JP2013093929A - Controlling device of permanent magnet rotary electric machine - Google Patents

Controlling device of permanent magnet rotary electric machine Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow a limit value of an output set to prevent demagnetization to be variable and further allows a high output to be obtained in a wider range in a permanent magnet rotary electric machine.SOLUTION: A controlling device of a permanent magnet rotary electric machine is provided with a coil temperature detector 52 for detecting a coil temperature substituted for a temperature of a permanent magnet and a flow rate detector 54 for detecting a flow rate of coolant which is fed to a coil end 28 and performs cooling. An output upper limit setting section 56 sets an output upper limit value on the basis of the coil temperature detected and the flow rate of the coolant detected by referring to a relation between a set of the coil temperature and the flow rate of the coolant and the output upper limit value held beforehand. A controller 36 drive-controls a rotary electric machine 10 within a range not exceeding the output upper limit value set. In response to the flow rate of the coolant, the output upper limit value becomes variable. Accordingly, a high output can be obtained in a wider range.

Description

本発明は、ロータに永久磁石を配置した永久磁石回転電機の制御装置に関し、特に、回転電機の出力を制限する制御に関する。   The present invention relates to a control device for a permanent magnet rotating electrical machine in which a permanent magnet is disposed on a rotor, and more particularly to control for limiting the output of the rotating electrical machine.

電気エネルギを回転の運動エネルギに変換する電動機、回転の運動エネルギを電気エネルギに変換する発電機、さらに電動機と発電機どちらにも機能する電気機器が知られている。以下において、これらの電気機器を回転電機と記す。   An electric motor that converts electrical energy into rotational kinetic energy, a generator that converts rotational kinetic energy into electrical energy, and an electric device that functions as both the motor and the generator are known. Hereinafter, these electric devices are referred to as rotating electric machines.

回転電機は、同軸に配置されて相対的に回転する二つの部材を有する。通常は、一方が固定され、他方が回転する。固定された部材(ステータ)にコイルを配置し、このコイルに電力を供給することにより回転する磁界を形成する。この磁界との相互作用により他方の部材(ロータ)が回転する。   The rotating electrical machine has two members that are arranged coaxially and relatively rotate. Normally, one is fixed and the other rotates. A coil is arranged on a fixed member (stator), and a rotating magnetic field is formed by supplying electric power to the coil. The other member (rotor) is rotated by the interaction with the magnetic field.

ロータに永久磁石を配置し、ステータにより形成された回転磁界と前記の永久磁石の相互作用によりロータが回転する永久磁石回転電機が知られている。永久磁石は減磁、すなわち磁束密度の減少を起こすことがある。減磁の原因として、温度や外部磁界が知られている。永久磁石の発生する磁束に対し、逆向きの外部磁界を永久磁石に作用させると、永久磁石の磁束密度は低下する。外部磁界の磁束密度が小さければ、外部磁界を除去すれば永久磁石の磁束密度は元の値に復帰する。しかし、外部磁界の磁束密度がある値以上となると、外部磁界を除去しても永久磁石の磁束密度は元の値に戻らず、元の値より小さな値となる。つまり、減磁が発生する。   2. Description of the Related Art There is known a permanent magnet rotating electrical machine in which a permanent magnet is disposed on a rotor and the rotor rotates by the interaction between a rotating magnetic field formed by a stator and the permanent magnet. Permanent magnets can demagnetize, that is, reduce the magnetic flux density. As a cause of demagnetization, temperature and an external magnetic field are known. When an opposite external magnetic field is applied to the permanent magnet with respect to the magnetic flux generated by the permanent magnet, the magnetic flux density of the permanent magnet decreases. If the magnetic flux density of the external magnetic field is small, the magnetic flux density of the permanent magnet returns to the original value if the external magnetic field is removed. However, when the magnetic flux density of the external magnetic field exceeds a certain value, even if the external magnetic field is removed, the magnetic flux density of the permanent magnet does not return to the original value, but becomes a value smaller than the original value. That is, demagnetization occurs.

このような減磁の起こらない外部磁界の上限値は、保持力と呼ばれている。つまり、永久磁石はこの保持力以上の外部磁界が加わると、減磁が発生する。また、この保持力は温度によって変化する。例えば、フェライト磁石は、低温域において保持力が低下することが知られている。また、ネオジム磁石は高温域において保持力が低下することが知られている。   Such an upper limit value of the external magnetic field where demagnetization does not occur is called coercive force. That is, demagnetization occurs in the permanent magnet when an external magnetic field greater than this holding force is applied. Moreover, this holding force changes with temperature. For example, it is known that a ferrite magnet has a lower holding power in a low temperature range. In addition, it is known that neodymium magnets have a lower holding power at high temperatures.

