JP7309274B2 - Magnet temperature estimation method - Google Patents

Magnet temperature estimation method Download PDF

Info

Publication number
JP7309274B2
JP7309274B2 JP2019141829A JP2019141829A JP7309274B2 JP 7309274 B2 JP7309274 B2 JP 7309274B2 JP 2019141829 A JP2019141829 A JP 2019141829A JP 2019141829 A JP2019141829 A JP 2019141829A JP 7309274 B2 JP7309274 B2 JP 7309274B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
permanent magnet
motor
temperature
back electromotive
synchronous motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019141829A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021027626A (en
Inventor
光男 植田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daihatsu Motor Co Ltd filed Critical Daihatsu Motor Co Ltd
Priority to JP2019141829A priority Critical patent/JP7309274B2/en
Publication of JP2021027626A publication Critical patent/JP2021027626A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7309274B2 publication Critical patent/JP7309274B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

本発明は、永久磁石同期電動機の永久磁石の温度を推定する磁石温度推定方法に関する。 The present invention relates to a magnet temperature estimation method for estimating the temperature of permanent magnets of a permanent magnet synchronous motor.

ハイブリッド車（ＨＶ：Hybrid Vehicle）や電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）には、走行用の駆動源としてのモータと、モータに対する電力の入出力を制御するＰＣＵ（Power Control Unit：パワーコントロールユニット）とが搭載されている。 Hybrid vehicles (HVs) and electric vehicles (EVs) have a motor as a drive source for running, and a PCU (Power Control Unit) that controls the input and output of electric power to the motor. is installed.

モータには、永久磁石同期電動機（ＰＭＳＭ：Permanent Magnet Synchronous Motor）が広く採用されている。永久磁石同期電動機は、回転子に強磁性体である永久磁石を用いた同期電動機である。永久磁石の磁束は、温度上昇に伴って減少し、冷めると元に戻る特性を有している。しかしながら、高温下で一定以上の電流が永久磁石同期電動機に通電されると、永久磁石に不可逆変化が生じ、永久磁石の磁束が減少したままとなる。この減磁が生じると、モータ（永久磁石同期電動機）の通常使用時でのトルクが低下する。 Permanent magnet synchronous motors (PMSM) are widely used as motors. A permanent magnet synchronous motor is a synchronous motor that uses a permanent magnet, which is a ferromagnetic material, for a rotor. The magnetic flux of a permanent magnet has the characteristic of decreasing with temperature rise and returning to its original state when cooled. However, when a constant current or more is passed through the permanent magnet synchronous motor at high temperatures, the permanent magnets undergo irreversible changes, and the magnetic flux of the permanent magnets remains reduced. When this demagnetization occurs, the torque during normal use of the motor (permanent magnet synchronous motor) decreases.

そこで、永久磁石の減磁を回避するため、永久磁石の温度を推定し、永久磁石の温度が予め設定された温度よりも高い場合に、モータに流す電流を低減させる技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この技術では、モータに発生する逆起電圧と、モータの回転数（回転速度）とが検出され、その逆起電圧および回転数に基づいて、モータの永久磁石の温度が推定される。 Therefore, in order to avoid demagnetization of the permanent magnets, a technique has been proposed in which the temperature of the permanent magnets is estimated, and when the temperature of the permanent magnets is higher than a preset temperature, the current flowing through the motor is reduced ( For example, see Patent Document 1). In this technology, the back electromotive force generated in the motor and the number of revolutions (rotational speed) of the motor are detected, and the temperature of the permanent magnet of the motor is estimated based on the back electromotive force and the number of revolutions.

特開２０１７－１０８５６８号公報JP 2017-108568 A

ところが、永久磁石の温度と磁束との関係には、モータの個体間でばらつきがあるため、従来の技術では、永久磁石の温度を精度よく推定できない。 However, since the relationship between the temperature and the magnetic flux of the permanent magnet varies among individual motors, the conventional technology cannot accurately estimate the temperature of the permanent magnet.

本発明の目的は、永久磁石同期電動機の永久磁石の温度を精度よく推定できる、磁石温度推定方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a magnet temperature estimation method capable of accurately estimating the temperature of a permanent magnet of a permanent magnet synchronous motor.

前記の目的を達成するため、本発明に係る磁石温度推定方法は、車両に走行用の駆動源として搭載された永久磁石同期電動機の永久磁石の温度を推定する方法であって、永久磁石同期電動機が力行運転および回生運転されない空走時に、永久磁石同期電動機に供給される電流の指令値を零に設定し、永久磁石同期電動機に流れる電流値が零となっているときに、永久磁石同期電動機に生じる逆起電圧を検出し、その検出した逆起電圧に相関する値であって、永久磁石同期電動機の回転数に影響されない相関値を求め、その相関値と永久磁石同期電動機の冷機時に予め求めた相関値との差分から永久磁石の温度を推定する方法である。 To achieve the above object, a magnet temperature estimating method according to the present invention is a method for estimating the temperature of a permanent magnet of a permanent magnet synchronous motor mounted as a drive source for running a vehicle, the permanent magnet synchronous motor sets the command value of the current supplied to the permanent magnet synchronous motor to zero when the motor is running without power running or regenerative operation, and when the current value flowing through the permanent magnet synchronous motor is zero, the permanent magnet synchronous motor Detecting the back electromotive force generated in , obtaining a correlation value that is a value that correlates with the detected back electromotive force and is not affected by the rotation speed of the permanent magnet synchronous motor, and calculating the correlation value and the permanent magnet synchronous motor in cold This is a method of estimating the temperature of the permanent magnet from the difference from the calculated correlation value.

