JP2008043094A - 車両およびその車両に搭載されるモータジェネレータのロータに設けられる永久磁石の昇温方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】永久磁石32.1の温度が予め定められたしきい温度を下回っていれば、直軸方向に沿って、その強度が時間的に変化する電流磁界30が印加される。時間的に強度が変化する電流磁界30が印加されることで、永久磁石32.1の内部には、当該電流磁界30による磁束変化を妨げようとする渦電流が生じ、この渦電流によってジュール熱を生じる。一方、一対の永久磁石32.1が生じる磁束と直交方向に規定される横軸(q軸)方向には、電流磁界は印加されない。そのため、ロータROTには駆動トルクが生じない。
【選択図】図4
Description
図1を参照して、この発明の実施の形態に従う車両100は、一例として、エンジンENG、ならびにモータジェネレータMG1およびMG2を備えるハイブリッド自動車である。そして、車両100は、エンジンENGと、動力分割機構6と、減速機18と、駆動輪20と、従動輪22と、パワーコントロールユニットPCU(Power Control Unit)と、電源部PSと、制御部ECU(Electrical Control Unit)と、モータジェネレータMG1,MG2とを含む。
図3は、モータジェネレータMGが発生する逆起電圧とインバータINVを構成するスイッチング素子の耐電圧との関係を示す特性図である。なお、モータジェネレータMGが発生する逆起電圧は、モータジェネレータMGが所定の規定値で回転した場合において、モータジェネレータMGの中性点に対する電圧値である。
図3(b)は、本発明に係る車両における関係を示す。
(制御構造)
図6は、制御部ECUにおける制御構造の要部を示すブロック図である。
上述したように、回転体のロータにセンサを直接取付けて、永久磁石の温度を検出しようとすると、モータジェネレータの構成が複雑化してしまう。そこで、この発明の実施の形態では、ステータ温度Ts、外気温Toutおよび内部に格納される値に基づいて、ロータに設けられる永久磁石の温度Tmを推定する。
図7を参照して、磁石温度取得部40の制御構造には、停止時間計測部70と、比較部72と、レジスタ部74,80と、第1推定部76と、加算部78と、減算部82と、第2推定部84と、選択部86とを含む。
図8は、この発明の実施の形態に従う処理手順を示すフローチャートである。
Claims (10)
- 作動開始指令に応答して電力供給を開始する電源部と、
ステータに設けられたコイルに駆動電流が流れることで生じる電流磁界によって、永久磁石を有するロータを回転させるように構成されたモータジェネレータと、
前記電源部から供給される電力により前記駆動電流を生成するためのインバータと、
前記作動開始指令を受けたときに、前記永久磁石の温度を取得するための磁石温度取得手段と、
前記永久磁石の温度と予め定められたしきい温度とを比較する第1の比較手段と、
前記永久磁石の温度が前記しきい温度を下回っていれば、前記永久磁石でジュール熱を生じるような昇温用の駆動電流を供給するために昇温要求を発生する昇温要求発生手段と、
前記永久磁石の磁束方向と平行な電流磁界成分を前記ロータに印加するための直軸電流目標値と、前記永久磁石の磁束方向と直交する電流磁界成分を前記ロータに印加するための横軸電流目標値とに従って、前記インバータを制御するための制御指令を生成する制御指令生成手段と、
前記昇温要求に応答して、前記直軸電流目標値を時間的に変化させる直軸電流目標値決定手段と、
前記昇温要求に応答して、前記横軸電流目標値をゼロ値に固定する横軸電流目標値決定手段とを備える、車両。 - 前記直軸電流目標値決定手段は、前記永久磁石に印加される電流磁界の周波数と前記永久磁石で消費される電力との関係に基づいて決定される周波数成分を含むように、前記直軸電流目標値を変化させる、請求項1に記載の車両。
- 前記電源部は、作動停止指令に応答して電力供給を停止するように構成され、
前記磁石温度取得手段は、