永久磁石回転電機において、その永久磁石が減磁すると、この回転電機は所定の性能を発揮できなくなる。よって、永久磁石回転電機は、永久磁石の減磁が起こらない領域で運転する必要がある。このために、永久磁石の保持力が低下して減磁が生じる運転条件においては、ステータにより形成される回転磁界の磁束密度が保持力を上回らないようにするために、回転電機の出力を抑制する制御が行われる場合がある。下記特許文献1には、永久磁石の温度を検出し、検出された温度に応じて減磁が生じないように回転電機のトルク指令の上限値を設定する技術が開示されている。   In a permanent magnet rotating electrical machine, when the permanent magnet is demagnetized, the rotating electrical machine cannot exhibit a predetermined performance. Therefore, the permanent magnet rotating electric machine needs to be operated in an area where the demagnetization of the permanent magnet does not occur. For this reason, the output of the rotating electrical machine is suppressed in order to prevent the magnetic flux density of the rotating magnetic field formed by the stator from exceeding the holding force under operating conditions in which the holding force of the permanent magnet decreases and demagnetization occurs. Control may be performed. Patent Document 1 below discloses a technique for detecting the temperature of a permanent magnet and setting an upper limit value of a torque command for a rotating electrical machine so that demagnetization does not occur according to the detected temperature.

特開平9−289799号公報JP-A-9-289799

永久磁石回転電機において、永久磁石はロータ、すなわち回転する部材に配置され、この温度を直接検出することは難しい。そこで、回転電機の他の部位の温度から永久磁石の温度を推定すること、例えば他の部位の温度により永久磁石の温度を代用することが行われている。しかし、この他の部位の温度が永久磁石の温度と必ずしも一対一の関係となっていないため、大きな余裕をみて回転電機の出力上限値が設定されている。つまり、条件によっては、出力の制限が過剰となっており、より高い出力上限値を設定できる余地がある。   In a permanent magnet rotating electric machine, a permanent magnet is disposed on a rotor, that is, a rotating member, and it is difficult to directly detect this temperature. Therefore, estimating the temperature of the permanent magnet from the temperature of the other part of the rotating electrical machine, for example, substituting the temperature of the permanent magnet by the temperature of the other part. However, since the temperature of the other part does not necessarily have a one-to-one relationship with the temperature of the permanent magnet, the output upper limit value of the rotating electrical machine is set with a large margin. That is, depending on the conditions, the output limit is excessive, and there is room for setting a higher output upper limit value.

本発明は、減磁に対応した出力制限を抑制し、より広い領域で高い出力を得ることを目的とする。   An object of the present invention is to suppress output limitation corresponding to demagnetization and obtain a high output in a wider region.

本発明に係る永久磁石回転電機は、回転電機の所定部位に冷却液を送って、回転電機の冷却を行う。この永久磁石回転電機の制御装置は、永久磁石の温度の代わりとするために、回転電機の他の部分の温度を検出する温度検出器を有する。また、冷却液の流量を検出する流量検出器を有する。さらに、検出された温度と、流量に基づき、回転電機の出力上限値を設定する出力上限設定部を有し、設定された上限値以下となるように出力を制限して回転電機を制御する。   The permanent magnet rotating electrical machine according to the present invention cools the rotating electrical machine by sending a coolant to a predetermined part of the rotating electrical machine. In order to replace the temperature of the permanent magnet, the control device for the permanent magnet rotating electric machine has a temperature detector that detects the temperature of the other part of the rotating electric machine. Moreover, it has a flow rate detector for detecting the flow rate of the coolant. Furthermore, an output upper limit setting unit that sets an output upper limit value of the rotating electrical machine based on the detected temperature and flow rate is provided, and the output is controlled so as to be equal to or less than the set upper limit value, thereby controlling the rotating electrical machine.

前記出力上限設定部は、前記検出された流量が少ない場合、多い場合に比べて出力上限値を高く設定するようにできる。   The output upper limit setting unit can set the output upper limit value higher when the detected flow rate is small than when it is high.

