulenteils, wobei die Bestimmung durch die Bestimmungseinheit (14) durchgeführt wird.
4. Ein Temperaturschätzverfahren umfassend: in einer Tastverhältnisschätzeinheit (130), Schätzen eines Ansteuertastverhältnisses unter Berücksichtigung des Einflusses der Umgebungstemperatur eines Motors (2) auf die Erregung eines Spulenteils, das den Motor (2) bildet, auf der Grundlage eines Ansteuertastverhältnisses, das Zeitintervallen der Erregung des Spulenteils entspricht, und der Umgebungstemperatur; in einer Stromverbrauchschätzeinheit (131), Schätzen des Stromverbrauchs des Motors (2), der sich in einem Zustand befindet, in dem der Spulenteil mit dem von der Tastverhältnisschätzeinheit (130) geschätzten Ansteuertastverhältnis erregt wird, auf der Grundlage einer an den Motor (2) angelegten Versorgungsspannung und des von der Tastverhältnisschätzeinheit (130) geschätzten Ansteuertastverhältnisses; in einer Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit (132), Schätzen des Energieverbrauchs des Motors (2), der sich in einem Zustand befindet, in dem der Spulenteil mit dem von der Tastverhältnisschätzeinheit (130) geschätzten Ansteuertastverhältnis erregt wird, wobei dieser Energieverbrauch von einer Wärmeabgabe des Spulenteils, auf der Grundlage des von der Tastverhältnisschätzeinheit (130) geschätzten Ansteuertastverhältnisses, der an den Motor (2) angelegten Versorgungsspannung und einer Temperaturschwankung des Spulenteils begleitet wird, wobei diese Temperaturschwankung zuletzt geschätzt wird; in einer Temperaturschwankungsschätzeinheit (133), Schätzen einer Temperaturschwankung während einer Periode einer Temperaturzeitkonstante des Spulenteils auf der Basis des Stromverbrauchs des Motors (2), der von der Stromverbrauchschätzeinheit (131) geschätzt wird; in einer Zeitkonstantenschätzeinheit (134), Schätzen der Temperaturzeitkonstante des Spulenteils auf der Grundlage einer Leistungsdifferenz zwischen dem Stromverbrauch des Motors (2), der durch den Stromverbrauchschätzeinheit (131) geschätzt wird, und dem Stromverbrauch, der durch die Wärmeabgabe-Elektrizitätsleistung-Schätzeinheit (132) geschätzt wird; und in einer Temperaturschätzeinheit (135), Schätzen einer Temperaturschwankung des Spulenteils von der Umgebungstemperatur auf einer Basis der Temperaturschwankung des Spulenteils, die durch die Temperaturschwankungschätzeinheit (133) geschätzt wird, der Temperaturzeitkonstante, die durch die Zeitkonstantenschätzeinheit (134) geschätzt wird, der Leistungsdifferenz und der Temperaturschwankung des Spulenteils, die das letzte Mal geschätzt wurde.

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