JP2009261182A - Magnet temperature estimating device for rotating electric machine and electric vehicle equipped with the same, and method of estimating magnet temperature for the rotating electric machine - Google Patents

Magnet temperature estimating device for rotating electric machine and electric vehicle equipped with the same, and method of estimating magnet temperature for the rotating electric machine Download PDF

Info

Publication number
JP2009261182A
JP2009261182A JP2008109330A JP2008109330A JP2009261182A JP 2009261182 A JP2009261182 A JP 2009261182A JP 2008109330 A JP2008109330 A JP 2008109330A JP 2008109330 A JP2008109330 A JP 2008109330A JP 2009261182 A JP2009261182 A JP 2009261182A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
torque
temperature
rotating electrical
electrical machine
magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2008109330A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryoji Sato
亮次 佐藤
Eiji Masuda
英二 増田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2008109330A priority Critical patent/JP2009261182A/en
Publication of JP2009261182A publication Critical patent/JP2009261182A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnet temperature estimating device for a rotating electric machine, capable of estimating the magnet temperature more easily. <P>SOLUTION: A torque measuring part 120 measures an actual torque of a motor generator. A torque estimating part 122 estimates the torque of the motor generator, when the magneto temperature of the motor generator is a reference temperature, by using a current-torque map created beforehand. A magnet temperature estimating part 126 estimates the magnet temperature of the motor generator based on the difference of a measuring torque Ta and an estimating torque Te, by using a magnet temperature estimating map created beforehand based on a temperature characteristics of a permanent magnet. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、回転電機の磁石温度推定装置およびそれを備えた電動車両、ならびに回転電機の磁石温度推定方法に関し、特に、界磁用の永久磁石を回転子に含む永久磁石型回転電機の磁石温度の推定技術に関する。   The present invention relates to a magnet temperature estimation device for a rotating electrical machine, an electric vehicle equipped with the same, and a magnet temperature estimation method for the rotating electrical machine, and in particular, a magnet temperature of a permanent magnet type rotating electrical machine including a field permanent magnet in a rotor. It is related with the estimation technique.

特開2007−68354号公報(特許文献1)は、永久磁石型回転電機の制御装置を開示する。この制御装置では、ステータ巻線への通電時における界磁弱め電流量と、永久磁石型回転電機のトルク、回転数および電源電圧とに基づいて、通電時における永久磁石の磁石温度が推定される。   Japanese Patent Laying-Open No. 2007-68354 (Patent Document 1) discloses a control device for a permanent magnet type rotating electrical machine. In this control device, the magnet temperature of the permanent magnet at the time of energization is estimated based on the field weakening current amount at the time of energization of the stator winding and the torque, rotation speed, and power supply voltage of the permanent magnet type rotating electrical machine. .

この制御装置によれば、永久磁石の温度が精度よく推定されるとともに、推定された磁石温度に基づいて永久磁石型回転電機の出力が適切に制御される(特許文献1参照)。
特開2007−68354号公報
According to this control device, the temperature of the permanent magnet is accurately estimated, and the output of the permanent magnet type rotating electrical machine is appropriately controlled based on the estimated magnet temperature (see Patent Document 1).
JP 2007-68354 A

しかしながら、上記の特開2007−68354号公報に開示された磁石温度の推定手法では、界磁弱め電流量、トルク、回転数および電源電圧を含む多くのパラメータを磁石温度を変更しながら計測して磁石温度推定用のマップを作成するので、マップの作成に大きな労力を必要とする。   However, in the magnet temperature estimation method disclosed in the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-68354, many parameters including the field weakening current amount, torque, rotation speed, and power supply voltage are measured while changing the magnet temperature. Since a map for estimating the magnet temperature is created, a large amount of labor is required for creating the map.

それゆえに、この発明の目的は、より簡易に磁石温度を推定可能な回転電機の磁石温度推定装置およびそれを備えた電動車両を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a magnet temperature estimation device for a rotating electrical machine that can more easily estimate the magnet temperature and an electric vehicle equipped with the same.

また、この発明の別の目的は、より簡易に磁石温度を推定可能な回転電機の磁石温度推定方法を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a magnet temperature estimation method for a rotating electrical machine that can more easily estimate the magnet temperature.

この発明によれば、回転電機の磁石温度推定装置は、永久磁石を有する回転子を備えた回転電機の磁石温度推定装置であって、トルク推定部と、トルク測定部と、演算部と、磁石温度推定部とを備える。トルク推定部は、永久磁石が所定の温度のときに予め測定された回転電機の電流とトルクとの関係を用いて、回転電機に流れる電流に基づいて回転電機のトルクを推定する。トルク測定部は、回転電機のトルクを測定する。演算部は、トルク測定部によって測定された測定トルクとトルク推定部によって推定された推定トルクとの差を算出する。磁石温度推定部は、測定トルクおよび推定トルクの差と永久磁石の温度との予め定められた関係を用いて、演算部の算出結果に基づいて永久磁石の温度を推定する。   According to this invention, the magnet temperature estimating device for a rotating electrical machine is a magnet temperature estimating device for a rotating electrical machine including a rotor having a permanent magnet, and includes a torque estimating unit, a torque measuring unit, a computing unit, and a magnet. A temperature estimation unit. The torque estimating unit estimates the torque of the rotating electrical machine based on the current flowing through the rotating electrical machine using the relationship between the current of the rotating electrical machine and the torque measured in advance when the permanent magnet is at a predetermined temperature. The torque measuring unit measures the torque of the rotating electrical machine. The computing unit calculates a difference between the measured torque measured by the torque measuring unit and the estimated torque estimated by the torque estimating unit. The magnet temperature estimation unit estimates the temperature of the permanent magnet based on the calculation result of the calculation unit, using a predetermined relationship between the measured torque and the difference between the estimated torque and the temperature of the permanent magnet.

好ましくは、磁石温度推定部は、測定トルクおよび推定トルクの差と永久磁石の温度との関係を示すマップを用いて、演算部の算出結果に基づいて永久磁石の温度を推定する。マップは、永久磁石の温度特性に基づいて、所定の温度を基準とした永久磁石の温度差とその温度差による回転電機のトルク変化との関係を求めることによって予め作成される。   Preferably, the magnet temperature estimation unit estimates the temperature of the permanent magnet based on the calculation result of the calculation unit, using a map indicating the relationship between the measured torque and the difference between the estimated torque and the temperature of the permanent magnet. The map is created in advance by determining the relationship between the temperature difference of the permanent magnet based on a predetermined temperature and the torque change of the rotating electrical machine due to the temperature difference based on the temperature characteristics of the permanent magnet.

好ましくは、トルク測定部は、回転電機に与えられる電力と回転電機の回転速度とに基づいて回転電機のトルクを測定する。   Preferably, the torque measuring unit measures the torque of the rotating electrical machine based on the electric power applied to the rotating electrical machine and the rotational speed of the rotating electrical machine.

好ましくは、回転電機の磁石温度推定装置は、トルク制限部をさらに備える。トルク制限部は、磁石温度推定部によって推定された永久磁石の温度に基づいて回転電機のトルクを制限する。   Preferably, the magnet temperature estimation device for a rotating electrical machine further includes a torque limiting unit. The torque limiting unit limits the torque of the rotating electrical machine based on the temperature of the permanent magnet estimated by the magnet temperature estimation unit.

好ましくは、回転電機の磁石温度推定装置は、異常検出部をさらに備える。異常検出部は、磁石温度推定部によって推定された永久磁石の温度に基づいて回転電機の異常を検出する。   Preferably, the magnet temperature estimation device for a rotating electrical machine further includes an abnormality detection unit. The abnormality detection unit detects an abnormality of the rotating electrical machine based on the temperature of the permanent magnet estimated by the magnet temperature estimation unit.

好ましくは、回転電機の磁石温度推定装置は、トルク補正部をさらに備える。トルク補正部は、磁石温度推定部によって推定された永久磁石の温度に基づいて回転電機のトルクを補正する。   Preferably, the magnet temperature estimation device for a rotating electrical machine further includes a torque correction unit. The torque correction unit corrects the torque of the rotating electrical machine based on the temperature of the permanent magnet estimated by the magnet temperature estimation unit.

また、この発明によれば、電動車両は、回転電機と、磁石温度推定装置とを備える。回転電機は、永久磁石を有する回転子を含み、車両の駆動軸に回転軸が連結される。磁石温度推定装置は、上述したいずれかの回転電機の磁石温度推定装置である。   According to the invention, the electric vehicle includes the rotating electric machine and the magnet temperature estimating device. The rotating electrical machine includes a rotor having a permanent magnet, and the rotating shaft is coupled to the drive shaft of the vehicle. The magnet temperature estimation device is a magnet temperature estimation device for any one of the rotating electrical machines described above.

