(57)【要約】【課題】回転電機冷却システムにおいて、回転電機内部に発生するサージ電圧が高くなる場合でも回転電機の絶縁破壊を有効に防止して、しかも、回転電機の高性能を確保しつつ省エネルギ化を図ることである。【解決手段】モータ冷却システム２４は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を冷却するモータ冷却装置２６と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動を制御するモータコントローラ３０と、冷却装置コントローラ３２とを備える。冷却装置コントローラ３２は、判定手段と冷却制御手段とを含む。判定手段は、モータジェネレータＭＧ２に加わるサージ電圧が高い高サージ領域を含む特定領域で、モータジェネレータＭＧ２を駆動するか否かを判定する。冷却制御手段は、モータジェネレータＭＧ２を特定領域で駆動すると判定された場合にモータ冷却装置２６の冷却能力を増大させる。【選択図】図１
2011109765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータにより駆動される回転電機と、
回転電機を冷却する冷却装置と、
回転電機に加わるサージ電圧が高い高サージ領域を含む特定領域で、回転電機を駆動するか否かを判定する判定手段と、
回転電機を特定領域で駆動すると判定された場合に冷却装置の冷却能力を増大させる冷却制御手段とを備えることを特徴とする回転電機冷却システム。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機冷却システムにおいて、
回転電機回転数と回転電機トルクと特定領域との関係データを予め記憶する記憶部を備え、
判定手段は、取得された回転電機回転数及び回転電機トルクに基づいて、記憶部の関係データを用いて回転電機を特定領域で駆動するか否かを判定することを特徴とする回転電機冷却システム。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機冷却システムにおいて、
関係データは、回転電機回転数と回転電機トルクと特定領域との関係を表すマップのデータであることを特徴とする回転電機冷却システム。
【請求項４】
請求項１に記載の回転電機冷却システムにおいて、
回転電機の駆動をＰＷＭ制御を含む制御により制御する回転電機制御手段を備え、
判定手段は、回転電機制御手段から、回転電機を過変調ＰＷＭ制御で制御することを示す信号が取得された場合に、回転電機を特定領域で駆動すると判定することを特徴とする回転電機冷却システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１に記載の回転電機冷却システムにおいて、
回転電機は、車両駆動用として使用されることを特徴とする回転電機冷却システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１に記載の回転電機冷却システムにおいて、
冷却装置は、回転電機を含む冷媒循環経路と、冷媒循環経路に設けた冷媒ポンプとを含み、
冷却制御手段は、冷媒ポンプから吐出される冷媒吐出量を増大させることにより、冷却装置の冷却能力を増大させることを特徴とする回転電機冷却システム。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれか１に記載の回転電機冷却システムにおいて、
冷却装置は、回転電機を含む冷媒循環経路と、冷媒循環経路に設けた冷媒ポンプと、冷媒と外気とを熱交換させる熱交換器と、熱交換器に外気を送風する送風機とを含み、
冷却制御手段は、送風機の風量を増大させることにより、冷却装置の冷却能力を増大させることを特徴とする回転電機冷却システム。
【請求項８】
請求項５に記載の回転電機冷却システムにおいて、
冷却装置は、回転電機を含む冷媒循環経路と、冷媒循環経路に設けた冷媒ポンプと、冷媒と外気とを熱交換させる熱交換器と、熱交換器に外気を送風する送風機とを含み、
さらに、エンジン冷却用の第２冷却装置であって、エンジンを含む第２冷媒循環経路と、第２冷媒循環経路を流れる第２冷媒と外気とを熱交換させる第２熱交換器と、第２熱交換器に外気を送風する第２送風機とを含む第２冷却装置を備え、
熱交換器は、第２送風機が設けられるエンジンルーム内に配置されており、
冷却制御手段は、第２送風機の風量を増大させることにより、冷却装置の冷却能力を増大させることを特徴とする回転電機冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータにより駆動される回転電機と、回転電機を冷却する冷却装置と、を備える回転電機冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車等の、回転電機を車両の駆動源として搭載した電動車両において、回転電機と電源との間に設けたインバータと、インバータを制御する回転電機制御部とを設け、インバータにより回転電機に駆動用信号である回転電機電流を送り、回転電機を駆動することが知られている。インバータは、電源装置からの直流電力をトルク指令値に応じて決定された交流電流に変換し、回転電機に回転電機電流を送る。また、回転電機制御部は、インバータに回転電機電流を生成するための制御信号を送る。
