WO2008102916A1

WO2008102916A1 - 回転電機の駆動制御装置および車両

Info

Publication number: WO2008102916A1
Application number: PCT/JP2008/053351
Authority: WO
Inventors: Akira Takasaki
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2007-02-21
Filing date: 2008-02-20
Publication date: 2008-08-28
Also published as: CN101617464A; US20100012408A1; JP2008206338A

Abstract

ハイブリッド自動車（２００）には、交流モータの駆動制御装置が搭載される。駆動制御装置は、交流モータ（Ｍ１）を駆動するインバータ（１４）と、インバータ（１４）の制御モードを、第１のモードと、第１のモードよりもインバータ（１４）の出力電流の高調波成分を抑制可能な第２のモードとの間で切替えて、インバータ（１４）を制御する制御装置（３０）とを備える。制御装置（３０）は、永久磁石の磁石温度が第１のしきい温度より小さい場合には、第１のモードでインバータ（１４）を制御する一方で、磁石温度が第１のしきい温度以上の場合には、第２のモードでインバータ（１４）を制御する。

Description

明細書回転電機の駆動制御装置および車両技術分野

本発明は、回転電機の駆動制御装置、および車両に関し、特に永久磁石型同期機において、ロータに含まれる永久磁石の減磁を防ぐ技術に関する。背景技術

近年、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle) や電気自動車（Electric Vehicle) などの電動車両が大きく注目されている。このような電動車両は、二次電池などからなる蓄電装置と、当該蓄電装置から電力を受けて駆動力を発生するためのモータジェネレータとを備えている。モータジエネレータは、発進時や加速時などにおいて駆動力を発生するとともに、制動時などにおいて車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して蓄電装置に回収する。

このような電動車両に搭載されるモータジェネレータとしては、界磁磁束の高密度化や電力回生の容易性などから永久磁石形同期機（permanent magnetic synchronous machine) が用いられることが多い。特に、磁気抵抗の非対称性によって生じる駆動トルク（リラクタンストルク）を併用して利用できる埋込構造の永久磁石形同期機 ( interior permanent magnet synchronous machine) 力 ^s頻繁に操用される。

一般的に、永久磁石は、環境温度に応じて保磁力が変化することが知られている。たとえば、永久磁石の主成分である強磁性体が相転移を生じるキュリー点を超えるような高温の環境温度に永久磁石が晒されると、永久磁石の保磁力が低下するとともに元に戻らない不可逆減磁が生じ得る。

特開 2 0 0 1— 1 5 7 3 0 4号公報は、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回転電機を開示する。ハイブリッド車は、第 1および第 2の回転電機と制御装置とを備える。この制御装置は、エンジンおよび第 1および第 2の回転電機の制御のために入力されるデータに基づいて、第 1の回転電機が有する永久磁石の温度を推定する。制御装置は、永久磁石の温度から電機子コイル温度を推定して、その電機子コイル温度から最大通電可能電流値を設定する。制御装置は、電機子に流れる電流値をこの最大値以下に制限する。

磁石の減磁を防ぐために回転電機に流れる電流を制限した場合には、回転電機の出力が急変する可能性がある。車両に搭載された回転電機の出力が急変した場合には、その車両の走行に急激な変化が生じることが考えられる。しかしながら特開 2 0 0 1— 1 5 7 3 0 4号公報は、このような問題点については開示していなレ、。発明の開示

本発明の目的は、回転電機に含まれる永久磁石の減磁を防ぐことを可能にする回転電機の駆動制御装置および、その駆動制御装置を備える車両を提供することである。

本発明は要約すれば、第 1の永久磁石を含む第 1の回転子を備える第 1の回転電機の駆動制御装置である。駆動制御装置は、温度推定部と、第 1のインバータと、制御部とを備える。温度推定部は、第 1の回転電機に要求される第 1の動作条件に基づいて第 1の永久磁石の温度を推定して、その推定結果として磁石温度を出力する。第 1のインバータは、第 1の回転電機を駆動して第 1の回転子を回転させる。制御部は、第 1のインバータの制御モードとして、第 1のモードと、第 1のモードよりも第 1のィンバータから第 1の回転電機への出力電流の高調波成分を抑制可能な第 2のモードとを有する。制御部は、磁石温度が第 1のしきい温度より小さい場合には、第 1のモードで第 1のィンバータを制御する一方で、磁石温度が第 1のしきい温度より大きい場合には、第 2のモードで第 1のインバータを制御する。

好ましくは、制御部は、第 1のインバータを第 2のモードで制御しているときに、磁石温度が第 2のしきい温度を超えると、第 1のインバータの出力電流を制限する。

好ましくは、第 1のモードは、パルス幅変調制御モードである。第 2のモードは、矩形波制御モードである。

好ましくは、制御部は、制御モードが第 2のモードである場合には、制御モードが第 1のモードである場合に比較して、第 1の回転電機の回転数が小さくなるように第 1のインバータを制御する。

より好ましくは、第 1の回転電機は、車両に搭載される。車両は、駆動輪と、駆動輪を回転させるための第 2の回転電機と、内燃機関と、動力分割機構どを備える。動力分割機構は、第 2の回転電機と駆動輪とが結合され、かつ、内燃機関と第 1の回転電機とが結合されることにより、第 1の回転電機の回転数と内燃機関の回転数とから、第 2の回転電機の回転数が一意的に定まるように構成される。内燃機関は、第 1の回転電機の回転数が低下した場合には、第 2の回転電機の回転数が一定に維持されるように内燃機関の回転数を上昇させる。

さらに好ましくは、第 2の回転電機は、第 2の永久磁石を含む第 2の回転子を備える。温度推定部は、第 2の回転電機に要求される第 2の動作条件に基づいて第 2の永久磁石の温度を推定する。駆動制御装置は、第 2の回転電機を駆動して第 2の回転子を回転させる第 2のインバータをさらに備える。制御部は、温度推定部により推定された第 2の永久磁石の温度が所定の温度を超えた場合には、第 2のィンバータから第 2の回転電機への出力電流を制限する。

好ましくは、制御部は、制御モードが第 2のモードである場合には、制御モードが第 1のモードである場合に比較して、第 1のィンバータのキヤリァ周波数を高くする。

本発明の他の局面に従うと、車両であって、第 1の永久磁石を有する第 1の回転子を含む第 1の回転電機と、第 1の回転電機を駆動制御する駆動制御装置とを備える。駆動制御装置は、温度推定部と、第 1のインバータと、制御部とを含む。温度推定部は、第 1の回転電機に要求される第 1の動作条件に基づいて第 1の永久磁石の温度を推定して、その推定結果として磁石温度を出力する。第 1のインバータは、第 1の回転電機を駆動して第 1の回転子を回転させる。制御部は、第 1のインバータの制御モードとして、第 1のモードと、第 1のモードよりも第 1 のィンバータから第 1の回転電機への出力電流の高調波成分を抑制可能な第 2のモードとを有する。制御部は、磁石温度が第 1のしきい温度より小さい場合には、第 1のモードで第 1のィンバータを制御する一方で、磁石温度が第 1のしきい温度より大きい場合には、第 2のモードで第 1のインバータを制御する。

より好ましくは、車両は、駆動輪と、駆動輪を回転させるための第 2の回転電機と、内燃機関と、動力分割機構とをさらに備える。動力分割機構は、第 2の回転電機と駆動輪とが結合され、かつ、内燃機関と第 1の回転電機とが結合されることにより、第 1の回転電機の回転数と内燃機関の回転数とから、第 2の回転電機の回転数が一意的に定まるように構成される。内燃機関は、第 1の回転電機の回転数が低下した場合には、第 2の回転電機の回転数が一定に維持されるように内燃機関の回転数を上昇させる。

