CN101919157A - 旋转电机控制系统和具有该旋转电机控制系统的车辆驱动系统 - Google Patents

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Abstract

旋转电机控制系统，具有旋转电机、在蓄电池和旋转电机之间设置而控制流过旋转电机的电流的逆变器，利用逆变器对旋转电机的旋转速度和输出转矩进行控制，还具有将在旋转电机以旋转速度和输出转矩工作时需要从蓄电池供给的蓄电池电力导出的蓄电池电力导出单元、将可以容许的蓄电池电力的最大值即限制电力根据蓄电池电压可变地决定的限制电力决定单元、以通过蓄电池电力导出单元导出的蓄电池电力不大于限制电力的方式限制旋转电机的转矩的转矩限制单元。

Description

旋转电机控制系统和具有该旋转电机控制系统的车辆驱动系统
技术领域
本发明涉及进行电动机或发电机的控制的旋转电机控制系统，以及具有该旋转电机控制系统的车辆驱动系统。
背景技术
近年来，根据节能和环保的需要，将发动机和旋转电机(电动机或发电机)作为驱动力源设置的混合动力车辆受到关注。在这种混合动力车辆中，将旋转电机与向该旋转电机供给电力的蓄电池连接，利用在旋转电机和蓄电池之间设置的逆变器控制流过旋转电机的电流。这里，在该逆变器中，如果从蓄电池引出过大的电流，则会导致蓄电池耐久性降低或开关元件损坏等问题，因此需要在一定条件下限制旋转电机的转矩。
例如在以下的专利文献1中记载的旋转电机控制系统，具有旋转电机和、在蓄电池和旋转电机之间设置而对流过旋转电机的电流进行控制的逆变器，利用逆变器对旋转电机的旋转速度和输出转矩进行控制。在该旋转电机控制系统中，设定有规定大小(一定值)的限制电力。旋转电机控制系统，根据旋转电机以旋转速度和输出转矩工作时旋转电机的消耗电力，以及在构成逆变器的电路中附设的平滑电容器的蓄积电力的变化量之和来推定蓄电池电力。并且，旋转电机控制系统，以避免所推定的蓄电池电力超过规定的限制电力的方式限制对旋转电机的转矩指令。由此，在考虑平滑电容器的蓄积电力的变化的基础上，防止从蓄电池引出过大的电流。
专利文献1：特开2005-210779号公报
发明内容
在专利文献1记载的旋转电机控制系统中，可以将蓄电池电力限制为规定的限制电力以下。但是，由于该限制电力固定为一定值，因此例如在置于极低温环境或者由于蓄电池劣化使内部电阻增大，与旋转电机控制系统连接的蓄电池的释放电压(蓄电池电流为零的状态下的蓄电池电压)降低的状态下，即使在限制电力内，为了确保一定大小的蓄电池电力，也会导致从蓄电池引出过大的电流。因此，在这种情况下，存在无法适当保护蓄电池和开关元件的问题。
本发明针对上述课题而做出，其目的在于提供即使在蓄电池电压降低的情况下，也能够适当保护蓄电池和开关元件的旋转电机控制系统。
为了实现该目的，本发明的旋转电机控制系统，具有旋转电机和、在蓄电池与该旋转电机之间设置而对流过上述旋转电机的电流进行控制的逆变器，通过上述逆变器对上述旋转电机的旋转速度和输出转矩进行控制，其特征构成为，还具有：在上述旋转电机以上述旋转速度和上述输出转矩工作时，将需要从上述蓄电池供给的蓄电池电力导出的蓄电池电力导出单元；根据蓄电池电压可变地决定能够容许的上述蓄电池电力的最大值即限制电力的限制决定单元；以通过上述蓄电池电力导出单元导出的上述蓄电池电力不大于上述限制电力的方式限制上述旋转电机的转矩的转矩限制单元。
并且，在本案中，“旋转电机”的概念包括电动机、发电机以及根据需要发挥电动机和发电机两种功能的电动发电机。并且，在本说明书中，只要没有特别区分，则旋转电机是指第一旋转电机和第二旋转电机的一方或者双方的作为包括性的概念使用的。
在通过逆变器对旋转电机的旋转速度和输出转矩进行控制的旋转电机控制系统中，在与逆变器连接的蓄电池的蓄电池电压降低的情况下，为了确保一定大小的蓄电池电力而会导致蓄电池电流过大。因此，采用上述特征构成，限制电力决定单元根据蓄电池电压可变地决定限制电力，从而在蓄电池电压降低了的情况下，也能够决定不会使蓄电池电流变得过大的限制电力。因此，在蓄电池电压降低了的情况下，也能够防止从蓄电池引出过大的电流。因此，可以提供能够适当保护蓄电池和开关元件的旋转电机控制系统。
这里，上述限制电力决定单元优选将第一限制电力和第二限制电力中较小的一方决定为上述限制电力的构成，其中，第一限制电力与蓄电池电压无关地被设定为一定值，第二限制电力在蓄电池电压变化了的情况下也以使得蓄电池电流小于规定的过电流阈值的方式被设定。
根据该构成，能够在与蓄电池电压对应的幅度较宽的范围内适当地决定限制电力。例如想定蓄电池的释放电压(蓄电池电流为零的状态下的蓄电池电压)处于规定的正常范围的情况，设定与蓄电池电压无关地为一定值的第一限制电力(与以往使用的规定的限制电力相当)，从而能够适当地决定这种情况下的限制电力。并且，想定蓄电池的释放电压降低而脱离正常范围的情况，设定在蓄电池电压变化的情况下也使蓄电池电流小于规定的过电流阈值的第二限制电力，从而能够适当决定这种情况下的限制电力。因此，能够在与蓄电池电压对应的幅度较宽的范围内适当地保护蓄电池和开关元件。
并且优选，上述第二限制电力基于上述过电流阈值和蓄电池电压的积算值而被设定的构成。
根据该构成，能够将上述第二限制电力以过电流阈值为基准适当地设定。
并且优选构成为，上述第一限制电力和上述第二限制电力被设定为预先减掉与控制延迟对应的电力相应的值，该与控制延迟对应的电力相应的值是指由于上述旋转电机的控制延迟而产生的上述蓄电池电力的增加量。
在实际进行旋转电机的控制时，用现有的技术无法避免会稍有控制延迟发生。因此，在从施加转矩限制起到实际限制了蓄电池电力的期间蓄电池电力也会增加。因此，采用上述的构成，预先减掉与控制延迟对应电力相应的值来设定第一限制电力和第二限制电力，从而能够吸收由于控制延迟而产生的蓄电池电力的增加量而防止过电流的产生。
并且优选，具有将上述蓄电池电力的变化率导出的蓄电池电力变化率导出单元，在通过上述蓄电池电力变化率导出单元导出的蓄电池电力变化率比规定的蓄电池电力急变阈值大的急变时，将被设定为低于上述第二限制电力的值的急变时第二限制电力替代上述第二限制电力设定。
在蓄电池电力变化率比规定的蓄电池电力急变阈值大的急变时，由于旋转电机的控制延迟产生的蓄电池电力的增加幅度，比通常时的增加幅度大。因此，采用上述构成，通过在急变时将被设定为比上述的第二限制电力低的值的急变时第二限制电力替代上述第二限制电力设定，在蓄电池电压降低了的情况下，即使由于控制延迟产生的蓄电池电力的增加量比通常时增大，也能够吸收该增大而防止过电流的发生。