この方法によれば、車両の空走時に、永久磁石同期電動機に供給される電流の指令値が零に設定されて、その状態で永久磁石同期電動機に生じる逆起電圧が検出される。そして、逆起電圧に相関する値であって、永久磁石同期電動機の回転数に影響されない相関値が求められ、その相関値と永久磁石同期電動機の冷機時に予め求められた相関値との差分から永久磁石の温度が推定される。 According to this method, when the vehicle is idling, the command value of the current supplied to the permanent magnet synchronous motor is set to zero, and the back electromotive force generated in the permanent magnet synchronous motor is detected in this state. Then, a correlation value that is correlated with the back electromotive force and is not affected by the number of revolutions of the permanent magnet synchronous motor is obtained. The temperature of the permanent magnet is estimated.

逆起電圧は、永久磁石同期電動機が有する逆起電圧定数と相関があり、逆起電圧定数は、永久磁石の磁束と相関がある。逆起電圧定数および磁束は、永久磁石同期電動機の回転数に影響されない値であり、永久磁石の温度に応じて変動する値である。したがって、永久磁石同期電動機の現時の逆起電圧定数と冷機時の逆起電圧定数との差分から現時の永久磁石の温度と冷機時の永久磁石の温度との温度差を求めることができる。したがって、冷機時の永久磁石の温度が判っていれば、その冷機時の永久磁石の温度と求めた温度差とから現時における永久磁石の温度を求めることができる。磁束についても同様である。 The back electromotive voltage has a correlation with the back electromotive voltage constant of the permanent magnet synchronous motor, and the back electromotive voltage constant has a correlation with the magnetic flux of the permanent magnets. The back electromotive voltage constant and magnetic flux are values that are not affected by the rotation speed of the permanent magnet synchronous motor, and are values that vary according to the temperature of the permanent magnets. Therefore, the temperature difference between the current permanent magnet temperature and the cold permanent magnet temperature can be obtained from the difference between the current back electromotive voltage constant and the cold back electromotive voltage constant of the permanent magnet synchronous motor. Therefore, if the temperature of the permanent magnet when cold is known, the current temperature of the permanent magnet can be obtained from the temperature of the permanent magnet when cold and the obtained temperature difference. The same is true for magnetic flux.

このように、永久磁石同期電動機の個体ごとに求めた冷機時の永久磁石の温度を基準として、各個体で発生する逆起電圧に相関する相関値（逆起電圧定数または磁束）から現時における永久磁石の温度が推定されるので、現時における永久磁石の温度を従来よりも精度よく推定することができる。その結果、永久磁石の温度が高い場合に永久磁石同期電動機のトルク（電流）に制限を加える構成では、不要なトルク制限を抑制することができ、トルク制限によるドライバビリティの低下を抑制することができる。 In this way, based on the temperature of the permanent magnets during cold operation obtained for each individual permanent magnet synchronous motor, the current permanent Since the temperature of the magnet is estimated, the current temperature of the permanent magnet can be estimated more accurately than in the conventional art. As a result, in a configuration in which the torque (current) of the permanent magnet synchronous motor is restricted when the temperature of the permanent magnet is high, unnecessary torque restriction can be suppressed, and a decrease in drivability due to torque restriction can be suppressed. can.

本発明によれば、永久磁石同期電動機の永久磁石の温度を従来よりも精度よく推定することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the temperature of the permanent magnet of a permanent magnet synchronous motor can be estimated more accurately than before.

本発明の一実施形態に係る車両の要部の構成を示す図である。1 is a diagram showing the configuration of a main part of a vehicle according to one embodiment of the present invention; FIG. 冷機時逆起定数算出処理の流れを示すフローチャートである。7 is a flow chart showing the flow of a process for calculating a back electromotive force when cold. 磁石温度推定処理の流れを示すフローチャートである。4 is a flowchart showing the flow of magnet temperature estimation processing;

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Below, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

＜車両の要部構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る車両１の要部の構成を示す図である。 <Main parts of the vehicle>
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the essential parts of a vehicle 1 according to one embodiment of the present invention.