【０００３】
また、特許文献１には、ナビゲーション装置を備える電気自動車における走行用モータを含む電気駆動系の温度を調節する温度調節装置であって、走行ルート上の各走行区間の道路勾配に基づいてモータやインバータの冷却水の温度を設定し、設定した冷却水の温度に基づいて、冷却水を循環管路に循環させる電動ウォータポンプの駆動をＬｏとＨｉとで切り換えるための切替閾値を設定する温度調節装置が記載されている。また、特許文献１には、道路勾配を直接用いて切り換え閾値を設定したり、道路勾配からモータやインバータの発熱量を推定して切替閾値を設定することや、切替閾値を用いて、冷却水を外気により冷却するラジエータに取り付けられる電動ファンの駆動状態を切り換えることができることも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２８７１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１に記載された温度調節装置の場合、モータの制御方式により、モータの巻線に加わるサージ電圧が急増する可能性があるが、それに対する考慮はされていない。例えばモータをインバータを用いてＰＷＭ制御し、インバータ駆動する場合、そのスイッチング特性とモータの特性とによって、モータ内部でモータの巻線にサージ電圧が発生する。特に、モータを高回転数領域等で正弦波ＰＷＭ制御から過変調ＰＷＭ制御に制御を移行させた場合、モータ内部に発生するサージ電圧が急増する可能性がある。そして、サージ電圧が急増して耐サージ電圧である絶縁耐圧を超えると、巻線のターン間等に設けた絶縁材が放電により劣化し、やがて絶縁破壊に至る可能性がある。絶縁耐圧は、部分放電開始電圧ＰＤＩＶと呼ばれる。
【０００６】
一方、モータの絶縁耐圧は、モータの温度により変化することが分かっている。すなわち、モータの温度が上昇するほど絶縁耐圧は低下する。このため、モータを過変調ＰＷＭ制御で制御する場合があることを考慮して、モータ内部に発生するサージ電圧について絶縁耐圧を高く設定する場合には、モータの許容温度を低下させる必要がある。このため、実際のモータの温度が許容温度を超えないよう、モータの性能を常に抑制したり、モータを冷却するモータ冷却装置による冷却能力を常に高くする必要がある。ただし、モータの性能を抑制することは電動車両等、モータを含んで構成するシステムの性能低下を招くため、好ましくない。また、モータ冷却装置の冷却能力を常に高く設定することは、省エネルギ化を図る面から好ましくない。
【０００７】
本発明の目的は、回転電機冷却システムにおいて、回転電機内部に発生するサージ電圧が高くなる場合でも回転電機の絶縁破壊を有効に防止して、しかも、回転電機の高性能を確保しつつ省エネルギ化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る回転電機は、インバータにより駆動される回転電機と、回転電機を冷却する冷却装置と、回転電機に加わるサージ電圧が高い高サージ領域を含む特定領域で、回転電機を駆動するか否かを判定する判定手段と、回転電機を特定領域で駆動すると判定された場合に冷却装置の冷却能力を増大させる冷却制御手段とを備えることを特徴とする回転電機冷却システムである。
【０００９】
また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、回転電機回転数と回転電機トルクと特定領域との関係データを予め記憶する記憶部を備え、判定手段は、取得された回転電機回転数及び回転電機トルクに基づいて、記憶部の関係データを用いて回転電機を特定領域で駆動するか否かを判定する。
【００１０】
また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、関係データは、回転電機回転数と回転電機トルクと特定領域との関係を表すマップのデータである。
【００１１】
また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、回転電機の駆動をＰＷＭ制御を含む制御により制御する回転電機制御手段を備え、判定手段は、回転電機制御手段から、回転電機を過変調ＰＷＭ制御で制御することを示す信号が取得された場合に、回転電機を特定領域で駆動すると判定する。
【００１２】
また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、回転電機は、車両駆動用として使用される。
【００１３】