并且优选，具有将上述旋转电机的旋转速度的变化率导出的旋转速度变化率导出单元，在通过上述旋转速度变化率导出单元导出的旋转速度变化率比规定的旋转速度急变阈值大的急变时，将被设定为低于上述第二限制电力的值的急变时第二限制电力替代上述第二限制电力设定。
在旋转速度变化率与规定的旋转速度急变阈值相比大的急变时，由于旋转电机的控制延迟产生的蓄电池电力的增加幅度，比通常时的增加幅度大。因此，采用上述构成，通过在急变时将被设定为比上述的第二限制电力低的值的急变时第二限制电力替代该第二限制电力设定，在蓄电池电压降低了的情况下，即使由于控制延迟产生的蓄电池电力的增加量比通常时增大，也能够吸收该增大而防止过电流的产生。
并且优选，在上述急变时，将被设定为低于上述第一限制电力的值的急变时第一限制电力替代上述第一限制电力设定。
根据该构成，不仅在蓄电池电压降低了的情况下，在蓄电池电压处于正常范围的情况下也是，即使由于控制延迟而产生的蓄电池电力的增加量比通常时增大，也能够吸收该增大而防止过电流的发生。
本发明的车辆驱动系统的特征构成在于，具有以上说明的旋转电机控制系统，并且作为上述旋转电机具有第一旋转电机和第二旋转电机，具有对从上述第一旋转电机和上述第二旋转电机以外的驱动源产生的驱动力进行分配的动力分配机构，通过上述动力分配机构分配的一方的驱动力向车轮传递，另一方的驱动力向上述第一旋转电机传递，并且通过上述第二旋转电机产生的驱动力向上述车轮传递。
根据该特征构成，能够实现具有以上说明的旋转电机控制系统的优点的、进行具有一对旋转电机和该一对旋转电机以外的驱动源的所谓分流式的动力分配的车辆驱动系统。并且，该车辆驱动系统能够将一对旋转电机的运转以满足这些旋转电机要求的旋转速度和转矩的方式实现。
这里优选，上述动力分配机构，按照旋转速度的顺序构成为包含具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件的行星齿轮机构，上述第一旋转电机与上述第一旋转元件连接，上述旋转电机以外的驱动源与上述第二旋转元件连接，上述第二旋转电机和上述第三旋转电机与车轮连接。
并且，在本案中“连接”的概念不仅包括部件间的直接的连接，也包括在部件间经由1个或2个以上的部件的间接连接。
根据该构成，能够使用单一的行星齿轮机构，容易地实现进行分流式的动力分配的车辆驱动系统。
附图说明
图1为表示车辆驱动系统的驱动系的概略图。
图2为表示车辆驱动系统的旋转电机控制系的概略图。
图3为表示车辆驱动系统全体的概略图。
图4为升压变换器损失的对应关系的图。
图5为决定限制电力时使用的对应关系的一例的图。
图6为限制电力和蓄电池特性的关系图。
图7为表示转矩限制处理的处理顺序的流程图。
图8为表示蓄电池电压为低压时的转矩限制状态的时序图。
图9为表示蓄电池电压为高压时的转矩限制状态的时序图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的旋转电机控制系统的实施方式进行说明。该旋转电机控制系统100被组装到车辆驱动系统200中，进行该车辆驱动系统200具有的旋转电机MG1、MG2的运转控制。图1为表示车辆驱动系统200的驱动系的概略图，图2为表示车辆驱动系统200的旋转电机控制系100的概略图。图3为表示车辆驱动系统200全体的概略图。并且，在图3中，以实线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。图4为升压变换器损失的对应关系的图。图5为决定限制电力时使用的对应关系的一例的图，图6为限制电力与蓄电池特性的关系图。
1.驱动系
如图1和图3所示构成为，在车辆中具有内燃机即发动机E以及一对旋转电机MG1、MG2。该车辆驱动系统200是所谓的混合动力系统，在发动机E和车轮W之间具有混合动力驱动装置1。作为发动机E，可以采用汽油发动机或柴油发动机等公知的各种内燃机。如后所述，旋转电机MG1、MG2分别作为电动机或者发电机工作。因此，在以下的说明中，特别是在无需特定某个旋转电机时可以省略符号MG1、MG2。车辆从发动机E或者作为电动机工作的旋转电机获得驱动力而能够行驶。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被变换为电力，进行蓄电池B的充电或者驱动作为电动机工作的旋转电机。并且，在制动时利用制动力通过旋转电机发电，也能够在蓄电池B再生电力。
混合动力驱动装置1的输入轴I，与发动机E的曲轴等输出旋转轴连接。并且也可以构成为，在输入轴I与发动机E的输出旋转轴之间经由缓冲器或离合器等连接。混合动力驱动装置1的输出，经由差速装置D等传递到车轮W。并且，输入轴I与动力分配机构P的行星架ca联结，与车轮W经由差速装置D连接的中间轴M与齿圈r联结。
第一旋转电机MG1具有定子St1、在该定子St1的径向内侧可自由旋转地被支承的转子Ro1。该第一旋转电机MG1的转子Ro1，与动力分配机构P的太阳轮s以一体旋转的方式联结。并且，第二旋转电机MG2具有定子St2、在该定子St2的径向内侧可自由旋转地被支承的转子Ro2。该第二旋转电机MG2的转子Ro2，与输出齿轮O以一体旋转的方式联结，并与差速装置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和图3所示，经由逆变器In与蓄电池B电连接。并且，逆变器In采用通过与冷却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分别构成为能够发挥作为接受电力供给而产生动力的电动机的功能，以及作为接受动力供给而产生电力的发电机的功能。
在本实施方式的构成例中，第一旋转电机MG1主要用作通过经由动力分配机构P的太阳轮s输入的驱动力进行发电的发电机，对蓄电池B进行充电或者供给用于驱动第二旋转电机MG2的电力。但是，在车辆高速行驶时等情况下第一旋转电机MG1也会用作电动机。另一方面，第二旋转电机MG2主要用作辅助车辆行驶用的驱动力的电动机。并且，在车辆减速时等情况下第二旋转电机MG2会用作将车辆的惯性力作为电能再生的发电机。这种第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2的运转，按照来自控制装置ECU的控制指令进行。
如图1所示，动力分配机构P由与输入轴I同轴状配置的单小齿轮型的行星齿轮机构构成。即，动力分配机构P作为旋转元件具有支承多个小齿轮的行星架ca、与小齿轮分别啮合的太阳轮s和齿圈r。作为第一旋转元件的太阳轮s，与第一旋转电机MG1的转子Ro1以一体旋转的方式连接。作为第二旋转元件的行星架ca，与跟发动机E的输出旋转轴连接的输入轴I以一体旋转的方式连接。作为第三旋转元件的齿圈r，与中间轴M以一体旋转的方式连接，并经由该中间轴M与差速装置D连接。并且，在该动力分配机构P中，三个旋转元件按照旋转速度的顺序为太阳轮s(第一旋转元件)、行星架ca(第二旋转元件)和齿圈r(第三旋转元件)。这里，“旋转速度的顺序”是从高速侧向低速侧的顺序或者从低速侧向高速侧的顺序中的任一个，可以根据动力分配机构P的旋转状态选取任一个。
