CN101796718B - 旋转电机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明在具有接受来自共同的电池的电力供给的一对旋转电机，一个旋转电机作为发电机工作、另一个旋转电机作为电动机工作的形式的混合动力系统中，提供能够不流动过电流而能够可靠地进行从电池到逆变器的保护的旋转电机控制系统。该旋转电机控制系统包括：转矩限制单元，其限制旋转电机的输出转矩；以及电池电力急剧变化推定单元，其基于电池电力的变化率和上述旋转电机的旋转速度的变化率中的至少一方，推定电池电力急剧变化的急剧变化状态，上述转矩限制单元，对于上述电池电力不急剧变化的非急剧变化状态中的输出转矩的限制方式，采用在由电池电力急剧变化推定单元推定为上述急剧变化状态的情况下，变更上述输出转矩的限制方式的结构。

Description

旋转电机控制系统

技术领域

本发明涉及旋转电机控制系统，其包括旋转电机和逆变器，该逆变器介于电池与上述旋转电机之间，控制流过上述旋转电机的电流。

背景技术

在专利文献1中，记载了电力负载装置100，其包括电池B、作为旋转电机的交流电动机M1、以及介于电池与旋转电机之间的控制流过旋转电机的电流的逆变器14。

在该电力负载装置100中，在交流电动机M1的消耗功率(相当于本申请的电池电力)的增加量(相当于本申请的变化率)超过能够从电容器13向逆变器14供给的允许功率时，控制装置30将交流电动机M1的消耗功率的增加量限制于能够继续驱动电负载装置100的范围内。

该专利文献1所公开的技术是涉及利用由交流电动机M1产生的驱动力而行驶的行驶车辆等的技术，通过将消耗功率的增加量限制于规定的范围，能够保护逆变器。

另一方面，现今，具有作为驱动源的发动机和作为电动机的旋转电机，从两者中的任一方或者两方获得驱动力而行驶的混合动力系统处于实用阶段。作为这种混合动力系统的一个例子，存在下述的所谓分配(split)方式的混合动力系统，其具有发动机和一对旋转电机，将从发动机输出的驱动分配给车轮侧和一个旋转电机，在该一个旋转电机处进行发电，由另一个旋转电机补充送至车轮侧的发动机驱动的不足的部分。在该系统中，使发动机沿着最佳燃烧消耗率线进行动作，由此能够进行燃烧消耗率非常高的行驶。在该系统中，另一个旋转电机主要作为电动机进行工作。

在该方式的混合动力系统中，主要产生用于驱动车轮的转矩的旋转电机(先前说明的另一个旋转电机，作为电动机工作)、和产要控制发动机的旋转速度的旋转电机(先前说明的一个旋转电机，作为发电机工作)经由逆变器与单一的电池并联连接。关于这些旋转电机的控制，是被控制为，作为电动机工作的旋转电机和作为发电机工作的旋转电机的消耗电力的合计不超过电池的放电电力极限。

专利文献1：WO2003/056694号公报

发明内容

如上所述，在仅基于消耗功率的增加量进行控制时，如果增加量即变化量大，则会限制作为电动机工作的旋转电机的转矩，在转矩本身较小、不需要施加限制的情况下也进行转矩限制，存在不能够获得本来能够毫无问题地获得的驱动力的问题。

此外，在消耗功率的绝对量大但消耗功率的变化量小的情况下，不进行转矩限制，存在由于过电流而对电池自身或从电池到逆变器的电路造成损伤的问题。

而且，例如，在具有作为电动机工作的旋转电机和作为发电机工作的旋转电机的系统中，控制电动机和发电机，以使得电动机和发电机的输出的合计不超过电池的放电电力极限，但是因为对于作为电动机工作的旋转电机的控制是转矩控制，所以在车轮打滑时、车轮空转时这样的电动机的负载转矩急剧减少的情况下，电动机的旋转速度急剧增加。因此，从电池急速输出电力，在电池与电动机间的元件中流过很大的电流，可能成为过电流。此外，在该状况下，在电池中，进行放电电力极限以上的电力的放电，因此存在电池寿命降低等的影响。

在先前说明的分配方式的混合动力系统中，由于作为电动机工作的旋转电机的旋转速度的增加，作为发电机工作的旋转电机的旋转速度减少，因此，发电机侧的再生电力减少，存在电池的输出电力进一步变大的问题。

本发明的一个目的是，构筑相对于从电池经由逆变器接受电力的供给的作为电动机工作的旋转电机的旋转电机控制系统，在其中，得到能够不流动过电流而能够可靠地进行从电池到逆变器的保护的系统。

另一个目的是，在具有从共用的电池接受电力供给的一对旋转电机，一个旋转电机作为发电机工作而另一个旋转电机作为电动机工作的方式的混合动力系统中，得到不流动过电流而能可靠地进行从电池到逆变器的保护的旋转电机控制系统。

为了达成上述目的，提供一种旋转电机控制系统，其包括旋转电机、和介于电池与上述旋转电机之间的控制流过上述旋转电机的电流的逆变器，该旋转电机控制系统的特征是，包括：

电池电力导出单元，其导出需要从上述电池供给的电池电力；

转矩限制单元，其限制上述旋转电机的输出转矩；以及

电池电力急剧变化推定单元，其基于上述电池电力的变化率和上述旋转电机的旋转速度的变化率中的至少一方，推定上述电池电力急剧变化的急剧变化状态，

上述转矩限制单元，对于上述电池电力不急剧变化的非急剧变化状态中的输出转矩的限制方式，采用在由上述电池电力急剧变化推定单元推定为上述急剧变化状态的情况下，变更上述输出转矩的限制方式的结构。

在该结构的旋转电机控制系统中，利用电池电力导出单元，在旋转电机以旋转速度和输出转矩工作的情况下，导出从电池供给的电池电力，电池电力急剧变化推定单元，基于上述电池电力的变化率和上述旋转电机的旋转速度的变化率中的至少一方，推定是否处于电池电力急剧变化的急剧变化状态。

在本申请中，将电池电力急剧变化的状态称为急剧变化状态，将电池电力不急剧变化的状态称为非急剧变化状态，在该急剧变化状态与非急剧变化状态之间，变更转矩限制单元对输出转矩的限制方式。

即，在本申请中，在通常的非急剧变化时的转矩限制之外，还设置电池电力急剧变化推定单元，由此分别地判别急剧变化状态和非急剧变化状态，并且，采用与各自的状态对应的输出转矩的限制方式，由此，能够进行适合于各个运行状态的转矩限制。此处，输出转矩的限制以何种阶段进行是重要的问题，对于该问题，能够由车辆状态正确对应。

在这样变更输出限制的限制方式时，优选，

在上述电池电力不急剧变化的非急剧变化状态时，在由上述电池电力导出单元导出的上述电池电力比判定电池电力是否过大的过大时阈值大，为过大时，上述转矩限制单元进行转矩限制，

在上述电池电力急剧变化的急剧变化状态时，在上述电池电力比急剧变化时阈值大的急剧变化时，上述转矩限制单元进行转矩限制，其中急剧变化时阈值为比上述过大时阈值小的值。

在采用该结构的情况下，在通常的非急剧变化状态下以过大时阈值为基准，判别是否需要转矩限制，在急剧变化时以比该过大时阈值小的急剧变化时阈值为基准判别是否需要转矩限制，由此，对于从电池供给的电力达到极限的情况，以转矩或旋转数逐渐上升、电池电力逐渐上升的状态中比较大的阈值为基准进行判定，以转矩或旋转数急剧变化、电池电力急增的状态中比较小的阈值为基准进行判定，能够可靠地防止在电池和逆变电路中流动过电流。