さらに好ましくは、第 2の回転電機は、第 2の永久磁石を有する第 2の回転子を含む。温度推定部は、第 2の回転電機に要求される第 2の動作条件にづいて第 2の永久磁石の温度を推定する。駆動制御装置は、第 2の回転電機を駆動して第 2の回転子を回転させる第 2のインバータをさらに含む。制御部は、温度推定部により推定された第 2の永久磁石の温度が所定の温度を超えた場合には、第 2のインバータから第 2の回転電機への出力電流を制限する。

好ましくは、制御部は、制御モードが第 2のモードである場合には、制御モードが第 1のモードである場合に比較して、第 1のインバータのキャリア周波数を高くする。

本発明によれば、インバータの出力電流の高調波成分を抑制することにより回転電機に含まれる永久磁石の温度上昇を抑制することが可能になるので、その永久磁石の減磁を防ぐことが可能になる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態に従う回転電機の駆動制御装置を搭載したハイブリッド自動車の一例を示す概略ブロック図である。

図 2は、図 1に示す動力分割機構 210の模式図である。

図 3は、図 1のハイブリッド車駆動装置 100において交流モータ Ml， M2 の駆動制御に関する部分を詳細に示す図である。

図 4は、インバータ 14， 31の構成を説明する図である。

図 5は、交流モータ Ml， M 2に用いられる永久磁石形回転電機の要部の構成例を示す図である。

図 6は、図 1の制御装置 30の機能ブロック図である。

図 7は、永久磁石に生じる渦電流を説明するための図である。

図 8は、図 6に示したインバータ制御部 303による信号 DRV1, DRV2 の生成方法を説明するための波形図である。

図 9は、キャリア周波数とインバータの出力電流との関係を示す図である。図 10は、図 6の温度推定部 302が記憶するマップを示す図である。

図 1 1は、図 6の温度推定部 302が実行する温度推定処理を説明するフローチヤ一トである。

図 12は、本実施の形態における、交流モータ Mlの制御処理を説明するフロ一チャートである。

図 13は、回転数制御処理における交流モータ M 1の動作点の移動を説明するための図である。

図 14は、磁石温度 Tmgと交流モータ Mlの回転数との関係を説明するための図である。

図 15は、図 2に示した動力分割機構 210の動作を説明するための共線図である。

図 16は、負荷率制限処理の際における交流モータ M 1の動作点の移動を説明するための図である。

図 17は、磁石温度 Tmgと交流モータ Mlの負荷率との関係を説明するための図である。

図 18は、負荷率制限処理における動力分割機構 210の動作を説明するための共線図である。

図 1 9は、本実施の形態における、交流モータ M 2の制御処理を説明するフロ一チャートである。

図 20は、交流モータ Ml, M 2の制御処理の別の例を示すフローチャートである。

図 21は、交流モータ Ml, M2の制御処理のさらに別の例を示すフローチヤ一トである。発明を実施するための最良の形態

以下において、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、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

[全体構成]

図 1を参照して、ハイブリツド自動車 200は、ハイブリッド車駆動装置 10 0と、動力分割機構 210と、ディファレンシャルギヤ（DG ： D i f f e r e n t i a l Ge a r) 220と、前輪 230とを備える。ハイブリッド車駆動装置 100は、直流電源 Bと、システムリレー SR 1， SR2と、昇圧コンバータ 1 2と、ィンバータ 14， 31と、 DCZDCコンバータ 20と、補機バッテリ 21と、制御装置 30と、エンジン 60と、交流モータ Ml , M2とを備える。なおインバータ 14, 3 1は I PM (インテリジェントパワーモジュール） 35 を構成する。

交流モータ Mlは、動力分割機構 210を介してエンジン 60と結合される。そして、交流モータ Mlは、エンジン 60を始動し、またはエンジン 60の回転力によって発電する。また、交流モータ M2は、動力分割機構 210を介して前輪 230を駆動する。交流モータ Ml, M2は、一例として、永久磁石形の三相交流同期回転電機である。すなわち、交流モータ Ml, M2の各々は、ステータに設けられたコイルに駆動電流が流されることで生じる電流磁界（回転磁界）によって、永久磁石を有するロータを回転させるように構成される。

直流電源 Bは、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から成る。システムリレー SR 1， SR2は、制御装置 30からの信号 S Eによりオン/オフされる。より具体的には、システムリレー SR 1， SR2は、制御装置 30からの H (論理ハイ）レベルの信号 S Eによりオンされ、制御装置 30からの L (論理ロー）レベルの信号 S Eによりオフされる。

昇圧コンバータ 12は、直流電源 Bから供給された直流電圧を昇圧してインバータ 14 , 31へ供給する。より具体的には、昇圧コンバータ 12は、制御装置 30から信号 PWMUを受けると、直流電圧を昇圧してインバータ 14， 3 1に供給する。また、昇圧コンバータ 1 2は、制御装置 30から信号 PWMDを受けると、インバータ 14 (または 31) から供給された直流電圧を降圧して直流電源 Bおよび DCZDCコンバータ 20へ供給する。さらに、昇圧コンバータ 1 2 は、制御装置 30からの信号 S TP 1によって昇圧動作および降圧動作を停止する。

インバータ 14は、昇圧コンバータ 12から直流電圧が供給されると、制御装置 30からの信号 DRV 1に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して交流モータ Mlを駆動する。また、インバータ 14は、ハイブリッド車駆動装置 100が搭載されたハイプリッド自動車の回生制動時、交流モータ Mlが発電した交流電圧を制御装置 30からの信号 DRV 1に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を昇圧コンバータ 12へ供給する。

インバータ 31は、昇圧コンバータ 1 2から直流電圧が供給されると、制御装置 30からの信号 DRV 2に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して交流モータ M 2を駆動する。また、ィンバータ 31は、ハイブリッド車駆動装置 100が搭載されたハイプリッド自動車の回生制動時、交流モータ M2が発電した交流電圧を制御装置 30からの信号 DRV 2に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を昇圧コンバータ 1 2へ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車を運転する運転者によるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。

DCZDCコンバータ 20は、制御装置 30からの信号 DRVによって駆動され、直流電源 Bからの直流電圧を変換して補機バッテリ 21を充電する。また、 DC/DCコンバータ 20は、制御装置 30からの信号 S TP 2によって停止される。補機バッテリ 21は、 DC/DCコンバータ 20から供給される電力を蓄積する。

制御装置 30は、ィンバータ 14が交流モータ M 1を駆動するときにィンバータ 14を制御するための信号 DRV 1を生成し、その生成した信号 DRV 1をィンバータ 14へ出力する。また、制御装置 30は、インバータ 31が交流モータ M 2を駆動するときにインバータ 31を制御するための信号 DRV 2を生成し、その生成した信号 DRV 2をインバータ 31へ出力する。

さらに、制御装置 30は、インバータ 1 4 (または 3 1) が交流モータ Ml

(または M2) を駆動するとき、昇圧コンバータ 1 2を制御するための信号 PW MUを生成し、その生成した信号 PWMUを昇圧コンバータ 12へ出力する。さらに、制御装置 30は、ハイプリッド車駆動装置 100が搭載されたハイブリッド自動車 200の回生制動時、交流モータ Mlまたは M2で発電された交流電圧を直流電圧に変換するための信号 DRV 1 , DRV2を生成して、信号 DR VI, DRV2をインバータ 14， 31へそれぞれ出力する。