また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、冷却装置は、回転電機を含む冷媒循環経路と、冷媒循環経路に設けた冷媒ポンプとを含み、冷却制御手段は、冷媒ポンプから吐出される冷媒吐出量を増大させることにより、冷却装置の冷却能力を増大させる。
【００１４】
また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、冷却装置は、回転電機を含む冷媒循環経路と、冷媒循環経路に設けた冷媒ポンプと、冷媒と外気とを熱交換させる熱交換器と、熱交換器に外気を送風する送風機とを含み、冷却制御手段は、送風機の風量を増大させることにより、冷却装置の冷却能力を増大させる。
【００１５】
また、本発明に係る回転電機において、好ましくは、冷却装置は、回転電機を含む冷媒循環経路と、冷媒循環経路に設けた冷媒ポンプと、冷媒と外気とを熱交換させる熱交換器と、熱交換器に外気を送風する送風機とを含み、さらに、エンジン冷却用の第２冷却装置であって、エンジンを含む第２冷媒循環経路と、第２冷媒循環経路を流れる第２冷媒と外気とを熱交換させる第２熱交換器と、第２熱交換器に外気を送風する第２送風機とを含む第２冷却装置を備え、熱交換器は、第２送風機が設けられるエンジンルーム内に配置されており、冷却制御手段は、第２送風機の風量を増大させることにより、冷却装置の冷却能力を増大させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る回転電機冷却システムによれば、高サージ領域を含む特定領域で回転電機を駆動する場合にのみ、回転電機を冷却する冷却装置の冷却能力を増大させることができ、回転電機内部に発生するサージ電圧が高くなる場合に、回転電機の温度を低下させて、回転電機の許容温度を低くすることができる。この場合、サージ電圧に関する絶縁耐圧を高くできるので、絶縁破壊を有効に防止できる。また、回転電機の温度を低下させるために、性能を低く抑える必要がないため、回転電機の高性能を確保できる。さらに、回転電機を特定領域以外で駆動させる場合には、冷却装置の冷却能力を低下させることができるため、システムの省エネルギ化を図れる。したがって、回転電機内部に発生するサージ電圧が高くなる場合でも回転電機の絶縁破壊を有効に防止できるとともに、回転電機の高性能を確保しつつ省エネルギ化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態の回転電機冷却システムを備える電動車両の構成を示す略図である。
【図２】図１の構成において、回転電機であるモータジェネレータの制御方式が異なる運転領域を、回転数とトルクとの関係で示す図である。
【図３】図１の冷却装置コントローラの構成を示す図である。
【図４】図１の構成において、モータジェネレータの特定領域を、モータ回転数とモータトルクとの関係で示す図である。
【図５】図１のインバータとモータジェネレータとを取り出して、モータジェネレータの各相間に印加されるＰＷＭ電圧とモータジェネレータ内部で発生するサージ電圧とを説明するための回路図である。
【図６】図１の構成でモータジェネレータを正弦波ＰＷＭ制御する場合のモータジェネレータ内部に発生するサージ電圧の時間経過の１例を示す図である。
【図７】図１の構成でモータジェネレータを過変調ＰＷＭ制御する場合のモータジェネレータ内部に発生するサージ電圧の時間経過の１例を示す図である。
【図８】モータジェネレータの温度と絶縁耐圧との関係の１例を示す図である。
【図９】図１の構成を用いてモータジェネレータ及び冷却装置を制御する方法の１例を示すフローチャートである。
【図１０】図１の構成を用いてモータジェネレータ及び冷却装置を制御する方法の別例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下において、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１から図９は、本発明の実施の形態の１例を示している。図１は、本実施の形態の回転電機冷却システムであるモータ冷却システムを備える電動車両であるハイブリッド車両１０を示す構成図である。本例の場合、ハイブリッド車両１０は、エンジン１２と、それぞれ回転電機である２のモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２とを備え、エンジン１２及びモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の少なくとも一方を車両１０の主駆動源として使用する。なお、本発明の回転電機冷却システムはこのようなハイブリッド車両１０に搭載するものに限定せず、回転電機であるモータを駆動源として備える電気自動車や燃料電池車に搭載して使用してもよい。また、本発明の回転電機冷却システムは、このような車両に搭載するものに限定せず、車両以外の用途に使用するものであってもよい。
【００１９】
