JP5766531B2 - Temperature calculation device, temperature calculation method, and temperature calculation program - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態は、温度算出装置、温度算出方法、及び温度算出プログラムに関する。 Embodiments described herein relate generally to a temperature calculation device, a temperature calculation method, and a temperature calculation program.
従来、マイコン応用製品における組み込みソフトウェアが知られている。このようなソフトウェアでは、温度上昇によって機器や素子が破壊されることを未然に防止するために、温度上昇の保護検知が実施されている。一般に、温度を測定するセンサとしてはサーミスタが利用されている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, embedded software in microcomputer application products is known. In such software, in order to prevent the destruction of devices and elements due to the temperature rise, temperature rise protection detection is performed. In general, a thermistor is used as a sensor for measuring temperature (see, for example, Patent Document 1).
サーミスタとは、温度変化に対して電気抵抗の変化の大きい抵抗体のことである。サーミスタ等のセンサによって温度を測定し、測定した温度情報をソフトウェア内部に取り込めば、ソフトウェアによる温度上昇の保護検知を実施することができ、温度上昇によって機器や素子が破壊されることを未然に防止することが可能となる。 The thermistor is a resistor having a large change in electrical resistance with respect to a change in temperature. If the temperature is measured by a sensor such as a thermistor, and the measured temperature information is imported into the software, the temperature rise protection can be detected by the software, preventing damage to equipment and elements due to the temperature rise. It becomes possible to do.
しかしながら、ソフトウェアが組み込まれている製品によっては、サーミスタ等のセンサを備えていない場合がある。このような場合は、ソフトウェア内部に温度情報を取り込むことができないので、ソフトウェアによる温度上昇の保護検知を実施することができず、温度上昇によって機器や素子が破壊される事態にも繋がりかねない状態であった。 However, depending on the product in which the software is incorporated, a sensor such as a thermistor may not be provided. In such a case, the temperature information cannot be taken into the software, so the temperature rise protection cannot be detected by the software, and the device or element may be destroyed due to the temperature rise. Met.
そこで温度算出式を用いて機器などの温度を推定することで保護検知を実施しようとする考えがある。ところで、車両用モータの温度の算出においては発熱量と冷却（放熱）量を計算することとなるため、計算方式によっては多くの計算時間を要し、車両制御用マイコンへの組み込みに適さない場合がある。 Therefore, there is an idea to perform protection detection by estimating the temperature of a device or the like using a temperature calculation formula. By the way, when calculating the temperature of a motor for a vehicle, the amount of heat generation and the amount of cooling (heat dissipation) are calculated. Therefore, depending on the calculation method, it takes a lot of calculation time, and it is not suitable for incorporation into a microcomputer for vehicle control. There is.
例えば、温度算出に必要な各種パラメータから算出した値を温度テーブルとしてソフトウェア内部に取り込み、その温度テーブルの値を参照して温度算出式に当てはめることによって車両用モータの推定温度を求める方式の場合、温度テーブルを組み込むことでプログラムサイズが大きくなり、温度テーブルを参照する処理も複雑化する。このため、プログラム量やデータ量に制限のある車両制御用マイコンへの組み込み型ソフトウェアとしては、プログラムサイズがオーバすることを考慮して採用されない可能性がある。 For example, in the case of a method for obtaining an estimated temperature of a vehicle motor by taking values calculated from various parameters necessary for temperature calculation into the software as a temperature table and referring to the value of the temperature table and applying it to the temperature calculation formula, Incorporating the temperature table increases the program size and complicates the process of referring to the temperature table. For this reason, there is a possibility that it will not be adopted as embedded software in a microcomputer for vehicle control with a limited amount of program or data in consideration of the program size being exceeded.
従って、車両制御用マイコンへの組み込み型ソフトウェアとしてプログラムサイズがオーバすることなく車両用モータの推定温度を求めることのできる温度算出技術に対するニーズがある。 Therefore, there is a need for a temperature calculation technique capable of obtaining an estimated temperature of a vehicle motor without exceeding the program size as embedded software in the vehicle control microcomputer.