在本申请中，在电池电力的大小过大，为过大时，在电池电力急剧变化时，存在该时刻的电池电力的大小可能超过规定的值的问题。在后者的急剧变化时，包括电池电力的变化本身较大的情况，和作为电动机工作的旋转电机的旋转速度急剧变化的情况(参照图5)。即，在构成上述电池电力急剧变化推定单元时，能够采用下述结构，在上述电池电力大于作为判定上述电池电力的变化率是否较大的判定阈值的电池电力急剧变化阈值的情况下，或者，在旋转速度的变化率大于作为判定上述旋转电机的旋转速度的变化率是否较大的判定阈值的旋转速度急剧变化阈值的情况下，推定电池电力急剧变化。

能够采用这样的结构的理由是，在电池电力的变化率大的情况下，或者，在旋转电机的旋转速度的变化率大的情况下，需要从电池供给的电池电力均会发生急剧的变化。

以下依次说明本申请中的过大时和急剧变化时的对策。

1对于过大时的对策

在该情况下，采用下述结构，在由电池电力导出单元导出的电池电力大于判定电池电力是否过大的过大时阈值的过大时，转矩限制单元进行转矩限制。

通过采用这样的结构，通过适当设定过大时阈值，例如，能够直接达到过电流防止，并且，能够避免电池对电池的放电电力极限以上的电力进行放电，而电池的寿命下降等的问题。

2急剧变化时的对策

2-1基于电池电力自身的对策

在该情况下，采用下述结构，设置有导出电池电力的变化率的电池电力变化率导出单元，在由电池电力变化率导出单元导出的电池电力变化率大于判定电池电力变化率是否较大的电池电力急剧变化阈值、并且由电池电力导出单元导出的电池电力大于比上述过大时阈值的值小的急剧变化时阈值的急剧变化时，转矩限制单元进行转矩限制。

在采用该结构的情况下，根据电池电力变化率与电池电力急剧变化阈值的关系，判定如果忽视则存在成为问题的可能性的状态，而且，将产生该可能性的时刻的电池电力自身与急剧变化时阈值进行比较，由此能够确实地掌握存在成为问题的可能性的急剧变化状态，并施加转矩限制。结果，通过适当设定急剧变化时阈值，例如，在产生过电流的可能性较高的情况下，能够直接防止过电流的产生，并且，能够避免电池对电池的放电电力极限以上的电力进行放电，而电池的寿命下降等的问题。

2-2基于作为电动机工作的旋转电机的旋转速度的对策

在该情况下，采用下述结构，设置有导出旋转电机的旋转速度的变化率的旋转速度变化率导出单元，在由旋转速度变化率导出单元导出的旋转速度变化率大于判定旋转速度变化率是否较大的旋转速度急剧变化阈值、并且由电池电力导出单元导出的电池电力大于比上述过大时阈值的值小的急剧变化时阈值的急剧变化时，转矩限制单元进行转矩限制。

在采用该结构的情况下，根据旋转速度变化率与旋转速度急剧变化阈值的关系，判定作为电动机工作的旋转电机的旋转速度急剧变化、如果忽视则存在成为问题的可能性的状态，而且，将产生该可能性的时刻的电池电力与急剧变化时阈值进行比较，由此能够确实地掌握存在成为问题的可能性的急剧变化状态，并施加转矩限制。结果，通过适当设定急剧变化时阈值，例如，在产生过电流的可能性较高的情况下，能够直接防止过电流的产生，并且，能够避免电池对电池的放电电力极限以上的电力进行放电，而电池的寿命下降等的问题。

2-3基于电池电力自身或作为电动机工作的旋转速度的旋转速度的对策

此时，以上述2-1、2-2的任一个情况为条件而进行应对，在该情况下，系统采用以下结构。

具有导出电池电力的化率的电池电力变化率导出单元，

具有导出旋转电机的旋转速度的变化率的旋转速度变化率导出单元，

在由电池电力变化率导出单元导出的电池电力变化率大于判定电池电力变化率是否较大的电池电力急剧变化阈值，或者，由上述旋转速度变化率导出单元导出的旋转速度变化率大于判定旋转速度变化率是否较大的旋转速度急剧变化阈值的情况下，并且

在由上述电池电力导出单元导出的上述电池电力大于为比上述过大时阈值小的值的急剧变时阈值的急剧变化时，上述转矩限制单元进行转矩限制。

在基于电池电力自身或者旋转电机的旋转速度而进行转矩限制的情况下，能够得到前先分别在2-1、2-2中说明的作用、效果。

在此前说明的结构中，电池电力导出单元的电池电力的导出基于旋转电机的实际旋转速度和对旋转电机要求的要求转矩而进行，在作为对旋转电机要求的旋转速度、转矩的要求旋转速度、要求转矩已决定的情况下，能够基于要求旋转速度、要求转矩进行。

本申请的旋转电机控制系统能够应用于具有作为电动机工作的旋转电机的车辆驱动系统，或者，在作为电动机工作的旋转电机之外，还具有作为发电机工作的旋转电机的混合动力系统。以下，说明在各个系统中的电池电力的导出。

1具有作为电动机工作的旋转电机的车辆驱动系统

在该车辆驱动系统的情况下，采用下述结构，仅将作为电动机工作的旋转电机作为控制对象，由电池电力导出单元导出的电池电力，在旋转电机以要求旋转速度和要求转矩工作的情况下，作为旋转电机作为电动机工作所需要的电力被导出。

通过采用该导出结构，能够适当地求出仅具有作为电动机工作的旋转电机的行驶驱动系统中的电池电力。

2在作为电动机工作的旋转电机之外，还具有作为发电机工作的旋转电机的混合动力系统

在该混合动力系统中，至少将作为发电机工作的第一旋转电机和作为电动机工作的第二旋转电机作为控制对象，采用下述结构，由电池电力导出单元导出的电池电力，作为在第二旋转电机以要旋转速度和要求转矩工作时第二旋转电机作为电动机工作所需要的电力、与第一旋转电机以要求旋转速度和要求转矩工作时第一旋转电机作为发电机工作所需要的电力的和被导出。通过采用该导出结构，能够适当地求取具有作为发电机工作的旋转电机和作为电动机工作的旋转电机的混合动力系统中的电池电力。

在此前的说明中，在转矩限制中，没有说明如何设定转矩限制值，在过大时和急剧变化时的各种情况下，以下述方式导出、设定转矩限制值，通过使作为电动机工作的旋转电机的转矩下降，能够防止从电池过度输出电力。

1过大时

具有过大时转矩限制值导出单元，其在过大时，在转矩限制单元进行转矩限制的情况下，基于作为在过大时能够允许的电池电力的最大值的过大时限制电力，求取转矩限制值。

通过基于作为在过大时能够允许的电池电力的最大值的过大时限制电力，导出并设定转矩限制值，能够防止从电池过度输出电力，能够防止过电流。

2急剧变化时

具有急剧变化时转矩限制值导出单元，其在急剧变化时，在转矩限制单元进行转矩限制的情况下，基于作为在急剧变化时能够允许的电池电力的最大值的急剧变化时限制电力，求取转矩限制值。

通过在急剧变化时，基于作为在发生该急剧变化时能够允许的电池电力的最大值的急剧变化时限制电力，导出并设定转矩限制值，能够防止从电池过度输出电力，能够防止过电流。

在此前的说明中，对于过大时限制电力和急剧变化时限制电力的关系，没有特别进行叙述，过大时限制电力是在实际上变为过大的状况下施加转矩限制，急剧变化时限制电是与变为过大的可能性较高、急剧地变成过大的可能性较高的状态对应的，因此具有：

过大时转矩限制值导出单元，其在过大时，在转矩限制单元进行转矩限制的情况下，基于作为在过大时能够允许的电池电力的最大值的过大时限制电力，求取转矩限制值，

急剧变化时转矩限制值导出单元，其在急剧变化时，在转矩限制单元进行转矩限制的情况下，基于作为在急剧变化时能够允许的电池电力的最大值的急剧变化时限制电力，求取转矩限制值，

