JP5696743B2 - Rotating electrical machine control system - Google Patents

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Description

本発明は、回転電機制御システムに係り、特に、インバータによって作動し、磁石とコイルとを有する回転電機について、回転電機のコイル温度によって出力制限を行う回転電機制御システムに関する。   The present invention relates to a rotating electrical machine control system, and more particularly to a rotating electrical machine control system that performs output limitation on a rotating electrical machine that is operated by an inverter and has a magnet and a coil, depending on the coil temperature of the rotating electrical machine.

コイルに流される駆動電流と永久磁石との間の電磁変換に基いて作動する永久磁石型の回転電機では、コイルに流される駆動電流が大きくなるにつれ、コイルの発熱が多くなる。これによって回転電機の温度上昇が生じるので、コイルの焼損、永久磁石の減磁等を防止または抑制するため、回転電機の過熱防止として、トルク制限等が行われる。   In a permanent magnet type rotating electrical machine that operates based on electromagnetic conversion between a drive current flowing through a coil and a permanent magnet, the coil generates more heat as the drive current passed through the coil increases. As a result, the temperature of the rotating electrical machine rises. Therefore, in order to prevent or suppress coil burnout, permanent magnet demagnetization, and the like, torque limitation or the like is performed to prevent overheating of the rotating electrical machine.

例えば、特許文献１には、永久磁石式モータである同期機の永久磁石の不可逆減磁とコイル焼損を防止する制御装置として、従来の方法である電機子鎖交磁束あるいは誘起電圧から磁石温度を推定する場合にはその関係式に含まれるコイル抵抗、ｄ軸インダクタンスが温度依存性を有するので精度に限界があることを指摘している。そして、電機子鎖交磁束の高次成分はコイル抵抗、ｄ軸インダクタンスに依存しないことを導き、電機子鎖交磁束の高次成分と磁石温度の関係を用いることで、磁石温度を推定して同期機の出力を調整して不可逆減磁を防止し、また、誘起電圧からコイル温度を推定してコイル焼損を防止することが述べられている。   For example, in Patent Document 1, as a control device for preventing irreversible demagnetization and coil burnout of a permanent magnet of a synchronous machine that is a permanent magnet motor, the magnet temperature is determined from an armature interlinkage magnetic flux or an induced voltage, which is a conventional method. When estimating, it is pointed out that the accuracy is limited because the coil resistance and d-axis inductance included in the relational expression have temperature dependence. And the higher order component of the armature linkage flux does not depend on the coil resistance and d-axis inductance, and the relationship between the higher order component of the armature linkage flux and the magnet temperature is used to estimate the magnet temperature. It is stated that the output of the synchronous machine is adjusted to prevent irreversible demagnetization, and the coil temperature is estimated from the induced voltage to prevent coil burnout.

特開２００３−２３５２８６号公報JP 2003-235286 A

回転電機の過熱防止として、回転電機の温度を検出するのに便利なのはコイルの温度検出である。したがって、コイルの温度検出に応じた回転電機のトルク制限等によって、回転電機の過熱防止を行うことができる。   In order to prevent overheating of the rotating electrical machine, coil temperature detection is convenient for detecting the temperature of the rotating electrical machine. Therefore, it is possible to prevent overheating of the rotating electrical machine by limiting the torque of the rotating electrical machine according to the temperature detection of the coil.

ここで、回転電機の作用制御にインバータ回路技術が広く用いられている。例えば、キャリア周波数と制御目標信号とを用いてＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）技術を用いて回転電機の駆動制御が行われている。このとき、インバータの過熱防止、回転電機を用いるシステムの損失抑制あるいは燃費向上等の観点からキャリア周波数を低減することが要求されることがある。このキャリア周波数を下げると、インバータの出力電流におけるリップル成分が増加し、これによって鉄損が増加することが生じる。   Here, inverter circuit technology is widely used for action control of rotating electrical machines. For example, drive control of a rotating electrical machine is performed using a PWM (Pulse Wide Modulation) technique using a carrier frequency and a control target signal. At this time, it may be required to reduce the carrier frequency from the viewpoint of preventing overheating of the inverter, suppressing loss of the system using the rotating electrical machine, or improving fuel consumption. When this carrier frequency is lowered, a ripple component in the output current of the inverter increases, which causes an increase in iron loss.

このように、インバータのキャリア周波数を低減すると、回転電機において鉄損が増加し、これにより、永久磁石自体の温度が上昇することが生じる。場合によっては、コイルの温度よりも、永久磁石の温度の方が高温となることも生じえる。そこで、コイル温度とは別に、永久磁石の温度を検出することも考えられるが、永久磁石にセンサ等を設けると、磁気特性が変化することがある。   Thus, when the carrier frequency of the inverter is reduced, the iron loss increases in the rotating electrical machine, thereby causing the temperature of the permanent magnet itself to rise. In some cases, the temperature of the permanent magnet may be higher than the temperature of the coil. Therefore, it is conceivable to detect the temperature of the permanent magnet separately from the coil temperature. However, if a sensor or the like is provided on the permanent magnet, the magnetic characteristics may change.

したがって、従来技術のようにコイル温度の監視のみで回転電機の出力制限を行う方法では、コイル温度以上に永久磁石の温度が上昇してもその検出が行うことができないので、永久磁石が過熱し、磁力低下、減磁を生じることがある。   Therefore, in the method of limiting the output of the rotating electrical machine only by monitoring the coil temperature as in the prior art, since the detection cannot be performed even if the temperature of the permanent magnet rises above the coil temperature, the permanent magnet is overheated. , May decrease magnetic force and demagnetize.

本発明の目的は、コイル温度の監視のみでコイルおよび永久磁石の過熱を防止できる回転電機制御システムを提供することである。   An object of the present invention is to provide a rotating electrical machine control system that can prevent overheating of a coil and a permanent magnet only by monitoring the coil temperature.

本発明に係る回転電機制御システムは、予め定められたキャリア周波数で作動するインバータと、キャリア周波数を取得するキャリア周波数取得手段と、インバータによって作動し、磁石とコイルとを有する回転電機と、回転電機のコイル温度を取得するコイル温度取得手段と、キャリア周波数と、回転電機のトルクとに関連付けて、コイル温度と磁石温度との差である温度差を記憶する温度差記憶部と、回転電機の作動条件であるキャリア周波数とトルクとを検索キーとして温度差記憶部から温度差を検索し、検索された温度差とコイル温度とに基づいて磁石温度を推定する手段と、キャリア周波数が高く、コイル温度で回転電機の最高温度が定まる場合には、コイル温度の許容限度温度を回転電機の出力制限を開始する制限開始温度とし、キャリア周波数が低く、磁石温度で回転電機の最高温度が定まる場合には、コイル温度の許容限度温度に代えて、コイル温度の許容温度から、磁石温度ＴMとコイル温度ＴCとの差である温度差ΔＴ＝ＴM−ＴCに相当する分、制限開始温度を低くするように、キャリア周波数に関連付けて制限開始温度を定めて記憶する制限開始温度記憶部と、制限開始温度記憶部に記憶されるキャリア周波数と制限開始温度の関係に基づいて、回転電機の出力制限を行う出力制限部と、を備えることを特徴とする。 A rotating electrical machine control system according to the present invention includes an inverter that operates at a predetermined carrier frequency, carrier frequency acquisition means that acquires a carrier frequency, a rotating electrical machine that is operated by the inverter and includes a magnet and a coil, and the rotating electrical machine Coil temperature acquisition means for acquiring the coil temperature of the motor, a temperature difference storage unit for storing a temperature difference that is a difference between the coil temperature and the magnet temperature in association with the carrier frequency and the torque of the rotating electrical machine, and the operation of the rotating electrical machine The temperature difference is searched from the temperature difference storage unit using the carrier frequency and torque which are the conditions as search keys, and the magnet temperature is estimated based on the searched temperature difference and coil temperature. The carrier frequency is high and the coil temperature is high. If the maximum temperature of the rotating electrical machine is determined, the allowable limit temperature of the coil temperature is set as the limit start temperature for starting the output limitation of the rotating electrical machine. Low carrier frequency, if the maximum temperature of the rotary electric machine at a magnet temperature is determined, instead of the acceptable limits the temperature of the coil temperature, the permissible temperature of the coil temperature is the difference between the magnet temperature T M and the coil temperature T C the amount corresponding to the temperature difference ΔT = T M -T C, so as to lower the limit start temperature, the limit start temperature storage unit that stores defining a limit start temperature in relation to the carrier frequency, stored in the limit start temperature storage unit And an output limiting unit that limits the output of the rotating electrical machine based on the relationship between the carrier frequency and the limit start temperature.

