(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機用ステータの温度またはステータの温度に関連する部分の温度であるステータ関連温度を検出する温度センサの検出温度から、回転電機用ステータの最高温度を推定するステータ温度推定装置であって、
温度センサの検出温度から、ステータの最高温度との温度乖離幅または温度乖離推定率である温度乖離を推定し、ステータの最高温度を推定するステータ通常温度推定手段と、
ステータ温度推定装置の始動及び作動停止のための始動スイッチのオフ時に、温度センサのオフ時検出温度とともに、オフ時温度乖離を記憶し、かつ、始動スイッチのオフ時のステータ関連温度とオン時のステータ関連温度との差であるオンオフ温度差と、始動スイッチのオフ期間中の温度乖離の変化を表すオフ時温度乖離変化との関係を記憶する記憶手段と、
始動スイッチの再度のオン時に、温度センサのオン時検出温度を取得するとともに、オンオフ温度差を算出し、記憶したオフ時温度乖離と、算出したオンオフ温度差と、予め記憶したオンオフ温度差及び温度乖離変化の関係とに応じて、ステータのオン時初期の最高温度を推定するステータ初期温度推定手段とを備えることを特徴とするステータ温度推定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステータ温度推定装置において、
記憶手段は、オンオフ温度差とオフ時温度乖離変化との関係として、オンオフ温度差とオフ時温度乖離変化率との関係を表すマップを記憶することを特徴とするステータ温度推定装置。
【請求項３】
請求項１に記載のステータ温度推定装置において、
ステータ初期温度推定手段は、
始動スイッチの再度のオン時に、温度センサのオン時検出温度を取得するとともに、オンオフ温度差を算出する温度差算出部と、
算出したオンオフ温度差と記憶したオフ時温度乖離とから、オンオフ温度差及びオフ時温度乖離変化率の関係を表すマップを参照してオン時温度乖離を推定するオン時温度乖離推定部と、
推定したオン時温度乖離とオン時検出温度とから、ステータのオン時初期の最高温度を推定するオン時最高温度推定部とを有することを特徴とするステータ温度推定装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１に記載のステータ温度推定装置において、
ステータ初期温度推定手段は、予め設定した特定条件成立時にのみ、ステータのオン時初期の最高温度を推定することを特徴とするステータ温度推定装置。
【請求項５】
請求項４に記載のステータ温度推定装置において、
ステータ初期温度推定手段は、特定条件として、始動スイッチのオフ時からオン時までの停止時間推定値が、予め設定した設定時間内である場合にのみ、ステータのオン時初期の最高温度を推定することを特徴とするステータ温度推定装置。
【請求項６】
請求項４に記載のステータ温度推定装置において、
回転電機は、主にモータとして使用され、
さらに、主に発電機として使用される第２回転電機の温度を検出する第２温度センサを備え、
ステータ初期温度推定手段は、始動スイッチの再度のオン時に、第２温度センサの第２オン時検出温度を取得し、
さらに、特定条件として、温度センサのオン時検出温度が予め設定した第１温度以上である第１条件成立時と、温度センサのオン時検出温度が予め設定した第１温度未満であり、かつ、温度センサのオフ時検出温度からオン時検出温度を減算して得られる温度差が予め設定した第２温度差未満であり、かつ、温度センサのオン時検出温度から第２温度センサの第２オン時検出温度を減算して得られる第１第２温度差が予め設定した第３温度差を上回る場合である第２条件成立時とだけ、ステータのオン時初期の最高温度を推定することを特徴とするステータ温度推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機用ステータの温度またはステータの温度に関連する部分の温度を検出する温度センサの検出温度から、回転電機用ステータの最高温度を推定するステータ温度推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジン及び走行用モータを搭載し、エンジン及び走行用モータの少なくとも一方を駆動源として車輪を駆動させるハイブリッド車両や、電気自動車等の電動車両が考えられ、実施されている。また、このような電動車両では、モータが過度に高温になるとモータの性能を有効に発揮できなくなることから、モータの検出温度を推定することが行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、回転電機のステータにサーミスタセンサを取り付けて、その温度状態信号により回転電機の過熱保護を行う回転電機の温度保護装置が記載されている。この温度保護装置では、回転電機の回転速度と保護温度との関係を表すマップを温度保護制御フローに組み込んで、サーミスタセンサの温度信号とマップの保護温度とを比較することで過熱保護を行っている。なお、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１の他に特許文献２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３５５９５９号公報