また、この発明によれば、回転電機の磁石温度推定方法は、永久磁石を有する回転子を備えた回転電機の磁石温度推定方法であって、永久磁石が所定の温度のときに予め測定された回転電機の電流とトルクとの関係を用いて、回転電機に流れる電流に基づいて回転電機のトルクを推定するステップと、回転電機のトルクを測定するステップと、その測定された測定トルクと回転電機に流れる電流に基づいて推定された推定トルクとの差を算出するステップと、測定トルクおよび推定トルクの差と永久磁石の温度との予め定められた関係を用いて、測定トルクと推定トルクの差を算出するステップの算出結果に基づいて永久磁石の温度を推定するステップとを備える。   According to the invention, the magnet temperature estimation method for a rotating electrical machine is a magnet temperature estimation method for a rotating electrical machine including a rotor having a permanent magnet, and is measured in advance when the permanent magnet is at a predetermined temperature. The step of estimating the torque of the rotating electrical machine based on the current flowing through the rotating electrical machine using the relationship between the current and torque of the rotating electrical machine, the step of measuring the torque of the rotating electrical machine, the measured torque and the rotating electrical machine The difference between the measured torque and the estimated torque is calculated using the step of calculating the difference between the estimated torque estimated based on the current flowing through the current and the predetermined relationship between the measured torque and the estimated torque difference and the temperature of the permanent magnet. Estimating the temperature of the permanent magnet based on the calculation result of the step of calculating.

好ましくは、永久磁石の温度を推定するステップにおいて、測定トルクおよび推定トルクの差と永久磁石の温度との関係を示すマップを用いて、測定トルクと推定トルクの差を算出するステップの算出結果に基づいて永久磁石の温度が推定される。マップは、永久磁石の温度特性に基づいて、所定の温度を基準とした永久磁石の温度差とその温度差による回転電機のトルク変化との関係を求めることによって予め作成される。   Preferably, in the step of estimating the temperature of the permanent magnet, the calculation result of the step of calculating the difference between the measured torque and the estimated torque is calculated using a map indicating the relationship between the measured torque and the difference between the estimated torque and the temperature of the permanent magnet. Based on this, the temperature of the permanent magnet is estimated. The map is created in advance by determining the relationship between the temperature difference of the permanent magnet based on a predetermined temperature and the torque change of the rotating electrical machine due to the temperature difference based on the temperature characteristics of the permanent magnet.

好ましくは、トルクを測定するステップにおいて、回転電機に与えられる電力と回転電機の回転速度とに基づいて回転電機のトルクが測定される。   Preferably, in the step of measuring the torque, the torque of the rotating electrical machine is measured based on the electric power applied to the rotating electrical machine and the rotational speed of the rotating electrical machine.

好ましくは、回転電機の磁石温度推定方法は、永久磁石の温度を推定するステップにおいて推定された永久磁石の温度に基づいて回転電機のトルクを制限するステップをさらに備える。   Preferably, the magnet temperature estimation method of the rotating electrical machine further includes a step of limiting the torque of the rotating electrical machine based on the temperature of the permanent magnet estimated in the step of estimating the temperature of the permanent magnet.

好ましくは、回転電機の磁石温度推定方法は、永久磁石の温度を推定するステップにおいて推定された永久磁石の温度に基づいて回転電機の異常を検出するステップをさらに備える。   Preferably, the magnet temperature estimation method of the rotating electrical machine further includes a step of detecting an abnormality of the rotating electrical machine based on the temperature of the permanent magnet estimated in the step of estimating the temperature of the permanent magnet.

好ましくは、回転電機の磁石温度推定方法は、永久磁石の温度を推定するステップにおいて推定された永久磁石の温度に基づいて回転電機のトルクを補正するステップをさらに備える。   Preferably, the magnet temperature estimation method of the rotating electrical machine further includes a step of correcting the torque of the rotating electrical machine based on the temperature of the permanent magnet estimated in the step of estimating the temperature of the permanent magnet.

この発明においては、回転子の永久磁石が所定の温度のときに回転電機の電流とトルクとの関係が予め測定され、その関係を用いて、回転電機に流れる電流に基づいて回転電機のトルクが推定される。また、回転電機のトルクが測定され、測定トルクと推定トルクとの差が算出される。そして、測定トルクおよび推定トルクの差と永久磁石の温度との予め定められた関係を用いて、測定トルクと推定トルクとの差の算出結果に基づいて永久磁石の温度が推定される。このように、永久磁石の温度は、測定トルクおよび推定トルクの差と永久磁石の温度との予め定められた関係を用いて推定されるところ、この関係を求める際、磁石温度を変更しながら計測するパラメータ(永久磁石が所定の温度のときのトルクを示す推定トルクからのトルク変化量)の数が少なくてすむ。したがって、この発明によれば、回転電機の磁石温度を簡易に推定することができる。   In this invention, when the permanent magnet of the rotor is at a predetermined temperature, the relationship between the current of the rotating electrical machine and the torque is measured in advance, and the torque of the rotating electrical machine is calculated based on the current flowing through the rotating electrical machine using the relationship. Presumed. Further, the torque of the rotating electrical machine is measured, and the difference between the measured torque and the estimated torque is calculated. The temperature of the permanent magnet is estimated based on the calculation result of the difference between the measured torque and the estimated torque, using a predetermined relationship between the difference between the measured torque and the estimated torque and the temperature of the permanent magnet. As described above, the temperature of the permanent magnet is estimated using a predetermined relationship between the difference between the measured torque and the estimated torque and the temperature of the permanent magnet. When obtaining this relationship, the temperature is measured while changing the magnet temperature. The number of parameters (the amount of torque change from the estimated torque indicating the torque when the permanent magnet is at a predetermined temperature) can be reduced. Therefore, according to the present invention, the magnet temperature of the rotating electrical machine can be easily estimated.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1による磁石温度推定装置を搭載した電動車両の電気回路図である。図1を参照して、電動車両100は、蓄電装置10と、インバータ20と、モータジェネレータ28と、制御装置30と、正極線PLと、負極線NLと、コンデンサCと、電圧センサ44と、電流センサ46と、回転角センサ48とを備える。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is an electric circuit diagram of an electric vehicle equipped with a magnet temperature estimation device according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, electrically powered vehicle 100 includes power storage device 10, inverter 20, motor generator 28, control device 30, positive line PL, negative line NL, capacitor C, voltage sensor 44, A current sensor 46 and a rotation angle sensor 48 are provided.

蓄電装置10は、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成り、車両走行用の電力を蓄える。蓄電装置10は、正極線PLおよび負極線NLに接続され、正極線PLおよび負極線NLを介してインバータ20へ電力を供給する。また、車両の制動時などモータジェネレータ28による電力回生時には、蓄電装置10は、モータジェネレータ28によって発電された電力をインバータ20から受けて充電される。なお、蓄電装置10として、大容量のキャパシタを採用してもよい。   The power storage device 10 is composed of a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion, and stores electric power for vehicle travel. Power storage device 10 is connected to positive electrode line PL and negative electrode line NL, and supplies power to inverter 20 via positive electrode line PL and negative electrode line NL. Further, during power regeneration by motor generator 28 such as when the vehicle is braked, power storage device 10 is charged by receiving electric power generated by motor generator 28 from inverter 20. Note that a large-capacity capacitor may be employed as the power storage device 10.

コンデンサCは、正極線PLと負極線NLとの間に接続され、正極線PLと負極線NLとの間の電圧変動成分を平滑化する。電圧センサ44は、コンデンサCの両端の電圧、すなわち正極線PLと負極線NLとの間の電圧VHを検出し、その検出値を制御装置30へ出力する。   Capacitor C is connected between positive electrode line PL and negative electrode line NL, and smoothes a voltage fluctuation component between positive electrode line PL and negative electrode line NL. Voltage sensor 44 detects the voltage across capacitor C, that is, voltage VH between positive electrode line PL and negative electrode line NL, and outputs the detected value to control device 30.

インバータ20は、U相アーム22と、V相アーム24と、W相アーム26とを含む。U相アーム22、V相アーム24およびW相アーム26は、正極線PLと負極線NLとの間に並列に接続される。各相アームは、正極線PLと負極線NLとの間に直列に接続されるスイッチング素子と、各スイッチング素子に逆並列に接続されるダイオードとを含む。そして、U相アーム22は、モータジェネレータ28のU相コイルに接続され、V相アーム24およびW相アーム26は、モータジェネレータ28のV相コイルおよびW相コイルにそれぞれ接続される。   Inverter 20 includes a U-phase arm 22, a V-phase arm 24, and a W-phase arm 26. U-phase arm 22, V-phase arm 24, and W-phase arm 26 are connected in parallel between positive electrode line PL and negative electrode line NL. Each phase arm includes a switching element connected in series between positive electrode line PL and negative electrode line NL, and a diode connected in antiparallel to each switching element. U-phase arm 22 is connected to the U-phase coil of motor generator 28, and V-phase arm 24 and W-phase arm 26 are connected to the V-phase coil and W-phase coil of motor generator 28, respectively.

