JP2011109765A - Rotating electrical machine cooling system - Google Patents

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岳志 石田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively prevent the insulation breakage of a rotating electrical machine even in the case where a surge voltage generated in a rotating electrical machine increases, and further to achieve energy saving while securing the high performance of the rotating electrical machine in a rotating electrical machine cooling system. <P>SOLUTION: A motor cooling system 24 is equipped with: a motor cooler 26 which cools motor generators MG1 and MG2; a motor controller 30 which controls the drive of the motor generators MG1 and MG2; and a cooler controller 32. The cooler controller 32 includes a determination means and a cooling control means. The determination means determines whether to drive the motor generator MG2 in a predetermined region which includes a high surge region where a surge voltage added to the motor generator MG2 is high. The cooling control means increases the cooling performance of the motor cooler 26 when it is determined that the motor generator MG2 is to be driven in the predetermined region. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、インバータにより駆動される回転電機と、回転電機を冷却する冷却装置と、を備える回転電機冷却システムに関する。   The present invention relates to a rotating electrical machine cooling system including a rotating electrical machine driven by an inverter and a cooling device that cools the rotating electrical machine.

従来から、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車等の、回転電機を車両の駆動源として搭載した電動車両において、回転電機と電源との間に設けたインバータと、インバータを制御する回転電機制御部とを設け、インバータにより回転電機に駆動用信号である回転電機電流を送り、回転電機を駆動することが知られている。インバータは、電源装置からの直流電力をトルク指令値に応じて決定された交流電流に変換し、回転電機に回転電機電流を送る。また、回転電機制御部は、インバータに回転電機電流を生成するための制御信号を送る。   Conventionally, in an electric vehicle equipped with a rotating electrical machine as a vehicle drive source, such as an electric vehicle, a hybrid vehicle, and a fuel cell vehicle, an inverter provided between the rotating electrical machine and a power source, and a rotating electrical machine control unit that controls the inverter It is known to drive a rotating electrical machine by sending a rotating electrical machine current as a drive signal to the rotating electrical machine by an inverter. The inverter converts the DC power from the power supply device into an AC current determined according to the torque command value, and sends the rotating electrical machine current to the rotating electrical machine. The rotating electrical machine control unit sends a control signal for generating a rotating electrical machine current to the inverter.

また、特許文献１には、ナビゲーション装置を備える電気自動車における走行用モータを含む電気駆動系の温度を調節する温度調節装置であって、走行ルート上の各走行区間の道路勾配に基づいてモータやインバータの冷却水の温度を設定し、設定した冷却水の温度に基づいて、冷却水を循環管路に循環させる電動ウォータポンプの駆動をＬｏとＨｉとで切り換えるための切替閾値を設定する温度調節装置が記載されている。また、特許文献１には、道路勾配を直接用いて切り換え閾値を設定したり、道路勾配からモータやインバータの発熱量を推定して切替閾値を設定することや、切替閾値を用いて、冷却水を外気により冷却するラジエータに取り付けられる電動ファンの駆動状態を切り換えることができることも記載されている。   Patent Document 1 discloses a temperature adjustment device that adjusts the temperature of an electric drive system that includes a travel motor in an electric vehicle including a navigation device, and includes a motor and a motor based on the road gradient of each travel section on the travel route. Temperature adjustment that sets the switching threshold for switching the drive of the electric water pump that sets the temperature of the cooling water of the inverter and circulates the cooling water to the circulation line based on the set temperature of the cooling water between Lo and Hi An apparatus is described. Further, in Patent Document 1, a switching threshold is set by directly using a road gradient, a heat generation amount of a motor or an inverter is estimated from the road gradient, a switching threshold is set, or cooling water is used by using the switching threshold. It is also described that the driving state of an electric fan attached to a radiator that cools the air can be switched by outside air.

特開２００５−２８７１４９号公報JP 2005-287149 A

上記の特許文献１に記載された温度調節装置の場合、モータの制御方式により、モータの巻線に加わるサージ電圧が急増する可能性があるが、それに対する考慮はされていない。例えばモータをインバータを用いてＰＷＭ制御し、インバータ駆動する場合、そのスイッチング特性とモータの特性とによって、モータ内部でモータの巻線にサージ電圧が発生する。特に、モータを高回転数領域等で正弦波ＰＷＭ制御から過変調ＰＷＭ制御に制御を移行させた場合、モータ内部に発生するサージ電圧が急増する可能性がある。そして、サージ電圧が急増して耐サージ電圧である絶縁耐圧を超えると、巻線のターン間等に設けた絶縁材が放電により劣化し、やがて絶縁破壊に至る可能性がある。絶縁耐圧は、部分放電開始電圧ＰＤＩＶと呼ばれる。   In the case of the temperature adjusting device described in Patent Document 1 described above, the surge voltage applied to the motor winding may increase rapidly depending on the motor control method, but this is not taken into consideration. For example, when the motor is PWM controlled using an inverter and driven by an inverter, a surge voltage is generated in the motor winding within the motor due to the switching characteristics and the motor characteristics. In particular, when the control is shifted from sine wave PWM control to overmodulation PWM control in a high rotation speed region or the like, the surge voltage generated inside the motor may increase rapidly. Then, if the surge voltage increases rapidly and exceeds the withstand voltage, which is a surge withstand voltage, the insulating material provided between the turns of the windings may be deteriorated by discharge and eventually cause dielectric breakdown. The withstand voltage is called a partial discharge start voltage PDIV.

一方、モータの絶縁耐圧は、モータの温度により変化することが分かっている。すなわち、モータの温度が上昇するほど絶縁耐圧は低下する。このため、モータを過変調ＰＷＭ制御で制御する場合があることを考慮して、モータ内部に発生するサージ電圧について絶縁耐圧を高く設定する場合には、モータの許容温度を低下させる必要がある。このため、実際のモータの温度が許容温度を超えないよう、モータの性能を常に抑制したり、モータを冷却するモータ冷却装置による冷却能力を常に高くする必要がある。ただし、モータの性能を抑制することは電動車両等、モータを含んで構成するシステムの性能低下を招くため、好ましくない。また、モータ冷却装置の冷却能力を常に高く設定することは、省エネルギ化を図る面から好ましくない。   On the other hand, it has been found that the withstand voltage of the motor varies with the temperature of the motor. That is, the withstand voltage decreases as the motor temperature rises. For this reason, in consideration of the fact that the motor may be controlled by overmodulation PWM control, the allowable temperature of the motor needs to be lowered when setting a high withstand voltage for the surge voltage generated inside the motor. For this reason, it is necessary to always suppress the performance of the motor so that the actual motor temperature does not exceed the allowable temperature, or to constantly increase the cooling capacity of the motor cooling device that cools the motor. However, it is not preferable to suppress the performance of the motor because the performance of a system including the motor, such as an electric vehicle, is reduced. In addition, it is not preferable to always set the cooling capacity of the motor cooling device to be high in terms of energy saving.

本発明の目的は、回転電機冷却システムにおいて、回転電機内部に発生するサージ電圧が高くなる場合でも回転電機の絶縁破壊を有効に防止して、しかも、回転電機の高性能を確保しつつ省エネルギ化を図ることを目的とする。   An object of the present invention is to effectively prevent dielectric breakdown of a rotating electrical machine even when a surge voltage generated inside the rotating electrical machine becomes high in the rotating electrical machine cooling system, and to save energy while ensuring high performance of the rotating electrical machine. The purpose is to make it easier.

本発明に係る回転電機は、インバータにより駆動される回転電機と、回転電機を冷却する冷却装置と、回転電機に加わるサージ電圧が高い高サージ領域を含む特定領域で、回転電機を駆動するか否かを判定する判定手段と、回転電機を特定領域で駆動すると判定された場合に冷却装置の冷却能力を増大させる冷却制御手段とを備えることを特徴とする回転電機冷却システムである。   The rotating electrical machine according to the present invention drives the rotating electrical machine in a specific region including a rotating electrical machine driven by an inverter, a cooling device for cooling the rotating electrical machine, and a high surge region where a surge voltage applied to the rotating electrical machine is high. A rotating electrical machine cooling system comprising: determining means for determining whether or not and a cooling control means for increasing the cooling capacity of the cooling device when it is determined that the rotating electrical machine is driven in a specific region.

また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、回転電機回転数と回転電機トルクと特定領域との関係データを予め記憶する記憶部を備え、判定手段は、取得された回転電機回転数及び回転電機トルクに基づいて、記憶部の関係データを用いて回転電機を特定領域で駆動するか否かを判定する。   In the rotating electrical machine according to the present invention, preferably, the rotating electrical machine includes a storage unit that stores in advance the relationship data between the rotating electrical machine rotational speed, the rotating electrical machine torque, and the specific area, and the determination unit includes the acquired rotational electrical machine rotational speed and rotational speed. Based on the electric machine torque, it is determined whether or not the rotating electric machine is driven in a specific region using the relational data in the storage unit.