また、本発明に係る回転電機制御システムにおいて、温度差記憶部は、キャリア周波数が低くなるに応じて温度差ΔＴ＝Ｔ M −Ｔ C が負の値の側から正の値の側に変化する関係を記憶することが好ましい。 In the rotating electrical machine control system according to the present invention, the temperature difference storage unit changes the temperature difference ΔT = T M −T C from the negative value side to the positive value side as the carrier frequency decreases. It is preferable to store the relationship .

上記構成により、回転電機制御システムは、キャリア周波数と、回転電機のトルクとに関連付けて、コイル温度と磁石温度との差である温度差を記憶する温度差記憶部を用いてキャリア周波数とコイル温度とに基づき磁石温度を推定し、キャリア周波数が高く、コイル温度で回転電機の最高温度が定まる場合には、コイル温度の許容限度温度を回転電機の出力制限を開始する制限開始温度とし、キャリア周波数が低く、磁石温度で回転電機の最高温度が定まる場合には、コイル温度の許容限度温度に代えて、コイル温度の許容温度から、磁石温度ＴMとコイル温度ＴCとの差である温度差ΔＴ＝ＴM−ＴCに相当する分、制限開始温度を低くして、コイル温度のほかに磁石温度を考慮して回転電機の出力制限を行う。このように、回転電機の出力制限にコイル温度の他にキャリア周波数の影響を考慮することで、コイルと磁石の過熱を防止することができる。 With the above configuration, the rotating electrical machine control system uses the temperature difference storage unit that stores the temperature difference, which is the difference between the coil temperature and the magnet temperature, in association with the carrier frequency and the torque of the rotating electrical machine. If the carrier frequency is high and the maximum temperature of the rotating electrical machine is determined by the coil temperature, the allowable temperature limit of the coil temperature is set as the limiting start temperature for starting the output of the rotating electrical machine, and the carrier frequency When the maximum temperature of the rotating electrical machine is determined by the magnet temperature, the temperature difference which is the difference between the magnet temperature T M and the coil temperature T C from the allowable coil temperature instead of the allowable coil temperature limit. amount corresponding to ΔT = T M -T C, to lower the limit start temperature, perform output restriction of the rotating electrical machine by considering the addition to the magnet temperature of the coil temperature. Thus, overheating of the coil and the magnet can be prevented by considering the influence of the carrier frequency in addition to the coil temperature for the output restriction of the rotating electrical machine.

また、回転電機制御システムにおいて、温度差記憶部は、キャリア周波数が低くなるに応じて温度差ΔＴ＝Ｔ M −Ｔ C が負の値の側から正の値の側に変化する関係を記憶する。すなわち、キャリア周波数が低くなるに応じて温度差ΔＴ＝Ｔ M −Ｔ C が大きくなる特性に応じて、回転電機の出力制限を行うことができ、これによって、コイルと磁石の過熱を防止することができる。 In the rotating electrical machine control system, the temperature difference storage unit stores a relationship in which the temperature difference ΔT = T M −T C changes from the negative value side to the positive value side as the carrier frequency decreases. . That is, depending on the properties the temperature difference ΔT = T M -T C increases in accordance with the carrier frequency is lowered, it is possible to perform the output restriction of the electric rotating machine, thereby preventing the overheating of the coil and the magnet Can do.

以下に図面を用いて、本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、電源回路に接続される回転電機として、モータ機能と発電機機能とを有するモータ・ジェネレータを１台用いるものとして説明するが、これを２台のモータ・ジェネレータを用いるものとしてもよい。その場合に、モータ機能のみを有する回転電機を１台、発電機機能のみを有する回転電機を１台用いるものとしてもよい。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, it is assumed that one motor / generator having a motor function and a generator function is used as the rotating electrical machine connected to the power supply circuit, but two motors / generators may be used. In that case, it is possible to use one rotating electrical machine having only a motor function and one rotating electrical machine having only a generator function.

回転電機に接続される電源回路の構成として、蓄電装置、電圧変換器、平滑コンデンサ、インバータを用いるものとして説明するが、必要に応じ、これ以外の要素を付加するものとしてもよい。例えば、システムメインリレー、ＤＣ／ＤＣコンバータ、低電圧電源等を有する構成としてもよい。   The power supply circuit connected to the rotating electrical machine is described as using a power storage device, a voltage converter, a smoothing capacitor, and an inverter, but other elements may be added as necessary. For example, it is good also as a structure which has a system main relay, a DC / DC converter, a low voltage power supply, etc.

以下で述べるキャリア周波数、トルク、コイル温度と磁石温度との間の温度差等の数値は説明のための例示であり、回転電機の仕様等に応じ、適宜変更が可能である。例えば、以下ではキャリア周波数として、代表的に５ｋＨｚと１ｋＨｚとを用いて説明するが、勿論、これ以外の周波数であってもよい。   The numerical values such as carrier frequency, torque, temperature difference between the coil temperature and the magnet temperature described below are examples for explanation, and can be appropriately changed according to the specifications of the rotating electrical machine. For example, although the following description will be made using typically 5 kHz and 1 kHz as carrier frequencies, other frequencies may be used as a matter of course.

以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。   Below, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In the description in the text, the symbols described before are used as necessary.

図１は、回転電機を搭載するハイブリッド車両の作動制御を行うハイブリッド車両制御システムのうち、回転電機の制御に関わる部分を抜き出して、回転電機制御システム１０として示す図である。この回転電機制御システム１０は、車両の走行に関連して、アクセル等によって与えられる要求トルクに従って回転電機を作動制御する機能を有するが、ここでは特に、回転電機の過熱防止に関わる作動制御を行う機能を有する。   FIG. 1 is a diagram illustrating a rotating electrical machine control system 10 extracted from a hybrid vehicle control system that controls the operation of a hybrid vehicle equipped with a rotating electrical machine. The rotating electrical machine control system 10 has a function of controlling the operation of the rotating electrical machine in accordance with a required torque given by an accelerator or the like in relation to the traveling of the vehicle. It has a function.