在图1所示构成中，第一旋转电机MG1与作为第一旋转元件的太阳轮s连接，旋转电机MG1和MG2以外的驱动源即发动机E与作为第二旋转元件的行星架ca连接。并且，第二旋转电机MG2和作为第三旋转元件的齿圈r，经由差速装置D与车轮W连接(参照图3)。但是，驱动系的构成不限于该构成。第二旋转电机MG2，可以为与差速装置D直接连接的方式，也可以为与第三旋转元件或者其它的驱动传递元件连接而经由这些旋转元件或驱动传递元件与差速装置D连接的方式。
2.旋转电机控制系
图2为示意性表示以逆变器In为核心的旋转电机控制系的构成框图。该旋转电机控制系构成为，具有蓄电池B、各旋转电机MG1、MG2、以及在两者之间设置的逆变器In。并且，逆变器In从蓄电池B侧起具有电压变换部4和频率变换部5。在本实施方式中，如图2所示，相对于一对的旋转电机MG1、MG2，各自分别地设置有频率变换部5a、5b作为频率变换部5。在频率变换部5与各旋转电机MG1、MG2之间具有用于计测流过旋转电机的电流的电流传感器(第一旋转电机电流传感器Se7、第二旋转电机电流传感器Se8)。并且，虽然在本例中示出了计测三相全部的电流的构成，但是由于三相处于平衡状态而瞬时值的总和为零，因此也可以仅计测两相的电流而在控制装置ECU中通过运算求出剩余一相的电流。并且，蓄电池B可以向旋转电机MG1、MG2供给电流，并且能够从旋转电机MG1、MG2接受电力供给而蓄电。
电压变换部4构成为具有电抗器4a、滤波电容器4b、上下一对的开关元件4c、4d。作为开关元件4c、4d优选采用IGBT(insulated gatebipolar transistor：绝缘栅双极型功率管)，或者MOSFET(metal oxidesemiconductor field effect transistor：MOS场效晶体管)。在本实施方式中以采用IGBT的构成为例进行说明。
电压变换部4的上级的开关元件4c的源极与下级的开关元件4d的漏极连接，并且经由电抗器4a与蓄电池B的正极侧连接。上级的开关元件4c的漏极与频率变换部5的输入正极侧连接。下级的开关元件4d的源极与蓄电池B的负极侧(接地)连接。频率变换部5的输入负极侧也接地，因此下级的开关元件4d的源极与频率变换部5的输入负极侧连接。
上级的开关元件4c和下级的开关元件4d的栅极，与驱动电路7连接。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从驱动电路7被进行PWM控制，从而将来自蓄电池B的电压升压并向频率变换部5供给。另一方面，在从旋转电机MG1、MG2侧接受电力的情况下，将来自频率变换部5的电压降压并向蓄电池B供给。
频率变换部5由电桥电路构成。在频率变换部5的输入正极侧与输入负极侧之间串联连接两个开关元件，该串联电路是3个回路并列连接的。即，构成旋转电机MG1、MG2的定子线圈U相、V相、W相各自与一组串联回路对应的电桥电路。在图2中，
符号8a是U相的上级侧开关元件，
符号8b是V相的上级侧开关元件，
符号8c是W相的上级侧开关元件，
符号8d是U相的下级侧开关元件，
符号8e是V相的下级侧开关元件，
符号8f是W相的下级侧开关元件。并且，对于频率变换部5的开关元件8a～8f，也优选采用IGBT或MOSFET。在本实施方式中，例示了采用IGBT的情况。
如图2所示，各相的上级侧开关元件8a、8b、8c的漏极与电压变换部4的输出正极侧(频率变换部5的输入正极侧)连接，源极与各相的下级侧开关元件8d、8e、8f的漏极连接。并且，各相的下级侧开关元件8d、8e、8f的源极，与电压变换部4的输出负极侧(频率变换部5的输入负极侧)、即蓄电池B的负极侧(接地)连接。各开关元件8a～8f的栅极与驱动电路7连接，各自分别地被进行开关控制。
成对的各相的开关元件(8a、8d)、(8b、8e)、(8c、8f)的串联电路的中间点(开关元件的连接点)9u、9v、9w，分别与旋转电机MG1和MG2的U相、V相、W相的定子绕组连接。向各绕组供给的驱动电流，通过电流传感器Se7、Se8进行检测。电流传感器Se7、Se8的检测值，经由驱动电路7向控制装置ECU输送，用于反馈控制。
驱动电路7对这些开关元件8a～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、要求转矩进行PWM控制，从而向各旋转电机MG1、MG2供给三相的交流驱动电流。由此，按照要求转矩(在进行转矩限制时为限制转矩)使各旋转电机MG1、MG2进行动力运行。在各旋转电机MG1、MG2作为发电机工作，从旋转电机侧接受电力时，驱动电路7对频率变换部5进行控制，以将规定频率的交流变换为直流。
逆变器In如图3中示意性所示，具有用于对通电发热而变为高温的各开关元件4c、4d、8a～8f进行冷却的热交换器9。在热交换器9中，在外侧的一侧面贴紧固定有开关元件8a(其它的开关元件省略图示)，在内部形成有流通作为冷媒的冷却水的冷却水通路9a。在冷却水通路9a的入口和出口，连接冷却水循环路10的一端和另一端，冷却水循环路10对从热交换器9送出的高温的冷却水进行降温，降温后的冷却水返回到热交换器9。
3.车辆驱动系统
以下参照图3对本案的车辆驱动系统200的全体以形成系统核心的控制装置ECU为中心进行说明。
如图3所示，控制装置ECU使用在车辆各部上设置的传感器Se1～Se9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等的运转控制。这里，第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2的运转控制，经由以上说明的逆变器In实现。
在本例中，作为传感器设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、蓄电池状态检测传感器Se4、车速传感器Se5、加速操作检测传感器Se6、第一旋转电机电流传感器Se7、第二旋转电机电流传感器Se8和冷却水温度传感器Se9。