上記課題を解決するための本発明の実施の形態によれば、送風機による強制風冷方式の車両走行モータの温度を算出するためのプログラムであって、コンピュータに、サンプリング周期（Δｔ）でモータ電流（Ｉｍ）と送風機の運転状態（Ｓｔ）とを取得するステップと、前記取得したモータ電流（Ｉｍ）を用いて前記車両走行モータの飽和温度（θｍａｘ）を算出するステップと、前記取得した運転状態（Ｓｔ）を用いて前記車両走行モータの冷却時定数（τ）を算出するステップと、前回算出したモータ温度（Ｔｎ−１）、前記算出した飽和温度（θｍａｘ）、および前記算出した冷却時定数（τ）と、を用い、下記式により現在のモータ温度（Ｔｎ）を算出するステップと、を実行させるためのプログラムが提供される。
Ｔｎ＝Ｔｎ−１＋（θｍａｘ−Ｔｎ−１）×（１−ｅｘｐ（−Δｔ／τ））
According to an embodiment of the present invention for solving the above-described problem, there is provided a program for calculating the temperature of a vehicle driving motor of a forced air cooling system using a blower, wherein the motor current is calculated at a sampling period (Δt). acquiring (Im) and the operating state of the fan (St), calculating a saturation temperature (.theta.max) of the vehicle traveling motor by using the acquired motor current (Im), the acquired operation state (St) is used to calculate the cooling time constant (τ) of the vehicle travel motor, the previously calculated motor temperature (Tn−1), the calculated saturation temperature (θmax), and the calculated cooling time constant. and (tau), using a program for executing the steps of: calculating a current motor temperature (Tn) by the following equation is provided.
Tn = Tn−1 + (θmax−Tn−1) × (1−exp (−Δt / τ))
[第１の実施の形態]
図１は、第１の実施の形態の温度算出装置が採用する温度推定式の元（オリジナル）の推定式を示す図である。
[First embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating an original (original) estimation formula of a temperature estimation formula employed by the temperature calculation apparatus according to the first embodiment.
式（１）に示す車両用モータの温度推定式は、所定のサンプリング周期で読み込んだプロセス値、パラメータ、及び前回算出した温度値を用いて、現在温度の推定計算を行なう方式である。
Ｔｎは、推定された現在の車両用モータの温度（Ｋ）である。Ｔｎ−１は、１サンプル前の車両用モータの推定温度（Ｋ）である。
The vehicle motor temperature estimation equation shown in equation (1) is a method for performing an estimation calculation of the current temperature using the process values, parameters, and previously calculated temperature values read at a predetermined sampling period.
T n is the estimated current temperature (K) of the vehicle motor. T n-1 is the estimated temperature (K) of the vehicle motor one sample before.
可変値として与えられるパラメータは、モータ電流Ｉ（Ａｒｍｓ）、モータ回転周波数ＦＲ（Ｈｚ）である。固定値として与えられるパラメータは、定格状態でのモータの飽和温度Ｔｒａｔｅ（Ｋ）、定格モータ電流Ｉｒａｔｅ（Ａｒｍｓ）、定格モータ回転周波数ＦＲｒａｔｅ（Ｈｚ）、定格温度時定数τｒａｔｅ（ｓｅｃ）、冷却係数Ｋ、サンプリング時間Δｔ（ｓｅｃ）である。 The parameters given as the variable values are the motor current I (A rms ) and the motor rotation frequency FR (Hz). The parameters given as fixed values are: motor saturation temperature T rate (K), rated motor current I rate (A rms ), rated motor rotation frequency FR rate (Hz), rated temperature time constant τ rate (sec) ), The cooling coefficient K, and the sampling time Δt (sec).
式（１）に示す温度推定式には、飽和温度を表す項αと、冷却に関連する項βとが含まれている。これらの項の内容について説明する。 The temperature estimation formula shown in Formula (1) includes a term α representing a saturation temperature and a term β related to cooling. The contents of these sections will be described.
飽和温度を表す項αは、モータ電流Ｉによるモータの発熱と車両の走行による冷却（走行風冷）とによってモータ温度が飽和する温度を表している。
図２は、第１の実施の形態の定格状態でのモータの飽和温度Ｔｒａｔｅを説明するための図である。図２の横軸は経過時間を表し、縦軸は温度を表している。
定格状態とは、定格モータ電流Ｉｒａｔｅをモータに供給し、定格モータ回転周波数ＦＲｒａｔｅで車両が走行する状態である。図２に示すように、モータの温度は時間経過と共に増加するが、大気中への熱の放散があるため温度上昇率は次第に低下して飽和温度Ｔｒａｔｅに収束する。図２では、飽和温度Ｔｒａｔｅは表されていない。なお、モータ温度が、モータに電流供給を開始してから飽和温度Ｔｒａｔｅの所定割合に達するまでの時間を定格温度時定数τｒａｔｅと定義する。
The term α representing the saturation temperature represents the temperature at which the motor temperature is saturated by the heat generation of the motor by the motor current I and the cooling by the traveling of the vehicle (running air cooling).
FIG. 2 is a diagram for explaining the saturation temperature T rate of the motor in the rated state according to the first embodiment. The horizontal axis in FIG. 2 represents elapsed time, and the vertical axis represents temperature.
The rated state is a state in which the rated motor current I rate is supplied to the motor and the vehicle travels at the rated motor rotational frequency FR rate . As shown in FIG. 2, the motor temperature increases with time, but since the heat is dissipated into the atmosphere, the temperature increase rate gradually decreases and converges to the saturation temperature T rate . In FIG. 2, the saturation temperature T rate is not represented. The motor temperature is defined as the rated temperature time constant tau rate the time from the start of the current supply to the motor to reach a predetermined proportion of the saturation temperature T rate.
