JP2010220374A - 温度センサの断線を検知する方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】回転電機に設けられた温度センサの断線を低温時においても精度良く検知する。
【解決手段】回転電機に設けられた温度センサの断線を検知する方法において、回転電機に設けられた温度センサの他の温度センサの検出温度の最小値が最小検出温度min_tempの値として設定される(ステップS14)。最小検出温度min_tempから定まる補正係数と回転電機に印加されるトルクの積算値との積である加熱判定項MG_applyが求められる(ステップS20)。加熱判定項MG_applyが閾値θapply以上であり(ステップS22でYES)、かつ、回転電機に設けられた温度センサの検出温度の変化が閾値θTよりも小さい場合(ステップS28でNO)、回転電機に設けられた温度センサの断線が検知される(ステップS30)。
【選択図】図2
【解決手段】回転電機に設けられた温度センサの断線を検知する方法において、回転電機に設けられた温度センサの他の温度センサの検出温度の最小値が最小検出温度min_tempの値として設定される(ステップS14)。最小検出温度min_tempから定まる補正係数と回転電機に印加されるトルクの積算値との積である加熱判定項MG_applyが求められる(ステップS20)。加熱判定項MG_applyが閾値θapply以上であり(ステップS22でYES)、かつ、回転電機に設けられた温度センサの検出温度の変化が閾値θTよりも小さい場合(ステップS28でNO)、回転電機に設けられた温度センサの断線が検知される(ステップS30)。
【選択図】図2
Description
本発明は、温度センサの断線を検知する方法に関する。
ハイブリッド自動車(Hybrid Vehicle, HV)又は電気自動車など、回転電機を駆動源として用いる車両において、回転電機に設けられた温度センサの断線を検知する技術がある。例えば、特許文献1に記載の技術では、回転電機に対する制御信号を発生するトルク指令の絶対値を時間積分した値が所定値を超えたことにより、回転電機に設けられた温度センサの断線を判定可能な温度まで回転電機が過熱されていることを検出し、そのときに回転電機に設けられた温度センサの検出温度が所定温度に達しない場合、温度センサが故障と判断してトルク指令値を所定値以下に制限する。
温度センサの検出温度が所定値よりも小さい場合に温度センサの断線を検知する従来技術では、温度センサの周辺の温度が低い時に周辺温度が正常に検出されて検出温度が所定値よりも小さくなっている場合に、温度センサの断線を誤検知することが考えられる。このように、従来技術では低温時に温度センサの断線を正確に検知するのは困難である。
本発明の一態様の方法は、車両に搭載された回転電機に設けられた温度センサの断線を検知する方法であって、前記回転電機に設けられた温度センサの他の温度センサであって前記車両に設けられた1以上の温度センサの検出温度の最小値を特定するステップと、前記検出温度の最小値から定まる補正係数と前記回転電機に印加されるトルクの積算値との積が予め設定された第一閾値を超え、かつ、前記回転電機に設けられた温度センサの検出温度の変化が予め設定された第二閾値よりも小さい場合に、前記回転電機に設けられた温度センサが断線していることを検知するステップと、を備えることを特徴とする。
本発明によると、低温時においても、回転電機に設けられた温度センサの断線を精度良く検知できる。
図1に、ハイブリッド車両の概略構成の例を示す。図1の例のハイブリッド車両1は、四輪駆動型の車両である。図1を参照し、ハイブリッド車両1は、前輪10a,10bを駆動する機構として、モータMG1,MG2、エンジン12、動力分割機構13、減速機構14、差動歯車機構15、及びインバータ16を備える。また、ハイブリッド車両1は、後輪20a,20bを駆動する機構として、モータMGR、減速機構24、差動歯車機構25、及びインバータ26を備える。さらに、ハイブリッド車両1は、電源装置30及び制御装置40を備える。
