JP5141031B2 - 駆動装置の制御装置および駆動装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、永久磁石が取り付けられた回転子を有する第１電動機と複数のスイッチング素子のスイッチングにより該第１電動機を駆動する駆動回路とを備える駆動装置の制御装置および駆動装置の制御方法に関する。

従来、この種の駆動装置の制御装置としては、ブラシレスＤＣモータが備える永久磁石を有するロータの温度を推定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、相短絡動作の実行時に、ｑ軸電流（トルク）に基づいてロータの温度を推定するものとしている。
特開２００５−２８０１４１号公報

しかしながら、上述の駆動装置の制御装置では、相短絡動作の実行時にしかロータの温度を推定できない。モータを適正に駆動制御するためには相短絡動作の実行時だけでなく他の場面でもロータの温度を推定できるようにすることが望ましく、また、ロータの温度をできる限り正確に推定することが望ましい。

本発明の駆動装置の制御装置および駆動装置の制御方法は、電動機の回転子の温度をより正確に推定することを目的の一つとする。また、本発明の駆動装置の制御装置および駆動装置の制御方法は、電動機の回転子の温度をより正確に推定して電動機の駆動制御をより適正に行なうことを目的の一つとする。

本発明の駆動装置の制御装置および駆動装置の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の駆動装置の制御装置は、
永久磁石が取り付けられた回転子を有する第１電動機と複数のスイッチング素子のスイッチングにより該第１電動機を駆動する駆動回路とを備える駆動装置の制御装置であって、
前記第１電動機のトルクおよび回転数からなる駆動状態と前記駆動回路の前記複数のスイッチング素子のスイッチング周波数とを含む駆動情報に基づいて前記第１電動機の回転子の温度を推定する温度推定手段
を備えることを要旨とする。

この本発明の駆動装置の制御装置では、永久磁石が取り付けられた回転子を有する第１電動機のトルクおよび回転数からなる駆動状態と、第１電動機を駆動する駆動回路の複数のスイッチング素子のスイッチング周波数とを含む駆動情報に基づいて第１電動機の回転子の温度を推定する。したがって、第１電動機のトルクおよび回転数からなる駆動状態だけに基づいて回転子の温度を推定するものに比して回転子の温度をより正確に推定することができる。

こうした本発明の駆動装置の制御装置において、さらに前記第１電動機の冷却を行なう冷却媒体の温度を含むものとすることもできる。こうすれば、冷却媒体により第１電動機の冷却を行なう駆動装置において第１電動機の回転子の温度をより正確に推定することができる。

また、本発明の駆動装置の制御装置において、前記駆動回路は、前記スイッチング素子のスイッチングの制御が異なる複数の制御モードを切り替えて前記第１電動機を駆動可能な回路であり、前記駆動情報は、さらに前記第１電動機の駆動制御に用いている制御モードを含むものとすることもできる。こうすれば、複数の制御モードを切り替えて第１電動機を駆動制御する駆動装置において第１電動機の回転子の温度をより正確に推定することができる。この場合、前記複数の制御モードは、パルス幅変調制御と過変調制御と矩形波制御のうち少なくとも二つを含むモードであるものとすることもできる。

さらに、本発明の駆動装置の制御装置において、前記温度推定手段は、前記駆動情報に基づいて前記第１電動機の回転子の将来温度を推定し、該推定した将来温度になまし処理を施して得られる温度に基づいて前記回転子の現在の温度を推定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第１電動機の回転子の現在温度をより正確に推定することができる。この態様の本発明の駆動装置の制御装置において、前記温度推定手段は、所定のヒステリシスを用いて前記第１電動機の回転子の温度を推定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、推定する回転子の温度が頻繁に変化するのを抑制することができる。

また、本発明の駆動装置の制御装置において、前記温度推定手段により推定された前記第１電動機の回転子の温度に基づいて該第１電動機の駆動が制限されるよう該第１電動機を駆動制御する駆動制御手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、より正確に推定した第１電動機の回転子の温度に基づいて第１電動機の駆動制御をより適正に行なうことができる。この態様の本発明の駆動装置の制御装置において、前記駆動装置は、内燃機関と、前記第１電動機を有し駆動軸に対して独立して前記内燃機関の出力軸が回転可能に該内燃機関の出力軸と該駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、前記第１電動機および前記第２電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記温度推定手段により推定された前記第１電動機の回転子の温度に基づいて該第１電動機の駆動が制限されると共に要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記第２電動機とを駆動制御する手段であるものとすることもできる。