通过将过大时限制电力设定得比急剧变化时限制电力大，能够实现适宜的转矩限制。

如之前对电池电力进行的说明那样，本申请的旋转电机控制系统能够应用于具有作为电动机工作的旋转电机的车辆驱动系统，或者，在作为电动机工作的旋转电机之外，还具有作为发电机工作的旋转电机的混合动力系统。以下，对于在各个系统中的转矩限制值的导出进行说明。

1具有作为电动机工作的旋转电机的车辆驱动系统

在该车辆驱动系统中，能够采用下述结构，仅以作为电动机工作的旋转电机作为控制对象，基于作为能够允许的电池电力的最大值的限制电力、和旋转电机作为电动机工作所需要的电动机损失，导出转矩限制值。通过采用该导出结构，能够适当地求取仅具有作为电动机工作的旋转电机的行驶驱动系统中的转矩限制值。

2在作为电动机工作的旋转电机之外，还具有作为发电机工作的旋转电机的混合动力系统

在该混合动力系统中，能够采用下述结构，以作为发电机工作的第一旋转电机和作为电动机工作的第二旋转电机作为控制对象，基于作为能够允许的电池电力的最大值的限制电力、第二旋转电机作为电动机工作所需要的电力、和第一旋转电机作为发电机工作所需要的电力，导出转矩限制值。通过采用该导出结构，能够适当地求取具有作为发电机工作的旋转电机和作为电动机工作的旋转电机的混合动力系统中的电池电力。

作为先前说明的过大时阈值，优选采用具有在电池电力增加时使用的过大时阈值上侧和在电池电力减少时使用的过大时阈值下侧的结构。

该结构使得在过大时阈值中具有滞后，通过具有这样的滞后能够吸收控制延迟，此外，在电池电力跨越过大时阈值地振动性变化的情况下，能够防止振荡等问题的产生。

同样的，作为先前说明的急剧变化时阈值，优选具有在电池电力增加时使用的急剧变化时阈值上侧和在电池电力减少时使用的急剧变化时阈值下侧。

该结构使得在急剧变化时阈值中具有滞后，通过具有这样的滞后能够吸收控制延迟，此外，在电池电力跨越急剧变化时阈值地振动性变化的情况下，能够防止振荡等问题的产生。

在先前说明的转矩限制值的导出中，作为吸收控制延迟的方法，也能够使用现在值和预测值。

即，关于电动机旋转速度(作为电动机工作的旋转电机的旋转速度)，在求取转矩限制值时，基于电动机旋转速度预测值求取转矩限制值，由此能够吸收控制延迟，其中，该电动机旋转速度预测值作为电动机旋转速度的变化率与基于控制延迟的系数的积与现在的电动机旋转速度的和而得到。

同样的，关于发电机电力(作为发电机工作的旋转电机的电力)，在求取转矩限制值时，基于发电机推定电力预测值求取转矩限制值，由此能够吸收控制延迟，其中，该发电机推定电力预测值作为发电机电力的变化率与基于控制延迟的系数的积与现在的发电机电力的和而得到。

附图说明

图1是表示本申请的车辆驱动系统的驱动系统的概略内容的图；

图2是表示本申请的车辆驱动系统的旋转电机控制系统的概略内容的图；

图3是表示本申请的车辆驱动系统的整体的概略内容的图；

图4是表示升压转换器损失的图表的图；

图5是表示本申请的转矩限制的概念的图；

图6是表示转矩限制处理的流程的图；

图7是表示急剧变化时的转矩限制状态的图；

图8是表示急剧变化时和过大时的转矩限制状态的图；

图9是表示在急剧变化时阈值中设置滞后的情况下的急剧变化时的转矩限制状态的图；

图10是表示在急剧变化时阈值和过大时阈值中设置滞后的情况下的急剧变化时和过大时的转矩限制状态的图；

图11是表示不具有作为发电机工作的旋转电机，具有作为电动机工作的单一的旋转电机的驱动装置的结构的图；以及

图12是表示图11所示的驱动装置中的转矩限制处理的流程的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的旋转电机控制系统100的一个实施方式。该旋转电机控制系统100，被组装于在图3中整体表示的车辆驱动系统200，用于车辆驱动系统200所具有的旋转电机MG1、MG2的运行控制。

图1是表示该车辆驱动系统200的驱动系统的概略内容的图，图2是表示以为了控制旋转电机MG1、MG2而设置的逆变器In为主的旋转电机控制系统的概略内容的图。图3是表示具有本申请的独特的控制装置ECU的车辆驱动系统200的整体的概略内容的图。在图3中，以实线的箭头表示各种信息的传递路径，以双实线表示驱动力的传递路径，以双虚线表示电力的传递路径。

1-1.驱动系统

如图1、图3所示，在车辆中设置有发动机E和一对旋转电机MG1、MG2，构成为能够从发动机E或作为电动机工作的旋转电机得到驱动力而行驶，并且，由发动机E产生的驱动力的至少一部分，在作为发电机工作的旋转电机中变换为电力，用于电池B的充电，或者用于作为电动机工作的旋转电机的驱动。而且，在制动时，能够利用旋转电机再生制动力，并作为电力在电池B中蓄电。

该车辆驱动系统200是所谓的混合动力系统，在发动机E与车辆W之间，设置有混合动力驱动装置1。作为发动机E，能够使用汽油发动机、柴油发动机等公知的各种内燃发动机。

混合动力驱动装置1的输入轴与发动机E的曲轴等输出旋转轴连接。另外，输入轴I在其与发动机E的输出旋转轴之间经由挡板、离合器等被连接的结构也是适合的。输出连接为能够通过差动装置D等将旋转驱动力传递至车轮W。而且，输入轴I与动力分配机构P1的载体ca连接，经由差动装置D与车轮W连接的中间轴M与齿圈r连接。

第一旋转电机MG1具有定子St1、和被旋转自由地支承于该定子St1的径方向内侧的转子Ro1。该第一旋转电机MG1的转子Ro1与动力分配机构P1的恒星齿轮s以一体旋转的方式连接。此外，第二旋转电机MG2具有定子St2、和被旋转自由地支承于该定子St2的径方向内侧的转子Ro2。该第二旋转电机MG2的转子Ro2与输出齿轮O以一体旋转的方式连接，与差动装置D的输入侧连接。第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2，如图1、图3所示，经由逆变器In与电池B电连接。此外，逆变器In采用通过与冷动水的热交换而被冷却的构造。第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2分别能够发挥接受电力供给而产生动力的作为电动机的功能、接受动力的供给而产生电力的作为发电机的功能。

在本例中，第一旋转电机MG1主要作为利用经由动力分配机构P1的恒星齿轮s输入的驱动力进行发电的发电机起作用，对电池B充电，或者供给用于驱动第二旋转电机MG2的电力。但是，在车辆高速行驶时，第一旋转电机MG1也可能作为电动机起作用。另一方面，第二旋转电机MG2主要作为辅助车辆行驶用的驱动力的电动机起作用。此外，在车辆减速等时，第二旋转电机MG2作为将车辆的惯性力再生为电能的发电机起作用。这样的第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2的运行，根据来自控制装置ECU的控制指令进行。

如图1所示，动力分配机构P1由与输入轴I同轴状配置的单小齿轮(single pinion)型行星齿轮机构构成。即，动力分配机构P1具有支承多个行星齿轮(pinion gear)的载体ca、和与上述行星齿轮分别啮合的恒星齿轮s和齿圈r作为旋转元件。恒星齿轮s与第一旋转电机MG1的转子Ro1以一体旋转的方式连接。载体ca与输入轴I以一体旋转的方式连接。齿圈r以与中间轴M一体旋转的方式旋转。由此，齿圈r通过中间轴M与差动装置D连接。

