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公開番号2025110691
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-29
出願番号2024004668
出願日2024-01-16
発明の名称電動ユニットの制御装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人YKI国際特許事務所
主分類B60L 3/00 20190101AFI20250722BHJP(車両一般)
要約【課題】電動ユニットのDCDCコンバータの過熱を防止する。
【解決手段】電動ユニット12は、モータ20及びトランスアクスル22が収容された第1ケース部40と、DCDCコンバータ26が収容された第2ケース部42と、第1ケース部40と第2ケース部42との境界であるケース境界部46を含む。モータ20及びトランスアクスル22にはATFが供給され、DCDCコンバータ26には冷却水が供給される。制御装置14は、モータトルクの時間変化量から誤差補正値を取得し、ATF温度からケース境界部46の温度(ケース境界温度)を推定し、そのケース境界温度に誤差補正値を加算してケース境界温度を補正し、補正後のケース境界温度及び冷却水温度からDCDCコンバータ温度を推定し、DCDCコンバータ温度からモータ20の出力制限値を取得し、その出力制限値に基づいてモータ20を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
モータと、
前記モータの動力を車両の車輪に伝達するトランスアクスルと、
前記モータを駆動するインバータと、
バッテリから供給される電力を昇圧して前記インバータに出力するＤＣＤＣコンバータと、を含み、それらを一体化した電動ユニットにおける制御装置であって、
前記電動ユニットは、
前記モータ及び前記トランスアクスルが収容された第１ケース部と、
前記ＤＣＤＣコンバータが収容された第２ケース部と、
前記第１ケース部と前記第２ケース部との境界であるケース境界部と、を含み、
前記電動ユニットにおいて、ＡＴＦが前記モータ及び前記トランスアクスルに供給され、冷却水が前記インバータ及び前記ＤＣＤＣコンバータに供給され、
前記電動ユニットは、前記ＡＴＦの温度であるＡＴＦ温度を検出するＡＴＦ温度センサと、前記冷却水の温度である冷却水温度を検出する水温センサと、を含み、
前記制御装置の記憶装置には、
前記ＡＴＦ温度と、前記ケース境界部の温度であるケース境界温度との関係を示す相関式と、
前記モータのモータトルクの時間変化量と誤差補正値との関係を示す誤差補正関数と、
前記冷却水温度に従った前記ＤＣＤＣコンバータの放熱量と、前記ＤＣＤＣコンバータ自身の発熱量と、前記ケース境界温度に従った前記ＤＣＤＣコンバータの受熱量とが考慮された、ＤＣＤＣコンバータの温度を推定するコンバータ温度推定関数と、
前記ＤＣＤＣコンバータの温度と、前記モータの出力制限値との関係を示すモータ出力制限マップと、が予め格納されており、
前記制御装置は、
過去の一定時間における前記モータトルクの時間変化量を取得し、
前記モータトルクの時間変化量に対応する誤差補正値を、前記誤差補正関数を用いて取得し、
前記ＡＴＦ温度に対応する前記ケース境界温度を、前記相関式を用いて推定し、そのケース境界温度に前記誤差補正値を加算して前記ケース境界温度を補正し、
補正後の前記ケース境界温度及び前記冷却水温度に対応する前記ＤＣＤＣコンバータの温度を、前記コンバータ温度推定関数を用いて推定し、
前記モータ出力制限マップを用いて、前記ＤＣＤＣコンバータの温度に対応する前記モータの出力制限値を取得し、その出力制限値に基づいて、前記インバータと前記ＤＣＤＣコンバータのうちの少なくとも一方を制御する、
ことを特徴とする電動ユニットの制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動ユニットの制御装置に関し、特に、電動ユニットに含まれるＤＣＤＣコンバータの過熱を防止する制御装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、電気自動車（ＢＥＶ）、燃料電池車（ＦＣＥＶ）、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等の電動車両が知られている。電動車両には、Ｅ－Ａｘｌｅと呼ばれる電動ユニットを搭載したものがある。電動ユニットは、モータと、モータの動力を車両の車輪に伝達するトランスアクスルと、モータを駆動するインバータと含み、それらを一体化した駆動ユニットである。また、ＤＣＤＣコンバータを含む電動ユニットも知られている。ＤＣＤＣコンバータは、バッテリから供給される電力を昇圧してインバータに出力する昇圧コンバータである。
【０００３】