車両１は、モータ２を走行用の駆動源として搭載したハイブリッド車（ＨＶ：Hybrid Vehicle）である。車両１には、たとえば、シリーズ方式のハイブリッドシステムを採用している。シリーズ方式のハイブリッドシステムでは、エンジンの動力が発電用のモータで電力に変換され、その電力でモータ２が駆動されて、モータ２の動力が駆動輪に伝達される。 A vehicle 1 is a hybrid vehicle (HV) equipped with a motor 2 as a drive source for running. The vehicle 1 employs, for example, a series hybrid system. In the series type hybrid system, the power of the engine is converted into electric power by the motor for power generation, the electric power drives the motor 2, and the power of the motor 2 is transmitted to the driving wheels.

モータ２は、回転子に強磁性体である永久磁石を用いた永久磁石同期電動機（ＰＭＳＭ：Permanent Magnet Synchronous Motor）である。モータ２は、電動機として機能し、また、発電機としても機能する。 The motor 2 is a Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) using a permanent magnet, which is a ferromagnetic material, for the rotor. The motor 2 functions as an electric motor and also as a generator.

また、車両１には、駆動用バッテリ３と、ＰＣＵ（Power Control Unit：パワーコントロールユニット）４とが搭載されている。 Further, the vehicle 1 is equipped with a drive battery 3 and a PCU (Power Control Unit) 4 .

駆動用バッテリ３は、複数の二次電池を組み合わせた組電池であり、たとえば、リチウムイオン電池からなる。駆動用バッテリ３は、たとえば、約２００～３５０Ｖの直流電力を出力する。 The driving battery 3 is an assembled battery obtained by combining a plurality of secondary batteries, and is composed of, for example, a lithium ion battery. Driving battery 3 outputs DC power of about 200 to 350 V, for example.

ＰＣＵ４は、モータ２と駆動用バッテリ３とに接続されている。ＰＣＵ４は、インバータ５およびマイコン（マイクロコントローラユニット）６を内蔵している。インバータ５は、２個の半導体スイッチング素子の直列回路をモータ２のＵ相、Ｖ相およびＷ相の各相に対応して設け、それらの直列回路を互いに並列に接続して構成されている。 PCU 4 is connected to motor 2 and drive battery 3 . The PCU 4 incorporates an inverter 5 and a microcomputer (microcontroller unit) 6 . Inverter 5 is configured by connecting two series circuits of semiconductor switching elements in parallel to each other, corresponding to each of the U-phase, V-phase and W-phase of motor 2 .

モータ２が電動機として機能する力行運転時には、駆動用バッテリ３から出力される直流電力がインバータ５で交流電力に変換され、交流電力がインバータ５からモータ２に供給される。一方、モータ２が発電機として機能する回生運転時には、モータ２で駆動輪からの動力が交流電力に変換される。このとき、モータ２が駆動系の抵抗となり、その抵抗による回生制動力が駆動輪に作用する。モータ２で発生した交流電力は、インバータ５で直流電力に変換されて、駆動用バッテリ３に充電される。 During a power running operation in which the motor 2 functions as an electric motor, the DC power output from the drive battery 3 is converted into AC power by the inverter 5 and the AC power is supplied from the inverter 5 to the motor 2 . On the other hand, during regenerative operation in which the motor 2 functions as a generator, the motor 2 converts the power from the drive wheels into AC power. At this time, the motor 2 acts as a resistance of the drive system, and the regenerative braking force due to the resistance acts on the drive wheels. AC power generated by the motor 2 is converted into DC power by the inverter 5 and charged to the driving battery 3 .

マイコン６は、モータ２の回転数を検出する。具体的には、モータ２には、モータ２の回転に同期したパルス信号を出力する回転センサ（図示せず）が設けられており、マイコン６は、回転センサから出力されるパルス信号の周期からモータ２の回転数を求める。また、マイコン６は、モータ２とインバータ５との間に現れる電圧を検出する。 A microcomputer 6 detects the number of revolutions of the motor 2 . Specifically, the motor 2 is provided with a rotation sensor (not shown) that outputs a pulse signal synchronized with the rotation of the motor 2, and the microcomputer 6 detects the cycle of the pulse signal output from the rotation sensor. The number of revolutions of the motor 2 is obtained. Also, the microcomputer 6 detects the voltage appearing between the motor 2 and the inverter 5 .

また、車両１には、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）７が搭載されている。ＥＣＵ７には、ＣＰＵ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリおよびＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリが内蔵されている。図１には、１つのＥＣＵ７のみが示されているが、車両１には、各部を制御するため、ＥＣＵ７と同様の構成を有する複数のＥＣＵが搭載されている。ＥＣＵ７を含む複数のＥＣＵは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。また、ＥＣＵ７は、ＰＣＵ４のマイコン６と通信可能に接続されている。 The vehicle 1 is also equipped with an ECU (Electronic Control Unit) 7 . The ECU 7 incorporates a CPU, a non-volatile memory such as a flash memory, and a volatile memory such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory). Although only one ECU 7 is shown in FIG. 1, the vehicle 1 is equipped with a plurality of ECUs having the same configuration as the ECU 7 in order to control each part. A plurality of ECUs including the ECU 7 are connected so as to be capable of two-way communication by CAN (Controller Area Network) communication protocol. Moreover, ECU7 is connected with the microcomputer 6 of PCU4 so that communication is possible.