上述の飽和温度を表す項αは、定格状態に限定されないモータ電流Ｉ、モータ回転周波数ＦＲでの飽和温度である。飽和温度を表す項αは、モータ電流Ｉとモータ回転周波数ＦＲとについて定格状態での飽和温度Ｔｒａｔｅを補正した値である。即ち、モータ電流については、モータ電流の比率を２乗した値で補正する。２乗するのは温度（エネルギ）が電流の２乗に比例するからである。モータ回転周波数については、モータ回転周波数の比率を、冷却係数Ｋ乗した値で補正する。 The term α representing the saturation temperature is the saturation temperature at the motor current I and the motor rotational frequency FR that are not limited to the rated state. The term α representing the saturation temperature is a value obtained by correcting the saturation temperature T rate in the rated state for the motor current I and the motor rotation frequency FR. That is, the motor current is corrected by a value obtained by squaring the motor current ratio. The reason for squaring is that temperature (energy) is proportional to the square of the current. As for the motor rotation frequency, the ratio of the motor rotation frequency is corrected by a value obtained by raising the cooling coefficient to the K power.
冷却に関連する項βは、走行風冷による冷却を表す値である。走行風冷によるモータから空気への熱伝達により、モータ温度は指数関数に従って減少する。即ち、定格モータ回転周波数ＦＲｒａｔｅで車両が走行している場合には、モータ温度は定格温度時定数τｒａｔｅで減少する。従って、定格状態ではないモータ回転周波数ＦＲでの温度時定数は、定格温度時定数τｒａｔｅを、モータ回転周波数ＦＲを用いて補正した値とする。モータ回転周波数については、モータ回転周波数の比率を、冷却係数Ｋ乗した値で補正する。 The term β related to cooling is a value representing cooling by running air cooling. Due to heat transfer from the motor to the air by running air cooling, the motor temperature decreases according to an exponential function. That is, when the vehicle is traveling at the rated motor rotation frequency FR rate , the motor temperature decreases with the rated temperature time constant τ rate . Therefore, the temperature time constant at the motor rotation frequency FR that is not in the rated state is a value obtained by correcting the rated temperature time constant τ rate using the motor rotation frequency FR. As for the motor rotation frequency, the ratio of the motor rotation frequency is corrected by a value obtained by raising the cooling coefficient to the K power.
式（１）の右辺は、１サンプル前の車両用モータの推定温度Ｔｎ−１を表す第１項、飽和温度とＴｎ−１との差を表す第２項、冷却に関連する項を含む第３項で構成されている。第３項では、指数関数で表される冷却のファクタが１から減じられている。従って、第３項は、サンプリング周期ごとの加熱のファクタとなっている。以上の考察から、式（１）は、飽和温度と現在温度（Ｔｎ−１）との差の温度が、サンプリング周期ごとに小さくなっていくことを表す温度漸化式と把握することができる。
ここで、式（１）に基づいて温度を求めようとした場合は、例えば、冷却係数Ｋ乗の処理を含む発熱量と冷却量との計算などに多くの計算時間を要することが理解できる。
The right side of Equation (1) is a first term representing the estimated temperature T n-1 of the vehicle motor one sample before, a second term representing the difference between the saturation temperature and T n−1, and a term related to cooling. This includes the third term. In the third term, the cooling factor expressed as an exponential function is subtracted from one. Therefore, the third term is a heating factor for each sampling period. From the above consideration, the equation (1) can be grasped as a temperature recurrence equation indicating that the temperature of the difference between the saturation temperature and the current temperature (T n-1 ) decreases with each sampling period. .
Here, when the temperature is to be obtained based on the equation (1), it can be understood that, for example, a lot of calculation time is required for the calculation of the heat generation amount and the cooling amount including the process of the cooling coefficient K power.
第１の実施の形態では、式（１）で表される温度推定式の簡略化が図られている。簡略化の前提条件となる基本的な考え方は次のとおりである。
１．温度推定式の適用対象を、走行風冷方式の走行モータではなく、ブロワーなどの送風機による強制風冷方式の走行モータとする。
２．飽和温度、冷却に関連した項を冷却係数Ｋを用いない式として求める。
この考え方に従って実験・検討を重ね、新たな温度推定式を得た。
In the first embodiment, simplification of the temperature estimation formula expressed by the formula (1) is achieved. The basic concept that is a prerequisite for simplification is as follows.
1. The application target of the temperature estimation formula is not a traveling air cooling traveling motor but a forced air cooling traveling motor using a blower such as a blower.
2. The terms related to the saturation temperature and cooling are obtained as equations that do not use the cooling coefficient K.
Experiments and studies were repeated according to this concept, and a new temperature estimation formula was obtained.
