JP3951524B2 - ハイブリッド車用回転電機装置 - Google Patents

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車用相対回転二重ロータ型回転電機装置に関する。
【従来の技術】
エンジン動力の一部または全部の動力を電力に変換して車輪駆動動力に変換するハイブリッド車の動力伝達装置に、相対回転二重ロータ型回転電機（以下、単に二重ロータモータともいう）を用いる方式が知られている。この回転電機は、電磁結合可能に対面しつつ互いに独立に回転する一対のロータを有している。
両ロータ間の電磁結合としては、一方を永久磁石型界磁極、他方を電機子コイルとする磁石式同期機型の結合を用いるのが好適であり、両ロータの相対角速度差に比例する電力が電機子コイルに生じ、低い方の角速度に比例する動力が高速側のロータから低速側のロータに伝達され、上記電力は、他の回転電機を通じて車輪動力に変換されたり、蓄電装置や補機モータに送電される。
この磁石式同期機型の相対回転二重ロータ型回転電機（以下、単に二重ロータモータともいう）では、ロータの永久磁石が高温高負荷運転において磁石の減磁（不可逆的）が問題となり、このため、従来は、電機子電流をこのような減磁が生じない範囲にあらかじめ低めに制限したり、あるいは磁石回転型回転電機内に内蔵した温度センサの検出温度に基づいて、磁石回転型回転電機の内部温度が許容最高温度を超えないように電機子電流を制限したり、あるいは冷却を強化したりするなどの対策を取っている。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最高運転温度でも磁石の減磁が生じないように電機子電流を常時制限することは、いたずらに磁石回転型回転電機体格を増大するので好ましくない。
磁石回転型回転電機内に温度センサを内蔵し、検出温度に応じて上述のごとき対策をとったり、あるいはそれに応じて磁石回転型回転電機の制御モードを可能な範囲で変更して磁石の減磁が生じない範囲で磁石回転型回転電機を運転制御することは、体格増大なしに出力アップを図ることができ、好都合である。
ただし、磁石回転型回転電機内の各部温度のばらつきが大きいため、温度センサは永久磁石にできるだけ近接して設けないと、磁石温度と検出温度との間の温度差が大きくなり、かつ、磁石温度の変化（上昇）に対する検出温度の変化（上昇）のレスポンスの遅延が生じ、これを見込んで安全設計する必要が生じ、出力の十分な向上を期待できない。
温度センサの最も好適な配設位置は、当然、永久磁石に密接する位置であるが、磁石回転型回転電機では永久磁石が高速回転するため、同じく高速回転する温度センサの支持が容易でなく、更に温度センサから信号を取り出すためにスリップリングとブラシとのペアを追加する必要があり、構成の複雑化が実用化上の問題となる。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、簡素な構成で出力低下を抑止しつつ温度上昇による磁石の減磁を防止可能なハイブリッド車用相対回転二重ロータ型回転電機装置を提供することを、その目的としている。
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のハイブリッド車用回転電機装置は、エンジンと車輪軸との間に相対回転二重ロータ型磁石式同期機からなる第１の回転電機が設けられ、更に、車輪軸は第２の回転電機で駆動される公知の動力変換部をもつ。
この動力変換部は、車両トルク指令値及び車両走行速度に基づいてエンジン出力指令値とエンジン回転数指令値とを決定し、このエンジン回転数指令値とエンジン回転数検出値との偏差に基づいてそれを０に収束させるように第１の回転電機のトルク指令値を決定し、車両トルク指令値と第１の回転電機のトルク指令値との間の差に基づいて第２の回転電機のトルク指令値を決定する公知のハイブリッド車制御を行う。
本発明では特に、上述の過程にて用いたデ−タに基づいて第１の回転電機の永久磁石の磁石温度を推定する。このようにすれば、簡素な構成で出力低下を抑止しつつ温度上昇による磁石の減磁を防止可能なハイブリッド車用相対回転二重ロータ型回転電機装置を実現することができる。
ただし、このデータとして、少なくとも第１の回転電機のトルク指令値及び出力トルク値が用いられる。