【特許文献２】特開２００８−２４５４１２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に記載された回転電機の温度保護装置のように、従来からステータに取り付けられた温度センサを用いて回転電機の過熱保護を行うことが考えられているが、ステータには実際には熱分布がある。このため、ステータの同じ箇所が必ず最高温度となればよいが、実際にはそうならないので、温度センサで検出した温度がステータの最高温度になるとは限らない。このような事情から、従来から、温度センサの温度上昇幅からステータの実際の最高温度を推定することが考えられている。
【０００６】
例えば、ある時間範囲で温度センサの検出温度の上昇幅が大きいと最高温度に近い温度であると推定することができ、ある時間範囲で温度センサの検出温度の上昇幅が小さいと最高温度から大きく離れた温度であると推定することができる。このため、ある時間範囲で温度センサの検出温度の上昇幅から、実際のステータの最高温度と検出温度との温度乖離幅または温度乖離率である、温度乖離を推定し、その温度乖離からステータの最高温度を推定することができる。一方、車両において、ステータの温度推定装置を含む車両制御システムの始動及び作動停止のための始動スイッチのオン時には、上記の温度上昇幅や温度乖離を推定するための計算を行うことができるが、始動スイッチがオフされる車両の放置中においては、温度乖離の計算値がリセットされ、なくなってしまう。このため、車両の運転を再開しようとしてユーザが始動スイッチを再度オンしても、実際の温度乖離が不明であるため、再度温度上昇幅を推定する計算を行う必要がある。この場合、正確な最高温度が推定されるまで、回転電機の出力を有効に発揮できない可能性がある。このように、始動スイッチの再度のオン時初期の、ステータの最高温度を精度よく推定できない可能性がある。
【０００７】
一方、始動スイッチのオフの間、始動スイッチのオフ時点の温度乖離を記憶させておき、再度の始動スイッチのオン時にその温度乖離を使用することも考えられる。ただし、始動スイッチのオフ中においては、時間の経過とともにステータの温度が低下し、それに伴って実際の温度乖離も変化するので、記憶しておいた温度乖離と実際の温度乖離との間にずれを生じる。このため、実際の温度乖離が不明であり、始動スイッチの再度のオン時初期の、ステータの最高温度を精度よく推定できない可能性がある。
【０００８】
なお、特許文献２には、回転電機のステータの飽和温度に関する情報であって、回転電機の回転数及びトルクをパラメータとした情報を予め記憶手段に記憶させておき、検出された回転電機の回転数及びトルクと、記憶された飽和温度に関する情報とに基づいてステータ温度を推定する回転電機の温度推定装置が記載されている。このような温度推定装置では、温度センサを用いることなく、ステータの温度を推定できる可能性がある。ただし、ステータの最高温度を正確に推定する面からは改良の余地があり、温度保護の面から出力に余裕がある場合でも、回転電機の出力を有効に発揮できない可能性がある。
【０００９】
本発明の目的は、ステータ温度推定装置において、始動スイッチの再度のオン時初期の、ステータの最高温度を精度よく推定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るステータ温度推定装置は、回転電機用ステータの温度またはステータの温度に関連する部分の温度であるステータ関連温度を検出する温度センサの検出温度から、回転電機用ステータの最高温度を推定するステータ温度推定装置であって、温度センサの検出温度から、ステータの最高温度との温度乖離幅または温度乖離推定率である温度乖離を推定し、ステータの最高温度を推定するステータ通常温度推定手段と、ステータ温度推定装置の始動及び作動停止のための始動スイッチのオフ時に、温度センサのオフ時検出温度とともに、オフ時温度乖離を記憶し、かつ、始動スイッチのオフ時のステータ関連温度とオン時のステータ関連温度との差であるオンオフ温度差と、始動スイッチのオフ期間中の温度乖離の変化を表すオフ時温度乖離変化との関係を記憶する記憶手段と、始動スイッチの再度のオン時に、温度センサのオン時検出温度を取得するとともに、オンオフ温度差を算出し、記憶したオフ時温度乖離と、算出したオンオフ温度差と、予め記憶したオンオフ温度差及び温度乖離変化の関係とに応じて、ステータのオン時初期の最高温度を推定するステータ初期温度推定手段とを備えることを特徴とするステータ温度推定装置である。