図３は、第１の実施の形態の温度算出装置が採用する温度推定式を示す図である。この温度推定式では、飽和温度θｍａｘは、モータ電流Ｉｍの２次式として表すことができる。この結果、従来の推定式による計算と比較して飽和温度θｍａｘの計算を大幅に簡略化することができる。 FIG. 3 is a diagram illustrating a temperature estimation formula employed by the temperature calculation apparatus according to the first embodiment. At this temperature estimation equation, the saturation temperature θmax can be represented as a quadratic equation of the motor current I m. As a result, the calculation of the saturation temperature θmax can be greatly simplified as compared with the calculation based on the conventional estimation formula.
また冷却に関連する項は、ブロワーの運転状態に応じた時定数τとして表す。この時定数τは、ブロワーの運転状態毎に測定したモータの冷却曲線から求めた値である。ブロワーの運転状態には複数の状態があり得るが、ブロワーの運転状態が確定すれば時定数τも定数として確定する。またサンプリング周期Δｔも定数である。従って、冷却に関連する項も予め求めた定数として扱うことができる。この結果、冷却に関する計算も大幅に簡略化することができる。 A term related to cooling is expressed as a time constant τ corresponding to the operating state of the blower. This time constant τ is a value obtained from a motor cooling curve measured for each operation state of the blower. There can be a plurality of operating states of the blower, but when the operating state of the blower is determined, the time constant τ is also determined as a constant. The sampling period Δt is also a constant. Therefore, the term related to cooling can also be handled as a constant obtained in advance. As a result, the calculation related to cooling can be greatly simplified.
図４は、第１の実施の形態における車両制御装置１のブロック図である。この車両制御装置１は、列車などの車両に用いられるモータの温度を温度算出手段によって算出し、保護検知を行なう装置である。車両制御装置１は、パラメータ決定手段２、温度算出装置３及び保護検知手段６を備えている。
FIG. 4 is a block diagram of the
パラメータ決定手段２は、図示しない入力手段からの入力値に基づいてパラメータを決定し、決定したパラメータを温度算出装置３に渡す。温度算出装置３は、取得手段３１と算出手段３２とを備えている。取得手段３１は、パラメータ決定手段２によって決定された固定値を表すパラメータと、図示しない入力手段を介して入力した値を可変値を表すパラメータとを取得して算出手段３２に渡す。算出手段３２は、渡されたパラメータを用いて、後述する温度算出式に基づいてモータの温度を算出し、算出した結果を保護検知手段に出力する。保護検知手段は、算出した温度が所定の閾値よりも高いかどうかを判断して検知結果を出力する。これによって不図示の制御装置によってモータの温度上昇を抑えるための制御が実行される。
The
図５は、第１の実施の形態における温度算出装置３を組み込んだ車両制御装置１の動作を示すフローチャートである。以下、図３乃至図５を参照して、車両制御装置１がモータの温度を算出する動作について説明する。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the
図３に示す温度推定式では、（θｍａｘ−Ｔｎ−１）で表される加熱部分Ａと、（１−ｅｘｐ（Δｔ／τ））で表される放熱部分Ｂとが設けられている。加熱部分Ａは、飽和温度θｍａｘを求めるための可変値であるモータ電流Ｉｍと、その算出式に用いられる固定値である飽和温度計算用係数とで計算することができる。放熱部分Ｂは、サンプリング周期Δｔ、ブロワーの運転状態Ｓｔごとの時定数τといった固定値で計算することができる。 In the temperature estimation formula shown in FIG. 3, a heating portion A represented by (θmax−T n−1 ) and a heat radiation portion B represented by (1-exp (Δt / τ)) are provided. The heating portion A can be calculated by a motor current Im that is a variable value for obtaining the saturation temperature θmax and a saturation temperature calculation coefficient that is a fixed value used in the calculation formula. The heat radiation part B can be calculated with a fixed value such as a sampling period Δt and a time constant τ for each operation state St of the blower.