ハイブリッド車両１０は、遊星歯車機構１４と、車輪１６を連結した駆動軸１８と、インバータ２０，２２と、図示しないバッテリと、モータ冷却システム２４とを備える。モータ冷却システム２４は、上記の２のモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、モータ冷却装置２６と、エンジン冷却装置２８と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動を制御する制御部であるモータコントローラ３０と、冷却装置コントローラ３２とを備える。冷却装置コントローラ３２は、モータコントローラ３０と、エンジン１２の作動を制御する図示しないエンジンコントローラとを統合制御する車両コントローラの一部として設けることもできる。
【００２０】
遊星歯車機構１４は、エンジン１２の出力軸に接続したキャリアと、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の１のモータジェネレータＭＧ１に接続されたサンギヤと、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の別のモータジェネレータＭＧ２に接続されたリングギヤとを含む。モータジェネレータＭＧ１は、主として発電機として使用されるが、電動機として使用される場合もある。モータジェネレータＭＧ２は、主として電動機として使用されるが、車両の制動時に発電機としても使用される。すなわち、モータジェネレータＭＧ２は、車両駆動用として使用される。モータジェネレータＭＧ２の出力軸は減速機構３４等を介して駆動軸１８に、作動的に連結されている。また、バッテリ（図示せず）は、２のインバータ２０，２２のそれぞれを介して対応するモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と電力の授受を行う。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、例えばｕ相、ｖ相、ｗ相の３相交流電流で駆動する３相交流モータである。
【００２１】
モータコントローラ３０は、図示しない車両コントローラから入力される、アクセルペダル操作量等に基づくトルク指令と、モータジェネレータＭＧ２に設けられた回転角度センサ３６からの検出値等とに基づいて、モータジェネレータＭＧ２に対応するインバータ２２を用いてＰＷＭ制御を含む制御により制御する。具体的には、モータジェネレータＭＧ２のモータ回転数とモータトルクとに関する運転領域に応じて、適用される制御方式が決定される。すなわち、図２に示すように、横軸でモータ回転数を表し、縦軸でモータトルクを表した場合に、モータジェネレータＭＧ２は、図２の曲線α上または曲線αの内側で運転される。また、図２の斜線部で表す低回転領域Ａ１では、トルク変動を小さくするために正弦波ＰＷＭ制御方式でモータジェネレータＭＧ２が運転され、図２の砂地で表す中回転領域Ａ２では、過変調ＰＷＭ制御方式でモータジェネレータＭＧ２が運転され、図２の別の斜線部で表す高回転領域Ａ３では、矩形波電圧制御方式でモータジェネレータＭＧ２が運転される。なお、モータジェネレータＭＧ１も、図示しない車両コントローラから入力されるトルク指令と、モータジェネレータＭＧ１に設けられた回転角度センサ３８からの検出値等とに基づいて必要に応じて駆動されるが、以下の説明では省略する。
【００２２】
正弦波ＰＷＭ制御方式は、インバータ２２の各相のアームにおけるスイッチング素子のオンとオフとを、正弦波状の電圧指令値と搬送波との電圧比較に従って制御する。このため、得られる基本波成分が正弦波となるように、各アームのスイッチング素子のデューティ比が制御される。また、過変調ＰＷＭ制御方式は、搬送波の振幅を縮小するように歪ませた上で、正弦波ＰＷＭ制御方式と同様のＰＷＭ制御を行う。このような過変調ＰＷＭ制御の場合、基本波成分を歪ませることができ、変調率を正弦波ＰＷＭ制御方式の場合よりも高くできる。また、矩形波電圧制御方式では、インバータ２２の上アームのスイッチング素子のオン期間に対応するハイレベル期間と、下アームのスイッチング素子のオン期間に対応するローレベル期間との比が１：１の矩形波パルスがモータジェネレータに印加され、変調率を過変調ＰＷＭ制御の場合の変調率の最大値まで高められる。モータコントローラ３０は、このような制御により、インバータ２２を用いてモータジェネレータＭＧ２の駆動を制御する。この場合、図示しないバッテリの電圧が、図示しないＤＣ／ＤＣコンバータにより変換された後、インバータ２２に供給され、インバータ２２によりモータジェネレータＭＧ２が駆動される。
【００２３】