駆動装置が第１電動機を有する電力動力入出力手段を備える態様の本発明の駆動装置の制御装置において、前記駆動制御手段は、前記温度推定手段により推定された前記第１電動機の回転子の温度が第１所定温度以上のときであって前記第２電動機によって発電された電力の少なくとも一部が前記第１電動機によって消費される動力循環状態のときには、通常時よりも低い絶対値の回転数で該第１電動機が駆動されると共に要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記第２電動機とを駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第１電動機の回転子の回転上昇を抑制することができる。内燃機関からの動力を電力動力入出力手段と電動機とによってトルク変換して駆動軸に出力する状態を考えると、第２電動機が回生駆動しているときには電力動力入出力手段は電力の消費を伴って動力を出力する動作となる。この動作は、第２電動機により駆動軸の動力の一部を用いて発電し、その電力を電力動力入出力手段によって消費して駆動軸に動力を出力するから、駆動軸の動力の一部が電力に変換され、その電力が動力に変換されて駆動軸に出力されるという動力−電力−動力の循環（動力循環）を形成するものとなる。この動力循環は、一部の動力に対して何回も電力動力入出力手段と第２電動機の効率が乗じられることになるから、装置としてはエネルギ効率が良好でない動作となる。通常時よりも低い絶対値の回転数で第１電動機を駆動する動作はこうした動力循環状態を解消する方向の動作にもなる。

また、駆動装置が第１電動機を有する電力動力入出力手段を備える態様の本発明の駆動装置の制御装置において、前記駆動制御手段は、前記温度推定手段により推定された前記第１電動機の回転子の温度が第２所定温度以上のときには、通常時よりも低い駆動力で該第１電動機が駆動されると共に要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記第２電動機とを駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第１電動機の回転子の温度上昇を抑制することができる。

さらに、駆動装置が第１電動機を有する電力動力入出力手段を備える態様の本発明の駆動装置の制御装置において、前記駆動制御手段は、前記温度推定手段により推定された前記第１電動機の回転子の温度が第１所定温度以上で該第１所定温度よりも高い第２所定温度未満のときであって前記第２電動機によって発電された電力の少なくとも一部が前記第１電動機によって消費される動力循環状態のときには通常時よりも低い絶対値の回転数で該第１電動機が駆動されると共に要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記第２電動機とを駆動制御し、前記温度推定手段により推定された前記第１電動機の回転子の温度が前記第２所定温度以上のときには通常時よりも低い駆動力で該第１電動機が駆動されると共に要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記第２電動機とを駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第１電動機の回転子の温度上昇を抑制することができる。

また、駆動装置が第１電動機を有する電力動力入出力手段を備える態様の本発明の駆動装置の制御装置において、前記電力動力入出力手段は、前記第１電動機と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と前記第１電動機の回転軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段とを備える手段であるものとすることもできるし、前記電力動力入出力手段は、前記第１電動機として、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記駆動軸に接続された第２の回転子とを有し該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機を備える手段であるものとすることもできる。

本発明の駆動装置の制御方法は、
永久磁石が取り付けられた回転子を有する第１電動機と複数のスイッチング素子のスイッチングにより該第１電動機を駆動する駆動回路とを備える駆動装置の制御方法であって、
前記第１電動機のトルクおよび回転数からなる駆動状態と前記駆動回路の前記複数のスイッチング素子のスイッチング周波数とを含む駆動情報に基づいて前記第１電動機の回転子の温度を推定することを特徴とする。

この本発明の駆動装置の制御方法によれば、永久磁石が取り付けられた回転子を有する第１電動機のトルクおよび回転数からなる駆動状態と、第１電動機を駆動する駆動回路の複数のスイッチング素子のスイッチング周波数とを含む駆動情報に基づいて第１電動機の回転子の温度を推定する。したがって、第１電動機のトルクおよび回転数からなる駆動状態だけに基づいて回転子の温度を推定するものに比して回転子の温度をより正確に推定することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例である駆動装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、駆動装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも外表面に永久磁石が貼り付けられたロータ４５ａ，４６ａと三相コイルが巻回されたステータ４５ｂ，４６ｂとを備える発電可能な同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流，モータＭＧ１のステータ４５ｂの温度を検出する温度センサ４８からのステータ温度Ｔｓｔなどが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の冷却や動力分配統合機構３０の潤滑，変速機６０の潤滑を行なう潤滑冷却オイルを貯留するオイルパン４９に取り付けられた温度センサ４９ａからの油温Ｔｏｉｌなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、モータＭＧ１のロータ４５ａの温度を推定してモータＭＧ１の駆動制御に用いる際の動作について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図３は、駆動制御ルーチンで用いるロータ４５ａの温度を推定するためにモータＥＣＵ４０により実行されるロータ温度推定処理の一例を示すフローチャートである。両ルーチンとも、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。まず、図２の駆動制御ルーチンについて説明し、その後、駆動制御ルーチンで用いるロータ４５ａの温度を推定する図３のロータ温度推定処理について説明する。

駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，モータ温度Ｔｍなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図４に電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図５にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。さらに、モータ温度Ｔｍは、実施例では、モータＭＧ１のロータ４５ａの温度（ロータ温度Ｔｒｏ）として後述する図３のロータ温度推定処理により推定されたものをモータＥＣＵ４０により通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図６に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。

続いて、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１２０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図７に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。

次に、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１３０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図８に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)

そして、入力したモータ温度Ｔｍと閾値Ｔ１，Ｔ２とを比較する（ステップＳ１４０）。ここで、閾値Ｔ１，Ｔ２は、モータＭＧ１のロータ４５ａに取り付けられた永久磁石が高温により減磁するおそれがあるか否かを段階的に判定するためものであり、閾値Ｔ１が閾値Ｔ２よりも小さな値となるよう例えば１８０℃，１９０℃などのように設定するものとした。

モータ温度Ｔｍが閾値Ｔ１未満のときにはモータＭＧ１のロータ４５ａの温度は適正温度範囲の通常時と判定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）により計算すると共に（ステップＳ２１０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（５）により計算し（ステップＳ２２０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２３０）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式（５）は、前述した図８の共線図から容易に導き出すことができる。

Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２４０）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ステップＳ１４０でモータ温度Ｔｍが閾値Ｔ１以上で閾値Ｔ２未満と判定されたときには、モータＭＧ１の駆動制御をそのまま継続するとモータＭＧ１のロータ４５ａが減磁する可能性があると判定し、ステップＳ１３０で計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が値０未満で入力した回転数Ｎｍ１が値０未満であるか否かを判定する処理を行なう（ステップＳ１５０）。いま、ハイブリッド自動車２０が比較的高速で巡航運転しているときを考えると、要求トルクＴｒ＊は比較的小さくなるが、車速Ｖが大きいために比較的大きな要求パワーＰｅ＊が設定される。このため、設定されるエンジン２２のトルクＴｅも大きくなるから、エンジン２２からのトルクＴｅの反力を受け持つモータＭＧ１からの負のトルクが小さく（絶対値が大きく）なり、リングギヤ軸３２ａには比較的大きなトルクが出力される。このトルクは場合によっては要求トルクＴｒ＊よりも大きくなり、この場合、モータＭＧ２は回生制御されることになるが、バッテリ５０の充放電を伴わずに運転するトルク変換運転モードではモータＭＧ２の回生制御によって得られる発電電力はモータＭＧ１により消費されるから、モータＭＧ２で発電された電力の一部がモータＭＧ１で消費されると共に電力の消費を伴ってモータＭＧ１から出力された動力の一部で再びモータＭＧ２が回生制御される動力循環が生じる。上述したステップＳ１５０の処理は、こうした動力循環状態が生じているか否かを判定する処理となる。ステップＳ１５０でトルク指令Ｔｍ１＊が値０以上と判定されたり回転数Ｎｍ１が値０以上と判定されたときには、動力循環状態は生じていないと判定し、ステップＳ２１０〜Ｓ２４０の処理を実行して本ルーチンを終了する。