そこで、ステップＳ０１において、パラメータ決定手段２は、飽和温度計算用係数、サンプリング周期Δｔ、ブロワーの運転状態Ｓｔごとの時定数τといった固定値を図示しない入力手段から受け取ると、サンプリング周期Δｔ及びブロワーの運転状態Ｓｔごとの時定数τで演算されるブロワーの運転状態Ｓｔごとの放熱部分Ｂを計算する。そして飽和温度計算用係数、サンプリング周期Δｔ及びブロワーの運転状態Ｓｔごとの放熱部分Ｂをパラメータとして温度算出装置３へ渡す。
Therefore, in step S01, the parameter determination means 2 receives a fixed value such as a saturation temperature calculation coefficient, a sampling period Δt, and a time constant τ for each operation state St of the blower from an input means (not shown), and then the sampling period Δt and the blower The heat radiating part B for each operation state St of the blower calculated with the time constant τ for each operation state St is calculated. And the coefficient for saturation temperature calculation, sampling period (DELTA) t, and the thermal radiation part B for every operation state St of a blower are passed to the
ステップＳ０２において、温度算出装置３の取得手段３１は、サンプリング周期Δｔでモータ電流Ｉｍ及びブロワー運転状態Ｓｔを読み込み、ブロワー運転状態Ｓｔに対応した放熱部分Ｂを得る。そして、それらのパラメータを算出手段３２に渡す。
In step S02, the
ステップＳ０３において、算出手段３２は、渡されたモータ電流Ｉｍ、飽和温度計算用係数、放熱部分Ｂ、及び前回の温度（Ｔｎ）を用い温度推定式に基づいてモータ温度を計算し、計算したモータ温度を保護検知手段６に渡す。 In step S03, the calculation means 32 calculates the motor temperature based on the temperature estimation formula using the passed motor current Im, the saturation temperature calculation coefficient, the heat radiation part B, and the previous temperature (Tn), and calculates the calculated motor The temperature is passed to the protection detection means 6.
ここで、パラメータ決定手段２は、固定値のパラメータを、上述の温度算出処理が実行される前に少なくとも一度だけ温度算出装置３に渡せばよい。一方、取得手段３１は、可変の入力値を所定のサンプリング時間間隔で算出手段３２に渡す。
Here, the
ステップＳ０４において、保護検知手段６は、モータ温度が閾値以上の温度かどうかを調べる。閾値よりも低い温度の場合（ステップＳ０４ Ｎｏ）は、サンプリング周期Δｔ経過後にステップＳ０２の処理を実行する。 In step S04, the protection detection means 6 checks whether the motor temperature is equal to or higher than a threshold value. If the temperature is lower than the threshold value (No in step S04), the process of step S02 is executed after the sampling period Δt has elapsed.
モータ温度が閾値以上の温度である場合（ステップＳ０４ Ｙｅｓ）は、ステップＳ０５において、保護検知手段６は、検知信号を出力し、サンプリング周期Δｔ経過後にステップＳ０２の処理を実行する。保護検知手段６が出力する検知信号によって不図示の保護制御装置がモータの温度の温度上昇を抑制する処理を実行する。
If the motor temperature is equal to or higher than the threshold value (Yes in step S04), in step S05, the
以上のように、第１の実施の形態によれば、モータ電流Ｉｍを用いた線形演算（２次式の演算）、ブロワーの運転状態に基づく放熱部分Ｂとの演算（乗算）、及び前回推定温度（Ｔｎ−１）との加算演算によって温度を算出することができるので計算処理を大幅に軽減することができる。 As described above, according to the first embodiment, linear calculation (secondary expression calculation) using the motor current Im, calculation (multiplication) with the heat radiation part B based on the operating state of the blower, and previous estimation Since the temperature can be calculated by the addition operation with the temperature (T n-1 ), the calculation process can be greatly reduced.
また、温度推定式によって温度が算出されるので、リアルタイムで温度上昇の保護検知を実施することができる。これによって、サーミスタ等のセンサを備えていない場合でも、温度上昇によって機器や素子が破壊される事態を未然に防止することが可能となる。 In addition, since the temperature is calculated by the temperature estimation formula, it is possible to detect the temperature rise protection in real time. As a result, even when a sensor such as a thermistor is not provided, it is possible to prevent a situation in which a device or element is destroyed due to a temperature rise.
（第２の実施の形態）
ところで、故障等が原因で、車両制御装置１の制御電源が一時的に切れる場合がある。このように電源が切れると、温度Ｔｎの値はゼロとなる。そのため、電源の再投入時には温度Ｔｎの値がゼロの状態から計算されることになり、温度算出装置３が算出する温度が実際の温度と大きく異なってしまう。その結果、温度上昇の保護検知も意味をなさなくなる恐れがある。
(Second Embodiment)
By the way, the control power supply of the
そこで、第２の実施の形態では、電源が切れても、電源を再投入した時に精度よく温度を算出するための手法を採用する。以下、第２の実施の形態を第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。 Therefore, in the second embodiment, even when the power is turned off, a method for accurately calculating the temperature when the power is turned on again is adopted. In the following, the second embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.