【００１２】
また、本発明に係るステータ温度推定装置において好ましくは、記憶手段は、オンオフ温度差とオフ時温度乖離変化との関係として、オンオフ温度差とオフ時温度乖離変化率との関係を表すマップを記憶する。
【００１３】
また、本発明に係るステータ温度推定装置において好ましくは、ステータ初期温度推定手段は、始動スイッチの再度のオン時に、温度センサのオン時検出温度を取得するとともに、オンオフ温度差を算出する温度差算出部と、算出したオンオフ温度差と記憶したオフ時温度乖離とから、オンオフ温度差及びオフ時温度乖離変化率の関係を表すマップを参照してオン時温度乖離を推定するオン時温度乖離推定部と、推定したオン時温度乖離とオン時検出温度とから、ステータのオン時初期の最高温度を推定するオン時最高温度推定部とを有する。
【００１４】
また、本発明に係るステータ温度推定装置において好ましくは、ステータ初期温度推定手段は、予め設定した特定条件成立時にのみ、ステータのオン時初期の最高温度を推定する。
【００１５】
また、本発明に係るステータ温度推定装置において好ましくは、ステータ初期温度推定手段は、特定条件として、始動スイッチのオフ時からオン時までの停止時間推定値が、予め設定した設定時間内である場合にのみ、ステータのオン時初期の最高温度を推定する。
【００１６】
また、本発明に係るステータ温度推定装置において好ましくは、回転電機は、主にモータとして使用され、さらに、主に発電機として使用される第２回転電機の温度を検出する第２温度センサを備え、ステータ初期温度推定手段は、始動スイッチの再度のオン時に、第２温度センサの第２オン時検出温度を取得し、さらに、特定条件として、温度センサのオン時検出温度が予め設定した第１温度以上である第１条件成立時と、温度センサのオン時検出温度が予め設定した第１温度未満であり、かつ、温度センサのオフ時検出温度からオン時検出温度を減算して得られる温度差が予め設定した第２温度差未満であり、かつ、温度センサのオン時検出温度から第２温度センサの第２オン時検出温度を減算して得られる第１第２温度差が予め設定した第３温度差を上回る場合である第２条件成立時とだけ、ステータのオン時初期の最高温度を推定する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るステータ温度推定装置によれば、始動スイッチの再度のオン時初期の、ステータの最高温度を精度よく推定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態のステータ温度推定装置を含むハイブリッド車両の構成を示す略図である。
【図２】図１の制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の第２モータジェネレータの概略半部断面図である。
【図４】始動スイッチオンから長時間経過後における、第２モータジェネレータのステータの最高温度と２個所の検出温度との関係の１例を示す図である。
【図５】始動スイッチオフ時における第２モータジェネレータのステータの最高温度と検出温度との関係の１例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態で使用する、第２モータジェネレータのオンオフ温度差Ｔｖと、実際の初期温度乖離を求めるための初期乖離比率βとの関係の１例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態において、始動スイッチの再度のオン時におけるステータの最高温度推定方法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】
【００１９】
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７は、本発明の実施の形態の１例を示している。
【００２０】
本実施の形態に係るステータ温度推定装置は、電動車両であるハイブリッド車両に組み込んで、走行用モータである第２モータジェネレータ（ＭＧ２）のステータの温度を推定するために使用する。図１に示すように、ハイブリッド車両１０は、車両制御システム１２と、動力分割機構１４と、駆動軸１６に連結された車輪１８とを備える。また、車両制御システム１２は、エンジン２０と、２つの回転電機である第１モータジェネレータ（ＭＧ１）２２及び第２モータジェネレータ（ＭＧ２）２４と、制御部２８（図１、図２）とを含んでいる。第１モータジェネレータ２２は、主として発電機として使用される。第２モータジェネレータ２４は、主として走行用モータとして使用される。このようなハイブリッド車両１０は、エンジン２０及び第２モータジェネレータ２４の少なくとも一方を駆動源として駆動する。
【００２１】
なお、図１では、ハイブリッド車両１０が、前置エンジン付前輪駆動車であるＦＦ車である場合を示している。ただし、ハイブリッド車両は、前置エンジン付後輪駆動車であるＦＲ車や、四輪駆動車である４ＷＤ車等とすることもできる。また、以下の説明では、ステータ温度推定装置をハイブリッド車両に組み込んで使用する場合を説明するが、本発明に係るステータ温度推定装置を電動車両である電気自動車に組み込んで、走行用モータのステータの温度を推定するために使用することもできる。
【００２２】
動力分割機構１４は、エンジン２０からの動力を、駆動軸１６への経路と、第１モータジェネレータ２２への経路とに分割可能としている。動力分割機構１４は、例えば、遊星歯車機構により構成する。例えば、第１モータジェネレータ２２の回転軸を中空として、この回転軸の端部に遊星歯車機構のサンギヤを接続する。また、第１モータジェネレータ２２の回転軸の内側を挿通したエンジン２０の駆動軸に、遊星歯車機構のプラネタリギヤに接続したキャリアを接続する。また、遊星歯車機構のリングギヤに、出力軸３０を接続し、出力軸３０に直接または図示しない別の遊星歯車機構等の減速機を介して第２モータジェネレータ２４の回転軸を接続する。出力軸３０は、減速機３２を介して車輪１８に連結された駆動軸１６に接続する。なお、エンジン２０の駆動軸に図示しないダンパを介して動力分割機構１４を接続することもできる。
【００２３】
第１モータジェネレータ２２は、３相交流モータであり、エンジン２０の始動用モータとしても使用可能であるが、第１モータジェネレータ２２をエンジン２０により駆動される発電機として使用する場合には、エンジン２０から、遊星歯車機構のキャリアを介して伝達されるトルクの少なくとも一部を、サンギヤを介して、第１モータジェネレータ２２の回転軸に伝達する。
【００２４】
第２モータジェネレータ２４は、車両の駆動力を発生するための３相交流モータであり、かつ、発電機、すなわち電力回生用としても使用可能である。
【００２５】
エンジン２０の回転は、動力分割機構１４を介して出力軸３０側と第１モータジェネレータ２２側とに取り出す。第１モータジェネレータ２２の駆動により発生した電力は、二次電池であるバッテリ３４に充電される。バッテリ３４は、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池等の二次電池である。なお、ハイブリッド車両１０をＦＲ車として構成する場合には、出力軸３０の回転を、プロペラシャフト、ディファレンシャルギヤを介して後輪に伝達し、後輪を駆動させる。
【００２６】
また、車両制御システム１２は、上記の制御部２８と、第１モータジェネレータ２２用の第１インバータ３６と、第２モータジェネレータ２４用の第２インバータ３８と、第１インバータ３６及び第２インバータ３８とバッテリ３４との間に接続された図示しないＤＣ／ＤＣコンバータと、加速指示部であるアクセルペダルの指示量であるペダル操作量を検出するアクセル操作量センサ（図示せず）とを含んでいる。制御部２８は、アクセル操作量センサや車速センサ等の検出信号に基づいてトルク指令を算出するトルク指令算出手段４２（図２）を有する。
【００２７】
また、車両制御システム１２はステータ温度推定装置４４を含む。ステータ温度推定装置４４は、上記の各モータジェネレータ２２，２４及び制御部２８と、車両制御システム１２の始動及び作動停止のための始動スイッチ４６と、第２モータジェネレータ２４のステータ関連温度である、ステータの温度を検出する第１温度センサであるＭＧ２温度センサ４８と、第１モータジェネレータ２２のステータの温度を検出する第２温度センサであるＭＧ１温度センサ５０とを有する。ＭＧ２温度センサ４８及びＭＧ１温度センサ５０の検出信号は、制御部２８に入力される。また、始動スイッチ４６は制御部２８に接続され、制御部２８が有するオンオフ判定手段５２により、始動スイッチ４６のオンオフ状態が判定される。
【００２８】