なお、各相アームを構成するスイッチング素子として、たとえば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)や、パワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)等を用いることができる。   In addition, as a switching element which comprises each phase arm, IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), power MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor), etc. can be used, for example.

そして、インバータ20は、正極線PLおよび負極線NLを介して蓄電装置10から電力を受け、制御装置30からの信号PWIに基づいてモータジェネレータ28を駆動する。また、インバータ20は、車両の制動時、モータジェネレータ28によって発電された回生電力を電圧変換して蓄電装置10へ出力する。   Inverter 20 receives electric power from power storage device 10 through positive electrode line PL and negative electrode line NL, and drives motor generator 28 based on signal PWI from control device 30. Inverter 20 also converts the regenerative power generated by motor generator 28 into a voltage and outputs it to power storage device 10 when the vehicle is braked.

モータジェネレータ28は、永久磁石型回転電機から成り、たとえば、永久磁石が埋設されたロータと、インバータ20に接続される三相コイルを有するステータとを含む三相交流同期モータから成る。モータジェネレータ28は、インバータ20によって駆動され、車両の駆動力を発生して駆動軸(図示せず)へ出力する。また、モータジェネレータ28は、車両の制動時、車両の運動エネルギーを駆動軸から受けて発電し、その発電された電力をインバータ20へ出力する。なお、ロータの永久磁石は、ロータの表面に実装されてもよい。   Motor generator 28 is made of a permanent magnet type rotating electrical machine, and is made of, for example, a three-phase AC synchronous motor including a rotor having a permanent magnet embedded therein and a stator having a three-phase coil connected to inverter 20. Motor generator 28 is driven by inverter 20 to generate a driving force of the vehicle and output it to a drive shaft (not shown). In addition, when the vehicle is braked, the motor generator 28 receives the kinetic energy of the vehicle from the drive shaft and generates power, and outputs the generated power to the inverter 20. The permanent magnet of the rotor may be mounted on the surface of the rotor.

電流センサ46は、モータジェネレータ28に流れるモータ電流Iを検出し、その検出値を制御装置30へ出力する。なお、図1では、電流センサ46によってU相電流およびV相電流が検出されているが、検出されたU相電流およびV相電流に基づいてキルヒホッフの法則を用いてW相電流を算出することができる。なお、電流センサ46によってU相電流およびW相電流を検出してもよいし、V相電流およびW相電流を検出してもよい。回転角センサ48は、モータジェネレータ28のロータの回転角θを検出し、その検出値を制御装置30へ出力する。   Current sensor 46 detects motor current I flowing through motor generator 28 and outputs the detected value to control device 30. In FIG. 1, the U-phase current and the V-phase current are detected by the current sensor 46, but the W-phase current is calculated using Kirchoff's law based on the detected U-phase current and V-phase current. Can do. Note that the U-phase current and the W-phase current may be detected by the current sensor 46, or the V-phase current and the W-phase current may be detected. The rotation angle sensor 48 detects the rotation angle θ of the rotor of the motor generator 28 and outputs the detected value to the control device 30.

制御装置30は、図示されない車両ECU(Electronic Control Unit)から受けるトルク指令値TR、ならびに、電圧VH、モータ電流Iおよび回転角θの各検出値に基づいて、モータジェネレータ28を駆動するための信号PWIを生成し、その生成した信号PWIをインバータ20へ出力する。   Control device 30 is a signal for driving motor generator 28 based on torque command value TR received from a vehicle ECU (Electronic Control Unit) (not shown) and detected values of voltage VH, motor current I, and rotation angle θ. PWI is generated, and the generated signal PWI is output to inverter 20.

また、制御装置30は、後述の方法により、モータジェネレータ28の永久磁石の温度を推定する。すなわち、モータジェネレータ28が電動車両100に搭載された状態で永久磁石の温度を直接計測するのは困難であるので、制御装置30は、後述の方法により永久磁石の温度を推定する。なお、永久磁石の温度を推定するのは、モータジェネレータ28の温度上昇に伴ないロータの温度が上昇すると、永久磁石が減磁するので、モータジェネレータ28において所望の出力を得られなくなるからである。言い換えると、永久磁石の温度を正確に推定することによって、モータジェネレータ28の制御精度を向上させることができる。   Control device 30 estimates the temperature of the permanent magnet of motor generator 28 by a method described later. That is, since it is difficult to directly measure the temperature of the permanent magnet in a state where the motor generator 28 is mounted on the electric vehicle 100, the control device 30 estimates the temperature of the permanent magnet by a method described later. The reason for estimating the temperature of the permanent magnet is that if the temperature of the rotor rises as the temperature of the motor generator 28 rises, the permanent magnet is demagnetized, so that the motor generator 28 cannot obtain a desired output. . In other words, the accuracy of control of the motor generator 28 can be improved by accurately estimating the temperature of the permanent magnet.

図2は、図1に示した制御装置30の機能ブロック図である。図2を参照して、制御装置30は、損失補正部102と、電流指令生成部104と、比例積分(PI)制御部106,108と、dq/三相変換部110と、駆動信号生成部112と、三相/dq変換部114とを含む。また、制御装置30は、入力電力算出部118と、トルク測定部120と、トルク推定部122と、減算部124と、磁石温度推定部126と、トルク制限部128と、微分演算部116とをさらに含む。   FIG. 2 is a functional block diagram of the control device 30 shown in FIG. Referring to FIG. 2, control device 30 includes loss correction unit 102, current command generation unit 104, proportional integration (PI) control units 106 and 108, dq / three-phase conversion unit 110, and drive signal generation unit. 112 and a three-phase / dq converter 114. In addition, the control device 30 includes an input power calculation unit 118, a torque measurement unit 120, a torque estimation unit 122, a subtraction unit 124, a magnet temperature estimation unit 126, a torque limiting unit 128, and a differential calculation unit 116. In addition.

損失補正部102は、トルク指令値TRと、回転角θに基づき微分演算部116によって算出される回転速度ωとに基づいて、トルク指令値TRの損失補正を行なう。具体的には、回転速度が増加すると、鉄損が増加することによりトルクと電流との関係が変化するので、回転速度ωによってトルク指令値TRが補正される。   The loss correction unit 102 performs loss correction of the torque command value TR based on the torque command value TR and the rotation speed ω calculated by the differential calculation unit 116 based on the rotation angle θ. Specifically, as the rotational speed increases, the relationship between torque and current changes due to an increase in iron loss, so the torque command value TR is corrected by the rotational speed ω.

電流指令生成部104は、モータジェネレータ28(図1)の回転速度がある一定値のときに計測されたモータジェネレータ28の電流(d軸電流およびq軸電流)とトルクとの関係を示すマップを用いて、損失補正部102により損失補正されたトルク指令値に基づいてd軸電流指令値Id*およびq軸電流指令値Iq*を生成する。   The current command generation unit 104 is a map showing the relationship between the torque (d-axis current and q-axis current) of the motor generator 28 measured when the rotational speed of the motor generator 28 (FIG. 1) is a constant value and the torque. The d-axis current command value Id * and the q-axis current command value Iq * are generated based on the torque command value corrected by the loss by the loss correction unit 102.

三相/dq変換部114は、回転角センサ48(図1)からの回転角θを用いて、電流センサ46によって検出されたモータ電流I(三相電流)をd軸電流測定値Idおよびq軸電流測定値Iqに変換する。   The three-phase / dq converter 114 uses the rotation angle θ from the rotation angle sensor 48 (FIG. 1) to convert the motor current I (three-phase current) detected by the current sensor 46 into the d-axis current measurement values Id and q. It converts into the shaft current measurement value Iq.

PI制御部106は、電流指令生成部104によって生成されるd軸電流指令値Id*と、三相/dq変換部114から出力されるd軸電流測定値Idとの差を入力として比例積分演算を行ない、その演算結果をdq/三相変換部110へ出力する。また、PI制御部108は、電流指令生成部104によって生成されるq軸電流指令値Iq*と、三相/dq変換部114から出力されるq軸電流測定値Iqとの差を入力として比例積分演算を行ない、その演算結果をdq/三相変換部110へ出力する。   The PI control unit 106 receives the difference between the d-axis current command value Id * generated by the current command generation unit 104 and the d-axis current measurement value Id output from the three-phase / dq conversion unit 114 as a proportional integral calculation. And outputs the calculation result to the dq / three-phase conversion unit 110. Further, the PI control unit 108 is proportional to the difference between the q-axis current command value Iq * generated by the current command generation unit 104 and the q-axis current measurement value Iq output from the three-phase / dq conversion unit 114 as an input. The integration calculation is performed, and the calculation result is output to the dq / three-phase conversion unit 110.

dq/三相変換部110は、回転角センサ48からの回転角θを用いて、PI制御部106,108からそれぞれ受けるd,q軸上の電圧指令値をU相電圧指令値Vu*、V相電圧指令値Vv*およびW相電圧指令値Vw*に変換し、駆動信号生成部112へ出力する。なお、電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*は、後述の入力電力算出部118へも出力される。   The dq / three-phase conversion unit 110 uses the rotation angle θ from the rotation angle sensor 48 to convert the voltage command values on the d and q axes received from the PI control units 106 and 108, respectively, into U-phase voltage command values Vu * and Vu. The phase voltage command value Vv * and the W phase voltage command value Vw * are converted and output to the drive signal generation unit 112. The voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * are also output to the input power calculation unit 118 described later.