更に具体的に説明すれば、本発明では、ハイブリッド車制御に用いるために検出したデ−タ又はそれに基づいて内部で演算したデ−タに基づいて第１の回転電機の磁石温度を推定する。このため、ハイブリッド車の二重ロータモータのような頻繁に運転状態が変動する回転電機のおいてもリアルタイムで時間遅れなしに磁石温度を検出することができる。その結果、検出した磁石温度が高温となればそれを警告したりあるいは電機子電流を制限して磁石減磁を防止するなどの対策を適切なタイミングで実施することができる。
また、追加のセンサを設ける必要がなく、信号処理動作の負担増も少ないので、ハ−ドウエア又はソフトウエアの構成複雑化の負担も小さい。
更に、高温大電機子電流時の磁石減磁を恐れて電機子電流を余分に制限したり、回転電機の体格を大型化するなどの温度上昇抑止策を採用する必要がないので、可能出力当たりの回転電機の重量、搭載スペ−スを減らすことができる。
請求項２記載のハイブリッド車用回転電機装置は、エンジンと車輪軸との間に相対回転二重ロータ型磁石式同期機からなる第１の回転電機が設けられ、更に、車輪軸は第２の回転電機で駆動される公知の動力変換部をもつ。
この動力変換部は、車両トルク指令値及び車両走行速度に基づいてエンジン出力指令値とエンジン回転数指令値とを決定し、このエンジン回転数指令値とエンジン回転数検出値との偏差に基づいてそれを０に収束させるように第１の回転電機のトルク指令値を決定し、車両トルク指令値と第１の回転電機のトルク指令値との間の差に基づいて第２の回転電機のトルク指令値を決定する公知のハイブリッド車制御を行う。
本発明では特に、上述の過程にて用いたデ−タに基づいて第１の回転電機の電機子電流の許容最大値を決定し、それ以下の範囲で第１の回転電機を運転する。
このようにすれば、簡素な構成で出力低下を抑止しつつ温度上昇による磁石の減磁を防止可能なハイブリッド車用相対回転二重ロータ型回転電機装置を実現することができる。
更に具体的に説明すれば、本発明では、ハイブリッド車制御に用いるために検出したデ−タ又はそれに基づいて内部で演算したデ−タに基づいて電機子電流の許容最大値を決定し、それ以下の範囲で第１の回転電機を運転する。このため、ハイブリッド車の二重ロータモータのような頻繁に運転状態が変動する回転電機のおいてもリアルタイムで時間遅れなしに磁石温度を検出することができる。その結果、永久磁石が不可逆減磁しないぎりぎりの範囲で回転電機を運転でき、体格をいたずらに増大することなく、その重量、搭載スペ−ス当たりの出力を向上することができる。
また、追加のセンサを設ける必要がなく、信号処理動作の負担増も少ないので、ハ−ドウエア又はソフトウエアの構成複雑化の負担も小さい。
請求項３記載の構成によれば請求項１又は２記載のハイブリッド車用回転電機装置において更に、第１の回転電機の出力トルク値及びトルク指令値と磁石温度又は電機子電流の最大値との関係をあらかじめ記憶に基づいて磁石温度又は電機子電流の最大値を決定するので、精度よくかつ遅れなしに磁石温度又は電機子電流の最大値を決定することができる。
請求項４記載の構成によれば請求項３記載のハイブリッド車用回転電機装置において更に、エンジン及び第１の回転子を含む回転系の慣性トルク、第１の回転電機の出力トルク値及びトルク指令値と磁石温度又は電機子電流の最大値との関係に基づいて磁石温度又は電機子電流の最大値を決定するので、慣性トルクの影響による誤差を解消することができる。
請求項５記載の構成によれば請求項３又は４記載のハイブリッド車用回転電機装置において更に、慣性トルクと出力トルク値との合計又は出力トルク値と第１の回転電機のトルク指令値との比と、蓄電装置の充放電電力との関係に基づいて第１の回転電機の永久磁石の劣化（不可逆的な減磁）の度合を判定するので、永久磁石の不可逆的な減磁の度合を簡素なハ−ドウエア及びソフトウエア構成で高精度に推定することができる。
請求項６記載の構成によれば請求項５記載のハイブリッド車用回転電機装置において更に、この判定結果に基づいて、慣性トルクと出力トルク値との合計又は出力トルク値と第１の回転電機のトルク指令値との比と、磁石温度又は電機子電流の最大値との関係を補正するので、永久磁石の不可逆的な減磁発生後も高精度に磁石温度を推定したり、不可逆的な減磁を更に発生させない適切な電機子電流の許容最大値の決定が可能となる。
請求項７記載の構成によれば請求項１記載のハイブリッド車用回転電機装置において更に、制御部は、永久磁石温度と入力される電機子電流値とに基づいて第１の回転電機の電機子コイルの温度を推定する。
以下、更に詳しく説明する。
