JP5900434B2 - 車両用回転電機温度推定システム - Google Patents

Description

本発明は、車体に固定して搭載され、ステータコイルを有する回転電機と、前記ステータコイルを冷却する冷却部と、前記ステータコイルの温度を測定する温度センサとを備える車両用回転電機温度推定システムに関する。

従来から、回転電機を含む電気自動車、燃料電池車、または回転電機とエンジンとを含むハイブリッド車両において、異常検出または性能向上のために、回転電機が有するコイルの温度を測定することが行われている。

特許文献１には、車両に搭載され、ステータコイルを有する回転電機と、冷媒を噴出させ噴出した冷媒によりステータコイルを冷却する冷却部と、ステータコイルの温度を測定する温度センサとを含む車両用回転電機温度推定システムが記載されている。この構成では、回転電機のトルク取得値及び温度センサの測定温度の変化量と、トルク取得値及び測定温度の変化量に関係付けられた温度補正値とに応じてステータコイルの実温度を推定する。

特開２０１３−４０７８３号公報

特許文献１に記載された構成では、車体の姿勢が変化すると、車体に固定された温度センサと冷却部との位置（姿勢差）が変化する。これによって、冷却部から噴出した冷媒と温度センサの測定部との接触状態、及び、冷却部から噴出し温度センサの測定部に接触するまでの冷媒の接触経路が変化する。これによって、温度センサの測定温度が車体の姿勢によって変化するので、ステータコイルの実温度の推定精度が低下するおそれがある。

本発明の目的は、ステータコイルの実温度の推定精度を向上できる車両用回転電機温度推定システムを提供することである。

本発明に係る車両用回転電機温度推定システムは、車体に固定して搭載され、ステータコイルを有する回転電機と、冷媒を噴出する噴出口を有し、噴出口から噴出された冷媒により前記ステータコイルを冷却する冷却部と、前記ステータコイルの温度を測定する温度センサと、前記温度センサの測定温度及び予め設定された温度補正値を用いて、前記ステータコイルの実温度を推定する実温度推定部とを備え、前記実温度推定部は、前記車体の姿勢の変化に応じて前記温度補正値を変更することを特徴とする。

本発明に係る車両用回転電機温度推定システムによれば、車体の姿勢の変化に応じてステータコイルの実温度推定に用いる温度補正値が変更されるので、車体が傾斜する場合に、ステータコイルの実温度の推定精度を向上できる。

本発明の実施形態の車両用回転電機温度推定システムの主要構成を示す図である。 図１の回転電機温度推定システムを含む車両の構成を示す図である。 図１のＡ−Ａ断面と、冷却部の構成とを示す図である。 図１の回転電機温度推定システムを構成する回転電機が後傾状態となる様子を示す断面図である。 図１の回転電機温度推定システムを構成する回転電機が前傾状態となる様子を示す断面図である。 図１の回転電機温度推定システムで用いる第１マップを示す図である。 図１の回転電機温度推定システムで用いる第２マップを示す図である。 図１の回転電機温度推定システムにおいて、コイル実温度の推定方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態において、車体傾斜時におけるセンサ測定温度と、所定基準姿勢におけるコイル実温度と、コイル推定温度との関係を示す図である。 本発明の実施形態の別例の回転電機温度推定システムにおいて、温度推定方法を示すフローチャートである。

以下に図面を用いて本発明に係る車両用回転電機温度推定システムの実施形態について説明する。以下では、回転電機のコイルとしてハイブリッド車両１０に搭載されたモータジェネレータのステータコイルの実温度を推定する場合を説明するが、ハイブリッド車両以外の車両、例えば電気自動車または燃料電池車に搭載された走行用モータのステータコイルの実温度を推定することもできる。以下ではすべての図面の説明で同様の要素には同一の符号を付して説明する。

図１は、本発明の実施形態の車両用回転電機温度推定システム（以下、単に「温度推定システム」と記載する。）１２の主要構成を示している。温度推定システム１２は、第２モータジェネレータ１４と、冷却部１６と、温度センサ１８と、制御装置７０と、バッテリ２０と、第２インバータ２２とを含む。温度推定システム１２は、後述の図２に示すように、ハイブリッド車両１０に搭載されて用いられる。制御装置７０は、後述するように車体１９の姿勢の向きを表す取得値の変化に応じて、第２モータジェネレータ１４のステータコイルの実温度推定に用いる温度補正値を変更する。これによって、車体１９が傾斜する場合に、ステータコイルの実温度の推定精度を向上できる。これについては後で詳しく説明する。

まず、図２を用いて、温度推定システム１２を搭載するハイブリッド車両１０の全体構成を説明し、その後、図１、図３を用いて、温度推定システム１２を構成する制御装置７０、冷却部１６、及び温度センサ１８を説明する。