駆動信号生成部112は、電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*に基づいて、インバータ20(図1)のU相アーム22、V相アーム24およびW相アーム26をそれぞれ駆動するための駆動信号Du,Dv,Dwを生成する。一例として、駆動信号生成部112は、電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*と、図示されない発振部により生成される搬送波(キャリア波)とに基づいてPWM(Pulse Width Modulation)信号を生成し、その生成したPWM信号を駆動信号Du,Dv,Dwとしてインバータ20へ出力する。   Drive signal generator 112 drives for driving U-phase arm 22, V-phase arm 24, and W-phase arm 26 of inverter 20 (FIG. 1) based on voltage command values Vu *, Vv *, and Vw *, respectively. Signals Du, Dv, and Dw are generated. As an example, the drive signal generation unit 112 generates a PWM (Pulse Width Modulation) signal based on the voltage command values Vu *, Vv *, Vw * and a carrier wave (carrier wave) generated by an oscillation unit (not shown). The generated PWM signals are output to the inverter 20 as drive signals Du, Dv, Dw.

これにより、駆動信号Du,Dv,Dwに応じてインバータ20の各相アームがスイッチング制御され、モータジェネレータ28の各相コイルに流される電流が制御される。このようにして、モータ電流Iが制御され、モータジェネレータ28に所望のトルクが発生する。   Thereby, each phase arm of inverter 20 is switching-controlled in accordance with drive signals Du, Dv, Dw, and the current flowing through each phase coil of motor generator 28 is controlled. In this way, the motor current I is controlled, and a desired torque is generated in the motor generator 28.

入力電力算出部118、トルク測定部120、トルク推定部122、減算部124、磁石温度推定部126は、モータジェネレータ28の永久磁石の温度を推定する磁石温度推定部を構成する。   Input power calculation unit 118, torque measurement unit 120, torque estimation unit 122, subtraction unit 124, and magnet temperature estimation unit 126 constitute a magnet temperature estimation unit that estimates the temperature of the permanent magnet of motor generator 28.

入力電力算出部118は、dq/三相変換部110から電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*を受け、電流センサ46(図1)からモータ電流Iの検出値を受ける。そして、入力電力算出部118は、これらの電圧指令値およびモータ電流Iに基づいてモータジェネレータ28の入力電力Pinを算出し、その算出結果をトルク測定部120へ出力する。なお、電圧センサを設けて各相電圧を検出し、電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*に代えて各相電圧の検出値を用いてもよい。微分演算部116は、回転角センサ48からの回転角θに対して微分演算を行ない、モータジェネレータ28の回転速度ωを算出する。   Input power calculation unit 118 receives voltage command values Vu *, Vv *, Vw * from dq / three-phase conversion unit 110, and receives a detected value of motor current I from current sensor 46 (FIG. 1). Input power calculation unit 118 calculates input power Pin of motor generator 28 based on these voltage command values and motor current I, and outputs the calculation result to torque measurement unit 120. A voltage sensor may be provided to detect each phase voltage, and the detected value of each phase voltage may be used in place of the voltage command values Vu *, Vv *, and Vw *. The differential calculation unit 116 performs differential calculation on the rotation angle θ from the rotation angle sensor 48 to calculate the rotation speed ω of the motor generator 28.

トルク測定部120は、入力電力算出部118によって算出されたモータジェネレータ28の入力電力Pinおよび微分演算部116によって算出された回転速度ωに基づいて、次式を用いてモータジェネレータ28のトルクを測定する。   Torque measurement unit 120 measures torque of motor generator 28 using the following equation based on input power Pin of motor generator 28 calculated by input power calculation unit 118 and rotation speed ω calculated by differential operation unit 116. To do.

測定トルクTa=(Pin×η)/ω …(1)
ここで、ηはモータ効率であり、予め測定される。この測定トルクTaは、モータジェネレータ28の入力電力および回転速度の各実績に基づいて算出されるモータジェネレータ28の実際のトルクを示すものである。
Measurement torque Ta = (Pin × η) / ω (1)
Here, η is motor efficiency and is measured in advance. The measured torque Ta indicates the actual torque of the motor generator 28 calculated based on the actual results of the input power and the rotational speed of the motor generator 28.

一方、トルク推定部122は、予め作成された電流−トルクマップを用いて、三相/dq変換部114から出力されるd軸電流測定値Idおよびq軸電流測定値Iqに基づいてモータジェネレータ28のトルクを推定する。ここで、この電流−トルクマップは、モータジェネレータ28の磁石温度がある一定温度のときに測定された電流およびトルクのデータから作成されたものである。したがって、このトルク推定部122により推定される推定トルクTeは、磁石温度がある温度(基準温度)のときのモータジェネレータ28のトルクを推定したものである。   On the other hand, the torque estimation unit 122 uses a current-torque map created in advance to generate a motor generator 28 based on the d-axis current measurement value Id and the q-axis current measurement value Iq output from the three-phase / dq conversion unit 114. Estimate the torque. Here, the current-torque map is created from data of current and torque measured when the magnet temperature of the motor generator 28 is a certain constant temperature. Therefore, the estimated torque Te estimated by the torque estimating unit 122 is an estimate of the torque of the motor generator 28 when the magnet temperature is a certain temperature (reference temperature).

減算部124は、トルク測定部120により測定された測定トルクTaから、トルク推定部122により推定された推定トルクTeを減算し、その演算結果を磁石温度推定部126へ出力する。この減算部124によって算出される、測定トルクTaと推定トルクTeとの差は、モータジェネレータ28の磁石温度が基準温度から変化したことにより生じたモータジェネレータ28のトルク変化を示すものである。   The subtracting unit 124 subtracts the estimated torque Te estimated by the torque estimating unit 122 from the measured torque Ta measured by the torque measuring unit 120 and outputs the calculation result to the magnet temperature estimating unit 126. The difference between the measured torque Ta and the estimated torque Te calculated by the subtracting unit 124 indicates the torque change of the motor generator 28 caused by the change in the magnet temperature of the motor generator 28 from the reference temperature.

磁石温度推定部126は、予め作成された磁石温度推定マップを用いて、減算部124の算出結果(測定トルクTaと推定トルクTeとの差)に基づいてロータの磁石温度を推定する。ここで、磁石温度推定マップは、モータジェネレータ28の永久磁石の温度特性を用いて、上記基準温度からの永久磁石の温度差とその温度差によるモータジェネレータ28のトルク変化との関係を求めることによって予め作成される。   The magnet temperature estimation unit 126 estimates the magnet temperature of the rotor based on the calculation result of the subtraction unit 124 (difference between the measured torque Ta and the estimated torque Te) using a magnet temperature estimation map created in advance. Here, the magnet temperature estimation map uses the temperature characteristics of the permanent magnet of the motor generator 28 to obtain the relationship between the temperature difference of the permanent magnet from the reference temperature and the torque change of the motor generator 28 due to the temperature difference. Created in advance.

より詳しくは、永久磁石の温度特性データから磁石温度の変化による磁束変化量が分かるので、この温度特性を用いて、永久磁石の温度変化によるモータジェネレータ28のトルク変化を求めることができる。そこで、トルク推定部122において用いられる電流−トルクマップを作成する際の上記基準温度を基準にして磁石温度とトルク変化量との関係を求めることによって、測定トルクTaと推定トルクTeとの差から磁石温度を推定するための磁石温度推定マップを作成できる。   More specifically, since the amount of magnetic flux change due to a change in magnet temperature is known from the temperature characteristic data of the permanent magnet, the change in torque of the motor generator 28 due to the temperature change of the permanent magnet can be obtained using this temperature characteristic. Therefore, the relationship between the measured torque Ta and the estimated torque Te is obtained by obtaining the relationship between the magnet temperature and the amount of torque change with reference to the reference temperature when the current-torque map used in the torque estimating unit 122 is created. A magnet temperature estimation map for estimating the magnet temperature can be created.