ＥＣＵ７は、他のＥＣＵやＰＣＵ４のマイコン６から受信した情報などに基づいて、マイコン６を介してＰＣＵ４のインバータ５の動作を制御する。 The ECU 7 controls the operation of the inverter 5 of the PCU 4 via the microcomputer 6 based on information received from other ECUs and the microcomputer 6 of the PCU 4 .

＜冷機時逆起定数算出処理＞
図２は、冷機時逆起定数算出処理の流れを示すフローチャートである。 <Processing for calculating back electromotive force when cold>
FIG. 2 is a flow chart showing the flow of the process for calculating the back electromotive force constant when the machine is cold.

ＥＣＵ７は、モータ２の冷機時の逆起電圧定数（逆起定数）を算出するため、車両１の走行中に、図２に示される冷機時逆起定数算出処理を実行する。 In order to calculate the back electromotive voltage constant (back electromotive force constant) of the motor 2 when the motor 2 is cold, the ECU 7 executes the cold back electromotive force constant calculation process shown in FIG. 2 while the vehicle 1 is running.

冷機時逆起定数算出処理では、まず、モータ２が力行運転および回生運転されない状態で車両１が走行している空走中であるか否かが判定される（ステップＳ１１）。車両１が空走中でない場合（ステップＳ１１のＮＯ）、冷機時逆起定数算出処理は次に進まない。 In the cold start-up constant calculation process, first, it is determined whether or not the vehicle 1 is idling, that is, the motor 2 is neither powering nor regenerating (step S11). If the vehicle 1 is not idling (NO in step S11), the cold back electromotive force constant calculation process does not proceed to the next step.

車両１が空走中である場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、次に、車両１が前回の走行を終了してから現時までに所定の第１時間が経過しているか否かが判定される。第１時間は、たとえば、車両１が前回の走行を終了してからモータ２の温度が常温または常温に近い温度である第１温度に低下するのに十分な時間に設定されている。 If the vehicle 1 is running idle (YES in step S11), it is next determined whether or not a predetermined first time period has elapsed since the vehicle 1 finished running the previous time. The first time is set, for example, to a time sufficient for the temperature of the motor 2 to drop to the first temperature, which is normal temperature or a temperature close to normal temperature, after the vehicle 1 finishes the previous run.

車両１が前回の走行を終了してから現時までに第１時間が経過している場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、車両１が今回の走行を開始してから現時までに経過した時間が所定の第２時間以内であるか否かを判定する。第２時間は、たとえば、車両１の走行に伴ってモータ２が第１温度からモータ２の永久磁石の磁束が低減し始める第２温度に上昇するのに要する時間を基準に設定されている。 If the first time has passed since the vehicle 1 finished running the previous time until the current time (YES in step S12), the time that has elapsed since the vehicle 1 started running this time until the current time is a predetermined time. It is determined whether it is within the second time. The second time is set, for example, based on the time required for the motor 2 to rise from the first temperature to the second temperature at which the magnetic flux of the permanent magnet of the motor 2 begins to decrease as the vehicle 1 runs.

車両１が前回の走行を終了してから現時までに第１時間が経過していないか（ステップＳ１２のＮＯ）、または、車両１が今回の走行を開始してから現時までの経過時間が第２時間を超えている場合（ステップＳ１３のＮＯ）、冷機時逆起定数算出処理は終了される。 Whether the first time has elapsed since the vehicle 1 finished running the previous time until the current time (NO in step S12), or the elapsed time from the start of the current running of the vehicle 1 to the current time is the first time. If the time has exceeded two hours (NO in step S13), the cold back electromotive force calculation process ends.

車両１が今回の走行を開始してから現時までの経過時間が第２時間以内である場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、ＰＣＵ４のインバータ５からモータ２に供給される電流の指令値が零（０）に設定される（ステップＳ１４）。そして、その零指令値がＥＣＵ７からＰＣＵ４のマイコン６に伝達されて、マイコン６によりインバータ５の動作が制御されることにより、インバータ５からモータ２に供給される電流が零になる。 If the elapsed time from the start of the current run of the vehicle 1 to the current time is within the second time (YES in step S13), the command value of the current supplied from the inverter 5 of the PCU 4 to the motor 2 is zero (0 ) (step S14). Then, the zero command value is transmitted from the ECU 7 to the microcomputer 6 of the PCU 4, and the microcomputer 6 controls the operation of the inverter 5, whereby the current supplied from the inverter 5 to the motor 2 becomes zero.