この回転電機制御システム１０は、電源回路１２と、回転電機１４と、電源回路１２に含まれるインバータ２４の作動を制御するインバータＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）４０と、これらの各構成要素の作動を全体として制御する制御部５０を含んで構成される。   The rotating electrical machine control system 10 includes a power supply circuit 12, a rotating electrical machine 14, an inverter ECU (Electric Control Unit) 40 that controls the operation of an inverter 24 included in the power supply circuit 12, and the operations of these components as a whole. The control part 50 controlled as follows is comprised.

電源回路１２は、蓄電装置１６と、蓄電装置側平滑コンデンサ１８と、電圧変換器２０と、インバータ側平滑コンデンサ２２と、インバータ２４とを含んで構成される。   The power supply circuit 12 includes a power storage device 16, a power storage device-side smoothing capacitor 18, a voltage converter 20, an inverter-side smoothing capacitor 22, and an inverter 24.

蓄電装置１６は充放電可能な高電圧用２次電池である。蓄電装置１６としては、例えば、約２００Ｖの端子電圧を有するリチウムイオン組電池あるいはニッケル水素組電池、またはキャパシタ等を用いることができる。   The power storage device 16 is a chargeable / dischargeable high voltage secondary battery. As the power storage device 16, for example, a lithium ion assembled battery or a nickel hydride assembled battery having a terminal voltage of about 200 V, a capacitor, or the like can be used.

電圧変換器２０は、蓄電装置１６とインバータ２４の間に配置され、電圧変換機能を有する回路である。電圧変換器２０としては、リアクトルと、制御部５０の制御の下で作動するスイッチング素子等を含んで構成することができる。電圧変換機能としては、蓄電装置側の電圧をリアクトルのエネルギ蓄積作用を利用して昇圧しインバータ側に供給する昇圧機能と、インバータ側からの電力を蓄電装置側に降圧して充電電力として供給する降圧機能とを有する。なお、電圧変換器等の昇圧機能を有しない場合であっても、本発明を適用することができる。   The voltage converter 20 is a circuit that is disposed between the power storage device 16 and the inverter 24 and has a voltage conversion function. The voltage converter 20 can include a reactor and a switching element that operates under the control of the control unit 50. As the voltage conversion function, the voltage on the power storage device side is boosted using the reactor energy storage action and supplied to the inverter side, and the power from the inverter side is stepped down to the power storage device side and supplied as charging power It has a step-down function. Note that the present invention can be applied even when the voltage converter or the like does not have a boosting function.

蓄電装置１６と電圧変換器２０との間に設けられる蓄電装置側平滑コンデンサ１８と、
電圧変換器２０とインバータ２４との間に設けられるインバータ側平滑コンデンサ２２は、電圧、電流の変動を抑制し平滑化する機能を有するコンデンサである。 A power storage device side smoothing capacitor 18 provided between the power storage device 16 and the voltage converter 20;
The inverter-side smoothing capacitor 22 provided between the voltage converter 20 and the inverter 24 is a capacitor having a function of suppressing and smoothing fluctuations in voltage and current.

インバータ２４は、交流電力と直流電力との間の電力変換を行う回路である。インバータ２４は、制御部５０の制御の下で作動する複数のスイッチング素子を含んで構成される。図１では、回転電機１４の三相のコイル３０のそれぞれに対応して、スイッチング素子とダイオードが並列に接続された上アームと呼ばれる部分と、同様にスイッチング素子とダイオードが並列に接続された下アームと呼ばれる部分が直列に接続された回路が３組並列に接続された構成としてインバータ２４が示されている。   The inverter 24 is a circuit that performs power conversion between AC power and DC power. The inverter 24 includes a plurality of switching elements that operate under the control of the control unit 50. In FIG. 1, corresponding to each of the three-phase coils 30 of the rotating electrical machine 14, a portion called an upper arm in which the switching element and the diode are connected in parallel, and similarly, a lower part in which the switching element and the diode are connected in parallel. The inverter 24 is shown as a configuration in which three sets of circuits in which parts called arms are connected in series are connected in parallel.

インバータ２４は、インバータＥＣＵ４０の下で作動制御される。図１の例では６つのスイッチング素子に対するそれぞれのスイッチング信号と、キャリア周波数ｆがインバータＥＣＵ４０から与えられ、これによって、所望の三相出力電流が回転電機１４に対する三相駆動電流として出力される。   The inverter 24 is controlled to operate under the inverter ECU 40. In the example of FIG. 1, the respective switching signals for the six switching elements and the carrier frequency f are supplied from the inverter ECU 40, whereby a desired three-phase output current is output as a three-phase drive current for the rotating electrical machine 14.

インバータ２４は、交流−直流変換も、直流−交流変換も行うことができる。回転電機１４を発電機として機能させるとき、インバータ２４は、回転電機１４からの交流三相回生電力を直流電力に変換し、蓄電装置側に充電電流として供給する交直変換機能を有する。また、回転電機１４をモータとして機能させる場合において、車両が力行のとき、インバータ２４は、蓄電装置側からの直流電力を交流三相駆動電力に変換し、回転電機１４に駆動電力として供給する直交変換機能を有し、また、車両が制動のとき、逆に回転電機１４からの交流三相回生電力を直流電力に変換し、蓄電装置側に充電電流として供給する交直変換機能を有する。   The inverter 24 can perform both AC-DC conversion and DC-AC conversion. When the rotating electrical machine 14 functions as a generator, the inverter 24 has an AC / DC conversion function that converts AC three-phase regenerative power from the rotating electrical machine 14 into DC power and supplies it as a charging current to the power storage device side. Further, in the case where the rotating electrical machine 14 functions as a motor, when the vehicle is in power running, the inverter 24 converts the DC power from the power storage device side into AC three-phase driving power and supplies the rotating electrical machine 14 as driving power. In addition, when the vehicle is braking, it has an AC / DC conversion function that converts AC three-phase regenerative power from the rotating electrical machine 14 into DC power and supplies it as a charging current to the power storage device.

回転電機１４は、車両に搭載されるモータ・ジェネレータ（ＭＧ）であって、電源回路１２から電力が供給されるときはモータとして機能し、図示されていないエンジンによる駆動時、あるいは車両の制動時には発電機として機能する三相同期型回転電機である。勿論、これ以外に、例えば単相同期型回転電機であっても、本発明を適用することができる。   The rotating electrical machine 14 is a motor generator (MG) mounted on the vehicle, and functions as a motor when electric power is supplied from the power supply circuit 12, and is driven by an engine (not shown) or when the vehicle is braked. This is a three-phase synchronous rotating electric machine that functions as a generator. Of course, in addition to this, the present invention can be applied to, for example, a single-phase synchronous rotating electric machine.

回転電機１４は、三相コイルが巻回されるステータと、永久磁石を有するロータとを含んで構成される。例えば、モータとして機能するときは、インバータ２４から出力される三相駆動電流の各相電流がステータの三相コイルの各相コイル３０にそれぞれ供給され、ステータに回転磁界を生成する。この回転磁界と永久磁石との協働作用によって、永久磁石、すなわちロータに回転トルクが発生し、ロータの出力軸から車両の車軸に対し、所望のトルクＴqが出力される。 The rotating electrical machine 14 includes a stator around which a three-phase coil is wound and a rotor having a permanent magnet. For example, when functioning as a motor, each phase current of the three-phase drive current output from the inverter 24 is supplied to each phase coil 30 of the three-phase coil of the stator to generate a rotating magnetic field in the stator. Due to the cooperative action of the rotating magnetic field and the permanent magnet, a rotating torque is generated in the permanent magnet, that is, the rotor, and a desired torque Tq is output from the output shaft of the rotor to the axle of the vehicle.

このとき、コイル３０には、コイル温度ＴCを検出するためのコイル温度計が設けられる。コイル温度計は、例えばサーミスタのような温度センサを用いることができる。コイル温度計は、複数のコイルの中で、代表的な１つのコイルのみに設けるものしてもよく、あるいは、２以上のコイルにそれぞれ設けるものとしてもよい。 In this case, the coil 30, the coil thermometer is provided for detecting the coil temperature T C. As the coil thermometer, for example, a temperature sensor such as a thermistor can be used. The coil thermometer may be provided in only one representative coil among the plurality of coils, or may be provided in each of two or more coils.

インバータＥＣＵ４０は、インバータ２４の作動制御を行う機能を有する制御装置で、実質的には回転電機１４の作動制御を行うことができる。インバータＥＣＵ４０は、まず、制御部５０から、回転電機１４のトルクＴqについての指令と回転数Ｎについての指令を受け取る。そして、つぎに、予め設定されるキャリア周波数ｆの下で、このトルクＴqと回転数Ｎで回転電機１４が作動する三相駆動電流をインバータ２４が出力するように、インバータ２４の６つのスイッチング素子に対するスイッチング信号を生成する。このようにして、インバータＥＣＵ４０は、インバータ２４の作動制御を行う。 The inverter ECU 40 is a control device having a function of controlling the operation of the inverter 24 and can substantially control the operation of the rotating electrical machine 14. The inverter ECU 40 first receives a command for the torque T q of the rotating electrical machine 14 and a command for the rotational speed N from the control unit 50. Then, the six switching operations of the inverter 24 are performed so that the inverter 24 outputs a three-phase drive current for operating the rotating electrical machine 14 at the torque T q and the rotation speed N under a preset carrier frequency f. A switching signal for the element is generated. In this way, the inverter ECU 40 controls the operation of the inverter 24.

ここで、インバータＥＣＵ４０において設定されるキャリア周波数ｆは、インバータ２４の過熱防止、回転電機１４を用いるハイブリッド車両の燃費向上等の観点から、できれば低い周波数が好ましい。しかしながら、キャリア周波数ｆを低い周波数に設定すると、それに応じて、インバータ２４から出力される駆動電流Ｉに重畳するリップル成分が増加する。そしてこれによって、回転電機１４の作動における鉄損が増加し、磁石の温度が上昇することが生じる。   Here, the carrier frequency f set in the inverter ECU 40 is preferably as low as possible from the viewpoint of preventing overheating of the inverter 24 and improving the fuel efficiency of the hybrid vehicle using the rotating electrical machine 14. However, when the carrier frequency f is set to a low frequency, the ripple component superimposed on the drive current I output from the inverter 24 increases accordingly. As a result, the iron loss in the operation of the rotating electrical machine 14 increases, and the temperature of the magnet rises.

図２、図３を用いて、キャリア周波数ｆに対するコイル温度ＴCと磁石温度ＴMの関係の様子を説明する。図２は、回転電機１４のコイルと磁石に関連する構造の例と、キャリア周波数ｆを変更したときの駆動電流Ｉに重畳するリップル成分の様子を定性的に説明する図である。図３は、キャリア周波数ｆを変更したときのコイル温度ＴCと磁石温度ＴMの関係を定性的に説明する図である。 The state of the relationship between the coil temperature T C and the magnet temperature T M with respect to the carrier frequency f will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram qualitatively explaining an example of the structure related to the coil and magnet of the rotating electrical machine 14 and the state of the ripple component superimposed on the drive current I when the carrier frequency f is changed. FIG. 3 is a diagram qualitatively explaining the relationship between the coil temperature T C and the magnet temperature T M when the carrier frequency f is changed.

図２は例示であるが、上段はキャリア周波数ｆ＝５ｋＨｚの様子を示し、下段は、キャリア周波数ｆを低減して、ｆ＝１ｋＨｚとしたときの様子を示す図である。各段の図において、右側の図は、回転電機１４の軸方向に垂直な面内の断面図である。ここで示されるように、回転電機１４は、円筒状のステータ２６に三相コイルの各相コイル３０が巻回されている。そして、円筒状のステータ２６の内周側空間にロータ２８が配置される。ロータ２８の外周には磁石３２が配置される。   Although FIG. 2 is an example, the upper part shows a state where the carrier frequency f = 5 kHz, and the lower part shows a state where the carrier frequency f is reduced to f = 1 kHz. In each of the drawings, the diagram on the right side is a cross-sectional view in a plane perpendicular to the axial direction of the rotating electrical machine 14. As shown here, in the rotating electrical machine 14, each phase coil 30 of a three-phase coil is wound around a cylindrical stator 26. A rotor 28 is disposed in the inner circumferential space of the cylindrical stator 26. A magnet 32 is disposed on the outer periphery of the rotor 28.

上記のように、三相コイルの各相コイル３０には、インバータ２４から各相駆動電流Ｉが供給され、これによって、ステータ２６に矢印で示すような回転磁界が生成される。この回転磁界とロータ２８の磁石３２との電磁協働作用によって、ロータ２８は、矢印で示される回転トルクを発生し、これが回転電機１４の出力軸からトルクＴqとして出力されることになる。 As described above, each phase drive current I is supplied from the inverter 24 to each phase coil 30 of the three-phase coil, thereby generating a rotating magnetic field as indicated by an arrow on the stator 26. Due to the electromagnetic cooperative action between the rotating magnetic field and the magnet 32 of the rotor 28, the rotor 28 generates a rotational torque indicated by an arrow, which is output from the output shaft of the rotating electrical machine 14 as a torque Tq .

インバータ２４から出力される駆動電流Ｉの波形の様子が各段の図において、左側に示されている。図２の各段の左側の図には、インバータ２４におけるキャリア周波数ｆが低くなると、高い周波数の場合に比べ、リップル成分の振幅が増加する様子が示される。そして、このリップル成分の増加に伴って、磁石３２の温度が上昇する。そこで、図２の各段の右側にそれぞれ示されているように、キャリア周波数ｆが高いときは、コイル温度ＴCが磁石温度ＴMより高くても、キャリア周波数ｆが低くなると、コイル温度ＴCよりも磁石温度ＴMが高くなることが生じる。 The state of the waveform of the drive current I output from the inverter 24 is shown on the left side in each figure. The diagram on the left side of each stage in FIG. 2 shows how the amplitude of the ripple component increases when the carrier frequency f in the inverter 24 becomes lower than when the carrier frequency f is higher. And the temperature of the magnet 32 rises with the increase in this ripple component. Therefore, as shown on the right side of each stage in FIG. 2, when the carrier frequency f is high, even if the coil temperature T C is higher than the magnet temperature T M , the coil temperature T The magnet temperature TM is higher than C.

図３は、回転電機１４のトルクＴqに対するコイル温度ＴCと磁石温度ＴMの変化の様子を、キャリア周波数ｆが高い場合と低い場合について示す図である。これらの図に示されるように、コイル温度ＴCも磁石温度ＴMも回転電機１４のトルクＴqが増加するに連れて上昇する。そして、図３の左側の図に示されるように、キャリア周波数ｆが高いときは、コイル温度ＴCが磁石温度ＴMより高い。これに対し、図３の右側の図に示されるように、キャリア周波数ｆが低くなると、コイル温度ＴCよりも磁石温度ＴMが高くなる。 FIG. 3 is a diagram illustrating changes in the coil temperature T C and the magnet temperature T M with respect to the torque T q of the rotating electrical machine 14 when the carrier frequency f is high and low. As shown in these figures, both the coil temperature T C and the magnet temperature T M increase as the torque T q of the rotating electrical machine 14 increases. As shown in the left diagram of FIG. 3, when the carrier frequency f is high, the coil temperature T C is higher than the magnet temperature T M. On the other hand, as shown in the diagram on the right side of FIG. 3, when the carrier frequency f decreases, the magnet temperature T M becomes higher than the coil temperature T C.

このように、キャリア周波数ｆの変更に伴って、コイル温度ＴCと磁石温度ＴMとは相互に異なった挙動を示す。したがって、コイル３０の温度を検出するだけでは、磁石３２の温度上昇を見逃し、回転電機１４の過熱が防止できないことが生じえることになる。 Thus, with the change of the carrier frequency f, the coil temperature T C and the magnet temperature T M show different behaviors. Therefore, simply detecting the temperature of the coil 30 may overlook the temperature rise of the magnet 32, and the overheating of the rotating electrical machine 14 cannot be prevented.

再び図１に戻り、制御部５０に接続されるアクセル４２は、ハイブリッド車両の走行において、ユーザからの加速等の要求を取得する手段である。具体的には、アクセル踏み度を検出する手段によって、ユーザのアクセル踏み度を取得し、これを制御部５０に適当な信号線で伝送することで、制御部５０はユーザの要求トルクの程度を取得できる。このユーザの要求トルクに基いて、制御部５０は、回転電機１４のトルクＴqに対する指令をインバータＥＣＵ４０に出力することになる。 Referring back to FIG. 1 again, the accelerator 42 connected to the control unit 50 is a means for acquiring a request for acceleration or the like from the user when the hybrid vehicle is traveling. Specifically, by acquiring the accelerator depression degree by means for detecting the accelerator depression degree, and transmitting the accelerator depression degree to the control unit 50 through an appropriate signal line, the control unit 50 determines the degree of torque required by the user. You can get it. Based on the torque requested by the user, control unit 50 outputs a command for torque Tq of rotating electrical machine 14 to inverter ECU 40.

制御部５０に接続される記憶部４４は、プログラム等を格納する機能を有するが、ここでは特に、回転電機１４の作動制御に用いられるマップを記憶する機能を有する。記憶されるマップの１つは、コイル温度ＴCと磁石温度ＴMとの間の温度差に関する温度差マップ４６である。もう１つのマップは、キャリア周波数ｆと回転電機１４の出力の制限開始温度Ｔ0に関する制限開始温度マップ４８である。 The storage unit 44 connected to the control unit 50 has a function of storing a program and the like, but particularly has a function of storing a map used for operation control of the rotating electrical machine 14 here. One of the stored maps is a temperature difference map 46 relating to the temperature difference between the coil temperature T C and the magnet temperature T M. Another map is a limit start temperature map 48 related to the limit start temperature T 0 of the carrier frequency f and the output of the rotating electrical machine 14.

温度差マップ４６は、予め図３に示されるような関係を求めておき、これをマップ化したものである。温度差マップ４６は、キャリア周波数ｆと、回転電機１４のトルクＴqとに関連づけて、コイル温度ＴCと磁石温度ＴMとの差である温度差ΔＴ＝ＴM−ＴCを記憶する。温度差マップ４６は、キャリア周波数ｆと回転電機１４のトルクＴqとを検索キーとして、温度差ΔＴを検索できるものであればよく、マップ形式のほか、キャリア周波数ｆとトルクＴqと温度差ΔＴとの関係をテーブル化したルックアップテーブル形式でもよく、あるいは、キャリア周波数ｆと回転電機１４のトルクＴqとを入力することで温度差ΔＴを出力する関係式の形式であってもよい。 The temperature difference map 46 is obtained by mapping the relationship shown in FIG. 3 in advance. The temperature difference map 46 stores a temperature difference ΔT = T M −T C which is a difference between the coil temperature T C and the magnet temperature T M in association with the carrier frequency f and the torque T q of the rotating electrical machine 14. Temperature difference map 46, as a search and a torque T q of the carrier frequency f rotary electric machine 14 key, as long as it can find the temperature difference [Delta] T, another map format, the carrier frequency f and the torque T q and the temperature difference A look-up table format in which the relationship with ΔT is tabulated may be used, or a relationship equation format in which the temperature difference ΔT is output by inputting the carrier frequency f and the torque T q of the rotating electrical machine 14 may be used.

制限開始温度マップ４８は、キャリア周波数ｆに関連づけて、回転電機１４の出力制限を開始する制限開始温度Ｔ0を記憶する。制限開始温度Ｔ0とは、それ以下の温度であれば、回転電機１４が出力するトルクＴqを予め定めた最大許容トルクとし、これを超える温度のときは、超えた温度に応じて、最大許容トルクから次第に低いトルクに回転電機１４が出力するトルクＴqを制限する温度である。つまり、制限開始温度Ｔ0を超えると、回転電機１４が出力できるトルクＴqの上限が小さく制限される。具体的には、インバータ２４の出力する三相駆動電流の大きさが制限される。これによって、回転電機１４の過熱が防止されることになる。 The limit start temperature map 48 stores a limit start temperature T 0 for starting output limitation of the rotating electrical machine 14 in association with the carrier frequency f. The limit start temperature T 0 is a temperature lower than that, and the torque T q output from the rotating electrical machine 14 is set as a predetermined maximum allowable torque. When the temperature exceeds the limit start temperature T 0 , This is a temperature that limits the torque T q output from the rotating electrical machine 14 to a gradually lower torque from the allowable torque. That is, when the limit start temperature T 0 is exceeded, the upper limit of the torque T q that can be output by the rotating electrical machine 14 is limited to be small. Specifically, the magnitude of the three-phase drive current output from the inverter 24 is limited. As a result, overheating of the rotating electrical machine 14 is prevented.

制限開始温度Ｔ0は、回転電機１４の特性と、図３のデータとに基いて予め求めることができる。すなわち、キャリア周波数ｆが高く、コイル温度ＴCで回転電機１４の最高温度が定まる場合には、従来から用いられているコイル温度ＴCの許容限度温度を制限開始温度Ｔ0とすることができる。キャリア周波数ｆが低く、磁石温度ＴMで回転電機１４の最高温度が定まる場合には、従来から用いられているコイル温度ＴCの許容限度温度に代えて、コイル温度ＴCと磁石温度ＴMとの差である温度差ΔＴ＝ＴM−ＴCに相当する分、制限開始温度Ｔ0を低くするものとする。このようにして、キャリア周波数ｆごとに予め制限開始温度Ｔ0を求めることができる。 The limit start temperature T 0 can be obtained in advance based on the characteristics of the rotating electrical machine 14 and the data shown in FIG. That is, higher carrier frequency f, when the coil temperature T C determined maximum temperature of the rotary electric machine 14 may be an allowable limit temperature of the coil temperature T C which has been conventionally used as limit start temperature T 0 . Carrier frequency f is low, when a magnet temperature T M maximum temperature of the rotary electric machine 14 is determined, instead of the acceptable limits the temperature of the coil temperature T C which has been conventionally used, the coil temperature T C and the magnet temperature T M difference amount corresponding to the temperature difference ΔT = T M -T C is the assumed to lower the limit start temperature T 0. In this way, the limit start temperature T 0 can be obtained in advance for each carrier frequency f.

制限開始温度マップ４８は、キャリア周波数ｆを検索キーとして、制限開始温度Ｔ0を検索できるものであればよく、マップ形式のほか、キャリア周波数ｆと制限開始温度Ｔ0との関係をテーブル化したルックアップテーブル形式でもよく、あるいは、キャリア周波数ｆを入力することで制限開始温度Ｔ0を出力する関係式の形式であってもよい。 The restriction start temperature map 48 only needs to be able to search for the restriction start temperature T 0 using the carrier frequency f as a search key. In addition to the map format, the relationship between the carrier frequency f and the restriction start temperature T 0 is tabulated. A look-up table format may be used, or a relational expression format that outputs the limit start temperature T 0 by inputting the carrier frequency f may be used.

図１において、制御部５０は、ハイブリッド車両を構成する各要素の動作を全体として制御する機能を有する統括ＥＣＵである。制御部５０は、車両の走行に関連して、アクセル４２によって与えられる要求トルクに従って回転電機１４を作動制御する機能を有するが、ここでは特に、回転電機１４の過熱防止に関わる作動制御を行う機能を有する。かかる制御部５０は、車両の搭載に適したコンピュータ等で構成することができる。なお、インバータＥＣＵ４０の機能を制御部５０の機能の一部としてもよく、記憶部４４を制御部５０に内蔵する構成としてもよい。   In FIG. 1, a control unit 50 is a general ECU having a function of controlling the operation of each element constituting the hybrid vehicle as a whole. The control unit 50 has a function of controlling the operation of the rotating electrical machine 14 in accordance with the required torque given by the accelerator 42 in relation to the traveling of the vehicle, but here, in particular, a function of performing an operation control related to preventing overheating of the rotating electrical machine 14. Have Such a control unit 50 can be configured by a computer or the like suitable for mounting on a vehicle. Note that the function of the inverter ECU 40 may be part of the function of the control unit 50, and the storage unit 44 may be built in the control unit 50.

制御部５０は、キャリア周波数ｆとコイル温度ＴCとに基き、回転電機１４の出力制限を行う出力制限モジュール５２を含んで構成される。また、出力制限モジュール５２が実行する機能の１つのために、キャリア周波数ｆと回転電機１４のトルクＴqとを検索キーとして温度差マップ４６から温度差ΔＴを検索し、検索された温度差ΔＴとコイル温度ＴCとに基いて磁石温度ＴMを推定する磁石温度推定モジュール５４を含んで構成される。 Control unit 50, based on the carrier frequency f and the coil temperature T C, configured to include an output limiting module 52 for output limitation of the rotary electric machine 14. Further, for one of the functions executed by the output limiting module 52, the temperature difference ΔT is searched from the temperature difference map 46 using the carrier frequency f and the torque T q of the rotating electrical machine 14 as search keys, and the searched temperature difference ΔT. And a magnet temperature estimation module 54 for estimating the magnet temperature T M based on the coil temperature T C.

かかる機能は、ソフトウェアによって実現でき、具体的には、ハイブリッド車両制御プログラムの中の回転電機制御プログラムを実行することで実現できる。かかる機能の一部をハードウェアで実現するものとしてもよい。   Such a function can be realized by software, specifically, by executing a rotating electrical machine control program in the hybrid vehicle control program. Some of these functions may be realized by hardware.

制御部５０の出力制限モジュール５２が実行する機能として２種類あり、いずれを実行しても回転電機１４の過熱を効果的に防止できる。以下では、１つ目の機能として、予め記憶部４４に記憶されている温度差ΔＴ＝ＴM−ＴCに基いて磁石温度ＴMを推定し、それに基いて回転電機１４の出力制限を行うことを先に説明し、ついで、２つ目の機能として、キャリア周波数ｆに基いて直接的に回転電機１４の出力制限を行うことを説明する。 There are two types of functions executed by the output restriction module 52 of the control unit 50, and overheating of the rotating electrical machine 14 can be effectively prevented regardless of which function is executed. Hereinafter, as a first function, the magnet temperature T M is estimated based on the temperature difference ΔT = T M −T C stored in advance in the storage unit 44, and the output of the rotating electrical machine 14 is limited based on the estimated temperature. This will be described first, and then, as a second function, it will be described that the output of the rotating electrical machine 14 is directly limited based on the carrier frequency f.

図４、図５は、出力制限の１つ目の機能を説明する図である。図４は、出力制限処理に伴うデータの流れを示す図であり、図５は出力制限の様子を示す図である。   4 and 5 are diagrams for explaining the first function of output restriction. FIG. 4 is a diagram showing a flow of data accompanying the output restriction process, and FIG. 5 is a diagram showing a state of output restriction.

図４において、インバータ２４から制御部５０に対し、現在設定されているキャリア周波数ｆのデータが伝送される。また、回転電機１４のコイル３０に設けられるコイル温度計からコイル温度ＴCのデータが制御部５０に伝送される。制御部５０では、記憶部４４の温度差マップ４６を参照して、温度差ΔＴ＝ＴM−ＴCを検索する。この検索は、伝送されたキャリア周波数ｆと、制御部５０で把握している回転電機１４の現在のトルクＴqとを検索キーとして、対応する温度差ΔＴを取得することで行われる。そして、制御部５０は、取得したΔＴと、伝送されてきたコイル温度ＴCとから、磁石温度ＴMを、ＴM＝ΔＴ＋ＴCとして推定する。この手順は、制御部５０の磁石温度推定モジュール５４の機能によって実行される。 In FIG. 4, data of the currently set carrier frequency f is transmitted from the inverter 24 to the control unit 50. The data from the coil thermometer provided in the coil 30 of the rotating electrical machine 14 of the coil temperature T C is transmitted to the control unit 50. The control unit 50 refers to the temperature difference map 46 in the storage unit 44 and searches for the temperature difference ΔT = T M −T C. This search is performed by acquiring the corresponding temperature difference ΔT using the transmitted carrier frequency f and the current torque T q of the rotating electrical machine 14 ascertained by the control unit 50 as search keys. Then, the control unit 50 estimates the magnet temperature T M as T M = ΔT + T C from the acquired ΔT and the transmitted coil temperature T C. This procedure is executed by the function of the magnet temperature estimation module 54 of the control unit 50.

推定された磁石温度ＴMのデータは、Ｈｉセレクト部５６に出力される。Ｈｉセレクト部５６には、回転電機１４から伝送されるコイル温度ＴCのデータも供給される。Ｈｉセレクト部５６は、入力されたＴMとＴCのいずれが高温であるかを判断し、高い方の温度を抽出してその温度を出力する機能を有する。抽出された高い方の温度に基いて、回転電機１４の出力制限が行われる。 Data of the estimated magnet temperature T M is output to Hi select section 56. The Hi select unit 56 is also supplied with the coil temperature T C data transmitted from the rotating electrical machine 14. Hi select section 56 has a function of which of the input T M and T C is determined whether a high temperature, and outputs the temperature to extract the higher temperature. Based on the extracted higher temperature, the output of the rotating electrical machine 14 is limited.