第一旋转电机旋转速度传感器Se1，用于检测第一旋转电机MG1的转子Ro1的旋转速度。第二旋转电机旋转速度传感器Se2，用于检测第二旋转电机MG2的转子Ro2的旋转速度。发动机旋转速度传感器Se3，用于检测发动机E的输出旋转轴的旋转速度。在本例的情况下，输入轴I与发动机E的输出旋转轴一体旋转，因此通过该发动机旋转速度传感器Se3检出的发动机E的旋转速度与输入轴I的旋转速度一致。蓄电池状态检测传感器Se4，用于检测蓄电池B的充电量、流过蓄电池的电流(蓄电池电流)和蓄电池的电压(蓄电池电压)等。车速传感器Se5是为了检测车速而检测差速装置D的输入轴(图示省略)的旋转速度的传感器。加速操作检测传感器Se6，用于检测加速踏板18的操作量。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。冷却水温度传感器Se9设置于冷却水通路9a的入口，用于检测冷却水的温度。
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。并且，在该控制装置ECU中设有在规定的条件下执行转矩限制的转矩限制单元15。控制装置ECU中的上述各单元，以相互共用的或者各自独立的CPU等运算处理装置为核心部件，对所输入的数据进行各种处理的功能部通过硬件或者软件(程序)或者这两方进行安装而构成。
要求驱动力决定单元11，基于来自车速传感器Se5和加速操作检测传感器Se6的输出，运算并决定来自驾驶者的要求驱动力。
行驶条件决定单元12，基于通过车速传感器Se5获取的车速的信息、通过要求驱动力决定单元11获取的要求驱动力的信息以及通过蓄电池状态检测传感器Se4获取的蓄电池的充电量的信息等，根据预先设置的对应关系等，决定车辆要求的行驶条件。此时的行驶条件包括：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)。
对该行驶条件决定单元12中的行驶条件的决定例进行例示性说明，在蓄电池B的蓄电量充分的情况下，例如将发动机E维持在效率高而排气少的状态下(一般按照最佳耗油特性)的运转条件作为要求发动机E的旋转速度和转矩。并且，将在发动机E的运转条件下不足的转矩作为第二旋转电机MG2要求的转矩，并且将通过动力分配机构P分配到第一旋转电机MG1侧的转矩作为第一旋转电机MG1要求的转矩(在该状态下第一旋转电机MG1作为发电机工作，因此要求转矩为负)。并且，按照上述动力分配机构P的构成和驱动系具有的齿轮的齿轮比等，将第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2应当输出的旋转速度决定为要求旋转速度。
另一方面，在蓄电池B的蓄电量减少而对车辆进行制动的情况下，在对作为电动机工作的第二旋转电机MG2的旋转速度被抑制了的状态下，为了使第一旋转电机MG1发电产生的电力增加那样地决定发动机E、第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2的运转条件。此时，在对车辆进行制动的状态下，车轮W的旋转速度以及第二旋转电机MG2的旋转速度降低。通过在该状态下提高发动机旋转速度，根据动力分配机构P中的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。其结果是，能够使第一旋转电机MG1的发电量增加，进行蓄电池B的充电。
通过行驶条件决定单元12决定的对发动机E的要求旋转速度和要求转矩，被向发动机控制单元13输出。并且，对第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2的要求旋转速度和要求转矩，分别被向旋转电机控制单元14输出。
发动机控制单元13，除了进行发动机E的运转开始、停止以外，按照从行驶条件决定单元12输出的对发动机E的要求旋转速度和要求转矩，进行发动机E的旋转速度控制、输出转矩控制等的运转控制。
旋转电机控制单元14，按照从行驶条件决定单元12输出的对各旋转电机MG1、MG2的要求旋转速度和要求转矩，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、转矩控制等运转控制。
并且，如图3所示，在旋转电机控制单元14中设有逆变器电压决定部14a。如上所述从行驶条件决定单元12向旋转电机控制单元14输送来对各旋转电机MG1、MG2的要求旋转速度和要求转矩。另一方面，本例中采用的逆变器In具有通用的电压变换部4，通过该通用的电压变换部4进行了电压变换的直流电压(将该电压称为逆变器电压Vc)被施加到频率变换部5。因此，在旋转电机控制单元14中，基于各个旋转电机MG1、MG2要求的要求旋转速度和要求转矩，由逆变器In求出控制旋转电机MG1、MG2所需的每个旋转电机的频率和电流值，并且求出各旋转电机MG1、MG2各自所需的直流电压(将该电压分别称为第一电压、第二电压)。并且，在旋转电机控制单元14中，基于一对求出的第一电压、第二电压，将其中较高的电压作为逆变器电压Vc。因此，在旋转电机控制单元14中，作为对逆变器In的指令值，求出逆变器电压Vc，并且针对旋转电机MG1、MG2各自求出频率和电流值，向逆变器In输送。
以上说明的是发动机E和一对旋转电机MG1、MG2直接按照通过行驶条件决定单元12决定的行驶条件运转的情况。相对于这种通常状态下的行驶状态，在本实施方式中，在可能有过电流在逆变器In中流过时，在规定的条件下，通过转矩限制单元15限制作为电动机工作的旋转电机的转矩。在满足规定的条件时，作为电动机工作的旋转电机的转矩被限制于转矩限制值。
4.转矩控制系
接着，具体说明转矩限制单元15对作为电动机工作的旋转电机的转矩进行控制的控制系。如图3所示，转矩限制单元15具有蓄电池电力导出单元15a、蓄电池电力变化率导出单元15b、旋转速度变化率导出单元15c、限制电力决定单元15d、转矩限制判定单元15e、转矩限制值导出单元15f。
蓄电池电力导出单元15a是导出现状中的蓄电池电力的单元。这里，蓄电池电力，是关于一对旋转电机MG1、MG2，按照通过行驶条件决定单元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并且另一方作为发电机工作的情况下，从蓄电池B取出的电力(需要蓄电池B供给的电力)。
该蓄电池电力，作为以下分别示出的电动机电力(式1)、发电机电力(式2)、升压变换器损失和电容器充电电力(式4)的合计值导出。这些全部为推定值，按照以下式子求出，但是一部分(电动机损失、发电机损失、升压变换器损失)根据行驶条件利用预先求出的对应关系等求出。这些值也可以根据预先按经验获得的推定式求出。
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：这里，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：这里，发电机损失使用经验值          ...(式2)