第１の回転電機の永久磁石と電機子コイルとは近接配置されており、電機子電流が０であれば、ほぼ等しいと見なすことができる。電機子電流が流れると、電機子コイルの温度がその抵抗損失により上昇し、それに連れて永久磁石温度も上昇する。すなわち、電機子コイル温度は、永久磁石と電機子コイルとの間の温度差をもたらす現在より所定時間以前までの時間（影響時間と称する）内における電機子電流のパタ−ンと、永久磁石温度との両方に相関関係を有する。
電機子電流のパタ−ンについて説明すれば、上記影響時間の初期に大電流が流れ、その後現在まで電流０の場合には、上記大電流により電機子コイルの温度上昇は通電後の電機子コイルの放熱による低下しているはずであり、逆に、上記影響時間の後期すなわち現時点の直前に大電流が流れ、それ以前は電流０の場合には、上記大電流により電機子コイルの温度上昇は通電後の電機子コイルの放熱による低下しない。放熱性能は電機子コイルの絶対温度にも相関を有する。
そこで、これら電機子コイルの放熱性能を勘案した電機子電流値と、永久磁石温度と、電機子コイル温度との三元マップをあらかじめ計測、記憶しておき、演算により求めた永久磁石温度及び上記勘案電機子電流値をこのマップに代入して、電機子コイル温度を推定することができ、回転電機の安全性を向上することができる。
請求項８記載の構成によれば請求項７記載のハイブリッド車用回転電機装置において更に、推定した第１の回転電機の電機子コイルの温度に基づいて、電機子コイルの絶縁皮膜劣化を生じない範囲での電機子電流の最大値を決定し、電機子電流を前記最大値未満に制限する。
電機子コイルは絶縁用の樹脂皮膜を有し、この絶縁樹脂皮膜は一定の耐熱温度をもつので、電機子コイル温度をこのように推定できれば、回転電機の加熱による絶縁不良を防止しつつ限度一杯まで回転電機の電機子電流を流し、出力増大を図ることができるという効果、すなわち小型高出力の回転電機を実現できるという効果を奏することができる。
【発明の実施の形態】
本発明のハイブリッド車用相対回転二重ロータ型回転電機装置の好適な態様を以下の実施例を参照して説明する。
【実施例１】
（構成）
実施例１の装置を適用したハイブリッド車の動力伝達装置を図１を参照して説明する。
１はエンジン、２は回転電機、３は後述する第１の回転電機２１制御用の第１のインバータ３１と後述する第２の回転電機２２制御用の第２のインバータ３２をもつ回転電機制御装置、４は車両制御装置、５は蓄電装置、６はエンジン制御装置、７はアクセルペダル踏角センサ（アクセルセンサともいう）、８はブレーキペダル踏角センサ（ブレーキセンサともいう）、９はシフトレバー、１０は磁石温度推定手段を示す。車両制御装置４は、ハードウエア構成またはソフトウエア構成のトルク決定手段４１、エンジン出力決定手段４２、エンジン回転数制御手段４３を有している。
回転電機２の構成を図２に示す。
２３はシャフト２０に嵌着、固定されたドラム状の第１の回転子、２４は円筒状の第２の回転子、２５は円筒状の固定子を示し、第１の回転子２３と第２の回転子２４は第１の回転電機２１を構成し、第２の回転子２４と固定子２５は第２の回転電機２２を構成している。２６は第１の回転子２３の回転センサ、２７は第２の回転子の回転センサを示し、それぞれの回転電機制御装置３はこれらの回転センサを用いて各回転子位置を検出する。
第１の回転子２３は、積層電磁鉄心の外周部に電機子コイルを巻装してなり、第２の回転子２４は第１の回転子２３の外周面に小ギャップを隔てて同軸かつ相対回転自在に嵌着してなり、固定子２５は第２の回転子２４の外周面に小ギャップを隔てて同軸に嵌着してなる。
第２の回転子２４は、内周側および外周側にそれぞれ界磁極構成用の内周側永久磁石群（図示せず）および外周側永久磁石群（図示せず）を有する積層電磁鉄心からなる。固定子２５は、積層電磁鉄心の内周部に電機子コイルを巻装してなり、第２の回転子２４の外周面に小ギャップを隔ててハウジングに固定されている。
したがって、第２の回転子２４の内周側永久磁石セットと第１の回転子２３とが、第１の回転電機２１をなす相対回転二重ロータ型の磁石型同期機を構成し、第２の回転子２４の外周側永久磁石セットと固定子２５とが磁石式同期機を構成している。なお、これら内周側永久磁石セットおよび外周側永久磁石セットはそれぞれ、周方向等間隔、極性交互に設けられている。
（動作）
この実施例のハイブリッド車の動力伝達装置の基本的な運転制御動作を図１および図２を参照して説明する。
トルク決定手段４１は、アクセルセンサ７、ブレーキセンサ８、シフトレバー９から入力される運転操作情報に基づいて車両トルク指令値Ｔｖ’を決定する。
