电动机温度推定装置和电动机控制装置制造方法及图纸

一电动机电流平方值计算部分４５计算由流过电动机的三相电流转换而来的两相电流各自的平方值的和作为电动机电流平方值。一温度推定计算部分４４对该电动机电流平方值进行低通滤波，并根据该经过滤波的电动机电流平方值计算电动机体部分和绕组的温度增量。在该低通滤波中，进行滤波计算的方式根据该电动机的转速ＲＶ，即该电动机是处于转动状态还是停止状态而改变。将电动机体部分的温度增量与该电动机的环境温度相加以推定该电动机体部分的温度，将绕组的温度增量与该推定出的电动机体部分的温度相加以推定绕组的温度。因此，可精确地检测电动机的绕组温度，并根据所检测的温度适当地控制流过该电动机的电流。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机温度推定装置和电动机控制装置
本专利技术涉及一种用于推定(估测)电动机(电机)的壳体、定子、绕组(线圈)或类似物的温度的电动机温度推定装置，和一种根据用该电动机温度推定装置所推定的电动机的绕组温度来限制流过电动机的电流的电动机控制装置。技术背景如日本专利申请公开(kokai)No.H10-67335中所示，传统装置包括一设置在电动机内的温度传感器，并根据用该温度传感器所检测的温度修正驱动电流，以补偿由于温度升高而导致的电动机定子磁导率的下降。另外，在该出版物中，提出了一种通过对流过电动机的驱动电流进行整合来推定电动机温度的技术。从将电动机安装到一使用该电动机的装置上的成本和容易程度上考虑，上述使用结合在电动机内的一温度传感器的技术不是优选的，这是因为必须提供温度传感器和用于连接该温度传感器和电动机的控制电路的连接线。尽管上述专利出版物提出了一种通过对流过电动机的驱动电流进行整合来推定电动机温度的技术，但是其没有详细说明该技术。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述问题，并且本专利技术的一个目的是提供一种可以准确地检测电动机的壳体、定子、绕组或类似物的温度的电动机温度推定装置。本专利技术的另一目的是提供一种电动机控制装置，其可以根据由电动机温度推定装置推定的电动机的绕组温度限制流过电动机的电流，从而可靠-->地抑制电动机绕组的温度升高。为了实现上述目的，作为(本专利技术的)特征，本专利技术包括用于检测流过电动机绕组的电流的电流检测装置；用于判定电动机处于旋转状态还是停止状态的判定装置；和用于根据所检测的电流并通过计算(操作)推定地计算出电动机的温度的推定计算装置，该计算(操作)根据电动机是处于旋转状态还是停止状态的判定结果而改变。在此情况下，电动机的温度是指例如壳体的温度、定子的温度或绕组的温度。该推定计算装置优选地包括用于计算所检测电流的平方值的平方值计算装置；用于对所计算出的平方值进行低通滤波计算的低通滤波装置，该计算的方式根据该电动机是处于旋转状态还是停止状态的判定结果而改变；用于根据该经过低通滤波的平方值计算温度增量(温度升高量)的温度增量计算装置，该温度增量源于流过绕组的电流；以及用于根据计算出的温度增量计算电动机温度的温度计算装置。更具体地说，该低通滤波延迟(换句话说，平滑)电流平方值的变化。优选地，当电动机处于停止状态时电流平方值的变化是尖锐的；即，与电动机处于旋转状态的情况相比变化的延迟变小。另外，该温度计算装置通过将由该温度增量计算装置所计算出的温度增量与电动机的环境温度相加可计算出该电动机的温度。当这种电动机温度推定装置用于三相电动机时，电动机温度推定装置可构造成使得该电流检测装置检测由三相电流转化成的两相电流；并且该推定计算装置根据该两相电流的各自的平方值的和推定地计算电动机的温度。可选择地，电动机温度推定装置可构造成使得该电流检测装置检测三相电流，并且该推定计算装置根据该三相电流各自的平方值推定地计算电动机的温度。根据具有上述结构特征的本专利技术，通过计算(操作)可推定出电动机的温度，该计算(操作)根据由判定装置得出的该电动机是处于旋转状态还是停止状态的判定结果而改变。在一电动机内，在停止状态(旋转受限状态)下由流过绕组的电流导致的温度增量大于在旋转状态下由流过绕组-->的电流导致的温度增量。