1-2旋转电机控制系统

图2是表示以逆变器In为主体的各旋转电机的动作控制系统的图。该旋转电机控制系统具有电池B、各旋转电机MG1、MG2、和介于两者之间的逆变器In。逆变器In从电池B侧开始，具有电压变换部4、频率变换部5。根据图2可知，对于一对旋转电机MG1、MG2，分别单独设置有频率变换部5。在频率变换部5与各旋转电机MG1、MG2之间，设置有用于测定流过旋转电机的电流量的电流传感器(第一旋转电机电流传感器Se7，第二旋转电机电流传感器Se8)。

上述电池B能够向旋转电机MG1、MG2供给电力，并且能够接受来自MG2的电力的供给而进行蓄电。

在逆变器In中，构成电压变换部4的电压变换电路由电抗器4a、滤波电容器4b、上下一对开关元件4c、4d构成。作为这些各开关元件4c、4d，能够采用MOSFET(MOS型场效应晶体管)。

上段开关元件4c的源极与下段开关元件4d的漏极连接，并且通过电抗器4a与电池B的正极侧连接。上段的开关元件4c的漏极成为频率变换部5的输入正极侧。上段的开关元件4c和下段的开关元件4d的栅极与驱动电路7连接，下段的开关元件4d的源极与电池B的负极侧(地)连接。

这些开关元件4c、4d，基于从后述的旋转电机控制单元14输出的电压指令即要求电压，被驱动电路7进行PWM控制，由此，使来自电池B的电压升压，供给至频率变换部5。另一方面，在从旋转电机MG2侧接受电力时，进行降压再供给至电池B。

构成频率变换部5的逆变电路具有上下两段的开关元件8a、8b、8c、8d、8e、8f。作为这些各开关元件8a、8b、8c、8d、8e、8f，也能够采用MOSFET(MOS型场效应晶体管)。

上段的开关元件8a、8b、8c的漏极与电压变换部4的输出正极侧连接，栅极与驱动电路7连接，源极与下段的开关元件8d、8e、8f的漏极连接，下段的开关元件8d、8e、8f的栅极与驱动电路7连接，源极与电压变换部4的输出负极侧即电池B的负极侧(地)连接。

成对的上下两段的开关元件(8a、8d)、(8b、8e)、(8c、8f)的各中间点9u、9v、9w分别与旋转电机MG1、MG2的U相、V相、W相的绕组连接。向各绕组的通电电流由电流检测传感器Se7、Se8检测，该检测值被送至驱动电路7，进而还被送至控制装置ECU。

这些开关元件8a、8b、8c、8d、8e、8f，基于从后述的旋转电机控制单元14输出的要求旋转速度、要求转矩，被驱动电路PWM控制，由此使各旋转电机MG1、MG2以要求旋转速度、要求转矩(在进行转矩限制的情况下是限制转矩)运行。在从旋转电机MG1、MG2接受电力的情况下，将规定频率的交流变换为直流。

如图3示意表示的那样，逆变器In具有热交换器9，其用于使由于通电发热而成为高温的各开关元件4c、4d、8a、8b、8c、8d、8e、8f降温。在热交换器9中，在外侧的一个侧面上紧密固定有开关元件8a(省略其它的开关元件的图示)，在内部形成流通作为致冷剂的冷却水的冷却水通路9a。在冷却水通路9a的入口和出口，连接有冷却水循环通路10的一端和另一端，冷却水循环通路10使从热交换器9送出的高温的冷却水降温，并使已降温的冷却水回到热交换器9。

1-3车辆驱动系统

以下，基于图3，对于本申请的车辆驱动系统200的整体，以构成系统的核心的控制装置ECU为中心进行说明。

如图3所示，控制装置ECU，使用由设置于车辆的各部分的传感器Se1～Se8取得的信息，进行发动机E、第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2等的运行控制。此处，第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2的运行控制借助于先前说明的逆变器In。

在本例中，作为传感器，设置有第一旋转电机旋转速度传感器Se1、第二旋转电机旋转速度传感器Se2、发动机旋转速度传感器Se3、电池状态检测传感器Se4、车速传感器Se5、加速器操作检测传感器Se6、第一旋转电机电流传感器Se7和第二旋转电机电流传感器Se8。

第一旋转电机旋转速度传感器Se1是用于检测第一旋转电机MG1的转子Ro1的旋转速度的传感器。第二旋转电机旋转速度传感器Se2是用于检测第二旋转电机MG2的转子Ro2的旋转速度的传感器。发动机旋转速度传感器Se3是用于检测发动机的输出旋转轴的旋转速度的传感器。在本例中，输入轴I与发动机E的输出旋转轴一体旋转，因此由该发动机旋转速度传感器Se3检测出的发动机E的旋转速度与输入轴I的旋转速度一致。电池状态检测传感器Se4是用于检测电池B的充电量、流过电池的电流和电池的电压等的传感器。车速传感器Se5是为了检测车速而检测差动装置D的输入轴(省略图示)的旋转速度的传感器。加速器操作检测传感器Se6是用于检测加速器踏板18的操作量的传感器。第一旋转电机电流传感器Se7和第二旋转电机电流传感器Se8设置于逆变器In，分别检测流过第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2的电流。

控制装置ECU具有要求驱动力决定单元11、行驶条件决定单元12、发动机控制单元13、旋转电机控制单元14。而且，该控制装置ECU设置有作为本申请的独特结构的、在规定的条件下进行转矩限制的转矩限制单元15，该转矩限制单元15具有电池电力导出单元15a、电池电力变化率导出单元15b、旋转速度变化率导出单元15c、转矩限制判定单元15d、转矩限制值导出单元15e。

控制装置ECU中的这些各单元，以CPU等运算处理装置作为核心部件，用于对输入的数据进行各种处理的功能部通过硬件或软件(程序)或者这两者而被安装。

要求驱动力决定单元11基于来自车速传感器Se5和加速器操作检测传感器Se6的输出，运算驾驶者的要求驱动力，并取得决定。

发动机控制单元13在进行发动机E的运行开始、停止之外，根据由行驶条件决定单元12决定的对发动机要求的旋转速度和输出转矩，进行发动机的旋转速度控制、输出转矩控制等运行控制。旋转电机控制单元14根据由行驶条件决定单元12决定的对各旋转电机MG1、MG2要求的旋转速度和输出转矩，经由逆变器In，进行第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2的旋转速度控制、转矩控制等运行控制。

行驶条件决定单元12根据由车速传感器Se5得到的车速的信息、由要求驱动力决定单元11得到的要求驱动力的信息和由电池状态检测传感器Se4得到的电池的充电量的信息等，基于预先设定的图表等，决定作为对车辆要求的行驶条件的、发动机E的旋转速度(要求旋转速度)和输出转矩(要求转矩)、第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2各自的旋转速度(要求旋转速度)和输出转矩(要求转矩)。

举出该行驶条件决定单元12的上述行驶条件的决定例以进行说明，在电池的蓄电量充足的情况下，例如，令发动机E能够发挥最佳燃料效率的运行条件为对发动机E要求的旋转速度和转矩，令该发动机E的运行条件下的不足的转矩为对第二旋转电机MG2要求的转矩，而且，使由动力分配机构P1分配到第一旋转电机MG1侧的转矩为对第一旋转电机MG1要求的转矩(在该状态下第一旋转电机MG1作为发电机起作用，因此要求转矩是负的)。于是，根据上述的动力分配机构P1的结构和驱动系统所具有的齿轮的齿轮比等，第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2应该采用的旋转速度被决定为要求旋转速度。