また、本発明の他の態様の永久磁石回転電機の制御装置は、回転電機の所定部位に冷却液を送って、回転電機の冷却を行う。この永久磁石回転電機の制御装置は、永久磁石の温度を推定するために、回転電機の他の部分の温度を検出する温度検出器を有する。また、冷却液の流量を検出する流量検出器を有する。当該制御装置は、この検出された温度に基づき、回転電機の出力上限値を設定する出力上限設定部を有し、さらにこの出力上限値を検出された冷却液の流量に応じて変更する出力上限変更部を有する。設定された出力上限値、または出力上限値が変更された場合は変更された出力上限値以下となるように出力を制限して回転電機を制御する。   Moreover, the control apparatus of the permanent magnet rotary electric machine of the other aspect of this invention sends a cooling liquid to the predetermined site | part of a rotary electric machine, and cools a rotary electric machine. This control device for a permanent magnet rotating electric machine has a temperature detector for detecting the temperature of other parts of the rotating electric machine in order to estimate the temperature of the permanent magnet. Moreover, it has a flow rate detector for detecting the flow rate of the coolant. The control device has an output upper limit setting unit that sets the output upper limit value of the rotating electrical machine based on the detected temperature, and further outputs the output upper limit value that changes according to the detected coolant flow rate. Has a change part. When the set output upper limit value or the output upper limit value is changed, the rotating electric machine is controlled by limiting the output so as to be equal to or less than the changed output upper limit value.

冷却液の流量により影響を受ける永久磁石の温度と回転電機の他の部分の温度との関係を考慮して出力上限値を設定することにより、より広範囲で高い出力を得ることができる。   By setting the output upper limit value in consideration of the relationship between the temperature of the permanent magnet affected by the flow rate of the coolant and the temperature of the other part of the rotating electrical machine, a higher output can be obtained in a wider range.

本実施形態の回転電機およびその制御装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the rotary electric machine of this embodiment, and its control apparatus. 永久磁石の温度、コイル温度、冷却液流量の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the temperature of a permanent magnet, coil temperature, and a coolant flow rate. コイル温度と出力上限値の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between coil temperature and an output upper limit. 二つの回転電機を備えた装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the apparatus provided with two rotary electric machines.

以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図1は、永久磁石回転電機10(以下、回転電機10と記す。)と、この回転電機の制御装置12の概略構成を示す図である。以下において、回転電機10が、自動車の変速機、または変速機と最終減速機を一体としたトランスアクスル内に収められた形態を例として説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a permanent magnet rotating electrical machine 10 (hereinafter referred to as a rotating electrical machine 10) and a control device 12 for the rotating electrical machine. In the following, an example in which the rotating electrical machine 10 is housed in a transmission of an automobile or a transaxle in which a transmission and a final reduction gear are integrated will be described.

回転電機10は、ロータ軸14を軸として回転するロータ16と、ロータ16の周囲を囲むように配置されたステータ18を有する。ロータ16は、磁性鋼板を積層して形成された略円柱形状のロータコア20を含む。ロータコア20の円柱形状の軸と同軸にロータ軸14が配置されている。ロータコア20の外周部分には、永久磁石22が周方向に配列されている。永久磁石22は、ロータコア20の外周部分の内部に埋め込まれている。または、永久磁石22は、ロータコア20の外周面に固定されてもよい。   The rotating electrical machine 10 includes a rotor 16 that rotates about a rotor shaft 14 and a stator 18 that is disposed so as to surround the rotor 16. The rotor 16 includes a substantially cylindrical rotor core 20 formed by laminating magnetic steel plates. The rotor shaft 14 is arranged coaxially with the cylindrical shaft of the rotor core 20. Permanent magnets 22 are arranged in the circumferential direction on the outer peripheral portion of the rotor core 20. The permanent magnet 22 is embedded in the outer peripheral portion of the rotor core 20. Alternatively, the permanent magnet 22 may be fixed to the outer peripheral surface of the rotor core 20.

ステータ18は、円環または円筒形状の概形を有し、電磁鋼板を積層して形成したステータコア24を含む。ステータコア24は、概略円環または円筒形状を有し、その内周面から径方向内側に突出した複数のティース(不図示)を有する。このティースは、周方向に配列され、ティースの間の部分にスロットと呼ばれる空間が形成されている。このスロットを利用してコイル導線がステータに巻回され、コイル26が形成されている。コイル26の内、スロットから出た部分、すなわちステータコア24の端面から出て、外部に露出している部分は、コイルエンドと呼ばれる。コイルエンドを符号28で示す。   The stator 18 has an annular or cylindrical general shape, and includes a stator core 24 formed by laminating electromagnetic steel sheets. The stator core 24 has a substantially annular shape or a cylindrical shape, and has a plurality of teeth (not shown) protruding radially inward from the inner peripheral surface thereof. The teeth are arranged in the circumferential direction, and a space called a slot is formed in a portion between the teeth. A coil conductor is wound around the stator using this slot to form a coil 26. A portion of the coil 26 that is out of the slot, that is, a portion that is exposed from the end surface of the stator core 24 and is exposed to the outside is called a coil end. The coil end is indicated by reference numeral 28.

