(57)【要約】【課題】回転電機が停止している場合等にも回転電機の磁石温度を高精度に検出することが可能な回転電機ユニット、車両及び回転電機ユニットの制御方法を提供する。【解決手段】回転電機ユニット１１０のトルクセンサ７２は、回転電機２４と対象物体３２の間の動力伝達経路上に設けられて、回転電機２４からの出力トルク又は回転電機２４への入力トルクである回転電機トルクを検出する。制御装置４０は、回転電機電流（回転電機２４の入力電流又は出力電流）と回転電機トルクとに基づいて、回転電機２４の磁石温度Ｔｍｇを推定する。車両１０は、回転電機ユニット１１０を有することができる。【選択図】図１
2019170004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機と、
前記回転電機を制御する制御装置と
を備える回転電機ユニットであって、
さらに、前記回転電機ユニットは、
前記回転電機への入力電流又は前記回転電機からの出力電流である回転電機電流を検出する電流センサと、
前記回転電機と対象物体の間の動力伝達経路上に設けられて、前記回転電機からの出力トルク又は前記回転電機への入力トルクである回転電機トルクを検出するトルクセンサと
を備え、
前記制御装置は、前記回転電機電流と前記回転電機トルクとに基づいて、前記回転電機の磁石温度を推定する
ことを特徴とする回転電機ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機ユニットにおいて、
前記制御装置は、前記対象物体が停止しているときに、前記回転電機電流と前記回転電機トルクとに基づいて、前記回転電機の磁石温度を推定する
ことを特徴とする回転電機ユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回転電機ユニットにおいて、
前記制御装置は、前記回転電機の磁石温度が温度閾値を超えるとき、前記回転電機の出力を制限する
ことを特徴とする回転電機ユニット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転電機ユニットにおいて、
前記トルクセンサは、前記回転電機の入出力シャフトに配置された磁歪式トルクセンサである
ことを特徴とする回転電機ユニット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転電機ユニットを有する車両であって、
前記対象物体は車輪であり、
前記回転電機は、前記車輪を駆動して前記車両を走行させる走行モータである
ことを特徴とする車両。
【請求項６】
請求項５に記載の車両において、
前記制御装置は、前記車両がクリープ状態にあるとき、前記回転電機電流と前記回転電機トルクとに基づいて、前記回転電機の磁石温度を推定する
ことを特徴とする車両。
【請求項７】
回転電機と、
前記回転電機を制御する制御装置と
を備える回転電機ユニットの制御方法であって、
さらに、前記回転電機ユニットは、
前記回転電機への入力電流又は前記回転電機からの出力電流である回転電機電流を検出する電流センサと、
前記回転電機と対象物体の間の動力伝達経路上に設けられて、前記回転電機からの出力トルク又は前記回転電機への入力トルクである回転電機トルクを検出するトルクセンサと
を備え、
前記制御装置は、前記回転電機電流と前記回転電機トルクとに基づいて、前記回転電機の磁石温度を推定する
ことを特徴とする回転電機ユニットの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の磁石温度を推定する回転電機ユニット、車両及び回転電機ユニットの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、制御モードが複数存在する電動機について、その運転を維持しつつ永久磁石の温度上昇を抑制するように、制御モードの切換を行うことを目的としている（［００１０］、要約）。当該目的を達成するため、特許文献１（要約、図１１）において、磁石温度推定部４２０は、交流モータＭ１、Ｍ２の回転子に装着された永久磁石の温度を推定する。モード切換判定部４００は、判定値設定部４１０により設定された判定値を用いて、矩形波電圧制御モード及びＰＷＭ制御モードの間での交流モータＭ１、Ｍ２のそれぞれの制御モード切換を判定する。判定値設定部４１０は、モード切換判定部４００で用いる判定値について、磁石温度の上昇時には、磁石温度の非上昇時と比較して、矩形波制御モードが適用されるモータ運転領域が相対的に広く設定されるように変化させる。
【０００３】
磁石温度推定部４２０は、交流モータＭ１の運転状態パラメータに基づいて、永久磁石５４の温度を推定する（［００７９］、図１１）。運転状態パラメータとしては、トルク指令値ＴＲ１、回転数ＭＲＮ１、ステータコイル温度Ｔｓ、モータの冷却油温度Ｔａ等が含まれる。磁石温度推定部４２０は、推定演算により算出した磁石温度ＴＭＧ１を出力する。
【０００４】
より具体的には、磁石温度推定部４２０は、温度センサ７２から温度Ｔａを受けて、複数のマップの中から温度Ｔａに対応するマップを選択する（［０１３７］、図２１）。次に磁石温度推定部４２０は、そのマップを参照して、トルク指令値ＴＲ１とモータ回転数ＭＲＮ１とにより定まるマップ上の動作点から磁石温度ＴＭＧ１を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１７１６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、特許文献１（［００７９］、［０１３７］、図１１及び図２１）では、トルク指令値ＴＲ１、回転数ＭＲＮ１、ステータコイル温度Ｔｓ、モータの冷却油温度Ｔａに基づいて、交流モータＭ１、Ｍ２の回転子に装着された永久磁石の温度を推定する。
【０００７】
しかしながら、本発明者は、このような温度推定方法では、モータＭ１、Ｍ２の回転速度が低く且つトルクが高いときに検出精度が低くなることを発見した。また、特許文献１の温度推定方法では、モータＭ１、Ｍ２（回転電機）がトルクを発生しているにもかかわらず、回転速度がゼロである場合に対応することができない。このような課題は、モータＭ１、Ｍ２がトルクを発生させている場合に限らず、発電している場合にも該当し得る。
【０００８】
本発明は上記のような課題を考慮してなされたものであり、回転電機の回転速度が低い場合又は回転電機が停止している場合にも回転電機の磁石温度を高精度に検出することが可能な回転電機ユニット、車両及び回転電機ユニットの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る回転電機ユニットは、
回転電機と、
前記回転電機を制御する制御装置と
を備えるものであって、
さらに、前記回転電機ユニットは、
前記回転電機への入力電流又は前記回転電機からの出力電流である回転電機電流を検出する電流センサと、
前記回転電機と対象物体の間の動力伝達経路上に設けられて、前記回転電機からの出力トルク又は前記回転電機への入力トルクである回転電機トルクを検出するトルクセンサと
を備え、
前記制御装置は、前記回転電機電流と前記回転電機トルクとに基づいて、前記回転電機の磁石温度を推定する
ことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、回転電機電流（回転電機への入力電流又は回転電機からの出力電流）と、回転電機トルク（回転電機からの出力トルク又は回転電機への入力トルク）とに基づいて、回転電機の磁石温度を推定する。これにより、回転電機の回転速度が低い場合であっても、回転電機の磁石温度を高精度に推定することが可能となる。また、回転電機電流と回転電機トルク（出力トルク又は入力トルク）が発生していれば、回転電機が回転しているか否かにかかわらず、回転電機の磁石温度を推定することが可能となる。
