JP2008109816A - Temperature protecting device for motor, and temperature protection method of motor - Google Patents

Temperature protecting device for motor, and temperature protection method of motor Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a temperature protecting device which attains expansion in the operating range, while preventing excess temperature rise of coil or magnet. <P>SOLUTION: A coil temperature protecting portion 113 deduces the temperature rise of the stator coil of a motor 2, based on the history information stored in an operation history recording portion 112 and determine whether a predicted temperature with a lapse of predetermined time, based on the presumed temperature rise reaches a protection temperature, set beforehand; and when it is determined that the temperature has already reached the protection temperature, torque of the motor 2 becomes limited. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、モータの温度保護装置およびモータ温度保護方法に関する。   The present invention relates to a motor temperature protection device and a motor temperature protection method.

従来、インバータでモータを駆動する際に、低速な運転状態が継続されたり、ステータコイル近傍の温度が所定温度を上回るときに、モータへの通電を停止してコイル焼損等の不都合が生じるのを防止する保護装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。   Conventionally, when driving a motor with an inverter, when a low-speed operation state is continued or when the temperature in the vicinity of the stator coil exceeds a predetermined temperature, energization to the motor is stopped and inconvenience such as coil burning occurs. A protection device for preventing this is known (see, for example, Patent Document 1).

特開平１０−１７４２７６号公報JP-A-10-174276

しかしながら、上述したように検出温度が所定温度を越えると同時に通電を停止するのは、一般的に不都合であり、特に、電気自動車等の走行用モータに適用するには問題がある。   However, as described above, it is generally inconvenient to stop energization at the same time as the detected temperature exceeds the predetermined temperature, and there is a problem particularly when applied to a traveling motor such as an electric vehicle.

請求項１の発明に係る温度保護装置は、モータの運転状態に関する履歴情報を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された履歴情報に基づいて、モータのステータコイルの温度上昇を推定する温度推定手段と、温度推定手段により推定された温度上昇に基づく所定時間経過後の予測温度が、予め設定された保護温度に達しているか否かを判定する判定手段と、判定手段により保護温度に達していると判定されると、モータのトルクを制限する制限手段とを備えたことを特徴とする。
請求項５の発明に係る温度保護装置は、モータの運転状態に関する履歴情報を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された履歴情報に基づいて、モータのステータコイルの寿命を推定する寿命推定手段と、寿命推定手段により推定された寿命が所定時間以下のときにモータのトルクを制限する制限手段とを備えたことを特徴とする。
請求項６の発明に係るモータ温度保護方法は、モータの運転状態に関する履歴情報をに基づいて、モータのステータコイルの温度上昇を推定し、推定された温度上昇に基づく所定時間経過後の予測温度が、予め設定された保護温度に達しているか否かを判定し、保護温度に達していると判定されたならばモータのトルクを制限することを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a temperature protection device that stores history information related to the operating state of a motor, and temperature estimation that estimates a temperature rise of a stator coil of the motor based on the history information stored in the storage unit. Means for determining whether or not the predicted temperature after the elapse of a predetermined time based on the temperature rise estimated by the temperature estimation means has reached a preset protection temperature, and the protection temperature is reached by the determination means. If it is determined that there is a limit, a limiting means for limiting the torque of the motor is provided.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a temperature protection device that stores history information relating to the operating state of the motor, and life estimation means that estimates the life of the stator coil of the motor based on the history information stored in the storage unit. And limiting means for limiting the torque of the motor when the life estimated by the life estimation means is less than a predetermined time.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a motor temperature protection method that estimates a temperature increase of a stator coil of a motor based on history information relating to an operating state of the motor, and predicts a temperature after a predetermined time based on the estimated temperature increase. Is determined whether it has reached a preset protection temperature, and if it is determined that the protection temperature has been reached, the torque of the motor is limited.

本発明によれば、予測温度と保護温度とに基づいてモータのトルクを制限するようにしているので、従来のような通電停止による不都合が発生せず、温度上昇を防止しつつ運転領域の拡大が図れる。   According to the present invention, since the torque of the motor is limited based on the predicted temperature and the protection temperature, there is no inconvenience caused by stopping the energization as in the conventional case, and the operating range is expanded while preventing the temperature rise. Can be planned.

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明による温度保護装置の一実施の形態を示す図であり、温度保護装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すブロック図は、モータ駆動で走行を行う電気車の温度保護装置を示したものであり、モータ２の制御を行う車両コントローラ１に温度保護制御部１１が設けられている。もちろん、温度保護制御部１１を、車両コントローラ１とは別個に設けるようにしても良い。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a temperature protection device according to the present invention, and is a block diagram showing a schematic configuration of the temperature protection device. The block diagram shown in FIG. 1 shows a temperature protection device for an electric vehicle that runs by driving a motor, and a temperature protection control unit 11 is provided in a vehicle controller 1 that controls the motor 2. Of course, the temperature protection control unit 11 may be provided separately from the vehicle controller 1.

温度保護制御部１１には、運転領域監視部１１１、運転履歴記録部１１２、コイル温度保護部１１３および磁石温度保護部１１４を備えている。なお、温度保護制御部１１に設けられた各要素の機能については、後述する動作説明において行う。車両走行時には、アクセルの踏み込み量に応じたアクセル信号等に基づいて、トルク指令部１２から電流指令部１３にトルク値が出力される。電流指令部１３は、入力されたトルク値に基づいてモータ駆動電流の指令をインバータ３に入力する。インバータ３は、電流指令部１３の指令に基づいてモータ２を駆動する。   The temperature protection control unit 11 includes an operation region monitoring unit 111, an operation history recording unit 112, a coil temperature protection unit 113, and a magnet temperature protection unit 114. Note that the function of each element provided in the temperature protection control unit 11 will be described in the operation description to be described later. When the vehicle travels, a torque value is output from the torque command unit 12 to the current command unit 13 based on an accelerator signal or the like corresponding to the accelerator depression amount. The current command unit 13 inputs a motor drive current command to the inverter 3 based on the input torque value. Inverter 3 drives motor 2 based on a command from current command unit 13.

モータ駆動電流は電流センサ４により検出され、その検出値は電流指令部１３にフィードバックされる。モータ２の回転数は回転センサ５により検出され、検出された回転数は電流指令部１３および温度保護制御部１１の運転領域監視部１１１に入力される。モータ２にはコイル温度を検出するためのコイル温度センサ６と、モータ冷却用冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ７とが設けられている。温度センサ６，７で検出されたコイル温度および冷媒温度は運転履歴記録部１１２に入力され、記録される。なお、破線で示すようにコイル温度をトルク指令部１２に入力し、通常時におけるトルク値算出に反映させるようにしても良い。   The motor drive current is detected by the current sensor 4, and the detected value is fed back to the current command unit 13. The rotation speed of the motor 2 is detected by the rotation sensor 5, and the detected rotation speed is input to the current command unit 13 and the operation region monitoring unit 111 of the temperature protection control unit 11. The motor 2 is provided with a coil temperature sensor 6 for detecting the coil temperature and a refrigerant temperature sensor 7 for detecting the temperature of the motor cooling refrigerant. The coil temperature and the refrigerant temperature detected by the temperature sensors 6 and 7 are input to the operation history recording unit 112 and recorded. In addition, as shown with a broken line, coil temperature may be input into the torque command part 12, and you may make it reflect in the torque value calculation in normal time.