一方、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と回転数Ｎｍ１とが共に値０未満と判定されたときには、動力循環が生じていると判定し、入力したモータ温度Ｔｍに基づいて補正係数Ｋを設定すると共に（ステップＳ１６０）設定した補正係数Ｋを計算した目標回転数Ｎｍ１＊に乗じたものを新たな目標回転数Ｎｍ１＊として再計算し（ステップＳ１７０）、再計算した目標回転数Ｎｍ１＊に基づいて前述した式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を再計算し（ステップＳ１８０）、再計算したトルク指令Ｔｍ１＊を用いてステップＳ２１０〜Ｓ２４０の処理を実行して本ルーチンを終了する。ここで、補正係数Ｋは、実施例ではモータ温度Ｔｍと補正係数Ｋとの関係を予め求めて補正係数設定用マップとしてＲＡＭ７６に記憶しておき、モータ温度Ｔｍが与えられるとマップから対応する補正係数Ｋを導出して設定するものとした。このマップの一例を図９に示す。図示するように、補正係数Ｋは、値１から値０の範囲内で定められており、モータ温度Ｔｍが閾値Ｔ１から大きくなるほど値０に向けて小さくなるよう設定される。したがって、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊は値０に向けた方向に補正される。こうしたモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊の補正は前述した動力循環状態を解消する方向の補正ともなる。モータＭＧ１のロータ４５ａの温度は永久磁石上の渦電流損によって上昇し、渦電流損はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１の絶対値が大きくなるほど大きくなるから、回転数Ｎｍ１が大きくなるほどロータ４５ａの温度は上昇する。実施例では、モータ温度Ｔｍが閾値Ｔ１以上で閾値Ｔ２未満のときにはモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が値０に近づくよう目標回転数Ｎｍ１＊を補正するから、渦電流損を小さくすることができ、ロータ４５ａの温度上昇を抑制することができる。

ステップＳ１４０でモータ温度Ｔｍが閾値Ｔ２以上と判定されたときには、モータＭＧ１のロータ４５ａの永久磁石が減磁し始めているか減磁のおそれが極めて高いと判定し、モータ温度Ｔｍに基づいてモータＭＧ１から出力してもよいトルクの上下限の絶対値としてのトルク制限Ｔｌｉｍを設定すると共に（ステップＳ１９０）設定したトルク制限Ｔｌｉｍ（上限は「Ｔｌｉｍ」で下限は「−Ｔｌｉｍ」）でステップＳ１３０で計算したトルク指令Ｔｍ１＊を制限したものを新たなトルク指令Ｔｍ１＊に再設定し（ステップＳ２００）、再設定したトルク指令Ｔｍ１＊でステップＳ２１０〜Ｓ２４０の処理を実行して本ルーチンを終了する。ここで、トルク制限Ｔｌｉｍは、実施例では、モータ温度Ｔｍとトルク制限Ｔｌｉｍとの関係を予め求めてトルク制限設定用マップとしてＲＡＭ７６に記憶しておき、モータ温度Ｔｍが与えられるとマップから対応するトルク制限Ｔｌｉｍを導出して設定するものとした。このマップの一例を図１０に示す。図示するように、トルク制限Ｔｌｉｍは、モータ温度Ｔｍが閾値Ｔ２未満のときにはモータＭＧ１の定格最大トルクとして設定されており、モータ温度Ｔｍが大きくなるに従って小さくなるよう設定される。これにより、モータＭＧ１から出力されるトルクはトルク制限Ｔｌｉｍを上下限として制限され、これ以上のロータ４５ａの温度上昇は抑制される。

以上、駆動制御ルーチンについて説明した。次に、図３のロータ温度推定処理について説明する。ロータ温度推定処理が実行されると、モータＥＣＵ４０は、まず、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１やトルクＴｍ１＊，制御モードＣＭ，キャリア周波数ＣＦ，温度センサ４８からのステータ温度Ｔｓｔ，温度センサ４９ａからの油温Ｔｏｉｌなどの処理に必要なデータを入力する（ステップＳ３００）。ここで、回転数Ｎｍ１は、回転位置検出センサ４３により検出されたモータＭＧ１のロータ４５ａの回転位置に基づいて演算したものを入力するものとした。また、トルクＴｍ１＊は、前述した駆動制御ルーチンでハイブリッド用電子制御ユニット７０により設定されたものを通信により入力するものとした。さらに、制御モードＣＭは、実施例では、インバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチングパターンとして、変調率が値１以下の正弦波制御モード（三角波比較によるＰＷＭ制御における三角波の振幅以下の振幅で正弦波状の出力指令値を生成してＰＷＭ信号に変換）と、変調率が値１を超える過変調制御モード（三角波の振幅を超えた振幅で正弦波状の出力指令値を生成してＰＷＭ信号に変換）と、矩形波の信号でインバータ４１，４２をスイッチングする矩形波制御モードとがあり、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とトルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊とに基づいて制御モードＣＭを判定する制御モード判定用マップによりいずれか一つが選択されて設定されＲＡＭ７６に記憶されたものを入力するものとした。このマップの一例を図１１に示す。さらに、キャリア周波数ＣＦは、モータＭＧ１の駆動状態（回転数Ｎｍ１とトルクＴｍ１＊）に基づいて現在設定されているものを入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力した回転数Ｎｍ１とトルクＴｍ１＊とキャリア周波数ＣＦとに基づいてモータＭＧ１のロータ４５ａのベース温度Ｔｂを設定する（ステップＳ３１０）。ベース温度Ｔｂは、実施例では回転数Ｎｍ１とトルクＴｍ１＊とキャリア周波数ＣＦとの関係を予め求めてベース温度設定用マップとしてＲＡＭ７６に記憶しておき、回転数Ｎｍ１とトルクＴｍ１＊とキャリア周波数ＣＦとが与えられるとマップから対応するベース温度Ｔｂを導出して設定するものとした。このマップの一例を図１２に示す。