ハイブリッド車両１０は、温度推定システム１２と、エンジン２３と、第１モータジェネレータ２４と、第１モータジェネレータ２４を駆動する第１インバータ２６とを含む。以下では、第１モータジェネレータ２４は「第１ＭＧ２４」と記載し、第２モータジェネレータ１４は「第２ＭＧ１４」と記載する。

第１ＭＧ２４は、３相同期モータであり、エンジン２３の始動用モータとしての機能を有する。第１ＭＧ２４は、エンジン２３により駆動される発電機としての機能も有する。この場合、エンジン２３からのトルクの少なくとも一部が、動力分割機構２８を介して第１ＭＧ２４の回転軸に伝達される。第１ＭＧ２４で発生した電力は、第１インバータ２６を介してバッテリ２０に供給され、バッテリ２０が充電される。

第２ＭＧ１４は、３相同期モータであり、バッテリ２０からの電力が供給されて、車両の駆動力を発生する走行用モータとしての機能を有する。第２ＭＧ１４は、電力回生用の発電機としての機能も有する。第２ＭＧ１４で発生した電力は、第２インバータ２２を介してバッテリ２０に供給され、バッテリ２０が充電される。

第１ＭＧ２４及び第２ＭＧ１４として、３相誘導モータを用いることもできる。第２ＭＧ１４の構成は、後で詳しく説明する。

第１インバータ２６及び第２インバータ２２は、複数のスイッチング素子を有し、後述の制御装置７０から各インバータ２６，２２の一方または両方にトルク指令値に基づく制御信号が入力され、スイッチング素子のスイッチングが制御される。

バッテリ２０と各インバータ２６，２２との間に図示しないＤＣ／ＤＣコンバータを設けて、バッテリ２０の電圧を昇圧して各インバータ２６，２２に供給したり、逆にインバータ２６，２２から供給される電圧を降圧してバッテリ２０を充電してもよい。

動力分割機構２８は、遊星歯車機構により構成される。遊星歯車機構は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む。例えば、サンギヤは、第１ＭＧ２４の中空の回転軸の端部に接続される。キャリアは、エンジン２３の駆動軸に接続される。リングギヤは、出力軸３０に接続され、出力軸３０は、直接に、または図示しない別の遊星歯車機構を含む減速機を介して第２ＭＧ１４の回転軸に接続される。出力軸３０は、減速機３２を介して車輪３４に連結された駆動軸３６に接続される。動力分割機構２８は、エンジン２３からの動力を、出力軸３０側の駆動軸３６への経路と、第１ＭＧ２４への経路とに分割する。

制御装置７０は、ＥＣＵと呼ばれるもので、ＣＰＵ、メモリを有するマイクロコンピュータを含む。図示の例では、制御装置７０として１つの制御装置７０のみを図示しているが、制御装置７０は適宜複数の構成要素に分割して、互いに電気的に接続する構成としてもよい。

制御装置７０には、アクセルペダルセンサ３８（図１）及び図示しない車速センサと、レバー位置センサ４０とから、図示しないアクセルペダルの操作位置、車速、操作部である走行切替レバー４２の操作位置を表す検出信号が入力される。

走行切替レバー４２は、シフトレバーと呼ばれ、操作によってＮ位置、Ｄ位置、Ｒ位置を含む複数の操作位置のいずれか１つへの切替を指示できるように構成される。走行切替レバー４２がＮ位置に操作されることにより選択されるＮレンジは、車両１０の動力源と車輪３４との間の動力伝達経路を遮断する中立レンジである。走行切替レバー４２がＤ位置に操作されることにより選択されるＤレンジモードは、車両１０を前進させる動力が車輪３４に伝達される前進走行モードである。走行切替レバー４２がＲ位置に操作されることにより選択されるＲレンジモードは、車両１０を後進させる動力が車輪３４に伝達される後進走行モードである。操作部として、走行切替レバー４２以外、例えば操作によってＤ位置、Ｒ位置を含む複数の操作位置のいずれか１つへの切替を指示可能に構成されるスイッチまたはダイヤルを用いてもよい。

図１に示すように、制御装置７０は、モータ制御部７２と、実温度推定部７４と、記憶部７６と、駆動制限部７８とを有する。モータ制御部７２は、アクセルペダルセンサ３８の検出信号及び車速センサの検出信号から、第２ＭＧ１４（または第１ＭＧ２４）のトルク値であるトルク指令値Ｔｒｉを算出し、そのトルク指令値Ｔｒｉに応じてインバータ２２（または２６）に制御信号を出力し、制御信号に応じてスイッチング素子のスイッチングを制御する。これによって、第２ＭＧ１４（または第１ＭＧ２４）の駆動が制御される。第２ＭＧ１４の駆動によって、車両１０が走行切替レバー４２によって選択された前進方向または後進方向に走行する。実温度推定部７４、記憶部７６、及び駆動制限部７８は、後で説明する。