回転電機10は、液冷式である。回転電機10を収めるケース内に冷却液が入れられており、この冷却液によって冷却が行われる。この例のように、自動車の変速機等に収められる場合には、変速機等の各部の潤滑および変速機等の液圧アクチュエータの作動液として用いられる流体を、前述の冷却液として用いることができる。冷却液は、液圧ポンプ30により変速機内の所定の部位に送られる。この液圧ポンプ30は、変速機に備えられる液圧ポンプを利用することができる。液圧ポンプ30から吐出された冷却液を冷却液配管32により、冷却が必要な部位に送り冷却を行う。この実施形態においては、コイル26、特にコイルエンド28に、冷却液配管32のパイプ側面に開けられた穴34から冷却液を送る。   The rotating electrical machine 10 is a liquid cooling type. A cooling liquid is placed in a case that houses the rotating electrical machine 10, and cooling is performed by this cooling liquid. As in this example, when stored in a transmission or the like of an automobile, the fluid used as the hydraulic fluid for the lubrication of each part of the transmission or the like and the hydraulic actuator of the transmission or the like may be used as the aforementioned cooling liquid. it can. The coolant is sent to a predetermined part in the transmission by the hydraulic pump 30. As the hydraulic pump 30, a hydraulic pump provided in the transmission can be used. Cooling liquid discharged from the hydraulic pump 30 is sent to a portion that needs to be cooled by the cooling liquid piping 32 to be cooled. In this embodiment, the coolant is sent to the coil 26, particularly the coil end 28, from the hole 34 formed in the side surface of the coolant pipe 32.

制御装置12は制御部36を含み、制御部36は、入力された要求および運転状況に応じて回転電機10に供給する電力を制御し、回転電機10を駆動する。例えば、自動車の運転者のアクセルペダルの操作量38、ブレーキペダルの操作量40などの運転者の要求、さらに自動車が搭載し回転電機10の駆動電力の供給源となるバッテリ50の蓄電量42、自動車の速度44などの運転状況から必要な回転電機10の駆動出力または回生出力を算出し、これに応じた制御を行う。制御部36は、指令値演算部46において、運転者の要求(アクセル操作量、ブレーキ操作量など)を表す信号、および車両の運転状況(バッテリ蓄電量、車速など)を表す信号を受信し、回転電機10を駆動するための指令値を算出する。駆動部48において、算出された指令値に基づき駆動信号が生成される。駆動信号は例えば、PWM制御信号であり、この信号に基づき、バッテリ50からの直流電力がパルス幅変調され、また三相交流電力に変換されて駆動電力として回転電機10に供給される。指令値演算部46および駆動部48は、制御部36が所定の演算を行うときの機能を表すものであり、独立した物理的な構成を有するものでなくてよい。   The control device 12 includes a control unit 36, and the control unit 36 controls the electric power supplied to the rotating electrical machine 10 according to the input request and the operating situation, and drives the rotating electrical machine 10. For example, the driver's request such as the accelerator pedal operation amount 38 and the brake pedal operation amount 40 of the driver of the vehicle, and the storage amount 42 of the battery 50 that is mounted on the vehicle and serves as a source of driving power for the rotating electrical machine 10, The required drive output or regenerative output of the rotating electrical machine 10 is calculated from the driving situation such as the speed 44 of the automobile, and control corresponding to this is performed. The control unit 36 receives a signal representing a driver's request (accelerator operation amount, brake operation amount, etc.) and a signal representing a vehicle driving situation (battery storage amount, vehicle speed, etc.) at the command value calculation unit 46, A command value for driving the rotating electrical machine 10 is calculated. In the drive part 48, a drive signal is produced | generated based on the calculated command value. The drive signal is, for example, a PWM control signal. Based on this signal, DC power from the battery 50 is pulse-width modulated, converted into three-phase AC power, and supplied to the rotating electrical machine 10 as drive power. The command value calculation unit 46 and the drive unit 48 represent functions when the control unit 36 performs a predetermined calculation, and do not have to have an independent physical configuration.