次に、現在設定されている制御モードＣＭが矩形波制御モードであるか否かを判定し（ステップＳ３２０）、制御モードＣＭが矩形波制御モードと判定されたときにはステップＳ３１０で設定したベース温度Ｔｂから所定温度Ｔｓｅｔだけ減じたものを新たなベース温度Ｔｂとして再設定し（ステップＳ３３０）、制御モードＣＭが矩形波制御モード以外のモード（正弦波制御モード，過変調制御モード）と判定されたときにはベース温度Ｔｂの再設定は行なわない。ここで、制御モードＣＭが矩形波制御モードのときにベース温度Ｔｂを再設定するのは、矩形波制御モードは正弦波制御モードや過変調制御モードに比してモータＭＧ１のロータ４５ａが高温になり難いことから、異なる制御モードＣＭでモータＭＧ１を駆動制御する際に生じるロータ４５ａの温度のズレを修正するためである。

こうしてベース温度Ｔｂを設定すると、入力した油温Ｔｏｉｌに基づいて補正量αを設定すると共に（ステップＳ３４０）、設定した補正量αをベース温度Ｔｂから減じてロータ４５ａの将来温度Ｔ＊を設定する（ステップＳ３５０）。ここで、将来温度Ｔ＊は、現在の条件（同じ回転数Ｎｍ１，トルクＴｍ１＊，キャリア周波数ＣＦ，制御モードＣＭ，油温Ｔｏｉｌ）で継続してモータＭＧ１を駆動制御したときに将来とりうるロータ４５ａの温度として設定されるものである。また、補正量αは、実施例では油温Ｔｏｉｌと補正量αとの関係を予め求めて補正量設定用マップとしてＲＡＭ７６に記憶しておき、油温Ｔｏｉｌが与えられるとマップから対応する補正量αを導出して設定するものとした。このマップの一例を図１３に示す。

将来温度Ｔ＊を設定すると、設定した将来温度Ｔ＊と前回このルーチンで設定されたロータ温度（前回Ｔｒｏ）とに基づいてステータ温度Ｔｓｔを初期値とすると共に時定数をτとして次式（６）によるなまし処理によりロータ４５ａの現在の温度としての仮ロータ温度Ｔｒｏｔｍｐを計算し（ステップＳ３６０）、計算した仮ロータ温度Ｔｒｏｔｍｐを、入力したステータ温度Ｔｓｔを下限とすると共にロータ４５ａがとりうる最大温度Ｔｒｏｍａｘを上限とした上下限値で制限し（ステップＳ３７０）、制限した仮ロータ温度Ｔｒｏｔｍｐを仮ロータ温度Ｔｒｏｔｍｐが下降する方向に対してのみ所定量Ｔｈｉｓをもって次式（７）によりヒステリシス処理することによりロータ温度Ｔｒｏを設定して（ステップＳ３８０）、本ルーチンを終了する。図１４に、ヒステリシス処理の前後における仮ロータ温度Ｔｒｏｔｍｐとロータ温度Ｔｒｏの時間変化の様子を示す。図から解るように、仮ロータ温度Ｔｒｏｔｍｐに対してヒステリシス処理することによりロータ温度Ｔｒｏが頻繁に変化するのを抑制することができる。なお、仮ロータ温度Ｔｒｏｔｍｐが上昇する方向に対してヒステリシス処理しないのは、ロータ温度Ｔｒｏが仮ロータ温度Ｔｒｏｔｍｐよりも低い温度として設定されてモータＭＧ１の駆動制御に不都合が生じるのを避けるためである。