一例を数字で示すと、いま、ＴC＝１４０℃とし、キャリア周波数ｆ＝１ｋＨｚとし、回転電機１４のトルクＴq＝１５０Ｎｍとする。図４で示される温度差マップ４６によれば、ΔＴ＝＋５℃となる。つまり、キャリア周波数ｆを低減したことで、磁石温度ＴMの方がコイル温度ＴCよりも高温となっている。磁石温度ＴMは、＋５℃＋１４０℃＝１４５℃と推定される。Ｈｉセレクト部５６では、ＴC＝１４０℃とＴM＝１４５℃との比較が行われ、高温側の温度が出力されるので、この場合、ＴM＝１４５℃が出力される。 As an example, it is assumed that T C = 140 ° C., the carrier frequency f = 1 kHz, and the torque T q of the rotating electrical machine 14 is 150 Nm. According to the temperature difference map 46 shown in FIG. 4, ΔT = + 5 ° C. That is, by reducing the carrier frequency f, the magnet temperature T M is higher than the coil temperature T C. The magnet temperature T M is estimated to be + 5 ° C. + 140 ° C. = 145 ° C. The Hi selection unit 56 compares T C = 140 ° C. with T M = 145 ° C. and outputs the temperature on the high temperature side. In this case, T M = 145 ° C. is output.

図５は、抽出された高い方の温度で出力制限が行われる様子を示す図である。ここでは、横軸にコイル温度ＴCをとり、縦軸に回転電機１４のトルクＴqがとられている。そして、左側の図はキャリア周波数ｆ＝５ｋＨｚの場合、右側の図はキャリア周波数をｆ＝１ｋＨｚに変更した場合を示す図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which output restriction is performed at the extracted higher temperature. Here, the horizontal axis represents the coil temperature T C , and the vertical axis represents the torque T q of the rotating electrical machine 14. The left diagram shows the case where the carrier frequency f = 5 kHz, and the right diagram shows the case where the carrier frequency is changed to f = 1 kHz.

上記のように、左側の図は、キャリア周波数がｆ＝５ｋＨｚのように十分高くて、コイル温度ＴCが磁石温度ＴMよりも高い温度である場合である。このときは、従来技術と同様に、コイル温度ＴCに基いて出力制限が行われる。すなわち、出力制限が開始する温度である制限開始温度Ｔ0が、ＴCとされる。右側の図は、キャリア周波数ｆ＝１ｋＨｚの場合で、磁石温度ＴMがコイル温度ＴCよりも高い温度である場合である。このときには、コイル温度計によって実測されたコイル温度ＴCに代えて、推定された磁石温度ＴMに基いて出力制限が行われる。すなわち、出力制限が開始する温度である制限開始温度Ｔ0が、ＴMとされる。 As described above, the diagram on the left is a case where the carrier frequency is sufficiently high such that f = 5 kHz, and the coil temperature T C is higher than the magnet temperature T M. At this time, the output is limited based on the coil temperature T C as in the prior art. That is, the limit start temperature T 0 that is the temperature at which the output limit starts is set as T C. The diagram on the right side shows the case where the carrier frequency f = 1 kHz and the magnet temperature T M is higher than the coil temperature T C. At this time, the output is limited based on the estimated magnet temperature T M instead of the coil temperature T C actually measured by the coil thermometer. That is, the restriction start temperature T 0 that is the temperature at which output restriction starts is defined as T M.

このように、制御部５０の出力制限モジュール５２の１つ目の機能によれば、予め記憶部４４に記憶されている温度差ΔＴ＝ＴM−ＴCに基いて磁石温度ＴMを推定し、磁石温度ＴMとコイル温度ＴCとを比較し、高い方の温度を制限開始温度として、回転電機１４の出力制限が行われる。これによって、キャリア周波数ｆを変更しても、コイル３０、磁石３２の過熱を防止できる。 Thus, according to the first function of the output limiting module 52 of the control unit 50, the magnet temperature T M is estimated based on the temperature difference ΔT = T M −T C stored in advance in the storage unit 44. Then, the magnet temperature T M is compared with the coil temperature T C, and the output of the rotating electrical machine 14 is limited using the higher temperature as the limit start temperature. Thereby, even if the carrier frequency f is changed, overheating of the coil 30 and the magnet 32 can be prevented.

図６、図７は、出力制限の２つ目の機能を説明する図である。図６は、図４と同様に、出力制限処理に伴うデータの流れを示す図であり、図７は、図５と同様に、出力制限の様子を示す図である。
6 and 7 are diagrams for explaining the second function of output restriction. Figure 6 is similar to FIG. 4 is a diagram showing the flow of data associated with the output restriction processing, FIG. 7, similarly to FIG. 5, it is a diagram showing a state of the output limit.

図６において、インバータ２４から制御部５０に対し、現在設定されているキャリア周波数ｆのデータが伝送される。また、回転電機１４のコイル３０に設けられるコイル温度計からコイル温度ＴCのデータが制御部５０に伝送される。ここまでは、図４で説明した内容と同じである。 In FIG. 6, data of the currently set carrier frequency f is transmitted from the inverter 24 to the control unit 50. The data from the coil thermometer provided in the coil 30 of the rotating electrical machine 14 of the coil temperature T C is transmitted to the control unit 50. Up to this point, the contents are the same as those described in FIG.

制御部５０では、記憶部４４の制限開始温度マップ４８を参照して、キャリア周波数ｆに対応する制限開始温度Ｔ0を検索する。この検索は、伝送されたキャリア周波数ｆを検索キーとして、対応する制限開始温度Ｔ0を取得することで行われる。取得された制限開始温度Ｔ0に基いて、回転電機１４の出力制限が行われる。 The controller 50 refers to the limit start temperature map 48 in the storage unit 44 and searches for the limit start temperature T 0 corresponding to the carrier frequency f. This search is performed by obtaining the corresponding limit start temperature T 0 using the transmitted carrier frequency f as a search key. Based on the acquired limit start temperature T 0 , the output of the rotating electrical machine 14 is limited.

一例を数字で示すと、いま、キャリア周波数ｆ＝５ｋＨｚとすると、図６で示される制限開始温度マップ４８によれば、Ｔ0＝１５０℃である。一方、キャリア周波数ｆ＝１ｋＨｚとすると、Ｔ0＝１２０℃である。 As an example, if the carrier frequency f = 5 kHz, T 0 = 150 ° C. according to the limit start temperature map 48 shown in FIG. On the other hand, when the carrier frequency f = 1 kHz, T 0 = 120 ° C.

図７は、取得された制限開始温度Ｔ0に基いて出力制限が行われる様子を示す図である。左側の図は、キャリア周波数ｆ＝５ｋＨｚの場合で、コイル温度ＴCが磁石温度ＴMよりも高い温度であり、制限開始温度Ｔ0が１５０℃となる場合である。このときは、コイル温度ＴCに基いて制限開始温度Ｔ0が定められることになるので、実際上、コイル温度ＴCに基く出力制限が行われることになる。右側の図は、キャリア周波数ｆ＝１ｋＨｚの場合で、磁石温度ＴMがコイル温度ＴCよりも高い温度であり、制限開始温度Ｔ0が１２０℃となる場合である。このときには、推定された磁石温度ＴMに基いて制限開始温度Ｔ0が定められることになるので、実際上、推定された磁石温度ＴMに基く出力制限が行われることになる。 FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which output restriction is performed based on the obtained restriction start temperature T 0 . The figure on the left is the case where the carrier frequency f = 5 kHz, the coil temperature T C is higher than the magnet temperature T M , and the limit start temperature T 0 is 150 ° C. At this time, it means that the limit start temperature T 0 on the basis of coil temperature T C is determined, in practice, the output restriction based on the coil temperature T C is performed. The diagram on the right side shows the case where the carrier frequency f = 1 kHz, the magnet temperature T M is higher than the coil temperature T C , and the limit start temperature T 0 is 120 ° C. At this time, since the limit start temperature T 0 will be defined on the basis of the estimated magnet temperature T M, in practice, the output restriction based on the estimated magnet temperature T M is performed.