モータ冷却装置２６は、２のモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２及び２のインバータ２０，２２を含む冷媒循環経路４０と、冷媒循環経路４０に設けた冷媒ポンプである電動ウォータポンプ４２と、冷媒である冷却水と外気とを熱交換させる熱交換器４４と、熱交換器４４に外気を送風する送風機である電動ファン４６とを含み、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２及びインバータ２０，２２を冷却する。電動ウォータポンプ４２と電動ファン４６との駆動は、冷却装置コントローラ３２により制御する。また、電動ウォータポンプ４２は、ＨｉとＬｏとの２段階で回転数を切替可能としている。また、電動ファン４６は、回転数を２段階で切替可能とすることにより、風量を２段階で切替可能としている。
【００２４】
また、エンジン冷却用の第２冷却装置であるエンジン冷却装置２８は、エンジン１２を含む第２冷媒循環経路４８と、第２冷媒循環経路４８に設けた冷却水ポンプ５０と、第２冷媒循環経路４８を流れる第２冷媒である冷却水と外気とを熱交換させる第２熱交換器５２と、第２熱交換器５２に外気を送風する第２送風機である第２電動ファン５４とを含む。冷却水ポンプ５０は、図示しない電動モータにより駆動されるか、またはエンジン１２によりベルトプーリ機構（図示せず）を介して駆動される。第２電動ファン５４の駆動は、冷却装置コントローラ３２により制御する。また、冷却水ポンプ５０を電動式とする場合、冷却水ポンプ５０も冷却装置コントローラ３２により制御する。モータ冷却装置２６及びエンジン冷却装置２８の、少なくとも熱交換器４４及び電動ファン４６と、第２熱交換器５２及び第２電動ファン５４とは、ハイブリッド車両１０の同じエンジンルーム内に配置する。例えば、エンジンルーム内の第２熱交換器５２の前側に熱交換器４４を配置する。また、第２電動ファン５４は、回転数を２段階で切替可能とすることにより、風量を２段階で切替可能としている。
【００２５】
また、冷却装置コントローラ３２によって、モータジェネレータＭＧ２を予め設定した特定領域で駆動するか否かを判定し、特定領域で駆動すると判定された場合には、モータ冷却装置２６の冷却能力を向上させるようにしている。このために、図３に示すように、冷却装置コントローラ３２は、判定手段５６と、記憶部５８と、冷却制御手段６０とを含む。記憶部５８は、モータ回転数とモータトルクと特定領域との関係データを予め記憶する。この関係データは、例えば、モータ回転数とモータトルクと特定領域との関係を表すマップのデータである。すなわち、上記の図２の砂地部分で示した過変調ＰＷＭ制御方式で運転する中回転領域Ａ２では、モータジェネレータＭＧ２の固定子巻線で発生する、すなわち固定子巻線に加わるサージ電圧が、正弦波ＰＷＭ制御及び矩形波電圧制御の制御方式で発生するサージ電圧に比べて高くなることが分かっている。このため、この中回転領域Ａ２を高サージ領域として、高サージ領域Ａ２を含む特定領域と、モータ回転数及びモータトルクとの関係を表すマップのデータを記憶部５８に予め記憶させておく。例えば、図４に示すように、高サージ領域Ａ２と、その両側部分とを含む、斜格子部で表す特定領域Ｂと、モータ回転数及びモータトルクとの関係を表すマップのデータを記憶部５８（図３）に記憶させておく。
【００２６】
次に、モータジェネレータＭＧ２を過変調ＰＷＭ制御方式で運転する場合に、モータジェネレータＭＧ２に加わるサージ電圧が高くなる理由を、図５、図６を用いて説明する。図５は、インバータ２２とモータジェネレータＭＧ２とを取り出して、モータジェネレータＭＧ２の各相間に印加されるＰＷＭ電圧とモータジェネレータＭＧ２内部で発生するサージ電圧とを説明するための回路図である。図５において、モータジェネレータＭＧ２は３相交流モータである。インバータ２２のｕ相アーム、ｖ相アーム、ｗ相アームは、モータジェネレータＭＧ２の対応する相の固定子巻線６２，６４，６６に接続されている。ここで、ＰＷＭ制御時には、２の異なる相間に、図５のβ部で示すようにＰＷＭ電圧が印加される。この場合、各相の固定子巻線６２，６４，６６に、図５のγ部で示すように電圧が急峻に立ち上がり減少するサージ電圧が発生する。
【００２７】
図６は、正弦波ＰＷＭ制御時にモータジェネレータＭＧ２内部で発生するサージ電圧の１例を示しており、図７は、過変調ＰＷＭ制御時にモータジェネレータＭＧ２内部で発生するサージ電圧の１例を示している。なお、以下の説明では、図１から図５と同一の要素には同一の符号を付して説明する。図６に示す正弦波ＰＷＭ制御の場合には、発生するサージ電圧は比較的低い電圧Ｖ１となる。このようなサージ電圧は、インバータ２２のスイッチングのタイミングに対応して発生する。これに対して、図７に示す過変調ＰＷＭ制御の場合には、インバータ２２のスイッチングのタイミングが時間的に密になる、すなわち頻繁にオンオフが切り替わる状況が発生しやすくなる。このような過変調ＰＷＭ制御では、例えば、スイッチングに応じてサージ電圧が発生し、その電圧が減少して安定して０に近づくまでの間に例えば、図７の点Ｐに対応する時点で、次のスイッチングに応じたサージ電圧が重畳しやすくなる。このため、過変調ＰＷＭ制御では、サージ電圧の最大値Ｖ２が上記の電圧Ｖ１よりも大きくなりやすい（Ｖ２＞Ｖ１）。
【００２８】