Trotmp=(1-τ)・前回Tro+τ・T* (6)
Tro=max(min(前回Tro,Trotmp+This),Trotmp) (7)

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とトルクＴｍ１＊とキャリア周波数ＣＦと制御モードＣＭと油温Ｔｏｉｌとに基づいてモータＭＧ１のロータ４５ａ（永久磁石）の温度を推定するから、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とトルクＴｍ１＊のみに基づいて温度を推定するものに比してロータ４５ａの温度をより正確に推定することができる。しかも、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とトルクＴｍ１＊とキャリア周波数ＣＦと制御モードＣＭと油温Ｔｏｉｌとに基づいて将来温度Ｔ＊を推定してからこれをなまし処理するから、ロータ温度Ｔｒｏを現在の温度としてより正確に推定することができる。また、こうして推定したロータ温度Ｔｒｏに基づいてモータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊を制限したりトルク指令Ｔｍ１＊を制限したりするから、ロータ４５ａの温度上昇を抑制することができる。この結果、ロータ４５ａが減磁するのを抑制することができ、モータＭＧ１を駆動制御をより適正なものとすることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ロータ温度推定処理において、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とトルクＴｍ１＊とキャリア周波数ＣＦと制御モードＣＭと油温Ｔｏｉｌとに基づいてロータ温度Ｔｒｏを推定するものとしたが、これらにロータ４５ａの温度に影響を与える他の情報を加えたものに基づいてロータ温度Ｔｒｏを推定するものとしてもよいし、これらのうち制御モードＣＭと油温Ｔｏｉｌとを除いたものに基づいてロータ温度Ｔｒｏを推定するものとしてもよいし、制御モードＣＭだけを除いたものに基づいてロータ温度Ｔｒｏを推定するものとしてもよいし、油温Ｔｏｉｌだけを除いたものに基づいてロータ温度Ｔｒｏを推定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ロータ温度推定処理のステップＳ３８０で仮ロータ温度ＴｒｏＴｍｐに対してヒステリシス処理したものをロータ温度Ｔｒｏとして設定したが、ヒステリシス処理を行なうことなくそのままロータ温度Ｔｒｏとして設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ロータ温度Ｔｒｏをモータ温度ＴｍとしてモータＭＧ１の駆動を制限するものとしたが、ロータ温度Ｔｒｏとステータ温度Ｔｓｔの両方に基づいてモータＭＧ１の駆動を制限するものとしてもよい。この場合、例えば、ロータ温度Ｔｒｏとステータ温度Ｔｓｔとの平均値をモータ温度Ｔｍとして図２の駆動制御ルーチンを実行するものとしてもよいし、ロータ温度Ｔｒｏに基づいて図９や図１０のマップを用いてモータＭＧ１の制限値を設定すると共にステータ温度Ｔｓｔに基づいて図９や図１０とは異なる特性をもつマップを用いてモータＭＧ１の制限値を設定しこれらの制限値のうち厳しい方を用いてモータＭＧ１を駆動制御するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動制御ルーチンのステップＳ１４０でモータ温度Ｔｍ（ロータ温度Ｔｒｏ）が閾値Ｔ１以上で閾値Ｔ２未満のときには動力循環状態のときにモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を値０に近づけモータ温度Ｔｍが閾値Ｔ２以上のときにはモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊をトルク制限Ｔｌｉｍを上下限として制限するものとしたが、いずれか一方の処理だけを行なうものとしてもよいし、ロータ４５ａの温度上昇を抑制可能な他の処理を実行するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１５の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１５における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１６の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２と動力分配統合機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とを備えるものとしたが、動力源としてモータのみを備える通常の電気自動車として構成するものとしてもよい。