モータMG1及びモータMG2は、いずれも、発電機又は電動機として機能し得る回転電機であり、インバータ16を介して電源装置30と電気的に接続される。モータMG1は、エンジン12の始動時には、インバータ16を介して電源装置30からの電力供給を受けて電動機として機能し、エンジン12のクランクシャフト(図示しない)を回転させてエンジン12の始動の動力源となる。また、エンジン12の動作中には、モータMG1は、エンジン12から出力される動力を受けて発電機として機能し、電源装置30を充電することができる。モータMG2は、インバータ16を介して電源装置30からの電力供給を受けて電動機として機能し、前輪10a,10bの駆動源となる。モータMG2もまた、発電機として機能することがある。
動力分割機構13は、減速機構14及びモータMG1に対し、エンジン12からの動力を分割して伝達する。また、電動機として機能するモータMG2からの動力も動力分割機構13を介して減速機構14へ伝達される。エンジン12及びモータMG2の少なくとも一方から動力分割機構13を介して減速機構14へ伝達された動力は、差動歯車機構15を介して前輪10a,10bに出力される。
モータMGRは、発電機又は電動機として機能し得る回転電機であり、インバータ26を介して電源装置30と電気的に接続される。モータMGRからの動力は、減速機構24及び差動歯車機構25を介して後輪20a,20bに出力される。
制御装置40は、エンジン12及びモータMG1,MG2,MGRなどの動作を制御する。制御装置40は、例えば、マイクロコンピュータなどにより実現されるECU(Electronic Control Unit)の機能の一部であってよい。本発明の1つの実施形態において、温度センサの断線を検知する方法は制御装置40により実行される。
制御装置40は、例えば、モータMGRに設けられるMGRコイル温度センサ50及びその他の温度センサから取得した検出温度と、モータMGRに印加されるトルクの値と、を用いてMGRコイル温度センサ50の断線を検知する。MGRコイル温度センサ50は、モータMGRのコイルの温度を検出する。MGRコイル温度センサ50の他の温度センサの例として、図1には、外気温を検出する外気温センサ52、エンジン12を冷却するエンジン冷却水の温度を検出するエンジン冷却水温センサ54、インバータ16,26を冷却するHV冷却水の温度を検出するHV冷却水温センサ56、及びATF(Automatic Transmission Fluid)の油温を検出するATF油温センサ58を示す。
図2を参照し、本発明の1つの実施形態において温度センサの断線を検知する方法の手順の例を説明する。制御装置40は、例えば、図示しないスタートスイッチから車両の始動を指示する信号を取得したときに、図2に例示する手順の処理を開始する。
図2を参照し、まず、制御装置40は、MGRコイル温度センサ50から検出温度TMGを取得し、取得した検出温度TMGが予め設定された判定温度T0以上であるか否かを判定する(ステップS10)。判定温度T0は、MGRコイル温度センサ50において断線が生じている場合にMGRコイル温度センサ50が示す検出温度(例えば、−50℃などの低い値を示すことがわかっている)よりも大きな値に設定され、例えば、T0=−35℃に設定される。
MGRコイル温度センサ50の検出温度TMGが判定温度T0以上である場合(ステップS10でYES)、制御装置40は、MGRコイル温度センサ50が正常である(つまり、断線していない)と判定する(ステップS12)。ステップS12において、制御装置40は、制御装置40が備える記憶手段(図示しない)にMGRコイル温度センサ50が正常であると判定された旨を表す情報を記憶させてもよい。例えば、当該記憶手段にMGRコイル温度センサ50の状態を表すフラグが記憶されている場合に、このフラグの値を、「正常」を表す値に設定する。ステップS12の後、処理はステップS10の判定に戻る。
MGRコイル温度センサ50の検出温度TMGが判定温度T0未満である場合(ステップS10でNO)、制御装置40は、MGRコイル温度センサ50の断線を検知するため、ステップS14以下の処理を実行する。ステップS14では、制御装置40は、MGRコイル温度センサ50の他の温度センサから検出温度を取得し、取得した検出温度のうちの最小値を特定して、当該最小値を最小検出温度min_tempとして設定する。図1に例示するハイブリッド車両の例では、ステップS14で、制御装置40は、外気温センサ52、エンジン冷却水温センサ54、HV冷却水温センサ56、及びATF油温センサ58のそれぞれから、外気温、エンジン冷却水温、HV冷却水温、及びATF油温の検出温度を取得し、これらの検出温度のうちの最小値を最小検出温度min_tempの値として設定する。なお、ステップS14で制御装置40が検出温度を取得する対象となる温度センサは、図1の例に限定されない。図1に例示する温度センサのうちの一部のみから検出温度を取得してもよいし、図1に例示しないさらに他の温度センサから検出温度を取得してもよい。また、ステップS14で、1つの温度センサのみから検出温度を取得する場合、その検出温度を最小検出温度min_tempとする。