さらに、制御装置 30は、ハイブリッド自動車 200の回生制動時、インバータ 14 (または 31) から供給された直流電圧を降圧するための信号 PWMDを生成し、その生成した信号 PWMDを昇圧コンバータ 1 2へ出力する。

図 2は、図 1に示す動力分割機構 210の模式図である。図 2を参照して、動力分割機構 210は、リングギヤ 21 1と、キャリアギヤ 212と、サンギヤ 2 1 3と力ら成る。エンジン 60のシャフト 251は、プラネタリキャリア 253 を介してキヤリァギヤ 21 2に接続され、交流モータ Mlのシャフト 252は、サンギヤ 21 3に接続され、交流モータ M 2のシャフト 254は、リングギヤ 2 1 1に接続されている。なお、交流モータ M 2のシャフト 254は、 DG220 を介して前輪 230の駆動軸に結合される。

交流モータ Mlは、シャフト 252、サンギヤ 21 3、キヤリァギヤ 21 2およびプラネタリキャリア 253を介してシャフト 25 1を回転し、エンジン 60 を始動する。また、交流モータ Mlは、シャフト 25 1、プラネタリキャリア 2 53、キャリアギヤ 21 2、サンギヤ 213およびシャフト 252を介してェンジン 60の回転力を受け、その受けた回転力によって発電する。

図 3を参照して、直流電源 Bは、直流電圧を出力する。電圧センサ 10は、直流電源 Bから出力される電圧 Vbを検出し、その検出した電圧 Vbを制御装置 3 0 出力する。

システムリレー SR I, SR2は、制御装置 30からの信号 S Eによってオンされると、直流電源 Bからの直流電圧をコンデンサ C 1に供給する。コンデンサ C 1は、直流電源 Bからシステムリレー SR 1, SR 2を介して供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧を昇圧コンバータ 1 2 供給する。電圧センサ 1 1は、コンデンサ C 1の両端の電圧 V cを検出し、その検出した電圧 V cを制御装置 30へ出力する。

昇圧コンバータ 1 2は、リアクトル L 1 と、 I G B T (Insulated Gate Bipolar Transistor) 素子 Q 1， Q2と、ダイオード D l, D 2とを含む。リアクトル L 1の一方端は直流電源 Bの電源ラインに接続され、他方端は I GBT素子 Q 1と I 08丁素子02との中間点、すなわち、 I 08丁素子<31のエミッタと I GBT素子 Q 2のコレクタとの間に接続される。 I GBT素子 Q l, Q2は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、 I GBT素子 Q 1のコレクタは電源ラインに接続され、 I GBT素子 Q 2のェミッタはアースラインに接続される。また、各 I GBT素子 Q l, Q 2のコレクタ一ェミッタ間には、ェミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイォード D 1 , D 2がそれぞれ配置されている。

昇圧コンバータ 1 2は、制御装置 30によって I GBT素子 Q 1 , Q2がオン /オフされ、コンデンサ C 1から供給された直流電圧を昇圧して出力電庄をコンデンサ C2に供給する。また、昇圧コンバータ 12は、ハイブリッド自動車の回生制動時、交流モータ Mlまたは M2によって発電され、インバータ 14または 31によって変換された直流電圧を降圧してコンデンサ C 1へ供給する。

コンデンサ C 2は、昇圧コンバータ 1 2から供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ 14 31へ供給する。電圧センサ 1 3は、コンデンサ C 2の両側の電圧、すなわち、昇圧コンバータ 12の出力電圧 Vmを検出する。

ィンバータ 14は、コンデンサ C 2から直流電圧が供給されると制御装置 30 からの信号 DRV 1に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して交流モータ Mlを駆動する。これにより、交流モータ Mlは、トルク指令値 TR 1によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ 14は、ハイブリツド車駆動装置 100が搭載されたハイプリッド自動車の回生制動時、交流モータ Mlが発電した交流電圧を制御装置 30からの信号 DRV 1に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサ C 2を介して昇圧コンバータ 1 2 供給する。

インバータ 3 1は、コンデンサ C 2から直流電圧が供給されると制御装置 30 からの信号 DRV 2に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して交流モータ M2を駆動する。これにより、交流モータ M2は、トルク指令値 TR 2によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ 31は、ハイブリツド車駆動装置 100が搭載されたハイプリッド自動車の回生制動時、交流モータ M 2が発電した交流電圧を制御装置 30力らの信号 D RV 2に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサ C 2を介して昇圧コンバータ 1 2 供給する。

交流モータ Mlには回転角検出部 32 Aが配置される。回転角検出部 32 Aは交流モータ Mlの回転軸に連結される。回転角検出部 32 Aは、交流モータ Ml のロータの回転位置に基づいて回転角 0 1を検出し、検出した回転角 0 1を制御装置 30 出力する。

交流モータ M 2には回転角検出部 32 Bが配置される。回転角検出部 32 Bは交流モータ M2の回転軸に連結される。回転角検出部 32Bは、交流モータ M2 のロータの回転位置に基づいて回転角 02を検出し、検出した回転角 Θ 2を制御装置 30 出力する。

制御装置 30は、外部に設けられた ECU (E l e c t r i c a l C o n t r ο 1 Un i t) からトルク指令値 TR 1 , T R 2およびモータ回転数 MR Ν 1， MRN2を受ける。制御装置 30は、さらに、電圧センサ 10から電圧 Vb を受け、電圧センサ 1 1から電圧 Vcを受け、電圧センサ 1 3から電圧 Vmを受け、電流センサ 24からモータ電流 MCRT 1を受け、電流センサ 28からモータ電流 MCRT 2を受ける。制御装置 30は、さらに、回転角検出部 32 A, 3 2Bから回転角 0 1, 0 2をそれぞれ受ける。

制御装置 30は、電圧 Vm、モータ電流 MCRT 1、トルク指令値 TR 1、および回転角 θ 1に基づいて、インバ一タ 14が交流モータ Mlを駆動するときにインバータ 14に含まれるスイッチング素子をスイッチング制御するための信号 DR VIを生成する。制御装置 30は、その生成した信号 DRV 1をインバータ 14へ出力する。

制御装置 30は、電圧 Vm、モータ電流 MCRT 2、トルク指令値 TR 2、および回転角 Θ 2に基づいて、インバータ 31が交流モータ M2を駆動するときにインバータ 3 1に含まれるスィツチング素子をスィツチング制御するための信号 DRV2を生成する。制御装置 30は、その生成した信号 DRV 2をインバータ 31へ出力する。

制御装置 30は、インバータ 14 (または 3 1) が交流モータ Ml (または M 2) を駆動するとき、電圧 Vb, Vm、トルク指令値 TR 1 (または TR2) およびモータ回転数 MRN 1 (または MRN2) に基づいて、昇圧コンバータ 1 2 の I〇8丁素子<31， Q 2をスィツチング制御するための信号 PWMUを生成する。制御装置 30は、その生成した信号 PWMUを昇圧コンバータ 1 2へ出力する。

制御装置 30は、ハイブリッド自動車 200の回生制動時、交流モータ Mlまたは M2で発電された交流電圧を直流電圧に変換するための信号 DRV 1， 2を生成する。制御装置 30は、信号 DRV 1をインバータ 14へ出力し、信号 DR V 2をインバータ 31へ出力する。この場合、インバータ 14, 31のスィッチング素午は信号 DRV1, 2によってスイッチング制御される。これにより、ィンバータ 14は、交流モータ Mlで発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ 1 2へ供給し、インバータ 31は、交流モータ M2で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ 1 2へ供給する。