図６は、第２の実施の形態における車両制御装置１のブロック図である。
第２の実施の形態における車両制御装置１は、パラメータ決定手段２、温度算出装置３、及び保護検知手段６に加え、新たに時刻管理手段４と記憶手段５とを備えている。時刻管理手段４は、現在の時刻を管理する時計などである。記憶手段５は、電源を供給しなくても記憶内容を保持することが可能な不揮発性メモリなどである。
FIG. 6 is a block diagram of the
The
また、第２の実施の形態における温度算出装置３は、取得手段３１と算出手段３２とに加え、新たに書き込み手段３３と読み出し手段３４とを備えている。書き込み手段３３は、算出手段３２によって算出された温度、及び時刻管理手段４によって管理されている現在の時刻などの情報を記憶手段５に書き込む。読み出し手段３４は、記憶手段５から温度及び時刻などの情報を読み出して算出手段３２に渡す。算出手段３２は、読み出し手段３４によって読み出された温度及び時刻などの情報を用いて、電源の再投入時における温度を算出し、算出した結果を出力する。
The
図７は、第２の実施の形態における車両制御装置１の動作を示すフローチャートである。以下、図７を用いて、車両制御装置１がモータの温度を算出する動作を前記第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the
ステップＳ１１において、算出手段３２は、電源投入後の１回目の処理であるかどうかを判断する。「１回目の処理であるかどうか」とは、モータの温度を算出する処理を実行するのが初めてであるかどうか、という意味である。 In step S11, the calculation means 32 determines whether or not this is the first process after power-on. “Whether it is the first process” means whether or not it is the first time to execute the process of calculating the temperature of the motor.
電源投入後の１回目の処理である場合（ステップＳ１１ ＹＥＳ）、ステップＳ１２において、算出手段３２は、電源が切れた時刻（以下、「電源切り時刻」という。）とその電源切り時刻における温度とを読み出し手段３４を介して記憶手段５から読み出す。ステップＳ１３において、読み出した電源切り時刻と、時刻管理手段４によって管理されている現在の時刻との差分Δｔを算出する。ステップＳ１４において、算出した差分Δｔと、記憶手段５から読み出した電源切り時刻における温度とに基づいてモータの温度Ｔｎを算出する。この算出方法については後に詳しく説明する。 In the case of the first process after the power is turned on (YES in step S11), in step S12, the calculation means 32 determines the time at which the power is turned off (hereinafter referred to as “power-off time”) and the temperature at the power-off time. Is read from the storage means 5 via the reading means 34. In step S13, a difference Δt between the read power-off time and the current time managed by the time management means 4 is calculated. In step S14, the motor temperature Tn is calculated based on the calculated difference Δt and the temperature at the power-off time read from the storage means 5. This calculation method will be described in detail later.
一方、電源投入後の１回目の処理でない場合、すなわち、電源投入後の２回目以降の処理である場合（ステップＳ１１ ＮＯ）、ステップＳ１５において、算出手段３２は、第１の実施の形態で説明した通り、パラメータを用いてモータの温度Ｔｎを算出する。ステップＳ１６において、算出した温度Ｔｎを電源切り時刻における温度として書き込み手段３３を介して記憶手段５に書き込む。ステップＳ１７において、時刻管理手段４によって管理されている現在の時刻を電源切り時刻として書き込み手段３３を介して記憶手段５に書き込む。
On the other hand, if the process is not the first process after the power is turned on, that is, if the process is the second or subsequent process after the power is turned on (NO in step S11), in step S15, the calculation means 32 is described in the first embodiment. As described above, the motor temperature Tn is calculated using the parameters. In step S16, the temperature T n of calculated via the writing means 33 as the temperature in the power off time is written in the storage unit 5. In step S17, the current time managed by the
図８は、第２の実施の形態の効果を説明するための図である。
第１の実施の形態によれば、図８（ａ）に示すように、時刻ｔ１において電源が切れると、温度Ｔｎの値はゼロとなる。そのため、電源の再投入時ｔ２には温度Ｔｎの値がゼロの状態から計算されることになり、温度算出装置３の内部で算出した温度が実際の温度と大きく異なってしまう。
FIG. 8 is a diagram for explaining the effect of the second embodiment.
According to the first embodiment, as shown in FIG. 8 (a), when the power is turned off at time t 1, the value of the temperature T n is zero. Therefore, the re-on t 2 of the power supply will be the value of the temperature T n is calculated from the zero state, the temperature calculated in the interior of the
それに対して、第２の実施の形態によれば、図８（ｂ）に示すように、時刻ｔ１において電源が切れると、電源切れ時刻ｔ１と電源切れ時刻ｔ１における温度ＴＬとが記憶手段５に書き込まれる。その後、時刻ｔ２において電源が再投入されると、電源切り時刻ｔ１と電源切れ時刻ｔ１における温度ＴＬとが記憶手段５から読み出される。そして、電源切り時刻ｔ１と現在の時刻ｔ２との差分Δｔが算出された後、図９に示す式（３）を用いてこの差分Δｔだけ放熱した後の温度Ｔｓが算出される。この式（３）に使用する時定数τは、例えば、ブロワーが停止した場合の時定数として予め設定される。これによって、電源が再投入された現在の時刻ｔ２における温度ＴＳを算出することが可能である。 In contrast, according to the second embodiment, as shown in FIG. 8 (b), when power is turned off at time t 1, and the temperature T L at power loss time t 1 and power loss time t 1 It is written in the storage means 5. Then, the power at time t 2 is once again turned, and the temperature T L at power off time t 1 and power loss time t 1 is read from the storage means 5. Then, after calculating the difference Δt between the power-off time t 1 and the current time t 2 , the temperature Ts after heat radiation by this difference Δt is calculated using the equation (3) shown in FIG. The time constant τ used in the equation (3) is set in advance as a time constant when the blower stops, for example. Thus, it is possible to calculate the temperature T S at the current time t 2 when power is restored.