因此，根据本专利技术，对在停止状态和旋转状态之间由流过绕组的电流导致的温度增量的差予以考虑，从而能准确地推定电动机的温度。因此，不需要在电动机内结合一温度传感器，就可通过一种简单的构造实现各种基于电动机温度的控制，例如限制绕组电流并且修正由于温度升高导致的定子磁导率的下降。本专利技术的另一特征是具有一电动机控制装置，其包括用于根据由其构造如上所述的电动机温度推定装置推定出的绕组温度来限制流过电动机的电流的限流装置。通过这种构造，根据以高精确性检测到的绕组温度可限制流过电动机的电流，从而可以可靠地抑制电动机绕组的温度增量。在此情况下，当推定出的绕组温度超过一预定温度时，该限流装置可构造成将流过电动机的电流限制为一预定极限值或更小的值。通过这种构造，流过电动机的电流被强行限制为该极限值或更小的值，从而可以可靠地抑制电动机绕组的温度增量。此外，当流过电动机的电流被限制为该极限值或更小的值时，优选地，该极限值逐渐地变化。通过这种构造，即使在绕组温度急剧变化时，流过电动机的电流也是逐渐变化的，从而可避免电动机输出的急剧变化。附图说明图1示意性示出一车辆的电力转向装置的整体构造，根据本专利技术一个实施例的电动机温度推定装置和电动机控制装置应用于该转向装置。图2是一详细示出图1的防止电动机过热的控制部分的功能框图。图3是一示出一点火开关的接通-断开操作和该防止电动机过热的控制部分的整体操作流程的时间表。图4示出绕组推定温度TPco和等待时间之间的关系。图5A示出电动机体温度初始校正系数Ktpm随印刷电路板温度的变化ΔTPbd而变化的情况。图5B示出绕组温度初始校正系数Ktpc随印刷电路板温度的变化ΔTPbd而变化的情况。-->图6是一在温度推定计算部分中执行的电动机温度推定程序的流程图。图7是一示出电动机电流平方值Ismt、电动机体电流平方值Isma和绕组电流平方值Isco随时间变化的情况的时间表。图8示出绕组推定温度TPco和第一电流极限值IL1之间的关系。具体实施方式下面将参照附图说明本专利技术的一个实施例。图1示意性地示出一车辆的电力转向装置的整体构造，根据本专利技术的一电动机温度推定装置和一电动机控制装置应用于该转向装置。首先，简要说明一下该电力转向装置。该电力转向装置包括作为电动机的一无刷电动机11，该电动机是一三相同步永磁电动机。该无刷电动机11包括一固定地设置在一壳体内的定子，并通过向缠绕在该定子上的绕组提供三相电流以形成一三相旋转磁场，从而其上固定有永久磁体的转子在根据该三相电流的该三相旋转磁场内旋转。当转子旋转时，无刷电动机11向由方向盘12的旋转操作产生的前轮的转向运动提供助力。特别地，一齿条14经由一转向盘轴13和一小齿轮(未示出)与方向盘12相连接，从而该齿条14随着方向盘12的旋转而在一轴向上移动。当该无刷电动机11旋转时齿条14也在该轴向上受到驱动。左和右前轮经由(转向)横拉杆和转向节臂(均未示出)可操纵地连接在该齿条14的相对端部。一转矩传感器15安装在转向盘轴13的下端部上，并检测施加在该转向盘轴13上的转向转矩TR。此外，一由编码器形成的旋转角度传感器16安装在该无刷电动机11上以便检测电动机的旋转角度(机械角度)θm。当无刷电动机11的转子旋转时，旋转角度传感器16输出一相位差为π/2的两相脉冲串列信号，以及一代表参考旋转位置的零相位脉冲串列信号。将表示由转向转矩传感器15检测的转矩TR和由旋转角度传感器16检测的电动机旋转角度θm的数据提供给一电子控制电路单元ECU(由图1中-->的点划线框表示)。此外，将表示由一车辆速度传感器17检测的车辆速度V的数据提供给该电子控制电路单元ECU。该电子控制电路单元ECU控制提供给该无刷电动机11的绕组的三相电流(助力电流)，并包括一用于接纳表示车辆速度V和转向转矩TR的数据的助力电流计算部分21。该助力电流计算部分21计算对应于助力转矩的两相指令电流I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机温度推定装置，该装置包括：用于检测流过一电动机的绕组的电流的电流检测装置；用于判定该电动机处于旋转状态还是停止状态的判定装置；以及用于根据该检测出的电流并通过计算推定地计算出该电动机的温度的推定计算装置，该 计算根据该电动机是处于旋转状态还是停止状态的判定结果而改变。