さらに、制御装置 30は、インバータ 14 (または 31) から供給された直流電圧を降圧するための信号 PWMDを生成し、その生成した信号 PWMDを昇圧コンバータ 12へ出力する。これにより、交流モータ Mlまたは M2が発電した交流電圧は、直流電圧に変換され、降圧ざれて直流電源 Bに供^;合される。

図 4は、インバータ 14, 31の構成を説明する図である。なおインバータ 3 1の構成はインバータ 14の構成と同様である。以下では代表的にインバータ 1 4の構成を説明するが、インバータ 31の構成は以下に説明するインバータ 14 の構成において、「インバータ 14」を「インバータ 31」に置き換えたものと等価である。

図 4を参照して、インバータ 14は、 U相アーム 1 5と、 V相アーム 16と、 W相アーム 17とを含む。 U相アーム 15、 V相アーム 16および W相アーム 1 7は、電源ライン 1とアースライン 2との間に並列に設けられる。

U相アーム 1 5は、直列に接続された I GBT素子 Q 3. Q 4から成り、 V相アーム 16は、直列に接続された I GBT素子 Q 5， Q 6力、ら成り、 W相アーム 1 7は、直列に接続された I GBT素子 Q 7, Q 8力、ら成る。また、各 I GBT 素子 Q 3〜Q 8のコレクタ一エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイォード D 3〜D 8がそれぞれ接続されている。

インバータ 14の各相アームの中間点は、交流モータ Mlの各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、交流モータ Mlの U相コイルの他端が I GBT 素子 Q3, Q 4の中間点に、 V相コイルの他端が I GBT素子 Q 5, Q6の中間点に、 W相コイルの他端が I GBT素子 Q 7， Q 8の中間点にそれぞれ接続されている。同様にインバータ 31の各相アームの中間点は、交流モータ M2の各相コイルの各相端に接続されている。

図 5は、交流モータ Ml, M 2に用いられる永久磁石形回転電機の要部の構成例を示す図である。図 5を参照して、永久磁石形同期機のロータにおいては、口ータコア 50に複数の穴 52を開け、この穴 52の内部に永久磁石 54を挿入配置することによって極が形成される。そして、ステータ 40では、ロータコア 5 0を取り囲むように複数のコイル（図示せず）が配置される。複数のコイルに通電して形成された回転磁界に基づいて、ロータが回転駆動される。

ここで、ステータ 40のコイルによって発生される磁束は永久磁石 54を貫くため、永久磁石 54において渦電流が発生する。磁石中に発生した渦電流は、回転電機の小型化、高速化および高出力化に伴い、その発熱および損失の問題が顕著となる。すなわち、発熱は磁石の減磁につながり、回転電機の故障の原因となる。また、渦電流による損失は、回転電機の効率を低下させることとなる。このため、制御装置 30は、永久磁石の磁石温度が所定のしきい温度以下の場合には、第 1のモードでインバータ 14， 31を制御し、磁石温度がそのしきい温度を越える場合には、第 1のモードょりも永久磁石の温度上昇を抑制可能な第 2のモードでィンバータ 14, 31を制御する。

図 6は、図 1の制御装置 30の機能ブロック図である。なお、図 6に示す制御装置 30はハードウエアにより実現されてもよいしソフトウェアにより実現されてもよい。

図 6を参照して、制御装置 30は、コンバータ制御部 301と、温度推定部 3 02と、インバータ制御部 303とを含む。コンバータ制御部 301は、直流電源 Bの電圧 Vbと、コンデンサ C 1の電圧 V cと、モータ回転数 MRN 1, MR N2と、トルク指令値 TR 1, TR 2とに基づいて、信号 PWMU, PWMD, STP 1を生成して出力する。

温度推定部 302は、モータ回転数 MRN 1とトルク指令値 TR 1とに基づいて、交流モータ Mlのロータに含まれる永久磁石の温度を推定する。温度推定部 302は、モータ回転数 MRN 2とトルク指令値 TR 2とに基づいて、交流モータ M 2のロータに含まれる永久磁石の温度を推定する。なお、温度推定方法の詳細については後述する。

インバータ制御部 303は、回転角 0 1， 0 2と、トルク指令値 TR 1, TR 2と、モータ電流 MCRT 1， MCRT 2と、昇圧コンバータ 1 2の出力電圧 V mとに基づいて信号 DRV 1 , DRV 2を生成して出力する。インバータ制御部 303は、温度推定部 302から磁石温度の推定値を受ける。インバータ制御部 303は磁石温度が所定のしきい温度を超えた場合には、交流モータ Ml， M2 の制御モードを第 1のモードから第 2のモードに変更する。

[減磁防止方法]

図 7は、永久磁石に生じる渦電流を説明するための図である。図 7を参照して、永久磁石 54を貫く磁界が破線の矢印に示される方向に変動した場合には、永久磁石 54において渦電流 Iが生じる。渦電流 Iは永久磁石 54の表面付近のみ流れる。渦電流 Iによってジュール熱が生じるので永久磁石 54の温度が上昇する。磁界の変動が大きくなるほど渦電流 Iが大きくなる。この結果、永久磁石 54の温度が高くなる。なお、永久磁石 54を貫通する磁界が時間的に一定である場合には、渦電流によるジュール熱は発生しない。

図 8は、図 6に示したインバータ制御部 303による信号 DRV 1, DRV 2 の生成方法を説明するための波形図である。なお、この図 8では、交流モータ M 1， M2の U相に対応する信号 DRV 1， DRV 2の生成方法について代表的に示される。ただし交流モータ Ml, M2の V, W各相に対応する信号についても、図 8に示した信号 DRV 1, DRV 2の生成方法と同様の方法により生成される。図 8および図 6を参照して、曲線 k lは、インバータ制御部 303により演算された U相電圧指令信号を示す。三角波信号 k 2は、インバータ制御部 303により生成されるキャリア信号である。

インバータ制御部 303は、曲線 k 1を三角波信号 k 2と比較し、曲線 k lと三角波信号 k 2との大小関係に応じて電圧値が変化するパルス状の信号 DRV 1， DRV2を生成する。そして、インバータ制御部 303は、その生成した信号 D RV 1, DRV 2をインバータ 14, 31へそれぞれ出力する。インバータ 14 , 3 1の各々の U相アーム 1 5 (図 4参照）に含まれる I GBT素子 Q 3， Q 4は、入力される信号に応じてスィツチング動作を行なう。

108丁素子03， Q4は、キャリア信号（三角波信号 k 2) のキャリア周波数に応じたスィツチング周波数でスィツチング動作を行なう。キヤリァ信号（三角波信号 k 2) のキャリア周波数を変更することによって I GBT素子 Q 3, Q 4のスィツチング周波数が変更される。

ここでィンバータのスィツチング素子のスィツチング周波数は、 P WM信号のキャリア周波数に依存する。インバータのスィツチング素子がスィツチング動作すると、インバータの出力電流には、そのスイッチング周波数に応じた高調波成分（リプル電流）が発生する。なお、高調波成分の次数は特に限定されるものではない。

高調波成分が大きくなるほど図 7に示す磁界の変動が大きくなる。よって永久磁石に生じる渦電流が大きくなる。この結果、減磁が生じる温度まで磁石温度が上昇する可能性が高くなる。