制御装置12は、さらにコイル26の温度を検出するコイル温度検出器52、冷却液配管32を流れる冷却液の流量を検出する冷却液流量検出器54、およびこれらの検出器52,54の出力値に基づき回転電機の出力上限値を算出し、設定する出力上限設定部56を有する。出力上限設定部56についても、指令値演算部46および駆動部48と同様、制御部36が所定の演算を行う時の機能を表すものであり、独立した物理的な構成を有するものでなくてよい。出力上限設定部56については、後に詳述する。   The control device 12 further includes a coil temperature detector 52 that detects the temperature of the coil 26, a coolant flow rate detector 54 that detects the flow rate of the coolant flowing through the coolant pipe 32, and output values of these detectors 52 and 54. And an output upper limit setting unit 56 for calculating and setting the output upper limit value of the rotating electrical machine. Similarly to the command value calculation unit 46 and the drive unit 48, the output upper limit setting unit 56 represents a function when the control unit 36 performs a predetermined calculation, and does not have an independent physical configuration. Good. The output upper limit setting unit 56 will be described in detail later.

永久磁石22の減磁を防止するためには、永久磁石の温度を監視することが重要である。しかし、永久磁石22は、回転するロータ16に設けられており、ここに検出器を取り付け、信号を得ることは特別な構成が必要となる。例えば、無線を用いた信号の送受信、スリップリング等の摺動接点を利用する必要があり、コスト面、スペース面から不利である。この回転電機10および制御装置12においては、永久磁石22の温度とある程度の相関があるコイル26の温度をもって、永久磁石22の温度を代用している。この温度を検出するのが、前記のコイル温度検出器52である。コイル温度検出器52は、コイル26を形成する導線に接して設置される。スロット内の導線に対し設置されることもできるが、スロット内にスペースが不足する場合、コイルエンド28の導線に対し設置されてもよい。回転電機10においては、コイルエンド28の導線に対し設置されている。   In order to prevent the demagnetization of the permanent magnet 22, it is important to monitor the temperature of the permanent magnet. However, the permanent magnet 22 is provided on the rotating rotor 16, and a special configuration is required to obtain a signal by attaching a detector thereto. For example, it is necessary to use a sliding contact such as transmission / reception of a signal using a radio and a slip ring, which is disadvantageous in terms of cost and space. In the rotating electrical machine 10 and the control device 12, the temperature of the permanent magnet 22 is substituted with the temperature of the coil 26 having a certain degree of correlation with the temperature of the permanent magnet 22. The coil temperature detector 52 detects this temperature. The coil temperature detector 52 is installed in contact with the conducting wire forming the coil 26. Although it can be installed for the conductor in the slot, it may be installed for the conductor of the coil end 28 when space is insufficient in the slot. In the rotating electrical machine 10, the rotating electrical machine 10 is installed with respect to the conducting wire of the coil end 28.

コイル26には、前述のように冷却液配管32により送られる冷却液が掛けられ、これによりコイル26が冷却される。このため、冷却液の流量が多く、多くの冷却液がコイル26に掛けられるときは、コイルはよく冷やされ、その温度は低くなる。逆に、冷却液の流量が少ないときには、検出されたコイル温度は高くなる。一方で、永久磁石22には、直接冷却液は供給されないため、冷却液による冷却効果は、コイル26に比べて小さくなる。したがって、冷却液の流量によって、永久磁石22とコイル26の温度の関係が変化する。   As described above, the coolant supplied by the coolant pipe 32 is applied to the coil 26, and the coil 26 is thereby cooled. For this reason, when the flow rate of the coolant is large and a large amount of coolant is applied to the coil 26, the coil is cooled well and the temperature is lowered. Conversely, when the flow rate of the coolant is small, the detected coil temperature becomes high. On the other hand, since the cooling liquid is not directly supplied to the permanent magnet 22, the cooling effect by the cooling liquid is smaller than that of the coil 26. Therefore, the relationship between the temperature of the permanent magnet 22 and the coil 26 varies depending on the flow rate of the coolant.

図2は、永久磁石22の温度とコイル26の温度の関係が冷却液の流量により変化する様子を示す概略図である。永久磁石の温度とコイルの温度は正の相関を有するが、前述のように冷却液の流量が変化することによって関係が変化する。つまり、冷却液の流量が多い場合、コイル26がより冷却されるために、永久磁石の温度に対してコイル温度が低めとなる。このときの相関を示すのが図2中の線A1である。流量が少なくなると、磁石温度に対してコイル温度が高めとなり、線A2、線A3と変化する。   FIG. 2 is a schematic diagram showing how the relationship between the temperature of the permanent magnet 22 and the temperature of the coil 26 changes depending on the flow rate of the coolant. The temperature of the permanent magnet and the temperature of the coil have a positive correlation, but the relationship changes as the flow rate of the coolant changes as described above. That is, when the flow rate of the coolant is large, the coil 26 is further cooled, so that the coil temperature is lower than the temperature of the permanent magnet. The correlation at this time is shown by a line A1 in FIG. When the flow rate decreases, the coil temperature increases with respect to the magnet temperature, and changes to line A2 and line A3.