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、外表面に永久磁石が取り付けられたロータ４５ａを備えるモータＭＧ１が「第１電動機」に相当し、スイッチング素子のスイッチングによりモータＭＧ１を駆動するインバータ４１が「駆動回路」に相当し、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とトルクＴｍ１＊とキャリア周波数ＣＦと制御モードＣＭと油温Ｔｏｉｌとに基づいてモータＭＧ１のロータ４５ａの温度を推定するロータ温度推定処理を実行するモータＥＣＵ４０が「温度推定手段」に相当する。また、実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１と動力分配統合機構３０とが「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ２が「第２電動機」に相当する。さらに、実施例では、ロータ温度推定処理により推定されたロータ４５ａの温度に基づく制限値をもってモータＭＧ１から動力が出力されると共に要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを駆動制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「駆動制御手段」に相当する。ここで、エンジン２２としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１との組み合わせによるものや対ロータ電動機１３０に限定されるものではなく、駆動軸に対して独立して内燃機関の出力軸が回転可能に内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「第１電動機」と「第２電動機」としては、外表面に永久磁石が貼り付けられたロータ４５ａ，４６ａと三相コイルが巻回されたステータ４５ｂ、４６ｂとを備える同期発電電動機に限定されるものではなく、永久磁石が取り付けられたロータを有して駆動可能なものであれば如何なるタイプの電動機としても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、第１電動機や第２電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「温度推定手段」としては、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とトルクＴｍ１＊とキャリア周波数ＣＦとに基づいてモータＭＧ１のロータ４５ａのベース温度Ｔｂを設定すると共に制御モードＣＭ（正弦波制御モード，過変調制御モード，矩形波制御モード）に基づいてベース温度Ｔｂを補正しモータＭＧ１の冷却を行なう冷却オイルの温度（油温Ｔｏｉｌ）とに基づいて補正量αを設定し設定した補正量αでベース温度Ｔｂを補正して将来温度Ｔ＊を設定し設定した将来温度Ｔ＊に対してなまし処理や上下限ガード処理，ヒステリシス処理したものに基づいてロータ温度Ｔｒｏを設定するものに限定されるものではなく、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とトルクＴｍ１＊とキャリア周波数ＣＦと油温Ｔｏｉｌとに基づいて直接ロータ温度Ｔｒｏを設定したりなまし処理とは異なる処理を用いてロータ温度Ｔｒｏを設定したりするものとしてもよいし、制御モードＣＭか油温Ｔｏｉｌの一方または両方を除いたものに基づいてロータ温度Ｔｒｏを設定するものとしてもよいし、上下限ガード処理やヒステリシス処理の一方または両方を除いたものに基づいてロータ温度Ｔｒｏを設定するなど、第１電動機のトルクおよび回転数からなる駆動状態と駆動回路の複数のスイッチング素子のスイッチング周波数とを含む駆動情報に基づいて第１電動機の回転子の温度を推定するものであれば如何なる処理によるものとしてもよい。「駆動制御手段」としては、ロータ温度推定処理により設定されたロータ温度Ｔｒｏをモータ温度Ｔｍとして用いてモータ温度Ｔｍが閾値Ｔ１以上で閾値Ｔ２未満のときに動力循環状態にあるときにはモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊が値０に近づくよう目標回転数Ｎｍ１＊を再設定すると共にトルク指令Ｔｍ１＊を再設定し要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを駆動制御しモータ温度Ｔｍが閾値Ｔ２以上のときにはモータ温度Ｔｍに基づくトルク制限Ｔｌｉｍを上下限値としてトルク指令Ｔｍ１＊を再計算し要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを駆動制御するものに限定されるものではなく、第１電動機の回転子の温度に基づく駆動制限をもって第１電動機を駆動制御するものであれば如何なるものとしても構わない。また、「駆動制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される駆動装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた駆動装置の形態としても構わない。さらに、こうした駆動装置の制御方法の形態としてもよい。

以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、駆動装置や車両の製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 実施例のモータＥＣＵ４０により実行されるロータ温度推定処理の一例を示すフローチャートである。 バッテリ５０における電池温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。 バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。 動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。 補正係数設定用マップの一例を示す説明図である。 トルク制限設定用マップの一例を示す説明図である。 制御モード設定用マップの一例を示す説明図である。 ベース温度設定用マップの一例を示す説明図である。 補正量設定用マップの一例を示す説明図である。 ヒステリシス処理の前後におけるロータ温度Ｔｒｏ，Ｔｒｏｔｍｐの時間変化の様子の一例を示す説明図である。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、４５ａ，４６ａ ロータ、４５ｂ，４６ｂ ステータ、４８ 温度センサ、４９ オイルパン、４９ａ 温度センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ ２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (12)

1. 永久磁石が取り付けられた回転子を有する第１電動機と、パルス幅変調制御と過変調制御と矩形波制御のうち該矩形波制御を含む少なくとも二つの制御モードを切り替えて複数のスイッチング素子のスイッチングにより該第１電動機を駆動する駆動回路とを備える駆動装置の制御装置であって、
   前記第１電動機のトルクおよび回転数からなる駆動状態と前記駆動回路の前記複数のスイッチング素子のスイッチング周波数とを含む駆動情報に基づいて前記第１電動機の回転子の温度を推定し、前記制御モードが前記矩形波制御の場合には他の制御モードに比して所定温度低くなるよう前記第１の回転子の温度を修正する温度推定手段
   を備える駆動装置の制御装置。
2. 前記駆動情報は、さらに前記第１電動機の冷却を行なう冷却媒体の温度を含む請求項１記載の駆動装置の制御装置。
3. 前記温度推定手段は、前記駆動情報に基づいて前記第１電動機の回転子の将来温度を推定し、該推定した将来温度になまし処理を施して得られる温度に基づいて前記回転子の現在の温度を推定する手段である請求項１または２記載の駆動装置の制御装置。
4. 前記温度推定手段は、所定のヒステリシスを用いて前記第１電動機の回転子の温度を推定する手段である請求項３記載の駆動装置の制御装置。
5. 前記温度推定手段により推定された前記第１電動機の回転子の温度に基づいて該第１電動機の駆動が制限されるよう該第１電動機を駆動制御する駆動制御手段を備える請求項１ないし３いずれか１項に記載の駆動装置の制御装置。
6. 請求項５記載の駆動装置の制御装置であって、
   前記駆動装置は、内燃機関と、前記第１電動機を有し駆動軸に対して独立して前記内燃機関の出力軸が回転可能に該内燃機関の出力軸と該駆動軸とに接続され電力と動力の入出力により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第２電動機と、前記第１電動機および前記第２電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを備え、
   前記駆動制御手段は、前記温度推定手段により推定された前記第１電動機の回転子の温度に基づいて該第１電動機の駆動が制限されると共に要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記第２電動機とを駆動制御する手段である
   駆動装置の制御装置。
7. 請求項６記載の駆動装置の制御装置であって、
   前記駆動制御手段は、前記温度推定手段により推定された前記第１電動機の回転子の温度が第１所定温度以上のときであって前記第２電動機によって発電された電力の少なくとも一部が前記第１電動機によって消費される動力循環状態のときには、通常時よりも低い絶対値の回転数で該第１電動機が駆動されると共に要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記第２電動機とを駆動制御する手段である
   駆動装置の制御装置。
8. 前記駆動制御手段は、前記温度推定手段により推定された前記第１電動機の回転子の温度が第２所定温度以上のときには、通常時よりも低い駆動力で該第１電動機が駆動されると共に要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記第２電動機とを駆動制御する手段である請求項６または７記載の駆動装置の制御装置。
9. 前記駆動制御手段は、前記温度推定手段により推定された前記第１電動機の回転子の温度が第１所定温度以上で該第１所定温度よりも高い第２所定温度未満のときであって前記第２電動機によって発電された電力の少なくとも一部が前記第１電動機によって消費される動力循環状態のときには通常時よりも低い絶対値の回転数で該第１電動機が駆動されると共に要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記第２電動機とを駆動制御し、前記温度推定手段により推定された前記第１電動機の回転子の温度が前記第２所定温度以上のときには通常時よりも低い駆動力で該第１電動機が駆動されると共に要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記第２電動機とを駆動制御する手段である請求項６記載の駆動装置の制御装置。
10. 前記電力動力入出力手段は、前記第１電動機と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と前記第１電動機の回転軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段とを備える手段である請求項６ないし９いずれか１項に記載の駆動装置の制御装置。
11. 前記電力動力入出力手段は、前記第１電動機として、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の回転子と前記駆動軸に接続された第２の回転子とを有し該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用により該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機を備える手段である請求項６ないし９いずれか１項に記載の駆動装置の制御装置。
12. 永久磁石が取り付けられた回転子を有する第１電動機と、パルス幅変調制御と過変調制御と矩形波制御のうち該矩形波制御を含む少なくとも二つの制御モードを切り替えて複数のスイッチング素子のスイッチングにより該第１電動機を駆動する駆動回路とを備える駆動装置の制御方法であって、
    前記第１電動機のトルクおよび回転数からなる駆動状態と前記駆動回路の前記複数のスイッチング素子のスイッチング周波数とを含む駆動情報に基づいて前記第１電動機の回転子の温度を推定し、前記制御モードが前記矩形波制御の場合には他の制御モードに比して所定温度低くなるよう前記第１の回転子の温度を修正することを特徴とする
    駆動装置の制御方法。

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