曲線 k 1の 1周期に含まれる三角波のピークの数に応じて高調波成分の大きさは変化する。つまり、キャリア周波数が変化すると高調波成分も変化する。図 9は、キャリア周波数とインバータの出力電流との関係を示す図である。なお、図 9では、インバータの U相の出力電流を示すが、 V相、 W相の出力電流についても U相の出力電流と同様に変化する。

図 9を参照して、キャリア周波数が低い場合には、波形 WV 1に示されるように U相の出力電流に含まれる高調波成分（リプル電流）が大きくなる。これに対し、曲線 k 1の周期を変えずに三角波信号 k 2のキャリア周波数を高くした場合には、曲線 k 1の 1周期に含まれる三角波のピークの数が多くなる。この場合には、波形 WV 2に示されるように、高調波成分が小さくなり、出力電流の波形は正弦波に近づく。

ィンバータの入力電流の波形が WV 2の場合には、ィンバータの入力電流の波形が WV 1の場合に比較して磁石温度の上昇を抑制することができるので、永久磁石の減磁を防ぐことが可能になる。なお、図 9に示す波形 WV 1 , WV 2は、説明のために実際の波形を模式的に示したものである。

また、永久磁石の減磁を防ぐ別の方法として、永久磁石による磁界と反対方向の磁界（反磁界）をできるだけ小さくする方法がある。反磁界が大きいほど磁石の減磁が生じる温度が低くなる。

反磁界の大きさはステータのコイルに流れる電流に比例する。交流モータの負荷率を制限するためにコイルに流れる電流を制限した場合には反磁界も小さくなる。これにより永久磁石の減磁が生じる温度が低下するのを防ぐことができる。すなわち、永久磁石の減磁が生じるのを防ぐことが可能になる。

[磁石温度推定方法]

交流モータのロータは回転可能に構成されるので、温度センサなどを用いて口ータに設けられる永久磁石の温度を直接的に検出しようとすると、回転するロータと静止しているステータ側との間のセンサ配線を回転ジョイントなどによって構成する必要がある。そのため、モータの構造が複雑化してしまう。そこで、本発明の実施の形態においては、制御装置は、モータの回転数およびトルク指令値に基づいて永久磁石の磁石温度を推定する。

図 1 0は、図 6の温度推定部 3 0 2が記憶するマップを示す図である。温度推定部 3 0 2は交流モータ M l , M 2の各々に対応するマップを記憶するが、代表的に図 1 0では交流モータ M lに対応するマップを示す。交流モータ M 2に対応するマップは図 1 0に示したマップと同様である。

図 1 0を参照して、マップの横軸は交流モータのトルクを示し、マップの縦軸は交流モータの回転数を示す。トルクおよび回転数で示される座標平面には複数の等パワー線が存在する。座標平面は領域 R G 0， R G 1， R G 2 , R G 3を含む。

領域 R G 1は磁石の発熱が大きく、モータの連続使用により磁石の減磁が生じる領域である。インバータが P WM制御され、かつ、交流モータのトルクおよび回転数がともに高いときに、交流モータのトルクおよび回転数で定まる動作点は領域 R G 1内に位置する。

なお、交流モータの回転数が高い場合、制御装置 3 0は弱め界磁制御を行なう。弱め界磁制御とは、一般的には、モータの回転数に応じて大きくなるモータ起電力を、界磁を弱めることにより低減させてモータを高回転域まで制御可能とするものである。この場合、 d軸方向（永久磁石により生じる磁界の方向と平行な方向）に、永久磁石に反磁界が加わるように制御が行なわれる。このため高回転側の領域ではトルクが低下しても弱め界磁制御により減磁開始温度が低下する傾向にある。

領域 R G 2 , R G 3は磁石の発熱が小さく、モータの連続使用により磁石温度が減磁温度よりも小さくなる領域である。インバータが PWM制御され、かつ、交流モータのトルクおよび回転数がともに低いときに、交流モータの動作点は領域 RG 2内に位置する。インバータが矩形波制御されるときに、交流モータの動作点は領域 RG 3内に位置する。

領域 R GOに動作点がある場合には、領域 RG 1, 2に動作点が位置するときに比較して磁石温度の変化が小さくなる。

温度推定部 302は、このマップに基づき、領域1 00〜1^03の各々に対してカウント値（°CZ秒）を設定する。このカウント値はたとえば実験結果や設計内容に基づいて定められる。温度推定部 302はマップにおける動作点の滞留時間に基づいてカウント値を増減させる。そして温度推定部 302はカウント値に基づいて磁石温度を推定する。

図 1 1は、図 6の温度推定部 302が実行する温度推定処理を説明するフローチャートである。

図 1 1を参照して、まず温度推定部 302はトルク指令値およびモータ回転数を取得する（ステップ S O 1) 。次に温度推定部 302は、図 10のマップを参照して、取得したトルク指令値およびモータ回転数により定まる交流モータの動作点がマップ内のいずれの領域内に位置するかを特定する。

まず温度推定部 302は、動作点が領域 RG 1内に位置するか否かを判定する (ステップ S O 2) 。動作点が領域 RG 1内に位置する場合（ステップ S O 2において YES) 、温度推定部 302はカウント値を増やす（ステップ S 03) 。動作点が領域 RG 1内に位置しない場合（ステップ S 02において NO) 、温度推定部 302は動作点が領域 RG 2および領域 RG 3のいずれか一方に含まれるか否かを判定する（ステップ S 04) 。動作点が領域 RG 2または RG 3に含まれる場合（ステップ S 04において YE S) 、温度推定部 302はカウント値を減らす（ステップ S 05) 。動作点が領域 RG 2, RG 3のいずれにも含まれない場合（ステップ S 04において NO) 、温度推定部 302は動作点は領域 RG 0に含まれると判定する。この場合には温度推定部 302はカウント値の増減を行なわない（ステップ S 06) 。

ステップ S 03, S 05, S 06のいずれかの処理が終了すると、温度推定部 302はカウント値を磁石温度 Tmgに変換する（ステップ S O 7) 。ステップ S 07の処理が終了すると全体の処理が終了する。

[交流モータの制御方法]

図 12は、本実施の形態における、交流モータ Mlの制御処理を説明するフロ一チャートである。図 1 2のフローチャートに示す処理は、たとえばハイブリツド車駆動装置 100の起動時にメインルーチンから呼び出されて実行される。図 12および図 1を参照して、処理が開始されると、制御装置 30は交流モータ Mlのロータに含まれる永久磁石の初期温度を設定する（ステップ S 1) 。ステツプ S 1の処理は、たとえばハイプリッド車駆動装置 100に起動指示が与えられたときに実行される。なお、図 5等には示されていないが、交流モータ Ml, M2にはステータの温度を検知するための温度センサが設けられている。制御装置 30はその温度センサが検知したステータの温度を永久磁石の初期温度に設定する。この理由は、交流モータ Ml, M 2の動作が開始した直後においては、磁石温度とステータの温度とはほとんど同じであるとみなすことができるためである。

次にステップ S 2において、制御装置 30 (より具体的には図 6に示す温度推定部 302) は、図 1 1のフローチャートに示す処理を実行して、交流モータ M 1のロータに含まれる永久磁石の温度を推定する。