図８は、モータジェネレータＭＧ２の温度と絶縁耐圧との関係の１例を示す図である。図８に示すように、モータジェネレータＭＧ２の絶縁耐圧は、モータジェネレータＭＧ２の温度の上昇に従って直線的に減少することが分かっている。このため、上記のように過変調ＰＷＭ制御時にサージ電圧の最大値Ｖ２が大きくなる場合に、モータジェネレータＭＧ２の温度がＴ２であると、サージ電圧が絶縁耐圧を超えてしまう可能性がある。本実施の形態の場合には、このような不都合を防止すべく、所定条件成立時に、モータジェネレータＭＧ２の温度を絶縁耐圧Ｖ２に対応する温度であるＴ１以下になるように、モータジェネレータＭＧ２を冷却する構成を採用している。
【００２９】
具体的には、図３に示す記憶部５８は、図４に示す、過変調ＰＷＭ制御での運転領域であり、中回転領域である高サージ領域Ａ２と、その両側部分とを含む、斜格子部で表す特定領域Ｂと、モータ回転数及びモータトルクとの関係を表すマップのデータである関係データを予め記憶している。そして、図３に示す判定手段５６は、取得されたモータ回転数及びモータトルクに基づいて、記憶部５８の関係データを用いてモータジェネレータＭＧ２を特定領域Ｂで駆動するか否かを判定する。この場合、モータコントローラ３０が、モータジェネレータＭＧ２の制御のために、モータジェネレータＭＧ２に設けられた回転角度センサ３６から回転角度を取得し、その回転角度に基づいてモータジェネレータＭＧ２のモータ回転数を算出、すなわち取得する。そして、判定手段５６は、モータコントローラ３０から、モータジェネレータＭＧ２のモータ回転数を取得する。なお、判定手段５６は、モータジェネレータＭＧ２の回転角度センサ３６から、モータコントローラ３０を介さず、直接回転角度の検出値を取得して、その回転角度からモータジェネレータＭＧ２のモータ回転数を算出、すなわち取得することもできる。
【００３０】
また、判定手段５６は、モータコントローラ３０や、図示しない車両コントローラからモータジェネレータＭＧ２のモータトルク指令値を、モータトルクとして取得する。判定手段５６は、モータ回転数とモータトルクとに基づいて、上記のようにモータジェネレータＭＧ２を特定領域Ｂで駆動するか否かを判定する。
【００３１】
図３に示す冷却制御手段６０は、判定手段５６でモータジェネレータＭＧ２を特定領域Ｂで駆動すると判定された場合に、モータ冷却装置２６の冷却能力を増大させる。例えば、モータ冷却装置２６の冷却能力の増大方法の第１例として、電動ウォータポンプ４２の回転数を、特定領域Ｂ以外では回転数の低いＬｏとし、モータジェネレータＭＧ２が特定領域Ｂで駆動されると判定された場合に、回転数の高いＨｉに切り換えて、電動ウォータポンプ４２を運転するように、冷却制御手段６０が電動ウォータポンプ４２を制御する。これにより、冷却制御手段６０は、電動ウォータポンプ４２から吐出される冷却水吐出量を増大させることにより、モータ冷却装置２６の冷却能力を増大させることができる。
【００３２】
また、モータ冷却装置２６の冷却能力の増大方法の第２例として、モータ冷却装置２６の熱交換器４４に外気を送風する電動ファン４６の風量を、特定領域Ｂ以外では低風量とし、モータジェネレータＭＧ２が特定領域Ｂで駆動されると判定された場合に、高風量に切り換えるように、冷却制御手段６０が電動ファン４６の駆動を制御することもできる。これにより、冷却制御手段６０は、電動ファン４６の風量を増大させることにより、モータ冷却装置２６の冷却能力を増大させることができる。
【００３３】
さらに、モータ冷却装置２６の冷却能力の増大方法の第３例として、エンジン冷却装置２８の熱交換器５２に外気を送風する第２電動ファン５４の風量を、特定領域Ｂ以外では低風量とし、モータジェネレータＭＧ２が特定領域Ｂで駆動されると判定された場合に、高風量に切り換えるように、冷却制御手段６０が第２電動ファン５４の駆動を制御することもできる。これにより、冷却制御手段６０は、第２電動ファン５４の風量を増大させることにより、エンジンルーム内の温度を低下させることができ、同じエンジンルーム内に配置されているモータ冷却装置２６の熱交換器４４の温度を低下させることができる。これによって、冷却制御手段６０は、モータ冷却装置２６の冷却能力を増大させることができる。
【００３４】
なお、モータ冷却装置２６の冷却能力の増大方法の第１例から第３例は、いずれか１を採用してもよく、また、いずれか２を組み合わせて採用してもよく、また、全部を採用してもよい。
【００３５】
このようなモータ冷却システム２４の冷却装置コントローラ３２は、モータジェネレータＭＧ２が駆動制御される際に、次のようにしてモータ冷却装置２６の冷却能力を制御する。これについて、図９のフローチャートを用いて説明する。まず、図９のステップＳ１０（以下、ステップＳのステップは省略して説明する。）で、冷却装置コントローラ３２の判定手段５６が、モータトルク指令値とモータ回転数とを取得し、Ｓ１２で、記憶部５８に記憶されたマップのデータを参照しつつ、モータトルク指令値及びモータ回転数から、モータジェネレータＭＧ２を特定領域Ｂで駆動するか否かを判定する。この場合に、モータジェネレータＭＧ２を特定領域Ｂで駆動すると判定された場合には、Ｓ１４に移行し、冷却制御手段６０が、モータ冷却装置２６の冷却能力を上記のような増大方法により増大させ、Ｓ１６に移行する。また、Ｓ１２において、判定手段５６により、モータジェネレータＭＧ２を特定領域Ｂで駆動しないと判定された場合には、モータ冷却装置２６の冷却能力を増大させることなく、Ｓ１６に移行する。次いで、Ｓ１６では、モータコントローラ３０がモータトルク指令値とモータ回転数とに基づいてモータジェネレータＭＧ２の駆動を制御し、処理を終了する。なお、Ｓ１４でモータ冷却装置２６の冷却能力が増大されると、取得されたモータトルク指令値及びモータ回転数から、モータジェネレータＭＧ２の駆動が特定領域Ｂを外れたと判定されるまで、冷却能力は増大させたままとし、特定領域Ｂを外れたり、システムの運転が停止された場合には、モータ冷却装置２６の冷却能力をリセットする、すなわち、冷却能力を低下させるか、冷却運転を停止させる処理を行う。
【００３６】
このようなモータ冷却システム２４によれば、高サージ領域を含む特定領域ＢでモータジェネレータＭＧ２を駆動する場合にのみ、モータジェネレータＭＧ２を冷却する冷却装置の冷却能力を増大させることができ、モータジェネレータＭＧ２内部に発生するサージ電圧が高くなる場合に、モータジェネレータＭＧ２の温度を低下させて、モータジェネレータＭＧ２の許容温度を低くすることができる。例えば、上記の図８に示すように、冷却装置コントローラ３２により、モータジェネレータＭＧ２の温度を特定領域Ｂで低い温度であるＴ１とし、特定領域Ｂ以外の領域で高い温度であるＴ２とする。この場合、図８からも明らかなように、例えば特定領域Ｂ以外でのモータジェネレータの運転時にサージ電圧はＶ１までしか許容することができないが、特定領域Ｂでモータジェネレータを駆動する場合には、サージ電圧をＶ１より高いＶ２まで高めることが可能となる。すなわち、モータジェネレータＭＧ２の温度低下に伴ってモータジェネレータＭＧ２のサージ電圧に関する絶縁耐圧を高くできる。このため、モータジェネレータＭＧ２の絶縁破壊を有効に防止できる。また、モータジェネレータＭＧ２の温度を低下させるために、モータジェネレータＭＧ２性能を低く抑える必要がないため、モータジェネレータＭＧ２の高性能を確保できる。
【００３７】
さらに、モータジェネレータＭＧ２を特定領域Ｂ以外で駆動させる場合には、モータ冷却装置２６の冷却能力を低下させることができる。例えば、特定領域Ｂ以外では、モータジェネレータＭＧ２の許容温度をＴ１よりも高いＴ２として運転できる。この場合には、モータジェネレータＭＧ２の絶縁耐圧は低くなるが、モータジェネレータＭＧ２の温度は過度に低下させる必要がない。また、特定領域Ｂ以外では、過変調ＰＷＭ制御で制御されないので、モータジェネレータＭＧ２内部に発生するサージ電圧は低くなり、絶縁耐圧が低くなっても不都合は生じない。このため、システム全体の省エネルギ化を図れる。この結果、モータジェネレータＭＧ２内部に発生するサージ電圧が高くなる場合でもモータジェネレータＭＧ２の絶縁破壊を有効に防止できるとともに、モータジェネレータＭＧ２の高性能を確保しつつ省エネルギ化を図れる。
【００３８】
なお、上記の例の場合、記憶部５８にモータ回転数とモータトルクと特定領域Ｂとの関係を表すマップのデータを記憶させていたが、本発明はこのような方法に限定するものではない。例えば、記憶部５８に、モータ回転数とモータトルクと特定領域Ｂとの関係を表す関係式を表すデータを、関係データとして記憶させておき、判定手段５６で、取得されたモータ回転数及びモータトルクと、記憶部５８に記憶された関係式とを用いて、モータジェネレータＭＧ２を特定領域Ｂで駆動するか否かを判定することもできる。
【００３９】
また、判定手段５６が、モータジェネレータＭＧ２に加わるサージ電圧が高い高サージ領域である特定領域で、モータジェネレータを駆動すると判定した場合に、冷却制御手段６０がモータ冷却装置２６の冷却能力を増大させるように構成することもできる。すなわち、この場合には、図２の中回転領域である特定領域Ａ２でモータジェネレータＭＧ２が駆動されるか否かに基づいてモータ冷却装置２６の冷却能力を増大させるか否かを切り換える。このために、判定手段５６は、モータコントローラ３０から、モータジェネレータＭＧ２を過変調ＰＷＭ制御で制御することを示す信号が取得された場合に、モータジェネレータＭＧ２を特定領域Ａ２で駆動すると判定し、過変調ＰＷＭ制御以外の制御、すなわち正弦波ＰＷＭ制御または矩形波電圧制御でモータジェネレータＭＧ２を制御することを示す信号が取得された場合には、モータジェネレータＭＧ２を特定領域Ａ２で駆動しないと判定する。例えば、モータコントローラ３０では、正弦波ＰＷＭ制御と過変調ＰＷＭ制御と矩形波電圧制御とのうち、いずれの制御でモータジェネレータＭＧ２を制御するかを判定して、制御しているので、この判定結果を表す信号を冷却装置コントローラ３２に入力して、判定手段５６で特定領域Ａ２での駆動か否かを判定することができる。