エンジン出力決定手段４２は、この車両トルク指令値Ｔｖ’と回転電機制御装置３が検出したペラ軸回転数Ｎｖと、回転電機３の損失に関する情報に基づいてエンジン出力指令値Ｐｅ’を決定し、エンジン制御装置６へ出力する。
エンジン制御装置６は、エンジン出力指令値Ｐｅ’に基づいて最適なエンジン回転数指令値Ｎｅ’を決定して車両制御装置４へ出力するとともに、このエンジン出力指令値Ｐｅ’に対応する燃料をエンジン１に供給する。
エンジン回転数制御手段４３は、エンジン回転数指令値Ｎｅ’と回転電機制御装置が検出した実際のエンジン回転数検出値Ｎｅとの偏差に基づいて、それを０に収束させるように第１の回転電機２１のトルク指令値Ｔ１’を決定し、それにもとづいて第１のインバータ３１を通じて第１の回転電機２１をいわゆるフィードバック制御する。
具体的には、エンジン回転数制御手段４３は、トルク指令値Ｔ１’からそれに対応する電流指令値を演算し、インバータ３１を制御してこの電流指令値に等しい電流を第１の回転子２３の電機子コイルに通電する。
また、エンジン回転数制御手段４３は、上記車両トルク指令値Ｔｖ’と第１の回転電機のトルク指令値Ｔ１’の間のトルク指令値差Ｔ２’＝Ｔｖ’−Ｔ１’を算出し、これを、第２の回転電機２２のトルク指令値とし、それにもとづいて第２のインバータ３２を通じて第２の回転電機２２を制御する。
具体的には、エンジン回転数制御手段４３は、トルク指令値Ｔ２’からそれに対応する電流指令値を演算し、インバータ３２を制御してこの電流指令値に等しい電流を固定子２５の電機子コイルに通電する。
このハイブリッド車の動力伝達装置制御方式自体は公知事項であるので、これ以上の説明は省略する。
（磁石温度推定手段１０）
磁石温度推定手段１０について以下に説明する。
まず、磁石温度とトルク変化との関係を以下に説明する。
第２の回転子２４の上記内周側永久磁石セットの温度Ｔと、第１の回転電機２１のトルク指令値Ｔ１’の絶対値と実際の出力トルクＴ１の絶対値との比Ｋとの関係を図３に示す。なお、実際の出力トルクＴ１は、低温時であれば上述のフィードバック制御により、エンジン出力指令値をＰｅ’、エンジン回転数検出値をＮｅ（ｒｐｓ）として、Ｔｅ＝Ｐｅ’／（２πＮｅ）と求められる実際のエンジントルクＴｅに収束する。
磁石磁界が減少すれば、トルク指令値Ｔ１’に相当する電機子電流を流しても、実際に得られるトルクＴ１は小さくなり、Ｔｅの絶対値はＴ１の絶対値より大きくなってエンジン回転数Ｎｅは増加する。
すなわち、図３からわかるように、磁石温度が高くなると、トルク指令値Ｔ１’に相当する電流を第１の回転電機２１の電機子コイルに与えても出力トルクＴ１は低下し、トルク比Ｋは小さくなる。これは磁石温度が高温となると磁石磁界が可逆的に小さくなる現象に由来するものである。
上記現象を利用して磁石温度を推定する磁石温度推定手段１０は、ハードウエアおよびソフトウエアのどちらでも構成できる。ソフトウエアで構成した例について図４に示すフローチャートを参照して以下に説明する。
まず、車両制御装置４からエンジン出力指令値Ｐｅ’、エンジン回転数Ｎｅ、第１の回転電機のトルク指令値Ｔ１’を読み込む（Ｓ１００）。次に、エンジン出力指令値値Ｐｅ’とエンジン回転数Ｎｅより求めたＴｅ＝Ｐｅ’／（２πＮｅ）の式から上記フィードバック制御の実施により出力トルクＴ１がＴｅに収束したとみなせるとして、エンジントルクに相当する第１の回転電機２１の出力トルクＴ１を求める。したがって、この出力トルクＴ１の演算は第１の回転電機のトルク指令値Ｔ１’の急変がない領域で行われることが好ましい。（Ｓ１０２）。
次に、第１の回転電機２１のトルク指令値Ｔ１’と出力トルクＴ１の絶対値の比Ｋ（＝｜Ｔ１｜／｜Ｔ１’｜）を算出し（Ｓ１０４）、算出した比Ｋを、あらかじめ図３の特性を記憶する内蔵のマップに代入して、磁石温度Ｔを求める（Ｓ１０６）。
すなわち、この実施例は、エンジン回転数指令値Ｎｅ’と実際のエンジン回転数検出値Ｎｅとを一致させるべく決定される第１の回転電機３１のトルク指令値Ｔ１’が、内周側永久磁石セットの温度上昇による界磁束減少によりその低温時よりも大きくなるという現象に着目してなされたものであり、二重ロータモータを用いるハイブリッド車において、なんらセンサなどを追加することなく、ハイブリッド車制御に用いる制御パラメータを用いて、かつ、ハイブリッド車のように頻繁な回転数変動が生じる回転電機においてもリアルタイムに磁石温度を簡単に推定でき、実用性に優れるという利点をもつ。