特許文献１には、設定されたキャリア周波数で作動することにより電圧を昇圧するように構成されたコンバータと、コンバータの保護制御を実行する制御装置と、を備える電力変換システムが開示されている。制御装置は、コンバータの昇圧前後の電圧比およびキャリア周波数の少なくとも一方と、コンバータを流れる電流の検出値とに従って、コンバータの温度上昇量を推定し、温度上昇量の積算値がしきい値に到達した場合に、コンバータを流れる電流を抑制するための制御を実行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１３１０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電動ユニットは、モータ及びトランスアクスルが収容された第１ケース部と、ＤＣＤＣコンバータが収容された第２ケース部と、第１ケース部と第２ケース部との境界を形成するケース境界部とを含む。電動ユニットにおいて、冷却油としてのＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）がモータ及びトランスアクスルに供給され、冷却水がインバータ及びＤＣＤＣコンバータに供給される。
【０００６】
ＤＣＤＣコンバータの温度は、冷却水による放熱と、ＤＣＤＣコンバータ自身による発熱と、モータ等により加熱されるケース境界部からの受熱に影響される。特に、ケース境界部が高温の場合には、ＤＣＤＣコンバータの温度はケース境界部の温度に大きく影響される。この場合、ＤＣＤＣコンバータの温度が上昇しやすく、その耐熱温度を超過するリスクが考えられる。
【０００７】
よって、ケース境界部の温度をより正確に推定して、ＤＣＤＣコンバータの温度をより正確に求め、そのＤＣＤＣコンバータの温度が高い場合には、モータ出力を制限してＤＣＤＣコンバータを保護できる制御が望まれている。
【０００８】
本発明の目的は、電動ユニットにおけるＤＣＤＣコンバータの過熱を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電動ユニットの制御装置は、モータと、前記モータの動力を車両の車輪に伝達するトランスアクスルと、前記モータを駆動するインバータと、バッテリから供給される電力を昇圧して前記インバータに出力するＤＣＤＣコンバータと、を含み、それらを一体化した電動ユニットにおける制御装置である。電動ユニットは、前記モータ及び前記トランスアクスルが収容された第１ケース部と、前記ＤＣＤＣコンバータが収容された第２ケース部と、前記第１ケース部と前記第２ケース部との境界であるケース境界部と、を含む。前記電動ユニットにおいて、ＡＴＦが前記モータ及び前記トランスアクスルに供給され、冷却水が前記インバータ及び前記ＤＣＤＣコンバータに供給される。前記電動ユニットは、前記ＡＴＦの温度であるＡＴＦ温度を検出するＡＴＦ温度センサと、前記冷却水の温度である冷却水温度を検出する水温センサと、を含む。前記制御装置の記憶装置には、前記ＡＴＦ温度と、前記ケース境界部の温度であるケース境界温度との関係を示す相関式と、前記モータのモータトルクの時間変化量と誤差補正値との関係を示す誤差補正関数と、前記冷却水温度に従った前記ＤＣＤＣコンバータの放熱量と、前記ＤＣＤＣコンバータ自身の発熱量と、前記ケース境界温度に従った前記ＤＣＤＣコンバータの受熱量とが考慮された、ＤＣＤＣコンバータの温度を推定するコンバータ温度推定関数と、前記ＤＣＤＣコンバータの温度と、前記モータの出力制限値との関係を示すモータ出力制限マップと、が予め格納されている。前記制御装置は、過去の一定時間における前記モータトルクの時間変化量を取得し、前記モータトルクの時間変化量に対応する誤差補正値を、前記誤差補正関数を用いて取得し、前記ＡＴＦ温度に対応する前記ケース境界温度を、前記相関式を用いて推定し、そのケース境界温度に前記誤差補正値を加算して前記ケース境界温度を補正し、補正後の前記ケース境界温度及び前記冷却水温度に対応する前記ＤＣＤＣコンバータの温度を、前記コンバータ温度推定関数を用いて推定し、前記モータ出力制限マップを用いて、前記ＤＣＤＣコンバータの温度に対応する前記モータの出力制限値を取得し、その出力制限値に基づいて、前記インバータと前記ＤＣＤＣコンバータのうちの少なくとも一方を制御する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ケース境界部に温度センサがないため、まず、ＡＴＦ温度センサによりＡＴＦ温度を取得し、そのＡＴＦ温度から相関式を用いてケース境界部の温度（ケース境界温度）を推定する。しかし、モータトルクの変動が大きいと、ＡＴＦ温度とケース境界温度の相関が崩れて、ケース境界温度の推定精度が低下する。そこで、本発明では、モータトルクの時間変化量に対応する誤差補正値を取得し、その誤差補正値により、相関式で得られたケース境界温度を補正する。そのため、ケース境界温度をより正確に推定することができる。ＤＣＤＣコンバータの温度をより正確に求めることができ、ＤＣＤＣコンバータの温度に応じてモータ出力を制限して、ＤＣＤＣコンバータの過熱を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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