最小検出温度min_tempを設定すると、制御装置40は、ステップS10で取得したMGRコイル温度センサ50の検出温度TMGから最小検出温度min_tempを減算した値(TMG−min_temp)が予め設定された比較基準温度TCMP(例えば、TCMP=−15℃に設定される)を超えているか否かを判定する(ステップS16)。
値(TMG−min_temp)が比較基準温度TCMPよりも大きい場合(ステップS16でYES)、処理はステップS18に進む。例えば、検出温度TMG=−50℃、最小検出温度min_temp=−40℃であり、比較基準温度TCMP=−15℃に設定されているとき、TMG−min_temp=−50℃−(−40℃)=−10℃>TCMP=−15℃となり、ステップS16からステップS18へ進む。ステップS18で、制御装置40は、モータMGRに印加されるトルクの値の積算を開始するとともに、現在のMGRコイル温度センサ50の検出温度TMGを取得し、取得した検出温度TMGを積算開始時温度TSTARTの値として設定する。モータMGRに印加されるトルクの値は、例えば、アクセルペダル及びブレーキペダル(いずれも図示しない)のそれぞれに設けられたセンサから検出される踏み込み量などに基づいて制御装置40が決定する。制御装置40は、この決定した値のトルクがモータMGRに印加されるように、インバータ26に対して制御信号を出力する。ステップS18において、制御装置40は、印加トルクの積算値を0に初期化した上で、上述のように決定された印加トルクの値の積算を開始する。
ステップS18の後、制御装置40は、モータMGRに印加されるトルクの積算値と、最小検出温度min_tempから定まる補正係数(例えば、0と1.0との間の値を取る係数)との積を加熱判定項MG_applyの値として設定する(ステップS20)。例えば、50N/mのトルクが1.0秒間継続してモータMGRに印加された場合であって補正係数が0.7である場合に、サンプリング周期T=8.192msとすると、加熱判定項MG_apply=(50×(1000/8.192))×0.7=4272となる。
ステップS20で用いられる補正係数は、例えば、制御装置40の記憶手段(図示しない)に予め記憶された情報であって最小検出温度と補正係数との間の関係を表す情報を参照して決定される。この情報は、例えば、最小検出温度の値と補正係数の値とを対応づけるマップであってよい。例えば、制御装置40は、ステップS20の処理の実行時の最小検出温度min_tempに対応づけられた補正係数の値を当該マップから取得して加熱判定項の算出に用いる。
図3に、最小検出温度と補正係数との間の関係の一例を示す。図3の例では、最小検出温度のより小さい領域ほどより小さな値の補正係数が設定されている。図3の例の場合、最小検出温度min_tempが−30℃のときにステップS20で用いられる補正係数は0.2である。
図2の説明に戻り、加熱判定項MG_applyの値を設定すると、制御装置40は、加熱判定項MG_applyの値が予め設定された閾値θapply(例えば、θapply=5000に設定される)以上であるか否かを判定する(ステップS22)。
加熱判定項MG_applyの値が閾値θapply未満であれば(ステップS22でNO)、モータMGRへの印加トルクの積算開始(ステップS18)から所定時間(例えば、30秒間)が経過したか否かが判定される(ステップS24)。印加トルクの積算開始から所定時間が経過していなければ(ステップS24でNO)、再度ステップS20を実行し、所定時間が経過していれば(ステップS24でYES)、ステップS18に戻り、印加トルクの積算値を初期化して再度積算を開始する。