第２の実施の形態によれば、電源が切れても、電源を再投入した時に精度よく温度が算出されるので、温度上昇によって機器や素子が破壊される事態を未然に防止することが可能となる。また、故障が原因で電源が切れても、記憶しておいた電源切れ時刻における温度を故障原因の解析に役立てることができるので、機器や素子の品質向上だけでなく装置全体の信頼性を向上させることも可能となる。 According to the second embodiment, even when the power is turned off, the temperature is accurately calculated when the power is turned on again. Therefore, it is possible to prevent a situation in which equipment and elements are destroyed due to a temperature rise. It becomes. Even if the power is cut off due to a failure, the stored temperature at the power-off time can be used to analyze the cause of the failure, improving not only the quality of equipment and elements but also the reliability of the entire device. It is also possible to make it.
なお、各実施の形態では、パラメータ決定手段２がパラメータを温度算出装置３に渡すこととしているが、固定値のパラメータを温度算出装置３の内部に予め保持しておけば、固定値をパラメータとして温度算出装置３に渡す必要がなくなる。
In each embodiment, the
また、各実施の形態では、モータの温度を算出することとしているが、温度の算出対象はこれに限定されるものではない。すなわち、他の部材の温度でも、その部材の温度変化に影響を与えるパラメータを用いて同様の方法で算出することができる。
例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）損失、ＢＣ等価損失、サンプリング時間、冷却器熱抵抗などをパラメータとすれば、車両に用いられるＩＧＢＴ素子の温度を算出することが可能である。この場合も、固定の入力値については、その固定値部分の計算結果を予めパラメータとして温度算出装置３に渡しておけばよい。一方、ＩＧＢＴ損失、ＢＣ等価損失といった可変の入力値は、例えば所定の時間間隔でパラメータとして温度算出装置３に渡せばよい。このようにすれば、温度算出装置３によって、車両に用いられるＩＧＢＴ素子の温度を算出することが可能である。
In each embodiment, the temperature of the motor is calculated. However, the temperature calculation target is not limited to this. That is, the temperature of other members can be calculated by the same method using parameters that affect the temperature change of the members.
For example, if the IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) loss, BC equivalent loss, sampling time, cooler thermal resistance, and the like are used as parameters, the temperature of the IGBT element used in the vehicle can be calculated. In this case as well, for a fixed input value, the calculation result of the fixed value portion may be passed to the
また、各実施の形態では、入力手段（図示せず）やパラメータ決定手段２は温度算出装置３に含まれないこととしているが、温度算出装置３として実現する機能は特に限定されるものではない。例えば、パラメータ決定手段２の全部または一部の機能を温度算出装置３が備えるようにすることも可能である。
In each embodiment, the input means (not shown) and the parameter determination means 2 are not included in the
なお、上述の各実施の形態で説明した機能は、ハードウェアを用いて構成するに留まらず、ソフトウェアを用いて各機能を記載したプログラムをコンピュータに読み込ませて実現することもできる。また、各機能は、適宜ソフトウェア、ハードウェアのいずれかを選択して構成するものであっても良い。 Note that the functions described in the above-described embodiments are not limited to being configured using hardware, and can be realized by causing a computer to read a program describing each function using software. Each function may be configured by appropriately selecting either software or hardware.
従って、フローチャートとして記載され、説明された処理は、その処理を実現するハードウェアで構成することができる。 Therefore, the processing described and described as a flowchart can be configured by hardware that implements the processing.