図３は、第２ＭＧ１４についての図１のＡ−Ａ断面と、冷却部１６の構成とを示している。第２ＭＧ１４は、ケース４４と、ケース４４の内側に固定されたステータ４６と、ステータ４６の径方向内側に対向配置されたロータ４８とを含む。ケース４４は、車両１０の車体１９を構成するフレーム５０に、図示しないトランスアクスルケース及びマウント装置を介して固定される。トランスアクスルケースは、第１ＭＧ２４、第２ＭＧ１４、及び動力分割機構２８を収容し、第１ＭＧ２４及び第２ＭＧ１４のケース４４を固定する。トランスアクスルケースに、ケース４４を介さずにステータ４６を固定してもよい。

ステータ４６は、磁性材製のステータコア５２の内周側に設けられた複数の突極５４に集中巻きまたは分布巻きで巻回された複数相、例えば３相のステータコイル５６を含む。各相のステータコイル５６において、ステータコア５２の軸方向両端から外側に突出した部分により、一対のコイルエンド５８が形成される。

ロータ４８は、ケース４４に回転可能に支持された回転軸６０の外径側に固定される。ロータ４８は、磁性材製のロータコア６２と、ロータコア６２の複数個所に配置され、径方向、または径方向に対して傾斜する方向のＮ極またはＳ極の磁気特性を有する永久磁石６４とを含む。回転軸６０は、車両の左右方向に沿って配置される。

第１ＭＧ２４（図２）の基本構成は、第２ＭＧ１４の場合と同様である。図２では、第１ＭＧ２４の回転軸が車両の前後方向に沿って配置されるように図示されているが、実際には、第２ＭＧ１４と同様に、第１ＭＧ２４の回転軸は、車両１０の左右方向に沿って配置される。

図３に戻って、冷却部１６は、ケース４４の外部に設けられた冷媒流路６６と、冷媒流路６６に接続され、ケース４４の上端内部に設けられた冷媒パイプ６７とを含む。図１に示すように、冷媒パイプ６７は、車両１０の前後方向について回転軸６０の鉛直上方に設けられる。

冷媒流路６６は、冷媒ポンプ６８を有し、ケース４４の下部に溜まった冷媒Ｆを吸引して、冷媒パイプ６７に循環供給可能とする。冷媒パイプ６７は、その両端部に冷媒を下方に噴出させる噴出口６９を有する。冷媒パイプ６７の一端（図３の左端）は塞がれる。冷却部１６は、噴出口６９のそれぞれから、各コイルエンド５８の上側に向け冷媒を噴出可能とする。これによって噴出した冷媒が流下しながらコイルエンド５８に接触し、ステータコイル５６が冷却される。

冷媒として、例えばＡＴＦ（Automatic transmission fluid）と呼ばれるオイルが用いられるが、冷媒として冷却水を用いてもよい。冷却部１６に冷却用熱交換部を設けて、より効果的に冷媒を冷却してもよい。冷却用熱交換部は、外部を流れる空気と内部を流れる冷媒との間で熱交換を行って、冷媒を冷却する。

温度センサ１８は、噴出口６９よりも下側でコイルエンド５８のうち、噴出口６９から噴出した冷媒が接触する位置付近を測定するように設けられる。温度センサ１８として、例えばサーミスタが用いられる。図１に示すように、第２ＭＧ１４を回転軸６０の軸方向に沿って見た場合に、温度センサ１８は、回転軸６０よりも車両前側に片寄って設けられる。温度センサ１８は、回転軸６０よりも車両後側に片寄って設けられてもよく、回転軸６０の鉛直下側に設けられてもよい。温度センサ１８の測定値を表す信号は、制御装置７０に入力される。

冷却部１６と温度センサ１８とは第２ＭＧ１４のケース４４を介して車体１９に固定されるので、車体１９の姿勢の向きが「所定基準姿勢」から変化した場合には、冷却部１６と温度センサ１８の測定部との位置（姿勢差）が変化する。

図１では、第２ＭＧ１４は所定基準姿勢で設けられている。ここで、「所定基準姿勢」は、車両１０が水平面上に位置する場合で、乗員が乗っていない静止状態で、設計上車体の傾きがない場合として予め設定される車体姿勢である。この場合、冷媒パイプ６７から噴出された冷媒は、前後方向（図１の左右方向）に関してほぼ均等にケース４４内で流下する。

一方、図４は、第２ＭＧ１４が後下がりの後傾状態となる様子を示している。図１の左下で示すように車体１９が後傾するように姿勢が変化した場合には、図４に示すように、車体１９に固定されたケース４４の後下への傾きによって、冷媒パイプ６７と温度センサ１８との位置が変化する。図４では、所定基準姿勢の場合に対する時計方向の傾斜度を「＋α」として示している。