図3は、磁石温度推定マップの一例を示した図である。図3を参照して、測定トルクTaと推定トルクTeとの差が零のとき、磁石温度は基準温度TEMP0であると推定される。そして、差が負のとき、すなわち、磁石温度が基準温度TEMP0であるときのトルクを示す推定トルクTeよりも実際のトルクを示す測定トルクTaの方が小さいときは、磁石温度は基準温度TEMP0よりも高いものと推定され、差が正のときは、磁石温度は基準温度TEMP0よりも低いものと推定される。   FIG. 3 is a diagram showing an example of a magnet temperature estimation map. Referring to FIG. 3, when the difference between measured torque Ta and estimated torque Te is zero, the magnet temperature is estimated to be reference temperature TEMP0. When the difference is negative, that is, when the measured torque Ta indicating the actual torque is smaller than the estimated torque Te indicating the torque when the magnet temperature is the reference temperature TEMP0, the magnet temperature is lower than the reference temperature TEMP0. When the difference is positive, the magnet temperature is estimated to be lower than the reference temperature TEMP0.

なお、この図3では、測定トルクTaおよび推定トルクTeの差と磁石温度との関係が線形のように示されているが、この関係は、永久磁石の温度特性データに依存するものであり、図3に示したような関係に限定されるものではない。   In FIG. 3, the relationship between the difference between the measured torque Ta and the estimated torque Te and the magnet temperature is shown as linear, but this relationship depends on the temperature characteristic data of the permanent magnet. The relationship is not limited to that shown in FIG.

再び図2を参照して、トルク制限部128は、磁石温度推定部126によって推定された磁石温度TEMPに基づいてモータジェネレータ28のトルクを制限する。より詳しくは、トルク制限部128は、推定された磁石温度TEMPが予め定められた所定温度を超えると、モータジェネレータ28のトルクを制限するためのトルク制限指令を出力する。なお、このトルク制限指令を用いてトルク指令値TRを制限することによりモータジェネレータ28のトルクが制限される。   Referring again to FIG. 2, torque limiter 128 limits the torque of motor generator 28 based on magnet temperature TEMP estimated by magnet temperature estimator 126. More specifically, torque limiter 128 outputs a torque limit command for limiting the torque of motor generator 28 when estimated magnet temperature TEMP exceeds a predetermined temperature. The torque of motor generator 28 is limited by limiting torque command value TR using this torque limit command.

この制御装置30においては、モータジェネレータ28の実際のトルクがトルク測定部120によって測定される。また、モータジェネレータ28の磁石温度がある基準温度TEMP0であるとした場合のモータジェネレータ28のトルクがトルク推定部122によって推定される。そして、測定トルクTaと推定トルクTeとの差が減算部124によって算出され、磁石温度推定部126において、永久磁石の温度特性を用いて予め作成された磁石温度推定マップを用いて、減算部124の算出結果に基づいてモータジェネレータ28の磁石温度が推定される。   In the control device 30, the actual torque of the motor generator 28 is measured by the torque measuring unit 120. Further, the torque estimating unit 122 estimates the torque of the motor generator 28 when it is assumed that the magnet temperature of the motor generator 28 is a certain reference temperature TEMP0. Then, the difference between the measured torque Ta and the estimated torque Te is calculated by the subtractor 124, and the magnet temperature estimator 126 uses the magnet temperature estimation map created in advance using the temperature characteristics of the permanent magnet to use the subtractor 124. Based on the calculation result, the magnet temperature of the motor generator 28 is estimated.

図4は、図1に示した制御装置30による磁石温度の推定処理の流れを示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、一定時間毎または所定の条件が成立するごとに実行される。図4を参照して、制御装置30は、電流センサ46(図1)からのモータ電流I(三相電流)の検出値をd軸電流測定値Idおよびq軸電流測定値Iqに変換する(ステップS10)。   FIG. 4 is a flowchart showing a flow of a magnet temperature estimation process by the control device 30 shown in FIG. Note that the processing shown in this flowchart is executed at regular time intervals or whenever a predetermined condition is satisfied. Referring to FIG. 4, control device 30 converts the detected value of motor current I (three-phase current) from current sensor 46 (FIG. 1) into d-axis current measurement value Id and q-axis current measurement value Iq ( Step S10).

次いで、制御装置30は、モータジェネレータ28の磁石温度がある一定温度のときに測定された電流およびトルクのデータに基づき予め作成された上述の電流−トルクマップを用いて、ステップS10において算出されたd軸電流測定値Idおよびq軸電流測定値Iqに基づいてモータジェネレータ28のトルクを推定する(ステップS20)。   Next, control device 30 calculates in step S10 using the above-described current-torque map created in advance based on the current and torque data measured when the magnet temperature of motor generator 28 is a certain constant temperature. The torque of motor generator 28 is estimated based on d-axis current measurement value Id and q-axis current measurement value Iq (step S20).

続いて、制御装置30は、モータジェネレータ28の入力電力Pinを測定する(ステップS30)。たとえば、制御装置30は、各相電圧指令値と電流センサ46によって検出されるモータ電流Iとに基づいて入力電力Pinを算出可能である。あるいは、各相電圧指令値の代わりに、電圧センサを設けて各相電圧の検出値を用いてもよい。   Subsequently, control device 30 measures input power Pin of motor generator 28 (step S30). For example, control device 30 can calculate input power Pin based on each phase voltage command value and motor current I detected by current sensor 46. Alternatively, instead of each phase voltage command value, a voltage sensor may be provided and the detected value of each phase voltage may be used.

そして、制御装置30は、ステップS30において測定された入力電力Pinと、回転角センサ48(図1)からの回転角θを微分処理することによって得られる回転速度ωとに基づいて、上述した式(1)を用いてモータジェネレータ28のトルクを測定する(ステップS40)。   And the control apparatus 30 is based on the input electric power Pin measured in step S30, and rotational speed (omega) obtained by differentiating rotational angle (theta) from the rotational angle sensor 48 (FIG. 1), and the type | formula mentioned above. The torque of motor generator 28 is measured using (1) (step S40).

次いで、制御装置30は、ステップS40において測定された測定トルクTaと、ステップS20において推定された推定トルクTeとの差を算出する(ステップS50)。そして、制御装置30は、モータジェネレータ28の永久磁石の温度特性データを用いて予め作成された上述の磁石温度推定マップを用いて、ステップS50の算出結果に基づいてモータジェネレータ28の磁石温度を推定する(ステップS60)。   Next, the control device 30 calculates a difference between the measured torque Ta measured in step S40 and the estimated torque Te estimated in step S20 (step S50). Then, control device 30 estimates the magnet temperature of motor generator 28 based on the calculation result in step S50, using the above-described magnet temperature estimation map created in advance using the temperature characteristic data of the permanent magnet of motor generator 28. (Step S60).

さらに、制御装置30は、その推定された磁石温度TEMPに基づいてモータジェネレータ28のトルクを制限する(ステップS70)。具体的には、制御装置30は、推定された磁石温度TEMPが予め定められた所定温度を超えると、トルク指令値TRを制限することによってモータジェネレータ28のトルクを制限する。   Further, control device 30 limits the torque of motor generator 28 based on the estimated magnet temperature TEMP (step S70). Specifically, control device 30 limits torque of motor generator 28 by limiting torque command value TR when estimated magnet temperature TEMP exceeds a predetermined temperature.

以上のように、この実施の形態1においては、モータジェネレータ28の磁石温度が基準温度TEMP0のときに測定された電流およびトルクのデータに基づいて予め作成された電流−トルクマップを用いて、d軸電流測定値Idおよびq軸電流測定値Iqに基づいてモータジェネレータ28のトルクが推定される。また、モータジェネレータ28の入力電力Pinおよび回転速度ωに基づいてモータジェネレータ28の実際のトルクが測定され、測定トルクTaと推定トルクTeとの差が算出される。そして、永久磁石の温度特性を用いて、基準温度TEMP0からの永久磁石の温度差とその温度差によるモータジェネレータ28のトルク変化との関係を求めることによって予め作成された磁石温度推定マップを用いて、測定トルクTaと推定トルクTeとの差の算出結果に基づいて永久磁石の温度が推定される。   As described above, in the first embodiment, the current-torque map created in advance based on the current and torque data measured when the magnet temperature of the motor generator 28 is the reference temperature TEMP0 is used. Torque of motor generator 28 is estimated based on measured shaft current value Id and measured q-axis current value Iq. Further, the actual torque of motor generator 28 is measured based on input power Pin and rotational speed ω of motor generator 28, and the difference between measured torque Ta and estimated torque Te is calculated. Then, by using the temperature characteristics of the permanent magnet, a relationship between the temperature difference of the permanent magnet from the reference temperature TEMP0 and the torque change of the motor generator 28 due to the temperature difference is used, and a magnet temperature estimation map prepared in advance is used. The temperature of the permanent magnet is estimated based on the calculation result of the difference between the measured torque Ta and the estimated torque Te.