ネオジム磁石のように、高温において減磁が生じる特性を有する永久磁石の場合、永久磁石温度が上限値Tcを超えないように運転する必要がある。永久磁石温度が上限値Tcとなるときのコイル温度は、冷却液の流量によって異なる。コイル温度のみにより上限値を決定する場合には、冷却液の流量が最も多いときのコイル温度と永久磁石温度の関係(線A1)に基づき回転電機10の出力を制限する必要がある。つまり、コイル温度が、線A1上の永久磁石温度が上限値Tcとなる温度T1を超えないように回転電機10の制御を行う必要がある。   In the case of a permanent magnet having a characteristic that demagnetization occurs at a high temperature, such as a neodymium magnet, it is necessary to operate so that the permanent magnet temperature does not exceed the upper limit value Tc. The coil temperature when the permanent magnet temperature reaches the upper limit value Tc differs depending on the flow rate of the coolant. When the upper limit value is determined only by the coil temperature, it is necessary to limit the output of the rotating electrical machine 10 based on the relationship between the coil temperature and the permanent magnet temperature (line A1) when the coolant flow rate is the highest. That is, it is necessary to control the rotating electrical machine 10 so that the coil temperature does not exceed the temperature T1 at which the permanent magnet temperature on the line A1 becomes the upper limit value Tc.

図3は、永久磁石の代用温度(回転電機10ではコイル温度)と回転電機の出力の上限値との関係を示す概略図である。図2に示す温度T1を超えないように、回転電機の出力が線B1により制限される。コイル温度がT1に達するより低い温度から徐々に上限値を低下させる制御が行われている。出力の制限は、例えばトルクの制限、回転速度の制限により実行される。   FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship between the substitute temperature of the permanent magnet (coil temperature in the rotating electrical machine 10) and the upper limit value of the output of the rotating electrical machine. The output of the rotating electrical machine is limited by the line B1 so as not to exceed the temperature T1 shown in FIG. Control is performed to gradually lower the upper limit from a lower temperature at which the coil temperature reaches T1. The output limitation is executed by, for example, torque limitation or rotation speed limitation.

コイル温度、永久磁石温度および冷却液流量の関係が図2に示す関係による場合、冷却液の流量が少ない場合には、コイル温度が高くても、永久磁石の温度はそれほどには高くない。つまり、冷却液の流量が少ない場合には、前述のコイル温度T1より高い温度、例えば図2中の温度T2,T3においても、永久磁石の温度が上限値Tcを超えない。したがって、図3に示すように、流量が少ない場合には、出力制限を緩和して上限値を線B2,B3とすることができる。これにより、より広い範囲で回転電機10の出力を有効に利用することができる。   When the relationship between the coil temperature, the permanent magnet temperature, and the coolant flow rate is as shown in FIG. 2, when the coolant flow rate is small, the temperature of the permanent magnet is not so high even if the coil temperature is high. That is, when the flow rate of the coolant is small, the temperature of the permanent magnet does not exceed the upper limit value Tc even at a temperature higher than the above-described coil temperature T1, for example, the temperatures T2 and T3 in FIG. Therefore, as shown in FIG. 3, when the flow rate is small, the output limit can be relaxed and the upper limit values can be set to lines B2 and B3. Thereby, the output of the rotary electric machine 10 can be used effectively in a wider range.

冷却液の流量を検出するために、冷却液配管32に冷却液流量検知器54が配置されている。冷却液流量検知器54を配置する位置は、コイル26の冷却に供される冷却液の量を検出可能な位置とする。好適には、この位置より下流に分岐、合流がなく、この位置を通過した冷却液の全量によってコイルが冷却される位置が望ましい。しかし、下流に分岐があったとしても、分岐後の各枝に分配される比率に大きな変化がなければ、このような位置に配置することもできる。   In order to detect the coolant flow rate, a coolant flow rate detector 54 is disposed in the coolant pipe 32. The position where the coolant flow rate detector 54 is disposed is a position where the amount of coolant supplied for cooling the coil 26 can be detected. Preferably, a position where there is no branching or merging downstream from this position and the coil is cooled by the total amount of the coolant that has passed through this position is desirable. However, even if there is a branch on the downstream side, if there is no significant change in the ratio distributed to each branch after branching, it can be arranged at such a position.