図５は、第２ＭＧ１４が前下がりの前傾状態となる様子を示している。図１の中央下で示すように車体１９が前傾するように姿勢が変化した場合には、図５に示すように、車体１９に固定されたケース４４の前下への傾きによって、冷媒パイプ６７と温度センサ１８との位置が変化する。図５では、所定基準姿勢の場合に対する反時計方向の傾斜度を「−α」として示している。

図１に戻って、制御装置７０は、車体１９の姿勢の変化に応じて、ステータコイル５６の実温度推定に用いる温度補正値ΔＴｎａ、ΔＴｎｂを変更する。

具体的には、図１に示す記憶部７６は、車体１９の姿勢の向きが後傾方向の場合の第１マップＭ１と、前傾方向の場合の第２マップＭ２とのデータを予め記憶している。

図６Ａは、第１マップＭ１を示している。第１マップＭ１は、予め設定された単位時間間隔（ｔ２−ｔ１）における温度センサ１８の測定温度の変化量（・・・−Ａ２，−Ａ１，０，Ａ１，Ａ２・・・）及び第２ＭＧ１４のトルク指令値Ｔｒｉ（＝Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３・・・）と、予め設定された温度補正値ΔＴｎａとの関係を定める。トルク指令値Ｔｒｉとして、正の値の場合のみが設定される。トルク指令値と測定温度変化量との一方または両方が異なるΔＴｎａの数値自体は、互いに同じであっても、異なっていてもよい。

第１マップＭ１では、予め行った実験等によって、予め規定された単位時間間隔（ｔ２−ｔ１）での温度センサ１８の測定温度の変化量（・・・−Ａ２，−Ａ１，０，Ａ１，Ａ２・・・）と、第２ＭＧ１４のトルク指令値Ｔｒｉとに対応する温度補正値ΔＴｎａを設定する。

図６Ｂは、第２マップＭ２を示している。第２マップＭ２では、温度補正値ΔＴｎａの代わりに、温度補正値ΔＴｎｂが規定される。第２マップＭ２は、トルク指令値Ｔｒｉが０及び負の値（−Ｂ１，−Ｂ２，−Ｂ３・・・）である場合が設定される。

第１マップＭ１と第２マップＭ２とにおいて、温度補正値ΔＴｎａ、ΔＴｎｂの一部の数値自体は互いに同じであってもよい。ΔＴｎａ、ΔＴｎｂは正の値だけでなく、負の値または０になる場合もある。第１マップＭ１及び第２マップＭ２は、車両の種類に応じて変更してもよい。例えば車両の空車重量の違いに応じて第１マップＭ１及び第２マップＭ２の数値を異ならせてもよい。

ΔＴｎａ、ΔＴｎｂは、単位時間間隔（ｔ２−ｔ１）において、第２ＭＧ１４のコイルエンド５８の実温度Ｔｃｏｉｌから温度センサ１８の測定温度Ｔｔｈｍを差し引いた値（Ｔｃｏｉｌ−Ｔｔｈｍ）の増減分である。

実温度推定部７４は、車体１９の姿勢の向きである後傾方向か前傾方向かを表す第２ＭＧ１４のトルク指令値Ｔｒｉを取得し、車体１９の姿勢の変化である後傾方向と前傾方向との間での変化を表すトルク指令値Ｔｒｉの正及び負の間の変化に応じて、ステータコイル５６の実温度を推定する。具体的には、実温度推定部７４は、モータ制御部７２で算出された第２ＭＧ１４のトルク指令値Ｔｒｉを取得する。トルク指令値Ｔｒｉが正の値となる場合には、図１の左下で示すように、車両の加速が大きくなると、後側の車輪を支持するサスペンション装置のバネが縮んで車体１９が後傾する。この後傾の程度はトルクが正方向に大きくなるほど大きくなる傾向となる。実温度推定部７４は、トルク指令値Ｔｒｉが車体１９の後傾を表す正の値となる場合に、後傾用の第１マップＭ１を選択し、第１マップＭ１のデータを参照して、トルク指令値Ｔｒｉと、単位時間間隔（ｔ２−ｔ１）での温度センサ１８の測定温度の変化量とから温度補正値ΔＴｎａを算出する。

一方、トルク指令値Ｔｒｉが負の値となる場合には、図１の中央下で示すように、車両の後方への加速が大きくなると、前側の車輪を支持するサスペンション装置のバネが縮んで車体１９が前傾する。この前傾の程度はトルクが負方向に大きくなるほど大きくなる傾向となる。実温度推定部７４は、トルク指令値Ｔｒｉが車体１９の前傾を表す負の値となる場合に、前傾用の第２マップＭ２を選択し、第２マップＭ２のデータを参照して、トルク指令値Ｔｒｉと、単位時間間隔での温度センサ１８の測定温度の変化量とから温度補正値ΔＴｎｂを算出する。トルク指令値Ｔｒｉが０である場合には、第１マップＭ１及び第２マップＭ２のいずれを用いて温度補正値を算出してもよいので、第１マップＭ１でトルク指令値Ｔｒｉが０の場合を設定してもよい。