ステップ S 3において、制御装置 30は磁石温度 Tmgが所定のしきい温度 T 1以上であるか否かを判定する。磁石温度 Tmgがしきい温度 T 1以上である場合（ステップ S 3において YE S) 、処理はステップ S 4に進む。一方、磁石温度 Tmgがしきい温度 T 1より小さい場合（ステップ S 3において NO) 、処理はステップ S 2に戻る。

ステップ S 4において、制御装置 30は磁石温度 Tmgが所定のしきい温度 T 2以上であるか否かを判定する。なお T2>T 1である。磁石温度 Tmgがしきい温度 T 2以上である場合（ステップ S 4において YE S) 、処理は後述するステツプ S 7に進む。一方、磁石温度 Tmgがしきい温度 T 2より小さい場合（ステツプ S 4において NO) 、処理はステップ S 5に進む。

ステップ S 5において、制御装置 30は交流モータ Mlの動作点が、交流モータ Mlの動作領域の第 3象限内にあるか否かを判定する。動作領域は図 10に示すマップと同様に、交流モータ Mlのトルクおよび回転数により定まる座標平面である。動作点が動作領域の第 3象限にある場合（ステップ S 5において YE S) 、制御装置 30は、交流モータ Mlの回転数を制限する（ステップ S 6) 。具体的には制御装置 30は、磁石温度が高くなるほど交流モータ Mlの回転数を小さくする。これにより、図 10に示すマップにおいて、交流モータ Mlの動作点が領域 RG 1から領域 RG 2に移動する。この結果、磁石温度が低下するので永久磁石の減磁を防ぐことができる。

磁石温度 Tmgがしきい温度 T 2以上になると、制御装置 30は交流モータ M 1のトルクを制限する処理（負荷率制限処理）を実行する（ステップ S 7) 。具体的には制御装置 30は、交流モータ Mlに流れる電流（インバータ 14の出力電流）を制限する。なお、ステップ S 7の処理が終了すると、処理はステップ S 2に戻る。

次に、回転数制限処理および、負荷率制限処理について詳細に説明する。図 13は、回転数制御処理における交流モータ M 1の動作点の移動を説明するための図である。

図 1 3および図 14を参照して、磁石温度 Tmgが T 1以下であるときには、回転数は Ng a (任意の値）であり、トルクは Tg aである。磁石温度 Tmgがしきい温度 T 1に達すると、制御装置 30は磁石温度 Tmgに応じて交流モータ Mlの回転数を小さくする。たとえば図 14に示すように磁石温度 Tmgが T 1 から T 2に上昇すると回転数は N g aから 0に減少する。

この場合、図 13に示す動作領域において動作点は点 A 1から点 B 1に移動する。動作点が点 B 1であるときの交流モータ Mlのトルクは T g bである。本実施の形態のハイプリッド自動車 200は、エンジンパワーを変化させずに交流モータ Mlの動作点を移動させることが可能である。この点について以下に説明する。

図 1 5は、図 2に示した動力分割機構 210の動作を説明するための共線図である。

図 15、図 2を参照して、交流モータ Mlの回転数、交流モータ M2の回転数、およびエンジン 60の回転数は、エンジン回転数の両側に交流モータ Mlの回転数と交流モータ M 2の回転数とを配置した場合、直線上に位置する。すなわち、交流モータ Ml, M 2の回転数およびエンジン回転数は、常に、直線上に位置するように変化する。

サンギヤ 213が 1回転すると、リングギヤ 21 1はサンギヤ 21 3とリングギヤ 21 1の歯数の逆比である p回転する。共線図において、キャリアの軸とサンギヤの軸との距離を 1とすると、キヤリァの軸とリングギヤの軸との距離は p となる。

図 15および図 1 3を参照して、交流モータ Mlの動作点が点 A 1の場合、ェンジンの回転数は Ne aであり、エンジンのトルクは T e aである。交流モータ Mlの動作点が点 A 1から点 B 1に移動したときに、エンジンの回転数は Ne a から Ne bに変更され、エンジンのトルクは T e aから T e bに変更される。ただしエンジンパワー（エンジンの回転数 Xエンジンのトルク）は、一定である。すなわち N e a X T e a =N e b X T e bである。

続いて、負荷率制限処理について説明する。

図 16は、負荷率制限処理の際における交流モータ Mlの動作点の移動を説明するための図である。

図 1 7は、磁石温度 Tmgと交流モータ Mlの負荷率との関係を説明するための図である。 '

図 16および図 1 7を参照して、トルクが Tg aであり、回転数が Ng aのときに、磁石温度 Tmgが T 2に達したとする。すると制御装置 30は磁石温度 T mgに応じて負荷率を減少させる。たとえば磁石温度 Tmgが T 2のときの負荷率は 100%であるのに対し、磁石温度 Tmgが T 3のときには負荷率は 75% まで減少する。

この場合、動作領域の第 3象限において動作点は点 A2から点 B 2に移動する。動作点が点 B 2であるときの交流モータ Mlのトルクおよび回転数はそれぞれ T g b， N g bとなる。なお、負荷率制限処理は動作点が動作領域の第 1〜第 4象限のいずれに位置しても実行される。

図 1 8は、負荷率制限処理における動力分割機構 2 1 0の動作を説明するための共線図である。

図 1 8を参照して、負荷率制限処理においても制御装置 3 0はエンジンパワーが変化しないように交流モータ M lのトルクおよび回転数を変化させる。交流モータ M lの動作点が点 A 2の場合、エンジンの回転数は N e aであり、エンジンのトノレクは T e aである。制御装置 3 0が交流モータ M lの動作点を点 A 2から点 B 2に移動させたときに、エンジンの回転数は N e aから N e bに変更され、エンジンのトルクは T e aから T e bに変更される。このとき、 N e a X T e a = N e b X T e bである。

動作領域の第 3象限内では、動作点は容易に移動することができる。たとえば、運転者がアクセルペダルをより大きく踏み込んだときには、車両を加速させることができる。これに対して、ハイプリッド車両の速度が極度に高くなった場合や、ハイプリッド車両が坂道を走行する場合には動作点が第 4象限（図 1 3に示す動作領域において、第 3象限の右隣の領域）にある場合が生じ得る。

この場合にはエンジンにもよるが、交流モータ M lの回転数を下げようとしてもエンジン回転数が既に最高回転数に達していために交流モータ M lの回転数を下げることが困難になる可能性がある。また、アクセルペダルの踏み込みに対してェンジン回転数が敏感に上昇する可能性がある。

図 1 2のフローチャートに示すように、制御装置 3 0は交流モータ M lの動作点が動作領域の第 3象限にある場合に交流モータ M lの回転数を制限する。これにより、たとえばエンジン音が大きくなるのを防ぐことや燃費の低下を防ぐことが可能になる。

また、制御装置 3 0は、磁石温度 T m gが T 1よりも高い T 2に達すると負荷率を制限する。交流モータ M lの負荷率が制限された場合には、ハイブリッド自動車 2 0 0の加速性能が低下することが考えられる。し力し、負荷率を制限する前に回転数を制限することにより、電流制限に依存せずに永久磁石の減磁を防ぐことができる。さらに、交流モータ M lに回転数制限処理を行なうことで、ハイブリッド自動車 2 0 0の走行への影響を小さくしながら交流モータ M lのロータの回転数を任意に設定することができる。

なお、以上の説明ではステップ S 5の判定処理が行なわれるものとした。ただしエンジンによってはステップ S 5の判定が不要になる可能性もある。このような場合には、たとえば磁石温度 T m gが T 1以上、かつ、 T 2未満であるという条件（ステップ S 3において Y E S、かつ、ステップ S 4において N Oの場合）が満たされるときにステップ S 6の処理が実行される。

図 1 9は、本実施の形態における、交流モータ M 2の制御処理を説明するフロ一チャートである。図 1 9のフローチャートに示す処理は、図 1 2に示すフローチャートと同様に、たとえばハイブリッド車駆動装置 1 0 0の起動時にメィンル一チンから呼び出されて実行される。

図 1 9および図 1 2を参照して、図 1 9のフローチャートの処理は、ステップ S 5 , S 6の処理が実行されない点で図 1 2のフローチヤ一トの処理と異なる。すなわち、交流モータ M 2の制御処理は、回転数制御処理が実行されない点で交流モータ M lの制御処理と異なる。

なお、ステップ S 3において、制御装置 3 0は交流モータ M 2のロータに含まれる永久磁石の磁石温度 T m gが所定の温度 T x以上か否かを判定する。磁石温度 T m gが温度 Τ χ以上の場合（ステップ S 3において Y E S ) 、制御装置 3 0 は交流モータ Μ 2の負荷率を制限する（ステップ S 7 ) 。温度 T xは交流モータ M 2の特性に応じて適切に定めることが可能である。たとえば温度 T xは、温度 T 2と同程度に設定されてもよいし、温度 T 2より高く設定されてもよい。交流モータ M 2は動力分割機構 2 1 0を介して前輪 2 3 0を駆動する。したがつて、交流モータ M lと同様に交流モータ M 2に対しても回転数制限を行なった場合には、ハイプリッド自動車 2 0 0の走行に影響が生じる可能性がある。ただし磁石温度 T m gが温度 T Xを超える場合には制御装置 3 0は、負荷率制限処理を行なって磁石温度を低下させる。これにより、ハイブリッド自動車 2 0 0の走行に生じる影響をできるだけ小さくしながら交流モータ Μ 2のロータに含まれる永久磁石の減磁を防ぐことが可能になる。

[他の制御方法]

図 9に示すようにキヤリァ周波数を高くすると、ステータに流れる電流の高調波成分が小さくなる。これによりロータの永久磁石における磁界の変動も小さくなるため、永久磁石に生じる渦電流が小さくなる。このような方法によっても永久磁石の減磁を防ぐことが可能になる。

図 20は、交流モータ Ml, M 2の制御処理の別の例を示すフローチャートである。なお図 20のフローチャートに示す処理は、交流モータ Ml, M2の各々に対して実行される。

図 20および図 1 2を参照して、図 20のフローチャートの処理が図 1 2のフローチャートの処理と異なる点は、ステップ S 5, S 6の処理に代えてステップ S 5A, S 6 Aの処理が実行される点である。なお、図 20のフローチャートの処理他のステップにおける処理は図 1 2のフローチャートにおいて対応するステップの処理と同様であるので以後の説明は繰返さない。

ステップ S 5 Aにおいて、制御装置 30はインバータ 14の素子温度（ I GB T素子の温度）が所定値以下か否かを判定する。磁石温度 Tmgが所定値以下である場合（ステップ S 5 Aにおいて YE S) には、制御装置 30は、図 8に示す三角波信号 k 2のキャリア周波数を高くする（ステップ S 6A) 。これにより、インバータ 14のキャリア周波数（スイッチング周波数）が高くなる。

ただしキャリア周波数を高くした場合には、インバータ 14でのスイッチング損失が増加することにより素子温度の上昇が生じる可能性がある。素子温度が高くなりすぎるとインバータ素子の損傷が生じるおそれがある。よって制御装置 3 0はステップ S 5 Aにおいてインバータ 14の素子温度が所定値以下と判定した場合のみキヤリァ周波数を高くする。これによりィンバータ素子の損傷を防ぐことができる。

ここで、ステップ S 2におけるしきい温度（温度 T 1) およびステップ S 5 A における所定値は交流モータ Ml , M 2間で同じでもよいし、異なっていてもよレ、。ステップ S 5 Aにおいて磁石温度 Tmgが所定値より大きい場合（ステップ S 5 Aにおいて NO) 、またはステップ S 6 Aの処理が終了した場合には、処理はステップ S 2に戻る。

図 21は、交流モータ Ml, M2の制御処理のさらに別の例を示すフローチヤートである。図 2 1のフローチャートに示す処理は、交流モータ Ml, M2の各々に対して実行される。なお、図 2 1のフローチャートの処理の他のステップにおける処理は図 1 2のフローチヤ一卜において対応するステップの処理と同様であるので以後の説明は繰返さない。

図 2 1および図 1 2を参照して、図 2 1のフローチャートの処理が図 1 2のフローチャートの処理と異なる点は、ステップ S 5の処理が実行されてない点、および、ステップ S 6の処理に代えてステップ S 6 Bの処理が実行される点である。ステップ S 4において、磁石温度 T m gが T 2よりも小さい場合（ステップ S 4において N O) 、制御装置 3 0は交流モータ M l (M 2 ) の制御モードを PW M制御モードから矩形波制御モードに変更する（ステップ S 6 B ) 。ステップ S 6 Bの処理が終了すると全体の処理はステップ S 2に戻る。図 2 1のフローチヤ一卜と同様に、ステップ S 2におけるしきい温度（温度 T 1 ) は交流モータ M l , M 2間で同じでもよいし、異なっていてもよい。

一般的に交流モータを PWM制御モードで駆動するよりも、矩形波制御モードで駆動したほうが、ステータのコイルに流れる電流の高調波成分を小さくすることができる。よって、 P WM制御モードにおいてキャリア周波数を高くした場合と同様に、永久磁石に生じる渦電流が小さくなるので永久磁石の減磁を防ぐことが可能になる。

このように本実施の形態によれば、ハイプリッド自動車 2 0 0には、交流モータの駆動制御装置が搭載される。駆動制御装置は、交流モータ M lを駆動するィンバータ 1 4と、インバータ 1 4の制御モードを、第 1のモード（PWM制御モード）と、第 1のモードよりもインバータ 1 4の出力電流の高調波成分を抑制可能な第 2のモードとの間で切替えて、インバータ 1 4を制御する制御装置 3 0とを備える。制御装置 3 0は、永久磁石の磁石温度が第 1のしきい温度より小さい場合には、第 1のモードでインバータ 1 4を制御し、磁石温度が第 1のしきい温度以上の場合には、第 2のモードでインバータ 1 4を制御する。

本実施の形態における「第 2のモード」とは、インバータ 1 4を P WM制御し、かつ、交流モータ M lの回転数を低下させるモード（図 1 2のステップ S 6参照）や、インバータ 1 4を P WM制御し、かつ、インバータ 1 4のキャリア周波数を低下させるモード（図 2 0のステップ S 6 A参照）や、矩形波制御モード (図 2 1のステップ S 6 B参照）である。これにより磁石温度の上昇を抑制することが可能になる。よって本実施の形態によれば永久磁石の減磁を防ぐことが可能になる。

なお、本実施の形態における制御装置 3 0内のコンバータ制御部 3 0 1、温度推定部 3 0 2、およびインバータ制御部 3 0 3は、各ブロックに相当する機能を有する回路で構成してもよいし、予め設定されたプログラムに従って制御部が処理を実行することにより実現してもよい。後者の場合、上述した制御装置 3 0の制御は、 C P U (Central Processing Unit) によって行なわれ、 C P Uは、上記の機能プロックおよびフローチャートに示される処理を実行するためのプログラムを R OM (Read Only Memory) から読出し、その読出したプログラムを実行して上記の機能プロックおよびフローチャートに従って処理を実行する。したがつて、 R OMは、上記の機能ブロックおよびフローチャートに示される処理を実行するためのプログラムを記録したコンピュータ（C P U) 読取可能な記録媒体に相当する。

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、上記した説明ではなく、請求の範囲によつて示され、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。

Claims

請求の範囲

1. 第 1の永久磁石を含む第 1の回転子を備える第 1の回転電機（Ml) の駆動制御装置であって、

前記第 1の回転電機（Ml) に要求される第 1の動作条件に基づいて前記第 1 の永久磁石の温度を推定して、その推定結果として磁石温度を出力する温度推定部（ 302 ) と、

前記第 1の回転電機（Ml) を駆動して前記第 1の回転子を回転させる第 1·のインバ一タ（14) と、

前記第 1のインバータ（14) の制御モードとして、第 1のモードと、前記第

1のモードよりも前記第 1のインバータ（14) から前記第 1の回転電機（Μ 1) への出力電流の高調波成分を抑制可能な第 2のモードとを有するとともに、前記磁石温度が第 1のしきい温度より小さい場合には、第 1のモードで前記第 1 のインバータ（14) を制御する一方で、前記磁石温度が前記第 1のしきい温度より大きい場合には、前記第 2のモードで前記第 1のインバータ（14) を制御する制御部（303) とを備える、回転電機の駆動制御装置。

2. 前記制御部（303) は、前記第 1のインバータ（14) を前記第 2のモードで制御しているときに、前記磁石温度が第 2のしきい温度を超えると、前記第 1のインバータ（14) の出力電流を制限する、請求の範囲第 1項に記載の回転電機の駆動制御装置。

3. 前記第 1のモードは、パルス幅変調制御モードであり、

前記第 2のモードは、矩形波制御モードである、請求の範囲第 1項に記載の回転電機の駆動制御装置。

4. 前記制御部（303) は、前記制御モードが前記第 2のモードである場合には、前記制御モードが前記第 1のモードである場合に比較して、前記第 1の回転電機 (Ml) の回転数が小さくなるように前記第 1のインバータ（14) を制御する、請求の範囲第 1項に記載の回転電機の駆動制御装置。

5. 前記第 1の回転電機（Ml) は、車両に搭載され、

前記車両は、駆動輪（230) と、

前記駆動輪（230) を回転させるための第 2の回転電機 (M2) と、内燃機関（60) と、

前記第 2の回転電機 (M2) と前記駆動輪（230) とが結合され、かつ、前記内燃機関（60) と前記第 1の回転電機 (Ml) とが結合されることにより、前記第 1の回転電機（Ml) の回転数と前記内燃機関（60) の回転数とから、前記第 2の回転電機（M2) の回転数が一章的に定まるように構成された動力分割機構（210) とを備え、

前記内燃機関（60) は、前記第 1の回転電機 (Ml) の回転数が低下した場合には、前記第 2の回転電機（M2) の回転数が一定に維持されるように前記内燃機関（60) の回転数を上昇させる、請求の範囲第 4項に記載の回転電機の駆動制御装置。

6. 前記第 2の回転電機 (M2) は、第 2の永久磁石を含む第 2の回転子を備え、

前記温度推定部（302) は、前記第 2の回転電機（M2) に要求される第 2 の動作条件に基づいて前記第 2の永久磁石の温度を推定し、

前記駆動制御装置は、

前記第 2の回転電機（M2) を駆動して前記第 2の回転子を回転させる第 2のインバータ（31) をさらに備え、

前記制御部（303) は、前記温度推定部（302) により推定された前記第 2の永久磁石の温度が所定の温度を超えた場合には、前記第 2のインバータ（3 1) から前記第 2の回転電機 (M2) の出力電流を制限する、請求の範囲第 5 項に記載の回転電機の駆動制御装置。

7. 前記制御部（303) は、前記制御モードが前記第 2のモードである場合には、前記制御モードが前記第 1のモードである場合に比較して、前記第 1のィンバータ（14) のキャリア周波数を高くする、請求の範囲第 1項に記載の回転電機の駆動制御装置。

8. 第 1の永久磁石を有する第 1の回転子を含む第 1の回転電機（Ml) と、前記第 1の回転電機（Ml) を駆動制御する駆動制御装置（30) とを備え、前記駆動制御装置（30) は、

前記第 1の回転電機 (Ml) に要求される第 1の動作条件に基づいて前記第 1 の永久磁石の温度を推定して、その推定結果として磁石温度を出力する温度推定部（302) と、

前記第 1の回転電機 (Ml) を駆動して前記第 1の回転子を回転させる第 1のインバータ（14) と、

前記第 1のインバータ（14) の制御モードとして、第 1のモードと、前記第 1のモードよりも前記第 1のインバータ（14) から前記第 1の回転電機（M 1 ) への出力電流の高調波成分を抑制可能な第 2のモードとを有するとともに、前記磁石温度が第 1のしきい温度より小さい場合には、第 1のモードで前記第 1 のインバータ（14) を制御する一方で、前記磁石温度が前記第 1のしきい温度より大きい場合には、前記第 2のモードで前記第 1のインバータ（14) を制御する制御部（303) とを含む、車両。

9. 前記制御部（303) は、前記第 1のインバータ（14) を前記第 2のモードで制御しているときに、前記磁石温度が第 2のしきい温度を超えると、前記第 1のインバータ（14) の出力電流を制限する、請求の範囲第 8項に記載の車両。

10. 前記第 1のモードは、パルス幅変調制御モードであり、

前記第 2のモードは、矩形波制御モードである、請求の範囲第 8項に記載の車両。

1 1. 前記制御部（303) は、前記制御モードが前記第 2のモードである場合には、前記制御モードが前記第 1のモードである場合に比較して、前記第 1の回転電機 (Ml) の回転数が小さくなるように前記第 1のインバータ（14) を制御する、請求の範囲第 8項に記載の車両。

12. 前記車両は、

駆動輪（230) と、

前記第 2の回転電機 (M2) と前記駆動輪（230) とが結合され、かつ、前記内燃機関（60) と前記第 1の回転電機 (Ml) とが結合されることにより、前記第 1の回転電機 (Ml) の回転数と前記内燃機関（60) の回転数とから、前記第 2の回転電機 (M2) の回転数が一意的に定まるように構成された動力分割機構（210) とをさらに備え、

前記内燃機関（60) は、前記第 1の回転電機 (Ml) の回転数が低下した場合には、前記第 2の回転電機 (M2) の回転数が一定に維持されるように前記内燃機関（60) の回転数を上昇させる、請求の範囲第 1 1項に記載の車両。

13. 前記第 2の回転電機（M2) は、第 2の永久磁石を有する第 2の回転子を含み、

前記駆動制御装置（30) は、

前記第 2の回転電機 (M2) を駆動して前記第 2の回転子を回転させる第 2のインバータ（31) をさらに含み、

前記制御部（303) は、前記温度推定部（302) により推定された前記第 2の永久磁石の温度が所定の温度を超えた場合には、前記第 2のインバータ（3 1) から前記第 2の回転電機 (M2) への出力電流を制限する、請求の範囲第 1 2項に記載の車両。

14. 前記制御部（303) は、前記制御モードが前記第 2のモードである場合には、前記制御モードが前記第 1のモードである場合に比較して、前記第 1のインバータ（14) のキャリア周波数を高くする、請求の範囲第 8項に記載の車両。