このように、永久磁石の温度は、磁石温度推定マップを用いて推定されるところ、この磁石温度推定マップを作成するに際しては、磁石温度を変更しながら計測するパラメータ(永久磁石の温度が基準温度TEMP0のときのトルクを示す推定トルクからのトルク変化量)の数が少なくてすむ。したがって、この実施の形態1によれば、モータジェネレータ28の磁石温度を簡易に推定することができる。   In this way, the temperature of the permanent magnet is estimated using the magnet temperature estimation map. When creating this magnet temperature estimation map, parameters to be measured while changing the magnet temperature (the temperature of the permanent magnet is the reference temperature). The number of torque changes from the estimated torque indicating the torque at TEMP0 can be reduced. Therefore, according to the first embodiment, the magnet temperature of motor generator 28 can be easily estimated.

また、この実施の形態1によれば、推定された磁石温度に基づいてモータジェネレータ28のトルクが制限されるので、モータジェネレータ28が過熱するのを防止することができる。   Further, according to the first embodiment, since the torque of motor generator 28 is limited based on the estimated magnet temperature, it is possible to prevent motor generator 28 from overheating.

[実施の形態2]
図5は、実施の形態2における制御装置の機能ブロック図である。図5を参照して、この制御装置30Aは、図1に示した実施の形態1における制御装置30の構成において、トルク制限部128に代えて異常検出部130を含む。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a functional block diagram of the control device according to the second embodiment. Referring to FIG. 5, control device 30A includes an abnormality detecting unit 130 instead of torque limiting unit 128 in the configuration of control device 30 in the first embodiment shown in FIG.

異常検出部130は、磁石温度推定部126によって推定された磁石温度TEMPに基づいてモータジェネレータ28の異常を検出する。より詳しくは、異常検出部130は、推定された磁石温度TEMPが予め定められた所定温度を超えると、モータジェネレータ28が異常であると判定し、アラームを報知するための信号ARMを出力する。   Abnormality detection unit 130 detects an abnormality in motor generator 28 based on magnet temperature TEMP estimated by magnet temperature estimation unit 126. More specifically, when the estimated magnet temperature TEMP exceeds a predetermined temperature, the abnormality detection unit 130 determines that the motor generator 28 is abnormal and outputs a signal ARM for notifying an alarm.

なお、制御装置30Aのその他の構成は、実施の形態1における制御装置30と同じである。   The other configuration of control device 30A is the same as that of control device 30 in the first embodiment.

図6は、実施の形態2における制御装置30Aによる磁石温度の推定処理の流れを示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、一定時間毎または所定の条件が成立するごとに実行される。図6を参照して、このフローチャートは、図4に示したフローチャートにおいて、ステップS70に代えてステップS72を含む。   FIG. 6 is a flowchart showing a flow of a magnet temperature estimation process performed by control device 30A in the second embodiment. Note that the processing shown in this flowchart is also executed at regular time intervals or whenever a predetermined condition is satisfied. Referring to FIG. 6, this flowchart includes step S72 instead of step S70 in the flowchart shown in FIG.

すなわち、ステップS60においてモータジェネレータ28の磁石温度が推定されると、制御装置30Aは、上述した方法により、推定された磁石温度TEMPに基づいてモータジェネレータ28の異常有無を判定する(ステップS72)。そして、モータジェネレータ28の異常が検出されると、制御装置30Aはアラームを出力する。   That is, when the magnet temperature of motor generator 28 is estimated in step S60, control device 30A determines the presence or absence of abnormality of motor generator 28 based on the estimated magnet temperature TEMP by the method described above (step S72). When abnormality of motor generator 28 is detected, control device 30A outputs an alarm.

以上のように、この実施の形態2によれば、モータジェネレータ28の磁石温度を推定し、その推定された磁石温度に基づいてモータジェネレータ28の異常を検出するので、モータジェネレータ28の劣化や故障等を適切に検出することができる。   As described above, according to the second embodiment, the magnet temperature of motor generator 28 is estimated, and abnormality of motor generator 28 is detected based on the estimated magnet temperature. Etc. can be detected appropriately.

[実施の形態3]
図7は、実施の形態3における制御装置の機能ブロック図である。図7を参照して、この制御装置30Bは、図1に示した実施の形態1における制御装置30の構成において、トルク制限部128に代えてトルク補正部132を含む。
[Embodiment 3]
FIG. 7 is a functional block diagram of the control device according to the third embodiment. Referring to FIG. 7, control device 30 </ b> B includes a torque correction unit 132 instead of torque limiting unit 128 in the configuration of control device 30 in the first embodiment shown in FIG. 1.

トルク補正部132は、磁石温度推定部126によって推定された磁石温度TEMPに基づいてモータジェネレータ28のトルクを補正する。より詳しくは、上述のように、磁石温度が変化するとモータジェネレータ28のトルクは変化し、トルク指令値TRに対して磁石温度に応じた誤差が発生する。そこで、トルク補正部132は、トルクの制御精度を向上させるために、推定された磁石温度TEMPに基づいてモータジェネレータ28のトルクを補正する。なお、一例として、トルク補正部132は、推定された磁石温度TEMPに基づいてモータジェネレータ28のトルク補正値をマップ等から求め、このトルク補正値によりトルク指令値TRを補正することによってモータジェネレータ28のトルクを補正する。   Torque correction unit 132 corrects the torque of motor generator 28 based on magnet temperature TEMP estimated by magnet temperature estimation unit 126. More specifically, as described above, when the magnet temperature changes, the torque of the motor generator 28 changes, and an error corresponding to the magnet temperature occurs with respect to the torque command value TR. Therefore, the torque correction unit 132 corrects the torque of the motor generator 28 based on the estimated magnet temperature TEMP in order to improve the torque control accuracy. As an example, the torque correction unit 132 obtains a torque correction value of the motor generator 28 from a map or the like based on the estimated magnet temperature TEMP, and corrects the torque command value TR with this torque correction value, thereby correcting the motor generator 28. Correct the torque.

なお、制御装置30Bのその他の構成は、実施の形態1における制御装置30と同じである。   The other configuration of control device 30B is the same as that of control device 30 in the first embodiment.

図8は、実施の形態3における制御装置30Bによる磁石温度の推定処理の流れを示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、一定時間毎または所定の条件が成立するごとに実行される。図8を参照して、このフローチャートは、図4に示したフローチャートにおいて、ステップS70に代えてステップS74を含む。   FIG. 8 is a flowchart showing a flow of a magnet temperature estimation process performed by control device 30B in the third embodiment. Note that the processing shown in this flowchart is also executed at regular time intervals or whenever a predetermined condition is satisfied. Referring to FIG. 8, this flowchart includes step S74 in place of step S70 in the flowchart shown in FIG.

すなわち、ステップS60においてモータジェネレータ28の磁石温度が推定されると、制御装置30Bは、上述した方法により、推定された磁石温度TEMPに基づいてモータジェネレータ28のトルクを補正する(ステップS74)。   That is, when the magnet temperature of motor generator 28 is estimated in step S60, control device 30B corrects the torque of motor generator 28 based on the estimated magnet temperature TEMP by the method described above (step S74).

以上のように、この実施の形態3によれば、モータジェネレータ28の磁石温度を推定し、その推定された磁石温度に基づいてモータジェネレータ28のトルクを補正するので、モータジェネレータ28のトルクの制御精度を向上させることができる。   As described above, according to the third embodiment, since the magnet temperature of motor generator 28 is estimated and the torque of motor generator 28 is corrected based on the estimated magnet temperature, the torque control of motor generator 28 is controlled. Accuracy can be improved.

なお、上記の各実施の形態においては、トルク測定部120により式(1)を用いてモータジェネレータ28のトルクを測定するものとしたが、トルクセンサを設けてモータジェネレータ28のトルクを測定してもよい。   In each of the above embodiments, the torque measurement unit 120 measures the torque of the motor generator 28 using the formula (1). However, a torque sensor is provided to measure the torque of the motor generator 28. Also good.

また、上記の各実施の形態において、蓄電装置10とインバータ20との間に、インバータ20の入力電圧を蓄電装置10の電圧以上の電圧に調整する昇圧コンバータを設けてもよい。   In each of the above embodiments, a boost converter that adjusts the input voltage of inverter 20 to a voltage equal to or higher than the voltage of power storage device 10 may be provided between power storage device 10 and inverter 20.

なお、この発明は、モータジェネレータ28のみを動力源とする電気自動車のほか、動力源としてエンジンをさらに備えるハイブリッド車両や、車両走行用の電源として燃料電池を備える燃料電池車など、電動車両全般に適用可能である。   The present invention is applied to all electric vehicles such as an electric vehicle using only the motor generator 28 as a power source, a hybrid vehicle further including an engine as a power source, and a fuel cell vehicle including a fuel cell as a power source for driving the vehicle. Applicable.

なお、上記において、モータジェネレータ28は、この発明における「回転電機」の一実施例に対応し、減算部124は、この発明における「演算部」の一実施例に対応する。   In the above, motor generator 28 corresponds to an example of “rotary electric machine” in the present invention, and subtracting unit 124 corresponds to an example of “calculating unit” in the present invention.