図２はモータ２の構造を示す断面図（半断面）である。モータ２はＩＰＭ(InteriorPermanent Magnet)モータであって、ロータコア２６の内部に磁石（永久磁石）２５が埋め込まれている。ロータコア２６はシャフト２７に取り付けられており、そのシャフト２７は、カバー２９に設けられた軸受２８によって支持されている。モータ筐体は前後のカバー２９と、カバー２９の外周に設けられたケース２３とから成る。コイル２１が設けられたステータコア２２はケース２３の内周面に固定されている。   FIG. 2 is a sectional view (half section) showing the structure of the motor 2. The motor 2 is an IPM (Interior Permanent Magnet) motor, and a magnet (permanent magnet) 25 is embedded in a rotor core 26. The rotor core 26 is attached to a shaft 27, and the shaft 27 is supported by a bearing 28 provided on a cover 29. The motor housing includes front and rear covers 29 and a case 23 provided on the outer periphery of the cover 29. The stator core 22 provided with the coil 21 is fixed to the inner peripheral surface of the case 23.

ケース２３には冷媒流路２４が形成されており、ロータ部およびステータ部で発生した熱を、冷媒流路２４を流れる冷媒へと逃がすようにしている。図１のコイル温度センサ６は符号２１ａで示す部分に設けられている。冷媒への熱伝達経路上において、ロータ側では磁石２５が冷媒から最も離れた部位となり、ステータ側ではコイル２１が最も冷媒から離れた部位になる。そのため、いずれも温度上昇が大きく、それらの温度が運転に制約を与える要因となる。   A coolant channel 24 is formed in the case 23, and heat generated in the rotor portion and the stator portion is released to the coolant flowing through the coolant channel 24. The coil temperature sensor 6 in FIG. 1 is provided at a portion indicated by reference numeral 21a. On the heat transfer path to the refrigerant, the magnet 25 is the part farthest from the refrigerant on the rotor side, and the coil 21 is the part farthest from the refrigerant on the stator side. Therefore, in all cases, the temperature rise is large, and these temperatures are factors that restrict the operation.

図３はモータ２の運転領域を説明する図であり、モータ２の回転数・トルク特性を示す曲線に運転領域を重ねて示したものである。図３において、縦軸はトルク、横軸はモータ回転数を表しており、太線で示すラインはモータ２の最大トルク特性を表すラインである。モータ２は、このラインより下の領域で用いられる。図３から分かるように、最大トルクは所定の回転数までは一定であるが、所定回転数を越えると回転数に反比例して小さくなる。   FIG. 3 is a diagram for explaining the operation region of the motor 2, in which the operation region is superimposed on a curve indicating the rotational speed / torque characteristics of the motor 2. In FIG. 3, the vertical axis represents torque, the horizontal axis represents motor rotation speed, and the line indicated by the bold line is the line representing the maximum torque characteristic of the motor 2. The motor 2 is used in a region below this line. As can be seen from FIG. 3, the maximum torque is constant up to a predetermined number of revolutions, but decreases beyond the prescribed number of revolutions in inverse proportion to the number of revolutions.

最大トルク特性ラインよりも下側の運転領域は、図３に示すように３つの領域に分けられる。領域Ｃは、モータ２を連続的に運転することが可能な領域である。この領域Ｃで運転が行われている限りは、コイル２１も磁石２５も各々の上限温度を越えることがなく、温度保護制御部１１による保護動作は行われない。   The operation region below the maximum torque characteristic line is divided into three regions as shown in FIG. Region C is a region where the motor 2 can be operated continuously. As long as the operation is performed in this region C, neither the coil 21 nor the magnet 25 exceeds the respective upper limit temperatures, and the protection operation by the temperature protection control unit 11 is not performed.

一方、トルクや回転数が大きくなると、連続的に運転可能な領域Ｃから外れて制約を受ける領域に入ってしまうことになる。比較的回転数の小さい領域Ａでは、コイル温度により運転が制約される。すなわち、トルクが比較的大きい領域Ａで運転を行うと、コイル温度の上昇が著しくなり、連続運転可能な時間はより短くなる。逆に、回転数の大きな領域Ｂでは、磁石温度の上昇により運転が制約される。   On the other hand, when the torque and the number of rotations increase, the region C is deviated from the continuously operable region C and enters a region subject to restrictions. In the region A where the rotational speed is relatively small, the operation is restricted by the coil temperature. That is, when the operation is performed in the region A where the torque is relatively large, the coil temperature rises remarkably, and the continuous operation time becomes shorter. On the contrary, in the region B where the rotational speed is large, the operation is restricted due to the increase of the magnet temperature.

そのため、制約を受ける領域Ａ，Ｂにおいて一定時間以上の運転が継続したならば、トルクを連続的な運転が可能な領域Ｃまで低下させることで、モータの損傷を防止するようにしている。本実施の形態では、領域Ａ，Ｂにおいて一定時間以上の運転が継続したならば、図１の温度保護制御部１１において磁石温度およびコイル温度の時間的変化を予測し、その予測温度に基づいてトルクを制限することで、モータ温度保護制御を行うようにしている。   Therefore, if the operation is continued for a certain time or more in the restricted areas A and B, the motor is prevented from being damaged by reducing the torque to the area C where continuous operation is possible. In this embodiment, if the operation for a certain time or longer continues in the regions A and B, the temperature protection control unit 11 in FIG. 1 predicts temporal changes in the magnet temperature and the coil temperature, and based on the predicted temperature. Motor temperature protection control is performed by limiting the torque.

次いで、温度保護制御部１１で行われる、保護動作について図４〜６のフローチャートを参照して説明する。図４は、運転領域監視部１１１で行われる処理を示すフローチャートである。また、図５はコイル温度保護部１１３で行われる処理を、図６は磁石温度保護部１１４で行われる処理をそれぞれ示し、いずれも、運転領域監視部１１１からの指示信号を受信することで処理を開始する。   Next, the protection operation performed by the temperature protection control unit 11 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. FIG. 4 is a flowchart showing processing performed by the operation area monitoring unit 111. FIG. 5 shows processing performed by the coil temperature protection unit 113, and FIG. 6 shows processing performed by the magnet temperature protection unit 114, both of which are processed by receiving an instruction signal from the operation region monitoring unit 111. To start.