また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、関係データは、回転電機回転数と回転電機トルクと特定領域との関係を表すマップのデータである。   In the rotating electrical machine according to the present invention, preferably, the relationship data is map data representing a relationship among the rotating electrical machine rotational speed, the rotating electrical machine torque, and the specific region.

また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、回転電機の駆動をＰＷＭ制御を含む制御により制御する回転電機制御手段を備え、判定手段は、回転電機制御手段から、回転電機を過変調ＰＷＭ制御で制御することを示す信号が取得された場合に、回転電機を特定領域で駆動すると判定する。   The rotating electrical machine according to the present invention preferably includes rotating electrical machine control means for controlling driving of the rotating electrical machine by control including PWM control, and the determination means performs overmodulation PWM control of the rotating electrical machine from the rotating electrical machine control means. When a signal indicating that the control is to be performed is acquired, it is determined that the rotating electrical machine is driven in a specific region.

また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、回転電機は、車両駆動用として使用される。   In the rotating electrical machine according to the present invention, preferably, the rotating electrical machine is used for driving a vehicle.

また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、冷却装置は、回転電機を含む冷媒循環経路と、冷媒循環経路に設けた冷媒ポンプとを含み、冷却制御手段は、冷媒ポンプから吐出される冷媒吐出量を増大させることにより、冷却装置の冷却能力を増大させる。   In the rotating electric machine according to the present invention, preferably, the cooling device includes a refrigerant circulation path including the rotating electric machine and a refrigerant pump provided in the refrigerant circulation path, and the cooling control means is a refrigerant discharged from the refrigerant pump. By increasing the discharge amount, the cooling capacity of the cooling device is increased.

また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、冷却装置は、回転電機を含む冷媒循環経路と、冷媒循環経路に設けた冷媒ポンプと、冷媒と外気とを熱交換させる熱交換器と、熱交換器に外気を送風する送風機とを含み、冷却制御手段は、送風機の風量を増大させることにより、冷却装置の冷却能力を増大させる。   In the rotary electric machine according to the present invention, preferably, the cooling device includes a refrigerant circulation path including the rotary electric machine, a refrigerant pump provided in the refrigerant circulation path, a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the outside air, and a heat The exchanger includes a blower that blows outside air, and the cooling control unit increases the cooling capacity of the cooling device by increasing the air volume of the blower.

また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、冷却装置は、回転電機を含む冷媒循環経路と、冷媒循環経路に設けた冷媒ポンプと、冷媒と外気とを熱交換させる熱交換器と、熱交換器に外気を送風する送風機とを含み、さらに、エンジン冷却用の第２冷却装置であって、エンジンを含む第２冷媒循環経路と、第２冷媒循環経路を流れる第２冷媒と外気とを熱交換させる第２熱交換器と、第２熱交換器に外気を送風する第２送風機とを含む第２冷却装置を備え、熱交換器は、第２送風機が設けられるエンジンルーム内に配置されており、冷却制御手段は、第２送風機の風量を増大させることにより、冷却装置の冷却能力を増大させる。   In the rotary electric machine according to the present invention, preferably, the cooling device includes a refrigerant circulation path including the rotary electric machine, a refrigerant pump provided in the refrigerant circulation path, a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the outside air, and a heat A second cooling device for cooling the engine, the second refrigerant circulation path including the engine, the second refrigerant flowing through the second refrigerant circulation path, and the outside air. A second cooling device including a second heat exchanger for heat exchange and a second blower for blowing outside air to the second heat exchanger is provided, and the heat exchanger is disposed in an engine room where the second blower is provided. The cooling control means increases the cooling capacity of the cooling device by increasing the air volume of the second blower.

本発明に係る回転電機冷却システムによれば、高サージ領域を含む特定領域で回転電機を駆動する場合にのみ、回転電機を冷却する冷却装置の冷却能力を増大させることができ、回転電機内部に発生するサージ電圧が高くなる場合に、回転電機の温度を低下させて、回転電機の許容温度を低くすることができる。この場合、サージ電圧に関する絶縁耐圧を高くできるので、絶縁破壊を有効に防止できる。また、回転電機の温度を低下させるために、性能を低く抑える必要がないため、回転電機の高性能を確保できる。さらに、回転電機を特定領域以外で駆動させる場合には、冷却装置の冷却能力を低下させることができるため、システムの省エネルギ化を図れる。したがって、回転電機内部に発生するサージ電圧が高くなる場合でも回転電機の絶縁破壊を有効に防止できるとともに、回転電機の高性能を確保しつつ省エネルギ化を図れる。   According to the rotating electrical machine cooling system of the present invention, the cooling capacity of the cooling device that cools the rotating electrical machine can be increased only when the rotating electrical machine is driven in a specific region including the high surge region. When the generated surge voltage becomes high, the temperature of the rotating electrical machine can be lowered to lower the allowable temperature of the rotating electrical machine. In this case, since the withstand voltage with respect to the surge voltage can be increased, dielectric breakdown can be effectively prevented. Further, since it is not necessary to keep the performance low in order to reduce the temperature of the rotating electrical machine, high performance of the rotating electrical machine can be ensured. Furthermore, when the rotating electrical machine is driven outside the specific region, the cooling capacity of the cooling device can be reduced, so that energy saving of the system can be achieved. Therefore, even when the surge voltage generated inside the rotating electrical machine becomes high, the dielectric breakdown of the rotating electrical machine can be effectively prevented, and energy saving can be achieved while ensuring the high performance of the rotating electrical machine.

本発明の実施の形態の回転電機冷却システムを備える電動車両の構成を示す略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an electric vehicle including a rotating electrical machine cooling system according to an embodiment of the present invention. 図１の構成において、回転電機であるモータジェネレータの制御方式が異なる運転領域を、回転数とトルクとの関係で示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an operation region in which the control method of a motor generator that is a rotating electrical machine is different in the configuration of FIG. 図１の冷却装置コントローラの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the cooling device controller of FIG. 図１の構成において、モータジェネレータの特定領域を、モータ回転数とモータトルクとの関係で示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a specific region of the motor generator in a configuration of FIG. 1 in relation to a motor rotation speed and a motor torque. 図１のインバータとモータジェネレータとを取り出して、モータジェネレータの各相間に印加されるＰＷＭ電圧とモータジェネレータ内部で発生するサージ電圧とを説明するための回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram for explaining a PWM voltage applied between each phase of the motor generator and a surge voltage generated inside the motor generator by taking out the inverter and the motor generator of FIG. 1. 図１の構成でモータジェネレータを正弦波ＰＷＭ制御する場合のモータジェネレータ内部に発生するサージ電圧の時間経過の１例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a time lapse of a surge voltage generated inside the motor generator when the motor generator is subjected to sinusoidal PWM control with the configuration of FIG. 1. 図１の構成でモータジェネレータを過変調ＰＷＭ制御する場合のモータジェネレータ内部に発生するサージ電圧の時間経過の１例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a time lapse of a surge voltage generated inside the motor generator when the motor generator is subjected to overmodulation PWM control with the configuration of FIG. 1. モータジェネレータの温度と絶縁耐圧との関係の１例を示す図である。It is a figure which shows one example of the relationship between the temperature of a motor generator, and a withstand voltage. 図１の構成を用いてモータジェネレータ及び冷却装置を制御する方法の１例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the method of controlling a motor generator and a cooling device using the structure of FIG. 図１の構成を用いてモータジェネレータ及び冷却装置を制御する方法の別例を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing another example of a method for controlling a motor generator and a cooling device using the configuration of FIG. 1.

以下において、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１から図９は、本発明の実施の形態の１例を示している。図１は、本実施の形態の回転電機冷却システムであるモータ冷却システムを備える電動車両であるハイブリッド車両１０を示す構成図である。本例の場合、ハイブリッド車両１０は、エンジン１２と、それぞれ回転電機である２のモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２とを備え、エンジン１２及びモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の少なくとも一方を車両１０の主駆動源として使用する。なお、本発明の回転電機冷却システムはこのようなハイブリッド車両１０に搭載するものに限定せず、回転電機であるモータを駆動源として備える電気自動車や燃料電池車に搭載して使用してもよい。また、本発明の回転電機冷却システムは、このような車両に搭載するものに限定せず、車両以外の用途に使用するものであってもよい。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 9 show an example of an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a hybrid vehicle 10 that is an electric vehicle including a motor cooling system that is a rotating electrical machine cooling system of the present embodiment. In the case of this example, the hybrid vehicle 10 includes an engine 12 and two motor generators MG1 and MG2 that are rotary electric machines, and uses at least one of the engine 12 and the motor generators MG1 and MG2 as a main drive source of the vehicle 10. To do. The rotating electrical machine cooling system of the present invention is not limited to the one mounted on the hybrid vehicle 10 as described above, and may be used by being mounted on an electric vehicle or a fuel cell vehicle including a motor that is a rotating electrical machine as a drive source. . The rotating electrical machine cooling system of the present invention is not limited to the one mounted on such a vehicle, and may be used for applications other than the vehicle.