出力上限設定部56は、コイル温度および冷却液流量の組に対応して定められている回転電機の出力上限値を予め保持している。検出されたコイル温度および冷却液流量を取得すると、これらの値に対応付けられている出力上限値を読み出し、これを指令値演算部46に送出する。指令値演算部46では、運転者の要求、自動車の運転状況から回転電機10の出すべき出力を算出し、この出力が前記の出力上限値を超える場合には、回転電機10の出力をこの出力上限値に変更する。または、指令値演算部46は、運転者の要求、運転状況および算出された出力上限値に基づき、出力上限値を超えないような出力を算出するようにしてもよい。指令値演算部46は、出力上限設定部56で設定された上限値を超えない出力指令を駆動部48に送出する。この出力指令に従って駆動部48は、回転電機10を駆動する。   The output upper limit setting unit 56 holds in advance the output upper limit value of the rotating electrical machine that is determined corresponding to the set of the coil temperature and the coolant flow rate. When the detected coil temperature and coolant flow rate are acquired, the output upper limit values associated with these values are read out and sent to the command value calculation unit 46. The command value calculation unit 46 calculates the output to be output from the rotating electrical machine 10 based on the driver's request and the driving state of the automobile. If this output exceeds the output upper limit value, the output of the rotating electrical machine 10 is output to this output. Change to the upper limit. Alternatively, the command value calculation unit 46 may calculate an output that does not exceed the output upper limit value based on the driver's request, the driving situation, and the calculated output upper limit value. The command value calculation unit 46 sends an output command that does not exceed the upper limit set by the output upper limit setting unit 56 to the drive unit 48. In accordance with this output command, the drive unit 48 drives the rotating electrical machine 10.

図4は、一つの変速機またはトランスアクスルに二つの回転電機を備えた構成を示す図である。回転電機の各構成要素については、図1に示した実施形態と同じ符号に、AまたはBを付けて示し、詳細な説明は省略する。図4中、左側の回転電機の各構成要素には「A」を付し、右側の回転電機の各要素については「B」を付す。冷却液配管32は、配管32Aと、配管32Bに分岐して各回転電機10A,10Bに冷却液を送る。配管32A,32Bの分岐点より下流に冷却液流量検出器54A,54Bが配置される。また、これらの検出器54A,54Bが配置された位置から下流において、分岐および合流がなく、それぞれの位置を通過した冷却液が過不足なく回転電機10A,10Bの冷却を行う。また、図示はしないが、制御装置についても、各回転電機10A,10Bのそれぞれに対応して設けられている。二つの回転電機10A,10Bのそれぞれに対し、冷却液流量とコイル温度に基づく出力上限値の設定を行う。また、いずれか一方の回転電機に対して、冷却液流量とコイル温度に基づく出力上限値の設定を行ってもよい。   FIG. 4 is a diagram showing a configuration in which two rotating electrical machines are provided in one transmission or transaxle. About each component of a rotary electric machine, A or B is attached | subjected and shown to the same code | symbol as embodiment shown in FIG. 1, and detailed description is abbreviate | omitted. In FIG. 4, “A” is attached to each component of the left rotating electrical machine, and “B” is attached to each element of the right rotating electrical machine. The coolant pipe 32 branches to a pipe 32A and a pipe 32B and sends the coolant to each of the rotating electrical machines 10A and 10B. Coolant flow rate detectors 54A and 54B are disposed downstream of the branch points of the pipes 32A and 32B. In addition, downstream from the position where these detectors 54A and 54B are arranged, there is no branching or merging, and the cooling liquid passing through each position cools the rotating electrical machines 10A and 10B without excess or deficiency. Further, although not shown, the control device is also provided corresponding to each of the rotating electrical machines 10A and 10B. For each of the two rotating electrical machines 10A and 10B, an output upper limit value is set based on the coolant flow rate and the coil temperature. Further, an output upper limit value based on the coolant flow rate and the coil temperature may be set for any one of the rotating electrical machines.