《温度保護動作の説明》
まず、図４のフローチャートについて説明する。ステップＳ１０では、モータ２の回転数を回転数センサの検出値を読み込むとともに、トルク指令部１２からトルク値を取得する。なお、取得した回転数およびトルク値は、運転履歴として運転履歴記録部１１２に記録される。ステップＳ１１では、コイル温度が制約となる領域Ａにおいて、モータ運転が予め設定された一定時間継続したか否かを判定する。ステップＳ１１において一定時間継続したと判定されるとステップＳ１３へ進み、一定時間継続していないと判定されるとステップＳ１２へ進む。 <Explanation of temperature protection operation>
First, the flowchart of FIG. 4 will be described. In step S <b> 10, the rotational speed of the motor 2 is read from the value detected by the rotational speed sensor, and the torque value is acquired from the torque command unit 12. The acquired rotation speed and torque value are recorded in the operation history recording unit 112 as an operation history. In step S11, it is determined whether or not the motor operation has continued for a predetermined time in the region A where the coil temperature is a constraint. If it is determined in step S11 that it has continued for a certain time, the process proceeds to step S13, and if it is determined that the certain time has not been continued, the process proceeds to step S12.

ステップＳ１１からステップＳ１３へ進んだ場合には、ステップＳ１３においてコイル温度保護部１１３に対する保護指示信号を出力し、ステップＳ１０へ戻る。一方、領域Ａにおける運転が一定時間継続していないと判定されてステップ１１からステップＳ１２に進んだ場合には、ステップＳ１２において、領域Ｂにおける運転時間が一定時間継続したか否かを判定する。なお、ここでは、ステップＳ１１およびＳ１２における継続判定時間を同じ一定時間に設定しているが、コイル温度および磁石温度の制約の程度に応じて、それぞれ個別に設定するようにしても良い。   When the process proceeds from step S11 to step S13, a protection instruction signal for the coil temperature protection unit 113 is output in step S13, and the process returns to step S10. On the other hand, when it is determined that the operation in the region A has not been continued for a certain time and the process proceeds from step 11 to step S12, it is determined in step S12 whether the operation time in the region B has been continued for a certain time. Here, the continuation determination time in steps S11 and S12 is set to the same constant time, but may be set individually according to the degree of restriction of the coil temperature and the magnet temperature.

ステップＳ１２において一定時間継続したと判定されるとステップＳ１４へ進み、一定時間継続していないと判定されるとステップＳ１０へ戻る。一定時間継続したと判定されてステップＳ１４に進んだ場合には、ステップＳ１４において磁石温度保護部１１４に対する保護指示信号を出力した後に、ステップＳ１０へ戻る。図４に示した一連の処理は、繰り返し実行される。   If it is determined in step S12 that the operation has continued for a certain time, the process proceeds to step S14, and if it is determined that the operation has not continued for a certain time, the process returns to step S10. If it is determined that the operation has continued for a certain time and the process proceeds to step S14, a protection instruction signal for the magnet temperature protection unit 114 is output in step S14, and then the process returns to step S10. The series of processing shown in FIG. 4 is repeatedly executed.

《コイル温度保護処理の説明》
次いで、コイル温度保護部１１３で行われるコイル温度保護処理について、図５のフローチャートを参照して説明する。このコイル温度保護処理は、運転領域監視部１１１からの保護指示信号が受信されるとスタートする。ステップＳ２１では、運転履歴記録部１１１に記録されている回転数およびトルクの履歴データを参照し、モータ２の損失を推定する。 <Description of coil temperature protection treatment>
Next, the coil temperature protection process performed in the coil temperature protection unit 113 will be described with reference to the flowchart of FIG. The coil temperature protection process starts when a protection instruction signal is received from the operation area monitoring unit 111. In step S <b> 21, the loss of the motor 2 is estimated with reference to the rotational speed and torque history data recorded in the operation history recording unit 111.

図７は運転履歴データの一例を示したものであり、回転数、トルク、冷媒（冷却水）温度を示した。例であり、０．１秒間隔でデータが取得されている。なお、図７には示さなかったが、コイル温度センサ６で検出されるコイル温度も、同様に記録されている。図８はモータ２の損失マップの一例を示したものであり、図３に示した回転数・トルク特性と同様に横軸は回転数、縦軸はトルクを表している。   FIG. 7 shows an example of the operation history data, showing the rotation speed, torque, and refrigerant (cooling water) temperature. It is an example, and data is acquired at intervals of 0.1 seconds. Although not shown in FIG. 7, the coil temperature detected by the coil temperature sensor 6 is also recorded in the same manner. FIG. 8 shows an example of the loss map of the motor 2, and the horizontal axis represents the rotational speed and the vertical axis represents the torque, similarly to the rotational speed / torque characteristics shown in FIG.

図７の運転履歴データの回転数およびトルクを、図８の損失マップに当てはめることにより、その運転状態における損失を求めることができる。損失マップから得られる損失はモータとしての損失なので、その損失に基づいてステータ側損失およびロータ側損失を求めれば良い。または、図８に示すようなマップを、ステータ側損失およびロータ側損失の各々について予め用意しておいても良い。ステップＳ２１において損失を推定する場合、その時点から所定時間前までの履歴データを用いることで、瞬間的な損失ではなく平均的な損失を求めることができる。   By applying the rotation speed and torque of the operation history data of FIG. 7 to the loss map of FIG. 8, the loss in the operation state can be obtained. Since the loss obtained from the loss map is a loss as a motor, the stator side loss and the rotor side loss may be obtained based on the loss. Alternatively, a map as shown in FIG. 8 may be prepared in advance for each of the stator side loss and the rotor side loss. When estimating the loss in step S21, it is possible to obtain an average loss rather than an instantaneous loss by using history data from that point to a predetermined time before.

ステップＳ２２では、ステップＳ２１で推定した損失に基づいてコイル温度上昇を推定する。図９は、ステップＳ２２の推定を行う際の、モータ２の熱モデルの一例を示す図である。この場合、９つの部位要素（コイル２１，ステータコア２２，ケース２３，冷媒，磁石２５，ロータコア２６、シャフト２７，軸受２８，カバー２９）について考える。上述した損失分が発熱量となるが、ここでは、コイル２１，ステータコア２２，磁石２５およびロータコア２６を発熱部位として考える。   In step S22, the coil temperature rise is estimated based on the loss estimated in step S21. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a thermal model of the motor 2 when performing the estimation in step S22. In this case, nine part elements (coil 21, stator core 22, case 23, refrigerant, magnet 25, rotor core 26, shaft 27, bearing 28, cover 29) are considered. The amount of loss described above is the amount of heat generated. Here, the coil 21, the stator core 22, the magnet 25, and the rotor core 26 are considered as heat generating portions.

各部位要素はそれぞれ温度Ｔ、発熱量Ｑ、熱容量Ｃというパラメータを持っており、発熱部位であるコイル２１，ステータコア２２，磁石２５、ロータコア２６の順に（Tc，Qc，Cc），（Tsc，Qsc，Csc），（Tm，Qm，Cm），（Trc，Qrc，Crc）であるとする。なお、発熱量Qc，Qsc，Qm，Qrcは推定された損失に基づいて決定する。また、その他の部位要素についてはＱ＝０として考え、ケース２３，冷媒，シャフト２７，軸受２８，カバー２９のパラメータは、順に（Tca，０，Cca），（Tw，０，Cw），（Tsf，０，Csf），（Tbr，０，Cbr），（Tcv，０，Ccv）であるとする。さらに、各部位要素間には、熱抵抗Rm-rc，Rrc-sf，Rsf-br，Rbr-cv，Rcv-ca，Rc-sc，Rsc-ca，Rca-wが配置されているとする。このようなモデル化を行うことにより、温度上昇の予測を簡単に行うことができる。   Each part element has parameters of temperature T, calorific value Q, and heat capacity C, respectively, and the coil 21, stator core 22, magnet 25, and rotor core 26, which are the heat generating parts, are in this order (Tc, Qc, Cc), (Tsc, Qsc). , Csc), (Tm, Qm, Cm), (Trc, Qrc, Crc). The calorific values Qc, Qsc, Qm, and Qrc are determined based on the estimated loss. Further, the other part elements are considered as Q = 0, and the parameters of the case 23, the refrigerant, the shaft 27, the bearing 28, and the cover 29 are (Tca, 0, Cca), (Tw, 0, Cw), (Tsf) in this order. , 0, Csf), (Tbr, 0, Cbr), (Tcv, 0, Ccv). Furthermore, it is assumed that thermal resistances Rm-rc, Rrc-sf, Rsf-br, Rbr-cv, Rcv-ca, Rc-sc, Rsc-ca, and Rca-w are arranged between the site elements. By performing such modeling, it is possible to easily predict the temperature rise.

一般的に、図１０に示すような状態にある部位要素の温度が、時間Δｔの間にＴnからＴn+1へと上昇した場合、その温度上昇は以下のように考えることができる。すなわち、温度上昇に伴う熱量の増加は（Ｔn+1−Ｔn）Ｃであって、「（熱量増加）＝（自己発熱量）＋（熱流入量）−（熱流出量）」で表される。この関係を図１０の記号を用いて表すと式（１）のようになる。
（Ｔn+1−Ｔn）Ｃ＝ＱΔｔ＋（Ｔin−Ｔn）Δｔ／Ｒin
−（Ｔn−Ｔout）Δｔ／Ｒout …（１） Generally, when the temperature of a part element in a state as shown in FIG. 10 rises from Tn to Tn + 1 during time Δt, the temperature rise can be considered as follows. That is, the increase in the amount of heat accompanying the temperature rise is (Tn + 1−Tn) C, and is represented by “(Increase in heat amount) = (Self heat generation amount) + (Heat inflow amount) − (Heat outflow amount)”. . When this relationship is expressed using the symbols in FIG.
(Tn + 1−Tn) C = QΔt + (Tin−Tn) Δt / Rin
− (Tn−Tout) Δt / Rout (1)

そして、時間Δｔ経過後の温度Ｔn+1は、式（２）のように表される。一般的には、関数ｆを用いて式（３）のように表すことができる。
Ｔn+1＝Ｔn＋｛Ｑ／Ｃ＋（Ｔin−Ｔn）／ＣＲin
−（Ｔn−Ｔout）／ＣＲout）Δｔ …（２）
Ｔn+1＝ｆ（Ｔn，Ｑ，Ｃ，（Ｔin，Ｒin），（Ｔout，Ｒout）） …（３） Then, the temperature Tn + 1 after the elapse of time Δt is expressed as shown in Expression (2). In general, the function f can be used to express the equation (3).
Tn + 1 = Tn + {Q / C + (Tin-Tn) / CRin
− (Tn−Tout) / CRout) Δt (2)
Tn + 1 = f (Tn, Q, C, (Tin, Rin), (Tout, Rout)) (3)

上述した式（３）を図９に示すモデルに適用すると、Δｔ後の各部位要素の温度Tm’、Trc’、Tsf’、Tbr’、Tcv’、Tca’、Tc’、Tsc’はそれぞれ次式のように表される。なお、冷媒温度Twに関しては温度センサ７によって検出されるので、推定式を示していない。また、コイル温度Tcに関しては、温度センサ６の検出値を初期値に用いて推定式により求めるようにしているが、温度センサ６の検出値をそのままコイル温度として使用しても良い。
Tm’＝ｆ（Tm，Qm，Cm，（N/A，N/A），（Trc，Rm-rc））
Trc’＝ｆ（Trc，Qrc，Crc，（Tm，Rm-rc），（Tsf，RＲrc-sf））
Tsf’＝ｆ（Tsf，０，Csf，（Trc，Rrc-sf），（Tbr，Rsf-br））
Tbr’＝ｆ（Tbr，０，Cbr，（Tsf，Rsf-br），（Tcv，Rbr-cv））
Tcv’＝ｆ（Tcv，０，Ccv，（Tbr，Rbr-cv），（Tca，Rcv-ca））
Tca’＝ｆ（Tca，０，Cca，（Tcv，Rcv-ca），（Tsc，Rsc-ca），（Tw，Rca-w））
Tc’＝ｆ（Tc，Qc，Cc，（N/A，N/A），（Tsc，Rc-sc））
Tsc’＝ｆ（Tsc，Qsc，Csc，（Tsc，Rc-sc），（Tca，Rsc-ca）） When the above-described equation (3) is applied to the model shown in FIG. It is expressed as an expression. Since the refrigerant temperature Tw is detected by the temperature sensor 7, no estimation formula is shown. Further, the coil temperature Tc is obtained by an estimation formula using the detected value of the temperature sensor 6 as an initial value, but the detected value of the temperature sensor 6 may be used as it is as the coil temperature.
Tm ′ = f (Tm, Qm, Cm, (N / A, N / A), (Trc, Rm-rc))
Trc '= f (Trc, Qrc, Crc, (Tm, Rm-rc), (Tsf, RRrc-sf))
Tsf ′ = f (Tsf, 0, Csf, (Trc, Rrc-sf), (Tbr, Rsf-br))
Tbr '= f (Tbr, 0, Cbr, (Tsf, Rsf-br), (Tcv, Rbr-cv))
Tcv '= f (Tcv, 0, Ccv, (Tbr, Rbr-cv), (Tca, Rcv-ca))
Tca '= f (Tca, 0, Cca, (Tcv, Rcv-ca), (Tsc, Rsc-ca), (Tw, Rca-w))
Tc ′ = f (Tc, Qc, Cc, (N / A, N / A), (Tsc, Rc-sc))
Tsc '= f (Tsc, Qsc, Csc, (Tsc, Rc-sc), (Tca, Rsc-ca))