実温度推定部７４は、算出された温度補正値ΔＴｎａ、ΔＴｎｂと温度センサ１８の測定温度Ｔｔｈｍとを用いて、ステータコイル５６の実温度推定値Ｔｃｅｓｔを算出する。これによって、ステータコイル５６の実温度が推定される。

この場合、実温度推定部７４は、今回の時間間隔（ｔ２−ｔ１）で求めた１つまたは複数の温度補正値ΔＴｎａ、ΔＴｎｂの総和を、測定温度Ｔｔｈｍに足し合わせることで、実温度推定値Ｔｃｅｓｔを算出する。具体的には、実温度推定値Ｔｃｅｓｔは、次式により求められる。

Ｔｃｅｓｔ＝Ｔｔｈｍ＋Σ（ΔＴｎａ，ΔＴｎｂ）＋Ｔｉａ ・・・（１）

この場合、Σ（ΔＴｎａ，ΔＴｎｂ）は温度補正値ΔＴｎａ，ΔＴｎｂの総和を表しており、Ｔｉａは測定初期時点での第２ＭＧ１４のステータコイル５６の実温度と推定温度との差である初期乖離温度を表している。「初期乖離温度」は、車両の種類に応じて予め設定される。例えば車両の空車重量に応じて初期乖離温度を変えることもできる。初期乖離温度Ｔｉａは０として設定してもよい。初期乖離温度はある所定条件が成立した時点から、（１）式の計算に追加してもよい。また、ステータコイル５６の温度推定を、実温度推定値Ｔｃｅｓｔが所定範囲以内であり、｛Σ（ΔＴｎａ，ΔＴｎｂ）＋Ｔｉａ｝が所定範囲内の場合にのみ行い、Ｔｃｅｓｔ，｛Σ（ΔＴｎａ，ΔＴｎｂ）＋Ｔｉａ｝のそれぞれに上限値及び下限値を設定してもよい。また、実温度推定値Ｔｃｅｓｔの算出は、車両に設けられた図示しない始動スイッチがオンされてから所定時間の経過を条件に開始されてもよい。

また、図６Ａ、図６Ｂのマップで設定されていない測定温度変化量とトルクＴｒｉとに対応する温度補正値は、その両側の測定温度変化量、またはその両側のトルクＴｒｉから、線形補間により算出することができる。

図１の駆動制限部７８は、第２ＭＧ１４の実温度推定値Ｔｃｅｓｔがある閾値Ｔｋ℃未満では、負荷率１００％として、第２ＭＧ１４のトルク指令値を制限せず、トルク指令値のそのままの値を用いて、モータ制御部７２により第２ＭＧ１４の駆動を制御する。一方、第２ＭＧ１４の実温度推定値Ｔｃｅｓｔが閾値Ｔｋ℃以上では、駆動制限部７８は、Ｔｃｅｓｔの上昇に応じて負荷率を１００％から徐々に、直線的または曲線的に低下させ、第２ＭＧ１４のトルク指令値を徐々に低下するように制限する。この場合、駆動制限部７８は、モータ制御部７２により制限後のトルク指令値で第２ＭＧ１４の駆動を制御する。これによって、第２ＭＧ１４の温度上昇に対する保護を図れる。

このような温度推定システム１２を用いて第２ＭＧ１４の実温度を推定する方法は次のようにして行う。図７は、温度推定システムにおいて、コイル実温度の推定方法を示すフローチャートである。このフローチャートは制御装置７０に記憶されたプログラムの実行により行われてもよい。ステップＳ１０（以下、ステップＳは単にＳという。）において、実温度推定部７４は、第２ＭＧ１４のトルク指令値Ｔｒｉが０Ｎｍより大きいか否かを判定し、０Ｎｍより大きい場合にはＳ１２で第１マップＭ１を参照し、Ｓ１４で車体１９の所定基準姿勢におけるステータコイル５６の実温度を推定する。

この場合、例えば後述の図８で参照して示すように、予め設定された単位時間間隔おきの時間ｔ１、ｔ２（ｔ１＜ｔ２）で、温度センサ１８により測定されたステータコイル５６の測定温度Ｔ１、Ｔ２を取得し、温度センサ１８の測定温度の変化量（Ｔ２−Ｔ１）を求める。

また、実温度推定部７４は、時間ｔ２での第２ＭＧ１４のトルク指令値Ｔｒｉと、温度センサ１８の測定温度の変化量（Ｔ２−Ｔ１）とに基づいて、記憶部７６に記憶された第１マップＭ１のデータを参照しつつ温度補正値ΔＴｎａを取得する。実温度推定部７４は、この温度補正値ΔＴｎａを用いて、時間ｔ２における測定温度Ｔｔｈｍ（＝Ｔ２）を補正する。この場合、実温度推定部７４は、上記の（１）式を用いて実温度推定値Ｔｃｅｓｔを算出する。