在这些式中，转矩的单位是[N·m]，旋转速度的单位是[rpm](下同)。
升压变换器损失，在具有本例的这种电压变换部4的构成中，是由于隔着变换器进行电压变化而发生的损失。具体而言，是在图2的p1、p2之间发生的损失。该值也是按经验获得的值，图4示出蓄电池电流[A]与升压变换器损失[W]的关系。因此，基于蓄电池电流的检测值和图4示出的对应关系，能够求出该时点的升压变换器损失。或者，按照与图4所示的对应关系对应的以下近似式(式3)，也能够求出该时点的升压变换器损失。
升压变换器损失＝a1×(蓄电池电流)2+a2×(蓄电池电流)+a3
                                             ...(式3)
并且，在上述(式3)中，a1、a2、a3为预先确定的常数。
电容器充电电力，将平滑用电容器17(参照图2)的容量作为C[F]，将Δt作为时间步，基于以下的(式4)求出。
按电容器充电电力＝{C×(升压后电压)2/2-C×(前次的升压后电压)2/2}/Δt                                     ...(式4)
因此，蓄电池电力通过以下的(式5)导出。
蓄电池电力＝电动机电力+发电机电力+升压电容器损失+电容器充电电力                                            ...(式5)
通过蓄电池电力导出单元15a导出的蓄电池电力，被输出到转矩限制判定单元15e。
蓄电池电力变化率导出单元15b是将当前的蓄电池电力与单位时间步前的蓄电池电力之差的绝对值作为蓄电池电力变化率导出的单元。
旋转速度变化率导出单元15c，是关于作为电动机工作的旋转电机，将当前的旋转速度与单位时间步前的旋转速度之差的绝对值作为旋转速度变化率导出的单元。
通过蓄电池电力变化率导出单元15b导出的蓄电池电力变化率和通过旋转速度变化率导出单元15c导出的旋转速度变化率，被输出到限制电力决定单元15d。
限制电力决定单元15d是决定能够容许的蓄电池电力的最大值即限制电力的单元。在本案中，限制电力决定单元15d构成为根据蓄电池电压可变地决定限制电力。蓄电池电压，如上所述通过蓄电池状态检测传感器Se4进行检测。在本实施方式中，限制电力决定单元15d，将与蓄电池电压无关地设定为一定值的第一限制电力，以及在蓄电池电压变化时也以使得蓄电池电流小于规定的过电流阈值It的方式设定的第二限制电力中较小的一方决定为限制电力。第一限制电力，设定为在蓄电池B正常时即蓄电池B的释放电压(蓄电池电流为零的状态下的蓄电池电压)处于规定的正常范围内的情况下，能够抑制逆变器In具有的开关元件4c、4d和8a～8f的损坏的电力值。并且，第二限制电力，设定为即使在蓄电池电压变化的情况下按照与该蓄电池电压的关系也会使得蓄电池电流小于过电流阈值It的电力值。这里，在本实施方式中过电流阈值It预先被设定为容许从蓄电池流向旋转电机的电流的最大值。具体而言，过电流阈值It被设定为能够防止开关元件4c、4d和8a～8f的损坏以及蓄电池B的耐久性降低的电流的最大值。这样设定的第二限制电力，在本实施方式中基于过电流阈值It与蓄电池电压的积算值设定。
图5表示本实施方式的在决定限制电力时使用的对应关系的一例的图。横轴表示蓄电池电压，纵轴表示限制电力，如图所示，限制电力根据蓄电池电压而变化。这里，与横轴水平的直线L1、L3、L5是表示本案中的第一限制电力的直线，具有一定大小的斜率的直线L2、L4、L6是表示本案中的第二限制电力的直线。直线L2、L4、L6的斜率，与上述的蓄电池电流的过电流阈值It的大小一致。并且，这些直线L1～L6中较粗的虚线表示的L1和L2，是表示在对旋转电机进行转矩限制时，与该转矩限制同时地限制了蓄电池电力的理想状态下的第一限制电力和第二限制电力的直线。
但是，如果考虑实际进行旋转电机的控制时的蓄电池电力的变化，由于PWM控制基于运算周期内的平均输出值进行，会发生控制延迟。由此，会发生所谓的上冲(overshoot)，在从施加转矩限制起到实际限制蓄电池电力之前蓄电池电力也会增加。因此，在本实施方式中，如以下的(式6)和(式7)所示，预先减去与控制延迟对应的电力对应的值(图5中的d1和d2)，设定第一限制电力和第二限制电力。这里，控制延迟对应的电力是旋转电机MG1、MG2的控制延迟引起的蓄电池电力的增加量。
第一限制电力＝理想状态下的第一限制电力-与控制延迟对应的电力相应的值                                           ...(式6)
第二限制电力＝理想状态下的第二限制电力(过电流阈值It×蓄电池电压)-与控制延迟对应的电力相应的值                 ...(式7)
即，在本实施方式中，以在由于旋转电机的控制延迟使蓄电池电力增加了控制延迟对应的电力时，与理想状态下的第一限制电力和第二限制电力相等(在减掉与控制延迟对应的电力相等的值的情况下)或者比它们小(看余裕减掉比控制延迟对应的电力稍大的值的情况下)的方式设定第一限制电力和第二限制电力。控制延迟对应的电力作为基于实测的实测值取得。并且，图5中的直线L3和L4分别为表示考虑到旋转电机的控制延迟的第一限制电力和第二限制电力的直线。并且，在本例中，示出了将与控制延迟对应的电力相应的值作为与蓄电池电压无关的值减掉时的例子。这样，通过进行考虑了控制延迟对应的电力的修正来设定第一限制电力和第二限制电力，从而能够吸收由于控制延迟产生的蓄电池电力的增加量而防止过电流的发生。
并且，根据装入旋转电机控制系统100的车辆驱动系统200的状况，会有蓄电池电力急剧变化或者可以预测急剧变化的情况。具体而言，例如，在通过蓄电池电力变化率导出单元15b导出的蓄电池电力变化率大于规定的蓄电池电力急变阈值时，确认蓄电池电力急剧变化。并且，在通过旋转速度变化率导出单元15c导出的旋转速度变化率大于规定的旋转速度急变阈值时，预测蓄电池电力会急剧变化。在这些情况所代表的急变时，旋转电机的控制延迟所产生的蓄电池电力的增加幅度，比通常时的增加幅度大。因此，在本实施方式中，在急变时，预先减掉了比与上述的控制延迟对应的电力相应的值(图5中的d2)大的值(图5中的d4)的急变时第二限制电力，替代上述的第二限制电力设定。根据d2和d4的大小关系可知，急变时第二限制电力成为比上述的第二限制电力低的值。并且，图5中的直线L6成为表示急变时第二限制电力的直线。通过设定这种急变时第二限制电力，即使由于控制延迟产生的蓄电池电力的增加量比通常时增大，也能够吸收该增加量而防止过电流的发生。
并且，在上述急变时，预先减掉了比与上述的控制延迟对应的电力相应的值(图5中的d1)大的值(图5中的d3)的急变时第一限制电力，替代上述的第一限制电力设定。根据d1和d3的大小关系可知，急变时第一限制电力是比上述的第一限制电力低的值。并且，图5中的直线L5是表示急变时第一限制电力的直线。通过设定这种急变时第一限制电力，同样地即使由于控制延迟产生的蓄电池电力的增加量比通常时增大，也能够吸收该增加量而防止过电流的产生。
如上所述，限制电力决定单元15d将第一限制电力和第二限制电力中较小的一方决定为限制电力。因此，本实施方式中的限制电力决定单元15d，在非急变时(不认为急变时)，在与通过表示第一限制电力和第二限制电力的直线L3、L4的交点所规定的规定的蓄电池电压(图5中的V1)相比，当前的蓄电池电压高的情况下，将通过直线L3设定的第一限制电力决定为限制电力，在与规定的蓄电池电压V1相比，当前的蓄电池电压低的情况下，将通过直线L4设定的第二限制电力决定为限制电力。但是，在急变时，在与通过表示急变时第一限制电力和急变时第二限制电力的直线L5、L6的交点规定的规定的蓄电池电压(图5中的V2)相比，当前的蓄电池电压高的情况下，将通过直线L5设定的急变时第一限制电力决定为限制电力，在与规定的蓄电池电压V2相比，当前的蓄电池电压低的情况下，将通过直线L6设定的急变时第二限制电力决定为限制电力。这样，实际中，第二限制电力以其上限值与第一限制电力一致的方式决定，限制电力将第二限制电力的上限作为第一限制电力。同样地，急变时第二限制电力以其上限值与急变时第一限制电力一致的方式决定，急变时的限制电力将急变时第二限制电力的上限作为急变时第一限制电力。通过限制电力决定单元15d决定的限制电力，被输出到转矩限制判定单元15e。
转矩限制判定单元15e是执行是否进行转矩限制的判定的单元。转矩限制判定单元15e，在通过蓄电池电力导出单元15a导出的蓄电池电力，为通过限制电力决定单元15d决定的限制电力以上的情况下，判定为需要进行旋转电机MG1、MG2的转矩限制，并将其结果向转矩限制值导出单元15f输出。在通过蓄电池电力导出单元15a导出的蓄电池电力，比通过限制电力决定单元15d决定的限制电力小的情况下，判定为不需要进行旋转电机MG1、MG2的转矩限制。此时，各旋转电机MG1、MG2按照要求转矩、要求旋转速度被控制。
转矩限制值导出单元15f，是在转矩限制判定单元15e判定为需要进行旋转电机MG1、MG2的转矩限制的情况下，导出该时点的转矩限制值的单元。转矩限制值导出单元15f，基于通过限制电力决定单元15d决定的限制电力(在急变时为该急变时的限制电力)导出转矩限制值。具体而言，按照以下的(式8)求出转矩限制值。
转矩限制值[Nm]＝(限制电力-发电机电力-电动机损失-升压变换器损失-电容器充电电力)/{(2π/60)×电动机旋转速度}   ...(式8)
并且，如上所述，急变时的限制电力设定为比通常时的限制电力低的值。因此，急变时的转矩限制值比通常时的转矩限制值小。
这样，转矩限制单元15，以避免通过蓄电池电力导出单元15a导出的蓄电池电力大于限制电力的方式，根据通过转矩限制值导出单元15f导出的转矩限制值，限制旋转电机MG1、MG2的输出转矩。
图6表示限制电力与蓄电池特性的关系。在该图中，横轴表示蓄电池电流，纵轴表示蓄电池电压。这里，曲线C1～C6与图5中的直线L1～L6分别对应表示。即，C1和C2为表示上述理想状态下的第一限制电力和第二限制电力的曲线，分别与图5中的直线L1和L2对应。C3和C4为表示考虑了旋转电机的控制延迟的第一限制电力和第二限制电力的曲线，分别与图5中的直线L3和L4对应。C5和C6为表示急变时第一限制电力和急变时第二限制电力的曲线，分别与图5中的直线L5和L6对应。并且，图6示出表示蓄电池B的放电时的蓄电池特性、即蓄电池电压与蓄电池电流之间的关系的、两条朝向右下的直线。并且，上侧的直线(表示正常时VI特性)示出蓄电池B正常时的蓄电池特性，虚线表示的下侧直线(表示异常时VI特性)示出例如由于置于极低温环境或者发生劣化而使蓄电池B的释放电压降低时的蓄电池特性。
参照该图可以理解，在蓄电池B正常的情况下，即使仅基于考虑了旋转电机的控制延迟的、成为一定值的第一限制电力(通过曲线C3表示)进行了转矩限制判定，蓄电池电流也不会达到容许流过构成逆变器In的开关元件4c、4d和8a～8f的电流的最大值即过电流阈值It。这是因为，在蓄电池电流比过电流阈值It小的状态的图中的点X，蓄电池电力为第一限制电力以上，限制了旋转电机MG1、MG2的转矩。与此相对，在由于劣化等而使蓄电池B的释放电压降低的情况下，在蓄电池电流超出过电流阈值It的区域(图中的区域Y)中，蓄电池电力也为第一限制电力以下。因此，在仅基于成为了一定值的第一限制电力进行了转矩限制判定的情况下，成为旋转电机MG1、MG2的转矩未被限制的结果。其结果是，蓄电池电流超出过电流阈值It，过大的电流在构成逆变器In的开关元件4c、4d和8a～8f中流过，从而会使这些开关元件4c、4d和8a～8f损坏。并且，由于从蓄电池B取出过大的电流，会导致蓄电池B的耐久性降低。
对于这种问题，本实施方式的旋转电机控制系统100具有的限制电力决定单元15d，在不仅成为一定值的第一限制电力变化，蓄电池电压也变化了的情况下，也设定以蓄电池电流小于规定的过电流阈值It的方式设定的第二限制电力，将其中较小的一方决定为限制电力。在图6的例子中，通过表示考虑了旋转电机的控制延迟的第一限制电力的曲线C3，以及表示考虑了旋转电机的控制延迟的第二限制电力的曲线C4来决定限制电力。并且，由于构成为基于这样决定的限制电力进行转矩限制判定，因此在蓄电池电流超出过电流阈值It的区域Y中，由于成为第一限制电力以下但第二限制电力以上，因此能够适当地限制旋转电机MG1、MG2的转矩。由此，能够防止蓄电池电流超出过电流阈值It，适当地保护构成逆变器In的开关元件4c、4d和8a～8f而避免损坏等问题。并且，能够适当地保护蓄电池B而避免耐久性降低的问题。
5.转矩限制处理的顺序
接着，对本实施方式的旋转电机控制系统100执行的转矩限制处理的顺序进行说明。图7为表示本实施方式的转矩限制处理的处理顺序的流程图。该图所示的转矩限制处理，在从点火键的ON操作起到OFF操作为止的期间始终以规定的时间步重复进行。
首先，取入对作为发电机工作的旋转电机(以下有时简称为“发电机”)和作为电动机工作的旋转电机(以下有时简称为“电动机”)的要求转矩，并且检测发电机和电动机的旋转速度(步骤#01)。在图7中，将要求转矩记载为转矩指令值。并且，通过蓄电池状态检测传感器Se4检测蓄电池电压(步骤#02)。接着，蓄电池电力导出单元15a，导出该时点的蓄电池电力(步骤#03)，蓄电池电力变化率导出单元15b，导出蓄电池电力的变化率(步骤#04)。另一方面，旋转速度变化率导出单元15c，基于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#05)。经过以上的处理，取得该时点的蓄电池电力、蓄电池电力变化率、旋转速度变化率。
限制电力决定单元15d，基于如上所述取得的蓄电池电力变化率和旋转速度变化率，判定是否满足蓄电池电力变化率为蓄电池电力急变阈值以上，或者旋转速度变化率为旋转速度急变阈值以上的任意一个条件(步骤#06)。这样，判定从变化率方面看的急变的发生。在不满足任何条件的情况下(步骤#06：否)，限制电力决定单元15d，基于在步骤#02中检出的蓄电池电压，将该蓄电池电压下的第一限制电力和第二限制电力中较小的一方决定为限制电力(步骤#07)。接着，转矩限制判定单元15e，判定在步骤#03中导出的蓄电池电力，是否为在步骤#07中决定的限制电力以上(步骤#09)。在判定为蓄电池电力为限制电力以上的情况下(步骤#09：是)，通过转矩限制值导出单元15f，基于限制电力导出转矩限制值(步骤#10)，通过转矩限制单元15，执行基于该转矩限制值的电动机转矩限制(步骤#11)。另一方面，在判定为蓄电池电力比限制电力小的情况下，(步骤#09：否)，不执行转矩限制(步骤#14)。此时，按照要求转矩、要求旋转速度使作为电动机工作的旋转电机运转。
在步骤#06的判定中，在满足某个条件的情况下(步骤#06：是)，限制电力决定单元15d，基于在步骤#02中检出的蓄电池电压，将该蓄电池电压下的急变时第一限制电力和急变时第二限制电力中较小的一方决定为限制电力(步骤#08)。接着，转矩限制判定单元15e，判定在步骤#03中导出的蓄电池电力，是否为在步骤#08中决定的限制电力以上(步骤#12)。在判定为蓄电池电力为限制电力以上的情况下(步骤#12：是)，通过转矩限制值导出单元15f，基于限制电力导出急变时的转矩限制值(步骤#13)，通过转矩限制单元15执行基于该转矩限制值的电动机转矩限制(步骤#11)。另一方面，在判定为蓄电池电力小于限制电力的情况下(步骤#12：否)，不执行转矩限制(步骤#14)。此时，按照要求转矩、要求旋转速度使作为电动机工作的旋转电机运转。
接着，参照图8和图9说明进行旋转电机MG1、MG2的转矩限制的情况。图8为表示蓄电池电压比较低(VL，参照图5)时的转矩限制的状态的时序图，图9为表示蓄电池电压比较高(VN，参照图5)时的转矩限制的状态的时序图。作为蓄电池电压比较低的情况例示了蓄电池B的释放电压降低的情况，作为蓄电池电压比较高的情况例示了蓄电池B正常工作的情况。在这些图中，横轴表示时间，纵轴按照从下到上的顺序表示蓄电池电力急变标志、电动机旋转速度急变标志、转矩限制标志、电动机旋转速度、蓄电池电力、电动机转矩指令值。并且，与蓄电池电力的图表匹配地，用虚线表示第一限制电力、第二限制电力、急变时第一限制电力、急变时第二限制电力。并且，在这些图中，为了容易进行比较，假定在不执行转矩限制的情况下蓄电池电力和电动机旋转速度完全同样地变化那样地表示。并且，分别在左侧示出未确认急变状态的情况下蓄电池电力上升的状态，并且在右侧示出蓄电池电力急上升的状态。
首先，在蓄电池电压为比较低的VL的情况下(比图5例中的V1和V2低的情况)，如图5所示，与第一限制电力相比，第二限制电力小，因此将第二限制电力决定为限制电力。但是，在以上说明的急变时，与急变时第一限制电力相比，急变时第二限制电力小，因此将急变时第二限制电力决定为限制电力。因此，在该情况下，第二限制电力或者急变时第二限制电力，成为用于判定是否执行转矩限制的阈值。因此，在图8中，将表示第二限制电力和急变时第二限制电力的虚线，比表示第一限制电力和急变时第一限制电力的虚线更粗地表示。
如图8的左侧所示，在蓄电池电力和电动机旋转速度平缓上升的情况下，蓄电池电力变化率不会达到规定的蓄电池电力急变阈值以上，旋转速度变化率不会达到规定的旋转速度急变阈值以上。因此，蓄电池电力急变标志和电动机旋转速度急变标志不会变为ON，蓄电池电力基于第二限制电力判定是否进行转矩限制。并且，在蓄电池电力与第二限制电力相等的时点转矩限制标志变为ON，开始转矩限制。开始转矩限制后电动机转矩指令值顺次降低，随着电动机旋转速度减小，电动机转矩指定值变化为上升趋势。并且，电动机转矩指令值相当于此前说明的对作为电动机工作的旋转电机的要求转矩。并且，在蓄电池电力下降到低于第二限制电力的时点转矩限制标志为变OFF，转矩限制被解除。
如图8的右侧所示，在蓄电池电力和电动机旋转速度急剧上升的情况下，蓄电池电力变化率成为规定的蓄电池电力急变阈值以上，并且旋转速度变化率成为规定的旋转速度急变阈值以上。因此，蓄电池电力急变标志和电动机旋转速度急变标志变为ON，蓄电池电力基于急变时第二限制电力判定是否进行转矩限制。并且，在蓄电池电力与急变时第二限制电力相等的时点转矩限制标志变为ON，开始转矩限制。在转矩限制开始后电动机转矩指令值顺次降低，但是随着电动机旋转速度减小，电动机转矩指定值也变化为上升趋势。并且，在蓄电池电力下降到低于急变时第二限制电力的时点转矩限制标志变为OFF，转矩限制被解除。
在蓄电池电压为比较低的VL的情况下，有可能为了确保一定大小的蓄电池电力而导致蓄电池电流过大。但是，如以上说明，根据本发明，在蓄电池电压较低的情况下，基于比第一限制电力小的第二限制电力(或者比急变时第一限制电力小的急变时第二限制电力)判定是否进行转矩限制，因此能够更早地执行转矩限制。因此，能够防止过大的电流在构成逆变器In的开关元件4c、4d和8a～8f中流过，适当保护它们避免损坏。并且，能够防止从蓄电池B取出过大的电流，适当保护蓄电池B而避免耐久性降低的问题。
另一方面，在蓄电池电压为比较高的VN的情况下(比图5例中的V1和V2高的情况)，如图5所示，与第二限制电力相比第一限制电力小，因此将第一限制电力决定为限制电力。但是，在以上说明的急变时，与急变时第二限制电力相比急变时第一限制电力变小，因此将急变时第一限制电力决定为限制电力。因此，在该情况下，第一限制电力或者急变时第一限制电力，成为用于判定是否执行转矩限制的阈值。因此，在图9中，将表示第一限制电力和急变时第一限制电力的虚线，比表示第二限制电力和急变时第二限制电力的虚线更粗地表示。
如图9的左侧所示，在蓄电池电力和电动机旋转速度平缓上升的情况下，蓄电池电力变化率不会达到规定的蓄电池电力急变阈值以上，旋转速度变化率不会达到规定的旋转速度急变阈值以上。因此，蓄电池电力急变标志和电动机旋转速度急变标志不会变为ON，蓄电池电力基于第一限制电力判定是否进行转矩限制。在图示例中，蓄电池电力没有达到第一限制电力，因此转矩限制标志不会变为ON，不会开始转矩限制。