ステップＳ２２において上述したような推定式を用いて各温度を逐次演算することにより、ステータ側損失に基づくコイル温度上昇を推定することができる。発熱量Qm，Qrc，Qc，Qscについては、演算開始時の運転状態がそのまま継続されるものと仮定し、演算開始時の値が保たれるとして推定演算を行う。   In step S22, the coil temperature rise based on the stator side loss can be estimated by sequentially calculating each temperature using the estimation formula as described above. For the calorific values Qm, Qrc, Qc, and Qsc, it is assumed that the operation state at the start of the calculation is continued as it is, and the estimation calculation is performed assuming that the value at the start of the calculation is maintained.

ステップＳ２３では、ステップＳ２２で推定されるコイル温度が限界温度に達するまでの残時間を求める。ステップＳ２５では、ステップＳ２３で得られた残時間が所定時間より短いか否かを判定する。この所定時間はモータトルクを制限するためのトルク上限値を出力するか否かを決定するパラメータであり、所定時間が短いとコイル温度が限界温度に近くなるまでトルク上限値が出力されず、逆に所定時間が長いと限界温度に対して余裕を持たせた状態でトルク上限値が出力される。   In step S23, the remaining time until the coil temperature estimated in step S22 reaches the limit temperature is obtained. In step S25, it is determined whether the remaining time obtained in step S23 is shorter than a predetermined time. This predetermined time is a parameter that determines whether or not to output a torque upper limit value for limiting the motor torque. If the predetermined time is short, the torque upper limit value is not output until the coil temperature approaches the limit temperature, and vice versa. If the predetermined time is long, the torque upper limit value is output with a margin for the limit temperature.

ステップＳ２４で残時間が所定時間より短いと判定されると、ステップＳ２５へ進んでモータ２のトルクを下げるためのトルク上限値をトルク指令部１２へ出力し、一連の保護処理を終了する。なお、このときのトルク上限値は固定値でも良いし、残時間の長さに応じて変えるようにしても良い。一方、ステップＳ２４で残時間が所定時間以上であると判定されると、そのまま図５の保護処理を終了する。図５に示す保護処理は、コイル温度保護部１１３に保護指示信号が入力される度に実行される。   If it is determined in step S24 that the remaining time is shorter than the predetermined time, the process proceeds to step S25, where a torque upper limit value for reducing the torque of the motor 2 is output to the torque command unit 12, and a series of protection processing ends. The torque upper limit value at this time may be a fixed value or may be changed according to the length of the remaining time. On the other hand, if it is determined in step S24 that the remaining time is equal to or longer than the predetermined time, the protection process in FIG. The protection process shown in FIG. 5 is executed each time a protection instruction signal is input to the coil temperature protection unit 113.

図１１は、走行を開始後のコイル温度とコイル発熱量の変化を示したものであり、コイル限界温度は１４℃に設定されている。コイル発熱量（すなわち損失量）は前述したようにモータの回転数とトルクとに依存しており、例えば、符号Ｇ１，Ｇ２で示すようにコイル発熱量が大きいときには、図８の損失マップから分かるように図３の領域Ａの状態となる場合が多い。そのような場合には、運転領域監視部１１１からコイル温度保護部１１３に保護指示信号が入力され、図５の保護処理が実行される。   FIG. 11 shows changes in the coil temperature and the coil heating value after the start of traveling, and the coil limit temperature is set to 14 ° C. As described above, the amount of heat generated by the coil (that is, the amount of loss) depends on the rotational speed and torque of the motor. For example, when the amount of heat generated by the coil is large as indicated by reference numerals G1 and G2, the loss map shown in FIG. As described above, the state of the region A in FIG. In such a case, a protection instruction signal is input from the operation region monitoring unit 111 to the coil temperature protection unit 113, and the protection process of FIG. 5 is executed.

図１１の符号Ｇ１で示す時点におけるコイル温度は限界温度（１４０℃）に比べて充分に低いので、保護処理が実行されても「残時間＞所定時間」と判断され、コイル温度保護部１１３からトルク上限値は出力されない。一方、符号Ｇ２で示す時点におけるコイル温度は限界温度に近いので、「残時間＜所定時間」と判断されてトルク上限値が出力される。トルク上限値がトルク指令部１２に出力されてもコイル温度は直ちに下がるわけでなく、トルク制限がかかってから徐々に下がり始める。そのため、図１１に示す例ではコイル温度が上限温度を越える領域があるが、所定時間を長くして早めにトルク上限値が出力されるように設定することで、常に限界温度（保護温度）より低い温度に制御することもできる。   Since the coil temperature at the time point indicated by reference numeral G1 in FIG. 11 is sufficiently lower than the limit temperature (140 ° C.), it is determined that “remaining time> predetermined time” even if the protection process is executed. Torque upper limit value is not output. On the other hand, since the coil temperature at the point of time indicated by symbol G2 is close to the limit temperature, it is determined that “remaining time <predetermined time”, and the torque upper limit value is output. Even if the torque upper limit value is output to the torque command unit 12, the coil temperature does not decrease immediately, but gradually begins to decrease after the torque limit is applied. Therefore, in the example shown in FIG. 11, there is a region where the coil temperature exceeds the upper limit temperature, but by setting the torque upper limit value to be output earlier by extending the predetermined time, the coil temperature always exceeds the limit temperature (protection temperature). It can also be controlled to a low temperature.

なお、上述した実施の形態では、コイル２１の予測温度が限界温度に達した場合にトルク上限値を出力してトルク制限を行ったが、予測温度から推定されるコイル寿命を延ばすようにトルク制限をしても良い。図１２は、運転時間とコイル２１の絶縁性能との関係を示す図である。直線Ｌ２０はコイル温度が１５０℃に維持された場合の寿命曲線であり、直線Ｌ２１はコイル温度が１８０℃に維持された場合の寿命曲線である。   In the embodiment described above, when the predicted temperature of the coil 21 reaches the limit temperature, the torque upper limit value is output and the torque is limited. However, the torque limit is set so as to extend the coil life estimated from the predicted temperature. You may do it. FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the operation time and the insulation performance of the coil 21. A straight line L20 is a life curve when the coil temperature is maintained at 150 ° C., and a straight line L21 is a life curve when the coil temperature is maintained at 180 ° C.

実際の寿命曲線Ｌ２２は、運転履歴記録部１１２に記録されたコイル温度の履歴に基づいて算出される。すなわち、履歴として記録されている温度は一定の温度ではなく、広い範囲に分布しているので、その温度履歴から寿命曲線を想定した場合の等価温度を算出する。例えば、平均温度を等価温度とする。その等価温度における寿命曲線が現時点での寿命曲線Ｌ２２となり、絶縁性能の許容値までの運転時間が予測寿命となる。この等価温度はその後の運転状況により変化する。   The actual life curve L22 is calculated based on the coil temperature history recorded in the operation history recording unit 112. That is, since the temperature recorded as a history is not a constant temperature but distributed over a wide range, an equivalent temperature when a life curve is assumed is calculated from the temperature history. For example, let the average temperature be the equivalent temperature. The life curve at the equivalent temperature is the current life curve L22, and the operation time until the allowable value of the insulation performance is the predicted life. This equivalent temperature varies depending on the subsequent operating conditions.

本実施の形態では、図１２の運転時間ｔ１がモータの耐用年数であったとした場合、等価温度に関する寿命曲線Ｌ２２から得られる寿命ｔ２が時間ｔ１を下回らないようにモータのトルクを制限する。一例としては、寿命ｔ２が「ｔ２≦ｔ１＋Δｔ」となったならば、トルク制限を行って算出される等価温度がより低くなるようにする。その結果、寿命ｔ２の延長を図ることができる。   In the present embodiment, assuming that the operation time t1 in FIG. 12 is the service life of the motor, the motor torque is limited so that the life t2 obtained from the life curve L22 regarding the equivalent temperature does not fall below the time t1. As an example, when the life t2 becomes “t2 ≦ t1 + Δt”, the equivalent temperature calculated by performing the torque limit is made lower. As a result, the lifetime t2 can be extended.

《磁石温度保護処理》
次に、磁石温度保護部１１４で行われる磁石温度保護処理について、図６のフローチャートを参照しながら説明する。この磁石温度保護処理は、運転領域監視部１１１からの保護指示信号が受信されるとスタートする。ステップＳ３１では、運転履歴記録部１１１に記録されている回転数およびトルクの履歴データを参照し、モータ２の損失を推定する。この推定作業は、図５に示したコイル温度保護処理のステップＳ２１の処理と同様なので説明を省略する。 《Magnet temperature protection treatment》
Next, magnet temperature protection processing performed by the magnet temperature protection unit 114 will be described with reference to the flowchart of FIG. The magnet temperature protection process starts when a protection instruction signal is received from the operation area monitoring unit 111. In step S31, the loss of the motor 2 is estimated with reference to the rotational speed and torque history data recorded in the operation history recording unit 111. Since this estimation work is the same as the process of step S21 of the coil temperature protection process shown in FIG.

ステップＳ３２では、ステップＳ３１で推定した損失に基づいて磁石温度上昇を推定し、所定時間後の磁石温度を予測する。所定時間の長さは保護動作（トルク上限値の出力）の動作タイミングに関係しており、所定時間を長くしてより先の磁石温度を予測することで、より早めに保護動作が作動することになる。ここでの温度推定演算は、上述したステップＳ２２の処理と同様に、図９の熱モデルに基づいて各部位要素の温度を推定することで磁石温度の上昇を推定するので、ステップＳ２２と全く同様の演算処理を行うことになる。ステップＳ３３では、ステップＳ３２で推定される磁石温度が、減磁曲線において磁石の減磁が発生しうる温度を越えているか否かを判定する。   In step S32, the magnet temperature rise is estimated based on the loss estimated in step S31, and the magnet temperature after a predetermined time is predicted. The length of the predetermined time is related to the operation timing of the protective operation (output of the torque upper limit value), and the protective operation is activated earlier by predicting the magnet temperature earlier by extending the predetermined time. become. Since the temperature estimation calculation here estimates the increase in the magnet temperature by estimating the temperature of each part element based on the thermal model of FIG. 9 in the same manner as the processing of step S22 described above, it is exactly the same as step S22. The calculation process is performed. In step S33, it is determined whether or not the magnet temperature estimated in step S32 exceeds the temperature at which demagnetization of the magnet can occur in the demagnetization curve.

図１３は、磁石減磁曲線の一例を示す図である。Ｌ１、Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５は、順に温度が２０℃，６０℃，１００℃，１４０℃，１８０℃のときのＢ−Ｈ曲線を示している。Ｌ１０は無負荷時のパーミアンス直線であり、曲線Ｌ１との交点Ｐ１は２０℃無負荷時の動作点を、曲線Ｌ５との交点Ｐ２は８０℃無負荷時の時の動作点を表している。運転に伴う負荷による逆磁界Ｈ１，Ｈ２が発生すると、パーミアンス直線Ｌ１０をその逆磁界分だけ平行移動した直線Ｌ１１，Ｌ１２とＢ−Ｈ曲線との交点が、その場合の動作点になる。逆磁界Ｈ１はモータ２の最大トルクを示す。   FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a magnet demagnetization curve. L1, L2, L3, L4, and L5 indicate BH curves when the temperatures are 20 ° C., 60 ° C., 100 ° C., 140 ° C., and 180 ° C. in this order. L10 is a permeance straight line when there is no load, an intersection P1 with the curve L1 represents an operating point when no load is applied at 20 ° C., and an intersection P2 with the curve L5 represents an operating point when no load is applied at 80 ° C. When the reverse magnetic fields H1 and H2 are generated due to the load associated with the operation, the intersection of the straight lines L11 and L12 obtained by translating the permeance straight line L10 by the amount of the reverse magnetic field and the BH curve becomes the operating point in that case. The reverse magnetic field H1 indicates the maximum torque of the motor 2.

Ｂ−Ｈ曲線Ｌ５上において、動作点Ｐ３の位置は曲線Ｌ５の屈折部（knee）が始まる位置であり、動作点Ｐ３は１８０℃クニック点（減磁開始点）になっている。すなわち、１８０℃においては、逆磁界がＨ２となる負荷（トルク）まで使用しても、すなわち動作点Ｐ３より上側の動作点で使用すれば減磁が発生しない。一方、動作点Ｐ４は２０℃クニック点（図２に示す第２象限にはない）よりも上側にあるので、２０℃においては最大トルク（逆磁界Ｈ１に相当）で使用しても減磁が発生しない。   On the BH curve L5, the position of the operating point P3 is a position where the refracted portion (knee) of the curve L5 starts, and the operating point P3 is a 180 ° C. nick point (demagnetization start point). That is, at 180 ° C., demagnetization does not occur even if the reverse magnetic field is used up to a load (torque) that becomes H2, that is, if it is used at an operating point above the operating point P3. On the other hand, since the operating point P4 is above the 20 ° C. knick point (not in the second quadrant shown in FIG. 2), demagnetization does not occur even when used at 20 ° C. with the maximum torque (corresponding to the reverse magnetic field H1). Does not occur.