【００１１】
前記制御装置は、前記対象物体が停止しているときに、前記回転電機電流と前記回転電機トルクとに基づいて、前記回転電機の磁石温度を推定してもよい。これにより、対象物体が停止しているときに、回転電機の磁石温度を推定することが可能となる。
【００１２】
前記制御装置は、前記回転電機の磁石温度が温度閾値を超えるとき、前記回転電機の出力を制限してもよい。これにより、回転電機の過熱（又は過熱に伴う減磁）を抑制することが可能となる。
【００１３】
前記トルクセンサは、例えば、前記回転電機の入出力シャフトに配置された磁歪式トルクセンサとすることができる。これにより、回転電機のトルク及びこれに基づく磁石温度を高精度に検出することが可能となる。
【００１４】
本発明に係る車両は、前記回転電機ユニットを有するものであって、
前記対象物体は車輪であり、
前記回転電機は、前記車輪を駆動して前記車両を走行させる走行モータである
ことを特徴とする。
【００１５】
これにより、回転電機電流と回転電機トルクが発生していれば、走行モータとしての回転電機が回転しているか否かにかかわらず（換言すると、車両が走行しているか否かにかかわらず）、回転電機の磁石温度を推定することが可能となる。
【００１６】
前記制御装置は、前記車両がクリープ状態にあるとき、前記回転電機電流と前記回転電機トルクとに基づいて、前記回転電機の磁石温度を推定してもよい。これにより、車両がクリープ状態にあるときに（換言すると、例えば、運転者がアクセルペダルを踏み込んでいないときに）、回転電機の磁石温度を推定することが可能となる。
【００１７】
本発明に係る制御方法は、
回転電機と、
前記回転電機を制御する制御装置と
を備える回転電機ユニットの制御方法であって、
さらに、前記回転電機ユニットは、
前記回転電機への入力電流又は前記回転電機からの出力電流である回転電機電流を検出する電流センサと、
前記回転電機と対象物体の間の動力伝達経路上に設けられて、前記回転電機からの出力トルク又は前記回転電機への入力トルクである回転電機トルクを検出するトルクセンサと
を備え、
前記制御装置は、前記回転電機電流と前記回転電機トルクとに基づいて、前記回転電機の磁石温度を推定する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、回転電機の回転速度が低い場合又は回転電機が停止している場合にも回転電機の磁石温度を高精度に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の概略構成図である。
【図２】前記実施形態の駆動系の機械的な連結関係を簡略的に示す図である。
【図３】前記実施形態に係るモータユニットの第２回転電機及びトルクセンサ並びにこれらの周辺を示す断面図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】前記実施形態のモータ過熱抑制制御のフローチャートである。
【図６】変形例に係るモータユニットの第２回転電機及びトルクセンサ並びにこれらの周辺を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
Ａ．本実施形態
＜Ａ−１．本実施形態の構成＞
［Ａ−１−１．全体構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る車両１０の概略構成図である。車両１０は、いわゆるハイブリッド車両である。図１に示すように、車両１０は、エンジン２０と、第１回転電機２２と、第２回転電機２４と、第１インバータ２６と、第２インバータ２８と、エンジンクラッチ３０と、車輪３２と、高電圧バッテリ３４と、センサ群３６と、冷却機構３８と、電子制御装置４０（以下「ＥＣＵ４０」という。）とを有する。
【００２１】
センサ群３６は、車速センサ６０と、ＳＯＣセンサ６２と、ＡＰ操作量センサ６４と、ＢＰ操作量センサ６６と、電流センサユニット６８と、回転角度センサ７０と、トルクセンサ７２（図１の左上）とを含む。なお、図１において、トルクセンサ７２は、センサ群３６の枠内ではなく、第３伝達経路１０６（図１の左上）に配置されていることに留意されたい。
【００２２】
以下では、エンジン２０、第１回転電機２２、第２回転電機２４及びエンジンクラッチ３０をまとめて駆動系９０という。また、エンジン２０と車輪３２を結ぶ動力伝達経路を第１伝達経路１００という。第１伝達経路１００は、エンジン２０が発生したトルクＴｅｎｇを車輪３２に伝達する。さらに、第１伝達経路１００のうちエンジンクラッチ３０よりもエンジン２０側の第１分岐点１０４と第１回転電機２２とを結ぶ動力伝達経路を第２伝達経路１０２という。さらにまた、第１伝達経路１００のうちエンジンクラッチ３０よりも車輪３２側の第２分岐点１０８と第２回転電機２４とを結ぶ動力伝達経路を第３伝達経路１０６という。加えて、第２回転電機２４、トルクセンサ７２及び冷却機構３８をまとめてモータユニット１１０ともいう。
【００２３】
図２は、本実施形態の駆動系９０の機械的な連結関係を簡略的に示す図である。図２に示すように、駆動系９０には、エンジンシャフト２００と、ジェネレータシャフト２０２と、モータシャフト２０４と、カウンタシャフト２０６と、車輪出力シャフト２０８とが含まれる。エンジン２０は、クランクシャフト２１０、ドライブプレート２１２及びダンパ２１４を介してエンジンシャフト２００に接続される。エンジンシャフト２００には、エンジンクラッチ３０、第１エンジンシャフトギア２２０及び第２エンジンシャフトギア２２２が配置される。
【００２４】
ジェネレータシャフト２０２は、エンジンシャフト２００の第１エンジンシャフトギア２２０と係合するジェネレータシャフトギア２３０を有する。モータシャフト２０４は、カウンタシャフト２０６の第２カウンタシャフトギア２６２と係合するモータシャフトギア２５０を有する。カウンタシャフト２０６は、第１カウンタシャフトギア２６０と、第２カウンタシャフトギア２６２と、第３カウンタシャフトギア２６４とを有する。
【００２５】
第１カウンタシャフトギア２６０は、エンジンシャフト２００の第２エンジンシャフトギア２２２と係合する。第２カウンタシャフトギア２６２は、モータシャフト２０４のモータシャフトギア２５０と係合する。第３カウンタシャフトギア２６４は、車輪出力シャフト２０８の出力シャフトギア２７０と係合する。車輪出力シャフト２０８には図示しないデファレンシャル装置が設けられる。各シャフト２００、２０２、２０４、２０６、２０８は、トルクを車輪３２に伝達するトルク伝達シャフトである。
【００２６】
エンジンクラッチ３０が非接続状態でエンジン２０が作動すると、エンジントルクＴｅｎｇによりジェネレータ２２が発電する。エンジンクラッチ３０が接続状態でエンジン２０が作動すると、エンジンシャフト２００、カウンタシャフト２０６及び車輪出力シャフト２０８を介してエンジントルクＴｅｎｇが車輪３２に伝達される。エンジンクラッチ３０が接続状態である場合、ジェネレータ２２は、エンジントルクＴｅｎｇにより発電してもよいし、ジェネレータ２２自身が車両駆動用のトルクＴｇｅｎを発生させてもよい。
【００２７】
エンジンクラッチ３０が非接続状態で走行モータ２４が作動すると、モータシャフト２０４、カウンタシャフト２０６及び車輪出力シャフト２０８を介してモータトルクＴｔｒｃが車輪３２に伝達される。車両１０の減速時には、反対の経路で回生トルクＴｒｅｇがモータ２４に入力されてモータ２４が回生する。また、エンジンクラッチ３０が接続状態でエンジン２０及び走行モータ２４が作動すると、エンジントルクＴｅｎｇ及びモータトルクＴｔｒｃが車輪３２に伝達される。
【００２８】
駆動系９０の構成は、図２の構成に限らない。例えば特開２０１７−１００５９０号公報と同様の構成を駆動系９０としてもよい（例えば特開２０１７−１００５９０号公報の図２参照）。
【００２９】
［Ａ−１−２．エンジン２０］
エンジン２０（回転駆動源）は、車両１０の走行用の第１駆動源としてエンジントルクＴｅｎｇ（動力Ｆｅｎｇ）を生成して車輪３２（駆動輪）側に供給する。また、エンジン２０は、エンジントルクＴｅｎｇにより第１回転電機２２を作動させて電力を発生させる。以下では、エンジン２０に関連するパラメータに「ＥＮＧ」又は「ｅｎｇ」を付す。また、図１等では、エンジン２０を「ＥＮＧ」で示す。
【００３０】
［Ａ−１−３．第１回転電機２２］
第１回転電機２２（回転駆動源）は、３相交流ブラシレス式であり、エンジントルクＴｅｎｇ（駆動力）により発電するジェネレータとして機能する。第１回転電機２２が発電した電力Ｐｇｅｎは、第１インバータ２６を介して高電圧バッテリ３４（以下「バッテリ３４」ともいう。）又は第２回転電機２４若しくは図示しない電動補機類に供給される。第１回転電機２２は、埋込磁石型同期モータ(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor：ＩＰＭＳＭ)である。第１回転電機２２は、図示しないステータ及びロータを有する。
【００３１】
以下では、第１回転電機２２をジェネレータ２２とも呼ぶ。第１回転電機２２は、ジェネレータとしての機能に加え又はこれに代えて、走行モータ（traction motor）として機能させてもよい。以下では、ジェネレータ２２に関連するパラメータに「ＧＥＮ」又は「ｇｅｎ」を付す。また、図１等では、ジェネレータ２２を「ＧＥＮ」で示す。ジェネレータ２２は、エンジン２０のスタータモータとして利用することができる。
【００３２】
［Ａ−１−４．第２回転電機２４］
図３は、本実施形態に係るモータユニット１１０の第２回転電機２４及びトルクセンサ７２並びにこれらの周辺を示す断面図である。図４は、図３の部分拡大図である。第２回転電機２４（回転駆動源）は、３相交流ブラシレス式であり、車両１０の走行用の第２駆動源としてモータトルクＴｔｒｃ（走行駆動力）を生成して車輪３２（駆動輪）側に供給する。すなわち、第２回転電機２４は、高電圧バッテリ３４からの電力Ｐｂａｔ及びジェネレータ２２からの電力Ｐｇｅｎの一方又は両方により駆動する走行モータとして機能する。また、第２回転電機２４は、車両１０の制動時に回生を行い、第２インバータ２８を介して回生電力Ｐｒｅｇをバッテリ３４に供給する。回生電力Ｐｒｅｇは、図示しない電動補機類に供給されてもよい。ジェネレータ２２と同様、第２回転電機２４は、埋込磁石型同期モータ(ＩＰＭＳＭ)である。
【００３３】
以下では、第２回転電機２４をモータ２４、走行モータ２４又はＴＲＣモータ２４とも呼ぶ。第２回転電機２４は、走行モータとしての機能に加え又はこれに代えて、ジェネレータとして機能させてもよい。以下では、走行モータ２４に関連するパラメータに「ＴＲＣ」又は「ｔｒｃ」を付す。また、図１等では、走行モータ２４を「ＴＲＣ」で示す。
【００３４】
図３に示すように、走行モータ２４は、モータシャフト２０４に加えて、ロータ３００と、ステータ３０２とを有する。ロータ３００は、複数の永久磁石３０６（以下「磁石３０６」という。）を含むロータコア３０４を有し、回転軸Ａｘを中心として回転する。モータシャフト２０４（以下「出力シャフト２０４」又は「モータ出力シャフト２０４」ともいう。）は、ロータ３００内に配置されるロータシャフト３１０と、ロータシャフト３１０に結合される突出シャフト３１２とを含む。本実施形態では、突出シャフト３１２は、ロータシャフト３１０に圧入される。出力シャフト２０４は中空状である。換言すると、出力シャフト２０４は中空部３２０を有する。本実施形態では、出力シャフト２０４の中空部３２０内にトルクセンサ７２と冷却機構３８の配管５１０が配置される。
【００３５】
また、モータ出力シャフト２０４は、磁性体で構成される。磁性体は、例えば、炭素鋼、合金鋼（クロム鋼、クロムモリブデン鋼等）である。モータ出力シャフト２０４は、ベアリング３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄにより回転可能に支持される。
【００３６】
［Ａ−１−５．第１インバータ２６及び第２インバータ２８］
第１インバータ２６及び第２インバータ２８（図１）は、３相フルブリッジ型の構成とされて、直流／交流変換を行う。すなわち、第１インバータ２６及び第２インバータ２８は、高電圧バッテリ３４からの直流を３相の交流に変換して第１回転電機２２及び第２回転電機２４に供給する。また、第１インバータ２６及び第２インバータ２８は、第１回転電機２２及び第２回転電機２４の発電動作（又は回生動作）に伴う交流／直流変換後の直流をバッテリ３４に供給する。図１では、第１インバータ２６及び第２インバータ２８を介して、ジェネレータ２２及び走行モータ２４と、バッテリ３４とを結ぶ電力線１１２を簡略的に示していることに留意されたい。
【００３７】
［Ａ−１−６．エンジンクラッチ３０］
図１に示すように、エンジンクラッチ３０（第１切替装置）は、第１伝達経路１００上に配置され、エンジン２０と車輪３２との接続状態及び非接続状態を、ＥＣＵ４０からの指令に基づいて切り替える。
【００３８】
［Ａ−１−７．高電圧バッテリ３４］
高電圧バッテリ３４は、複数のバッテリセルを含み高電圧（数百ボルト）を出力可能な蓄電装置（エネルギストレージ）であり、例えば、リチウムイオン２次電池、ニッケル水素２次電池、全固体電池等を利用することができる。バッテリ３４の代わりに又はこれに加えて、キャパシタ等の蓄電装置を用いることも可能である。
【００３９】
［Ａ−１−８．センサ群３６］
上記のように、センサ群３６は、車速センサ６０と、ＳＯＣセンサ６２と、ＡＰ操作量センサ６４と、ＢＰ操作量センサ６６と、電流センサユニット６８と、回転角度センサ７０と、トルクセンサ７２（図１の左上）とを含む。
【００４０】
車速センサ６０は、車両１０の車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］を検出してＥＣＵ４０に送信する。ＳＯＣセンサ６２は、図示しない電流センサ等により構成され、バッテリ３４の残量（ＳＯＣ：State of Charge）を検出してＥＣＵ４０に送信する。
【００４１】
ＡＰ操作量センサ６４は、図示しないアクセルペダルの原位置からの踏込み量（ＡＰ操作量Ｓａｐ）［ｄｅｇ］又は［％］を検出し、ＥＣＵ４０に送信する。ＢＰ操作量センサ６６は、図示しないアクセルペダルの原位置からの踏込み量（ＢＰ操作量Ｓｂｐ）［ｄｅｇ］又は［％］を検出し、ＥＣＵ４０に送信する。
【００４２】
電流センサユニット６８は、走行モータ２４の電流Ｉｔｒｃ［Ａ］を検出する。上記のように、走行モータ２４は３相交流式であるため、電流Ｉｔｒｃ（以下「モータ電流Ｉｔｒｃ」ともいう。）は、Ｕ相電流Ｉｕと、Ｖ相電流Ｉｖと、Ｗ相電流Ｉｗとを含む。そのため、電流センサユニット６８は、Ｕ相電流Ｉｕを検出するＵ相電流センサ１２０ｕと、Ｖ相電流Ｉｖを検出するＶ相電流センサ１２０ｖと、Ｗ相電流Ｉｗを検出するＷ相電流センサ１２０ｗとを有する。換言すると、各電流センサ１２０ｕ、１２０ｖ、１２０ｗは、走行モータ２４への入力電流又は走行モータ２４からの出力電流である３相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ（回転電機電流）を検出する。
【００４３】
電流センサ１２０ｕ、１２０ｖ、１２０ｗのいずれか１つ（例えば、電流センサ１２０ｗ）を省略してもよい。その場合、残りの２つ（例えば電流センサ１２０ｕ、１２０ｖ）の検出値（例えばＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ）に基づいて、省略した電流センサに対応する電流（例えばＷ相電流Ｉｗ）を算出してもよい。ジェネレータ２２についても、電流センサユニット６８と同様のセンサユニットを設けることができる。
【００４４】
回転角度センサ７０は、走行モータ２４（ロータ３００）の回転角度θｔｒｃ［ｒａｄ］（以下「モータ角度θ」又は「回転角度θ」ともいう。）を検出する。回転角度センサ７０は、例えばレゾルバ又はエンコーダから構成される。
【００４５】
図１に示すように、トルクセンサ７２は、第３伝達経路１０６上において走行モータ２４と第２分岐点１０８の間に設けられる。換言すると、トルクセンサ７２は、走行モータ２４と車輪３２（対象物体）の間の動力伝達経路上に設けられる。トルクセンサ７２は、走行モータ２４からの出力トルク又は走行モータ２４への入力トルクであるモータトルクＴｔｒｃ（回転電機トルク）を検出する。以下では、モータトルクＴｔｒｃを単に「トルクＴｔｒｃ」ともいう。
【００４６】
図３及び図４に示すように、トルクセンサ７２は、複数の磁歪層３５０ａ、３５０ｂと、複数のコイル３５２ａ、３５２ｂとを有する。トルクセンサ７２の詳細については、図３及び図４を参照して後述する。
【００４７】
［Ａ−１−９．冷却機構３８］
冷却機構３８（図１）は、モータ２４を内側から冷却する。図１に示すように、冷却機構３８は、冷媒を循環させるポンプ５００と、冷媒を冷却するラジエータ５０２と、冷媒流路５０４とを有する。冷媒流路５０４は、冷媒を循環させる流路である。冷却機構３８は、冷媒流路５０４の一部として、図３及び図４に示す配管５１０（支持棒）を有する。配管５１０は、モータ出力シャフト２０４と同軸にモータ出力シャフト２０４の中空部３２０の内部に配置されて冷媒を流す。より具体的には、配管５１０は、モータ出力シャフト２０４内を貫通し、両端がモータハウジング５２０（外部部品）に固定される。なお、配管５１０がモータ出力シャフト２０４内を通過するのを補助する図示しない案内棒を設けてもよい。本実施形態において、配管５１０を流れる冷媒は、図３及び図４の左側から右側に向かって流れる。或いは、図３及び図４の右側から左側に向かって冷媒を流してもよい。
【００４８】
図４に示すように、配管５１０には、モータ２４用の第１貫通孔５６０と、トルクセンサ７２用の第２貫通孔５６２とが設けられる。第１貫通孔５６０は、モータ２４の軸方向において、ロータ３００及びステータ３０２と重なる位置に配置される。従って、第１貫通孔５６０から放出された冷媒は、ロータ３００及びステータ３０２を冷却する。
【００４９】
第２貫通孔５６２は、モータ２４の軸方向において、トルクセンサ７２と重なる位置に配置される。従って、第２貫通孔５６２から放出された冷媒は、トルクセンサ７２を冷却する。特に本実施形態の第２貫通孔５６２は、図４に示すように、モータ２４の軸方向において、複数の磁歪層３５０ａ、３５０ｂの間に配置される。これにより、複数の磁歪層３５０ａ、３５０ｂの間に冷媒を供給する。図３では、第１貫通孔５６０及び第２貫通孔５６２の図示が省略されていることに留意されたい。
【００５０】
本実施形態の配管５１０は非磁性体で構成される。ここでの非磁性体としては、例えば、ステンレス、アルミニウム又はエンジニアリングプラスチックを用いることができる。
【００５１】
［Ａ−１−１０．ＥＣＵ４０］
ＥＣＵ４０は、駆動系９０全体を制御する制御装置（又は制御回路）であり、図１に示すように、入出力部１３０と、演算部１３２と、記憶部１３４とを有する。入出力部１３０は、信号線１３６（通信線）を介して車両１０の各部との信号の入出力を行う。入出力部１３０は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する図示しないＡ／Ｄ変換回路を備える。
【００５２】
演算部１３２は、中央演算装置（ＣＰＵ）を含み、記憶部１３４に記憶されているプログラムを実行することにより動作する。演算部１３２が実行する機能の一部は、ロジックＩＣ（Integrated Circuit）を用いて実現することもできる。前記プログラムは、図示しない無線通信装置（携帯電話機、スマートフォン等）を介して外部から供給されてもよい。演算部１３２は、前記プログラムの一部をハードウェア（回路部品）で構成することもできる。
【００５３】
図１に示すように、演算部１３２は、駆動方式制御部１５０と、エンジン制御部１５２と、ジェネレータ制御部１５４と、走行モータ制御部１５６と、クラッチ制御部１５８と、冷却制御部１６０とを有する。
【００５４】
駆動方式制御部１５０は、車両１０の駆動方式を制御する。ここでの駆動方式には、エンジン２０を用いる駆動方式、走行モータ２４を用いる駆動方式並びにエンジン２０及び走行モータ２４を用いる駆動方式が含まれる。この際、ジェネレータ２２による発電又は走行モータ２４による回生（発電）も併せて制御される。
【００５５】
エンジン制御部１５２（ＥＮＧ制御部１５２）は、駆動方式制御部１５０からの指令に基づいてエンジン２０を制御する。ジェネレータ制御部１５４（ＧＥＮ制御部１５４）は、駆動方式制御部１５０からの指令に基づいてジェネレータ２２を制御する。走行モータ制御部１５６（ＴＲＣ制御部１５６）は、駆動方式制御部１５０からの指令に基づいて走行モータ２４を制御する。クラッチ制御部１５８は、駆動方式制御部１５０からの指令に基づいてエンジンクラッチ３０を制御する。冷却制御部１６０は、図示しない温度センサで検出された走行モータ２４の温度等に基づいてポンプ５００を制御する。
【００５６】
記憶部１３４は、演算部１３２が用いるプログラム及びデータを記憶するものであり、ランダム・アクセス・メモリ（以下「ＲＡＭ」という。）を備える。ＲＡＭとしては、レジスタ等の揮発性メモリと、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリとを用いることができる。また、記憶部１３４は、ＲＡＭに加え、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）を有してもよい。
【００５７】
［Ａ−１−１１．トルクセンサ７２の詳細］
上記のように、トルクセンサ７２は、第３伝達経路１０６（図１）上において走行モータ２４と第２分岐点１０８の間に設けられてモータトルクＴｔｒｃを検出する。換言すると、トルクセンサ７２は、モータ出力シャフト２０４とカウンタシャフト２０６との連結部３６０（図２及び図３）とロータ３００との間に配置されてトルクＴｔｒｃを検出する。さらに、図３及び図４に示すように、トルクセンサ７２は、例えば、モータ出力シャフト２０４の中空部３２０内に配置された磁歪式トルクセンサである。以下では、トルクセンサ７２、モータ出力シャフト２０４（シャフト）及び配管５１０をまとめてセンサユニット６００ともいう。
【００５８】
具体的には、トルクセンサ７２は、複数の磁歪層３５０ａ、３５０ｂと、複数のコイル３５２ａ、３５２ｂと、配線３５４とを有する。磁歪層３５０ａ、３５０ｂ（磁歪膜）は、モータ出力シャフト２０４の内周面に配置される。磁歪層３５０ａ、３５０ｂは、メッキにより形成される。或いは、磁歪層３５０ａ、３５０ｂは、ナーリング加工による溝、接着剤により貼り付けた磁歪金属フィルム、又は圧入された環状磁歪金属部材で構成されてもよい。
【００５９】
コイル３５２ａ、３５２ｂは、配管５１０（支持棒）に配置される。トルクセンサ７２の磁歪層３５０ａ、３５０ｂ及びコイル３５２ａ、３５２ｂは、モータ２４の軸方向において、ベアリング３３０ｃと重なる位置に配置される（図３及び図４）。磁歪層３５０ａ、３５０ｂ及びコイル３５２ａ、３５２ｂの具体的な構成は、例えば特開２００９−２６４８１２号公報又は特開２００４−３４０７４４号公報に記載された構成を適用することが可能である。なお、単一の磁歪層及び単一のコイルのみでトルクセンサ７２を構成することも可能である。
【００６０】
配線３５４は、一端がコイル３５２ａ、３５２ｂに接続されてコイル３５２ａ、３５２ｂの検出結果をＥＣＵ４０に出力する。本実施形態の配線３５４は、モータ２４から離間する方向に、より具体的にはモータ２４と反対側（図３中の右側）に引き回される。配線３５４は、図１の信号線１３６の一部を構成する。
【００６１】
磁歪層３５０ａ、３５０ｂをメッキで形成する場合、例えば、以下のように形成することができる。すなわち、モータ出力シャフト２０４の内周面に、例えばニッケル鉄メッキのような正の磁歪定数を示す磁歪材を所定の膜厚（例えば３０ミクロン以下）で２ヶ所形成する。その際、出力シャフト２０４に所定のトルクを加えた状態で高周波加熱により加熱した後、室温に戻し、トルクを取り去ることによりそれぞれ逆方向の磁気異方性を磁歪層３５０ａ、３５０ｂに付与する。これにより、磁歪層３５０ａ、３５０ｂにモータトルクＴｔｒｃ（捩りトルク）が印加されていない場合でも、常に引っ張り応力がかかり、引っ張りの歪みが加わっているため、逆磁歪特性でのヒステリシスが小さくなる。
【００６２】
コイル３５２ａ、３５２ｂはそれぞれ励磁コイルと検出コイルとを含む。励磁コイルは、配線３５４を介して図示しない励磁電圧供給源に接続されている。また、検出コイルは、磁歪層３５０ａ、３５０ｂに対して所定の微少間隔を空けて配置される。
【００６３】
モータ出力シャフト２０４にモータトルクＴｔｒｃ（捩りトルク）が作用すると、磁歪層３５０ａ、３５０ｂにもモータトルクＴｔｒｃが作用し、モータトルクＴｔｒｃに応じて磁歪層３５０ａ、３５０ｂに逆磁歪効果が生じる。そのため、励磁電圧供給源から励磁コイルに高周波の交流電圧（励磁電圧）を印加したとき、モータトルクＴｔｒｃに基づく磁歪層３５０ａ、３５０ｂの逆磁歪効果による磁界の変化を検出コイルによりインピーダンス又は誘導電圧の変化として検出することができる。このとき、モータトルクＴｔｒｃ（捩りトルク）以外にも常に引っ張り応力が磁歪層３５０ａ、３５０ｂに印加された状態となっている。そのため、ヒステリシスが小さい特性が得られ、このインピーダンス又は誘導電圧の変化から出力シャフト２０４に加えられたモータトルクＴｔｒｃを検出することができる。
【００６４】
コイル３５２ａの検出コイルでは、モータトルクＴｔｒｃが負から正になるにつれてインピーダンス又は誘導電圧が増加する。モータトルクＴｔｒｃが正の特定値Ｔ１のときインピーダンス又は誘導電圧がピーク値Ｐ１０をとり、モータトルクＴｔｒｃが特定値Ｔ１を超えると減少する。また、逆にモータトルクＴｔｒｃが大きい状態から、モータトルクＴｔｒｃを減少させていき、モータトルクＴｔｒｃがゼロになったときも引っ張り応力がかかっている。そのため、磁歪層３５０ａの磁化状態は安定しており、モータトルクＴｔｒｃに対する磁気特性の変化も安定している。従って、ヒステリシスは小さくなる。
【００６５】
また、コイル３５２ｂの検出コイルは、モータトルクＴｔｒｃが正から負になるにつれてインピーダンス又は誘導電圧は増加する。モータトルクＴｔｒｃが負の特定値−Ｔ１のときインピーダンス又は誘導電圧がピーク値Ｐ１０をとり、さらにモータトルクＴｔｒｃを負の方向に増加すると減少する。また、モータトルクＴｔｒｃが小さい状態（すなわち負の方向で増加した状態）から、モータトルクＴｔｒｃを減少させるとき、磁歪層３５０ｂ内の磁区の方向は変化する。そのとき、モータトルクＴｔｒｃがゼロになっても引っ張り応力がかかっている。そのため、磁歪層３５０ｂの磁化状態は安定しており、モータトルクＴｔｒｃに対する磁気特性の変化も安定している。従って、ヒステリシスは少なくなる。
【００６６】
コイル３５２ａ、３５２ｂの検出コイルで得られる、モータトルクＴｔｒｃとインピーダンス（又は誘導電圧）との特性（トルク−インピーダンス特性）は、ヒステリシスの小さな、略凸形状を示す。また、上記のように、磁歪層３５０ａ、３５０ｂにそれぞれ逆方向となる磁気異方性を付与している。そのため、コイル３５２ａ、３５２ｂの検出コイルそれぞれのトルク−インピーダンス特性は、モータトルクＴｔｒｃがゼロの軸に対して略線対称となる。
【００６７】
次に、トルクセンサ７２の製造方法について説明する。モータ出力シャフト２０４に磁歪層３５０ａ、３５０ｂ（メッキによる磁歪膜）を形成した後、出力シャフト２０４に所定の捩りトルクを加えた状態で熱処理を行い、磁歪層３５０ａ、３５０ｂに所定方向の磁気異方性をつける。このときの熱処理は高周波加熱によって所定時間加熱する。また、磁歪層３５０ａ、３５０ｂは、主成分が鉄ニッケルからなることが好ましい。
【００６８】
トルクセンサ７２の製造方法では、磁歪膜形成工程と、トルク印加高周波加熱工程と、トルク解放工程と、コイル配置工程とを含む。磁歪膜形成工程では、出力シャフト２０４にメッキで磁歪層３５０ａ、３５０ｂ（磁歪膜）を設ける。
【００６９】
トルク印加高周波加熱工程では、出力シャフト２０４に所定の捩りトルクを加えた状態で高周波加熱によって所定時間加熱する。具体的には、磁歪層３５０ａ、３５０ｂを形成した出力シャフト２０４に所定の捩りトルクを加えた状態で、磁歪層３５０ａ、３５０ｂの周囲を作業用第１コイル及び作業用第２コイルで囲む。そして、これらの作業用コイルに高周波の電流を流し、磁歪層３５０ａ、３５０ｂを加熱する。
【００７０】
トルク解放工程では、捩りトルクを解放することによって磁歪膜に磁気異方性を設ける。具体的には、トルク印加高周波加熱工程で加熱された磁歪層３５０ａ、３５０ｂを自然冷却した後に、捩りトルクを取り除く。これにより、磁歪層３５０ａ、３５０ｂに磁気異方性が付与される。
【００７１】
コイル配置工程では、磁歪層３５０ａ、３５０ｂの周囲に磁歪特性の変化を検出する多重巻きのコイル３５２ａ、３５２ｂ（励磁コイル及び検出コイル）を配置する。以上の工程により、磁歪式のトルクセンサ７２が形成される。
【００７２】
トルク印加高周波加熱工程については、さらなる詳細を以下で説明する。出力シャフト２０４の材質は、例えばクロムモリブデン鋼鋼材（ＪＩＳ−Ｇ−４１０５、記号：ＳＣＭ）である。磁歪層３５０ａ、３５０ｂ（磁歪膜）は、出力シャフト２０４の外周面にメッキしたＮｉ−Ｆｅ系の合金膜である。この合金膜の厚みは好ましくは３０ミクロン程度である。
【００７３】
磁歪層３５０ａ（磁歪膜）を熱処理する際は、出力シャフト２０４に特定方向（第１方向）に第１所定トルクを加えながら作業用第１コイル（誘導子）に高周波（例えば５００ｋＨｚ〜２ＭＨｚ）の電流を所定時間（例えば１〜１０秒）の間流すことで磁歪層３５０ａを加熱する。また、磁歪層３５０ｂ（磁歪膜）を熱処理する際は、出力シャフト２０４に第１方向とは反対方向（第２方向）に、第１所定トルクと同じ大きさの第２所定トルクを加えながら作業用第２コイル（誘導子）に前記高周波の電流を前記所定時間の間流すことで磁歪層３５０ｂを加熱する。
【００７４】
なお、磁歪式トルクセンサの検出原理、基本構成及び製造方法は、例えば、特開２００４−３４０７４４号公報に記載のものを用いてもよい。
【００７５】
＜Ａ−２．走行モード＞
本実施形態では、ＭＯＴ走行モードと、ハイブリッド走行モードと、ＥＮＧ走行モードと、回生モードとを用いる。ＭＯＴ走行モードは、主として高電圧バッテリ３４の電力により、走行モータ２４が車両１０を駆動するモードである。ハイブリッド走行モードは、エンジン２０のトルクＴｅｎｇによりジェネレータ２２で発電をしつつ、その発電された電力を用いて走行モータ２４が車両１０を駆動するモードである。ＥＮＧ走行モードは、エンジン２０を主たる駆動源として走行するモードである。
【００７６】
ＭＯＴ走行モード、ハイブリッド走行モード及びＥＮＧ走行モードは、主として、車速Ｖ及び車両１０の走行駆動力Ｆｄに応じて選択される。各モードの選択は、例えば、特開２０１７−１００５９０号公報（図３、図４）に記載の基準で行うことができる。ＭＯＴ走行モードの場合、例えば、低速・中速走行時、低速加速時に用いられる。また、ハイブリッド走行モードは、例えば、中速加速時、高速急加速時に用いられる。
【００７７】
＜Ａ−３．本実施形態における制御＞
［Ａ−３−１．モータ過熱抑制制御の全体的な流れ］
図５は、本実施形態のモータ過熱抑制制御のフローチャートである。上記のように、本実施形態において、ＥＣＵ４０は、走行モータ２４の過熱を抑制するモータ過熱抑制制御を実行する。図５のステップＳ１１において、ＥＣＵ４０は、走行モータ２４の温度監視を開始する条件（温度監視開始条件）が成立したか否かを判定する。
【００７８】
温度監視開始条件としては、例えば、モータ電流Ｉｔｒｃ（Ｕ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ及びＷ相電流Ｉｗ）並びにモータトルクＴｔｒｃがゼロ以外の値であることを用いることができる。或いは、温度監視開始条件として、ブレーキペダルが操作されていないとき（換言すると、ＢＰ操作量Ｓｂｐがゼロであるとき）を用いることができる。
【００７９】
上記いずれの温度監視開始条件でも、車両１０が移動していること又は車輪３２が回転していることを条件としていない。従って、例えば、上り坂等において車両１０がクリープ状態にあり（換言すると、例えば、運転者がアクセルペダルを踏み込んでいない状態にあり）、車両１０及び車輪３２が停止している場合でも、モータ電流Ｉｔｒｃ及びモータトルクＴｔｒｃが発生していれば、温度監視開始条件が成立する場合がある。温度監視開始条件が成立した場合（Ｓ１１：ＴＲＵＥ）、ステップＳ１２に進む。温度監視開始条件が成立しない場合（Ｓ１１：ＦＡＬＳＥ）、ステップＳ１１を繰り返す。
【００８０】
ステップＳ１２において、ＥＣＵ４０は、トルクセンサ７２からモータトルクＴｔｒｃを取得する。ステップＳ１３において、ＥＣＵ４０は、モータトルクＴｔｒｃがトルク閾値ＴＨｔｑを上回るか否かを判定する。トルク閾値ＴＨｔｑは、磁石３０６の温度Ｔｍｇ（以下「磁石温度Ｔｍｇ」又は「モータ磁石温度Ｔｍｇ」という。）を算出するのに十分なモータトルクＴｔｒｃが発生しているかを判定する、ゼロ又は正の値の閾値である。モータトルクＴｔｒｃがトルク閾値ＴＨｔｑを上回る場合（Ｓ１３：ＴＲＵＥ）、ステップＳ１４に進む。モータトルクＴｔｒｃがトルク閾値ＴＨｔｑを上回らない場合（Ｓ１３：ＦＡＬＳＥ）、ステップＳ１１に戻る。
【００８１】
ステップＳ１４において、ＥＣＵ４０は、磁石温度Ｔｍｇを算出するための各種のセンサ値を取得する。ここでのセンサ値には、モータ電流Ｉｔｒｃ（Ｕ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ及びＷ相電流Ｉｗ）、モータ角度θ及びモータトルクＴｔｒｃが含まれる。ステップＳ１５において、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１４で取得したセンサ値に基づいてモータ磁石温度Ｔｍｇを算出する。磁石温度Ｔｍｇの算出の詳細については後述する。
【００８２】
ステップＳ１６において、ＥＣＵ４０は、磁石温度Ｔｍｇが磁石温度閾値ＴＨｔｍｇ（以下「温度閾値ＴＨｔｍｇ」ともいう。）以上であるか否かを判定する。温度閾値ＴＨｔｍｇは、磁石３０６が過熱状態であるか否かを判定する閾値である。磁石温度Ｔｍｇが温度閾値ＴＨｔｍｇ以上である場合（Ｓ１６：ＴＲＵＥ）、ステップＳ１７に進む。
【００８３】
ステップＳ１７において、ＥＣＵ４０は、走行モータ２４の出力制限を行う。この出力制限では、走行モータ２４のトルクＴｔｒｃがトルク閾値ＴＨｔｔｒｃ未満となるようにトルクＴｔｒｃを制限する。例えば、ＥＣＵ４０は、磁石温度Ｔｍｇに基づく走行モータ２４の出力制限に関する出力制限フラグＦＬＧを、出力制限を行うことを示す「１」とする。そして、ＥＣＵ４０は、フラグＦＬＧに従って、出力制限を行う。
【００８４】
磁石温度Ｔｍｇが温度閾値ＴＨｔｍｇ以上でない場合（Ｓ１６：ＦＡＬＳＥ）、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１８において、ＥＣＵ４０はモータトルクＴｔｒｃの出力制限を行わない。例えば、ＥＣＵ４０は、出力制限フラグＦＬＧを、磁石温度Ｔｍｇに基づく走行モータ２４の出力制限を行わないことを示す「０」とする。そして、ＥＣＵ４０は、フラグＦＬＧを確認の上、目標モータトルクＴｔｒｃｔａｒに基づいて走行モータ２４を動作させる。なお、磁石温度Ｔｍｇに関する出力制限を行わない場合でも、その他の理由に基づいて走行モータ２４の出力制限を行うことも可能である。
【００８５】
ステップＳ１９において、ＥＣＵ４０は、走行モータ２４の温度監視を終了する条件（温度監視終了条件）が成立したか否かを判定する。温度監視終了条件としては、例えば、モータ電流Ｉｔｒｃ又はモータトルクＴｔｒｃがゼロになったことを用いることができる。温度監視終了条件が成立した場合（Ｓ１９：ＴＲＵＥ）、今回のモータ過熱抑制制御を終了してステップＳ１１に戻る。温度監視終了条件が成立しない場合（Ｓ１９：ＦＡＬＳＥ）、ステップＳ１４に戻る。
【００８６】
［Ａ−３−２．モータ磁石温度Ｔｍｇの算出］
次にモータ磁石温度Ｔｍｇの算出（図５のＳ１５）の詳細について説明する。上記のように、ＥＣＵ４０は、モータ電流Ｉｔｒｃ、モータ角度θ及びモータトルクＴｔｒｃに基づいてモータ磁石温度Ｔｍｇを算出する。
【００８７】
具体的には、ＥＣＵ４０は、モータ電流Ｉｔｒｃ（Ｕ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ、Ｗ相電流Ｉｗ）及びモータ角度θに基づいてｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを算出する。ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑは、下記の式（１）に基づいて算出する。
【００８８】
【数１】
2019170004.tif 000003
【００８９】
また、モータトルクＴｔｒｃについては、下記の式（２）が成立する。
【００９０】
Ｔｔｒｃ＝Ｐ（Φ（Ｔｍｇ）Ｉｑ＋（Ｌｄ−Ｌｑ）ＩｄＩｑ）      （２）
【００９１】
式（２）において、Ｐは、走行モータ２４の極対数である。Φは、鎖交磁束数［Ｗｂ］である。鎖交磁束数Φは、磁石温度Ｔｍｇの関数である。Ｌｄは、ｄ軸インダクタンスであり、Ｌｑは、ｑ軸インダクタンスである。
【００９２】
式（２）において、極対数Ｐ、ｄ軸インダクタンスＬｄ及びｑ軸インダクタンスＬｑは定数である。モータトルクＴｔｒｃ、鎖交磁束数Φ、磁石温度Ｔｍｇ、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑは変数である。鎖交磁束数Φは、磁石温度Ｔｍｇの関数である。従って、モータトルクＴｔｒｃ、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを特定すると、式（１）より、鎖交磁束数Φが求まる。また、鎖交磁束数Φが求まると、これに応じて磁石温度Ｔｍｇを算出することができる。但し、ｄ軸インダクタンスＬｄ及びｑ軸インダクタンスＬｑを変数として扱ってもよい。
【００９３】
＜Ａ−４．本実施形態の効果＞
本実施形態によれば、走行モータ２４（回転電機）への入力電流又は走行モータ２４からの出力電流であるモータ電流Ｉｔｒｃ（回転電機電流）と、走行モータ２４からの出力トルク又は走行モータ２４への入力トルクであるモータトルクＴｔｒｃ（回転電機トルク）とに基づいて、走行モータ２４の磁石温度Ｔｍｇを推定する（図５）。これにより、走行モータ２４の回転速度［ｒｐｍ］が低い場合であっても、磁石温度Ｔｍｇを高精度に推定することが可能となる。また、モータ電流ＩｔｒｃとモータトルクＴｔｒｃが発生していれば、走行モータ２４が回転しているか否かにかかわらず、磁石温度Ｔｍｇを推定することが可能となる。
【００９４】
本実施形態において、ＥＣＵ４０（制御装置）は、車両１０（対象物体）が停止しているときに、モータ電流Ｉｔｒｃ（回転電機電流）とモータトルクＴｔｒｃ（回転電機トルク）とに基づいて、走行モータ２４（回転電機）の磁石温度Ｔｍｇを推定する（図５）。これにより、車両１０が停止しているときに、磁石温度Ｔｍｇを推定することが可能となる。
【００９５】
本実施形態において、ＥＣＵ４０（制御装置）は、走行モータ２４（回転電機）の磁石温度Ｔｍｇが磁石温度閾値ＴＨｔｍｇを超えるとき（図５のＳ１６：ＴＲＵＥ）、走行モータ２４の出力を制限する（Ｓ１７）。これにより、走行モータ２４の過熱（又は過熱に伴う減磁）を抑制することが可能となる。
【００９６】
本実施形態において、トルクセンサ７２は、走行モータ２４（回転電機）のモータ出力シャフト２０４（入出力シャフト）に配置された磁歪式トルクセンサである（図３及び図４）。これにより、走行モータ２４のトルクＴｔｒｃ及びこれに基づく磁石温度Ｔｍｇを高精度に検出することが可能となる。
【００９７】
本実施形態において、走行モータ２４（回転電機）は、車輪３２（対象物体）を駆動して車両１０を走行させる（図１）。これにより、モータ電流Ｉｔｒｃ（回転電機電流）とモータトルクＴｔｒｃ（回転電機トルク）が発生していれば、走行モータ２４が回転しているか否かにかかわらず（換言すると、車両１０が走行しているか否かにかかわらず）、走行モータ２４の磁石温度Ｔｍｇを推定することが可能となる。
【００９８】
本実施形態において、ＥＣＵ４０（制御装置）は、車両１０がクリープ状態にあるとき（図５のＳ１１：ＴＲＵＥ）、モータ電流Ｉｔｒｃ（回転電機電流）とモータトルクＴｔｒｃ（回転電機トルク）とに基づいて、走行モータ２４（回転電機）の磁石温度Ｔｍｇを推定する（Ｓ１５）。これにより、車両１０がクリープ状態にあるときに（換言すると、例えば、運転者がアクセルペダルを踏み込んでいないときに）、走行モータ２４の磁石温度Ｔｍｇを推定することが可能となる。
【００９９】
Ｂ．変形例
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
【０１００】
＜Ｂ−１．車両１０＞
上記実施形態の車両１０は、エンジン２０、ジェネレータ２２及び走行モータ２４を有した（図１）。しかしながら、例えば、モータ電流ＩｔｒｃとモータトルクＴｔｒｃとに基づいて、回転電機の磁石温度Ｔｍｇを推定する観点からすれば、これに限らない。例えば、車両１０は、特開２０１７−１００５９０号公報の図１０に示すように、エンジン２０と１つの回転電機を有する構成としてもよい。或いは、車両１０は、エンジン２０と３つの回転電機を有する構成とすることも可能である。或いは、車両１０は、エンジン２０を有さない電動車両としてもよい。左右の車輪３２（駆動輪）それぞれに回転電機（駆動モータ）を設ける場合、これらの回転電機は、インホイールモータとして構成してもよい。
【０１０１】
＜Ｂ−２．回転電機＞
上記実施形態の第１回転電機２２及び第２回転電機２４は、いずれも３相交流ブラシレス式とした。しかしながら、例えば、回転電機電流と回転電機トルクとに基づいて回転電機の磁石温度Ｔｍｇを推定する観点からすれば、これに限らない。第１回転電機２２及び第２回転電機２４は、直流式又はブラシ式としてもよい。
【０１０２】
上記実施形態の第１回転電機２２及び第２回転電機２４は、いずれも埋込磁石型同期モータ(ＩＰＭＳＭ)とした。しかしながら、例えば、回転電機電流と回転電機トルクとに基づいて回転電機の磁石温度Ｔｍｇを推定する観点からすれば、これに限らない。第１回転電機２２及び第２回転電機２４は、その他の方式の回転電機としてもよい。その他の方式としては、例えば、表面磁石型同期モータ（ＳＰＭＳＭ）、誘導モータ（ＩＭ）、スイッチドリラクタンスモータ（ＳＲＭ）又は同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）を用いることができる。
【０１０３】
＜Ｂ−３．トルクセンサ７２＞
上記実施形態では、トルクセンサ７２を磁歪式とした（図３及び図４）。しかしながら、例えば、回転電機電流と回転電機トルクとに基づいて回転電機の磁石温度Ｔｍｇを推定する観点からすれば、これに限らない。例えば、トルクセンサ７２は、その他の検出方式とすることが可能である。
【０１０４】
上記実施形態において、モータ出力シャフト２０４のうち突出シャフト３１２に対応する位置にトルクセンサ７２を設けた（図３及び図４）。換言すると、上記実施形態では、走行モータ２４の軸方向において、トルクセンサ７２は、ロータ３００とずれた位置に配置された。しかしながら、例えば、回転電機電流と回転電機トルクとに基づいて回転電機の磁石温度Ｔｍｇを推定する観点からすれば、これに限らない。
【０１０５】
図６は、変形例に係るモータユニット１１０ａの第２回転電機２４及びトルクセンサ７２並びにこれらの周辺を示す断面図である。モータユニット１１０ａにおいて、トルクセンサ７２は、走行モータ２４（駆動モータ）の軸方向において、ロータ３００と重なる位置に配置される。これにより、トルクセンサ７２は、ロータ３００からのモータトルクＴｔｒｃ（駆動時）又はロータ３００への回生トルクＴｒｅｇ（発電時）を直接的に検出することで、モータトルクＴｔｒｃ（出力トルク）又は回生トルクＴｒｅｇ（入力トルク）を高精度に検出することが可能となる。
【０１０６】
上記実施形態では、モータ出力シャフト２０４にトルクセンサ７２を配置した（図３）。しかしながら、例えば、走行モータ２４と車輪３２を結ぶ伝達経路（図１の第３伝達経路１０６全体と第１伝達経路１００の一部）におけるトルクを検出する観点からすれば、これに限らない。
【０１０７】
例えば、カウンタシャフト２０６又は出力シャフト２０４に中空部を設け、この中空部内にトルクセンサ７２を設けてもよい。或いは、駆動モータ（又は回転電機）の出力シャフトの中空部内にトルクセンサ７２を配置させる観点からすれば、ジェネレータシャフト２０２に中空部を設け、この中空部内にトルクセンサ７２を設けてもよい。或いは、回転駆動源の出力シャフトの中空部内にトルクセンサ７２を配置させる観点からすれば、エンジンシャフト２００に中空部を設け、この中空部内にトルクセンサ７２を配置してもよい。トルクセンサ７２の配置を上記のように変更する場合、配管５１０（支持棒）の位置も合わせて変更してもよい。或いは、トルクセンサ７２が中空部内に配置されて、シャフトにかかる捩りトルクをシャフトの内側から検出する観点からすれば、トルクセンサ７２（又はセンサユニット６００）は、車両１０以外の用途で用いることも可能である。
【０１０８】
＜Ｂ−４．モータユニット１１０（回転電機ユニット）＞
上記実施形態では、モータユニット１１０を車両１０の駆動系９０に適用した（図１）。しかしながら、例えば、モータ電流ＩｔｒｃとモータトルクＴｔｒｃとに基づいて、回転電機の磁石温度Ｔｍｇを推定する観点からすれば、これに限らない。例えば、モータユニット１１０を車両１０の操舵系（電動パワーステアリング装置）に用いてもよい。或いは、車両１０以外の装置（ロボット、製造装置等）にモータユニット１１０を適用することも可能である。
【０１０９】
＜Ｂ−５．配管５１０（支持棒）＞
上記実施形態では、配管５１０をモータハウジング５２０に固定支持させた（図３）。しかしながら、例えば、配管５１０（又は支持棒）を支持する観点からすれば、これに限らず、モータハウジング５２０以外の外部部品（ロータ３００側ではなくステータ３０２側の部品、換言すると、ロータ３００の回転によっては回転しない部品）に支持させてもよい。
【０１１０】
上記実施形態では、配管５１０の両側をモータハウジング５２０に固定支持させた（図３）。しかしながら、例えば、モータ出力シャフト２０４の中空部３２０内にトルクセンサ７２を配置させる観点からすれば、これに限らない。例えば、配管５１０の一端をモータ出力シャフト２０４内に配置し、その後の冷媒流路５０４を出力シャフト２０４等により構成する場合、配管５１０を片持ち梁式にモータハウジング５２０で支持してもよい。
【０１１１】
上記実施形態では、冷却機構３８の配管５１０を、トルクセンサ７２のコイル３５２ａ、３５２ｂの支持部材（支持棒）とした（図３及び図４）。しかしながら、例えば、モータ出力シャフト２０４の中空部３２０内にトルクセンサ７２を配置させる観点からすれば、これに限らない。例えば、配管５１０とは異なる支持棒を設けて、コイル３５２ａ、３５２ｂを支持させてもよい。
【０１１２】
＜Ｂ−６．車輪３２（対象物体）＞
上記実施形態では、第２回転電機２４（回転電機）のトルクＴｔｒｃを伝達する又は第２回転電機２４（回転電機）への回生トルクＴｒｅｇを入力する対象物体として車輪３２を用いた（図１）。しかしながら、例えば、回転電機電流と回転電機トルクとに基づいて回転電機の磁石温度Ｔｍｇを推定する観点からすれば、これに限らない。
【０１１３】
例えば、モータユニット１１０を車両１０の操舵系（電動パワーステアリング装置）に用いる場合、図示しないピニオン軸（コラム軸）又はラック軸を対象物体としてもよい。或いは、モータユニット１１０をロボットに適用する場合、ロボットアームを対象物体とすることも可能である。なお、対象物体自体は、回転体である必要はなく、例えばラック軸のように推力で動作するものであってもよい。
【０１１４】
＜Ｂ−７．モータ過熱抑制制御＞
上記実施形態のモータ過熱抑制制御では、式（２）を用いて磁石温度Ｔｍｇを算出した（図５のＳ１５）。しかしながら、例えば、回転電機電流と回転電機トルクとに基づいて、回転電機の磁石温度Ｔｍｇを推定する観点からすれば、これに限らない。例えば、式（２）の変わりに、マップを用いてもよい。
【０１１５】
当該マップでは、モータトルクＴｔｒｃ、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑの組合せ毎に磁石温度Ｔｍｇを有している。或いは、ｄ軸インダクタンスＬｄ及びｑ軸インダクタンスＬｑを変数とする場合、前記マップは、モータトルクＴｔｒｃ、ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑ、ｄ軸インダクタンスＬｄ及びｑ軸インダクタンスＬｑの組合せ毎に磁石温度Ｔｍｇを有することができる。なお、直流モータに本発明を適用する場合、マップは、直流モータへの入力電流（又は出力電流）と直流モータの出力トルク（又は入力トルク）の組合せ毎に磁石温度Ｔｍｇを有してもよい。
【０１１６】
上記実施形態のモータ過熱抑制制御では、モータトルクＴｔｒｃが正のトルク閾値ＴＨｔｑを上回る場合のみ磁石温度Ｔｍｇを推定した（図５のＳ１３）。しかしながら、例えば、モータ電流Ｉｔｒｃ（回転電機電流）とモータトルクＴｔｒｃ（回転電機トルク）とに基づいて、走行モータ２４（回転電機）の磁石温度Ｔｍｇを推定する観点からすれば、これに限らない。例えば、モータトルクＴｔｒｃが負のトルク閾値−ＴＨｔｑを下回る場合（換言すると、走行モータ２４が回生モードにある場合）に磁石温度Ｔｍｇを推定してもよい。
【０１１７】
上記実施形態のモータ過熱抑制制御は、走行モータ２４に適用した（図５）。しかしながら、例えば、回転電機電流と回転電機トルクとに基づいて、回転電機の磁石温度Ｔｍｇを推定する観点からすれば、これに限らない。例えば、ジェネレータ２２にモータ過熱抑制制御を適用してもよい。或いは、車両１０の操舵系（電動パワーステアリング装置）にモータ過熱抑制制御を適用することもできる。或いは、車両１０以外の装置（ロボット、製造装置等）にモータ過熱抑制制御を適用することも可能である。
【０１１８】
＜Ｂ−８．その他＞
上記実施形態では、数値の比較において等号を含む場合と含まない場合とが存在した（図５のＳ１３、Ｓ１６等）。しかしながら、例えば、等号を含む又は等号を外す特別な意味がなければ（換言すると、本発明の効果を得られる場合）、数値の比較において等号を含ませるか或いは含ませないかは任意に設定可能である。
【０１１９】
その意味において、例えば、図５のステップＳ１６における磁石温度Ｔｍｇが温度閾値ＴＨｔｍｇ以上であるか否かの判定（Ｔｍｇ≧ＴＨｔｍｇ）を、磁石温度Ｔｍｇが温度閾値ＴＨｔｍｇを上回るか否かの判定（Ｔｍｇ＞ＴＨｔｍｇ）に置き換えることができる。一方、図５のステップＳ１３におけるモータトルクＴｔｒｃがトルク閾値ＴＨｔｑを上回るか否かの判定（Ｔｔｒｃ＞ＴＨｔｑ）に関し、トルク閾値ＴＨｔｑがゼロである場合、モータトルクＴｔｒｃがトルク閾値ＴＨｔｑ以上であるかの判定に置き換えることはできない。トルク閾値ＴＨｔｑがゼロより大きい場合、モータトルクＴｔｒｃがトルク閾値ＴＨｔｑ以上であるかの判定に置き換えることができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１０…車両                            ２２…ジェネレータ（回転電機）
２４…走行モータ（回転電機）          ３２…車輪（対象物体）
４０…ＥＣＵ（制御装置）              ７２…トルクセンサ
１１０、１１０ａ…モータユニット（回転電機ユニット）
１２０ｕ、１２０ｖ、１２０ｗ…電流センサ
２０４…モータ出力シャフト（入出力シャフト）
Ｉｔｒｃ…モータ電流（回転電機電流）
ＴＨｔｍｇ…温度閾値                  Ｔｍｇ…磁石温度
Ｔｔｒｃ…モータトルク（回転電機トルク）
【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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