【実施例２】
実施例２の装置を適用したハイブリッド車の動力伝達装置を図５を参照して説明する。
この動力伝達装置は、図１に示す実施例１の装置に対して、慣性トルク推定手段１００を追加し、磁石温度推定手段１０の構成を変更した点が異なっている。もちろん、この慣性トルク推定手段１００は、ハードウエア、ソフトウエアのどちらで構成しようと構わない。この実施例では、ソフトウエアで実現した例を図６に示すフローチャートを参照して以下に説明する。
（慣性トルク推定手段１００による慣性トルク算出）
まず、車両制御装置４よりエンジン回転数Ｎｅを適当な時間間隔で受け取って記憶更新し（Ｓ１１０）、直前に受信したエンジン回転数Ｎｅの今回値Ｎｅ（ｎ）と、記憶する前回のエンジン回転数Ｎｅの前回値Ｎｅ（ｎ−１）とから両者の差すなわち加速度ΔＮを求める（Ｓ１１２）。
次に、あらかじめ記憶しているエンジン１および第１の回転子２１を含む回転系の慣性質量およびこの加速度ΔＮに基づいて、この回転系の慣性トルクＴｉを求め（Ｓ１１４）、この慣性トルクＴｉを温度推定手段１０に送信する（Ｓ１１６）。
なお、慣性トルクＴｉは次に式から算出する。Ｍは比例定数、Ｊｅは上記回転系の慣性モーメントである。
Ｔｉ＝Ｍ・ΔＮ／Ｊｅ
この実施例の磁石温度推定手段１０による磁石温度推定動作について図７を参照して以下に説明する。
（磁石温度推定手段１０による磁石温度推定）
磁石温度推定手段１０は、図４に示すＳ１００にて慣性トルクＴｉを読み込み、図７のＳ１０４にて、Ｋ＝｜Ｔ１＋Ｔｉ｜／｜Ｔ１’｜の式に基づいて比Ｋを算出し、図４のＳ１０６にて磁石温度をマップからサーチする。
このようにすれば、エンジン１と第１の回転子２３を含む回転系の速度変化中でも慣性質量による誤差を補償することができるので、頻繁な速度変化を伴うハイブリッド車においてリアルタイムに正確な磁石温度を検出することができる。
（変形例）
エンジン１と第１の回転子２３とを弾性結合した場合の慣性トルク算出動作を図８に示す制御ブロック図に示す。Ｊ１は第１の回転子２３の慣性モ−メント、Ｎ１は第１の回転子２３の回転数、Ｎ１（ｎ）はその今回値、Ｎ１（ｎ−１）はその前回値である。
第１の回転子２３のみの慣性トルクＴｉ２３を図６と同様の方法で求め、それに第１の回転子２３にエンジン１から第１の回転子２３への影響による第１の回転子２３の慣性トルクの変化分Ｔｉｅを加えて、この弾性回転系の慣性トルクＴｉとする。
【実施例３】
実施例３の装置を適用したハイブリッド車の動力伝達装置を図９を参照して説明する。
この動力伝達装置は、図５に示す実施例１の装置に対して、温度関数補正手段２００を追加し、磁石温度推定手段１０の構成を変更した点が異なっている。もちろん、この温度関数補正手段２００は、ハードウエア、ソフトウエアのどちらで構成しようと構わない。この実施例では、ソフトウエアで実現した例を図１０に示すフローチャートを参照して以下に説明する。
（温度関数補正手段２００の特徴）
まず、この実施例の特徴をなす温度関数補正手段２００の意味を以下に説明する。
実施例１で用いた図３の磁石温度と比Ｋ（＝｜Ｔ１｜／｜Ｔ１’｜）との関係は、上記内周側永久磁石セットの磁界が低温時に規定強度であること（言い換えればこの内周側永久磁石セットの不可逆的な減磁がない）と仮定して求められている。
しかし、実際には高温時に電機子コイルに大電流を通電した場合、内周側永久磁石セットの不可逆的な減磁が生じる場合がある。この不可逆的な減磁が生じると、たとえ磁石温度が低温であっても、磁石温度が高い場合と同じように永久磁石の磁界が減少して、既述の高温時の可逆的な磁石磁界減少（可逆的減磁）と同様に、比Ｋ（＝｜Ｔ１｜／｜Ｔ１’｜）が減少するはずである。したがって、不可逆的な減磁が生じると、永久磁石の不可逆的な減磁による比Ｋ（＝｜Ｔ１｜／｜Ｔ１’｜）の減少分ΔＫだけ図３に基づく磁石温度推定に誤差が生じてしまう。
本明細書では、比Ｋ（＝｜Ｔ１｜／｜Ｔ１’｜）は、総合的な減磁によるトルク減少率であり、減少分ΔＫを不可逆減磁によるトルク減少率とすれば、可逆的な減磁によるトルク減少率Ｋ’はＫ’・Δｋに等しくなるとすることができる。
逆に言えば、たとえば永久磁石の不可逆的な減磁による比Ｋ（＝｜Ｔ１｜／｜Ｔ１’｜）の減少分ΔＫがわかれば、実施例１で算出した比Ｋ（＝｜Ｔ１｜／｜Ｔ１’｜）をこの減少分ΔＫで割れば、可逆的な減磁によるトルク減少率Ｋ’を求めることができ、この可逆的な減磁によるトルク減少率Ｋ’を比Ｋ（＝｜Ｔ１｜／｜Ｔ１’｜）と見なして図３の特性に代入し、正確に磁石温度を推定できるはずである。この実施例は上記認識に基づいて永久磁石の不可逆的な減磁の比Ｋへの影響を補償して正確な磁石温度を推定するものである。