以上においては、永久磁石の温度の代わりとして、コイル、特にコイルエンドの温度を用いたが、回転電機の他の部分の温度で代用してもよい。また、ロータ内に冷却液を送り、永久磁石を直接冷却する場合には、永久磁石温度とコイル温度の関係が逆転することが考えられる。つまり、同じコイル温度に対して、冷却液の流量が多い場合の方が、永久磁石の温度が低くなることも起こりうる。したがって、適用される回転電機の冷却系の構成、および永久磁石温度の代用温度を得る部分などの構成に対応して、代用温度、冷却液流量と、出力上限値の関係を予め求めておき、この関係に従った出力上限値の設定を行うようにする。   In the above description, the temperature of the coil, particularly the coil end, is used instead of the temperature of the permanent magnet. However, the temperature of the other part of the rotating electric machine may be substituted. Further, when the coolant is sent into the rotor and the permanent magnet is directly cooled, it is conceivable that the relationship between the permanent magnet temperature and the coil temperature is reversed. In other words, the temperature of the permanent magnet may be lower when the flow rate of the coolant is larger for the same coil temperature. Therefore, in correspondence with the configuration of the cooling system for the rotating electrical machine to be applied and the configuration such as the portion for obtaining the substitute temperature of the permanent magnet temperature, the relationship between the substitute temperature, the coolant flow rate, and the output upper limit value is obtained in advance. The output upper limit value is set according to this relationship.

さらに、上述の出力上限値は、コイル温度(代用温度)、冷却液流量に基づき設定されたが、コイル温度に基づき、一旦、出力上限値を設定し、この上限値に対して冷却液流量に基づき補正を行って、出力上限値の変更を行うようにしてもよい。   Furthermore, although the above output upper limit value is set based on the coil temperature (substitute temperature) and the coolant flow rate, the output upper limit value is once set based on the coil temperature, and the coolant flow rate is set to this upper limit value. Correction may be performed based on the output upper limit value.

10 永久磁石回転電機、12 制御装置、16 ロータ、18 ステータ、22 永久磁石、26 コイル、28 コイルエンド、30 液圧ポンプ、32 冷却液配管、36 制御部、46 指令値演算部、48 駆動部、52 コイル温度検出器、54 冷却液温度検出器、56 出力上限設定部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Permanent magnet rotary electric machine, 12 Control apparatus, 16 Rotor, 18 Stator, 22 Permanent magnet, 26 Coil, 28 Coil end, 30 Hydraulic pump, 32 Coolant piping, 36 Control part, 46 Command value calculation part, 48 Drive part , 52 Coil temperature detector, 54 Coolant temperature detector, 56 Output upper limit setting unit.

Claims (3)

永久磁石回転電機の制御装置であって、
永久磁石の温度の代わりになる当該回転電機の他の部分の温度を検出する温度検出器と、
当該回転電機の所定部位に送られ冷却を行う冷却液の流量を検出する流量検出器と、
前記検出された温度と、前記検出された流量に基づき当該回転電機の出力上限値を設定する出力上限設定部と、
を有する、永久磁石回転電機の制御装置。
A control device for a permanent magnet rotating electrical machine,
A temperature detector for detecting the temperature of the other part of the rotating electric machine instead of the temperature of the permanent magnet;
A flow rate detector that detects the flow rate of the coolant that is sent to a predetermined part of the rotating electrical machine and performs cooling;
An output upper limit setting unit that sets an output upper limit value of the rotating electrical machine based on the detected temperature and the detected flow rate;
A control device for a permanent magnet rotating electrical machine.
請求項1に記載の永久磁石回転電機の制御装置であって、前記出力上限設定部は、前記検出された流量が少ない場合、出力上限値を高く設定する、永久磁石回転電機の制御装置。   The control apparatus for a permanent magnet rotating electrical machine according to claim 1, wherein the output upper limit setting unit sets the output upper limit value to be higher when the detected flow rate is small. 永久磁石回転電機の制御装置であって、
永久磁石の温度の代わりになる当該回転電機の他の部分の温度を検出する温度検出器と、
当該回転電機の所定部位に送られ冷却を行う冷却液の流量を検出する流量検出器と、
前記検出された温度に基づきモータの出力上限値を設定する出力上限設定部と、
前記検出された流量に基づき、前記設定された出力上限を変更する出力上限変更部と、
を有す永久磁石回転電機の制御装置。
A control device for a permanent magnet rotating electrical machine,
A temperature detector for detecting the temperature of the other part of the rotating electric machine instead of the temperature of the permanent magnet;
A flow rate detector that detects the flow rate of the coolant that is sent to a predetermined part of the rotating electrical machine and performs cooling;
An output upper limit setting unit that sets an output upper limit value of the motor based on the detected temperature;
An output upper limit changing unit that changes the set output upper limit based on the detected flow rate;
A control device for a permanent magnet rotating electric machine having
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