このように、高温（１８０℃）状態で使用した場合には、常温（２０℃）で使用した場合に比べて、減磁なく運転できる範囲が狭くなることが分かる。すなわち、ステップＳ３２で予測された磁石温度が１８０℃であった場合には、予測温度はステップＳ３３において減磁が発生する温度を越えていると判断され、ステップＳ３４に進む。ステップＳ３４では、予測温度おいて許容される逆磁界からトルク上限値を算出し、そのトルク上限値をトルク指令部１２へ出力する。例えば、予測温度が１８０℃であった場合には、逆磁界Ｈ２に相当するトルクをトルク上限値として出力する。ステップＳ３４の処理が終了したならば、図６に示す一連の磁石保護処理を終了する。   Thus, it can be seen that the range of operation without demagnetization is narrower when used in a high temperature (180 ° C.) state than when used at room temperature (20 ° C.). That is, when the magnet temperature predicted in step S32 is 180 ° C., it is determined that the predicted temperature exceeds the temperature at which demagnetization occurs in step S33, and the process proceeds to step S34. In step S34, a torque upper limit value is calculated from the reverse magnetic field allowed at the predicted temperature, and the torque upper limit value is output to the torque command unit 12. For example, when the predicted temperature is 180 ° C., torque corresponding to the reverse magnetic field H2 is output as the torque upper limit value. If the process of step S34 is complete | finished, a series of magnet protection processes shown in FIG. 6 will be complete | finished.

一方、予測温度が６０℃であった場合には、図１３から分かるように、直線Ｌ１１と曲線Ｌ２との交点Ｐ３はクニック点となっていない。よって、ステップＳ３３では、磁石予測温度は減磁発生温度を越えていないと判断され、一連の磁石保護処理を終了する。図６に示す磁石保護処理は、運転領域監視部１１１からの保護指示信号が入力される度に実行される。   On the other hand, when the predicted temperature is 60 ° C., as can be seen from FIG. 13, the intersection P3 between the straight line L11 and the curved line L2 is not a knick point. Therefore, in step S33, it is determined that the predicted magnet temperature does not exceed the demagnetization temperature, and the series of magnet protection processes is terminated. The magnet protection process shown in FIG. 6 is executed every time a protection instruction signal is input from the operation area monitoring unit 111.

以上説明した実施の形態においては、以下のような作用効果を奏する。
（１）運転履歴記録部１１２に記憶されたトルク値や回転数等の運転状態に関する情報をに基づいて、ステータコイル２１の温度上昇をコイル温度保護部１１３で推定し、さらに、コイル温度が限界温度に達するまでの残時間を求めるようにしている。そして、残時間が所定時間より短い場合には、モータのトルクを制限するようにしたので、コイル焼損等の機能低下を防止しつつ、回転数・トルク特性における運転可能範囲を可能な限り拡大できる。また、温度上昇の予測値により制御しているので、温度上昇が著しい場合であっても事前に察知して保護動作を確実に行うことができる。なお、上述した実施形態では残時間と所定時間とを比較して判定を行っているが、所定時間経過後の温度と限界温度とを比較して判定を行っても良い。 In the embodiment described above, the following operational effects are obtained.
(1) Based on the information about the operation state such as the torque value and the rotational speed stored in the operation history recording unit 112, the temperature rise of the stator coil 21 is estimated by the coil temperature protection unit 113, and the coil temperature is limited. The remaining time until the temperature is reached is obtained. When the remaining time is shorter than the predetermined time, the torque of the motor is limited, so that the operable range in the rotational speed / torque characteristics can be expanded as much as possible while preventing functional deterioration such as coil burning. . Further, since the control is performed based on the predicted value of the temperature rise, even if the temperature rise is significant, it can be detected in advance and the protection operation can be performed reliably. In the above-described embodiment, the determination is made by comparing the remaining time with the predetermined time, but the determination may be made by comparing the temperature after the elapse of the predetermined time with the limit temperature.

（２）さらに、コイル２１だけでなくロータ２６に設けられた永久磁石２５の温度上昇も推定して、上記保護動作を行うことで、温度上昇によるコイル２１および磁石２５に不都合を生じさせることなく運転可能範囲を拡大することができる。例えば、磁石２５の予測温度が減磁が発生可能な温度に達しているか否かを判定し、発生可能な温度に達していると判定されたならば、モータ２のトルクを減磁が発生しない動作範囲に制限することで、磁石２５の減磁を防止しつつ運転可能範囲を拡大することができる。
（３）また、図２に示すように、温度センサを符号２１ａで示すコイル表面だけでなく、ステータコア部２２ａ、カバー２９の内周部２９ａや外周部２９ｂなどの複数の部位に設けることで、Δｔ後の各部位要素の温度Tm’〜Tsc’をより精度良く算出することができる。
（４）さらにまた、運転履歴記録部１１２に記憶された履歴情報に基づいて、ステータコイル２１の寿命ｔ２を推定し、その寿命ｔ２が所定時間ｔ１＋Δｔ以下のときにモータ２のトルクを制限することで、所定の寿命ｔ１（モータ耐用年数）を確保しつつ、コイル寿命を延ばすことができる。 (2) Furthermore, by estimating the temperature rise not only of the coil 21 but also the permanent magnet 25 provided on the rotor 26 and performing the above-described protection operation, there is no inconvenience to the coil 21 and the magnet 25 due to the temperature rise. The operable range can be expanded. For example, it is determined whether or not the predicted temperature of the magnet 25 has reached a temperature at which demagnetization can occur, and if it is determined that the temperature has reached the demagnetization temperature, the torque of the motor 2 is not demagnetized. By limiting to the operating range, the operable range can be expanded while preventing the magnet 25 from demagnetizing.
(3) Moreover, as shown in FIG. 2, by providing temperature sensors not only on the coil surface indicated by reference numeral 21a, but also on a plurality of parts such as the stator core portion 22a, the inner peripheral portion 29a and the outer peripheral portion 29b of the cover 29, The temperatures Tm ′ to Tsc ′ of each part element after Δt can be calculated with higher accuracy.
(4) Furthermore, the life t2 of the stator coil 21 is estimated based on the history information stored in the operation history recording unit 112, and the torque of the motor 2 is limited when the life t2 is equal to or less than the predetermined time t1 + Δt. Thus, the coil life can be extended while ensuring a predetermined life t1 (motor life).