如图9的右侧所示，在蓄电池电力和电动机旋转速度急剧上升的情况下，蓄电池电力变化率成为规定的蓄电池电力急变阈值以上，并且旋转速度变化率成为规定的旋转速度急变阈值以上。因此，蓄电池电力急变标志和电动机旋转速度急变标志变为ON，蓄电池电力基于急变时第一限制电力判定是否进行转矩限制。并且，在蓄电池电力与急变时第一限制电力相等的时点转矩限制标志变为ON，开始转矩限制。在转矩限制开始后电动机转矩指令值顺次降低，但是随着电动机旋转速度减小，电动机转矩指定值也变化为上升趋势。并且，在蓄电池电力下降到低于急变时第一限制电力的时点转矩限制标志变为OFF，转矩限制被解除。
[其它实施方式]
(1)在上述实施方式中，以限制电力决定单元15d，将与蓄电池电压无关地设定为一定值的第一限制电力，以及在蓄电池电压变化的情况下也以蓄电池电流小于过电流阈值It的方式设定的第二限制电力中较小的一方决定为限制电力的情况为例进行了说明。但是，本发明实施方式不限于此。即，只要对应于蓄电池电压可变，并且在蓄电池电压变化的情况下也以蓄电池电流小于过电流阈值It的方式设定，则也可以基于单一的函数决定限制电力。例如，也可以构成为基于与逐渐接近第一限制电力(在急变时为急变时第一限制电力)而平缓上升的饱和曲线所对应的函数(式子省略)来决定限制电力。
(2)在上述实施方式中，以考虑旋转电机MG1、MG2的控制延迟来设定第一限制电力和第二限制电力的情况为例进行了说明。但是，本发明实施方式不限于此。即，例如在没有控制延迟的情况下，或者可以忽略控制延迟的情况下，也可以不考虑旋转电机MG1、MG2的控制延迟来设定第一限制电力和第二限制电力。
(3)在上述实施方式中，以在设定考虑了旋转电机MG1、MG2的控制延迟的第一限制电力和第二限制电力时，将与控制延迟对应的电力相应的值作为与蓄电池电压无关的一定值进行减法计算的情况为例进行了说明。但是，本发明不限于此。即，例如也可以将与控制延迟对应的电力相应的值作成为相应于蓄电池电压变化的可变值。由于在蓄电池电压变化时与其相应地控制延迟对应的电力也变化，因此通过减掉与蓄电池电压对应变化的可变值，就能够设定更高精度的第一限制电力和第二限制电力。
(4)在上述实施方式中，以在蓄电池电力为限制电力以上的时点开始转矩限制，在蓄电池电力变得小于限制电力的时点解除转矩限制的情况为例进行了说明。但是，本发明实施方式不限于此。即，例如也可以设置在蓄电池电力增加的状态下使用的上侧的限制电力，以及在蓄电池电力减小的状态下使用的下侧的限制电力。这样使限制电力为一对的值，从而能够使限制电力具有迟滞特性而吸收控制延迟。因此，能够实现不易发生发动机调速不均等的、稳定的转矩限制。
(5)在上述实施方式中，以将本发明的旋转电机控制系统100适用于具有发动机E和一对旋转电机MG1、MG2的分流式混合动力驱动装置1的情况为例进行了说明。但是，本发明的实施方式不限于此。即，例如也可以适用于具有单一的旋转电机的混合动力驱动装置。并且，也适用于作为驱动源仅具有作为电动机工作的旋转电机的电动车辆用的驱动装置。
本发明适用于进行电动机或发电机的控制的旋转电机控制系统，以及具有该旋转电机控制系统的车辆驱动系统。

Claims (9)

1.一种旋转电机控制系统，具有旋转电机和、在蓄电池与上述旋转电机之间设置而对流过上述旋转电机的电流进行控制的逆变器，
通过上述逆变器对上述旋转电机的旋转速度和输出转矩进行控制，其特征在于，具有：
蓄电池电力导出单元，其在上述旋转电机按照上述旋转速度和上述输出转矩工作时，导出需要从上述蓄电池供给的蓄电池电力；
限制电力决定单元，其根据蓄电池电压可变地决定能够容许的上述蓄电池电力的最大值即限制电力；
转矩限制单元，其以通过上述蓄电池电力导出单元导出的上述蓄电池电力不大于上述限制电力的方式限制上述旋转电机的转矩。
2.根据权利要求1所述的旋转电机控制系统，其特征在于，
上述限制电力决定单元，将第一限制电力和第二限制电力中较小的一方决定为上述限制电力，其中，上述第一限制电力与蓄电池电压无关地被设定为一定值，上述第二限制电力被设定为即使在蓄电池电压变化了的情况下也使得蓄电池电流小于规定的过电流阈值。
3.根据权利要求2所述的旋转电机控制系统，其特征在于，
上述第二限制电力基于上述过电流阈值和蓄电池电压的积算值而被设定。
4.根据权利要求2或3所述的旋转电机控制系统，其特征在于，
上述第一限制电力和上述第二限制电力，被设定为预先减掉与控制延迟对应的电力相应的值，该与控制延迟对应的电力相应的值是指由于上述旋转电机的控制延迟而产生的上述蓄电池电力的增加量。
5.根据权利要求2至4任一所述的旋转电机控制系统，其特征在于，
具有导出上述蓄电池电力的变化率的蓄电池电力变化率导出单元，
在通过上述蓄电池电力变化率导出单元导出的蓄电池电力变化率比规定的蓄电池电力急变阈值大的急变时，
将被设定为低于上述第二限制电力的值的急变时第二限制电力，替代上述第二限制电力设定。
6.根据权利要求2至4任一所述的旋转电机控制系统，其特征在于，
具有导出上述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，
在通过上述旋转速度变化率导出单元导出的旋转速度变化率比规定的旋转速度急变阈值大的急变时，
将被设定为低于上述第二限制电力的值的急变时第二限制电力，替代上述第二限制电力设定。
7.根据权利要求5或者6所述的旋转电机控制系统，其特征在于，在上述急变时，
将被设定为低于上述第一限制电力的值的急变时第一限制电力，替代上述第一限制电力设定。
8.一种车辆驱动系统，其特征在于，
具有权利要求1～7任一所述的旋转电机控制系统，
并且作为上述旋转电机，具有第一旋转电机和第二旋转电机，
该车辆驱动系统具有对从上述第一旋转电机和上述第二旋转电机以外的驱动源产生的驱动力进行分配的动力分配机构，将通过上述动力分配机构分配的一方的驱动力向车轮传递，另一方的驱动力向上述第一旋转电机传递，并且将通过上述第二旋转电机产生的驱动力向上述车轮传递。
9.根据权利要求8所述的车辆驱动系统，其特征在于，
上述动力分配机构，构成为包含按照旋转速度的顺序具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件的行星齿轮机构，
上述第一旋转电机与上述第一旋转元件连接，上述旋转电机以外的驱动源与上述第二旋转元件连接，上述第二旋转电机和上述第三旋转元件与车轮连接。
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