本発明者らはハイブリッド車の上述した運転制御において、内周側永久磁石セットの減磁の大きさは蓄電装置の授受電力Ｐｂと相関関係をもつことに着目した。
更に説明すると、ハイブリッド車の運転制御では既述したように、車両トルク指令値Ｔｖ’とペラ軸回転数Ｎｖとから決定される車両走行動力Ｐｖと、回転電機３の損失（補機動力および蓄電装置を適正充電レベルに保持するための電力）Ｐｘとの合計である必要動力ΣＰをエンジン出力指令値Ｐｅ’と等しくし、この安定状態で蓄電装置がこの適正充電レベルで充放電なしに保持されるように設定する。
ところが、内周側永久磁石セットの永久磁石の減磁が生じると、エンジン回転数指令値Ｎｅ’と実際のエンジン回転数検出値Ｎｅとの偏差を０に収束させるように第１の回転電機３１のトルク指令値Ｔ１’をフィ−ドバック制御するにもかかわらず、Ｔ１の絶対値がＴ１’の絶対値よりも小さくなり、Ｔ２’＝Ｔｖ’ーＴ１’の式から求められる車両トルク指令値Ｔｖ’と第１の回転電機のトルク指令値Ｔ１’の間のトルク指令値差Ｔ２’が小さくなってしまい、エンジン出力と車両駆動用負荷との間に差が生じ、その分だけ、蓄電装置の充放電電力Ｐｂが増大することになる。
したがって、高温減磁が生じない所定温度範囲における蓄電装置の充放電電力Ｐｂから内周側永久磁石セットの不可逆的な減磁の程度が推定できるわけである。
（温度関数補正手段２００の動作）
温度関数補正手段２００をソフトウエアで実現した例を図１０に示すフローチャートを参照して以下に説明する。
減磁がない場合には、蓄電装置の充放電電力値を一定期間中に定間隔でサンプリングして得た所定数のデータの平均値Ｐｂｍのばらつき（ここでは標準偏差）はほとんど０であり、減磁が生じると上述の理由によりＰｂｍの標準偏差が大きくなる。そこで、この実施例では、高温減磁が生じない低温時におけるＰｂｍの標準偏差の大きさで不可逆的な減磁（すなわち、それによるトルク減少率Δｋ）の大きさを判定する。
具体的には、まず、平均充放電電力値Ｐｂｍの標準偏差をたとえばエンジン始動から所定時間後などの永久磁石がまだ高温でない状態で、好ましくは所定定常運転状態で演算し（Ｓ１２０）、それをあらかじめ記憶する図１３のマップに挿入して、この平均充放電電力値Ｐｂｍの標準偏差に対応するΔＫ（＝｜Ｔ１｜／｜Ｔ１’｜）を求める（Ｓ１２２）。
次に、このΔＫを磁石温度推定手段１０に出力し（Ｓ１２４）、磁石温度推定手段１０は、Ｓ１０４の直後に自己が求めた比Ｋ（＝｜Ｔ１｜／｜Ｔ１’｜）をこの減少比Ｋ’で割って、可逆的な減磁によるトルク減少率Ｋ’を求め、このＫ’を図３のＫとみなしてＳ１０６にて磁石温度を推定する。
なお、図１３のマップに示す蓄電装置の充放電電力の平均値Ｐｂｍの標準偏差と上記比Ｋとの関係は、温度や電流などの他のパラメ−タの変化により変動するので、この他のパラメ−タの種々の値ごとに複数のマップを準備し、検出したこの他のパラメ−タの値に応じて最適なマップを選択することも可能である。
【実施例４】
実施例４の装置を適用したハイブリッド車の動力伝達装置を図１２のフローチャートを参照して説明する。
この実施例は、図４のＳ１０６にて比Ｋ（＝｜Ｔ１｜／｜Ｔ１’｜）に基づいてマップから磁石温度Ｔを求めるのではなく、あらかじめ記憶する比Ｋ（＝｜Ｔ１｜／｜Ｔ１’｜）と第１の回転子２３の電機子コイルの最大許容電機子電流との関係を示すマップに比Ｋを導入して、最大許容電機子電流を求める点をその特徴としている。なお、ここでいう最大許容電機子電流とは、第２の回転子２４の内周側永久磁石セットの不可逆的減磁を０と見なせる電機子電流電流の最大値を意味する。
このようにすれば、その時の磁石温度により制限される限界まで第１の回転電機２１の出力をアップすることができる。
【実施例５】
実施例５の装置を適用したハイブリッド車の動力伝達装置を図１３に示すフローチャートを参照して説明する。
この実施例は、上記各実施例で推定した永久磁石温度Ｔと現時点から所定時間前までの期間における電機子電流の平均値Ｉｍとに基づいて電機子コイル温度Ｔｃを推定し、更にこの電機子コイル温度Ｔｃから絶縁皮膜が許容最高温度を超えない範囲の最大通電可能電機子電流値Ｉｍａｘを推定し、電機子電流をこのＩｍａｘ未満に制限することにより小型高出力の回転電機を得るものである。