以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、運転履歴記録部１１２は記憶部を、コイル温度保護部１１３および磁石温度保護部１１４は温度推定手段，判定手段および制限手段を、コイル温度保護部１１３は寿命推定手段をそれぞれ構成する。以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。なお、上述した実施の形態では、電気車に搭載された走行用モータの温度保護装置を例に説明したが、これに限定されず、種々のモータの温度保護装置に適用することができる。   In the correspondence between the embodiment described above and the elements of the claims, the operation history recording unit 112 is a storage unit, and the coil temperature protection unit 113 and the magnet temperature protection unit 114 are a temperature estimation unit, a determination unit, and a limitation unit. The coil temperature protection unit 113 constitutes life estimation means. The above description is merely an example, and when interpreting the invention, there is no limitation or restriction on the correspondence between the items described in the above embodiment and the items described in the claims. In the above-described embodiment, the temperature protection device for the traveling motor mounted on the electric vehicle has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to various motor temperature protection devices.

本発明による温度保護装置の一実施の形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one Embodiment of the temperature protection apparatus by this invention. モータ２の構造を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a structure of a motor 2. FIG. モータ２の運転領域を説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining an operation region of the motor 2. 温度保護制御部１１で行われる処理を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing processing performed in a temperature protection control unit 11. 運転領域監視部１１１で行われる処理を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating processing performed by an operation region monitoring unit 111. コイル温度保護部１１３で行われる処理を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing processing performed in a coil temperature protection unit 113. 運転履歴データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of driving | running history data. 損失マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a loss map. モータ２の熱モデルの一例を示す図である。3 is a diagram illustrating an example of a thermal model of a motor 2. FIG. 部位要素の温度上昇を説明する図である。It is a figure explaining the temperature rise of a site | part element. コイル温度とコイル発熱量の経時変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of coil temperature and a coil emitted-heat amount. 寿命曲線を示す図である。It is a figure which shows a lifetime curve. 減磁曲線の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a demagnetization curve.

符号の説明Explanation of symbols

１：車両コントローラ、２：モータ、３：インバータ、５：回転センサ、６：コイル温度センサ、７：冷媒温度センサ、１１：温度保護制御部、１２：トルク指令部、１３：電流指令部、２１：コイル、２２：ステータコア、２４：冷媒流路、５２：磁石、２６：ロータコア、１１１：運転領域監視部、１１２：運転履歴記録部、１１３：コイル温度保護部、１１４：磁石温度保護部   1: vehicle controller, 2: motor, 3: inverter, 5: rotation sensor, 6: coil temperature sensor, 7: refrigerant temperature sensor, 11: temperature protection control unit, 12: torque command unit, 13: current command unit, 21 : Coil, 22: Stator core, 24: Refrigerant flow path, 52: Magnet, 26: Rotor core, 111: Operation region monitoring unit, 112: Operation history recording unit, 113: Coil temperature protection unit, 114: Magnet temperature protection unit

Claims (6)

モータの運転状態に関する履歴情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された履歴情報に基づいて、前記モータのステータコイルの温度上昇を推定する温度推定手段と、
前記温度推定手段により推定された温度上昇に基づく所定時間経過後の予測温度が、予め設定された保護温度に達しているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記保護温度に達していると判定されると、前記モータのトルクを制限する制限手段とを備えたことを特徴とする温度保護装置。 A storage unit for storing history information regarding the operating state of the motor;
Temperature estimation means for estimating a temperature rise of the stator coil of the motor based on history information stored in the storage unit;
A determination unit that determines whether or not the predicted temperature after the elapse of a predetermined time based on the temperature increase estimated by the temperature estimation unit has reached a preset protection temperature;
A temperature protection apparatus comprising: a limiting unit that limits the torque of the motor when the determination unit determines that the protection temperature has been reached. 請求項１に記載の温度保護装置において、
前記モータは、ロータに永久磁石を備えた永久磁石式モータであって、
前記温度推定手段は、前記記憶部に記憶された履歴情報に基づいて、前記モータのステータコイルおよび前記磁石の少なくとも一方の温度上昇を推定することを特徴とする温度保護装置。 The temperature protection device according to claim 1,
The motor is a permanent magnet motor having a permanent magnet in a rotor,
The temperature estimating device estimates temperature rise of at least one of the stator coil of the motor and the magnet based on history information stored in the storage unit. 請求項２に記載の温度保護装置において、
前記判定手段は、前記磁石に関する前記予測温度が減磁が発生可能な温度に達しているか否かを判定し、
前記制限手段は、前記判定手段により前記発生可能な温度に達していると判定されると、前記モータの動作が減磁が発生しない動作範囲に制限されるように前記トルクを制限することを特徴とする温度保護装置。 The temperature protection device according to claim 2,
The determination means determines whether the predicted temperature related to the magnet has reached a temperature at which demagnetization can occur,
The limiting unit limits the torque so that the operation of the motor is limited to an operation range in which demagnetization does not occur when the determination unit determines that the temperature that can be generated is reached. Temperature protection device. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の温度保護装置において、
前記モータを構成する複数の構成部材の温度を温度センサで各々検出し、
前記温度推定手段は、前記記憶部に記憶された履歴情報とともに前記温度センサで検出された温度に基づいて、前記温度上昇を推定することを特徴とする温度保護装置。 In the temperature protection apparatus as described in any one of Claims 1-3,
The temperature of each of a plurality of constituent members constituting the motor is detected by a temperature sensor,
The temperature estimating device estimates the temperature rise based on a temperature detected by the temperature sensor together with history information stored in the storage unit. モータの運転状態に関する情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された履歴情報に基づいて、前記モータのステータコイルの寿命を推定する寿命推定手段と、
前記寿命推定手段により推定された寿命が所定時間以下のときに前記モータのトルクを制限する制限手段とを備えたことを特徴とする温度保護装置。 A storage unit for storing information on the operating state of the motor;
Life estimation means for estimating the life of the stator coil of the motor based on the history information stored in the storage unit;
A temperature protection device comprising: a limiting unit that limits the torque of the motor when the lifetime estimated by the lifetime estimation unit is a predetermined time or less. モータの運転状態に関する履歴情報に基づいて、モータのステータコイルの温度上昇を推定し、
推定された前記温度上昇に基づく所定時間経過後の予測温度が、予め設定された保護温度に達しているか否かを判定し、
前記保護温度に達していると判定されたならば前記モータのトルクを制限することを特徴とするモータ温度保護方法。 Based on the historical information about the motor operating state, estimate the temperature rise of the stator coil of the motor,
It is determined whether the predicted temperature after the elapse of a predetermined time based on the estimated temperature rise has reached a preset protection temperature,
A motor temperature protection method, wherein if it is determined that the protection temperature has been reached, the torque of the motor is limited.
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