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

この発明の実施の形態1による磁石温度推定装置を搭載した電動車両の電気回路図である。1 is an electric circuit diagram of an electric vehicle equipped with a magnet temperature estimation device according to Embodiment 1 of the present invention. 図1に示す制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control apparatus shown in FIG. トルク差−磁石温度マップを示した図である。It is the figure which showed the torque difference-magnet temperature map. 図1に示す制御装置による磁石温度の推定処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the estimation process of the magnet temperature by the control apparatus shown in FIG. 実施の形態2における制御装置の機能ブロック図である。6 is a functional block diagram of a control device according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態2における制御装置による磁石温度の推定処理の流れを示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a flow of magnet temperature estimation processing by the control device in the second embodiment. 実施の形態3における制御装置の機能ブロック図である。FIG. 10 is a functional block diagram of a control device in a third embodiment. 実施の形態3における制御装置による磁石温度の推定処理の流れを示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a flow of a magnet temperature estimation process performed by a control device according to Embodiment 3.

符号の説明Explanation of symbols

10 蓄電装置、20 インバータ、22 U相アーム、24 V相アーム、26 W相アーム、28 モータジェネレータ、30 制御装置、44 電圧センサ、46 電流センサ、48 回転角センサ、100 電動車両、102 損失補正部、104 電流指令生成部、106,108 PI制御部、110 dq/三相変換部、112 駆動信号生成部、114 三相/dq変換部、116 微分演算部、118 入力電力算出部、120 トルク測定部、122 トルク推定部、124 減算部、126 磁石温度推定部、128 トルク制限部、130 異常検出部、132 トルク補正部、PL 正極線、NL 負極線、C コンデンサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power storage device, 20 Inverter, 22 U-phase arm, 24 V-phase arm, 26 W-phase arm, 28 Motor generator, 30 Control device, 44 Voltage sensor, 46 Current sensor, 48 Rotation angle sensor, 100 Electric vehicle, 102 Loss correction Unit, 104 current command generation unit, 106, 108 PI control unit, 110 dq / three-phase conversion unit, 112 drive signal generation unit, 114 three-phase / dq conversion unit, 116 differentiation calculation unit, 118 input power calculation unit, 120 torque Measurement unit, 122 Torque estimation unit, 124 Subtraction unit, 126 Magnet temperature estimation unit, 128 Torque limit unit, 130 Abnormality detection unit, 132 Torque correction unit, PL positive line, NL negative line, C capacitor

Claims (13)

永久磁石を有する回転子を備えた回転電機の磁石温度推定装置であって、
前記永久磁石が所定の温度のときに予め測定された前記回転電機の電流とトルクとの関係を用いて、前記回転電機に流れる電流に基づいて前記回転電機のトルクを推定するトルク推定部と、
前記回転電機のトルクを測定するトルク測定部と、
前記トルク測定部によって測定された測定トルクと前記トルク推定部によって推定された推定トルクとの差を算出する演算部と、
前記測定トルクおよび前記推定トルクの差と前記永久磁石の温度との予め定められた関係を用いて、前記演算部の算出結果に基づいて前記永久磁石の温度を推定する磁石温度推定部とを備える、回転電機の磁石温度推定装置。
A magnet temperature estimation device for a rotating electrical machine including a rotor having a permanent magnet,
A torque estimation unit that estimates the torque of the rotating electrical machine based on the current flowing through the rotating electrical machine using the relationship between the current and torque of the rotating electrical machine measured in advance when the permanent magnet is at a predetermined temperature;
A torque measuring unit for measuring the torque of the rotating electrical machine;
An arithmetic unit that calculates a difference between the measured torque measured by the torque measuring unit and the estimated torque estimated by the torque estimating unit;
A magnet temperature estimator that estimates a temperature of the permanent magnet based on a calculation result of the calculator using a predetermined relationship between the difference between the measured torque and the estimated torque and the temperature of the permanent magnet; A magnet temperature estimation device for a rotating electrical machine.
前記磁石温度推定部は、前記測定トルクおよび前記推定トルクの差と前記永久磁石の温度との関係を示すマップを用いて、前記演算部の算出結果に基づいて前記永久磁石の温度を推定し、
前記マップは、前記永久磁石の温度特性に基づいて、前記所定の温度を基準とした前記永久磁石の温度差とその温度差による前記回転電機のトルク変化との関係を求めることによって予め作成される、請求項1に記載の回転電機の磁石温度推定装置。
The magnet temperature estimation unit estimates the temperature of the permanent magnet based on the calculation result of the calculation unit, using a map showing a relationship between the measured torque and the difference between the estimated torque and the temperature of the permanent magnet,
The map is created in advance by determining a relationship between a temperature difference of the permanent magnet based on the predetermined temperature and a torque change of the rotating electrical machine due to the temperature difference based on the temperature characteristics of the permanent magnet. The apparatus for estimating a magnet temperature of a rotating electrical machine according to claim 1.
前記トルク測定部は、前記回転電機に与えられる電力と前記回転電機の回転速度とに基づいて前記回転電機のトルクを測定する、請求項1または請求項2に記載の回転電機の磁石温度推定装置。   3. The magnet temperature estimating device for a rotating electrical machine according to claim 1, wherein the torque measuring unit measures the torque of the rotating electrical machine based on electric power given to the rotating electrical machine and a rotational speed of the rotating electrical machine. . 前記磁石温度推定部によって推定された前記永久磁石の温度に基づいて前記回転電機のトルクを制限するトルク制限部をさらに備える、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の回転電機の磁石温度推定装置。   4. The rotating electrical machine according to claim 1, further comprising a torque limiting unit that limits a torque of the rotating electrical machine based on the temperature of the permanent magnet estimated by the magnet temperature estimating unit. 5. Magnet temperature estimation device. 前記磁石温度推定部によって推定された前記永久磁石の温度に基づいて前記回転電機の異常を検出する異常検出部をさらに備える、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の回転電機の磁石温度推定装置。   4. The rotating electrical machine according to claim 1, further comprising an abnormality detection unit that detects an abnormality of the rotating electrical machine based on the temperature of the permanent magnet estimated by the magnet temperature estimation unit. 5. Magnet temperature estimation device. 前記磁石温度推定部によって推定された前記永久磁石の温度に基づいて前記回転電機のトルクを補正するトルク補正部をさらに備える、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の回転電機の磁石温度推定装置。   4. The rotating electrical machine according to claim 1, further comprising a torque correcting unit that corrects the torque of the rotating electrical machine based on the temperature of the permanent magnet estimated by the magnet temperature estimating unit. 5. Magnet temperature estimation device. 永久磁石を有する回転子を含み、車両の駆動軸に回転軸が連結される回転電機と、
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の回転電機の磁石温度推定装置とを備える電動車両。
A rotating electrical machine including a rotor having a permanent magnet and having a rotating shaft coupled to a drive shaft of the vehicle;
An electric vehicle provided with the magnet temperature estimation apparatus of a rotary electric machine of any one of Claims 1-6.
永久磁石を有する回転子を備えた回転電機の磁石温度推定方法であって、
前記永久磁石が所定の温度のときに予め測定された前記回転電機の電流とトルクとの関係を用いて、前記回転電機に流れる電流に基づいて前記回転電機のトルクを推定するステップと、
前記回転電機のトルクを測定するステップと、
その測定された測定トルクと前記回転電機に流れる電流に基づいて推定された推定トルクとの差を算出するステップと、
前記測定トルクおよび前記推定トルクの差と前記永久磁石の温度との予め定められた関係を用いて、前記差を算出するステップの算出結果に基づいて前記永久磁石の温度を推定するステップとを備える、回転電機の磁石温度推定方法。
A method for estimating a magnet temperature of a rotating electrical machine including a rotor having a permanent magnet,
Estimating the torque of the rotating electrical machine based on the current flowing in the rotating electrical machine using the relationship between the current and torque of the rotating electrical machine measured in advance when the permanent magnet is at a predetermined temperature;
Measuring the torque of the rotating electrical machine;
Calculating a difference between the measured torque measured and an estimated torque estimated based on a current flowing through the rotating electrical machine;
Estimating the temperature of the permanent magnet based on the calculation result of the step of calculating the difference using a predetermined relationship between the difference between the measured torque and the estimated torque and the temperature of the permanent magnet. The method for estimating the magnet temperature of a rotating electrical machine.
前記永久磁石の温度を推定するステップにおいて、前記測定トルクおよび前記推定トルクの差と前記永久磁石の温度との関係を示すマップを用いて、前記差を算出するステップの算出結果に基づいて前記永久磁石の温度が推定され、
前記マップは、前記永久磁石の温度特性に基づいて、前記所定の温度を基準とした前記永久磁石の温度差とその温度差による前記回転電機のトルク変化との関係を求めることによって予め作成される、請求項8に記載の回転電機の磁石温度推定方法。
In the step of estimating the temperature of the permanent magnet, the permanent torque is calculated based on a calculation result of the step of calculating the difference using a map indicating a relationship between the measured torque and the difference between the estimated torque and the temperature of the permanent magnet. The temperature of the magnet is estimated,
The map is created in advance by determining a relationship between a temperature difference of the permanent magnet based on the predetermined temperature and a torque change of the rotating electrical machine due to the temperature difference based on the temperature characteristics of the permanent magnet. The method for estimating a magnet temperature of a rotating electrical machine according to claim 8.
前記トルクを測定するステップにおいて、前記回転電機に与えられる電力と前記回転電機の回転速度とに基づいて前記回転電機のトルクが測定される、請求項8または請求項9に記載の回転電機の磁石温度推定方法。   The magnet of the rotating electrical machine according to claim 8 or 9, wherein in the step of measuring the torque, the torque of the rotating electrical machine is measured based on electric power applied to the rotating electrical machine and a rotation speed of the rotating electrical machine. Temperature estimation method. 前記永久磁石の温度を推定するステップにおいて推定された前記永久磁石の温度に基づいて前記回転電機のトルクを制限するステップをさらに備える、請求項8から請求項10のいずれか1項に記載の回転電機の磁石温度推定方法。   The rotation according to any one of claims 8 to 10, further comprising a step of limiting torque of the rotating electrical machine based on the temperature of the permanent magnet estimated in the step of estimating the temperature of the permanent magnet. Method for estimating the magnet temperature of an electric machine. 前記永久磁石の温度を推定するステップにおいて推定された前記永久磁石の温度に基づいて前記回転電機の異常を検出するステップをさらに備える、請求項8から請求項10のいずれか1項に記載の回転電機の磁石温度推定方法。   The rotation according to any one of claims 8 to 10, further comprising a step of detecting an abnormality of the rotating electrical machine based on the temperature of the permanent magnet estimated in the step of estimating the temperature of the permanent magnet. Method for estimating the magnet temperature of an electric machine. 前記永久磁石の温度を推定するステップにおいて推定された前記永久磁石の温度に基づいて前記回転電機のトルクを補正するステップをさらに備える、請求項8から請求項10のいずれか1項に記載の回転電機の磁石温度推定方法。   The rotation according to any one of claims 8 to 10, further comprising a step of correcting torque of the rotating electrical machine based on the temperature of the permanent magnet estimated in the step of estimating the temperature of the permanent magnet. Method for estimating the magnet temperature of an electric machine.
JP2008109330A 2008-04-18 2008-04-18 Magnet temperature estimating device for rotating electric machine and electric vehicle equipped with the same, and method of estimating magnet temperature for the rotating electric machine Withdrawn JP2009261182A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008109330A JP2009261182A (en) 2008-04-18 2008-04-18 Magnet temperature estimating device for rotating electric machine and electric vehicle equipped with the same, and method of estimating magnet temperature for the rotating electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008109330A JP2009261182A (en) 2008-04-18 2008-04-18 Magnet temperature estimating device for rotating electric machine and electric vehicle equipped with the same, and method of estimating magnet temperature for the rotating electric machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009261182A true JP2009261182A (en) 2009-11-05

