工作流体介质温度控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及工作流体介质温度控制系统及方法。一种工作流体介质温度控制系统，其包括：致动器，其可由工作流体介质操作；泵，其用于工作流体介质；流路结构，其用于工作流体介质；电动机，其连接到泵以驱动所述泵；和用于电动机的控制单元，该控制单元包括逆变器和逆变器控制器。逆变器和电动机以逆变器与电动机热传递连通的方式一体化。流路结构与逆变器热传递连通。

Working fluid medium temperature control system and method

The present invention relates to a temperature control system and method for a working fluid medium. A working fluid temperature control system, which comprises an actuator operable by the working fluid medium; pump, for working fluid medium; the flow path structure, the working fluid for medium; motor, which is connected to the pump to drive the pump; and a control unit for a motor, the control unit includes an inverter and the inverter controller. The inverter and the motor are integrated by means of the inverter and the heat transfer of the motor. The flow path structure is connected to the thermal transmission of the inverter.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
已知例如电动液压助力转向系统等电动液压系统，这些系统对工作流体介质进行 预热。在JP 2008-273361公开的该种车辆用电动液压助力转向系统的示例中，甚至在 车辆直线行进的状态下，当驱动液压动力转向泵的电动机的转动在中立点附近的静态转向 状态下停止时，电动机的主体经由通电被加热。结果，电动机产生的热被传递给流过电动机 外部的流路的工作流体介质，由此进行预热。但是，根据JP 2008-273361中公开的技术，流路形成于电动机和包围电动机与弯 曲部(meanders)的薄壁套筒之间，使得工作流体介质能够长时间与电动机接触。利用这样 的通路结构，由于热被传输至暴露于开放空气的薄壁套筒，从而能够从工作流体介质迅速 散热。结果，工作流体介质的温度由于反复的加热放热循环而变化极大。因此，由于工作流 体介质的粘度随温度的变化而变化，所以对于相同的转向输入，助力可能显著地不同。因此，需要提高可用工作流体介质操作的致动器的操作稳定性。本专利技术的一个目的是提供工作流体介质温度控制系统，其能够提高可用工作流体 介质操作的致动器的操作稳定性。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供一种工作流体介质温度控制系统，其包括工作流体介质；致动器，能够由工作流体介质对该致动器进行操作；泵，其用于工作流体介质；流路结构，其用于工作流体介质；电动机，其连接到泵以驱动泵；和控制单元，其用于电动机并且包括逆变器(inverter)和逆变器控制器；所述逆变器和所述电动机以所述逆变器与所述电动机热传递连通(heat transfer communication)的方式一{本4^，所述流路结构与所述逆变器热传递连通。附图说明图1是根据本专利技术的工作流体介质温度控制系统的第一实施方式的图，所述工作 流体介质温度控制系统安装在汽车用电动液压助力转向系统中；图2A是图1中的助力装置的侧视图，其中去除了不必要的部分以示出沿着线 2A-2A获取的截面；图2B是图2A中示出的助力装置的俯视图；图3是沿图2A的线3-3截取的截面图，其示出了工作流体介质用的泵；图4是控制单元的控制框图；图5是示出图4所示的非转向操作判断单元是如何判断助力转向系统的非转向操 作的流程图；图6是示出根据第一实施方式控制单元如何控制电动机的流程图；图7A示出了映射(map)Ma，选择该映射Ma用以操作电动机以产生转矩；图7B示出了映射Mb，选择该映射Mb用以操作电动机以产生热；图8是示出通过图2A和图2B中示出的助力装置的热传递路径的框图；图9A至图9E示出了根据第一实施方式，在判断非转向操作前后，信号Tq、ω ,Iq*, Id*和Th随时间t的不同值的变化；图10是示出根据第二实施方式控制单元如何控制电动机的流程图；图11是工作流体介质的粘度-温度的特性曲线的图；图12示出了映射Mc，选择该映射Mb用以操作电动机以产生热，用于抑制动力消耗 和将工作流体介质的温度保持在温度控制范围内；图13A至图13E示出了根据第二实施方式，在从系统启动起经过预定时间阈值Tth 后判断非转向操作的前后，信号K、IcT和Th随时间t的不同值的变化；图14是示出根据第三实施方式控制单元如何控制电动机的流程图；图15示出了映射Md，选择该映射Mb用以操作电动机以产生热和/或转矩，用于快 速地将温度保持在温度控制范围内；和图16A至图16E示出了根据第三实施方式，在经过预定时间阈值Tth之后预定条 件成立的前后，信号Iq*、IcT和Th随时间t的不同值的变化。