一方、Ｓ１０で第２ＭＧ１４のトルク指令値Ｔｒｉが０Ｎｍ以下の場合、Ｓ１６で第２マップＭ２を参照し、Ｓ１８でステータコイル５６の実温度を推定する。この算出方法は、第２マップＭ２を用いることが異なるだけでＳ１４の場合と同様である。

上記の温度推定システム１２によれば、車体１９の姿勢の向きを表す取得値の変化に応じて温度補正値ΔＴｎａ，ΔＴｎｂが変更されるので、車体１９が傾斜する場合に、ステータコイル５６の実温度の推定精度を向上できる。

例えば、図４に示すように、車体１９が後傾した場合、冷媒パイプ６７が後側に移動するので、冷媒パイプ６７から噴出された冷媒がステータコイル５６の後側で多く流れ、前側に流れる量は少なくなる。これによって、図１の所定基準姿勢の第２ＭＧ１４に対して、冷媒パイプ６７から噴出される冷媒と温度センサ１８の測定部との接触状態が変化する。また、冷媒パイプ６７から噴出し温度センサ１８の測定部に接触するまでの冷媒の接触経路が変化する。この場合、一般的には、ステータコイル５６において、温度センサ１８の測定部の温度が所定基準姿勢の場合に比べて高くなる。

一方、図５に示すように、車体１９が前傾した場合に、冷媒パイプ６７から噴出された冷媒は、ステータコイル５６の前側で多く流れ、後側に流れる量は少なくなる。この場合も、図１の所定基準姿勢の第２ＭＧ１４に対して、冷媒パイプ６７から噴出される冷媒と温度センサ１８の測定部との接触状態が変化するとともに、温度センサ１８の測定部に接触するまでの冷媒の接触経路が変化する。この場合、一般的には、ステータコイル５６において、温度センサ１８の測定部の温度が所定基準姿勢の場合に比べて低くなる。

上記のように後傾用と前傾用とで異なるマップＭ１，Ｍ２を用いて温度補正値ΔＴｎａを算出することで、車体１９の姿勢変化による温度センサ１８の測定部の温度変化を補正でき、ステータコイル５６の実温度の推定精度を向上できる。

また、実温度推定部７４は、車体１９の姿勢の向きが後傾方向か前傾方向かを表すトルク指令値の取得値に応じて複数のマップＭ１，Ｍ２から１つのマップＭ１（またはＭ２）を選択し、選択されたマップのデータを参照して、トルク指令値と温度センサ１８の測定温度の変化量とから温度補正値ΔＴｎａ（またはΔＴｎｂ）を算出し、測定温度と温度補正値とを用いてステータコイル５６の実温度を推定する。これによって、トルク指令の大きさで、車体１９の姿勢が傾斜する程度に応じた温度補正値を用いることができ、ステータコイル５６の実温度の推定精度をより高くできる。

このような構成では、車両が水平な地面の平坦路に位置する場合に限らず、ステータコイル５６の実温度の推定精度を高くできる。例えば、車両が登坂路上にある場合に、車体１９は所定基準姿勢に対して後傾した状態となり、一般的に走行時の第２ＭＧ１４のトルク値は高くなる。この場合、坂路の傾斜度が高くなり車体１９が傾斜するほど、第２ＭＧ１４のトルク値は高くなる傾向となる。逆に、車両が降坂路上にある場合に、車体１９は所定基準姿勢に対して前傾した状態となり、一般的に走行時の第２ＭＧ１４のトルク値は低くなる。この場合、坂路の傾斜度が高くなり車体１９が傾斜するほど、第２ＭＧ１４のトルク値は低くなる傾向となる。これによって、車体１９が傾斜面上に位置する場合でもトルク指令値に応じて温度補正値が設定されたマップを用いることにより、ステータコイル５６の実温度を精度よく推定できる。

図８は、本実施形態の効果を確認するための図であって、車体傾斜時の温度センサ１８の測定温度Ｔｔｈｍと、第２ＭＧ１４のステータコイル５６の実温度Ｔｃｏｉｌと、ステータコイル５６の実温度推定値Ｔｃｅｓｔとの時間的変化の１例を示している。図８に示すように、本実施形態では、車体１９の傾斜によって温度センサ１８の測定温度Ｔｔｈｍが時間経過にしたがって単純に上昇しない場合でも、実温度推定値Ｔｃｅｓｔとして、所定基準姿勢における実温度Ｔｃｏｉｌとほぼ一致する値を精度よく推定できる。

なお、図１、図３の場合と異なり、第２ＭＧ１４のケース４４内に動力伝達装置を構成する歯車を設けて、歯車でケース４４の下部に溜まった冷媒としてのオイルをかき上げて、ケース４４の上部に設けられた図示しない冷媒供給部にオイルを供給してもよい。この場合、冷媒供給部は、冷却部として、噴出口から冷媒を噴出させ、各コイルエンド５８にオイルをかけてステータコイル５６を冷却する。