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2002-3-20 78928/20021.一种电动机温度推定装置，该装置包括：用于检测流过一电动机的绕组的电流的电流检测装置；用于判定该电动机处于旋转状态还是停止状态的判定装置；以及用于根据该检测出的电流并通过计算推定地计算出该电动机的温度的推定计算装置，该计算根据该电动机是处于旋转状态还是停止状态的判定结果而改变。2.一种根据权利要求1的电动机温度推定装置，其特征在于，所述推定计算装置包括：用于计算该检测出的电流的平方值的平方值计算装置；用于对该计算出的电流平方值进行低通滤波计算的低通滤波装置，该计算的方式根据该电动机是处于旋转状态还是停止状态的判定结果而改变；用于根据该经过低通滤波的电流平方值计算源于流过该绕组的电流的一温度增量的温度增量计算装置；以及用于根据该计算出的温度增量计算该电动机的温度的温度计算装置。3.一种根据权利要求2的电动机温度推定装置，其特征在于，所述低通滤波装置平滑该计算出的电流平方值的变化，并且与该电动机处于旋转状态的情况相比，当该电动机处于停止状态时，该低通滤波装置使该计算出的电流平方值急剧变化。4.一种根据权利要求2或3的电动机温度推定装置，其特征在于，所述温度增量计算装置计算随该经过低通滤波的电流平方值而增加的一温度增量；并且与该电动机处于旋转状态的情况相比，当该电动机处于停止状态时，该温度增量计算装置提高了该温度增量的增加率。5.一种根据权利要求1的电动机温度推定装置，其特征在于，该电动机是三相电动机；该电流检测装置检测由三相电流转换而来的两相电流；以及该推定计算装置根据该两相电流各自的平方值的和计算和推定该电动机的温度。6.一种根据权利要求1的电动机温度推定装置，其特征在于，该电动机是三相电动机；该电流检测装置检测三相电流；以及该推定计算装置根据该三相电流各自的平方值计算和推定该电动机的温度。7.一种根据权利要求1的电动机温度推定装置，其特征在于，该电动机是三相电动机；该电流检测装置检测两相电流，并根据该检测出的两相电流计算剩余的相电流；以及该推定计算装置根据该三相电流各自的平方值计算和推定该电动机的温度。8.一种电动机温度推定装置，该装置包括：用于检测一电动机的环境温度的环境温度检测装置；用于检测流过该电动机的绕组的电流的电流检测装置；用于计算该检测出的电流的平方值的平方值计算装置；用于判定该电动机是处于旋转状态还是停止状态的判定装置；用于根据该计算出的电流平方值并通过计算来计算源于流过该绕组的电流的该电动机的一电动机体部分的一温度增量的电动机体温度增量计算装置，该计算根据该电动机是处于旋转状态还是停止状态的判定结果而改变；以及用于通过将该计算出的该电动机体部分的温度增量与该检测出的环境温度相加而计算该电动机的该电动机体部分的温度的电动机体温度计算装置。9.一种根据权利要求8的电动机温度推定装置，其特征在于，所述电动机体温度增量计算装置包括用于对该计算出的电流平方值进行低通滤波计算的第一低通滤波装置，该计算的方式根据该电动机是处于旋转状态还是停止状态的判定结果而改变，并且根据该经过低通滤波的电流平方值计算源于流过该绕组的电流的该电动机的该电动机体部分的一温度增量。10.一种根据权利要求9的电动机温度推定装置，其特征在于，该第一低通滤波装置平滑该计算出的电流平方值的变化，并且与该电动机处于旋转状态的情况相比，当该电动机处于停止状态时，该第一低通滤波装置使该计算出的电流平方值急剧变化。11.一种根据权利要求9或10的电动机温度推定装置，其特征在于，所述电动机体温度增量计算装置计算随经过该第一低通滤波装置低通滤波的电流平方值而增加的该电动机体部分的一温度增量；并且与该电动机处于旋转状态的情况相比，当该电动机处于停止状态时，该电动机体温度增量计算装置提高了该电动机体部...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤田修司，酒井厚夫，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，株式会社捷太格特，
类型：发明
国别省市：JP[日本]