具体实施例方式以下，参照附图说明根据本专利技术的实施方式。(第一实施方式)(整体构成)参照图1，汽车IA包括电动液压助力转向系统1。汽车IA包括转向机构(steering gear)。转向机构包括方向盘10、转向轴20和齿条25。方向盘10将车辆驾驶员输入的转 向输入转矩传递给转向轴20。转向轴20将转向输入转矩传递给与齿条25接合的小齿轮。 齿条25将经由小齿轮传递的转向输入转矩转换成使车轮转向的操作(operation)。为了检测车辆驾驶员的转向操作，在转向机构上安装检测器。该检测器可以被称 为转向操作检测器。本实施方式采用安装在转向轴20上的转矩传感器30作为转向操作检 测器。转矩传感器30检测或测量转向输入转矩。为了检测汽车IA的行驶状态，本实施方式采用车速传感器31作为车辆行驶状态检测器。车速传感器31检测或测量所产生的与车 轮的转速成正比的脉冲数，用以测量汽车IA的车速。为了检测工作流体介质的温度，本实 施方式采用温度传感器32作为温度检测器。温度传感器32检测或测量泵60的出口处的 工作流体介质的温度。助力转向系统1包括转向角传感器33。转向角传感器33安装在转 向轴20上，以检测或测量方向盘10的转向转角。助力转向系统1包括助力装置。助力装置包括泵60和电动机50，其中泵60为液 压泵。电动机50驱动泵60，然后泵60压缩并吐出(vomit out)工作流体介质。助力转向 系统1中使用的工作流体介质是液压流体(hydraulic fluid)或液压油。电动机50具有 旋转编码器51。旋转编码器51测量电动机50的角位置。转向机构包括可以对来自容器(tank)62(见图2A)的液压流体进行操作的致动 器。容器62容纳液压流体。为了将助力传递给齿条25，致动器包括动力缸90和活塞81。 活塞81以流体密封的方式将动力缸90的内部分为两个流体室。动力缸90通过泵壳外部 配管70流体连通到泵60。泵壳外部配管70限定泵壳外部流路结构。泵60被供给来自容 器62的液压流体并且泵60将液压流体送出至动力缸90。从动力缸90排出的液压流体返 回容器62。如图1所示，电动机50的控制单元40包括逆变器控制器41和逆变器42。逆变器 控制器41包括转向/行驶状态检测单元41a和助力指令产生单元41b。逆变器控制器41 发出指令。在逆变器控制器41的指令下，逆变器42控制电动机50。为了储存由逆变器42 产生的热，散热器43形式的蓄热元件包括有与逆变器42连接的金属板。转向/行驶状态检测单元41a基于来自转矩传感器30的输入和从转向角传感器 33的输入检测车辆驾驶员进行的转向操作的状态，并且转向/行驶状态检测单元41a还基 于来自车速传感器31的输入检测汽车IA的行驶状态。另外，该转向/行驶状态检测单元 41a计算基本助力并且产生基本助力指令Ta* (见图4)。助力指令产生单元41b基于基本助 力指令Ta*和来自温度传感器32的输入产生q轴电流指令Iq*，即转矩电流Iq的目标值， 并产生d轴电流指令IcT，即磁化电流Id的目标值。基于q轴电流指令Iq*和d轴电流指 令IcT，U相电压Vu、V相电压Vv和W相电压Vw被施加到逆变器42，然后逆变器42控制电 动机50。转向/行驶状态检测单元41a和助力指令产生单元41b将在后面加以说明。(助力装置的构成)参照图2A和图2B，助力装置包括电动机50和泵60。电动机50是由逆变器42中 的PWM控制部驱动的双向直流电动机。电动机50具有旋转编码器51。旋转编码器51测量电动机50的角位置θ m并将 测量结果输出到控制单元40。控制单元40包括逆变器控制器41。控制单元40通过对本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种工作流体介质温度控制系统，其包括：工作流体介质；致动器，能够由所述工作流体介质对所述致动器进行操作；泵，其用于所述工作流体介质；流路结构，其用于所述工作流体介质；电动机，其连接到所述泵以驱动所述泵；和控制单元，其用于所述电动机并且包括逆变器和逆变器控制器；所述逆变器和所述电动机以所述逆变器与所述电动机热传递连通的方式一体化，所述流路结构与所述逆变器热传递连通。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：尾藤贵之，内田耕，须田克弘，上田泰介，井上畅，高桥良和，北英幸，小池洋平，田泽成明，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP