(57)【要約】【課題】回転電機の磁石温度の推定精度が向上した電動車両の制御装置を提供する。【解決手段】電動車両１は、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２と、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２とエンジン４との間で動力分割を行なう動力分割機構３とを備える。動力分割機構３は、モータジェネレータＭＧ１に連結する第１回転要素と、モータジェネレータＭＧ２に連結する第２回転要素と、エンジン４に連結する第３回転要素と、第３回転要素を固定するブレーキとを含む。制御装置３０は、ブレーキによって第３回転要素を固定してモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の出力による走行時に、一方のモータジェネレータのトルクを低減させ他方のモータジェネレータのトルクを増大させ、トルクが低減した一方のモータジェネレータの磁石温度Ｔｍを誘起電圧φに基づいて推定する。【選択図】図１
2014113977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両の制御装置であって、前記電動車両は、第１および第２の回転電機と、機関と、前記第１および第２の回転電機と機関との間で動力分割を行なう差動機構とを備え、前記差動機構は、前記第１の回転電機に連結する第１回転要素と、前記第２の回転電機に連結する第２回転要素と、前記機関に連結する第３回転要素と、前記第３回転要素の回転を抑制する回転抑制装置とを含み、
前記制御装置は、前記回転抑制装置によって前記第３回転要素の回転を抑制して前記第１および第２の回転電機の出力による走行時に、一方の回転電機のトルクを低減させ他方の回転電機のトルクを増大させ、トルクが低減した前記一方の回転電機の磁石温度を誘起電圧に基づいて推定する、電動車両の制御装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記一方の回転電機のトルクをゼロに低減させ、前記他方の回転電機が前記一方の回転電機のトルクの低減分を補償するように、前記第１および第２の回転電機を制御する、請求項１に記載の電動車両の制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記第１および第２の回転電機の異常発生の有無をそれぞれ検出し、異常が検出された回転電機のトルクを低減させ、前記異常が検出された回転電機の磁石温度を推定する、請求項１または２に記載の電動車両の制御装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記第１および第２の回転電機の異常発生の有無を前記第１および第２の回転電機の温度に基づいて検出し、
前記制御装置は、前記第１および第２の回転電機のうち温度が一定値に到達した回転電機のトルクを低減させる、請求項３に記載の電動車両の制御装置。
【請求項５】
前記第１および第２の回転電機は、前記第１および第２の回転電機のステータコイルに取り付けられ、前記第１および第２の回転電機の温度検出結果を前記制御装置に送信する第１および第２の温度センサをそれぞれ含む、請求項４に記載の電動車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動車両の制御装置に関し、特に２つの回転電機を含む電動車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００８−２６５６００号公報（特許文献１）は、２つのモータを備えるハイブリッド自動車を開示する。このハイブリッド自動車は、エンジンのクランクシャフトを回転不能に固定するクラッチをオンとする条件が成立しているときには、エンジンの運転を停止すると共にクラッチをオンとして、アクセル開度と車速と変速機の変速比とに基づいて２つのモータを最も効率よく駆動するトルク配分を定めたマップを用いて２つのモータのトルク配分率を設定し２つのモータを制御する。これにより、車両のエネルギ効率を向上させると共に要求に応じた走行を行なうことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６５６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両駆動用のモータには、永久磁石が用いられる場合が多い。この永久磁石は温度が高くなると減磁する。したがって、熱による減磁を防ぐため、磁石温度を検出して磁石の過熱を避けるようにモータの制御を行なうことが望ましい。
【０００５】
しかし、永久磁石はモータの回転子（ロータ）に埋め込まれている場合が多い。そのような場所の磁石の温度を直接的に検出するセンサを設けることは、構造上困難であり、コスト的にも不利である。
【０００６】
また、電気的な等価回路から磁石温度を推定する方法を用いることも考えられるが、常に変化するトルク（電流）の影響を受けるので、正確に温度を推定することが困難であった。
【０００７】
この発明の目的は、回転電機の磁石温度の推定精度が向上した電動車両の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、要約すると、電動車両の制御装置であって、電動車両は、第１および第２の回転電機と、機関と、第１および第２の回転電機と機関との間で動力分配を行なう差動機構とを備える。差動機構は、第１の回転電機に連結する第１回転要素と、第２の回転電機に連結する第２回転要素と、機関に連結する第３回転要素と、第３回転要素の回転を抑制する回転抑制装置とを含む。制御装置は、回転抑制装置によって第３回転要素の回転を抑制して第１および第２の回転電機の出力による走行時に、一方の回転電機のトルクを低減させ他方の回転電機のトルクを増大させ、トルクが低減した一方の回転電機の磁石温度を誘起電圧に基づいて推定する。
【０００９】
好ましくは、制御装置は、一方の回転電機のトルクをゼロに低減させ、他方の回転電機が一方の回転電機のトルクの低減分を補償するように、第１および第２の回転電機を制御する。
【００１０】
好ましくは、制御装置は、第１および第２の回転電機の異常発生の有無をそれぞれ検出し、異常が検出された回転電機のトルクを低減させ、異常が検出された回転電機の磁石温度を推定する。
【００１１】
より好ましくは、制御装置は、第１および第２の回転電機の異常発生の有無を第１および第２の回転電機の温度に基づいて検出し、制御装置は、第１および第２の回転電機のうち温度が一定値に到達した回転電機のトルクを低減させる。
【００１２】
さらに好ましくは、第１および第２の回転電機は、第１および第２の回転電機のステータコイルに取り付けられ、第１および第２の回転電機の温度検出結果を制御装置に送信する第１および第２の温度センサをそれぞれ含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、磁石温度の推定精度が向上するので、温度制限限界近くまで回転電機を作動させることが可能となり、運転状態に応じた限界近くまで回転電機に性能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両の構成を示す回路図である。
【図２】図１の制御装置３０の構成例と入出力について説明するためのブロック図である。
【図３】図１に示すモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２および動力分割機構３の詳細について示した図である。
【図４】ＨＶ走行時の動力分割機構の共線図である。
【図５】ＥＶ走行時の動力分割機構の共線図である。
【図６】図１の制御装置３０で実行される磁石温度の検出処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】誘起電圧定数φと磁石温度Ｔとの関係を説明するための図である。
【図８】モータジェネレータＭＧ１の運転を制限する制御について説明するためのフローチャートである。
【図９】モータジェネレータＭＧ２の運転を制限する制御について説明するためのフローチャートである。
【図１０】本実施の形態の車両の制御装置によって制御が行なわれた一例を説明するための動作波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態に係る車両の構成を示す回路図である。
図１を参照して、車両１は、蓄電装置であるバッテリＭＢと、電圧コンバータ１２と、平滑用コンデンサＣ１，ＣＨと、電圧センサ１０，１３，２１と、エアコン４０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６と、補機７と、インバータ１４，２２と、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構３と、車輪２と、制御装置３０とを含む。
【００１７】
車両１は、モータジェネレータＭＧ２を駆動するインバータ１４に給電を行なう正極母線ＰＬ２をさらに備える。電圧コンバータ１２は、バッテリＭＢと正極母線ＰＬ２との間に設けられ、電圧変換を行なう電圧変換器である。エアコン４０とＤＣ／ＤＣコンバータ６は、正極母線ＰＬ１Ａおよび負極母線ＳＬ２に接続される。補機７には、ＤＣ／ＤＣコンバータ６から、たとえば１４Ｖの直流電圧が電源電圧として供給される。
【００１８】
平滑用コンデンサＣ１は、正極母線ＰＬ１と負極母線ＳＬ２間に接続される。電圧センサ２１は、平滑用コンデンサＣ１の両端間の電圧ＶＬを検出して制御装置３０に対して出力する。電圧コンバータ１２は、平滑用コンデンサＣ１の端子間電圧を昇圧する。
【００１９】
平滑用コンデンサＣＨは、電圧コンバータ１２によって昇圧された電圧を平滑化する。電圧センサ１３は、平滑用コンデンサＣＨの端子間電圧ＶＨを検知して制御装置３０に出力する。
【００２０】
インバータ１４は、電圧コンバータ１２から与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１に出力する。インバータ２２は、電圧コンバータ１２から与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２に出力する。
【００２１】