ハイブリッド車両１０は、遊星歯車機構１４と、車輪１６を連結した駆動軸１８と、インバータ２０，２２と、図示しないバッテリと、モータ冷却システム２４とを備える。モータ冷却システム２４は、上記の２のモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、モータ冷却装置２６と、エンジン冷却装置２８と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動を制御する制御部であるモータコントローラ３０と、冷却装置コントローラ３２とを備える。冷却装置コントローラ３２は、モータコントローラ３０と、エンジン１２の作動を制御する図示しないエンジンコントローラとを統合制御する車両コントローラの一部として設けることもできる。   The hybrid vehicle 10 includes a planetary gear mechanism 14, a drive shaft 18 connected with wheels 16, inverters 20 and 22, a battery (not shown), and a motor cooling system 24. The motor cooling system 24 includes the above two motor generators MG1, MG2, a motor cooling device 26, an engine cooling device 28, a motor controller 30 that is a control unit that controls driving of the motor generators MG1, MG2, and a cooling device. And a controller 32. The cooling device controller 32 may be provided as a part of a vehicle controller that integrally controls the motor controller 30 and an engine controller (not shown) that controls the operation of the engine 12.

遊星歯車機構１４は、エンジン１２の出力軸に接続したキャリアと、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の１のモータジェネレータＭＧ１に接続されたサンギヤと、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の別のモータジェネレータＭＧ２に接続されたリングギヤとを含む。モータジェネレータＭＧ１は、主として発電機として使用されるが、電動機として使用される場合もある。モータジェネレータＭＧ２は、主として電動機として使用されるが、車両の制動時に発電機としても使用される。すなわち、モータジェネレータＭＧ２は、車両駆動用として使用される。モータジェネレータＭＧ２の出力軸は減速機構３４等を介して駆動軸１８に、作動的に連結されている。また、バッテリ（図示せず）は、２のインバータ２０，２２のそれぞれを介して対応するモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と電力の授受を行う。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、例えばｕ相、ｖ相、ｗ相の３相交流電流で駆動する３相交流モータである。   The planetary gear mechanism 14 is connected to a carrier connected to the output shaft of the engine 12, a sun gear connected to one motor generator MG1 of the motor generators MG1 and MG2, and another motor generator MG2 of the motor generators MG1 and MG2. Including ring gear. Motor generator MG1 is mainly used as a generator, but may be used as an electric motor. Motor generator MG2 is mainly used as an electric motor, but is also used as a generator during braking of the vehicle. That is, motor generator MG2 is used for driving the vehicle. The output shaft of motor generator MG2 is operatively connected to drive shaft 18 via reduction mechanism 34 or the like. A battery (not shown) exchanges electric power with the corresponding motor generators MG1 and MG2 via the two inverters 20 and 22, respectively. Motor generators MG1 and MG2 are three-phase AC motors driven by, for example, a three-phase AC current of u phase, v phase, and w phase.

モータコントローラ３０は、図示しない車両コントローラから入力される、アクセルペダル操作量等に基づくトルク指令と、モータジェネレータＭＧ２に設けられた回転角度センサ３６からの検出値等とに基づいて、モータジェネレータＭＧ２に対応するインバータ２２を用いてＰＷＭ制御を含む制御により制御する。具体的には、モータジェネレータＭＧ２のモータ回転数とモータトルクとに関する運転領域に応じて、適用される制御方式が決定される。すなわち、図２に示すように、横軸でモータ回転数を表し、縦軸でモータトルクを表した場合に、モータジェネレータＭＧ２は、図２の曲線α上または曲線αの内側で運転される。また、図２の斜線部で表す低回転領域Ａ１では、トルク変動を小さくするために正弦波ＰＷＭ制御方式でモータジェネレータＭＧ２が運転され、図２の砂地で表す中回転領域Ａ２では、過変調ＰＷＭ制御方式でモータジェネレータＭＧ２が運転され、図２の別の斜線部で表す高回転領域Ａ３では、矩形波電圧制御方式でモータジェネレータＭＧ２が運転される。なお、モータジェネレータＭＧ１も、図示しない車両コントローラから入力されるトルク指令と、モータジェネレータＭＧ１に設けられた回転角度センサ３８からの検出値等とに基づいて必要に応じて駆動されるが、以下の説明では省略する。   The motor controller 30 controls the motor generator MG2 based on a torque command based on an accelerator pedal operation amount and the like input from a vehicle controller (not shown) and a detection value from a rotation angle sensor 36 provided in the motor generator MG2. Control is performed by control including PWM control using the corresponding inverter 22. Specifically, the control method to be applied is determined according to the operation region relating to the motor rotation speed and motor torque of motor generator MG2. That is, as shown in FIG. 2, when the motor rotation speed is represented on the horizontal axis and the motor torque is represented on the vertical axis, the motor generator MG2 is operated on the curve α in FIG. 2 or inside the curve α. Further, in the low rotation area A1 represented by the hatched portion in FIG. 2, the motor generator MG2 is operated by the sine wave PWM control method in order to reduce the torque fluctuation, and in the middle rotation area A2 represented by the sand in FIG. The motor generator MG2 is operated by the control method, and the motor generator MG2 is operated by the rectangular wave voltage control method in the high rotation region A3 represented by another hatched portion in FIG. Motor generator MG1 is also driven as necessary based on a torque command input from a vehicle controller (not shown), a detection value from rotation angle sensor 38 provided in motor generator MG1, and the like. It is omitted in the description.

正弦波ＰＷＭ制御方式は、インバータ２２の各相のアームにおけるスイッチング素子のオンとオフとを、正弦波状の電圧指令値と搬送波との電圧比較に従って制御する。このため、得られる基本波成分が正弦波となるように、各アームのスイッチング素子のデューティ比が制御される。また、過変調ＰＷＭ制御方式は、搬送波の振幅を縮小するように歪ませた上で、正弦波ＰＷＭ制御方式と同様のＰＷＭ制御を行う。このような過変調ＰＷＭ制御の場合、基本波成分を歪ませることができ、変調率を正弦波ＰＷＭ制御方式の場合よりも高くできる。また、矩形波電圧制御方式では、インバータ２２の上アームのスイッチング素子のオン期間に対応するハイレベル期間と、下アームのスイッチング素子のオン期間に対応するローレベル期間との比が１：１の矩形波パルスがモータジェネレータに印加され、変調率を過変調ＰＷＭ制御の場合の変調率の最大値まで高められる。モータコントローラ３０は、このような制御により、インバータ２２を用いてモータジェネレータＭＧ２の駆動を制御する。この場合、図示しないバッテリの電圧が、図示しないＤＣ／ＤＣコンバータにより変換された後、インバータ２２に供給され、インバータ２２によりモータジェネレータＭＧ２が駆動される。   In the sine wave PWM control system, on and off of the switching element in each phase arm of the inverter 22 is controlled according to a voltage comparison between a sine wave voltage command value and a carrier wave. For this reason, the duty ratio of the switching element of each arm is controlled so that the fundamental wave component obtained is a sine wave. Further, the overmodulation PWM control method performs PWM control similar to the sine wave PWM control method after distorting the carrier wave so as to reduce the amplitude. In such overmodulation PWM control, the fundamental wave component can be distorted, and the modulation factor can be made higher than in the case of the sine wave PWM control system. In the rectangular wave voltage control method, the ratio of the high level period corresponding to the on period of the switching element of the upper arm of the inverter 22 and the low level period corresponding to the on period of the switching element of the lower arm is 1: 1. A rectangular wave pulse is applied to the motor generator to increase the modulation rate to the maximum value of the modulation rate in the case of overmodulation PWM control. The motor controller 30 controls the driving of the motor generator MG2 using the inverter 22 by such control. In this case, the voltage of a battery (not shown) is converted by a DC / DC converter (not shown) and then supplied to the inverter 22, and the motor generator MG <b> 2 is driven by the inverter 22.

モータ冷却装置２６は、２のモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２及び２のインバータ２０，２２を含む冷媒循環経路４０と、冷媒循環経路４０に設けた冷媒ポンプである電動ウォータポンプ４２と、冷媒である冷却水と外気とを熱交換させる熱交換器４４と、熱交換器４４に外気を送風する送風機である電動ファン４６とを含み、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２及びインバータ２０，２２を冷却する。電動ウォータポンプ４２と電動ファン４６との駆動は、冷却装置コントローラ３２により制御する。また、電動ウォータポンプ４２は、ＨｉとＬｏとの２段階で回転数を切替可能としている。また、電動ファン４６は、回転数を２段階で切替可能とすることにより、風量を２段階で切替可能としている。   The motor cooling device 26 includes a refrigerant circulation path 40 including two motor generators MG1, MG2 and two inverters 20 and 22, an electric water pump 42 that is a refrigerant pump provided in the refrigerant circulation path 40, and cooling water that is a refrigerant. A heat exchanger 44 that exchanges heat with the outside air, and an electric fan 46 that is a blower that blows outside air to the heat exchanger 44, and cools the motor generators MG1 and MG2 and the inverters 20 and 22. Driving of the electric water pump 42 and the electric fan 46 is controlled by the cooling device controller 32. Further, the electric water pump 42 can switch the rotation speed in two stages of Hi and Lo. Further, the electric fan 46 can switch the air volume in two stages by switching the rotation speed in two stages.

また、エンジン冷却用の第２冷却装置であるエンジン冷却装置２８は、エンジン１２を含む第２冷媒循環経路４８と、第２冷媒循環経路４８に設けた冷却水ポンプ５０と、第２冷媒循環経路４８を流れる第２冷媒である冷却水と外気とを熱交換させる第２熱交換器５２と、第２熱交換器５２に外気を送風する第２送風機である第２電動ファン５４とを含む。冷却水ポンプ５０は、図示しない電動モータにより駆動されるか、またはエンジン１２によりベルトプーリ機構（図示せず）を介して駆動される。第２電動ファン５４の駆動は、冷却装置コントローラ３２により制御する。また、冷却水ポンプ５０を電動式とする場合、冷却水ポンプ５０も冷却装置コントローラ３２により制御する。モータ冷却装置２６及びエンジン冷却装置２８の、少なくとも熱交換器４４及び電動ファン４６と、第２熱交換器５２及び第２電動ファン５４とは、ハイブリッド車両１０の同じエンジンルーム内に配置する。例えば、エンジンルーム内の第２熱交換器５２の前側に熱交換器４４を配置する。また、第２電動ファン５４は、回転数を２段階で切替可能とすることにより、風量を２段階で切替可能としている。   The engine cooling device 28 that is a second cooling device for cooling the engine includes a second refrigerant circulation path 48 including the engine 12, a cooling water pump 50 provided in the second refrigerant circulation path 48, and a second refrigerant circulation path. The second heat exchanger 52 that exchanges heat between the cooling water that is the second refrigerant flowing through 48 and the outside air, and the second electric fan 54 that is a second blower that blows the outside air to the second heat exchanger 52 are included. The cooling water pump 50 is driven by an electric motor (not shown) or is driven by the engine 12 via a belt pulley mechanism (not shown). The driving of the second electric fan 54 is controlled by the cooling device controller 32. Further, when the cooling water pump 50 is an electric type, the cooling water pump 50 is also controlled by the cooling device controller 32. At least the heat exchanger 44 and the electric fan 46 and the second heat exchanger 52 and the second electric fan 54 of the motor cooling device 26 and the engine cooling device 28 are arranged in the same engine room of the hybrid vehicle 10. For example, the heat exchanger 44 is disposed on the front side of the second heat exchanger 52 in the engine room. In addition, the second electric fan 54 is capable of switching the air volume in two stages by enabling the rotation speed to be switched in two stages.

また、冷却装置コントローラ３２によって、モータジェネレータＭＧ２を予め設定した特定領域で駆動するか否かを判定し、特定領域で駆動すると判定された場合には、モータ冷却装置２６の冷却能力を向上させるようにしている。このために、図３に示すように、冷却装置コントローラ３２は、判定手段５６と、記憶部５８と、冷却制御手段６０とを含む。記憶部５８は、モータ回転数とモータトルクと特定領域との関係データを予め記憶する。この関係データは、例えば、モータ回転数とモータトルクと特定領域との関係を表すマップのデータである。すなわち、上記の図２の砂地部分で示した過変調ＰＷＭ制御方式で運転する中回転領域Ａ２では、モータジェネレータＭＧ２の固定子巻線で発生する、すなわち固定子巻線に加わるサージ電圧が、正弦波ＰＷＭ制御及び矩形波電圧制御の制御方式で発生するサージ電圧に比べて高くなることが分かっている。このため、この中回転領域Ａ２を高サージ領域として、高サージ領域Ａ２を含む特定領域と、モータ回転数及びモータトルクとの関係を表すマップのデータを記憶部５８に予め記憶させておく。例えば、図４に示すように、高サージ領域Ａ２と、その両側部分とを含む、斜格子部で表す特定領域Ｂと、モータ回転数及びモータトルクとの関係を表すマップのデータを記憶部５８（図３）に記憶させておく。   Further, it is determined by the cooling device controller 32 whether or not the motor generator MG2 is driven in a predetermined specific region, and when it is determined that the motor generator MG2 is driven in the specific region, the cooling capacity of the motor cooling device 26 is improved. I have to. For this purpose, as shown in FIG. 3, the cooling device controller 32 includes a determination unit 56, a storage unit 58, and a cooling control unit 60. The storage unit 58 stores in advance relationship data between the motor rotation speed, the motor torque, and the specific area. This relationship data is, for example, map data representing the relationship between the motor rotation speed, the motor torque, and the specific region. That is, in the middle rotation region A2 operated by the overmodulation PWM control method shown in the sandy portion of FIG. 2, the surge voltage generated in the stator winding of the motor generator MG2, that is, applied to the stator winding is sine. It has been found that the surge voltage is higher than the surge voltage generated by the control method of the wave PWM control and the rectangular wave voltage control. For this reason, the medium rotation area A2 is set as a high surge area, and map data representing the relationship between the specific area including the high surge area A2, the motor rotation speed and the motor torque is stored in the storage unit 58 in advance. For example, as shown in FIG. 4, the storage unit 58 stores map data representing the relationship between the specific region B represented by the oblique lattice portion including the high surge region A2 and both side portions thereof, and the motor rotational speed and the motor torque. (FIG. 3).

次に、モータジェネレータＭＧ２を過変調ＰＷＭ制御方式で運転する場合に、モータジェネレータＭＧ２に加わるサージ電圧が高くなる理由を、図５、図６を用いて説明する。図５は、インバータ２２とモータジェネレータＭＧ２とを取り出して、モータジェネレータＭＧ２の各相間に印加されるＰＷＭ電圧とモータジェネレータＭＧ２内部で発生するサージ電圧とを説明するための回路図である。図５において、モータジェネレータＭＧ２は３相交流モータである。インバータ２２のｕ相アーム、ｖ相アーム、ｗ相アームは、モータジェネレータＭＧ２の対応する相の固定子巻線６２，６４，６６に接続されている。ここで、ＰＷＭ制御時には、２の異なる相間に、図５のβ部で示すようにＰＷＭ電圧が印加される。この場合、各相の固定子巻線６２，６４，６６に、図５のγ部で示すように電圧が急峻に立ち上がり減少するサージ電圧が発生する。   Next, the reason why the surge voltage applied to motor generator MG2 increases when motor generator MG2 is operated by the overmodulation PWM control method will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a circuit diagram for taking out inverter 22 and motor generator MG2 and explaining the PWM voltage applied between the phases of motor generator MG2 and the surge voltage generated inside motor generator MG2. In FIG. 5, motor generator MG2 is a three-phase AC motor. The u-phase arm, v-phase arm, and w-phase arm of inverter 22 are connected to corresponding stator windings 62, 64, 66 of motor generator MG2. Here, during PWM control, a PWM voltage is applied between two different phases as shown by the β portion in FIG. In this case, a surge voltage is generated in the stator windings 62, 64, 66 of each phase as shown by the γ portion in FIG.

図６は、正弦波ＰＷＭ制御時にモータジェネレータＭＧ２内部で発生するサージ電圧の１例を示しており、図７は、過変調ＰＷＭ制御時にモータジェネレータＭＧ２内部で発生するサージ電圧の１例を示している。なお、以下の説明では、図１から図５と同一の要素には同一の符号を付して説明する。図６に示す正弦波ＰＷＭ制御の場合には、発生するサージ電圧は比較的低い電圧Ｖ１となる。このようなサージ電圧は、インバータ２２のスイッチングのタイミングに対応して発生する。これに対して、図７に示す過変調ＰＷＭ制御の場合には、インバータ２２のスイッチングのタイミングが時間的に密になる、すなわち頻繁にオンオフが切り替わる状況が発生しやすくなる。このような過変調ＰＷＭ制御では、例えば、スイッチングに応じてサージ電圧が発生し、その電圧が減少して安定して０に近づくまでの間に例えば、図７の点Ｐに対応する時点で、次のスイッチングに応じたサージ電圧が重畳しやすくなる。このため、過変調ＰＷＭ制御では、サージ電圧の最大値Ｖ２が上記の電圧Ｖ１よりも大きくなりやすい（Ｖ２＞Ｖ１）。   FIG. 6 shows an example of the surge voltage generated inside the motor generator MG2 during sine wave PWM control, and FIG. 7 shows an example of the surge voltage generated inside the motor generator MG2 during overmodulation PWM control. Yes. In the following description, the same elements as those in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals. In the case of the sine wave PWM control shown in FIG. 6, the generated surge voltage is a relatively low voltage V1. Such a surge voltage is generated corresponding to the switching timing of the inverter 22. On the other hand, in the case of the overmodulation PWM control shown in FIG. 7, the switching timing of the inverter 22 is likely to be dense in time, that is, a situation in which on / off is frequently switched is likely to occur. In such overmodulation PWM control, for example, a surge voltage is generated in response to switching, and during the period until the voltage decreases and stably approaches 0, for example, at a time corresponding to point P in FIG. The surge voltage corresponding to the next switching is easily superimposed. For this reason, in overmodulation PWM control, the maximum value V2 of the surge voltage tends to be larger than the voltage V1 (V2> V1).

図８は、モータジェネレータＭＧ２の温度と絶縁耐圧との関係の１例を示す図である。図８に示すように、モータジェネレータＭＧ２の絶縁耐圧は、モータジェネレータＭＧ２の温度の上昇に従って直線的に減少することが分かっている。このため、上記のように過変調ＰＷＭ制御時にサージ電圧の最大値Ｖ２が大きくなる場合に、モータジェネレータＭＧ２の温度がＴ２であると、サージ電圧が絶縁耐圧を超えてしまう可能性がある。本実施の形態の場合には、このような不都合を防止すべく、所定条件成立時に、モータジェネレータＭＧ２の温度を絶縁耐圧Ｖ２に対応する温度であるＴ１以下になるように、モータジェネレータＭＧ２を冷却する構成を採用している。   FIG. 8 is a diagram showing an example of the relationship between the temperature of motor generator MG2 and the withstand voltage. As shown in FIG. 8, it is known that the withstand voltage of motor generator MG2 decreases linearly as the temperature of motor generator MG2 increases. For this reason, when the maximum value V2 of the surge voltage becomes large during overmodulation PWM control as described above, if the temperature of motor generator MG2 is T2, the surge voltage may exceed the withstand voltage. In the present embodiment, in order to prevent such inconvenience, motor generator MG2 is cooled so that the temperature of motor generator MG2 is equal to or lower than T1, which is a temperature corresponding to insulation withstand voltage V2, when a predetermined condition is satisfied. The structure to be adopted is adopted.

具体的には、図３に示す記憶部５８は、図４に示す、過変調ＰＷＭ制御での運転領域であり、中回転領域である高サージ領域Ａ２と、その両側部分とを含む、斜格子部で表す特定領域Ｂと、モータ回転数及びモータトルクとの関係を表すマップのデータである関係データを予め記憶している。そして、図３に示す判定手段５６は、取得されたモータ回転数及びモータトルクに基づいて、記憶部５８の関係データを用いてモータジェネレータＭＧ２を特定領域Ｂで駆動するか否かを判定する。この場合、モータコントローラ３０が、モータジェネレータＭＧ２の制御のために、モータジェネレータＭＧ２に設けられた回転角度センサ３６から回転角度を取得し、その回転角度に基づいてモータジェネレータＭＧ２のモータ回転数を算出、すなわち取得する。そして、判定手段５６は、モータコントローラ３０から、モータジェネレータＭＧ２のモータ回転数を取得する。なお、判定手段５６は、モータジェネレータＭＧ２の回転角度センサ３６から、モータコントローラ３０を介さず、直接回転角度の検出値を取得して、その回転角度からモータジェネレータＭＧ２のモータ回転数を算出、すなわち取得することもできる。   Specifically, the storage unit 58 shown in FIG. 3 is an operation region in the overmodulation PWM control shown in FIG. 4 and includes a high surge region A2 that is a middle rotation region and both side portions thereof. The relationship data which is the data of the map showing the relationship between the specific area B represented by the unit, the motor rotation speed and the motor torque is stored in advance. 3 determines whether to drive the motor generator MG2 in the specific region B using the relational data in the storage unit 58 based on the acquired motor rotation speed and motor torque. In this case, the motor controller 30 obtains the rotation angle from the rotation angle sensor 36 provided in the motor generator MG2 for controlling the motor generator MG2, and calculates the motor rotation speed of the motor generator MG2 based on the rotation angle. Ie get. Then, the determination unit 56 acquires the motor rotation speed of the motor generator MG2 from the motor controller 30. Note that the determination unit 56 directly acquires the detected value of the rotation angle from the rotation angle sensor 36 of the motor generator MG2 without using the motor controller 30, and calculates the motor rotation number of the motor generator MG2 from the rotation angle. It can also be acquired.

また、判定手段５６は、モータコントローラ３０や、図示しない車両コントローラからモータジェネレータＭＧ２のモータトルク指令値を、モータトルクとして取得する。判定手段５６は、モータ回転数とモータトルクとに基づいて、上記のようにモータジェネレータＭＧ２を特定領域Ｂで駆動するか否かを判定する。   Moreover, the determination means 56 acquires the motor torque command value of the motor generator MG2 as the motor torque from the motor controller 30 or a vehicle controller (not shown). The determination unit 56 determines whether or not to drive the motor generator MG2 in the specific region B as described above based on the motor rotation speed and the motor torque.

図３に示す冷却制御手段６０は、判定手段５６でモータジェネレータＭＧ２を特定領域Ｂで駆動すると判定された場合に、モータ冷却装置２６の冷却能力を増大させる。例えば、モータ冷却装置２６の冷却能力の増大方法の第１例として、電動ウォータポンプ４２の回転数を、特定領域Ｂ以外では回転数の低いＬｏとし、モータジェネレータＭＧ２が特定領域Ｂで駆動されると判定された場合に、回転数の高いＨｉに切り換えて、電動ウォータポンプ４２を運転するように、冷却制御手段６０が電動ウォータポンプ４２を制御する。これにより、冷却制御手段６０は、電動ウォータポンプ４２から吐出される冷却水吐出量を増大させることにより、モータ冷却装置２６の冷却能力を増大させることができる。   The cooling control means 60 shown in FIG. 3 increases the cooling capacity of the motor cooling device 26 when the determination means 56 determines that the motor generator MG2 is driven in the specific region B. For example, as a first example of a method for increasing the cooling capacity of the motor cooling device 26, the rotational speed of the electric water pump 42 is set to Lo with a low rotational speed except for the specific region B, and the motor generator MG2 is driven in the specific region B. If it is determined, the cooling control means 60 controls the electric water pump 42 so that the electric water pump 42 is operated by switching to Hi with a high rotational speed. Thereby, the cooling control means 60 can increase the cooling capacity of the motor cooling device 26 by increasing the discharge amount of the cooling water discharged from the electric water pump 42.

また、モータ冷却装置２６の冷却能力の増大方法の第２例として、モータ冷却装置２６の熱交換器４４に外気を送風する電動ファン４６の風量を、特定領域Ｂ以外では低風量とし、モータジェネレータＭＧ２が特定領域Ｂで駆動されると判定された場合に、高風量に切り換えるように、冷却制御手段６０が電動ファン４６の駆動を制御することもできる。これにより、冷却制御手段６０は、電動ファン４６の風量を増大させることにより、モータ冷却装置２６の冷却能力を増大させることができる。   Further, as a second example of the method of increasing the cooling capacity of the motor cooling device 26, the air volume of the electric fan 46 that blows outside air to the heat exchanger 44 of the motor cooling device 26 is set to a low air volume except in the specific region B, and the motor generator When it is determined that MG2 is driven in the specific region B, the cooling control means 60 can also control the driving of the electric fan 46 so as to switch to a high air volume. Thereby, the cooling control means 60 can increase the cooling capacity of the motor cooling device 26 by increasing the air volume of the electric fan 46.

さらに、モータ冷却装置２６の冷却能力の増大方法の第３例として、エンジン冷却装置２８の熱交換器５２に外気を送風する第２電動ファン５４の風量を、特定領域Ｂ以外では低風量とし、モータジェネレータＭＧ２が特定領域Ｂで駆動されると判定された場合に、高風量に切り換えるように、冷却制御手段６０が第２電動ファン５４の駆動を制御することもできる。これにより、冷却制御手段６０は、第２電動ファン５４の風量を増大させることにより、エンジンルーム内の温度を低下させることができ、同じエンジンルーム内に配置されているモータ冷却装置２６の熱交換器４４の温度を低下させることができる。これによって、冷却制御手段６０は、モータ冷却装置２６の冷却能力を増大させることができる。   Furthermore, as a third example of the method for increasing the cooling capacity of the motor cooling device 26, the air volume of the second electric fan 54 that blows outside air to the heat exchanger 52 of the engine cooling device 28 is set to a low air volume except in the specific region B, When it is determined that the motor generator MG2 is driven in the specific region B, the cooling control means 60 can also control the driving of the second electric fan 54 so as to switch to a high air volume. Thereby, the cooling control means 60 can reduce the temperature in an engine room by increasing the air volume of the 2nd electric fan 54, and heat exchange of the motor cooling device 26 arrange | positioned in the same engine room The temperature of the vessel 44 can be lowered. Thereby, the cooling control means 60 can increase the cooling capacity of the motor cooling device 26.

なお、モータ冷却装置２６の冷却能力の増大方法の第１例から第３例は、いずれか１を採用してもよく、また、いずれか２を組み合わせて採用してもよく、また、全部を採用してもよい。   In the first to third examples of the method for increasing the cooling capacity of the motor cooling device 26, any one may be adopted, or any two may be used in combination, or all of them may be adopted. It may be adopted.

このようなモータ冷却システム２４の冷却装置コントローラ３２は、モータジェネレータＭＧ２が駆動制御される際に、次のようにしてモータ冷却装置２６の冷却能力を制御する。これについて、図９のフローチャートを用いて説明する。まず、図９のステップＳ１０（以下、ステップＳのステップは省略して説明する。）で、冷却装置コントローラ３２の判定手段５６が、モータトルク指令値とモータ回転数とを取得し、Ｓ１２で、記憶部５８に記憶されたマップのデータを参照しつつ、モータトルク指令値及びモータ回転数から、モータジェネレータＭＧ２を特定領域Ｂで駆動するか否かを判定する。この場合に、モータジェネレータＭＧ２を特定領域Ｂで駆動すると判定された場合には、Ｓ１４に移行し、冷却制御手段６０が、モータ冷却装置２６の冷却能力を上記のような増大方法により増大させ、Ｓ１６に移行する。また、Ｓ１２において、判定手段５６により、モータジェネレータＭＧ２を特定領域Ｂで駆動しないと判定された場合には、モータ冷却装置２６の冷却能力を増大させることなく、Ｓ１６に移行する。次いで、Ｓ１６では、モータコントローラ３０がモータトルク指令値とモータ回転数とに基づいてモータジェネレータＭＧ２の駆動を制御し、処理を終了する。なお、Ｓ１４でモータ冷却装置２６の冷却能力が増大されると、取得されたモータトルク指令値及びモータ回転数から、モータジェネレータＭＧ２の駆動が特定領域Ｂを外れたと判定されるまで、冷却能力は増大させたままとし、特定領域Ｂを外れたり、システムの運転が停止された場合には、モータ冷却装置２６の冷却能力をリセットする、すなわち、冷却能力を低下させるか、冷却運転を停止させる処理を行う。   The cooling device controller 32 of the motor cooling system 24 controls the cooling capacity of the motor cooling device 26 as follows when the motor generator MG2 is driven and controlled. This will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step S10 of FIG. 9 (hereinafter, step S is omitted), the determination unit 56 of the cooling device controller 32 acquires the motor torque command value and the motor rotational speed, and in S12, Whether or not the motor generator MG2 is driven in the specific region B is determined from the motor torque command value and the motor rotation speed while referring to the map data stored in the storage unit 58. In this case, when it is determined that the motor generator MG2 is driven in the specific region B, the process proceeds to S14, where the cooling control means 60 increases the cooling capacity of the motor cooling device 26 by the increase method as described above, The process proceeds to S16. In S12, when the determination unit 56 determines that the motor generator MG2 is not driven in the specific region B, the process proceeds to S16 without increasing the cooling capacity of the motor cooling device 26. Next, in S16, the motor controller 30 controls the drive of the motor generator MG2 based on the motor torque command value and the motor rotation speed, and the process is terminated. When the cooling capacity of the motor cooling device 26 is increased in S14, the cooling capacity is increased until it is determined from the acquired motor torque command value and the motor rotation speed that the drive of the motor generator MG2 has deviated from the specific region B. The process of resetting the cooling capacity of the motor cooling device 26, i.e., reducing the cooling capacity or stopping the cooling operation when the specific area B is deviated or the operation of the system is stopped. I do.

このようなモータ冷却システム２４によれば、高サージ領域を含む特定領域ＢでモータジェネレータＭＧ２を駆動する場合にのみ、モータジェネレータＭＧ２を冷却する冷却装置の冷却能力を増大させることができ、モータジェネレータＭＧ２内部に発生するサージ電圧が高くなる場合に、モータジェネレータＭＧ２の温度を低下させて、モータジェネレータＭＧ２の許容温度を低くすることができる。例えば、上記の図８に示すように、冷却装置コントローラ３２により、モータジェネレータＭＧ２の温度を特定領域Ｂで低い温度であるＴ１とし、特定領域Ｂ以外の領域で高い温度であるＴ２とする。この場合、図８からも明らかなように、例えば特定領域Ｂ以外でのモータジェネレータの運転時にサージ電圧はＶ１までしか許容することができないが、特定領域Ｂでモータジェネレータを駆動する場合には、サージ電圧をＶ１より高いＶ２まで高めることが可能となる。すなわち、モータジェネレータＭＧ２の温度低下に伴ってモータジェネレータＭＧ２のサージ電圧に関する絶縁耐圧を高くできる。このため、モータジェネレータＭＧ２の絶縁破壊を有効に防止できる。また、モータジェネレータＭＧ２の温度を低下させるために、モータジェネレータＭＧ２性能を低く抑える必要がないため、モータジェネレータＭＧ２の高性能を確保できる。   According to such a motor cooling system 24, the cooling capacity of the cooling device that cools the motor generator MG2 can be increased only when the motor generator MG2 is driven in the specific region B including the high surge region. When the surge voltage generated inside MG2 increases, the temperature of motor generator MG2 can be lowered to lower the allowable temperature of motor generator MG2. For example, as shown in FIG. 8 described above, the cooling device controller 32 sets the temperature of the motor generator MG2 to T1 which is a low temperature in the specific region B and T2 which is a high temperature in regions other than the specific region B. In this case, as is apparent from FIG. 8, for example, the surge voltage can be allowed only up to V1 when the motor generator is operated outside the specific region B, but when driving the motor generator in the specific region B, It becomes possible to increase the surge voltage to V2 higher than V1. That is, the withstand voltage with respect to the surge voltage of motor generator MG2 can be increased as the temperature of motor generator MG2 decreases. Therefore, it is possible to effectively prevent the insulation breakdown of motor generator MG2. Further, since it is not necessary to suppress the performance of motor generator MG2 in order to lower the temperature of motor generator MG2, the high performance of motor generator MG2 can be ensured.

さらに、モータジェネレータＭＧ２を特定領域Ｂ以外で駆動させる場合には、モータ冷却装置２６の冷却能力を低下させることができる。例えば、特定領域Ｂ以外では、モータジェネレータＭＧ２の許容温度をＴ１よりも高いＴ２として運転できる。この場合には、モータジェネレータＭＧ２の絶縁耐圧は低くなるが、モータジェネレータＭＧ２の温度は過度に低下させる必要がない。また、特定領域Ｂ以外では、過変調ＰＷＭ制御で制御されないので、モータジェネレータＭＧ２内部に発生するサージ電圧は低くなり、絶縁耐圧が低くなっても不都合は生じない。このため、システム全体の省エネルギ化を図れる。この結果、モータジェネレータＭＧ２内部に発生するサージ電圧が高くなる場合でもモータジェネレータＭＧ２の絶縁破壊を有効に防止できるとともに、モータジェネレータＭＧ２の高性能を確保しつつ省エネルギ化を図れる。   Furthermore, when the motor generator MG2 is driven outside the specific region B, the cooling capacity of the motor cooling device 26 can be reduced. For example, outside the specific region B, the motor generator MG2 can be operated at an allowable temperature T2 higher than T1. In this case, the withstand voltage of motor generator MG2 is lowered, but the temperature of motor generator MG2 does not need to be excessively lowered. Further, since control is not performed by overmodulation PWM control outside the specific region B, the surge voltage generated in the motor generator MG2 is low, and no inconvenience occurs even if the withstand voltage is low. For this reason, energy saving of the whole system can be achieved. As a result, even when the surge voltage generated in motor generator MG2 becomes high, it is possible to effectively prevent insulation breakdown of motor generator MG2, and to save energy while ensuring high performance of motor generator MG2.

なお、上記の例の場合、記憶部５８にモータ回転数とモータトルクと特定領域Ｂとの関係を表すマップのデータを記憶させていたが、本発明はこのような方法に限定するものではない。例えば、記憶部５８に、モータ回転数とモータトルクと特定領域Ｂとの関係を表す関係式を表すデータを、関係データとして記憶させておき、判定手段５６で、取得されたモータ回転数及びモータトルクと、記憶部５８に記憶された関係式とを用いて、モータジェネレータＭＧ２を特定領域Ｂで駆動するか否かを判定することもできる。   In the case of the above example, the storage unit 58 stores map data representing the relationship between the motor rotation speed, the motor torque, and the specific region B. However, the present invention is not limited to such a method. . For example, data representing a relational expression representing the relationship between the motor rotational speed, the motor torque, and the specific region B is stored in the storage unit 58 as relational data, and the motor rotational speed and the motor acquired by the determination unit 56 are stored. It is also possible to determine whether or not to drive motor generator MG2 in specific region B using the torque and the relational expression stored in storage unit 58.