このように、制御部５０の出力制限モジュール５２の２つ目の機能によれば、予め記憶部４４に記憶されているキャリア周波数ｆごとの制限開始温度Ｔ0に基いて、回転電機１４の出力制限が行われる。これによって、キャリア周波数ｆを変更しても、コイル３０、磁石３２の過熱を防止できる。 Thus, according to the second function of the output restriction module 52 of the control unit 50, the output of the rotating electrical machine 14 is based on the restriction start temperature T 0 for each carrier frequency f stored in the storage unit 44 in advance. Restrictions are made. Thereby, even if the carrier frequency f is changed, overheating of the coil 30 and the magnet 32 can be prevented.

本発明に係る実施の形態の回転電機制御システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the rotary electric machine control system of embodiment which concerns on this invention. 回転電機のコイルと磁石に関連する構造の例と、キャリア周波数を変更したときの駆動電流に重畳するリップル成分の様子を定性的に説明する図である。It is a figure explaining the example of the structure relevant to the coil and magnet of a rotary electric machine, and the mode of the ripple component superimposed on the drive current when a carrier frequency is changed. キャリア周波数を変更したときのコイル温度と磁石温度の関係を定性的に説明する図である。It is a figure explaining qualitatively the relationship between coil temperature when changing a carrier frequency, and magnet temperature. 本発明に係る実施の形態において、出力制限の１つ目の機能についてデータの流れを示す図である。In embodiment which concerns on this invention, it is a figure which shows the data flow about the 1st function of output restrictions. 本発明に係る実施の形態において、出力制限の１つ目の機能について出力制限の様子を説明する図である。In embodiment which concerns on this invention, it is a figure explaining the mode of output restriction | limiting about the 1st function of output restriction | limiting. 本発明に係る実施の形態において、出力制限の２つ目の機能についてデータの流れを示す図である。In embodiment concerning this invention, it is a figure which shows the data flow about the 2nd function of output restriction | limiting. 本発明に係る実施の形態において、出力制限の２つ目の機能について出力制限の様子を説明する図である。In embodiment which concerns on this invention, it is a figure explaining the mode of output restriction | limiting about the 2nd function of output restriction | limiting.

１０ 回転電機制御システム、１２ 電源回路、１４ 回転電機、１６ 蓄電装置、１８ 蓄電装置側平滑コンデンサ、２０ 電圧変換器、２２ インバータ側平滑コンデンサ、２４ インバータ、２６ ステータ、２８ ロータ、３０ コイル、３２ 磁石、４０ インバータＥＣＵ、４２ アクセル、４４ 記憶部、４６ 温度差マップ、４８ 制限開始温度マップ、５０ 制御部、５２ 出力制限モジュール、５４ 磁石温度推定モジュール、５６ Ｈｉセレクト部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotating electrical machine control system, 12 Power supply circuit, 14 Rotating electrical machine, 16 Power storage device, 18 Power storage device side smoothing capacitor, 20 Voltage converter, 22 Inverter side smoothing capacitor, 24 Inverter, 26 Stator, 28 Rotor, 30 Coil, 32 Magnet , 40 inverter ECU, 42 accelerator, 44 storage unit, 46 temperature difference map, 48 limit start temperature map, 50 control unit, 52 output limit module, 54 magnet temperature estimation module, 56 Hi select unit.

Claims (2)

予め定められたキャリア周波数で作動するインバータと、
キャリア周波数を取得するキャリア周波数取得手段と、
インバータによって作動し、磁石とコイルとを有する回転電機と、
回転電機のコイル温度を取得するコイル温度取得手段と、
キャリア周波数と、回転電機のトルクとに関連付けて、コイル温度と磁石温度との差である温度差を記憶する温度差記憶部と、
回転電機の作動条件であるキャリア周波数とトルクとを検索キーとして温度差記憶部から温度差を検索し、検索された温度差とコイル温度とに基づいて磁石温度を推定する手段と、
キャリア周波数が高く、コイル温度で回転電機の最高温度が定まる場合には、コイル温度の許容限度温度を回転電機の出力制限を開始する制限開始温度とし、キャリア周波数が低く、磁石温度で回転電機の最高温度が定まる場合には、コイル温度の許容限度温度に代えて、コイル温度の許容限度温度から、磁石温度ＴMとコイル温度ＴCとの差である温度差ΔＴ＝ＴM−ＴCに相当する分、制限開始温度を低くするように、キャリア周波数に関連付けて制限開始温度を定めて記憶する制限開始温度記憶部と、
制限開始温度記憶部に記憶されるキャリア周波数と制限開始温度の関係に基づいて、回転電機の出力制限を行う出力制限部と、
を備えることを特徴とする回転電機制御システム。 An inverter operating at a predetermined carrier frequency;
Carrier frequency acquisition means for acquiring the carrier frequency;
A rotating electric machine operated by an inverter and having a magnet and a coil;
Coil temperature acquisition means for acquiring the coil temperature of the rotating electrical machine;
A temperature difference storage unit that stores a temperature difference that is a difference between the coil temperature and the magnet temperature in association with the carrier frequency and the torque of the rotating electrical machine;
Means for searching the temperature difference from the temperature difference storage unit using the carrier frequency and torque which are the operating conditions of the rotating electrical machine as search keys, and estimating the magnet temperature based on the searched temperature difference and the coil temperature;
When the carrier frequency is high and the maximum temperature of the rotating electrical machine is determined by the coil temperature, the allowable limit temperature of the coil temperature is set as the limiting start temperature for starting the output limitation of the rotating electrical machine, and the carrier frequency is low and the magnet temperature is If the maximum temperature is determined, instead of the acceptable limits the temperature of the coil temperature, the allowable limit temperature of the coil temperature, the temperature difference [Delta] T = T M -T C is the difference between the magnet temperature T M and the coil temperature T C The limit start temperature storage unit that determines and stores the limit start temperature in association with the carrier frequency so as to lower the limit start temperature correspondingly,
Based on the relationship between the carrier frequency stored in the limit start temperature storage unit and the limit start temperature, an output limit unit that limits the output of the rotating electrical machine,
A rotating electrical machine control system comprising: 請求項１に記載の回転電機制御システムにおいて、
温度差記憶部は、
キャリア周波数が低くなるに応じて温度差ΔＴ＝Ｔ M −Ｔ C が負の値の側から正の値の側に変化する関係を記憶することを特徴とする回転電機制御システム。 In the rotating electrical machine control system according to claim 1,
The temperature difference storage unit
A rotating electrical machine control system that stores a relationship in which a temperature difference ΔT = T M −T C changes from a negative value side to a positive value side as the carrier frequency decreases .
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