図９は、本発明の実施形態の別例の回転電機温度推定システムにおいて、温度推定方法を示すフローチャートである。本例の場合、実温度推定部７４は、走行切替レバー４２の操作位置の検出値を取得する。実温度推定部７４は、車体１９の姿勢の向きが後傾方向か前傾方向かを表す取得値として、走行切替レバー４２の操作位置の検出値を取得し、この操作位置の変化に応じて、記憶部７６で記憶された複数のマップＭ１，Ｍ２から１つのマップＭ１（またはＭ２）を選択することで温度補正値を変更する。例えば、走行切替レバー４２の操作位置の検出値が車両の後進走行を指示するＲ位置である場合には、実温度推定部７４は、記憶部７６に記憶されたマップから前傾用の第２マップＭ２を選択する。一方、走行切替レバー４２の操作位置の検出値がＲ位置以外の場合、例えば車両の前進走行を指示するＤ位置である場合には、実温度推定部７４は、記憶部７６に記憶されたマップから後傾用の第１マップＭ１を選択する。

実温度推定部７４は、選択されたマップのデータを参照して、トルク指令値と温度センサ１８の測定温度の変化量とから温度補正値ΔＴｎａ（またはΔＴｎｂ）を算出し、測定温度と温度補正値とを用いて、ステータコイル５６の実温度推定値Ｔｃｅｓｔを算出し、実温度を推定する。

図９では、Ｓ２０において、実温度推定部７４は、走行切替レバー４２の操作位置の検出値がＲ位置か否かを判定し、Ｒ位置である場合にはＳ２２で第２マップＭ２を参照し、Ｓ２４で車体１９の所定基準姿勢におけるステータコイル５６の実温度を推定する。一方、Ｓ２０において、走行切替レバー４２の操作位置の検出値がＲ位置以外の場合には、Ｓ２６で第１マップＭ２を参照し、Ｓ２８でステータコイル５６の実温度を推定する。

上記の構成の場合も、図１から図８の構成と同様に、車体１９が傾斜する場合に、ステータコイルの実温度の推定精度を向上できる。その他の構成及び作用は、図１から図８の構成と同様である。

なお、上記の各実施形態において、実温度推定部７４は、マップを用いずに、車体１９の姿勢の向きを表す取得値に応じて、トルク値及び温度センサ１８の測定温度の変化量と温度補正値との関係を規定する異なる関係式を用いて温度補正値を算出してもよい。この場合、取得値が車体１９の後傾を表す場合に、後傾用の第１関係式を用いて、温度補正値を算出し、取得値が車体１９の前傾を表す場合に、前傾用の第２関係式を用いて、温度補正値を算出する。実温度推定部は、算出された温度補正値と、温度センサ１８の測定温度と上記の（１）式とを用いて、車体１９の所定基準姿勢におけるステータコイルの実温度推定値Ｔｃｅｓｔを算出する。第１関係式及び第２関係式は、第１マップ及び第２マップと同様に、予め設定された単位時間間隔での温度センサ１８の測定温度の変化量と、第２ＭＧ１４のトルク指令値と、予め設定された温度補正値との関係を定める。

また、上記では第２ＭＧ１４がロックするか否かに関係なく同じマップを用いているが、別例の構成として、第２ＭＧ１４がロックするか否かに応じて異なるマップを用いて第２ＭＧ１４のステータコイルの実温度を推定してもよい。この場合には、記憶部により、第１マップ及び第２マップのそれぞれで、「通常時マップ」と「ロック時マップ」とを記憶させる。「通常時マップ」は、第２ＭＧ１４がロックしない通常時における、単位時間間隔における温度センサ１８の測定温度の変化量及び第２ＭＧ１４のトルク指令値と、予め設定された温度補正値との関係を規定する。「ロック時マップ」は、第２ＭＧ１４のロック時、すなわち通電状態において回転が停止する場合において、単位時間間隔における温度センサ１８の測定温度の変化量及び第２ＭＧ１４のトルク指令値と、温度補正値との関係を規定する。このような構成によれば、通常時とロック時とでマップを使い分けるので、より高精度に第２ＭＧ１４の実温度を推定できる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施できるのは勿論である。例えば、上記では、車体１９の姿勢の向きを表す取得値として、回転電機のトルク値、または、操作部である走行切替レバーの操作位置の検出値を用いる場合を説明したが、車両に設けられた傾斜センサにより所定基準姿勢からの車体１９の傾斜度を検出し、傾斜センサの検出値を、車体１９の姿勢の向きを表す取得値として用いてもよい。

また、上記では、第２ＭＧ１４の実温度を推定する場合を説明したが、第２ＭＧ１４の代わりに、または第２ＭＧ１４とともに、第１ＭＧ２４のステータコイルも同様に、第１ＭＧ２４に設けられた温度センサを用いて実温度を推定できる。この場合には、上記の傾斜センサの検出値を、車体１９の姿勢の向きを表す取得値として用いる。