また、判定手段５６が、モータジェネレータＭＧ２に加わるサージ電圧が高い高サージ領域である特定領域で、モータジェネレータを駆動すると判定した場合に、冷却制御手段６０がモータ冷却装置２６の冷却能力を増大させるように構成することもできる。すなわち、この場合には、図２の中回転領域である特定領域Ａ２でモータジェネレータＭＧ２が駆動されるか否かに基づいてモータ冷却装置２６の冷却能力を増大させるか否かを切り換える。このために、判定手段５６は、モータコントローラ３０から、モータジェネレータＭＧ２を過変調ＰＷＭ制御で制御することを示す信号が取得された場合に、モータジェネレータＭＧ２を特定領域Ａ２で駆動すると判定し、過変調ＰＷＭ制御以外の制御、すなわち正弦波ＰＷＭ制御または矩形波電圧制御でモータジェネレータＭＧ２を制御することを示す信号が取得された場合には、モータジェネレータＭＧ２を特定領域Ａ２で駆動しないと判定する。例えば、モータコントローラ３０では、正弦波ＰＷＭ制御と過変調ＰＷＭ制御と矩形波電圧制御とのうち、いずれの制御でモータジェネレータＭＧ２を制御するかを判定して、制御しているので、この判定結果を表す信号を冷却装置コントローラ３２に入力して、判定手段５６で特定領域Ａ２での駆動か否かを判定することができる。   When the determination unit 56 determines that the motor generator is driven in a specific region that is a high surge region where the surge voltage applied to the motor generator MG2 is high, the cooling control unit 60 increases the cooling capacity of the motor cooling device 26. It can also be configured as follows. That is, in this case, whether or not to increase the cooling capacity of the motor cooling device 26 is switched based on whether or not the motor generator MG2 is driven in the specific area A2 that is the middle rotation area of FIG. Therefore, the determination unit 56 determines that the motor generator MG2 is driven in the specific region A2 when a signal indicating that the motor generator MG2 is controlled by overmodulation PWM control is acquired from the motor controller 30. When a signal indicating that the motor generator MG2 is controlled by control other than modulation PWM control, that is, sine wave PWM control or rectangular wave voltage control, is determined to not drive the motor generator MG2 in the specific region A2. For example, the motor controller 30 determines and controls which of the sine wave PWM control, overmodulation PWM control, and rectangular wave voltage control is used to control the motor generator MG2. Can be input to the cooling device controller 32, and the determination means 56 can determine whether or not the driving is in the specific area A2.

図１０は、このような判定方法を用いて冷却装置コントローラ３２がモータ冷却装置２６の冷却能力を制御し、モータジェネレータＭＧ２を制御する方法を示すフローチャートである。まず、図１０のＳ２０で、冷却装置コントローラ３２の判定手段５６が、過変調ＰＷＭ制御でモータジェネレータＭＧ２を制御することを示す信号である過変調制御信号が取得、すなわち入力されたか否かを判定する。そして過変調制御信号が取得されたと判定された場合には、特定領域Ａ２（図２）でモータジェネレータＭＧ２を駆動すると判定し、Ｓ２２で冷却制御手段６０が、上記と同様の増大方法により、モータ冷却装置２６の冷却能力を増大させ、Ｓ２４に移行する。また、Ｓ２０において、判定手段５６により、過変調制御信号が取得されていないと判定された場合には、特定領域Ａ２でモータジェネレータＭＧ２を駆動しないと判定し、モータ冷却装置２６の冷却能力を増大させることなく、Ｓ２４に移行する。次いで、Ｓ２４では、モータコントローラ３０がモータトルク指令値とモータ回転数とに基づいてモータジェネレータＭＧ２の駆動を制御し、処理を終了する。なお、Ｓ２２でモータ冷却装置２６の冷却能力が増大されると、Ｓ２２で過変調制御信号が取得されない、すなわち過変調制御信号以外の制御信号が取得されたと判定されるまで、冷却能力は増大させたままとし、過変調制御信号が取得されないと判定されるか、システムの運転が停止された場合には、モータ冷却装置２６の冷却能力をリセットする、すなわち、冷却能力を低下させるか、冷却運転を停止させる処理を行う。   FIG. 10 is a flowchart illustrating a method in which the cooling device controller 32 controls the cooling capacity of the motor cooling device 26 and controls the motor generator MG2 using such a determination method. First, in S20 of FIG. 10, the determination unit 56 of the cooling device controller 32 determines whether or not an overmodulation control signal, which is a signal indicating that the motor generator MG2 is controlled by overmodulation PWM control, is obtained, that is, input. To do. If it is determined that the overmodulation control signal has been acquired, it is determined that the motor generator MG2 is driven in the specific region A2 (FIG. 2), and in S22, the cooling control means 60 performs the motor increase by the same increase method as described above. The cooling capacity of the cooling device 26 is increased, and the process proceeds to S24. In S20, when the determination unit 56 determines that the overmodulation control signal is not acquired, it is determined that the motor generator MG2 is not driven in the specific region A2, and the cooling capacity of the motor cooling device 26 is increased. Without proceeding, the process proceeds to S24. Next, in S24, the motor controller 30 controls the driving of the motor generator MG2 based on the motor torque command value and the motor rotation speed, and the process ends. When the cooling capacity of the motor cooling device 26 is increased in S22, the cooling capacity is increased until it is determined that the overmodulation control signal is not acquired in S22, that is, it is determined that a control signal other than the overmodulation control signal is acquired. If the overmodulation control signal is determined not to be acquired or the operation of the system is stopped, the cooling capacity of the motor cooling device 26 is reset, that is, the cooling capacity is reduced or the cooling operation is performed. To stop.

このような判定方法で特定領域Ａ２でモータジェネレータＭＧ２を駆動するか否かを判定する場合も、モータジェネレータＭＧ２の絶縁破壊を有効に防止できるとともに、モータジェネレータＭＧ２の高性能を確保しつつ省エネルギ化を図れる。また、この場合には、特定領域Ａ２（図２、図４）の範囲が、図４の特定領域Ｂの場合に比べて狭くなるが、制御が単純かつ容易になり、記憶部５８での必要メモリ容量を少なくできる。その他の構成及び作用は、上記の図１から図９に示した構成の場合と同様である。   Even when it is determined whether or not the motor generator MG2 is driven in the specific region A2 by such a determination method, the insulation breakdown of the motor generator MG2 can be effectively prevented, and the high performance of the motor generator MG2 can be secured while saving energy. Can be realized. In this case, the range of the specific area A2 (FIGS. 2 and 4) is narrower than that of the specific area B of FIG. 4, but the control is simple and easy, and is necessary in the storage unit 58. Memory capacity can be reduced. Other configurations and operations are the same as those of the configuration shown in FIGS.

なお、上記の説明では、２のモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２をモータ冷却装置２６により冷却する場合を説明した。すなわち、モータ冷却装置２６の冷却能力を増大させた場合には、モータジェネレータＭＧ２だけでなくモータジェネレータＭＧ１も温度低下する。ただし、本発明はこのような構成に限定するものではなく、１のモータジェネレータＭＧ２のみをモータ冷却装置２６により駆動する構成とし、特定領域でモータジェネレータＭＧ２を駆動すると判定された場合に、１のモータジェネレータＭＧ２のみを温度低下させることもできる。   In the above description, the case where the two motor generators MG1 and MG2 are cooled by the motor cooling device 26 has been described. That is, when the cooling capacity of the motor cooling device 26 is increased, not only the motor generator MG2 but also the motor generator MG1 decreases in temperature. However, the present invention is not limited to such a configuration, and when only one motor generator MG2 is driven by the motor cooling device 26 and it is determined that the motor generator MG2 is driven in a specific region, Only the motor generator MG2 can be lowered in temperature.