まず、上記各実施例で推定した永久磁石温度Ｔを読み込み（Ｓ１４２）、現時点から所定時間前までの期間における電機子電流の平均値Ｉｍを演算し（Ｓ１４４）、あらかじめ記憶する、永久磁石温度Ｔと電機子電流の平均値Ｉｍと電機子コイル温度Ｔｃとのマップに上記Ｔ、Ｉｍを代入して電機子コイル温度Ｔｃをサ−チする（Ｓ１４６）。
次に、あらかじめ記憶するこの電機子コイル温度Ｔｃと最大通電可能電機子電流値Ｉｍａｘとの関係を示すマップに上記電機子コイル温度Ｔｃを代入して最大通電可能電機子電流値Ｉｍａｘをサ−チし（Ｓ１４８）、電機子電流のをこのこのＩｍａｘ未満に制限する（Ｓ１５０）。
このようにすれば、永久磁石の不可逆的な減磁を防止できる上に、電機子コイルの絶縁皮膜劣化も防止することができる。
なお、Ｓ１４６のマップとＳ１４８のマップを統合し、永久磁石温度Ｔと電機子電流の平均値Ｉｍと最大通電可能電機子電流値Ｉｍａｘとの関係を示すマップを準備し、それに永久磁石温度Ｔと電機子電流の平均値Ｉｍの平均値を代入すれば、最大通電可能電機子電流値Ｉｍａｘをより簡単な処理で求めることができる。
（変形例）
マップに代入する電機子電流値としては直前の所定期間の電機子電流の平均値を採用したが、直前の所定期間に定間隔サンプリングして得た所定数の電機子電流値デ−タに時間が遡るほど小さくなる重み係数を掛けて放熱を勘案した電機子電流の加重平均値を求めてそれを用いてもよく、あるいは計算を簡素とするために電機子電流を０を含む一定値とみなして、永久磁石温度と電機子コイル温度との二元マップで電機子コイル温度を指定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のハイブリッド車用動力伝達装置の全体ブロック図である。
【図２】図１の動力変換部の模式軸方向断面図である。
【図３】比Ｋ（＝｜Ｔ１｜／｜Ｔ１’｜）と磁石温度Ｔとの関係を示す特性図である。
【図４】実施例１における磁石温度推定動作を示すフローチャートである。
【図５】実施例２のハイブリッド車用動力伝達装置の全体ブロック図である。
【図６】実施例２における慣性トルク算出動作を示すフローチャートである。
【図７】実施例２における慣性トルク算出動作を示すフローチャートである。
【図８】実施例２における慣性トルク算出動作の変形例を示す制御流れ図である。
【図９】実施例３のハイブリッド車用動力伝達装置の全体ブロック図である。
【図１０】実施例３における温度関数補正動作の変形例を示すフローチャートである。
【図１１】蓄電装置の充放電電力の平均値と比Ｋとの関係を示す特性図である。
【図１２】実施例４における比Ｋに基づく電機子電流制限動作を示すフローチャートである。
【図１３】実施例５における電機子コイル温度による電機子電流制限動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１：エンジン
４：車両制御装置（制御部）
５：蓄電装置
６：エンジン制御装置（制御部）
２１：第１の回転電機
２２：第２の回転電機
２３：第１の回転子
２４：第２の回転子
２５：固定子
３１、３２：インバ−タ

Claims (8)

1. エンジンに連結される第１の回転子、前記第１の回転子に相対回転可能に電磁結合して車輪を駆動する第２の回転子を有する相対回転二重ロータ型磁石式同期機からなるとともにインバ−タを通じて蓄電装置と電力授受する第１の回転電機と、インバ−タを通じて前記蓄電装置と電力授受して前記車輪を駆動する第２の回転電機とを有する動力変換部、及び、前記エンジン及び前記動力変換部を制御する制御装置を備え、
   前記制御装置は、
   入力される操作情報に基づいてトルク指令値を出力する車両トルク指令値を決定する車両トルク指令値決定部、
   少なくとも前記車両トルク指令値及び車両走行速度に基づいてエンジン出力指令値を決定するエンジン出力指令値決定部と、
   前記エンジン出力指令値に基づいてエンジン回転数指令値を決定するエンジン回転数指令値決定部と、
   前記エンジン回転数指令値とエンジン回転数検出値との偏差に基づいてそれを０に収束させるように第１の回転電機のトルク指令値を決定し、更に前記車両トルク指令値と前記第１の回転電機のトルク指令値との間の差を含む前記第２の回転電機のトルク指令値を決定する回転電機トルク指令値決定部と、
   を備え、
   各前記指令値に従って前記エンジン及び両回転電機を制御するハイブリッド車用回転電機装置において、