另一方面，在电池的蓄电量变少、车辆被施加制动的情况下，决定发动机E、第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2的运行条件，使得在作为电动机工作的第二旋转电机MG2的旋转速度被抑制的状态下，由第一旋转电机MG1产生的电力增加，在该情况下，在车辆被施加制动的状态下的车轮W的旋转速度、以及第二旋转电机MG2的旋转速度下降。通过在该状态下使发动机旋转速度上升，根据动力分配机构P1中行星齿轮的各齿轮的连接关系，使作为发电机工作的第一旋转电机MG1的旋转速度上升。结果，使第一旋转电机MG1的发电量增加，能够进行电池B的充电。

由行驶条件决定单元12决定的对于发动机E的要求旋转速度和要求转矩，被送至发动机控制单元13，发动机E被施加运行控制，使得满足这些要求旋转速度、要求转矩。另一方面，对于第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2的要求旋转速度和要求转矩，分别被送至旋转电机控制单元14，生成相对于各个旋转电机的运行控制信息，并变换为与要求旋转速度对应的频率指令、与要求转矩对应的电流指令，且送至逆变器In，通过驱动电路7对各个旋转电机MG1、MG2进行运行控制。

然后，如图3所示，在旋转电机控制单元14中设置有逆变器电压决定部14a。如之前所述，对各旋转电机MG1、MG2的要求旋转速度和要求转矩从行驶条件决定单元12被送至旋转电机控制单元14。另一方面，在本例中采用的逆变器In具有共用的电压变换部4，由该共用的电压变换部4进行了电压变换的直流电压(将该电压称为逆变器电压)施加于频率变换部5。于是，在旋转电机控制单元14中，根据对各个旋转电机MG1、MG2要求的要求旋转速度和要求转矩，求取由逆变器In控制旋转电机MG1、MG2所需要的各个旋转电机的频率和电流值，进一步求取各旋转电机MG1、MG2分别需要的直流电压(将该电压分别称为第一电压、第二电压)。然后，在旋转电机控制单元14中，基于求得的一对第一电压、第二电压，使其中较高的一方的电压为逆变器电压。

由此，在旋转电机控制单元14中，作为对逆变器In的指令值，求取上述逆变器电压Vc，并且对旋转电机MG1、MG2分别求取频率和电流值，并送至逆变器In。

以上说明了发动机和一对旋转电机MG1、MG2直接依据由行驶条件决定单元12决定的行驶条件而运行的情况。

对于这样的通常状态下的行驶状态，在本申请中构成为，在存在在电池中流动过电流的可能性的情况下，由转矩限制单元15在规定的条件下限制作为电动机工作的旋转电机的转矩。在实施转矩限制的状态下，作为电动机工作的旋转电机的转矩被限制为转矩限制值。

该转矩限制单元15由电池导出单元15a、电池电力变化率导出单元15b、旋转速度变化率导出单元15c、转矩限制判定单元15d、转矩限制值导出单元15e构成。

1电池电力导出单元

该电池电力导出单元15a在现状中为导出电池电力的单元，在本实施方式的情况下，电池电力涉及一对旋转电机，依据由上述行驶条件决定单元12决定的行驶条件(要求转矩和要求旋转速度)，在一方作为电动机工作另一方作为发电机工作的情况下，为从电池取出的电力(需要由电池供给的电力)。

该电池电力，作为以下分别表示的电动机电力(式1)、发电机电力(式2)、升压转换器损失和电容器充电电力(式3)的合计值被导出。它们全部为推定值，依据以下所示的式子被求取，但其中一部分(电动机损失、发电机损失、升压转换器损失)，根据行驶条件，利用预先求得的图表等进行求取。这些值也可以基于预先根据经验求得的推定式进行求取。

电动机电力(W)＝电动机要求转矩×电动机要求旋转速度×2π/60+电动机损失，其中，电动机损失使用经验值......式1

发电机电力(W)＝发电机要求转矩×发电机要求旋转速度×2π/60+发电机损失，其中，发电机损失使用经验值......式2

在这些式子中转矩的单位是(Nm)，旋转速度的单位是(rpm)(以下相同)。

升压转换器损失，在本例那样的具有电压变换部4(升压部)的结构中，是夹着转换器进行电压变化而产生的损失。

具体地说，是在图2的p1、p2间产生的损失。该值也是根据经验而得到的值，图4中表示电池电流(A)与升压转换器损失(W)的关系。于是，该损失能够通过得到电池电流、并依据图4或该图上部记载的近似式，求取该时刻的升压转换损失而得到。在近似式中，a1、a2、a3是预先设定的常数。此处，电池电流能够使用由先前表示的电池状态检测传感器Se4检测出的电流。进一步，在本申请中，逐次求取经时变化后的电池电力，因此，也可以使该逐次求得的电池电力中前一个电池电力除以由电池状态检测传感器Se4检测出的现在的电池电压而求得。

电容器充电电力，在令平滑用电容器17(参照图2)的电容为C(F)、令Δt为时间步长时，基于以下的式子求得。

电容器充电电力＝[C×(升压后电压)²/2-C×(前次的升压后电压)²/2]/Δt......式3

由此，电池电力为以下的式子所示。

电池电力＝电动机电力+发电机电力+升压转换器损失+电容器充电电力......式4

2电池电力变化率导出单元

该电池电力变化率导出单元15b，将现在的电池电力与单位时间步长前的电池电力的差的绝对值作为电池电力变化率进行求取。

3旋转速度变化率导出单元

该旋转速度变化率导出单元15c涉及作为电动机工作的旋转电机，将现在的旋转速度与单位时间步长前的旋转速度的差的绝对值作为旋转速度变化率进行求取。

4转矩限制判定单元

该转矩限制判定单元15d是实施是否进行转矩限制的判定的单元。在本申请中，在以下的任意一个条件下施加转矩限制。在不进行转矩限制的情况下，各旋转电机以要求转矩、要求旋转速度被控制。图5表示本申请中的转矩限制的条件的概略内容。

在本申请中，在电池电力过大的情况下(条件1)和电池电力急剧变化的情况下(条件2)中的任意一个状态下，施加转矩限制。

条件1(过大时)

这是图5的最下侧所示的状况，在现在的电池电力比判定电池电力是否过大的过大时阈值更大，为过大时，转矩限制单元无条件地进行转矩限制。

在电池电力比过大时阈值小，为非过大时，除去下述条件2的情况之外，不进行转矩限制，作为电动机工作的旋转电机基于要求旋转速度和要求转矩被控制。

条件2(急剧变化时)

这是图5的上侧3段所示的状况，在电池电力比判定是否有急剧变化的急剧变化时阈值大，为急剧变化时，观察电池电力变化率的状况，或者电动机旋转速度变化率的状况，在任意一个变化值比各自设定的规定的值大的情况下，转矩限制单元进行转矩限制。在本申请中，在该电池电力比判定是否有急剧变化的急剧变化时阈值大，为急剧变化时，判断电池电力变化率的状况、或者电动机旋转速度变化率的状况的功能部位构成“电池电力急剧变化推定单元”。即，该“电池电力急剧变化推定单元”基于电池电力的变化率和旋转电机的旋转速度的变化率中的至少一方，推定电池电力急剧变化的急剧变化状态。

在电池电力比急剧变化时阈值小，为非急剧变化时，除去上述条件1的情况，不进行转矩限制，作为电动机工作的旋转电机基于要求旋转速度和要求转矩被控制。

此处，电池电力变化率的状况是，在电池电力变化率比判定电池电力变化率是否较大的电池电力急剧变化阈值大的情况下，相当于从电池电力方面看的急剧变化时的状况。

另一方面，旋转速度变化率的状况是，在旋转速度变化率比判定旋转速度变化率是否较大的旋转速度急剧变化阈值大的情况下，相当于从旋转速度方面看的急剧变化时的状况。

而且，如果对条件1和条件2的关系进行说明，则设定为先前说明的过大时阈值比急剧变化时阈值大。

在根据以上的判定进行转矩限制的情况下，转矩限制值导出单元15e工作，在该时刻求取转矩限制值。

5转矩限制值导出单元

关于该转矩限制值，在本申请中，也以求取过大时的转矩限制值和急剧变化时的转矩限制值这两个不同的转矩限制值的方式构筑系统。即，如图3所示，作为转矩限制值导出单元15e，具有过大时转矩限制值导出单元15f、和急剧变化时转矩限制值导出单元15g。

过大时转矩限制值导出单元

过大时转矩限制值导出单元15f，在过大时，基于在该过大时能够被允许的电池电力的最大值即过大时限制电力，求取转矩限制值。该过大时限制电力实质上与此前说明的对电池电力预先设定的过大时阈值为相同的值。

具体地说，由下述式5求取过大时的转矩限制值。

过大时转矩限制值(Nm)＝(过大时限制电力-发电机电力-电动机损失-升压转换器损失-电容器充电电力)/[(2π/60)×电动机旋转速度]......式5

急剧变化时转矩限制值导出单元

急剧变化时转矩限制值导出单元15g，在急剧变化时，基于在该急剧变化时能够被允许的电池电力的最大值即急剧变化时限制电力，求取转矩限制值。该急剧变化时限制电力实质上与此前说明的对电池电力预先设定的急剧变化时阈值是相同的值。

具体地说，由下述式6求取急剧变化时的转矩限制值。

急剧变化时转矩限制值(Nm)＝(急剧变化时限制电力-发电机电力-电动机损失-升压转换器损失-电容器充电电力)/[(2π/60)×电动机旋转速度]......式6

于是，过大时限制电力与急剧变化时限制电力的关系是，前者大于后者。

以上，说明了本申请的旋转电机控制系统的结构。

以下，基于图6、图7、图8，说明该旋转电机控制系统中的转矩限制。

图6是本实施方式的转矩限制处理的流程图。

转矩限制处理是，在从点火钥匙的ON操作到OFF操作的过程中，总是以规定的时间步长重复进行。

在处理过程中，如图6的流程图中最上段所示，对于发电机和电动机的要求被取入，并且，发电机和电动机的旋转速度被检测出(步骤#1)。在图6中，将要求转矩记载为转矩指令值。此外，检测出的旋转速度(实际旋转速度)与要求旋转速度相对应。

在得到这些信息之后，电池电力导出单元15a导出该时刻的电池电力(步骤#2)，并且，电池电力变化率导出单元15b导出电池电力的变化率(步骤#3)。另一方面，旋转速度变化率导出单元15c根据逐次取入的电动机旋转速度，导出作为电动机工作的旋转电机的旋转速度变化率。(步骤#4)。

经过以上的处理，得到该时刻的电池电力、电池电力变化率、旋转速度变化率。

转矩限制判定单元15d基于以上述方式得到的电池电力变化率和旋转速度变化率，判定是否满足电池电力变化率为电池电力急剧变化阈值以上、或旋转速度变化率为旋转速度急剧变化阈值以上这其中的任意一个条件(步骤#5)。这样，判定从变化率的方面看的急剧变化的发生。然后，在满足任意一个条件的情况下(步骤#5，是)，判定电池电力是否为急剧变化时阈值以上(步骤#6)。由此，判定从电池电力的方面看的急剧变化的发生。然后，在确认发生了急剧变化的情况下(步骤#6，是)，利用急剧变化时转矩限制值导出单元15g导出急剧变化时转矩限制值(步骤#7)，进行基于该值的电动机转矩限制(步骤#8)。在没有确认发生急剧变化的情况下(步骤#6，否)，不进行限制(步骤#9)，作为电动机工作的旋转电机以要求转矩、要求旋转速度运行。

在从上述电池电力变化率和旋转速度变化率看来，不满足任意一个条件的情况下(步骤#5，否)，判定电池电力是否为过大时阈值以上(步骤#10)。于是，判定从电池电力的大小看的过大的发生。然后，在确认发生了过大的情况下(步骤#10，是)，利用过大时转矩限制值导出单元15f导出过大时转矩限制值(步骤#11)，进行基于该值的电动机转矩限制(步骤#8)。在没有确认发生过大的情况下(步骤#10，否)，不进行限制(步骤#9)，作为电动机工作的旋转电机以要求转矩、要求旋转速度运行。

以上对转矩限制处理的处理流程进行了说明，以下基于图7、图8，对基于急剧变化进行转矩限制的情况、和基于过大进行转矩限制的情况进行说明。

图7、图8分别表示进行转矩限制时的状态。此处，图7将发生急剧变化并进行转矩限制的状态(此前说明的急剧变化时)表示于该图左侧，将没有发生急剧变化或过大，不进行转矩限制地保持通常运行状态的状态(此前说明的非急剧变化时且非过大时)表示于该图右侧。

另一方面，图8将发生急剧变化并进行转矩限制的状态表示于该图左侧，并且表示在电池电力不被识别为急剧变化而被识别为过大的状态下(此前说明的过大时)进行转矩限制的状态。

在图7、图8中，横轴表示时间，纵轴从下侧开始，在图7中表示电池电力急剧变化标志、电动机旋转速度急剧变化标志、转矩限制标志、电动机旋转速度、电池电力、急剧变化时阈值(在急剧变化时的判定中使用的电池电力的阈值)、电动机转矩指令值。此处，该电动机转矩指令值相当于此前说明的对于作为电动机工作的旋转电机的要求转矩。在图8中，纵轴表示电池电力急剧变化标志、电动机旋转速度急剧变化标志、转矩限制标志、电动机旋转速度、电池电力、急剧变化时阈值、电动机转矩指令值、以及过大时阈值(在过大时的判定中使用的电池电力的阈值)。

急剧变化

在图7的左侧，表示电动机旋转速度和电池电力急剧变化，电动机旋转速度、电池电力增加的状态。在图示的状态中，在电动机旋转速度急剧变化、电池电力超过急剧变化时阈值的状态下，施加转矩限制。由此，转矩限制标志为真。当施加转矩限制时，电动机转矩指令值依次降低，但随着向电动机旋转速度减少方向变化，电动机转矩指令值也变化为上升倾向。于是，存在当从电池电力的变化率方面来看时，更可能判断为急剧变化，但根据电池电力低于急剧变化时阈值的情况，能够消除转矩限制。

在图7的右侧，表示电动机旋转速度、电池电力逐渐增加的状态。在该状态下，即使电池电力超过急剧变化时阈值，因为不识别为电动机旋转速度和电池电力的急剧变化，所以不会施加转矩限制。

过大

在图8的左侧，表示与图7同样的状态，表示伴随急剧变化而施加转矩限制的状态。表示电动机旋转速度和电池电力急剧变化，电动机旋转速度、电池电力增加的状态。

在图8的右侧，表示电动机旋转速度和电池电力没有急剧变化，电池电力变得过大的状态。在图示的状态中，电动机旋转速度逐渐增加，在电池电力超过过大时阈值的状态下，施加转矩限制。由此，转矩限制标志为真。当施加转矩限制时电动机转矩指令依次降低，但随着电动机旋转速度向减少方向变化，电动机转矩指令值也变化为上升倾向。于是，根据电池电力低于过大时阈值的情况，能够消除转矩限制。

如上所述，不仅在急剧变化时施加转矩限制，在过大时也施加转矩，由此，能够防止过电流的产生。而且，即使在急剧变化时，基于电池电力自身的大小进行判定，并且也基于作为电动机工作的旋转电机的旋转速度的变化率进行判定，由此能够进一步防止过电流。