動力分割機構３は、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されてこれらの間で動力を分割する差動機構である。後に図３で説明するように、たとえば動力分割機構としてはサンギヤ、プラネタリキャリヤ、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。遊星歯車機構は、３つの回転軸のうち２つの回転軸の回転が定まれば、それらの回転差に応じて他の１つの回転軸の回転は強制的に定まる。この３つの回転軸がエンジン４、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。なおモータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤによって車輪２に結合されている。また動力分割機構３の内部にモータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機をさらに組み込んでもよい。
【００２２】
車両１は、さらに、バッテリＭＢの正極と正極母線ＰＬ１との間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲＢと、バッテリＭＢの負極（負極母線ＳＬ１）とノードＮ２との間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲＧとを含む。
【００２３】
システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧは、制御装置３０から与えられる制御信号にそれぞれ応じて導通／非導通状態が制御される。
【００２４】
電圧センサ１０は、バッテリＭＢの端子間の電圧ＶＢを測定する。電圧センサ１０とともにバッテリＭＢの充電状態を監視するために、バッテリＭＢに流れる電流ＩＢを検出する電流センサ１１が設けられている。バッテリＭＢとしては、たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることができる。負極母線ＳＬ２は、電圧コンバータ１２の中を通ってインバータ１４および２２側に延びている。
【００２５】
インバータ１４は、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬ２に接続されている。インバータ１４は、電圧コンバータ１２から昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン４を始動させるために、モータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、エンジン４から伝達される動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された電力を電圧コンバータ１２に戻す。このとき電圧コンバータ１２は、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。
【００２６】
電流センサ２４は、モータジェネレータＭＧ１に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ１として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。
【００２７】
インバータ２２は、インバータ１４と並列的に、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬ２に接続されている。インバータ２２は車輪２を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対して電圧コンバータ１２の出力する直流電圧を三相交流電圧に変換して出力する。またインバータ２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された電力を電圧コンバータ１２に戻す。このとき電圧コンバータ１２は、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。
【００２８】
電流センサ２５は、モータジェネレータＭＧ２に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ２として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。
【００２９】
制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各トルク指令値および回転速度と、電流ＩＢおよび電圧ＶＢ，ＶＬ，ＶＨの各値と、モータ電流値ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２と、起動信号ＩＧＯＮとを受ける。そして制御装置３０は、電圧コンバータ１２に対して昇圧指示を行なう制御信号ＰＷＵ，降圧指示を行なう制御信号ＰＷＤおよび動作禁止を指示するシャットダウン信号を出力する。
【００３０】
さらに、制御装置３０は、インバータ１４に対して電圧コンバータ１２の出力である直流電圧を、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示を行なう制御信号ＰＷＭＩ１と、モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して電圧コンバータ１２側に戻す回生指示を行なう制御信号ＰＷＭＣ１とを出力する。
【００３１】
同様に制御装置３０は、インバータ２２に対してモータジェネレータＭＧ２を駆動するための交流電圧に直流電圧を変換する駆動指示を行なう制御信号ＰＷＭＩ２と、モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換して電圧コンバータ１２側に戻す回生指示を行なう制御信号ＰＷＭＣ２とを出力する。