   前記制御部は、前記エンジン及び前記両回転電機の制御のために前記制御部に読み込まれたデ−タとしての前記第１の回転電機の出力トルク値、及び、前記エンジン及び前記両回転電機の制御のために前記デ−タに基づいて求めたデ−タとしての前記第１の回転電機のトルク指令値に基づいて前記第１の回転電機の永久磁石の磁石温度を推定することを特徴とするハイブリッド車用回転電機装置。
2. エンジンに連結される第１の回転子、前記第１の回転子に相対回転可能に電磁結合して車輪を駆動する第２の回転子を有する相対回転二重ロータ型磁石式同期機からなるとともにインバ−タを通じて蓄電装置と電力授受する第１の回転電機と、インバ−タを通じて前記蓄電装置と電力授受して前記車輪を駆動する第２の回転電機とを有する動力変換手段、及び、前記エンジン及び前記動力変換手段を制御する制御装置を備え、
   前記制御装置は、
   入力される操作情報に基づいて車両トルク指令値を決定する車両トルク指令値決定部、
   少なくとも前記車両トルク指令値及び車両走行速度に基づいてエンジン出力指令値を決定するエンジン出力指令値決定部と、
   前記エンジン出力指令値に基づいてエンジン回転数指令値を決定するエンジン回転数指令値決定部と、
   前記エンジン回転数指令値とエンジン回転数検出値との偏差に基づいてそれを０に収束させるように第１の回転電機のトルク指令値を決定し、更に前記車両トルク指令値と前記第１の回転電機のトルク指令値との間の差を含む前記第２の回転電機のトルク指令値を決定する回転電機トルク指令値決定部と、
   を備え、
   各前記指令値に従って前記エンジン及び両回転電機を制御するハイブリッド車用回転電機装置において、
   前記制御部は、前記エンジン及び前記両回転電機の制御のために前記制御部に読み込まれたデ−タ、及び、前記エンジン及び前記両回転電機の制御のために前記デ−タに基づいて求めたデ−タに基づいて、前記第１の回転電機の永久磁石の不可逆的な減磁を生じない範囲での電機子電流の最大値を決定し、前記電機子電流を前記最大値未満に制限することを特徴とするハイブリッド車用回転電機装置。
3. 請求項１又は２記載のハイブリッド車用回転電機装置において、
   前記制御部は、演算した前記エンジン出力指令値と前記エンジン回転数検出値とから求めた前記第１の回転電機の出力トルク値と、前記第１の回転電機のトルク指令値と、磁石温度又は電機子電流の最大値との関係をあらかじめ記憶し、前記関係に基づいて前記磁石温度又は電機子電流の最大値を決定することを特徴とするハイブリッド車用回転電機装置。
4. 請求項３記載のハイブリッド車用回転電機装置において、
   前記制御部は、前記エンジン及び第１の回転子を含む回転系の慣性トルクを演算し、
   前記慣性トルク、前記出力トルク値及び前記第１の回転電機のトルク指令値と前記磁石温度又は電機子電流の最大値との関係をあらかじめ記憶し、前記関係に基づいて前記磁石温度又は電機子電流の最大値を決定することを特徴とするハイブリッド車用回転電機装置。
5. 請求項３又は４記載のハイブリッド車用回転電機装置において、
   前記制御部は、
   前記慣性トルクと前記出力トルク値との合計又は前記出力トルク値と前記第１の回転電機のトルク指令値との比と、前記蓄電装置の充放電電力との関係をあらかじめ記憶し、前記関係に基づいて前記第１の回転電機の永久磁石の劣化の度合を判定することを特徴とするハイブリッド車用回転電機装置。
6. 請求項５記載のハイブリッド車用回転電機装置において、
   前記制御部は、
   前記判定結果に基づいて、前記慣性トルク、前記出力トルク値及び前記第１の回転電機のトルク指令値と前記磁石温度又は電機子電流の最大値との関係、又は、前記出力トルク値及び前記第１の回転電機のトルク指令値と前記磁石温度又は電機子電流の最大値との関係を補正することを特徴とするハイブリッド車用回転電機装置。
7. 請求項１記載のハイブリッド車用回転電機装置において、
   前記制御部は、前記永久磁石温度と入力される電機子電流値とに基づいて前記第１の回転電機の電機子コイルの温度を推定することを特徴とするハイブリッド車用回転電機装置。
8. 請求項７記載のハイブリッド車用回転電機装置において、
   前記制御部は、推定した前記第１の回転電機の電機子コイルの温度に基づいて、前記電機子コイルの絶縁皮膜劣化を生じない範囲での電機子電流の最大値を決定し、前記電機子電流を前記最大値未満に制限することを特徴とするハイブリッド車用回転電機装置。

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