(其它实施方式)

(1)在上述的实施方式中，表示了作为电池电力的阈值，分别使用单一的急剧变化时阈值、过大时阈值的例子。但是，也可以在各阈值中设置在电池电力增加的状态下使用的上侧阈值、和在电池电力减少的状态下使用的下侧阈值。这样使阈值为一对值的目的是，在阈值中设置滞后以吸收控制延迟等。将采用该结构进行转矩限制时的状况表示于与图7对应的图9和与图8对应的图10。

在图9中，作为急剧变化时阈值设置有急剧变化时阈值上侧和急剧变化时阈值下侧。在该结构中，在电池电力增加时使用急剧变化时阈值上侧，在减少时使用急剧变化时阈值下侧，由此能够吸收控制延迟等，能够实现不容易产生振荡等的稳定的转矩限制。

在图10中，表示在急剧变化时阈值之外，作为过大时阈值设置有过大时阈值上侧和过大时阈值下侧的状态。在该结构中，在电池电力增加时使用过大时阈值上侧，在减少时使用过大时阈值下侧，由此能够吸收控制延迟等，能够实现不容易产生振荡等的稳定的转矩限制。

(2)在此前说明的实施方式中，说明了具有发动机和一对旋转电机的分配型混合动力驱动装置，但本申请能够应用于设置有单一旋转电机的混合动力驱动装置。而且，也能够应用于具有作为电动机工作的旋转电机的驱动装置(仅由电动机进行行驶的行驶装置)。

(3)作为设置有单一旋转电机的混合动力驱动装置的结构，能够采用图11所示的各种结构的驱动装置。该图分别表示以下的构造。

(a)表示的是，在与车轮(图外)在传动下游侧连接的无级变速机CVT上，预先连接旋转电机MG，将来自发动机的输出通过离合器C传递至变速机CVT的结构。

(b)表示的是，采用在(a)结构中不经由无级变速机，直接与车轮(在图上记载为轮胎)连接的构造。

(c)表示的是，在与车轮(图外)在传动下游侧连接的无级变速机CVT上，经由转矩转换器TC预先连接旋转电机MG，而且，将来自发动机的输出通过离合器C与该旋转电机MG的转子轴RX的传动上游侧连接的结构。

(d)表示的是，采用在(c)结构中不经由无级变速机，直接与车轮(在图上记载为轮胎)连接的构造。

(e)表示的是下述结构，在与车轮(图外)在传动下游侧连接的变速机TM的输入轴IX设置行星齿轮机构PG，来自发动机的动力经由挡板DA被传递至行星齿轮机构GP的一部件，并且预先使旋转电机MG与行星齿轮机构PG的其它部件连接，能够进行利用旋转电机MG的单独行驶、利用来自发动机和旋转电机MG这两方的驱动力的行驶。

(f)表示的是，采用在(e)结构中不经由变速机，直接与车轮(图上记载为轮胎)连接的构造。

这样，在不具有作为发电机工作的旋转电机的驱动装置中，此前说明的各单元的导出式如下变化。

1电池电力导出单元

电池电力导出单元15a在该情况下也导出电池电力。

电池电力，关于作为电动机工作的旋转电机，是在该旋转电机根据要求转矩、要求旋转速度工作的状态下需要从电池供给的电力，仅涉及该作为电动机工作的旋转电机的部件。

该电池电力作为以下所示的电动机电力(式11)被导出。

电动机电力(W)＝电动机要求转矩×电动机要求旋转速度×2π/60+电动机损失，此处，电动机损失使用经验值......式11

于是，电池电力，成为以下式子所示。

电池电力＝电动机电力......式12

但是，在这样仅有作为电动机工作的旋转电机的情况下，如下述图12所示，也能够以电池电流和电池电压的积的方式，根据它们的检测值直接求取电池电力。此时，这是因为不需要考虑发电机侧。

2电池电力变化率导出单元

该电池电力变化率导出单元15b将现在的电池电力与单位时间步长前的电池电力的值的绝对值作为电池电力变化率进行求取。于是，与先前说明的没有变化。

3旋转速度变化率导出单元

该旋转速度变化率导出单元15c，关于作为电动机工作的旋转电机，将现在的旋转速度与单位时间步长前的旋转速度的差的绝对值作为旋转速度变化率进行求取。于是，与先前说明的没有变化。

4转矩限制判定单元

该转矩限制判定单元15d是判定在满足本申请独特的规定条件的情况下是否旋转转矩限制的单元。

条件1(过大时)

是图5的最下侧表示的状况，在电池电力比判定电池电力是否过大的过大时阈值大，为过大时，转矩限制单元无条件地进行转矩限制。

在电池电力比过大时阈值小，为非过大时，除去下述条件2的情况以外，不进行转矩限制。

条件2(急剧变化时)

在图5的上侧3段表示的状况，在电池电力比判定是否有急剧变化的急剧变化时阈值大，为急剧变化时，观察电池电力变化率的状况、或者电动机旋转速度变化率的状况，在任意一个变化率比分别设定的规定的值大时，转矩限制单元进行转矩限制。

在电池电力比急剧变化时阈值小，为非急剧变化时，除去上述条件1的情况以外，不进行转矩限制。

此处，电池电力变化率的状况是，在电池电力变化率比判定电池电力变化率是否较大的电池电力急剧变化阈值大的情况下，相当于从电池电力方面看的急剧变化时的状况。

另一方面，旋转速度变化率的状况是，在旋转速度变化率比判定旋转速度变化率是否较大的旋转速度急剧变化阈值大的情况下，相当于从旋转速度方面看的急剧变化时的状况。

在通过以上的判定进行转矩限制的情况下，转矩限制值导出单元15e工作，求取该时刻的转矩限制值。

5转矩限制值导出单元

过大时转矩限制值导出单元

过大时转矩限制值导出单元15f，在过大时，基于在该过大时能够被允许的电池电力的最大值即过大时限制电力，求取转矩限制值。该过大时限制电力实质上与此前说明的对电池电力预先设定的过大时阈值为相同的值。

具体地说，由下述式13求取过大时的转矩限制值。

过大时转矩限制值(Nm)＝(过大时限制电力-电动机损失)/[(2π/60)×电动机旋转速度]......式13

急剧变化时转矩限制值导出单元

急剧变化时转矩限制值导出单元15g，在急剧变化时，基于在该急剧变化时能够被允许的电池电力的最大值即急剧变化时限制电力，求取转矩限制值。该急剧变化时限制电力实质上与此前说明的对电池电力预先设定的急剧变化时阈值是相同的值。

具体地说，由下述式14求取急剧变化时的转矩限制值。

急剧变化时转矩限制值(Nm)＝(急剧变化时限制电力-电动机损失)/[(2π/60)×电动机旋转速度]......式14

以上说明了本申请的旋转电机控制系统的结构。

以下，与图6相对应，基于图12，说明该旋转电机控制系统中的转矩限制。

图12是本实施方式的转矩限制处理的流程图。

转矩限制处理是，在从点火钥匙的ON操作到OFF操作的过程中，总是以规定的时间步长重复进行。

在处理过程中，如图12的流程图中最上段所示，电池电压、电池电流和电动机旋转速度被检测出(步骤#51)。

在得到这些信息之后，电池电力导出单元15a导出该时刻的电池电力(步骤#52)，并且，电池电力变化率导出单元15b导出电池电力的变化率(步骤#53)。另一方面，旋转速度变化率导出单元15c根据逐次取入的电动机旋转速度，导出作为电动机工作的旋转电机的旋转速度变化率。(步骤#54)。