零指令値の設定は、一定の期間にわたって継続される。この期間に、マイコン６により、モータ２とインバータ５との間に現れる電圧が検出される。インバータ５からモータ２に電流が供給されていないので、このときモータ２とインバータ５との間に現れる電圧は、モータ２の回転子の回転により発生する逆起電圧である。すなわち、零指令値が設定されている期間に、マイコン６によって、モータ２に発生する逆起電圧が検出される（ステップＳ１５）。 The setting of the zero command value continues over a certain period of time. During this period, the voltage appearing between the motor 2 and the inverter 5 is detected by the microcomputer 6 . Since no current is supplied from the inverter 5 to the motor 2 , the voltage appearing between the motor 2 and the inverter 5 at this time is the back electromotive voltage generated by the rotation of the rotor of the motor 2 . That is, during the period in which the zero command value is set, the microcomputer 6 detects the back electromotive force generated in the motor 2 (step S15).

電圧の検出方法は、インバータ５のスイッチングを停止させて直接検出する方法でも、インバータ５のスイッチングを停止させずに、インバータ５への入力電圧とインバータ５からモータ２への出力電圧パルス幅から間接的に算出する方法でもよい。 The voltage can be detected directly by stopping the switching of the inverter 5, or indirectly from the input voltage to the inverter 5 and the pulse width of the output voltage from the inverter 5 to the motor 2 without stopping the switching of the inverter 5. It is also possible to use a method of calculating

また、マイコン６によって、モータ２の回転数が検出される。マイコン６により検出されるモータ２の逆起電圧および回転数は、マイコン６からＥＣＵ７に送信される。ＥＣＵ７にモータ２の逆起電圧および回転数が入力されると、その逆起電圧を回転数で除算することにより、モータ２の逆起電圧定数が算出されて（ステップＳ１６）、冷機時逆起定数算出処理が終了される。 Further, the number of rotations of the motor 2 is detected by the microcomputer 6 . The counter-electromotive force and rotation speed of the motor 2 detected by the microcomputer 6 are transmitted from the microcomputer 6 to the ECU 7 . When the back electromotive force and the rotation speed of the motor 2 are input to the ECU 7, the counter electromotive voltage constant of the motor 2 is calculated by dividing the back electromotive force by the rotation speed (step S16). Constant calculation processing ends.

＜磁石温度推定処理＞
図３は、磁石温度推定処理の流れを示すフローチャートである。 <Magnet temperature estimation processing>
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of magnet temperature estimation processing.

ＥＣＵ７は、モータ２の永久磁石の温度を推定するため、車両１の走行中に、図３に示される磁石温度推定処理を実行する。 In order to estimate the temperature of the permanent magnet of the motor 2, the ECU 7 executes magnet temperature estimation processing shown in FIG. 3 while the vehicle 1 is running.

磁石温度推定処理では、モータ２が力行運転および回生運転されない状態で車両１が走行している空走中であるか否かが判定される（ステップＳ２１）。車両１が空走中でない場合（ステップＳ２１のＮＯ）、磁石温度推定処理は次に進まない。 In the magnet temperature estimating process, it is determined whether or not the vehicle 1 is idling while the motor 2 is not in power running or regenerative operation (step S21). If the vehicle 1 is not running idle (NO in step S21), the magnet temperature estimation process does not proceed.

車両１が空走中である場合（ステップＳ２１のＹＥＳ）、ＰＣＵ４のインバータ５からモータ２に供給される電流の指令値が零（０）に設定される（ステップＳ２２）。そして、その零指令値がＥＣＵ７からＰＣＵ４のマイコン６に伝達されて、マイコン６によりインバータ５の動作が制御されることにより、インバータ５からモータ２に供給される電流が零になる。 If the vehicle 1 is running idle (YES in step S21), the command value for the current supplied from the inverter 5 of the PCU 4 to the motor 2 is set to zero (0) (step S22). Then, the zero command value is transmitted from the ECU 7 to the microcomputer 6 of the PCU 4, and the microcomputer 6 controls the operation of the inverter 5, whereby the current supplied from the inverter 5 to the motor 2 becomes zero.

零指令値の設定は、一定の期間にわたって継続される。この期間に、マイコン６により、モータ２とインバータ５との間に現れる電圧が検出される。インバータ５からモータ２に電流が供給されていないので、このときモータ２とインバータ５との間に現れる電圧は、モータ２の回転子の回転により発生する逆起電圧である。すなわち、零指令値が設定されている期間に、マイコン６によって、モータ２に発生する逆起電圧が検出される（ステップＳ２３）。 The setting of the zero command value continues over a certain period of time. During this period, the voltage appearing between the motor 2 and the inverter 5 is detected by the microcomputer 6 . Since no current is supplied from the inverter 5 to the motor 2 , the voltage appearing between the motor 2 and the inverter 5 at this time is the back electromotive voltage generated by the rotation of the rotor of the motor 2 . That is, during the period in which the zero command value is set, the microcomputer 6 detects the back electromotive force generated in the motor 2 (step S23).

