專利名稱：旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置和車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置和車輛，尤其涉及在永磁體型同 步機(jī)中防止轉(zhuǎn)子所包括的永磁體的退磁的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來，作為考慮了環(huán)境的汽車，混合動(dòng)力汽車(Hybrid Vehicle), 電動(dòng)汽車(Electric Vehicle)等電動(dòng)車輛受到廣泛關(guān)注。這樣的電動(dòng)車輛 具備包括二次電池等的蓄電裝置和、用于從該蓄電裝置接受電力來產(chǎn)生驅(qū) 動(dòng)力的電動(dòng)發(fā)電機(jī)。電動(dòng)發(fā)電機(jī)在出發(fā)時(shí)、加速時(shí)等產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，并且在 制動(dòng)時(shí)等將車輛的運(yùn)動(dòng)能變換為電能，并回收到蓄電裝置。
作為搭載于這樣的電動(dòng)車輛的電動(dòng)發(fā)電機(jī)，從磁場磁通量的高密度化 和電力再生的容易性等來考慮，多使用永磁體型同步機(jī)(permanent magnetic synchronous machine )。尤其頻繁采用能夠并用由磁阻的非對(duì)稱 性產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩(磁阻轉(zhuǎn)矩)來進(jìn)行利用的埋入構(gòu)造的永磁體型同步機(jī) (interior permanent magnet synchronous machine)。
一般而言，已知永磁體隨著環(huán)境溫度而其矯頑磁力發(fā)生變化。例如， 當(dāng)作為永》茲體的主成分的強(qiáng)磁性體暴露在超過產(chǎn)生相變的居里點(diǎn)這樣的高 溫的環(huán)境溫度下時(shí)，永磁體的矯頑磁力會(huì)降低，可能發(fā)生無法復(fù)原的不可 逆退磁。
曰本特開2001-157304號(hào)公報(bào)公開了能夠防止由溫度上升引起的磁體 的退磁的混合動(dòng)力車用旋轉(zhuǎn)電機(jī)?；旌蟿?dòng)力車具備第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)、第二旋 轉(zhuǎn)電機(jī)和控制裝置。該控制裝置根據(jù)用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)以及第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和 笫二旋轉(zhuǎn)電機(jī)而輸入的數(shù)據(jù)，推定第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有的永磁體的溫度?？刂蒲b置根據(jù)永磁體的溫度推定轉(zhuǎn)子線圈溫度，根據(jù)該轉(zhuǎn)子線圈溫度設(shè)定最 大可通電電流值。控制裝置將轉(zhuǎn)子中流過的電流值限制為該最大值以下。
日本特開2001-157304號(hào)公報(bào)所公開的永磁體的溫度推定方法例如為 如下所述那樣。首先，算出第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩指令值和輸出轉(zhuǎn)矩的絕對(duì) 值的比K。接著，將所算出的比K代入磁體溫度和比K具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的映 射(map )，推定磁體溫度。
在上述的溫度推定方法的情況下，考慮到因旋轉(zhuǎn)電機(jī)的構(gòu)造不同而推 定精度不同。在推定精度較低的情況下，可能會(huì)導(dǎo)致推定溫度比實(shí)際的磁 體溫度低。在推定溫度比實(shí)際的溫度低的情況下，存在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的溫度上 升沒有受抑制而旋轉(zhuǎn)電機(jī)持續(xù)動(dòng)作的可能性。因此，發(fā)生永磁體的退磁的 可能性變高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供能夠更高精度地推定旋轉(zhuǎn)電機(jī)所包括的永磁 體的溫度的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置、以及具備該驅(qū)動(dòng)控制裝置的車輛。
本發(fā)明歸納如下，為驅(qū)動(dòng)控制具備第一轉(zhuǎn)子的第 一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和具有與 第 一旋轉(zhuǎn)電機(jī)不同的結(jié)構(gòu)、且具備笫二轉(zhuǎn)子的第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝 置，所述第一轉(zhuǎn)子包括第一永磁體，所述第二轉(zhuǎn)子包括第二永磁體。驅(qū)動(dòng) 控制裝置具備驅(qū)動(dòng)部，其驅(qū)動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)；和控制部， 其推定所述第一永磁體的溫度和第二永磁體的溫度，并且根據(jù)其推定結(jié)果 控制驅(qū)動(dòng)部。控制部包括溫度推定部。溫度推定部根據(jù)第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第 二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)的不同，從與第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和笫二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的狀態(tài)有關(guān) 的多個(gè)參數(shù)中選擇分別與第 一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)對(duì)應(yīng)的第 一參數(shù)和 第二參數(shù)。溫度推定部使用第一參數(shù)和第二參數(shù)，分別推定第一永磁體的
溫度和第二7、磁體的溫度。
優(yōu)選的是，第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸方向的長度比第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn) 軸方向的長度長。
更優(yōu)選的是，第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)還包括設(shè)置在第一轉(zhuǎn)子的周圍的第一定子。第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)還包括設(shè)置在第二轉(zhuǎn)子的周圍的第二定子。第 一轉(zhuǎn)子和第二
轉(zhuǎn)子與第 一定子和第二定子由冷卻介質(zhì)來冷卻。第 一參數(shù)是冷卻介質(zhì)的溫 度。第二參數(shù)是第二定子的溫度。
進(jìn)一步優(yōu)選的是，冷卻介質(zhì)是冷卻油。
優(yōu)選的是，驅(qū)動(dòng)部包括分別驅(qū)動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第一 變換器和第二變換器。控制部還包括變換器控制部。變換器控制部在第一 永磁體的溫度為第一閾值溫度以上的情況下，限制第一變換器的輸出電流， 在第二永磁體的溫度為第二閾值溫度以上的情況下，限制第二變換器的輸 出電流。
優(yōu)選的是，第 一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)搭載于具備內(nèi)燃機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪 的車輛。第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)連結(jié)于內(nèi)燃機(jī)。第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)連結(jié)于驅(qū)動(dòng)輪。
按照本發(fā)明的其他方式，為一種車輛，具備第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其包括 具有第一永f茲體的第一轉(zhuǎn)子；第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其具有與第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)不同 的結(jié)構(gòu)，并且包括具有第二永磁體的第二轉(zhuǎn)子；驅(qū)動(dòng)部，其驅(qū)動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)
電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)；以及控制部，其推定第一永磁體的溫度和第二永磁
體的溫度，并且根據(jù)其推定結(jié)果控制驅(qū)動(dòng)部。控制部包括溫度推定部。溫
度推定部根據(jù)第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)的不同，從與第一旋轉(zhuǎn) 電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的狀態(tài)有關(guān)的多個(gè)參數(shù)中選捧分別與第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和
第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)對(duì)應(yīng)的第 一參數(shù)和笫二參數(shù)。溫度推定部使用第 一參數(shù)和第 二參數(shù)，分別推定第一永磁體的溫度和第二永磁體的溫度。
優(yōu)選的是，第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸方向的長度比第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn) 軸方向的長度長。
更優(yōu)選的是，第 一旋轉(zhuǎn)電機(jī)還包括設(shè)置在第 一轉(zhuǎn)子的周圍的第 一定子。 第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)還包括設(shè)置在第二轉(zhuǎn)子的周圍的第二定子。第一轉(zhuǎn)子和第二 轉(zhuǎn)子與笫一定子和第二定子由冷卻介質(zhì)來冷卻。第一參數(shù)是冷卻介質(zhì)的溫 度。第二參數(shù)是第二定子的溫度。
進(jìn)一步優(yōu)選的是，冷卻介質(zhì)是冷卻油。
優(yōu)選的是，驅(qū)動(dòng)部包括分別驅(qū)動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的第一變換器和第二變換器?？刂撇窟€包括變換器控制部。變換器控制部在第一 永》茲體的溫度為第 一 閾值溫度以上的情況下，限制第 一變換器的輸出電流。 變換器控制部在第二永磁體的溫度為第二閾值溫度以上的情況下，限制第 二變換器的輸出電流。
優(yōu)選的是，車輛還具備與第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)連結(jié)的內(nèi)燃機(jī)；和與第二旋轉(zhuǎn) 電機(jī)連結(jié)的驅(qū)動(dòng)輪。
根據(jù)本發(fā)明，能夠更高精度地推定旋轉(zhuǎn)電機(jī)所包括的永磁體的溫度。


圖1是表示搭載有本發(fā)明實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置的混合 動(dòng)力汽車的 一 例的概略框圖。
圖2是圖l所示的動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)210的示意圖。
圖3是詳細(xì)表示在圖1的混合動(dòng)力車驅(qū)動(dòng)裝置100中與交流電機(jī)M1、 M2的驅(qū)動(dòng)控制相關(guān)的部分的圖。
圖4是說明變換器14、 31的結(jié)構(gòu)的圖。
圖5是表示用于交流電機(jī)M1、 M2的永磁體型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主要部分的 結(jié)構(gòu)例的圖。
圖6是示意表示交流電機(jī)M1、 M2的剖面的圖。
圖7是圖1的控制裝置30的功能框圖。
圖8是用于說明永磁體中產(chǎn)生的渦電流的圖。
圖9是用于說明本實(shí)施方式的溫度推定方法的熱模型圖。
圖IO是表示將圖9的熱模型應(yīng)用于交流電機(jī)M1的結(jié)果的圖。
圖ll是表示將圖9的熱模型應(yīng)用于交流電機(jī)M2的結(jié)果的圖。
圖12是表示圖7的溫度推定部302存儲(chǔ)的映射的圖。
圖13是表示本實(shí)施方式中的交流電機(jī)M1的控制處理的流程圖。
圖14是說明對(duì)交流電機(jī)M1的負(fù)荷率限制處理的圖。
圖15是表示本實(shí)施方式中的交流電機(jī)M2的控制處理的流程圖。
圖16是說明對(duì)交流電機(jī)M2的負(fù)荷率限制處理的圖。M實(shí)施方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。對(duì)圖中相同或相當(dāng)?shù)牟?分標(biāo)記同一符號(hào)，并且不重復(fù)其說明。 [整體結(jié)構(gòu)〗
圖1是表示搭載有本發(fā)明實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置的混合 動(dòng)力汽車的 一例的概略框圖。
參照?qǐng)D1,混合動(dòng)力汽車200具備混合動(dòng)力車驅(qū)動(dòng)裝置100、動(dòng)力分配 機(jī)構(gòu)210、差速齒輪(DG: Differential Gear) 220以及前輪230。混合動(dòng) 力車驅(qū)動(dòng)裝置100具備直流電源B、系統(tǒng)繼電器SR1、 SR2、升壓轉(zhuǎn)換器 12、變換器(inverter,逆變器)14、 31、 DC/DC轉(zhuǎn)換器20、輔機(jī)電池21、 控制裝置30、發(fā)動(dòng)4幾60、交流電才幾M1、 M2。變換器14、 31構(gòu)成IPM(智 能功率模塊)35。 IPM35是驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)M1、 M2的驅(qū)動(dòng)部。
交流電機(jī)Ml經(jīng)由動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)210與發(fā)動(dòng)機(jī)60聯(lián)結(jié)。并且，交流電 機(jī)M1啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)60,或利用發(fā)動(dòng)機(jī)60的旋轉(zhuǎn)力來發(fā)電。另外，交流電 機(jī)M2經(jīng)由動(dòng)力分配才幾構(gòu)210和差速齒輪220驅(qū)動(dòng)前輪230。
交流電機(jī)Ml、 M2作為一個(gè)例子，是永磁體型三相交流同步旋轉(zhuǎn)電機(jī)。 即，交流電機(jī)M1、 M2各自被構(gòu)成為，利用通過在設(shè)置于定子的線圏中流 過驅(qū)動(dòng)電流來產(chǎn)生的電流磁場(旋轉(zhuǎn)磁場)，使具有永磁體的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
直流電源B由鎳氫或鋰離子等的二次電池構(gòu)成。系統(tǒng)繼電器SR1、SR2 根據(jù)來自控制裝置30的信號(hào)SE接通/斷開。更具體而言，系統(tǒng)繼電器SR1 、 SR2根據(jù)來自控制裝置30的H (邏輯高)電平的信號(hào)SE而接通，根據(jù)來 自控制裝置30的L (邏輯低)電平的信號(hào)SE而斷開。
升壓轉(zhuǎn)換器12對(duì)從直流電源B供給的直流電壓進(jìn)行升壓，并供給至 變換器14、 31。更具體而言，升壓轉(zhuǎn)換器12當(dāng)從控制裝置30接收到信號(hào) PWMU時(shí)，對(duì)直流電壓進(jìn)行升壓，并供給至變換器14、 31。另外，升壓 轉(zhuǎn)換器12當(dāng)從控制裝置30接收到信號(hào)PWMD時(shí)，對(duì)從變換器14(或31) 供給的直流電壓進(jìn)^f亍降壓，并供給至直流電源B和DC/DC轉(zhuǎn)換器20。而且，升壓轉(zhuǎn)換器12根據(jù)來自控制裝置30的信號(hào)STP1停止升壓動(dòng)作和降 壓動(dòng)作。
當(dāng)被從升壓轉(zhuǎn)換器12供給直流電壓時(shí)，變換器14才艮據(jù)來自控制裝置 30的信號(hào)DRV1將直流電壓變換為交流電壓，驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)M1。另外， 變換器14根據(jù)來自控制裝置30的信號(hào)DRV1,將交流電機(jī)M1發(fā)電產(chǎn)生 的交流電壓變換為直流電壓，將其變換后的直流電壓供給至升壓轉(zhuǎn)換器 12。
當(dāng)被從升壓轉(zhuǎn)換器12供給直流電壓時(shí)，變換器31才艮據(jù)來自控制裝置 30的信號(hào)DRV2，將直流電壓變換為交流電壓，驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)M2。另夕卜， 變換器31在搭載有混合動(dòng)力車驅(qū)動(dòng)裝置100的混合動(dòng)力汽車的再生制動(dòng) 時(shí)，根據(jù)來自控制裝置30的信號(hào)DRV2，將交流電機(jī)M2發(fā)電產(chǎn)生的交流 電壓變換為直流電壓，將其變換后的直流電壓供給至升壓轉(zhuǎn)換器12。
在此所說的再生制動(dòng)包括與由駕駛混合動(dòng)力汽車的駕駛者進(jìn)行了腳 制動(dòng)器操作的情況下的再生發(fā)電相伴隨的制動(dòng)；和雖然未操作腳制動(dòng)器， 但通過在行駛中松開加速踏板，從而進(jìn)行再生發(fā)電的同時(shí)使車輛減速(或 中止力口速)。
DC/DC轉(zhuǎn)換器20根據(jù)來自控制裝置30的信號(hào)DRV而被驅(qū)動(dòng)，變換 來自直流電源B的直流電壓，對(duì)輔機(jī)電池21進(jìn)行充電。另外，DC/DC轉(zhuǎn) 換器20根據(jù)來自控制裝置30的信號(hào)STP2而被停止。輔機(jī)電池21積蓄從 DC/DC轉(zhuǎn)換器20供給的電力。
控制裝置30在變換器14驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)Ml時(shí)，生成用于控制變換器 14的信號(hào)DRV1，將其生成的信號(hào)DRV1輸出給變換器14。另夕卜，控制裝 置30在變換器31驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)M2時(shí)，生成用于控制變換器31的信號(hào) DRV2，將其生成的信號(hào)DRV2輸出給變換器31。
而且，控制裝置30在變換器14 (或31)驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)M1 (或M2) 時(shí)，生成用于控制升壓轉(zhuǎn)換器12的信號(hào)PWMU，將其生成的信號(hào)PWMU 輸出給升壓轉(zhuǎn)換器12。
而且，控制裝置30在搭載有混合動(dòng)力車驅(qū)動(dòng)裝置100的混合動(dòng)力汽車200的再生制動(dòng)時(shí)，生成用于將由交流電機(jī)M2發(fā)電產(chǎn)生的交流電壓變換 為直流電壓的信號(hào)DRV2，將信號(hào)DRV2輸出給變換器31。
而且，控制裝置30在混合動(dòng)力汽車200的再生制動(dòng)時(shí)，生成用于對(duì)從 變換器31供給的直流電壓進(jìn)行降壓的信號(hào)PWMD，將其生成的信號(hào) PWMD輸出給升壓轉(zhuǎn)換器12。
圖2是圖1所示的動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)210的示意圖。參照?qǐng)D2，動(dòng)力分配 才幾構(gòu)210由齒圏211、 4亍星齒輪(carrier gear) 212、太陽輪213構(gòu)成。發(fā) 動(dòng)機(jī)60的軸251經(jīng)由行星齒輪架253連接于小齒輪212,交流電機(jī)M1的 軸252連接于太陽輪213，交流電才幾M2的軸254連4妻于齒圈211。交流電 機(jī)M2的軸254經(jīng)由DG220與前輪230的驅(qū)動(dòng)軸聯(lián)結(jié)。
交流電機(jī)Ml經(jīng)由軸252、太陽輪213、小齒輪212以及行星齒輪架 253使軸251旋轉(zhuǎn)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)60。另外，交流電機(jī)M1經(jīng)由軸251、行 星齒輪架253、小齒輪212、太陽輪213以及軸252接受發(fā)動(dòng)機(jī)60的旋轉(zhuǎn) 力，利用其接受到的旋轉(zhuǎn)力來發(fā)電。
圖3是詳細(xì)表示在圖1的混合動(dòng)力車驅(qū)動(dòng)裝置100中與交流電機(jī)M1、 M2的驅(qū)動(dòng)控制有關(guān)的部分的圖。
參照?qǐng)D3，直流電源B輸出直流電壓。電壓傳感器10檢測從直流電源 B輸出的電壓Vb ，將其檢測到的電壓Vb輸出給控制裝置30 。
系統(tǒng)繼電器SR1、 SR2，當(dāng)根據(jù)來自控制裝置30的信號(hào)SE而接通時(shí)， 將來自直流電源B的直流電壓供給至電容器Cl。電容器Cl使從直流電源 B經(jīng)由系統(tǒng)繼電器SR1、 SR2供給的直流電壓平滑化，將該平滑化后的直 流電壓供給至升壓轉(zhuǎn)換器12。電壓傳感器11檢測電容器Cl的兩端的電壓 Vc，將該檢測到的電壓Vc輸出給控制裝置30。
升壓轉(zhuǎn)換器12包括電抗器Ll、 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor:絕緣柵雙極晶體管)元件Ql、 Q2、 二極管Dl、 D2。電抗器 Ll的一端連接于直流電源B的電源線，另一端連接于IGBT元件Ql和 IGBT元件Q2的中間點(diǎn)、即IGBT元件Ql的發(fā)射極和IGBT元件Q2的 集電極之間。IGBT元件Q1、 Q2串聯(lián)連接在電源線和接地線之間。IGBT元件Q1、 Q2分別形成上臂和下臂。
IGBT元件Ql的集電極連接于電源線，IGBT元件Q2的發(fā)射極連接 于接地線。另夕卜，各IGBT元件Q1、 Q2的集電極-發(fā)射極間分別配置有使 電流從發(fā)射極側(cè)流向集電極側(cè)的二極管D1、 D2。
升壓轉(zhuǎn)換器12通過控制裝置30使IGBT元件Q1、 Q2導(dǎo)通/截止，對(duì) 從電容器C1供給的直流電壓進(jìn)行升壓，將輸出電壓供給至電容器C2。另 外，升壓轉(zhuǎn)換器12在混合動(dòng)力汽車的再生制動(dòng)時(shí)，對(duì)由交流電機(jī)Ml或 M2發(fā)電產(chǎn)生、由變換器14或31變換后的直流電壓進(jìn)行降壓，并供給至 電容器Cl。
電容器C2使從升壓轉(zhuǎn)換器12供給的直流電壓平滑化，將其平滑化后 的直流電壓供給至變換器14、 31。電壓傳感器13檢測電容器C2的兩側(cè)的 電壓、即升壓轉(zhuǎn)換器12的輸出電壓Vm。
當(dāng)從電容器C2供給直流電壓時(shí)，變換器14根據(jù)來自控制裝置30的 信號(hào)DRV1將直流電壓變換為交流電壓，驅(qū)動(dòng)交流電才幾M1。由此，交流 電機(jī)M1被驅(qū)動(dòng)，使得產(chǎn)生由轉(zhuǎn)矩指令值TR1指定的轉(zhuǎn)矩。另外，變換器 14在交流電機(jī)Ml的發(fā)電時(shí)，根據(jù)來自控制裝置30的信號(hào)DRV1，將交 流電機(jī)M1發(fā)電得到的交流電壓變換為直流電壓，將其變換后的直流電壓 經(jīng)由電容器C2供給至升壓轉(zhuǎn)換器12。
當(dāng)從電容器C2供給直流電壓時(shí)，變換器31根據(jù)來自控制裝置30的 信號(hào)DRV2，將直流電壓變換為交流電壓，驅(qū)動(dòng)交流電才幾M2。由此，交 流電機(jī)M2被驅(qū)動(dòng)，使得產(chǎn)生由轉(zhuǎn)矩指令值TR2指定的轉(zhuǎn)矩。另外，變換 器31在搭載有混合動(dòng)力車驅(qū)動(dòng)裝置100的混合動(dòng)力汽車的再生制動(dòng)時(shí)，根 據(jù)來自控制裝置30的信號(hào)DRV2 ，將交流電機(jī)M2發(fā)電產(chǎn)生的交流電壓變 換為直流電壓，將其變換后直流電壓經(jīng)由電容器C2供給至升壓轉(zhuǎn)換器12。
交流電機(jī)Ml上配置有旋轉(zhuǎn)角檢測部32A。旋轉(zhuǎn)角檢測部32A連結(jié)于 交流電機(jī)M1的旋轉(zhuǎn)軸。旋轉(zhuǎn)角檢測部32A根據(jù)交流電機(jī)M1的轉(zhuǎn)子的旋 轉(zhuǎn)位置檢測旋轉(zhuǎn)角ei，將檢測到的旋轉(zhuǎn)角ei輸出給控制裝置30。
交流電機(jī)M2上配置有旋轉(zhuǎn)角檢測部32B。旋轉(zhuǎn)角檢測部32B連結(jié)于交流電機(jī)M2的旋轉(zhuǎn)軸。旋轉(zhuǎn)角檢測部32B根據(jù)交流電機(jī)M2的轉(zhuǎn)子的旋 轉(zhuǎn)位置檢測旋轉(zhuǎn)角6 2，將檢測到的旋轉(zhuǎn)角6 2輸出給控制裝置30。
控制裝置30從設(shè)置于外部的ECU ( Electrical Control Unit,電子控 制單元)接收轉(zhuǎn)矩指令值TR1、 TR2、電機(jī)轉(zhuǎn)速M(fèi)RN1、 MRN2。控制裝 置30還從電壓傳感器10接收電壓Vb，從電壓傳感器11接收電壓Vc，從 電壓傳感器13接收電壓Vm，從電流傳感器24接收電機(jī)電流MCRT1， 從電流傳感器28接收電機(jī)電流MCRT2。控制裝置30還分別從旋轉(zhuǎn)角檢 測部32A、 32B接收旋轉(zhuǎn)角61、 6 2。
控制裝置30根據(jù)電壓Vm、電機(jī)電流MCRT1、轉(zhuǎn)矩指令值TR1以及 旋轉(zhuǎn)角61,生成在變換器14驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)M1時(shí)用于開關(guān)控制變換器14 中包括的開關(guān)元件的信號(hào)DRV1?？刂蒲b置30將其生成的信號(hào)DRV1輸出 給變換器14。
控制裝置30根據(jù)電壓Vm、電機(jī)電流MCRT2、轉(zhuǎn)矩指令值TR2以及 旋轉(zhuǎn)角6 2，生成在變換器31驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)M2時(shí)用于開關(guān)控制變換器31 中包括的開關(guān)元件的信號(hào)DRV2?？刂蒲b置30將其生成的信號(hào)DRV2輸出 給變換器31。
控制裝置30在變換器14 (或31)驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)Ml (或M2 )時(shí)，才艮 據(jù)電壓Vb、 Vm、轉(zhuǎn)矩指令值TR1 (或TR2)以及電才幾轉(zhuǎn)速M(fèi)RN1 (或 MRN2)，生成用于開關(guān)控制升壓轉(zhuǎn)換器12的IGBT元件Q1、 Q2的信號(hào) PWMU?？刂蒲b置30將其生成的信號(hào)PWMU輸出給升壓轉(zhuǎn)換器12。
控制裝置30在混合動(dòng)力汽車200的再生制動(dòng)時(shí)，生成用于將由交流電 機(jī)M2發(fā)電產(chǎn)生的交流電壓變換為直流電壓的信號(hào)DRV2。控制裝置30將 信號(hào)DRV2輸出給變換器31 。該情況下，變換器31的開關(guān)元件由信號(hào)DRV2 開關(guān)控制。由此，變換器31將由交流電機(jī)M2發(fā)電產(chǎn)生的交流電壓變換為 直流電壓，并供給至升壓轉(zhuǎn)換器12。
而且，控制裝置30生成用于對(duì)從變換器14 (或31)供給的直流電壓 進(jìn)行降壓的信號(hào)PWMD，將其生成的信號(hào)PWMD輸出給升壓轉(zhuǎn)換器12。 由此，交流電機(jī)M1或M2發(fā)電產(chǎn)生的交流電壓被變換為直流電壓，并被降壓而供給至直流電源B。
圖4是說明變換器14、 31的結(jié)構(gòu)的圖。變換器31的結(jié)構(gòu)與變換器14 的結(jié)構(gòu)相同。以下，代表性地說明變換器14的結(jié)構(gòu)，變換器31的結(jié)構(gòu)等 效于在以下說明的變換器14的結(jié)構(gòu)中將"變換器14"置換為"變換器31"。
參照?qǐng)D4，變換器14包括U相臂15、 V相臂16、 W相臂17。 U相臂 15、 V相臂16以及W相臂17并聯(lián)設(shè)置在電源線1和接地線2之間。
U相臂15由串聯(lián)連接的IGBT元件Q3、 Q4構(gòu)成，V相臂16由串聯(lián) 連接的IGBT元件Q5、 Q6構(gòu)成，W相臂17由串聯(lián)連接的IGBT元件Q7、 Q8構(gòu)成。另外，各IGBT元件Q3 Q8的集電極-發(fā)射極間分別連接有使 電流從發(fā)射極側(cè)流向集電極側(cè)的二極管D3 ~ D8。
變換器14的各相臂的中間點(diǎn)連接于交流電機(jī)Ml的各相線圏的各相 端。即，交流電機(jī)M1的U相線圈的另一端連接于IGBT元件Q3、 Q4的 中間點(diǎn)，V相線圏的另一端連接于IGBT元件Q5、 Q6的中間點(diǎn)，W相線 圏的另一端連接于IGBT元件Q7、 Q8的中間點(diǎn)。同樣地，變換器31的各 相臂的中間點(diǎn)連接于交流電機(jī)M2的各相線圏的各相端。
圖5是表示交流電機(jī)M1、 M2中使用的永磁體型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主要部分 的結(jié)構(gòu)例的圖。參照?qǐng)D5，在永磁體型同步機(jī)的轉(zhuǎn)子中，在轉(zhuǎn)子芯(rotor core) 50上開多個(gè)孔52,在該孔52的內(nèi)部插入配置永/f茲體54,由此形成 極。并且，在定子40中，以包圍轉(zhuǎn)子芯50的方式配置有多個(gè)線圏(未圖 示)?；趯?duì)多個(gè)線圏通電形成的旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
在此，由定子40的線圏產(chǎn)生的磁通量貫穿永磁體54,因此在永磁體 54中產(chǎn)生渦電流。關(guān)于磁體中產(chǎn)生的渦電流，隨著旋轉(zhuǎn)電機(jī)的小型化、高 速化以及高輸出化，其發(fā)熱以及損失的問題變得顯著。即，發(fā)熱導(dǎo)致磁體 的退磁，成為旋轉(zhuǎn)電機(jī)的故障的原因。另外，由渦電流導(dǎo)致的損失會(huì)使旋 轉(zhuǎn)電機(jī)的效率降低。因此，控制裝置30在永磁體的磁體溫度為預(yù)定的閾值 溫度以下的情況下，以第一模式控制變換器14、 31，在磁體溫度超過該閾 值溫度的情況下，以相比于第 一模式而能夠抑制永磁體的溫度上升的第二 模式控制變換器14、 31。圖6是示意表示交流電機(jī)M1、 M2的剖面的圖。在圖6中，交流電機(jī) Ml、 M2的剖面方向?yàn)榕c交流電才幾M1、 M2的4t轉(zhuǎn)軸平^f亍的方向。
參照?qǐng)D6,交流電機(jī)M1、 M2被收納在殼體65中。交流電機(jī)M1包括 轉(zhuǎn)子芯50.1、永磁體54.1。永磁體54.1被插入轉(zhuǎn)子芯50.1。交流電機(jī)Ml 還包括定子芯40.1、巻繞于定子芯40.1的定子線圏46.1。定子芯40.1 (以 及定子線圏46.1)設(shè)置在轉(zhuǎn)子芯50.1的周圍。
交流電機(jī)M2包括轉(zhuǎn)子芯50.2、永磁體54.2。永磁體54.2被插入轉(zhuǎn)子 芯50.2。交流電機(jī)M2還包括定子芯40.2、巻繞于定子芯40.2的定子線圈 46.2。定子芯40.2 (以及定子線圈46.2 )設(shè)置在轉(zhuǎn)子芯50.2的周圍。
永磁體54.1的數(shù)量和永磁體54.2的數(shù)量并未被特別限定。
軸X是交流電機(jī)M1的旋轉(zhuǎn)軸，并且是交流電機(jī)M2的旋轉(zhuǎn)軸。如圖 6所示，轉(zhuǎn)子芯50.1的軸X方向的長度比轉(zhuǎn)子芯50.2的軸X方向的長度 長。這樣，交流電機(jī)M1與交流電機(jī)M2的構(gòu)造不同。
積存在殼體65的底部的油70被各個(gè)轉(zhuǎn)子芯50.1、 50.2撥到上方。轉(zhuǎn) 子芯50.1和定子(定子芯40.1和定子線圏46.1)由油70來冷卻。同樣地， 轉(zhuǎn)子芯50.2和定子(定子芯40.2和定子線圏46.2 )由油70來冷卻。
具體而言，油70是自動(dòng)變速器的ATF( Automatic Transmission Fluid: 自動(dòng)變速器油，自動(dòng)傳動(dòng)流體)。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠利用作為液體的 冷卻油來冷卻轉(zhuǎn)子和定子。而且，在本實(shí)施方式中，能夠利用ATF冷卻轉(zhuǎn) 子和定子。在本實(shí)施方式中，冷卻介質(zhì)是油，但冷卻介質(zhì)例如也可以是氣 體。
殼體65的底部設(shè)置有用于檢測油70的溫度的溫度傳感器72。另外， 為了檢測交流電機(jī)M2的定子的溫度，溫度傳感器74設(shè)置在定子線圏46.2 的附近。
圖7是圖1的控制裝置30的功能框圖。圖7所示的控制裝置30可以 由硬件實(shí)現(xiàn)，也可以由軟件實(shí)現(xiàn)。
參照?qǐng)D7,控制裝置30包括轉(zhuǎn)換器控制部301、溫度推定部302、變 換器控制部303。轉(zhuǎn)換器控制部301根據(jù)直流電源B的電壓Vb、電容器Cl的電壓Vc、電機(jī)轉(zhuǎn)速M(fèi)RN1、 MRN2、轉(zhuǎn)矩指令值TR1、 TR2，生成 并輸出信號(hào)PWMU、 PWMD、 STP1。
溫度推定部302接收電機(jī)轉(zhuǎn)速M(fèi)RN1、MRN2、轉(zhuǎn)矩指令值TR1、TR2。 溫度推定部302還從溫度傳感器72 (參照?qǐng)D6 )接收油70的溫度Ta，從 溫度傳感器74 (參照?qǐng)D6 )接收定子線圏46.2的溫度Ts。溫度推定部302 根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速M(fèi)RN1、轉(zhuǎn)矩指令值TR1、溫度Ta，推定交流電機(jī)Ml的 轉(zhuǎn)子芯50.1中插入的永磁體54.1的溫度。溫度推定部302根據(jù)溫度Ts推 定交流電機(jī)M2的轉(zhuǎn)子芯50.2中插入的永磁體54.2的溫度。在后面詳細(xì)說 明溫度推定方法。
變換器控制部303根據(jù)旋轉(zhuǎn)角61、 6 2、轉(zhuǎn)矩指令值TR1、 TR2、電 機(jī)電流MCRT1、 MCRT2、升壓轉(zhuǎn)換器12的輸出電壓Vm,生成并輸出 信號(hào)DRV1、 DRV2。變換器控制部303從溫度推定部302接收磁體溫度的 推定值。變換器控制部303在磁體溫度超過了預(yù)定的闊值溫度的情況下， 限制交流電才幾M1 (M2)的負(fù)荷率。 [磁體溫度推定方法]
圖8是用于說明永磁體中產(chǎn)生的渦電流的圖。參照?qǐng)D8,貫穿永磁體 54的磁場在虛線的箭頭所示的方向上變動(dòng)的情況下，在永磁體54中產(chǎn)生 渦電流I。渦電流I僅流過永磁體54的表面附近。由渦電流I產(chǎn)生焦耳熱， 因此永磁體54的溫度上升。磁場的變動(dòng)越大，渦電流I變得越大。其結(jié)果， 永磁體54的溫度變高。貫通7JC磁體54的磁場在時(shí)間上為恒定的情況下， 不會(huì)產(chǎn)生由渦電流產(chǎn)生的焦耳熱。
交流電機(jī)的轉(zhuǎn)子構(gòu)成為能夠旋轉(zhuǎn)，因此當(dāng)使用溫度傳感器等要直接檢 測設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的永磁體的溫度時(shí)，需要由旋轉(zhuǎn)接合部(joint)等構(gòu)成旋 轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子與靜止的定子側(cè)之間的傳感器布線。因此，電機(jī)的構(gòu)造會(huì)復(fù)雜化。
控制裝置30，根據(jù)交流電機(jī)M1、 M2的構(gòu)造的不同，從與交流電機(jī) Ml、 M2的狀態(tài)有關(guān)的多個(gè)參數(shù)中選擇分別與交流電機(jī)M1、 M2對(duì)應(yīng)的第 一參數(shù)和笫二參數(shù)。如后所述，在本實(shí)施方式中，第一參數(shù)為油70的溫度 Ta，笫二參數(shù)為定子線圏46.2的溫度Ts?？刂蒲b置30根據(jù)溫度Ts推定交流電機(jī)Ml所包括的永磁體54.1的溫度，根據(jù)溫度Ts推定交流電機(jī)M2 所包括的永磁體54.2的溫度。按照交流電機(jī)的構(gòu)造，從多個(gè)參數(shù)中選擇適 當(dāng)?shù)膮?shù)，由此能夠更準(zhǔn)確地推定永》茲體的溫度。
圖9是用于說明本實(shí)施方式的溫度推定方法的熱模型圖。
如圖9所示，將磁體的溫度、發(fā)熱量以及熱容量分別設(shè)為Tm、 Qm、 Mm。同樣，將轉(zhuǎn)子的溫度、發(fā)熱量以及熱容量分別設(shè)為Tr、 Qr、 Mr。 將定子的溫度、發(fā)熱量以及熱容量分別設(shè)為Ts、 Qs、 Ms。將氛圍環(huán)境(油) 的溫度設(shè)為Ta。將磁體與轉(zhuǎn)子之間的熱電阻、轉(zhuǎn)子與定子之間的熱阻、定 子與氛圍環(huán)境之間的熱阻以及轉(zhuǎn)子與氛圍環(huán)境之間的熱阻分別設(shè)為Rl 、 R2、 R3、 R4。圖9所示的熱模型中使用的這些參數(shù)相當(dāng)于與交流電機(jī)M1、 M2的狀態(tài)有關(guān)的多個(gè)參數(shù)。
在該熱^^莫型中，溫度的單位設(shè)為"'C"。另外，在該熱模型中，所謂 "發(fā)熱量"是每l秒的發(fā)熱量，其單位是"W" ( = "J/秒")。而且， 熱容量的單位為"J廠C"，熱阻的單位為"'C/W"。
該熱模型的狀態(tài)為穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，以下的式(l) ~ (3)的關(guān)系成立。
<formula>formula see original document page 18</formula>
式U)表示溫度Tm為由發(fā)熱量和溫度確定的線形函數(shù)。接著，對(duì)式 (4 )的正確性、即圖9的熱模型的正確性進(jìn)行說明。
圖IO是示出將圖9的熱模型應(yīng)用于交流電機(jī)M1的結(jié)果的圖。 參照?qǐng)DIO，圖表示出以磁體的溫度Tm為目標(biāo)變量，以磁體的發(fā)熱量 Qm、轉(zhuǎn)子芯的發(fā)熱量Qr、定子的發(fā)熱量Qs、定子的溫度Ts以及油溫Ta 為說明變量，進(jìn)行了 N-36的多元回歸分析后的結(jié)果。溫度是實(shí)測值，發(fā) 熱量是計(jì)算值。其結(jié)果，得到在交流電機(jī)M1中磁體的發(fā)熱Qm和油溫Ta之間高度相關(guān)。
在圖IO的圖表中，橫軸表示由回歸方程式得到的磁體溫度的推定值， 縱軸表示磁體溫度的實(shí)測值。上述的多元回歸分析的結(jié)果、貢獻(xiàn)率(R2) 為0.9059。
貢獻(xiàn)率是表示實(shí)測值與推定值的一致的程度的值，為從0到1的范圍 的值。貢獻(xiàn)率越接近l，推定值與實(shí)測值的差越小。如圖10所示，表示推
定值與實(shí)測值的關(guān)系的多個(gè)點(diǎn)分布在表示推定值與實(shí)測值相等的直線的附 近。
圖ll是表示將圖9的熱模型應(yīng)用于交流電機(jī)M2的結(jié)果的圖。
參照?qǐng)Dll，圖表示出將磁體的溫度Tm作為目標(biāo)變量，將磁體的發(fā)熱 量Qm、轉(zhuǎn)子芯的發(fā)熱量Qr、定子的發(fā)熱量Qs、定子的溫度Ts、油溫Ta 作為說明變量，進(jìn)行N-36的多元回歸分析后的結(jié)果。與交流電機(jī)M1的 情況同樣地，溫度為實(shí)測值，發(fā)熱量為計(jì)算值。其結(jié)果，得到了在交流電 機(jī)M2中磁體的發(fā)熱Qm與定子的溫度Ts之間高度相關(guān)。
在圖ll的圖表中，橫軸表示由回歸方程式得到的磁體溫度的推定值， 縱軸表示磁體溫度的實(shí)測值。上述的多元回歸分析的結(jié)果、貢獻(xiàn)率(R2) 為0.9699。與圖10同樣地，在圖11的圖表中，表示推定值與實(shí)測值的關(guān) 系的多個(gè)點(diǎn)也分布在表示推定值與實(shí)測值相等的直線的附近。
從圖10導(dǎo)出在交流電機(jī)M1中磁體溫度與油溫的相關(guān)程度較高。由圖 11導(dǎo)出在交流電機(jī)M2中磁體溫度與定子的溫度的相關(guān)程度較高。關(guān)于得 到這樣的結(jié)果的理由，進(jìn)行如下那樣的考慮。
在圖6中，油70的溫度為交流電機(jī)M1、 M2的氛圍環(huán)境溫度。因此， 在交流電機(jī)的動(dòng)作點(diǎn)保持不變地繼續(xù)使用交流電機(jī)的情況下，認(rèn)為氛圍環(huán) 境溫度與永磁體的溫度大致相等。因此，認(rèn)為交流電機(jī)M1的溫度與油溫 存在相關(guān)關(guān)系。
但是，交流電4幾M2的軸長比交流電機(jī)M1的軸長長。因此，交流電 機(jī)M2的定子(定子芯40.2和定子線圏46.2)較多地接受從轉(zhuǎn)子發(fā)出的熱 (受熱面積變大)。而油70的溫度反映交流電才幾M1、 M2的平均溫度。因此，認(rèn)為相比于油70的溫度，定子線圈46.2的溫度更接近永磁體54.2 的溫度。
在本實(shí)施方式中，圖7的溫度推定部302存儲(chǔ)使交流電機(jī)M1的動(dòng)作 狀態(tài)和磁體溫度具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的映射，參照該映射推定交流電機(jī)M1的轉(zhuǎn) 子所包括的永磁體的溫度。
圖12是表示圖7的溫度推定部302存儲(chǔ)的映射的圖。
參照?qǐng)D12，映射MP1 MP4的每一個(gè)是確定石茲體溫度與、由交流電 機(jī)M1的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速確定的交流電機(jī)M1的動(dòng)作點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系的映射。油 溫(溫度Ta )的條件在映射MP1 ~ MP4間彼此不同。
溫度推定部302存儲(chǔ)按各油溫(溫度Ta )不同的多個(gè)映射(映射MP1 、 MP2、 MP3、 MP4等)。映射的數(shù)量并未被特別限定，但映射的數(shù)量越多， 越能更高精度地推定交流電機(jī)M1的轉(zhuǎn)子所包括的永磁體的溫度。
溫度推定部302從溫度傳感器72接收溫度Ta,從多個(gè)映射中選擇與 溫度Ta對(duì)應(yīng)的映射。接著，溫度推定部302參照該映射，根據(jù)由轉(zhuǎn)矩指 令值TR1和電機(jī)轉(zhuǎn)速M(fèi)RN1確定的映射上的動(dòng)作點(diǎn)，算出磁體溫度。圖 12中示出110°C、 150。C以及190。C作為由映射確定的f茲體溫度的例子。
另 一方面，由溫度推定部302進(jìn)行的交流電機(jī)M2的磁體溫度的推定 方法如下所述。溫度推定部302存儲(chǔ)預(yù)先求得的、定子溫度與磁體溫度的 相關(guān)式。并且，溫度推定部302根據(jù)由溫度傳感器74得到的定子的溫度 Ts和該相關(guān)式，推定交流電機(jī)M2的磁體溫度。 [交流電機(jī)的控制方法]
圖13是表示本實(shí)施方式中的交流電機(jī)M1的控制處理的流程圖。 參照?qǐng)D13和圖1，當(dāng)處理開始時(shí)，控制裝置30設(shè)定交流電機(jī)M1(M2)
的轉(zhuǎn)子所包括的永磁體的初始溫度(步驟Sl)。步驟Sl的處理例如在對(duì)
混合動(dòng)力車驅(qū)動(dòng)裝置100發(fā)出了起動(dòng)指示時(shí)被執(zhí)行。交流電機(jī)Ml的永磁
體的初始溫度被設(shè)定為溫度Ta (油溫)。
在步驟S2中，控制裝置30(更具體而言，圖6所示的溫度推定部302 )
取得溫度Ta、轉(zhuǎn)矩指令值TR1以及電機(jī)轉(zhuǎn)速M(fèi)RN1。控制裝置30從多個(gè)映射中選擇與溫度Ta對(duì)應(yīng)的映射。如上所述，控制裝置30根據(jù)該映射、 轉(zhuǎn)矩指令值TR1、電機(jī)轉(zhuǎn)速M(fèi)RN1，推定交流電機(jī)M1的轉(zhuǎn)子所包括的永 磁體的磁體溫度Tmgl。
步驟S3中，控制裝置30判定磁體溫度Tmgl是否為預(yù)定的溫度Tl 以上。在磁體溫度Tmgl為溫度T1以上的情況下(步驟S3中為"是")， 處理進(jìn)入步驟S4。而在磁體溫度Tmgl小于溫度Tl的情況下(步驟S3 中為"否")，處理返回步驟S2。
當(dāng)i茲體溫度Tmgl變?yōu)闇囟萒l以上時(shí)，控制裝置30執(zhí)行限制交流電 機(jī)M1的轉(zhuǎn)矩的處理(負(fù)荷率限制處理)(步驟S4)。具體而言，控制裝 置30限制流向交流電機(jī)M1的電流、即變換器14的輸出電流。當(dāng)步驟S4 的處理結(jié)束時(shí)，處理返回至步驟S2。
圖14是說明對(duì)交流電機(jī)M1的負(fù)荷率限制處理的圖。
在圖14中，圖表的橫軸表示磁體推定溫度(磁體溫度Tmgl)，圖表 的縱軸表示交流電機(jī)M1的轉(zhuǎn)矩限制值。當(dāng)磁體溫度超過T1時(shí)，控制裝 置30使轉(zhuǎn)矩限制值減少。當(dāng)磁體溫度變?yōu)門2以上時(shí)，控制裝置30將轉(zhuǎn) 矩限制值例如設(shè)定為0?？刂蒲b置30控制變換器14的輸出電流，使得交 流電機(jī)M1的輸出轉(zhuǎn)矩不超過轉(zhuǎn)矩限制值。由此，當(dāng)磁體溫度Tmgl超過 Tl時(shí)，限制交流電機(jī)M1的轉(zhuǎn)矩。
圖15是表示本實(shí)施方式中的交流電機(jī)M2的控制處理的流程圖。
參照?qǐng)D15和圖1，當(dāng)處理開始時(shí)，控制裝置30設(shè)定交流電機(jī)M2的 轉(zhuǎn)子所包括的永磁體的初始溫度(步驟S1A)。交流電機(jī)M2的永磁體的 初始溫度被設(shè)定為溫度Ts (定子線圈的溫度)。
在步驟S2A中，控制裝置30 (更具體而言，圖6所示的溫度推定部 302 )將溫度Ts代入預(yù)先存儲(chǔ)的相關(guān)式，推定交流電機(jī)M2的轉(zhuǎn)子所包括 的永J茲體的》茲體溫度Tmg2。
在步驟S3A中，控制裝置30判定磁體溫度Tmg2是否為預(yù)定的溫度 T1A以上。在磁體溫度Tmg2為溫度T1A以上的情況下(在步驟S3A中 為"是")，處理進(jìn)入步驟S4A。而在磁體溫度Tmg2小于溫度T1A的情
21況下(在步驟S3A中為"否")，處理返回至步驟S2A。
當(dāng)磁體溫度Tmg2變?yōu)闇囟萒1A以上時(shí)，控制裝置30執(zhí)行限制交流 電機(jī)M2的轉(zhuǎn)矩的處理(負(fù)荷率限制處理)(步驟S4A)?？刂蒲b置30限 制流向交流電機(jī)M2的電流、即變換器的31的輸出電流。當(dāng)步驟S4A的 處理結(jié)束時(shí)，處理返回至步驟S2A。
圖16是說明對(duì)交流電機(jī)M2的負(fù)荷率限制處理的圖。
在圖16中，圖表的橫軸表示磁體推定溫度(磁體溫度Tmg2)，圖表 的縱軸表示交流電機(jī)M2的轉(zhuǎn)矩限制值。當(dāng)磁體溫度超過T1A時(shí)，控制裝 置30使轉(zhuǎn)矩限制值減少。當(dāng)磁體溫度變?yōu)門2A以上時(shí)，控制裝置30將轉(zhuǎn) 矩限制值例如設(shè)定為0。控制裝置30控制變換器14的輸出電流，使得交 流電機(jī)M2的輸出轉(zhuǎn)矩不超過轉(zhuǎn)矩限制值。由此，當(dāng)磁體溫度Tmg2超過 T1A時(shí)，限制交流電機(jī)M2的轉(zhuǎn)矩。
在限制了輸出轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)下使交流電機(jī)M1 (M2)動(dòng)作，由此能夠使 永f茲體的溫度下降。因此，能夠防止永磁體的退磁。
這樣，在本實(shí)施方式中，交流電機(jī)M1、 M2是彼此構(gòu)造不同的(軸長 不同)的電機(jī)?？刂蒲b置30推定磁體溫度Tmgl、 Tmg2，根據(jù)磁體溫度 Tmgl、 Tmg2控制IPM35 (變換器14、 31)?？刂蒲b置30使用第一參數(shù) (交流電機(jī)M1、 M2的冷卻油的溫度)推定磁體溫度Tmgl?？刂蒲b置30 根據(jù)第二參數(shù)(定子線圏46.2的溫度)推定磁體溫度Tmg2。基于交流電 機(jī)M1、 M2的構(gòu)造的不同，從與交流電機(jī)M1、 M2的狀態(tài)有關(guān)的多個(gè)參 數(shù)中選擇適當(dāng)?shù)膮?shù)，由此能夠更正確地推定磁體溫度。
另外，根據(jù)本實(shí)施方式，對(duì)與車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)結(jié)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)和、與車 輛的驅(qū)動(dòng)輪聯(lián)結(jié)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，能夠防止永磁體的退磁的同時(shí)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
另外，根據(jù)本實(shí)施方式的車輛，能夠防止永磁體的退磁，并且使構(gòu)造 不同的多個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
本實(shí)施方式中的控制裝置30內(nèi)的轉(zhuǎn)換器控制部301、溫度推定部302 以及變換器控制部303可以由具有與各功能框相當(dāng)?shù)墓δ艿幕芈窐?gòu)成，也 可以通過控制部按照預(yù)先設(shè)定的程序執(zhí)行處理來實(shí)現(xiàn)。在后者的情況下，上述的控制裝置30的控制由CPU ( Central Processing Unit:中央處理單 元)進(jìn)行，CPU從ROM ( Read only Memory:只讀存儲(chǔ)器)讀出用于執(zhí) 行上述功能框和流程圖所示的處理的程序，執(zhí)行其讀出的程序，按照上述 功能框和流程圖執(zhí)行處理。因此，ROM相當(dāng)于存儲(chǔ)有用于執(zhí)行上述功能 框和流程圖所示的處理的程序的計(jì)算機(jī)(CPU)可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)。
另外，與交流電機(jī)的狀態(tài)有關(guān)的多個(gè)參數(shù)并未限定于圖9的熱模型中 使用的參數(shù)，例如也可以包括交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速等其他參數(shù)。
應(yīng)該認(rèn)為，本次公開的實(shí)施方式，在所有方面都只是例示而并非限制 性的內(nèi)容。本發(fā)明的范圍并不是由上述的說明而是由權(quán)利要求所表示，包 括與權(quán)利要求同等的含義和范圍內(nèi)的所有變更。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其驅(qū)動(dòng)控制具備第一轉(zhuǎn)子(50.1)的第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(M1)和具有與所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(M1)不同的結(jié)構(gòu)、且具備第二轉(zhuǎn)子(50.2)的第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(M2)，所述第一轉(zhuǎn)子(50.1)包括第一永磁體(54.1)，所述第二轉(zhuǎn)子(50.2)包括第二永磁體(54.2)，該驅(qū)動(dòng)控制裝置具備驅(qū)動(dòng)部(35)，其驅(qū)動(dòng)所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(M1、M2)；和控制部(30)，其推定所述第一永磁體(54.1)的溫度(Tmg1)和所述第二永磁體(54.2)的溫度(Tmg2)，并且根據(jù)其推定結(jié)果控制所述驅(qū)動(dòng)部(35)，所述控制部(30)包括溫度推定部(302)，該溫度推定部(302)根據(jù)所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(M1、M2)的結(jié)構(gòu)的不同，從與所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(M1、M2)的狀態(tài)有關(guān)的多個(gè)參數(shù)中選擇分別與所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(M1、M2)對(duì)應(yīng)的第一參數(shù)和第二參數(shù)，并且使用所述第一參數(shù)和第二參數(shù)，分別推定所述第一永磁體(54.1)的溫度(Tmg1)和所述第二永磁體(54.2)的溫度(Tmg2)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中， 所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(M2)的旋轉(zhuǎn)軸方向的長度比所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(Ml)的旋轉(zhuǎn)軸方向的長度長。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中， 所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(Ml)還包括設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)子(50.1)的周圍的第一定子(40.1)，所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(M2)還包括設(shè)置在所述第二轉(zhuǎn)子(50.2)的周圍 的第二定子(40.2)，所述第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子(50.1、 50.2)與所述第一定子和第二定子 (40.1、 40.2)由冷卻介質(zhì)(70)來冷卻，所述第一參數(shù)是所述冷卻介質(zhì)(70)的溫度， 所述第二參數(shù)是所述第二定子(40.2)的溫度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中， 所述冷卻介質(zhì)(70)是冷卻油。
5. 根椐權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中， 所述驅(qū)動(dòng)部(35)包括分別驅(qū)動(dòng)所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(Ml、 M2)的第一變換器和第二變換器(14、 31),所述控制部(30 )還包括變換器控制部(303 )，該變換器控制部(303 ) 在所述第一永磁體(54.1)的溫度(Tmgl)為第一閾值溫度(Tl)以上的 情況下，限制所述笫一變換器(14)的輸出電流，在所述第二永磁體(54.2) 的溫度(Tmg2)為第二閾值溫度(T1A)以上的情況下，限制所述第二變 換器(31)的輸出電流。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置，其中， 所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(Ml、 M2 )搭載于具備內(nèi)燃機(jī)(60 )和驅(qū)動(dòng)輪(230)的車輛(100)，所述笫一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(Ml)連結(jié)于所述內(nèi)燃機(jī)(60), 所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(M2)連結(jié)于所述驅(qū)動(dòng)輪(230)。
7. —種車輛，具備第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(Ml),其包括具有第一永磁體(54.1 )的第一轉(zhuǎn)子(50.1); 第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(M2)，其具有與所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(Ml)不同的結(jié) 構(gòu)，并且包括具有笫二永》茲體(54.2)的第二轉(zhuǎn)子(50.2);驅(qū)動(dòng)部(35 )，其驅(qū)動(dòng)所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二4t轉(zhuǎn)電機(jī)(Ml、 M2 );以及控制部(30)，其推定所述第一永磁體(54.1)的溫度(Tmgl)和所 述第二永磁體(54.2)的溫度(Tmg2)，并且根據(jù)其推定結(jié)果控制所述驅(qū) 動(dòng)部(35 ),所述控制部(30)包括溫度推定部(302),該溫度推定部(302)根 據(jù)所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(Ml、 M2)的結(jié)構(gòu)的不同，從與所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(Ml、 M2)的狀態(tài)有關(guān)的多個(gè)參數(shù)中選 擇分別與所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(Ml、 M2)對(duì)應(yīng)的第一參數(shù) 和第二參數(shù)，并且使用所述第一參數(shù)和第二參數(shù)，分別推定所述第一永磁 體(54.1)的溫度(Tmgl)和所述第二永磁體(54.2)的溫度(Tmg2 )。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛，其中，所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(M2)的旋轉(zhuǎn)軸方向的長度比所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī) (Ml)的旋轉(zhuǎn)軸方向的長度長。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的車輛，其中，所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(Ml)還包括設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)子(50.1)的周圍 的第一定子(40.1)，所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(M2)還包括設(shè)置在所述第二轉(zhuǎn)子(50.2)的周圍 的第二定子(40.2),所述第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子(50.1、 50.2)與所述第一定子和第二定子 (40.1、 40.2)由冷卻介質(zhì)(70)來冷卻，所述第一參數(shù)是所述冷卻介質(zhì)(70)的溫度，所述第二參數(shù)是所述第二定子(40.2)的溫度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛，其中， 所述冷卻介質(zhì)(70)是冷卻油。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛，其中，所述驅(qū)動(dòng)部(35)包括分別驅(qū)動(dòng)所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī) (Ml、 M2)的第一變換器和第二變換器(14、 31)，所述控制部(30 )還包括變換器控制部(303 )，該變換器控制部(303 ) 在所述第一永磁體(54.1)的溫度(Tmgl)為笫一閾值溫度(Tl)以上的 情況下，限制所述第一變換器(14)的輸出電流，在所述第二永磁體(54.2) 的溫度(Tmg2)為第二閾值溫度(T1A)以上的情況下，限制所述第二變 換器(31)的輸出電流。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛，其中， 所述車輛還具備與所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(Ml)連結(jié)的內(nèi)燃機(jī)(60);和 與所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(M2)連結(jié)的驅(qū)動(dòng)輪(230)。
全文摘要
包括彼此構(gòu)造不同的第一電機(jī)、第二電機(jī)以及控制裝置，所述控制裝置推定所述第一電機(jī)的第一磁體溫度和所述第二電機(jī)的第二磁體溫度，根據(jù)所述第一磁體溫度和所述第二磁體溫度控制驅(qū)動(dòng)部，所述控制裝置使用第一參數(shù)(第一電機(jī)、第二電機(jī)的冷卻油的溫度)推定第一磁體溫度，使用第二電機(jī)的定子的溫度推定第二磁體溫度?；诘谝浑姍C(jī)和第二電機(jī)的構(gòu)造的不同，從與第一電機(jī)和第二電機(jī)的狀態(tài)有關(guān)的多個(gè)參數(shù)中選擇適當(dāng)?shù)膮?shù)，由此能夠更正確地推定第一磁體溫度和第二磁體溫度。
文檔編號(hào)H02P6/16GK101617465SQ20088000563
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2008年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月21日
發(fā)明者三浦徹也, 高崎哲 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社