【００４０】
図１０は、このような判定方法を用いて冷却装置コントローラ３２がモータ冷却装置２６の冷却能力を制御し、モータジェネレータＭＧ２を制御する方法を示すフローチャートである。まず、図１０のＳ２０で、冷却装置コントローラ３２の判定手段５６が、過変調ＰＷＭ制御でモータジェネレータＭＧ２を制御することを示す信号である過変調制御信号が取得、すなわち入力されたか否かを判定する。そして過変調制御信号が取得されたと判定された場合には、特定領域Ａ２（図２）でモータジェネレータＭＧ２を駆動すると判定し、Ｓ２２で冷却制御手段６０が、上記と同様の増大方法により、モータ冷却装置２６の冷却能力を増大させ、Ｓ２４に移行する。また、Ｓ２０において、判定手段５６により、過変調制御信号が取得されていないと判定された場合には、特定領域Ａ２でモータジェネレータＭＧ２を駆動しないと判定し、モータ冷却装置２６の冷却能力を増大させることなく、Ｓ２４に移行する。次いで、Ｓ２４では、モータコントローラ３０がモータトルク指令値とモータ回転数とに基づいてモータジェネレータＭＧ２の駆動を制御し、処理を終了する。なお、Ｓ２２でモータ冷却装置２６の冷却能力が増大されると、Ｓ２２で過変調制御信号が取得されない、すなわち過変調制御信号以外の制御信号が取得されたと判定されるまで、冷却能力は増大させたままとし、過変調制御信号が取得されないと判定されるか、システムの運転が停止された場合には、モータ冷却装置２６の冷却能力をリセットする、すなわち、冷却能力を低下させるか、冷却運転を停止させる処理を行う。
【００４１】
このような判定方法で特定領域Ａ２でモータジェネレータＭＧ２を駆動するか否かを判定する場合も、モータジェネレータＭＧ２の絶縁破壊を有効に防止できるとともに、モータジェネレータＭＧ２の高性能を確保しつつ省エネルギ化を図れる。また、この場合には、特定領域Ａ２（図２、図４）の範囲が、図４の特定領域Ｂの場合に比べて狭くなるが、制御が単純かつ容易になり、記憶部５８での必要メモリ容量を少なくできる。その他の構成及び作用は、上記の図１から図９に示した構成の場合と同様である。
【００４２】
なお、上記の説明では、２のモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２をモータ冷却装置２６により冷却する場合を説明した。すなわち、モータ冷却装置２６の冷却能力を増大させた場合には、モータジェネレータＭＧ２だけでなくモータジェネレータＭＧ１も温度低下する。ただし、本発明はこのような構成に限定するものではなく、１のモータジェネレータＭＧ２のみをモータ冷却装置２６により駆動する構成とし、特定領域でモータジェネレータＭＧ２を駆動すると判定された場合に、１のモータジェネレータＭＧ２のみを温度低下させることもできる。
【００４３】
また、上記の説明では、モータ冷却装置２６の冷媒を冷却水としているが、冷媒は冷却水以外とすることもできる。例えば、冷媒を冷却油とすることもできる。例えば、モータ冷却装置２６は、２のモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２及び２のインバータ２０，２２を含む冷媒循環経路と、冷媒循環経路に設けた冷媒ポンプである電動油ポンプと、冷却油と外気とを熱交換させる熱交換器と、熱交換器に外気を送風する送風機である電動ファンとを含むものとする。この場合、電動油ポンプと電動ファンとの駆動は、冷却装置コントローラ３２により制御する。また、電動油ポンプは、ＨｉとＬｏとの２段階で回転数を切替可能とすることもできるが、駆動停止と回転駆動との２段階で切り換えることもできる。例えば、モータ冷却装置２６の冷却能力を増大させる場合に、モータジェネレータＭＧ２を特定領域以外で駆動する場合に電動油ポンプの駆動を停止させ、モータジェネレータＭＧ２を特定領域で駆動する場合に電動油ポンプを回転駆動させ、モータ冷却装置２６の冷却能力を増大させることもできる。
【符号の説明】
【００４４】
１０  ハイブリッド車両、１２  エンジン、１４  遊星歯車機構、１６  車輪、１８  駆動軸、２０，２２  インバータ、２４  モータ冷却システム、２６  モータ冷却装置、２８  エンジン冷却装置、３０  モータコントローラ、３２  冷却装置コントローラ、３４  減速機構、３６，３８  回転角度センサ、４０  冷媒循環経路、４２  電動ウォーターポンプ、４４  熱交換器、４６  電動ファン、４８  第２冷媒循環経路、５０  冷却水ポンプ、５２  第２熱交換器、５４  第２電動ファン、５６  判定手段、５８  記憶部、６０  冷却制御手段、６２，６４，６６  固定子巻線。
【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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