電圧の検出方法は、インバータ５のスイッチングを停止させて直接検出する方法でも、インバータ５のスイッチングを停止させずに、インバータ５への入力電圧とインバータ５からモータ２への出力電圧パルス幅から間接的に算出する方法でもよい。 The voltage can be detected directly by stopping the switching of the inverter 5, or indirectly from the input voltage to the inverter 5 and the pulse width of the output voltage from the inverter 5 to the motor 2 without stopping the switching of the inverter 5. It is also possible to calculate

また、マイコン６によって、モータ２の回転数が検出される。マイコン６により検出されるモータ２の逆起電圧および回転数は、マイコン６からＥＣＵ７に送信される。ＥＣＵ７にモータ２の逆起電圧および回転数が入力されると、その逆起電圧を回転数で除算することにより、モータ２の逆起電圧定数が算出される（ステップＳ２４）。 Further, the number of rotations of the motor 2 is detected by the microcomputer 6 . The counter-electromotive force and rotation speed of the motor 2 detected by the microcomputer 6 are transmitted from the microcomputer 6 to the ECU 7 . When the back electromotive force and the rotation speed of the motor 2 are input to the ECU 7, the back electromotive voltage constant of the motor 2 is calculated by dividing the back electromotive voltage by the rotation speed (step S24).

その後、その算出された逆起電圧定数が暖機時逆起電圧定数とされ、冷機時逆起定数算出処理で算出された逆起電圧定数が冷機時逆起電圧定数とされて、冷機時逆起電圧定数と暖機時逆起電圧定数との差分が求められる。そして、冷機時逆起電圧定数と暖機時逆起電圧定数との差分から、モータ２の永久磁石の温度である磁石温度が推定される。 After that, the calculated back electromotive voltage constant is used as the back electromotive voltage constant during warm-up, and the back electromotive voltage constant calculated in the back electromotive voltage constant calculation process during cold operation is used as the back electromotive voltage constant during cold operation. A difference between the electromotive voltage constant and the warm-up back electromotive voltage constant is obtained. Then, the magnet temperature, which is the temperature of the permanent magnets of the motor 2, is estimated from the difference between the back electromotive voltage constant during cooling and the back electromotive voltage constant during warm up.

具体的には、永久磁石は、温度上昇に伴って磁束が減少し、冷めると元に戻る特性を有している。永久磁石の磁束の減少に伴って、モータ２の逆起電圧定数が減少する。すなわち、永久磁石の温度上昇に伴って、永久磁石の磁束が減少し、その磁束の減少に伴って、モータ２の逆起電圧定数が減少する。したがって、冷機時逆起電圧定数と暖機時逆起電圧定数との差分は、冷機時の永久磁石の温度と暖機時の永久磁石の温度との差分に対応する。よって、冷機時逆起電圧定数と暖機時逆起電圧定数との差分から冷機時の永久磁石の温度と暖機時の永久磁石の温度との温度差を求めて、その温度差を冷機時の永久磁石の温度に加算することにより、磁石温度が推定される。 Specifically, a permanent magnet has a characteristic that the magnetic flux decreases as the temperature rises and returns to the original value when cooled. As the magnetic flux of the permanent magnet decreases, the back electromotive voltage constant of the motor 2 decreases. That is, as the temperature of the permanent magnet rises, the magnetic flux of the permanent magnet decreases, and as the magnetic flux decreases, the back electromotive voltage constant of the motor 2 decreases. Therefore, the difference between the back electromotive voltage constant during cooling and the back electromotive voltage constant during warm up corresponds to the difference between the temperature of the permanent magnets during cooling and the temperature of the permanent magnets during warm up. Therefore, the temperature difference between the temperature of the permanent magnet when cold and the temperature of the permanent magnet when warm is obtained from the difference between the back electromotive voltage constant when cold and the back electromotive voltage constant when warm. The magnet temperature is estimated by adding to the temperature of the permanent magnet of .

冷気時の永久磁石の温度は、外気温度へと十分に近づいているとみなし、他の温度センサ（外気温度センサや水温センサ）の値から推測してもよい。 The temperature of the permanent magnet in cold air may be assumed to be sufficiently close to the outside air temperature, and may be estimated from the values of other temperature sensors (outside air temperature sensor and water temperature sensor).

＜作用効果＞
以上のように、車両１の空走時に、永久磁石同期電動機であるモータ２に供給される電流の指令値が零に設定されて、その状態でモータ２に生じる逆起電圧が検出される。逆起電圧は、モータ２が有する逆起電圧定数と相関がある。逆起電圧定数は、モータ２の回転数に影響されない値であり、永久磁石の温度に応じて変動する値である。したがって、モータ２の冷機時に検出される逆起電圧から冷機時逆起電圧定数を算出し、また、モータ２の暖機時（現時）に検出される逆起電圧から暖機時逆起電圧定数を算出して、その暖機時逆起電圧定数と冷機時逆起電圧定数との差分から、現時の永久磁石の温度と冷機時の永久磁石の温度との温度差を求めることができる。そして、その温度差を冷機時の永久磁石の温度に加算することにより、現時における永久磁石の温度を求めることができる。 <Effect>
As described above, when the vehicle 1 is idle, the command value of the current supplied to the motor 2, which is a permanent magnet synchronous motor, is set to zero, and the back electromotive force generated in the motor 2 is detected in this state. The back electromotive voltage has a correlation with the back electromotive voltage constant of the motor 2 . The back electromotive voltage constant is a value that is not affected by the number of revolutions of the motor 2, and is a value that varies according to the temperature of the permanent magnet. Therefore, the cold-starting back-EMF constant is calculated from the back-EMF voltage detected when the motor 2 is cold, and the warm-up back-EMF constant is calculated, and from the difference between the back electromotive voltage constant during warm-up and the back electromotive voltage constant during cool-down, the temperature difference between the current temperature of the permanent magnet and the temperature of the permanent magnet during cooling can be obtained. By adding the temperature difference to the temperature of the permanent magnets when the machine is cold, the current temperature of the permanent magnets can be obtained.

このように、モータ２の個体ごとに求めた冷機時の永久磁石の温度を基準として、各個体で発生する逆起電圧に相関する逆起電圧定数から現時における永久磁石の温度が推定されるので、現時における永久磁石の温度を従来よりも精度よく推定することができる。その結果、永久磁石の温度が高い場合にモータ２のトルク（電流）に制限を加える構成では、不要なトルク制限を抑制することができ、トルク制限によるドライバビリティの低下を抑制することができる。 In this way, the current temperature of the permanent magnets can be estimated from the back electromotive force constant that correlates with the back electromotive force generated in each individual motor 2, based on the temperature of the permanent magnets when cold, which is obtained for each individual motor 2. , the current temperature of the permanent magnet can be estimated more accurately than in the past. As a result, in the configuration in which the torque (current) of the motor 2 is limited when the temperature of the permanent magnet is high, unnecessary torque limitation can be suppressed, and a decrease in drivability due to torque limitation can be suppressed.

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。 <Modification>
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention can also be implemented in other forms.

たとえば、前述の実施形態では、車両１が前回の走行を終了してから現時までに第１時間が経過し、かつ、車両１が今回の走行を開始してから現時までの経過時間が第２時間以内である場合に、モータ２が冷機状態であるとして、モータ２の冷機時逆起電圧定数が算出される。しかし、その冷機時逆起電圧定数を算出する際にモータ２の冷機状態が担保されていればよく、たとえば、車両１の走行中のモータ２の動作の履歴がＰＣＵ４のマイコン６のメモリに記録されて、車両１が前回の走行を終了してから現時までに第１時間が経過し、かつ、今回の走行開始からの履歴からモータ２の温度が第２温度に達していないと判断される場合に、冷機時逆起電圧定数が算出されてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the first time has passed since the vehicle 1 finished running the previous time until the current time, and the elapsed time from the start of the current running of the vehicle 1 to the current time is the second time. If it is within the time, it is determined that the motor 2 is in the cold state, and the cold back electromotive voltage constant of the motor 2 is calculated. However, when calculating the cold back electromotive voltage constant, it is sufficient that the cold state of the motor 2 is ensured. Then, it is determined that the first time has elapsed since the vehicle 1 finished running the previous time until the current time, and the temperature of the motor 2 has not reached the second temperature based on the history from the start of the current running. In this case, the cold back electromotive voltage constant may be calculated.

また、モータ２の回転数が所定回転数以上である状態では、弱め界磁制御が入るため、モータ２の永久磁石の冷気時および暖気時の逆起電圧定数測定は、モータ２の回転数が所定回転数未満である場合に実行されることが好ましい。これにより、弱め界磁制御に起因する逆起電圧定数の誤判定を抑制できる。 In addition, when the number of revolutions of the motor 2 is equal to or higher than a predetermined number of revolutions, field weakening control is performed. It is preferably executed if less than a number. As a result, erroneous determination of the back electromotive voltage constant due to field weakening control can be suppressed.

また、前述の実施形態では、本発明に係る技術がシリーズ方式を採用したハイブリッド車に適用された場合を例にとったが、本発明に係る技術は、他の方式を採用したハイブリッド車に適用されてもよいし、ハイブリッド車に限らず、モータを走行用の駆動源として搭載した車両であれば、エンジンを搭載していない電気自動車に適用することもできる。 Also, in the above-described embodiment, the case where the technology according to the present invention is applied to a hybrid vehicle that employs the series system was taken as an example, but the technology according to the present invention is applied to hybrid vehicles that employ other systems. Alternatively, the present invention is not limited to hybrid vehicles, and can be applied to electric vehicles that are not equipped with an engine as long as the vehicle is equipped with a motor as a drive source for running.

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made to the above configuration within the scope of the matters described in the claims.