前回の前記作動停止指令を受けた後の経過時間を計測するための停止時間計測手段と、
前記ステータの温度を取得するためのステータ温度取得手段と、
前記経過時間と予め定められたしきい時間とを比較する第2の比較手段と、
前記経過時間が前記しきい時間を上回っているときに、前記ステータの温度を前記永久磁石の温度として取得する第1の磁石温度推定手段とを含む、請求項1または2に記載の車両。 - 前記磁石温度取得手段は、
車両外部の外気温を取得するための外気温取得手段と、
前記経過時間が前記しきい時間以下であるときに、前回の前記作動停止指令を受けた時点の前記ステータの温度および前記経過時間から推定される第1の推定値と、前回の前記作動停止指令を受けた時点の前記外気温と今回の前記作動開始指令を受けた時点の前記外気温との温度差から推定される第2の推定値とに基づいて、前記永久磁石の温度を算出する第2の磁石温度推定手段とをさらに含む、請求項3に記載の車両。 - 前記昇温要求発生手段は、前記永久磁石の温度と前記しきい温度との温度差に基づいて、前記昇温要求を継続すべき時間を決定する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両。
- 車両に搭載されるモータジェネレータのロータに設けられる永久磁石の昇温方法であって、
前記車両は、
作動開始指令に応答して電力供給を開始する電源部と、
ステータに設けられたコイルに駆動電流が流れることで生じる電流磁界によって、前記永久磁石を有する前記ロータを回転させるように構成された前記モータジェネレータと、
前記電源部から供給される電力により前記駆動電流を生成するためのインバータとを有し、
前記昇温方法は、
前記作動開始指令を受けたときに、前記永久磁石の温度を取得する磁石温度取得ステップと、
前記永久磁石の温度と予め定められたしきい温度とを比較するステップと、
前記永久磁石の温度が前記しきい温度を下回っていれば、前記永久磁石でジュール熱を生じるような昇温用の駆動電流を供給するために昇温要求を発生するステップと、
前記昇温要求に応答して、前記永久磁石の磁束方向と平行な電流磁界成分を前記ロータに印加するための直軸電流目標値を時間的に変化させるステップと、
前記昇温要求に応答して、前記永久磁石の磁束方向と直交する電流磁界成分を前記ロータに印加するための横軸電流目標値をゼロ値に固定するステップと、
前記直軸電流目標値および前記横軸電流目標値に従って、前記インバータを制御するための制御指令を生成するステップとを含む、永久磁石の昇温方法。 - 前記直軸電流目標値は、前記永久磁石に印加される電流磁界の周波数と前記永久磁石で消費される電力との関係に基づいて決定される周波数成分が含まれるように変化させられる、請求項6に記載の永久磁石の昇温方法。
- 前記電源部は、作動停止指令に応答して電力供給を停止するように構成され、
前記磁石温度取得ステップは、
前回の前記作動停止指令を受けた後の経過時間を計測するステップと、
前記ステータの温度を取得するステップと、
前記経過時間と予め定められたしきい時間とを比較するステップと、
前記経過時間が前記しきい時間を上回っているときに、前記ステータの温度を前記永久磁石の温度として取得するステップとを含む、請求項6または7に記載の永久磁石の昇温方法。 - 前記磁石温度取得ステップは、
車両外部の外気温を取得するステップと、
前記経過時間が前記しきい時間以下であるときに、前回の前記作動停止指令を受けた時点の前記ステータの温度および前記経過時間から推定される第1の推定値と、前回の前記作動停止指令を受けた時点の前記外気温と今回の前記作動開始指令を受けた時点の前記外気温との温度差から推定される第2の推定値とに基づいて、前記永久磁石の温度を算出するステップとをさらに含む、請求項8に記載の永久磁石の昇温方法。 - 前記永久磁石の温度と前記しきい温度との温度差に基づいて、前記昇温要求を継続すべき時間を決定するステップをさらに含む、請求項6〜9のいずれか1項に記載の永久磁石の昇温方法。
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