转矩限制判定单元15d基于以上述方式得到的电池电力变化率和旋转速度变化率，判定是否满足电池电力变化率为电池电力急剧变化阈值以上、或旋转速度变化率为旋转速度急剧变化阈值以上这其中的任意一个条件(步骤#55)。这样，判定从变化率的方面看的急剧变化的发生。然后，在满足任意一个条件的情况下(步骤#55，是)，判定电池电力是否为急剧变化时阈值以上(步骤#56)。由此，判定从电池电力的方面看的急剧变化的发生。

然后，在确认发生了急剧变化的情况下(步骤#56，是)，利用急剧变化时转矩限制值导出单元15g导出急剧变化时转矩限制值(步骤#57)，进行基于该值的电动机转矩限制(步骤#58)。在没有确认发生急剧变化的情况下(步骤#56，否)，不进行限制(步骤#59)，作为电动机工作的旋转电机以要求转矩、要求旋转速度运行。

在从上述电池电力变化率和旋转速度变化率看来，不满足任意一个条件的情况下(步骤#55，否)，判定电池电力是否为过大时阈值以上(步骤#60)。于是，判定从电池电力的大小看的过大的发生。

然后，在确认发生了过大的情况下(步骤#60，是)，利用过大时转矩限制值导出单元15f导出过大时转矩限制值(步骤#61)，进行基于该值的电动机转矩限制(步骤#58)。在没有确认发生过大的情况下(步骤#60，否)，不进行限制(步骤#59)，作为电动机工作的旋转电机以要求转矩、要求旋转速度运行。

通过采用上述结构，在具有单一的作为电动机工作的旋转电机的驱动装置中，能够良好地防止在电池中流动过电流。

(4)在此前说明的实施方式中，在导出转矩限制值时，使用当前时刻的检测值。但是，在考虑到采样时间或控制延迟的情况下，将电动机旋转速度的预测值、发电机电力的预测值也应用于转矩限制值导出单元的转矩限制值的导出也是优选的方式。在该情况下，作为电动机旋转速度预测值和发电机电力预测值，能够采用基于下述式子导出的值。

电动机旋转速度预测值＝现在的电动机旋转速度+控制延迟×电动机旋转速度变化率......式21

发电机电力预测值＝现在的发电机电力+控制延迟×发电机电力变化率......式22

在采用这样的预测值的情况下，能够代替上述式5、式6而基于下式求取过大时转矩限制值和急剧变化时转矩限制值。

过大时转矩限制值(Nm)＝(过大时控制电力-发电机电力预测值-电动机损失-升压转换器损失-电容器充电电力)/[(2π/60)×电动机旋转速度预测值]......式23

急剧变化时转矩限制值(Nm)＝(急剧变化时控制电力-发电机电力预测值-电动机损失-升压转换器损失-电容器充电电力)/[(2π/60)×电动机旋转速度预测值]......式24

通过这样使用预测值，能够进行准确度更高的控制。

产业上的可利用性

构筑相对于从电池经由逆变器接受电力的供给的作为电动机工作的旋转电机的旋转电机控制系统，在其中，得到能够不流动过电流而能够可靠地进行从电池到逆变器的保护的旋转电机控制系统。此外，在具有从共用的电池接受电力供给的一对旋转电机，一个旋转电机作为发电机工作而另一个旋转电机作为电动机工作的方式的混合动力系统中，能够得到不流动过电流而能够可靠地进行从电池到逆变器的保护的旋转电机控制系统。

Claims (11)

1.一种旋转电机控制系统，其包括旋转电机、和介于电池与所述旋转电机之间的控制流过所述旋转电机的电流的逆变器，该旋转电机控制系统的特征是，包括：

电池电力导出单元，其导出从所述电池供给的电池电力；

转矩限制单元，其限制所述旋转电机的输出转矩；以及

电池电力急剧变化推定单元，其基于所述电池电力的变化率和所述旋转电机的旋转速度的变化率中的至少一方，推定所述电池电力急剧变化的急剧变化状态，其中，

所述转矩限制单元，对于所述电池电力不急剧变化的非急剧变化状态中的输出转矩的限制方式，在由所述电池电力急剧变化推定单元推定为所述急剧变化状态的情况下，变更所述输出转矩的限制方式，

在所述电池电力不急剧变化的非急剧变化状态时，在由所述电池电力导出单元导出的所述电池电力比判定电池电力是否过大的过大时阈值大时，所述转矩限制单元进行转矩限制，

在所述电池电力急剧变化的急剧变化状态时，在所述电池电力比急剧变化时阈值大的急剧变化时，所述转矩限制单元进行转矩限制，其中急剧变化时阈值为比所述过大时阈值小的值。

2.如权利要求1所述的旋转电机控制系统，其中，

在所述电池电力大于作为判定所述电池电力的变化率是否较大的判定阈值的电池电力急剧变化阈值的情况下，或者，在旋转速度的变化率大于作为判定所述旋转电机的旋转速度的变化率是否较大的判定阈值的旋转速度急剧变化阈值的情况下，所述电池电力急剧变化推定单元推定为电池电力急剧变化。

3.如权利要求1或2所述的旋转电机控制系统，其中，

所述电池电力导出单元，基于所述旋转电机的实际旋转速度和对旋转电机要求的要求转矩进行所述电池电力的导出。

4.如权利要求1所述的旋转电机控制系统，

具有过大时转矩限制值导出单元，其在所述过大时所述转矩限制单元进行转矩限制的情况下，基于作为在过大时能够允许的电池电力的最大值的过大时限制电力，求取转矩限制值。

5.如权利要求1所述的旋转电机控制系统，

具有急剧变化时转矩限制值导出单元，其在所述急剧变化时所述转矩限制单元进行转矩限制的情况下，基于作为在急剧变化时能够允许的电池电力的最大值的急剧变化时限制电力，求取转矩限制值。

6.如权利要求4所述的旋转电机控制系统，

具有急剧变化时转矩限制值导出单元，其在所述急剧变化时所述转矩限制单元进行转矩限制的情况下，基于作为在急剧变化时能够允许的电池电力的最大值的急剧变化时限制电力，求取转矩限制值。

7.如权利要求1所述的旋转电机控制系统，

具有：

过大时转矩限制值导出单元，其在所述过大时所述转矩限制单元进行转矩限制的情况下，基于作为在过大时能够允许的电池电力的最大值的过大时限制电力，求取转矩限制值，

急剧变化时转矩限制值导出单元，其在所述急剧变化时所述转矩限制单元进行转矩限制的情况下，基于作为在急剧变化时能够允许的电池电力的最大值的急剧变化时限制电力，求取转矩限制值，其中，

所述过大时限制电力比所述急剧变化时限制电力大。

8.如权利要求4～7中任一项所述的旋转电机控制系统，其中，

仅以作为电动机工作的所述旋转电机作为控制对象，

基于作为能够允许的电池电力的最大值的限制电力、和所述旋转电机作为电动机工作所需要的电动机损失，导出所述转矩限制值。

9.如权利要求4～7中任一项所述的旋转电机控制系统，其中，

以作为发电机工作的第一旋转电机和作为电动机工作的第二旋转电机作为控制对象，

基于作为能够允许的电池电力的最大值的限制电力、所述第二旋转电机作为电动机工作所需要的电力、和所述第一旋转电机作为发电机工作所需要的电力，导出所述转矩限制值。

10.如权利要求4～7中任一项所述的旋转电机控制系统，其中，

在求取所述转矩限制值时，基于电动机旋转速度预测值求取所述转矩限制值，该电动机旋转速度预测值作为电动机旋转速度的变化率与基于控制延迟的系数的积、与现在的电动机旋转速度的和而得到。

11.如权利要求10所述的旋转电机控制系统，其中，

在求取所述转矩限制值时，基于发电机推定电力预测值求取所述转矩限制值，该发电机推定电力预测值作为发电机电力的变化率与基于控制延迟的系数的积与现在的发电机电力的和而得到。

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