１：車両
２：モータ（永久磁石同期電動機） 1: Vehicle 2: Motor (permanent magnet synchronous motor)

Claims (1)

車両に走行用の駆動源として搭載された永久磁石同期電動機の永久磁石の温度を推定する方法であって、
前記永久磁石同期電動機が力行運転および回生運転されない空走時に、前記永久磁石同期電動機に供給される電流の指令値を零に設定し、
電流の指令値が零に設定されているときに、前記永久磁石同期電動機に生じる逆起電圧を検出し、
前記永久磁石同期電動機の暖機時である現時に検出される逆起電圧から暖機時逆起電圧定数を算出し、前記永久磁石同期電動機の冷機時に検出される逆起電圧から冷機時逆起電圧定数を算出して、前記暖機時逆起電圧定数と前記冷機時逆起電圧定数との差分から、現時の前記永久磁石の温度と冷機時の前記永久磁石の温度との温度差を求めて、その温度差から現時の前記永久磁石の温度を推定する、磁石温度推定方法。 A method for estimating the temperature of a permanent magnet of a permanent magnet synchronous motor mounted as a drive source for running a vehicle, comprising:
setting a command value of the current supplied to the permanent magnet synchronous motor to zero when the permanent magnet synchronous motor is idle in neither power running nor regenerative operation;
detecting a back electromotive force generated in the permanent magnet synchronous motor when the current command value is set to zero;
A warm-up counter-electromotive voltage constant is calculated from the counter-electromotive force detected at the present time when the permanent magnet synchronous motor is warming up, and a cold-operating counter-electromotive force is calculated from the counter-electromotive voltage detected when the permanent magnet synchronous motor is cold. A voltage constant is calculated, and a temperature difference between the current temperature of the permanent magnet and the temperature of the permanent magnet during cooling is obtained from the difference between the back electromotive voltage constant during warm-up and the back electromotive voltage constant during cooling. and estimating the current temperature of the permanent magnet from the temperature difference .
JP2019141829A 2019-07-31 2019-07-31 Magnet temperature estimation method Active JP7309274B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019141829A JP7309274B2 (en) 2019-07-31 2019-07-31 Magnet temperature estimation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019141829A JP7309274B2 (en) 2019-07-31 2019-07-31 Magnet temperature estimation method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021027626A JP2021027626A (en) 2021-02-22
JP7309274B2 true JP7309274B2 (en) 2023-07-18

Family

ID=74665060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019141829A Active JP7309274B2 (en) 2019-07-31 2019-07-31 Magnet temperature estimation method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7309274B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022181662A1 (en) 2021-02-24 2022-09-01 Ａｇｃ株式会社 Method for producing polytetrafluoroethylene aqueous dispersion
JP2022168480A (en) 2021-04-26 2022-11-08 トヨタ自動車株式会社 Magnet temperature estimation device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015211569A (en) 2014-04-28 2015-11-24 三菱電機株式会社 Synchronous machine control device
JP2017108568A (en) 2015-12-11 2017-06-15 株式会社エクセディ Motor control device, and drive control device for hybrid type vehicle

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5318050B2 (en) * 2010-09-02 2013-10-16 三菱電機株式会社 Permanent magnet type motor drive device and compressor
JP6907506B2 (en) * 2016-11-01 2021-07-21 トヨタ自動車株式会社 car

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015211569A (en) 2014-04-28 2015-11-24 三菱電機株式会社 Synchronous machine control device
JP2017108568A (en) 2015-12-11 2017-06-15 株式会社エクセディ Motor control device, and drive control device for hybrid type vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021027626A (en) 2021-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102853944B (en) Rotor temperature estimation for an electric vehicle
US8405335B2 (en) Rotary electric machine control system
JP2010110141A (en) Controller for rotating electrical machine
JP7309274B2 (en) Magnet temperature estimation method
JP6277013B2 (en) Actuator control device
JP4974988B2 (en) Field winding type synchronous generator motor
JP2007110780A (en) Motor controller
JP6190327B2 (en) Electric motor control system
US20170194890A1 (en) Motor control device
JP6911750B2 (en) Drive device
US8928263B2 (en) Control apparatus in motor drive system and method of controlling motor drive system
KR101338463B1 (en) Method and system for controlling start of hybrid electric vehicle
WO2013171843A1 (en) Field winding rotating electrical machine and method for controlling field current of a field winding rotating electrical machine
JP4304842B2 (en) Motor driving apparatus and motor driving method
JP7278691B2 (en) Demagnetization judgment method
JP2007110781A (en) Motor controller
JP7467194B2 (en) DRIVE DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING DRIVE DEVICE
JP2015211533A (en) Control device and control method for motor vehicle
CN115230483A (en) Motor control device and vehicle
JP7345972B2 (en) motor control device
JP5904583B2 (en) Motor control device
JP4333006B2 (en) Motor driving apparatus and motor driving method
JP5144322B2 (en) Electric motor control device
JP7451260B2 (en) Drive device and method of controlling the drive device
US11654775B2 (en) Motor drive device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220509

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230228

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230424

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230704

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230704

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7309274

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150