また、上記の説明では、モータ冷却装置２６の冷媒を冷却水としているが、冷媒は冷却水以外とすることもできる。例えば、冷媒を冷却油とすることもできる。例えば、モータ冷却装置２６は、２のモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２及び２のインバータ２０，２２を含む冷媒循環経路と、冷媒循環経路に設けた冷媒ポンプである電動油ポンプと、冷却油と外気とを熱交換させる熱交換器と、熱交換器に外気を送風する送風機である電動ファンとを含むものとする。この場合、電動油ポンプと電動ファンとの駆動は、冷却装置コントローラ３２により制御する。また、電動油ポンプは、ＨｉとＬｏとの２段階で回転数を切替可能とすることもできるが、駆動停止と回転駆動との２段階で切り換えることもできる。例えば、モータ冷却装置２６の冷却能力を増大させる場合に、モータジェネレータＭＧ２を特定領域以外で駆動する場合に電動油ポンプの駆動を停止させ、モータジェネレータＭＧ２を特定領域で駆動する場合に電動油ポンプを回転駆動させ、モータ冷却装置２６の冷却能力を増大させることもできる。   In the above description, the coolant of the motor cooling device 26 is the cooling water, but the coolant may be other than the cooling water. For example, the refrigerant can be cooling oil. For example, the motor cooling device 26 includes a refrigerant circulation path including two motor generators MG1, MG2 and two inverters 20 and 22, an electric oil pump that is a refrigerant pump provided in the refrigerant circulation path, and cooling oil and outside air. A heat exchanger that exchanges heat and an electric fan that is a blower that blows outside air to the heat exchanger are included. In this case, driving of the electric oil pump and the electric fan is controlled by the cooling device controller 32. In addition, the electric oil pump can be switched in two stages of Hi and Lo, but can also be switched in two stages of driving stop and rotational driving. For example, when the cooling capacity of the motor cooling device 26 is increased, the driving of the electric oil pump is stopped when the motor generator MG2 is driven outside the specific area, and the electric oil pump is driven when the motor generator MG2 is driven in the specific area. , And the cooling capacity of the motor cooling device 26 can be increased.

１０ ハイブリッド車両、１２ エンジン、１４ 遊星歯車機構、１６ 車輪、１８ 駆動軸、２０，２２ インバータ、２４ モータ冷却システム、２６ モータ冷却装置、２８ エンジン冷却装置、３０ モータコントローラ、３２ 冷却装置コントローラ、３４ 減速機構、３６，３８ 回転角度センサ、４０ 冷媒循環経路、４２ 電動ウォーターポンプ、４４ 熱交換器、４６ 電動ファン、４８ 第２冷媒循環経路、５０ 冷却水ポンプ、５２ 第２熱交換器、５４ 第２電動ファン、５６ 判定手段、５８ 記憶部、６０ 冷却制御手段、６２，６４，６６ 固定子巻線。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Hybrid vehicle, 12 Engine, 14 Planetary gear mechanism, 16 Wheel, 18 Drive shaft, 20, 22 Inverter, 24 Motor cooling system, 26 Motor cooling device, 28 Engine cooling device, 30 Motor controller, 32 Cooling device controller, 34 Deceleration Mechanism, 36, 38 Rotation angle sensor, 40 Refrigerant circulation path, 42 Electric water pump, 44 Heat exchanger, 46 Electric fan, 48 Second refrigerant circulation path, 50 Cooling water pump, 52 Second heat exchanger, 54 Second Electric fan, 56 determination means, 58 storage unit, 60 cooling control means, 62, 64, 66 stator winding.

Claims (8)

インバータにより駆動される回転電機と、
回転電機を冷却する冷却装置と、
回転電機に加わるサージ電圧が高い高サージ領域を含む特定領域で、回転電機を駆動するか否かを判定する判定手段と、
回転電機を特定領域で駆動すると判定された場合に冷却装置の冷却能力を増大させる冷却制御手段とを備えることを特徴とする回転電機冷却システム。 A rotating electrical machine driven by an inverter;
A cooling device for cooling the rotating electrical machine;
Determination means for determining whether to drive the rotating electrical machine in a specific region including a high surge region where a surge voltage applied to the rotating electrical machine is high;
A rotating electrical machine cooling system comprising: cooling control means for increasing the cooling capacity of the cooling device when it is determined that the rotating electrical machine is driven in a specific region. 請求項１に記載の回転電機冷却システムにおいて、
回転電機回転数と回転電機トルクと特定領域との関係データを予め記憶する記憶部を備え、
判定手段は、取得された回転電機回転数及び回転電機トルクに基づいて、記憶部の関係データを用いて回転電機を特定領域で駆動するか否かを判定することを特徴とする回転電機冷却システム。 In the rotating electrical machine cooling system according to claim 1,
A storage unit that stores in advance relationship data between the rotating electrical machine rotation speed, the rotating electrical machine torque, and the specific area;
The determination unit determines whether or not to drive the rotating electrical machine in a specific region using the relation data of the storage unit based on the acquired rotating electrical machine rotation speed and rotating electrical machine torque. . 請求項２に記載の回転電機冷却システムにおいて、
関係データは、回転電機回転数と回転電機トルクと特定領域との関係を表すマップのデータであることを特徴とする回転電機冷却システム。 The rotating electrical machine cooling system according to claim 2,
The relationship data is map data representing the relationship between the rotating electrical machine rotation speed, the rotating electrical machine torque, and the specific region. 請求項１に記載の回転電機冷却システムにおいて、
回転電機の駆動をＰＷＭ制御を含む制御により制御する回転電機制御手段を備え、
判定手段は、回転電機制御手段から、回転電機を過変調ＰＷＭ制御で制御することを示す信号が取得された場合に、回転電機を特定領域で駆動すると判定することを特徴とする回転電機冷却システム。 In the rotating electrical machine cooling system according to claim 1,
Rotating electrical machine control means for controlling the driving of the rotating electrical machine by control including PWM control,
The determining unit determines that the rotating electric machine is driven in a specific region when a signal indicating that the rotating electric machine is controlled by overmodulation PWM control is acquired from the rotating electric machine control unit. . 請求項１から請求項４のいずれか１に記載の回転電機冷却システムにおいて、
回転電機は、車両駆動用として使用されることを特徴とする回転電機冷却システム。 In the rotating electrical machine cooling system according to any one of claims 1 to 4,
A rotating electrical machine cooling system, wherein the rotating electrical machine is used for driving a vehicle. 請求項１から請求項５のいずれか１に記載の回転電機冷却システムにおいて、
冷却装置は、回転電機を含む冷媒循環経路と、冷媒循環経路に設けた冷媒ポンプとを含み、
冷却制御手段は、冷媒ポンプから吐出される冷媒吐出量を増大させることにより、冷却装置の冷却能力を増大させることを特徴とする回転電機冷却システム。 In the rotating electrical machine cooling system according to any one of claims 1 to 5,
The cooling device includes a refrigerant circulation path including a rotating electrical machine, and a refrigerant pump provided in the refrigerant circulation path,
The rotating electrical machine cooling system characterized in that the cooling control means increases the cooling capacity of the cooling device by increasing the amount of refrigerant discharged from the refrigerant pump. 請求項１から請求項５のいずれか１に記載の回転電機冷却システムにおいて、
冷却装置は、回転電機を含む冷媒循環経路と、冷媒循環経路に設けた冷媒ポンプと、冷媒と外気とを熱交換させる熱交換器と、熱交換器に外気を送風する送風機とを含み、
冷却制御手段は、送風機の風量を増大させることにより、冷却装置の冷却能力を増大させることを特徴とする回転電機冷却システム。 In the rotating electrical machine cooling system according to any one of claims 1 to 5,
The cooling device includes a refrigerant circulation path including a rotating electrical machine, a refrigerant pump provided in the refrigerant circulation path, a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the outside air, and a blower that blows outside air to the heat exchanger,
The rotating electrical machine cooling system, wherein the cooling control means increases the cooling capacity of the cooling device by increasing the air volume of the blower. 請求項５に記載の回転電機冷却システムにおいて、
冷却装置は、回転電機を含む冷媒循環経路と、冷媒循環経路に設けた冷媒ポンプと、冷媒と外気とを熱交換させる熱交換器と、熱交換器に外気を送風する送風機とを含み、
さらに、エンジン冷却用の第２冷却装置であって、エンジンを含む第２冷媒循環経路と、第２冷媒循環経路を流れる第２冷媒と外気とを熱交換させる第２熱交換器と、第２熱交換器に外気を送風する第２送風機とを含む第２冷却装置を備え、
熱交換器は、第２送風機が設けられるエンジンルーム内に配置されており、
冷却制御手段は、第２送風機の風量を増大させることにより、冷却装置の冷却能力を増大させることを特徴とする回転電機冷却システム。 The rotating electrical machine cooling system according to claim 5,
The cooling device includes a refrigerant circulation path including a rotating electrical machine, a refrigerant pump provided in the refrigerant circulation path, a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the outside air, and a blower that blows outside air to the heat exchanger,
A second cooling device for cooling the engine, wherein the second refrigerant circulation path including the engine, the second refrigerant flowing through the second refrigerant circulation path, and the outside air exchange heat; A second cooling device including a second blower for blowing outside air to the heat exchanger;
The heat exchanger is arranged in the engine room where the second blower is provided,
The rotating electrical machine cooling system, wherein the cooling control means increases the cooling capacity of the cooling device by increasing the air volume of the second blower.
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