【００３２】
車両１は、さらに、充電時のリレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧと、充電器４２と、コネクタ４４とを含む。コネクタ４４は、ＣＣＩＤ（Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ  Ｄｅｖｉｃｅ）リレー４６を介して商用電源８に接続される。商用電源８は、たとえば交流１００Ｖの電源である。
【００３３】
制御装置３０は、充電器４２に充電電流ＩＣおよび充電電圧ＶＣを指示する。充電器４２は、交流を直流に変換するとともに電圧を調圧してバッテリに与える。なお、外部充電可能とするために、他にも、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のステータコイルの中性点を交流電源に接続する方式などを用いても良い。
【００３４】
モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２は、永久磁石同期モータであり、各々のロータに永久磁石が埋め込まれている。磁石が高温になった場合には、熱による減磁を防ぐためにモータジェネレータに制限をかける必要がある。しかし、制限をかける頻度が多すぎるとモータジェネレータの動力性能を十分に発揮できない。
【００３５】
したがって、なるべく精度良く磁石の温度を検出することが望ましい。しかし、磁石はロータに取り付けられているので、直接磁石の温度を検出するセンサを設けることは、信号を取り出すためにスリップリングが必要となるなど、構造上困難である。
【００３６】
車両１は、モータジェネレータＭＧ１のステータ温度Ｔｓ（ＭＧ１）を検出する温度センサ８１と、回転速度ω１を検出するレゾルバ８２と、モータジェネレータＭＧ２のステータ温度Ｔｓ（ＭＧ２）を検出する温度センサ８３と、回転速度ω２を検出するレゾルバ８４とをさらに含む。本実施の形態では、後に説明するように、制御装置３０がステータ温度Ｔｓ（ＭＧ１），Ｔｓ（ＭＧ２）、回転速度ω１，ω２を用いて異常が発生したモータジェネレータの磁石温度を精度よく推定する。
【００３７】
図２は、図１の制御装置３０の構成例と入出力について説明するためのブロック図である。図２を参照して、制御装置３０は、ＨＶ−ＥＣＵ３１と、ＭＧ−ＥＣＵ３２と、エンジンＥＣＵ３３とを含む。
【００３８】
ＨＶ−ＥＣＵ３１は、車速信号Ｖとアクセル開度信号ＡＣＣと、モータジェネレータＭＧ１のステータ温度Ｔｓ（ＭＧ１）と、モータジェネレータＭＧ２のステータ温度Ｔｓ（ＭＧ２）と受ける。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３１は、ＭＧ−ＥＣＵ３２に対して、ＭＧ１トルク指令Ｔｃｏｍ１およびＭＧ２トルク指令Ｔｃｏｍ２を出力し、エンジンＥＣＵ３３に対してエンジントルク指令ＴｃｏｍＥを出力する。ＨＶ−ＥＣＵ３１は、さらに、後に図３で説明するブレーキＢｃｒに対する油圧指令Ｐｂｃｒを出力する。
【００３９】
ＭＧ−ＥＣＵ３２は、インバータ１４に対して電圧指令Ｖ１＊を出力する。インバータ１４は、モータジェネレータＭＧ１に三相交流電流を出力するとともに、この電流値Ｉ１をＭＧ−ＥＣＵ３２にフィードバックする。また、モータジェネレータＭＧ１からはレゾルバで検出された回転速度ω１がＭＧ−ＥＣＵ３２にフィードバックされる。
【００４０】
ＭＧ−ＥＣＵ３２は、インバータ２２に対して電圧指令Ｖ２＊を出力する。インバータ２２は、モータジェネレータＭＧ２に三相交流電流を出力するとともに、この電流値Ｉ２をＭＧ−ＥＣＵ３２にフィードバックする。また、モータジェネレータＭＧ２からはレゾルバで検出された回転速度ω２がＭＧ−ＥＣＵ３２にフィードバックされる。
【００４１】
エンジンＥＣＵ３３は、ＨＶ−ＥＣＵ３１から与えられるエンジントルク指令ＴｃｏｍＥに基づいて、エンジンに対して電子スロットル弁の制御信号と点火信号とを送信する。
【００４２】
図３は、図１に示すモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２および動力分割機構３の詳細について示した図である。図３を参照して、モータジェネレータＭＧ１は、ロータ５４と、ステータ５６とを含む。ロータ５４には永久磁石５５が埋め込まれている。ステータ５６には図示しないステータコイルが巻回されステータコイルの温度Ｔｓ（ＭＧ１）を検出する温度センサ８１が取り付けられている。
【００４３】
モータジェネレータＭＧ２は、ロータ７４と、ステータ７６とを含む。ロータ７４には永久磁石７５が埋め込まれている。ステータ７６には図示しないステータコイルが巻回されステータコイルの温度Ｔｓ（ＭＧ２）を検出する温度センサ８３が取り付けられている。
【００４４】
動力分割機構３は、ロータ５４に連結されたサンギヤ６２とエンジン４の回転軸５９に連結されたプラネタリキャリヤ６１に支持されたピニオンギヤ６０と、ピニオンギヤ６０と噛み合うリングギヤ６３が形成された部材５８とを含む。回転軸５９にはオイルポンプ５２が連結される。部材５８にはリングギヤ６３とは別の出力ギヤ６５が形成されており、この出力ギヤ６５はギヤ６４と噛み合う。ギヤ６４はまた、モータジェネレータＭＧ２の回転軸に連結されたギヤ６６とも噛み合う。ギヤ６４の回転は、同じ回転軸に取り付けられたギヤ６８から差動ギヤ７０に伝達され、車輪２が駆動される。