加熱判定項MG_applyの値が閾値θapply以上であれば(ステップS22でYES)、現在のMGRコイル温度センサ50の検出温度TMGを取得し、取得した検出温度TMGを現在温度TCURRENTの値として設定する(ステップS26)。そして、現在温度TCURRENTから積算開始時温度TSTARTを減算した値(TCURRENT−TSTART)が予め設定された温度変化閾値θT(例えば、θT=1.0℃に設定される)以上であるか否かを判定する(ステップS28)。値(TCURRENT−TSTART)は、印加トルクの積算開始から加熱判定項の値が閾値θapplyを超えたときまでのMGRコイル温度センサ50の検出温度の変化を表す値であると言える。
値(TCURRENT−TSTART)が温度変化閾値θT未満である場合(ステップS28でNO)、制御装置40は、MGRコイル温度センサ50が断線していることを検知する(ステップS30)。ステップS30で、制御装置40は、例えば、記憶手段(図示しない)に記憶された、MGRコイル温度センサ50の状態を表すフラグの値を、「断線」を表す値に設定する。また例えば、ステップS30で、制御装置40は、MGRコイル温度センサ50の断線を検知した旨をユーザに通知する情報を図示しない表示装置に表示させてもよい。ステップS30の後、図2の例の手順の処理は終了する。
値(TCURRENT−TSTART)が温度変化閾値θT以上であれば(ステップS28でYES)、処理はステップS10に戻る。
以上、図2のステップS18〜S30を参照し、ステップS10で取得されたMGRコイル温度センサ50の検出温度TMGから最小検出温度min_tempを減算した値が比較基準温度TCMPよりも大きい場合(ステップS16でYES)に実行される処理の手順を説明した。ステップS16でYESと判定されるということは、MGRコイル温度センサ50の検出温度TMGと他の温度センサの検出温度の最小値min_tempとの間の乖離が小さいと言える。このとき、MGRコイル温度センサ50の断線によりステップS10で検出温度TMGが判定温度T0よりも小さいと判定されたのか、あるいは、断線は生じていないけれどもMGRコイル温度センサ50の設置位置付近の温度が実際に判定温度T0よりも低いことからステップS10でYESと判定されたのか、を判断するために、ステップS18〜ステップS30で、最小検出温度min_tempから定まる補正係数とモータMGRへの印加トルクの積算値とに基づく加熱判定項MG_applyを用いた断線検知が行われる。
ステップS18〜ステップS30の処理において、モータMGRへの印加トルクの積算開始(ステップS18)から所定時間の経過までの間に加熱判定項MG_applyが閾値θapply以上となるか否かが判定される(ステップS20,S22,S24)。所定時間経過までに加熱判定項MG_applyが閾値θapply以上となると、MGRコイル温度センサ50の検出温度の変化(TCURRENT−TSTART)が閾値θT以上であるか否かを判定することで断線の有無が検知される(ステップS26,S28,S30)。
例えば、ステップS20,S22,S24の処理ループの実行中に50N/mのトルクが継続してモータMGRに印加された場合、補正係数が0.7、サンプリング周期T=8.192msであり、閾値θapply=5000に設定されているとし、約1.2秒以上モータMGRにトルク(50N/m)が印加されると、加熱判定項MG_applyは閾値θapply=5000以上となり(1.2秒間トルクが印加されたとき、MG_apply=(50×(1200/8.192)×0.7=5127)、処理はステップS26に進む。この例において、ステップS28の閾値θT=1.0℃に設定されているとすると、モータMGRへのトルクの印加開始から検出温度が1.0℃以上上昇しない場合に、ステップS28でNOと判定されてMGRコイル温度センサの断線が検知される。
以下、TMG−min_tempの値が比較基準温度TCMP以下である場合(ステップS16でNO)に実行される処理の手順の例を説明する。例えば、検出温度TMG=−50℃、最小検出温度min_temp=−30℃であり、比較基準温度TCMP=−15℃に設定されているとき、TMG−min_temp=−50℃−(−30℃)=−20℃<TCMP=−15℃となり、ステップS16でNOと判定されて処理はステップS32へ進む。ステップS16でNOと判定されるということは、MGRコイル温度センサ50の検出温度TMGと他の温度センサの検出温度の最小値min_tempとの間の乖離が大きく、MGRコイル温度センサ50で断線が生じている可能性が高いと判断できる。