Family

ID=41387876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008109330A Withdrawn JP2009261182A (en) 2008-04-18 2008-04-18 Magnet temperature estimating device for rotating electric machine and electric vehicle equipped with the same, and method of estimating magnet temperature for the rotating electric machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009261182A (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012090361A (en) * 2010-10-15 2012-05-10 Denso Corp Controller for rotary machine
KR101210437B1 (en) 2010-11-05 2012-12-10 현대로템 주식회사 Indirect measuring method of the temperature of the permanent magnet in rotor comprised in permanent magnet synchronous motor
KR101252545B1 (en) * 2011-07-05 2013-04-08 현대로템 주식회사 An indirect measuring method of average temperature of permanent magnet in rotor comprised in permanent magnet synchronous motor
JP2013085377A (en) * 2011-10-11 2013-05-09 Mitsubishi Electric Corp Synchronous machine controller
WO2013108877A1 (en) * 2012-01-20 2013-07-25 三菱電機株式会社 Control device and control method for permanent magnet electric motor
JP2013158086A (en) * 2012-01-27 2013-08-15 Toshiba Schneider Inverter Corp Inverter device
JP2013258809A (en) * 2012-06-11 2013-12-26 Nissan Motor Co Ltd Motor control device
JP2016187250A (en) * 2015-03-27 2016-10-27 三菱電機株式会社 Motor control device
JP2018093642A (en) * 2016-12-05 2018-06-14 東洋電機製造株式会社 Temperature estimation device
CN110299889A (en) * 2018-03-22 2019-10-01 本田技研工业株式会社 The control method of rotary motor unit, vehicle and rotary motor unit
WO2020202655A1 (en) * 2019-03-29 2020-10-08 株式会社日立製作所 Drive device for permanent-magnet synchronous machine, torque compensation method for permanent-magnet synchronous machine, and electric vehicle
EP4113827A1 (en) * 2021-07-01 2023-01-04 Siemens Aktiengesellschaft Temperature determination method for magnet temperatures on magnets of electric motors

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012090361A (en) * 2010-10-15 2012-05-10 Denso Corp Controller for rotary machine
KR101210437B1 (en) 2010-11-05 2012-12-10 현대로템 주식회사 Indirect measuring method of the temperature of the permanent magnet in rotor comprised in permanent magnet synchronous motor
KR101252545B1 (en) * 2011-07-05 2013-04-08 현대로템 주식회사 An indirect measuring method of average temperature of permanent magnet in rotor comprised in permanent magnet synchronous motor
JP2013085377A (en) * 2011-10-11 2013-05-09 Mitsubishi Electric Corp Synchronous machine controller
JPWO2013108877A1 (en) * 2012-01-20 2015-05-11 三菱電機株式会社 Control device and control method for permanent magnet motor
CN104081652A (en) * 2012-01-20 2014-10-01 三菱电机株式会社 Control device and control method for permanent magnet electric motor
WO2013108877A1 (en) * 2012-01-20 2013-07-25 三菱電機株式会社 Control device and control method for permanent magnet electric motor
US9160272B2 (en) 2012-01-20 2015-10-13 Mitsubishi Electric Corporation Control device and control method for permanent magnet motor
JP2013158086A (en) * 2012-01-27 2013-08-15 Toshiba Schneider Inverter Corp Inverter device
JP2013258809A (en) * 2012-06-11 2013-12-26 Nissan Motor Co Ltd Motor control device
JP2016187250A (en) * 2015-03-27 2016-10-27 三菱電機株式会社 Motor control device
JP2018093642A (en) * 2016-12-05 2018-06-14 東洋電機製造株式会社 Temperature estimation device
CN110299889A (en) * 2018-03-22 2019-10-01 本田技研工业株式会社 The control method of rotary motor unit, vehicle and rotary motor unit
WO2020202655A1 (en) * 2019-03-29 2020-10-08 株式会社日立製作所 Drive device for permanent-magnet synchronous machine, torque compensation method for permanent-magnet synchronous machine, and electric vehicle
EP4113827A1 (en) * 2021-07-01 2023-01-04 Siemens Aktiengesellschaft Temperature determination method for magnet temperatures on magnets of electric motors
WO2023274664A1 (en) * 2021-07-01 2023-01-05 Siemens Aktiengesellschaft Temperature determination method for magnet temperatures on magnets of electric motors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009261182A (en) Magnet temperature estimating device for rotating electric machine and electric vehicle equipped with the same, and method of estimating magnet temperature for the rotating electric machine
JP5055246B2 (en) Control device for rotating electrical machine
US9054613B2 (en) Motor drive apparatus and vehicle with the same mounted thereon
JP5091535B2 (en) Motor control device
EP2770625B1 (en) Magnet flux amount estimation device, abnormal demagnetize determination device, synchronous motor driving device, and electric motor car
US9473059B2 (en) Control apparatus for AC motor
US9331627B2 (en) Control apparatus for AC motor
US9590551B2 (en) Control apparatus for AC motor
US9318982B2 (en) Control apparatus for AC motor
US10536101B2 (en) Control device for alternating current motor
JP2011050183A (en) Inverter device
JP5605312B2 (en) Rotating machine control device
JP2013150448A (en) Vehicle, and vehicle control method
US10622925B2 (en) Control device and control method
JP2019122188A (en) Motor control device and demagnetization determination circuit
EP2853025A2 (en) Control device for rotating electrical machine, and rotating electrical machine drive system including control device
JP5884747B2 (en) AC motor control device
JP2021168568A (en) Motor drive system
JP2021168566A (en) Motor drive system
US11699971B2 (en) Electric vehicle and diagnosis method for electric vehicle
JP2014117013A (en) Control device for motor and vehicle with motor mounted therein as drive source
JP3742582B2 (en) Electric vehicle control device
WO2024084566A1 (en) Electric power converter control device and electric power conversion device
JP2007159349A (en) Controller for motor
JP2015082853A (en) Motor control system

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20091228

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20091228

A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20110705