また、上記では、実温度推定部７４が、第２ＭＧ１４のトルク指令値を「回転電機のトルク値」として用いる場合を説明したが、温度推定システム１２に第２ＭＧ１４のトルクを測定するトルクセンサを設けて、実温度推定部７４は、トルクセンサの検出値を「回転電機のトルク値」として用いてもよい。

また、上記では、車体１９が前傾か後傾かを表す取得値を用いて温度補正値を変更する場合を説明したが、車体１９の左右方向中央に対して、右側が下がるように傾斜するか、左側が下がるように傾斜するかを表す取得値を用いて、温度補正値を変更する構成を採用してもよい。この場合、車体１９が左右のいずれの方向に傾斜するかに応じて温度センサ１８の測定部の温度が変化する場合において、ステータコイルの実温度の推定精度が向上する。この場合も、傾斜センサの検出値を、車体１９の姿勢の向きを表す取得値として用いる。

１０ ハイブリッド車両、１２ 車両用回転電機温度推定システム、１４ 第２モータジェネレータ（第２ＭＧ）、１６ 冷却部、１８ 温度センサ、１９ 車体、２０ バッテリ、２２ 第２インバータ、２３ エンジン、２４ 第１モータジェネレータ（第１ＭＧ）、２６ 第１インバータ、２８ 動力分割機構、３０ 出力軸、３２ 減速機、３４ 車輪、３６ 駆動軸、３８ アクセルペダルセンサ、４０ レバー位置センサ、４２ 走行切替レバー、４４ ケース、４６ ステータ、４８ ロータ、５０ フレーム、５２ ステータコア、５４ 突極、５６ ステータコイル、５８ コイルエンド、６０ 回転軸、６２ ロータコア、６４ 永久磁石、６６ 冷媒流路、６７ 冷媒パイプ、６８ 冷媒ポンプ、６９ 噴出口、７０ 制御装置、７２ モータ制御部、７４ 実温度推定部、７６ 記憶部、７８ 駆動制限部。

Claims (6)

1. 車体に固定して搭載され、ステータコイルを有する回転電機と、
   冷媒を噴出する噴出口を有し、噴出口から噴出された冷媒により前記ステータコイルを冷却する冷却部と、
   前記ステータコイルの温度を測定する温度センサと、
   前記温度センサの測定温度及び予め設定された温度補正値を用いて、前記ステータコイルの実温度を推定する実温度推定部とを備え、
   前記実温度推定部は、前記車体の姿勢の変化に応じて前記温度補正値を変更することを特徴とする車両用回転電機温度推定システム。
2. 請求項１に記載の車両用回転電機温度推定システムにおいて、
   前記実温度推定部は、前記車体の姿勢の向きである後傾方向か前傾方向かを表す前記回転電機のトルク値を取得し、前記車体の姿勢の変化である後傾方向と前傾方向との間での変化を表す前記トルク値の正及び負の間の変化に応じて前記温度補正値を変更することを特徴とする車両用回転電機温度推定システム。
3. 請求項１に記載の車両用回転電機温度推定システムにおいて、
   前記実温度推定部は、前記車体の姿勢の向きである後傾方向か前傾方向かを表し、操作によって車両の前進及び後進の切替を指示可能な操作部の操作位置を取得し、前記車体の姿勢の変化である後傾方向と前傾方向との間での変化を表す前記操作位置の変化に応じて前記温度補正値を変更することを特徴とする車両用回転電機温度推定システム。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１に記載の車両用回転電機温度推定システムにおいて、
   前記温度補正値は、前記温度センサの測定温度の変化量と前記回転電機のトルク値とに応じて定められることを特徴とする車両用回転電機温度推定システム。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１に記載の車両用回転電機温度推定システムにおいて、
   前記車体の姿勢の向きが後傾方向の場合の第１マップと前傾方向の場合の第２マップとを含むマップであって、前記温度センサの前記測定温度の変化量及び前記回転電機のトルク値と前記温度補正値との関係を表すマップのデータを記憶する記憶部を備え、
   前記実温度推定部は、前記車体の姿勢の向きが後傾方向か前傾方向かを表す取得値に応じて前記複数のマップから１つの前記マップを選択し、選択された前記マップのデータを参照して、前記温度センサの前記測定温度の変化量と前記トルク値とから前記温度補正値を算出し、前記測定温度と前記温度補正値とを用いて、前記車体の所定基準姿勢における前記ステータコイルの実温度を推定することを特徴とする車両用回転電機温度推定システム。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１に記載の車両用回転電機温度推定システムにおいて、
   前記実温度推定部により推定された前記ステータコイルの実温度が所定温度以上の場合に、回転電機の駆動を制限する駆動制限部を備えることを特徴とする車両用回転電機温度推定システム。

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