尚、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
１…車両制御装置、２…パラメータ決定手段、３…温度算出装置、４…時刻管理手段、５…記憶手段、６…保護検知手段、３１…取得手段、３２…算出手段、３３…書き込み手段、３４…読み出し手段。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
コンピュータに、
サンプリング周期（Δｔ）でモータ電流（Ｉｍ）と送風機の運転状態（Ｓｔ）とを取得するステップと、
前記取得したモータ電流（Ｉｍ）を用いて前記車両走行モータの飽和温度（θｍａｘ）を算出するステップと、
前記取得した運転状態（Ｓｔ）を用いて前記車両走行モータの冷却時定数（τ）を算出するステップと、
前回算出したモータ温度（Ｔｎ−１）、前記算出した飽和温度（θｍａｘ）、および前記算出した冷却時定数（τ）と、を用い、下記式により現在のモータ温度（Ｔｎ）を算出するステップと、
を実行させるためのプログラム。
Ｔｎ＝Ｔｎ−１＋（θｍａｘ−Ｔｎ−１）×（１−ｅｘｐ（−Δｔ／τ）） A program for calculating the temperature of a vehicle driving motor of a forced air cooling method by a blower,
On the computer,
Acquiring the operation state of the motor current (Im) and a blower (St) by sampling cycle (Delta] t),
Calculating a saturation temperature (θmax) of the vehicle travel motor using the acquired motor current (Im);
Calculating a cooling time constant (τ) of the vehicle travel motor using the acquired driving state (St);
Motor temperature previously calculated (Tn-1), the calculated saturation temperature (.theta.max), and the the calculated cooling time constant (tau), using a step of calculating a current motor temperature (Tn) by the following formula ,
A program for running
Tn = Tn−1 + (θmax−Tn−1) × (1−exp (−Δt / τ))
前記コンピュータの電源が再投入された際、前記記憶手段に記憶された最後の時刻から現在時刻までの経過時間（ΔＴ）、前記記憶手段に記憶された最後のモータ温度（ＴＬ）、及び所定の冷却時定数（τ０）を用いて、下記式により現在のモータ温度（Ｔ０）を算出するステップ、
を更に実行させるための請求項１に記載のプログラム。
Ｔ０＝ＴＬ×ｅｘｐ（−ΔＴ／τ０） Storing the current motor temperature and the time at which the temperature was calculated in a storage means;
When the computer is turned on again, the elapsed time (ΔT) from the last time stored in the storage means to the current time, the last motor temperature (TL) stored in the storage means, and a predetermined value Using the cooling time constant (τ0) to calculate the current motor temperature (T0) by the following equation:
The program according to claim 1, for further executing.
T0 = TL × exp (−ΔT / τ0)
前記取得したモータ電流（Ｉｍ）を用いて前記車両走行モータの飽和温度（θｍａｘ）を算出する第１の算出手段と、
前記取得した運転状態（Ｓｔ）を用いて前記車両走行モータの冷却時定数（τ）を算出する第２の算出手段と、
前回算出したモータ温度（Ｔｎ−１）、前記算出した飽和温度（θｍａｘ）、および前記算出した冷却時定数（τ）と、を用い、下記式により現在のモータ温度（Ｔｎ）を算出する第３の算出手段と
を備えたことを特徴とする温度算出装置。
Ｔｎ＝Ｔｎ−１＋（θｍａｘ−Ｔｎ−１）×（１−ｅｘｐ（−Δｔ／τ）） A temperature calculation device for calculating a temperature of a vehicle driving motor of a forced air cooling system by a blower, and obtaining means for obtaining a motor current (Im) and an operating state (St) of the blower at a sampling period (Δt);
First calculation means for calculating a saturation temperature (θmax) of the vehicle travel motor using the acquired motor current (Im);
Second calculating means for calculating a cooling time constant (τ) of the vehicle travel motor using the acquired driving state (St);
Using the previously calculated motor temperature (Tn−1), the calculated saturation temperature (θmax), and the calculated cooling time constant (τ), the current motor temperature (Tn) is calculated by the following equation . temperature calculation apparatus characterized by comprising a calculating means.
Tn = Tn−1 + (θmax−Tn−1) × (1−exp (−Δt / τ))
サンプリング周期（Δｔ）でモータ電流（Ｉｍ）と送風機の運転状態（Ｓｔ）とを取得するステップと、
前記取得したモータ電流（Ｉｍ）を用いて前記車両走行モータの飽和温度（θｍａｘ）を算出するステップと、
前記取得した運転状態（Ｓｔ）を用いて前記車両走行モータの冷却時定数（τ）を算出するステップと、
前回算出したモータ温度（Ｔｎ−１）、前記算出した飽和温度（θｍａｘ）、および前記算出した冷却時定数（τ）と、を用い、下記式により現在のモータ温度（Ｔｎ）を算出するステップと、
を備えたことを特徴とする温度算出方法。
Ｔｎ＝Ｔｎ−１＋（θｍａｘ−Ｔｎ−１）×（１−ｅｘｐ（−Δｔ／τ）） A temperature calculation method for calculating a temperature of a vehicle driving motor of a forced air cooling method by a blower,
Acquiring the operation state of the motor current (Im) and a blower (St) by sampling cycle (Delta] t),
Calculating a saturation temperature (θmax) of the vehicle travel motor using the acquired motor current (Im);
Calculating a cooling time constant (τ) of the vehicle travel motor using the acquired driving state (St);
Motor temperature previously calculated (Tn-1), the calculated saturation temperature (.theta.max), and the the calculated cooling time constant (tau), using a step of calculating a current motor temperature (Tn) by the following formula ,
A temperature calculation method comprising:
Tn = Tn−1 + (θmax−Tn−1) × (1−exp (−Δt / τ))
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