【００４５】
動力分割機構３は、ブレーキＢｃｒをさらに含む。ブレーキＢｃｒは、エンジン４の回転軸５９を回転しないように回転を抑制する回転抑制装置である。たとえば回転抑制装置として、制御性の良い湿式の摩擦ブレーキを用いることが好ましい。回転抑制装置として、ブレーキＢｃｒに代えてワンウエイクラッチを設けても良い。また、動力分割機構３は、図３に例示した構成以外にも種々の変形が可能である。
【００４６】
エンジン４を停止させ、ブレーキＢｃｒによってエンジン４の回転軸５９を回転しないように固定することにより、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の両方のトルクを使用したＥＶ走行が行ない易くなる。これによって、従来よりも広範囲の要求トルクをＥＶ走行で出力可能となる。
【００４７】
図４は、ＨＶ走行時の動力分割機構の共線図である。図３、図４を参照して、ＨＶ走行時には、エンジン４には燃料が供給されエンジン４の回転速度Ｎｅは正となる。運転状態に応じてモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度Ｎｇ，Ｎｍは変化するが、動力分割機構３の特性上、ラインＬ１に示すように３つの回転要素の回転速度Ｎｇ，Ｎｅ，Ｎｍは共線図において直線上に並ぶ。図４のラインＬ１に示す状態は、モータジェネレータＭＧ１で発電した電力がモータジェネレータＭＧ２のトルク発生に用いられている状態が示されている。この場合、モータジェネレータＭＧ１で反力を発生させながら、エンジンからの直達トルクとモータジェネレータＭＧ２で発生するトルクで車輪を回転させる。
【００４８】
図５は、ＥＶ走行時の動力分割機構の共線図である。図３、図５を参照して、ＥＶ走行時には、エンジン４は運転を停止しているので回転速度はゼロである。図１のメインバッテリＭＢの充電状態ＳＯＣが十分に高くエンジン４を始動させる必要が無い場合には、ブレーキＢｃｒのような回転抑制装置によって、エンジンの回転軸を回転しないように回転を抑制する。これにより、回転速度Ｎｅ＝０である状態で、共線図上で各回転要素の回転速度はラインＬ２，Ｌ３のように直線上に並ぶので、モータジェネレータＭＧ１で発生されたトルクがモータジェネレータＭＧ２に直接的に伝達されるようになる。
【００４９】
なお、図４、図５において理解の容易のため、動力分割機構３のリングギヤの回転速度を便宜上ＭＧ２軸上にＮｍと表示している。しかし、実際にはモータジェネレータＭＧ２の回転速度は、図４、図５のＭＧ２と表示された回転速度に図３のギヤ６４，６６のギヤ比で定まる倍数（定数）を掛けた回転速度になる。
【００５０】
図６は、図１の制御装置３０で実行される磁石温度の検出処理を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、エンジンが停止されモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２でＥＶ走行が実行されているときに、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
【００５１】
図２、図６を参照して、ステップＳ１０で処理が開始された状態では、エンジンが停止されモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２でＥＶ走行が実行されている。この状態でステータコイル温度Ｔｓ（ＭＧ１），Ｔｓ（ＭＧ２）がセンサ８１，８３によってそれぞれ計測される。
【００５２】
まずステップＳ２０においてモータジェネレータＭＧ１の異常が発生しているか否かが判断される。ステップＳ２０では、たとえば、ステータコイルの温度Ｔｓ（ＭＧ１）が所定のしきい値を超えた場合にモータジェネレータＭＧ１に異常が発生したと判断される。なお、電流、電圧などを示す他の異常信号に基づいて異常が判断されても良い。ステップＳ２０において、異常が発生したと判断された場合にはステップＳ３０に処理が進み、異常が発生していないと判断された場合にはステップＳ５０に処理が進む。
【００５３】
ステップＳ３０では、現在の指令値よりもモータジェネレータＭＧ１のトルクを減少させ、モータジェネレータＭＧ２のトルクを増加させるように、ＨＶ−ＥＣＵ３１がＭＧ−ＥＣＵ３２にトルク指令Ｔｃｏｍ１，Ｔｃｏｍ２を出力する。
【００５４】
続いて、ステップＳ４０では、トルク指令値Ｔｃｏｍ１が小さくなり、モータジェネレータＭＧ１の電流値がゼロに近づいた状態で、所定の式に基づいてモータジェネレータＭＧ１の磁石温度Ｔｍ（ＭＧ１）を推定する。
【００５５】
磁石温度の推定は、たとえば次の方法を用いることができる。
モータの等価回路の回路方程式は、次式（１）、（２）で表わされる。
Ｖｄ＝Ｒ・Ｉｄ＋ω・Ｌｑ・Ｉｑ                …（１）
Ｖｑ＝−ω・Ｌｄ・Ｉｄ＋Ｒ・Ｉｑ＋ω・φ      …（２）
ここで、Ｖｄ，Ｖｑはインバータ電圧を示し、Ｒはモータ抵抗を示し、Ｌｄはモータｄ軸インダクタンスを示し、Ｌｑはモータｑ軸インダクタンスを示し、ωはモータ電気角周波数（モータ回転速度）を示し、φは、モータ誘起電圧定数を示す。
【００５６】
トルクがゼロ（すなわち電流ゼロ）のとき、上式（２）は、次式（３）に変形できる。
φ＝Ｖｑ／ω      …（３）
式（３）を見ればわかるように、トルクをゼロに制御することにより、誘起電圧定数φの検出がモータパラメータ（Ｒ，Ｌｄ，Ｌｑ）や電流に依存しない形に表現される。
【００５７】
図７は、誘起電圧定数φと磁石温度Ｔとの関係を説明するための図である。図７に示すように、誘起電圧定数φと磁石温度Ｔには予め分かっている１対１に対応する関係がある。このため、式（３）で誘起電圧定数φを求められれば、図７に示した関係から磁石温度Ｔを求めることができる。図７に示した関係は、たとえばマップとしていずれかのＥＣＵの中に記憶されている。
【００５８】
図６のステップＳ４０では、ＭＧ−ＥＣＵ３２からインバータ１４に出力される電圧指令値Ｖ１＊のｑ軸成分とモータジェネレータＭＧ１のレゾルバで計測された回転速度ω１から式（３）のＶｑおよびωが得られるので、誘起電圧定数φが算出でき、図７の関係から対応する磁石温度Ｔｍ（ＭＧ１）を定めることができる。
【００５９】
一方、ステップＳ２０からステップＳ５０に処理が進んだ場合について以下説明する。
まずステップＳ５０においてモータジェネレータＭＧ２の異常が発生しているか否かが判断される。ステップＳ５０では、たとえば、ステータコイルの温度Ｔｓ（ＭＧ２）が所定のしきい値を超えた場合にモータジェネレータＭＧ２に異常が発生したと判断される。なお、電流、電圧などを示す他の異常信号に基づいて異常が判断されても良い。ステップＳ５０において、異常が発生したと判断された場合にはステップＳ６０に処理が進み、異常が発生していないと判断された場合にはステップＳ８０に処理が進む。
【００６０】
ステップＳ６０では、現在の指令値よりもモータジェネレータＭＧ２のトルクを減少させ、モータジェネレータＭＧ１のトルクを増加させるように、ＨＶ−ＥＣＵ３１がＭＧ−ＥＣＵ３２にトルク指令Ｔｃｏｍ１，Ｔｃｏｍ２を出力する。
【００６１】
続いて、ステップＳ７０では、トルク指令値Ｔｃｏｍ２が小さくなり、モータジェネレータＭＧ２の電流値がゼロに近づいた状態で、所定の式に基づいてモータジェネレータＭＧ２の磁石温度Ｔｍ（ＭＧ１）を推定する。磁石温度の推定は、たとえば式（３）を用いるステップＳ４０で説明した方法と同じ方法を用いることができる。
【００６２】
図６のステップＳ７０では、ＭＧ−ＥＣＵ３２からインバータ２２に出力される電圧指令値Ｖ２＊のｑ軸成分とモータジェネレータＭＧ２のレゾルバで計測された回転速度ω２から式（３）のＶｑおよびωが得られるので、誘起電圧定数φが算出でき、図７の関係から対応する磁石温度Ｔｍ（ＭＧ２）を定めることができる。
【００６３】
ステップＳ４０またはステップＳ７０で磁石温度が検出された場合にはステップＳ８０に処理が進み制御はメインルーチンに戻される。
【００６４】
図８は、モータジェネレータＭＧ１の運転を制限する制御について説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、エンジンが停止されモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２でＥＶ走行が実行されているときに、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
【００６５】
図８を参照して、ステップＳ１００において処理が開始されると、まず、ステップＳ１０１において図６のフローチャートの処理によって推定された磁石温度Ｔｍ（ＭＧ１）が所定のしきい値Ｔｈ１を超えたか否かが判断される。
【００６６】
ステップＳ１０１において、Ｔｍ（ＭＧ１）＞Ｔｈ１が成立した場合には、ステップＳ１０２に処理が進み、モータジェネレータＭＧ１のトルクがゼロに設定され運転が停止されるか、またはトルクが制限される。ここで、運転の停止とはモータジェネレータＭＧ１を空転状態とすることを意味しており、回転をゼロにすることではない。そして、可能であれば、モータジェネレータＭＧ１で制限または発生停止したトルクを補うようにモータジェネレータＭＧ２が制御される。
【００６７】
ステップＳ１０１において、Ｔｍ（ＭＧ１）＞Ｔｈ１が成立しなかった場合には、ステップＳ１０３に処理が進む。ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で運転停止または運転制限されていたモータジェネレータの運転を再開するか、または制限状態から通常運転に復帰させる処理が行なわれる。
【００６８】
ステップＳ１０２またはステップＳ１０３の処理が終了するとステップＳ１０４において制御はメインルーチンに戻される。
【００６９】
なお、ステップＳ１０２の処理とステップＳ１０３の処理とのハンチングが発生しないようにステップＳ１０２を実行する判定のためのしきい値とステップＳ１０３を実行する判定のためのしきい値に差を設けても良い。
【００７０】
図９は、モータジェネレータＭＧ２の運転を制限する制御について説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、エンジンが停止されモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２でＥＶ走行が実行されているときに、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
【００７１】
図９を参照して、ステップＳ１１０において処理が開始されると、まず、ステップＳ１１１において図６のフローチャートの処理と同様な処理によって推定された磁石温度Ｔｍ（ＭＧ２）が所定のしきい値Ｔｈ２を超えたか否かが判断される。
【００７２】
ステップＳ１１１において、Ｔｍ（ＭＧ２）＞Ｔｈ２が成立した場合には、ステップＳ１１２に処理が進み、モータジェネレータＭＧ２のトルクがゼロに設定され運転が停止されるか、またはトルクが制限される。ここで、運転の停止とはモータジェネレータＭＧ２を空転状態とすることを意味しており、回転をゼロにすることではない。そして、可能であれば、モータジェネレータＭＧ２で制限または発生停止したトルクを補うようにモータジェネレータＭＧ１が制御される。
【００７３】
ステップＳ１１１において、Ｔｍ（ＭＧ２）＞Ｔｈ２が成立しなかった場合には、ステップＳ１１３に処理が進む。ステップＳ１１３では、ステップＳ１１２で運転停止または運転制限されていたモータジェネレータの運転を再開するか、または制限状態から通常運転に復帰させる処理が行なわれる。
【００７４】
ステップＳ１１２またはステップＳ１１３の処理が終了すると、ステップＳ１１４において制御はメインルーチンに戻される。
【００７５】
なお、ステップＳ１１２の処理とステップＳ１１３の処理とのハンチングが発生しないようにステップＳ１１２を実行する判定のためのしきい値とステップＳ１１３を実行する判定のためのしきい値に差を設けても良い。
【００７６】
図１０は、本実施の形態の車両の制御装置によって制御が行なわれた一例を説明するための動作波形図である。図１０には、順に、エンジン回転速度Ｎｅ、モータジェネレータＭＧ１のステータコイル温度Ｔｓ（ＭＧ１）、モータジェネレータＭＧ２のステータコイル温度Ｔｓ（ＭＧ２）、モータジェネレータＭＧ１のトルク（トルクを示す電流Ｉ１）、モータジェネレータＭＧ２のトルク（トルクを示す電流Ｉ２）、ブレーキＢｃｒの油圧指令値ＰＢｃｒ、およびモータジェネレータＭＧ１の磁石の推定温度Ｔｍ（ＭＧ１)が示される。いずれも横軸には時間が示されている。
【００７７】
図１０では、エンジン回転速度Ｎｅ＝０であり、また油圧指令値ＰＢｃｒはブレーキＢｃｒによってエンジン回転軸を固定するのに必要な値に設定されている。その結果、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によってＥＶ走行が行なわれている。
【００７８】
時刻ｔ０〜ｔ１において、車輪２を駆動するトルクは、モータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２で分担されている。負荷が高い状態が続くまたは放熱不良などのため、モータジェネレータＭＧ１のステータコイル温度Ｔｍ（ＭＧ１）が上昇し、時刻ｔ１においてしきい値に到達する。すると、図６のステップＳ２０においてモータジェネレータＭＧ１に異常が発生したと判断される。その結果ステップＳ３０の処理が実行されるので、時刻ｔ１〜ｔ２において、モータジェネレータＭＧ１のトルクを示す電流Ｉ１はゼロまで減少し、モータジェネレータＭＧ２のトルクを示す電流Ｉ２はこれを補うために増加する。
【００７９】
時刻ｔ２において、モータジェネレータＭＧ１のトルクを示す電流Ｉ１がゼロとなると、ステップＳ４０が実行され磁石温度Ｔｍ（ＭＧ１）が算出される。時刻ｔ２〜ｔ３の間はモータジェネレータＭＧ１のトルクを示す電流Ｉ１がゼロに制御された状態が続き、その間は磁石温度Ｔｍ（ＭＧ１）の算出が行なわれ続ける。正確な磁石温度Ｔｍ（ＭＧ１）の監視を続けることによって、モータジェネレータＭＧ１をなるべく早期に運転再開させる判断が可能となる。
【００８０】
時刻ｔ２〜ｔ３では、モータジェネレータＭＧ１のトルクが制限され、モータジェネレータＭＧ２単独によるＥＶ走行が行なわれた結果、磁石温度Ｔｍ（ＭＧ１）は下がり始め、時刻ｔ３において図８のステップＳ１０１で用いられる復帰のしきい値Ｔｈ１まで低下する。これに応じて時刻ｔ３〜ｔ４の間で、通常のＥＶ走行のトルク指令値に戻される処理が実行される。その結果、時刻ｔ４以降は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルクの分担割合は、通常のＥＶ走行時の割合に設定される。
【００８１】
以上説明したように、本実施の形態では、異常が発生したと判定された方のモータジェネレータのトルクを制限またはゼロにして、従来よりも精度良く磁石温度を検出する。その結果、制限を継続するか否かを判定することが精度良く行なえるので、ＥＶ走行時間を増加させ燃費を向上させることが期待できる。
【００８２】
最後に、本実施の形態について、再び図面を参照して総括する。図１、図３を参照して、本実施の形態の電動車両１は、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２と、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２とエンジン４との間で動力分配を行なう動力分割機構３とを備える。動力分割機構３は、モータジェネレータＭＧ１に連結する第１回転要素（サンギヤ６２）と、モータジェネレータＭＧ２に連結する第２回転要素（リングギヤ６３）と、エンジン４に連結する第３回転要素（プラネタリキャリヤ６１）と、第３回転要素を固定するブレーキＢｃｒとを含む。制御装置３０は、ブレーキＢｃｒによって第３回転要素を固定してモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の出力による走行時に、図６のステップＳ３０、Ｓ６０および図１０の時刻ｔ１〜ｔ２に示すように、一方のモータジェネレータのトルクを低減させ他方のモータジェネレータのトルクを増大させ、ステップＳ４０またはＳ７０に示すようにトルクが低減した一方のモータジェネレータの磁石温度Ｔｍを誘起電圧φに基づいて推定する。
【００８３】
好ましくは、制御装置３０は、一方のモータジェネレータのトルクをゼロに低減させ、他方のモータジェネレータが一方のモータジェネレータのトルクの低減分を補償するように、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２を制御する。
【００８４】
好ましくは、図６のステップＳ２０、Ｓ５０および図１０の時刻ｔ１〜ｔ３に示すように、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の異常発生の有無をそれぞれ検出し、異常が検出されたモータジェネレータのトルクを低減させ、異常が検出されたモータジェネレータの磁石温度Ｔｍを推定する。
【００８５】
このように制御することによって、異常が磁石の減磁によるものか否かを峻別することができ、制限走行の判断に寄与することができる。
【００８６】
より好ましくは、制御装置３０は、図６のステップＳ２０、Ｓ５０で説明したように、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の異常発生の有無をモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の温度に基づいて検出し、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２のうち温度が一定値に到達したモータジェネレータのトルクを低減させる。
【００８７】
モータジェネレータのステータコイル温度と磁石温度とはある程度の相関関係があるので、このように制御することによって、過熱による磁石の減磁を未然に防ぐことが可能となる。
【００８８】
また磁石温度Ｔｍおよび誘起電圧値φが所定値を超えている場合には、以降のモータジェネレータの運転を停止して、ドライバに警告表示を行なっても良い。これにより、磁石の減磁を検出し制限運転に移行することにより、故障の被害が拡大することを防止できる。
【００８９】
さらに好ましくは、図３に示すように、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２は、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２のステータコイルに取り付けられ、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の温度検出結果を制御装置３０に送信する温度センサ８１，８３をそれぞれ含む。
【００９０】
また、図８、図９で説明したように磁石温度が所定値以下まで下がったら、対応するモータジェネレータの運転を再開する。これにより、トルクを低減していない方のモータジェネレータが過熱し、車両停止（または制限走行）となることを防ぐことができる。また、磁石温度の検出精度が向上し、温度制限の限界付近までモータジェネレータを使用することが可能となる。従来は、磁石温度は正確には推定することができなかったので、ステータコイル温度、回転速度、トルク等から推定できる磁石温度に安全率を掛けて制限の判断を行なっていた。したがって、磁石温度の推定精度が向上することによって、安全率を過剰に考慮する必要が無くなり、車両が保有するポテンシャルを最大限まで引き出すことができる。
【００９１】
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。
【符号の説明】
【００９２】
１  車両、２  車輪、３  動力分割機構、４  エンジン、６  コンバータ、７  補機、８  商用電源、１０，１３，２１  電圧センサ、１１，２４，２５  電流センサ、１２  電圧コンバータ、１４，２２  インバータ、３０  制御装置、３３  エンジンＥＣＵ、４０  エアコン、４２  充電器、４４  コネクタ、４６，ＣＨＲＢ，ＣＨＲＧ  リレー、５２  オイルポンプ、５４，７４  ロータ、５５，７５  永久磁石、５６，７６  ステータ、５８  部材、５９  回転軸、６０  ピニオンギヤ、６１  プラネタリキャリヤ、６２  サンギヤ、６３  リングギヤ、６４，６６，６８  ギヤ、６５  出力ギヤ、７０  差動ギヤ、８１，８３  温度センサ、８２，８４  レゾルバ、Ｂｃｒ  ブレーキ、Ｃ１，ＣＨ  平滑用コンデンサ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、ＰＬ１，ＰＬ１Ａ，ＰＬ２  正極母線、ＳＬ１，ＳＬ２  負極母線、ＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ  システムメインリレー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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