ステップS16の判定でNOに進むと、制御装置40は、ハイブリッド車両1のシフト位置がP(パーキング)レンジに設定されているか否かを判定する(ステップS32)。この判定は、例えば、図示しないシフト位置センサから取得された検出値に基づいて行われる。
シフト位置がPレンジであれば(ステップS32でYES)、制御装置40は、インバータ26を制御してモータMGRに対してトルクを印加する(ステップS34)。そして、MGRコイル温度センサ50の検出温度TMGを監視し、検出温度TMGが上昇すれば(ステップS40でYES)、処理はステップS10に戻る。検出温度TMGが上昇しなければ(ステップS40でNO)、処理はステップS30に進み、制御装置40はMGRコイル温度センサ50の断線を検知する。
ステップS34,S40の処理により、モータMGRに対してトルクを印加したときにMGRコイル温度センサ50の検出温度が上昇するか否かに従ってMGRコイル温度センサ50の断線の有無が判定される。なお、ステップS34で、制御装置40は、モータMGRに対してトルクを印加している旨を表す情報や、MGRコイル温度センサ50の断線の有無を判定中である旨を表す情報を図示しない表示装置に表示させることでユーザに通知してもよい。
シフト位置がPレンジでない場合(ステップS32でNO)、制御装置40は、Pレンジへの変更をユーザに促すための通知を行う(ステップS36)。例えば、制御装置40は、シフト位置をPレンジに設定することをユーザに促す情報を図示しない表示装置に表示させる。その後、シフト位置がPレンジに設定されれば(ステップS38でYES)、モータMGRへのトルクの印加(ステップS34)及び検出温度TMGの上昇の有無の判定(ステップS40)が行われる。シフト位置がPレンジに設定されなければ(ステップS38でNO)、処理はステップS10に戻る。
以上で説明した図2の例の手順の処理において、ステップS12の後、ステップS28でYESに進んだとき、ステップS38でNOに進んだとき、あるいはステップS40でYESに進んだとき、MGRコイル温度センサ50の検出温度TMGが判定温度T0以上であるか否かの判定処理(ステップS10)が再度実行される。このような2回目以降のステップS10の判定処理は、前回のステップS10の判定処理の実行時から所定の時間の経過を待ってから行ってもよい。例えば、ステップS10の判定処理を実行するときに、その時点での時刻を記録しておき、図2の結合子「A」からステップS10に進むときには、前回のステップS10の実行時刻からの経過時間を取得し、この経過時間が所定値を超えたときにステップS10の判定を実行するようにする。
なお、以上では、モータMGRに設けられたMGRコイル温度センサ50を例にとり説明したが、モータMG1又はモータMG2に設けられた温度センサについて、図2の例と同様の手順の処理により断線を検知してもよい。
1 ハイブリッド車両、10a,10b 前輪、12 エンジン、13 動力分割機構、14,24 減速機構、15,25 差動歯車機構、16,26 インバータ、20a,20b 後輪、26 インバータ、30 電源装置、40 制御装置、50 コイル温度センサ、52 外気温センサ、54 エンジン冷却水温センサ、56 冷却水温センサ、58 ATF油温センサ、MG1,MG2,MGR モータ。
Claims (1)
- 車両に搭載された回転電機に設けられた温度センサの断線を検知する方法であって、
前記回転電機に設けられた温度センサの他の温度センサであって前記車両に設けられた1以上の温度センサの検出温度の最小値を特定するステップと、
前記検出温度の最小値から定まる補正係数と前記回転電機に印加されるトルクの積算値との積が予め設定された第一閾値を超え、かつ、前記回転電機に設けられた温度センサの検出温度の変化が予め設定された第二閾値よりも小さい場合に、前記回転電機に設けられた温度センサが断線していることを検知するステップと、
を備えることを特徴とする方法。
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