図３は、第２モータジェネレータ２４の半部概略断面図を示している。第２モータジェネレータ２４は、ケース５４の内側に固定されたステータ５６と、ケース５４に回転可能に支持された回転軸５８と、回転軸５８に固定されたロータ６０とを備えている。ロータ６０は、ステータ５６の径方向内側に対向配置されている。ステータ５６は、例えば磁性鋼板の積層体からなるステータコア６２と、ステータコア６２の内周部に設けられた複数のティースに巻装された３相のステータコイル６４とを有する。ステータ５６は、第２インバータ３８（図１）から各相のステータコイル６４に各相電流が供給される。ロータ６０は、例えば磁性鋼板の積層体からなるロータコアの複数個所に図示しない永久磁石が設けられている。このような第２モータジェネレータ２４では、ステータコイル６４への電力供給によりステータ５６に回転磁界が発生し、回転磁界の影響によりロータ６０が回転駆動する。
【００２９】
また、ステータコイル６４のうち、ステータコア６２の軸方向両端面から外側に配置されるコイルエンド６６の一部（例えば、図３にＡ，Ｂで示すＡ点、Ｂ点のいずれかの位置）にＭＧ２温度センサ４８が取り付けられている。図１に示す第１モータジェネレータ２２の構成及びＭＧ１温度センサ５０の取り付け位置も、第２モータジェネレータ２４及びＭＧ２温度センサ４８の場合と同様である。なお、各モータジェネレータ２２，２４の構成は、上記の構成に限定するものではなく、種々の構成を採用できる。
【００３０】
図１に示すように、バッテリ３４の出力である直流電圧は、図示しないＤＣ／ＤＣコンバータにより昇圧されて、第１インバータ３６及び第２インバータ３８に供給可能としている。また、第１モータジェネレータ２２または第２モータジェネレータ２４で発電され、２個のインバータ３６，３８の一方または両方のバッテリ３４側から出力された直流電圧は、図示しないＤＣ／ＤＣコンバータで降圧された後、バッテリ３４に供給され、バッテリ３４が充電される。インバータ３６，３８及びＤＣ／ＤＣコンバータは、制御部２８により制御される。
【００３１】
ユーザにより始動スイッチ４６がオンされると、図示しない補機用バッテリから制御部２８への電力供給が開始され、さらに、バッテリ３４と第１インバータ３６及び第２インバータ３８との間に設けられたシステムリレー（図示せず）の接続により、バッテリ３４から各インバータ３６，３８への電力供給が可能となる。また、ユーザにより始動スイッチ４６がオフされると、バッテリ３４と各インバータ３６，３８との接続がシステムリレーにより遮断され、さらに補機用バッテリから制御部２８への電力の供給が停止される。すなわち、始動スイッチ４６がユーザーによりオンされると、制御部２８が起動され、制御部２８がシステムリレーをオンして、バッテリ３４の直流電圧が各インバータ３６，３８のバッテリ３４側端子に供給される。一方、始動スイッチ４６がオフされると、システムリレーがオフされ、バッテリ３４と各インバータ３６，３８との接続が遮断される。
【００３２】
また、２個のインバータ３６，３８はバッテリ３４に対し並列に接続している。各モータジェネレータ２２，２４は、制御部２８からトルク指令値に対応する制御信号が入力され、それぞれのスイッチング素子のスイッチングが制御される。例えば、第１インバータ３６は、制御部２８から入力されるトルク指令値に対応する信号に基づいて、バッテリ３４側から入力される直流電圧を交流電圧に変換して第１モータジェネレータ２２を駆動する。また、第１インバータ３６は、第１モータジェネレータ２２がエンジン２０の駆動に伴って発電した場合に、その発電により得られた交流電圧を、第１インバータ３６で直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をＤＣ／ＤＣコンバータに供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータは、その供給された直流電圧を降圧してからバッテリ３４に供給し、バッテリ３４を充電する。
【００３３】
これに対して、第２インバータ３８は、制御部２８から入力されるトルク指令値に対応する信号に基づいて、バッテリ３４側から入力される直流電圧を交流電圧に変換して、第２モータジェネレータ２４を駆動する。また、第２インバータ３８は、ハイブリッド車両１０の走行時の回生制動時に、第２モータジェネレータ２４により発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を、ＤＣ／ＤＣコンバータに供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータは、その供給された直流電圧を降圧してからバッテリ３４に供給し、バッテリ３４を充電する。回生制動は、アクセルペダルが踏まれていない状態であって、バッテリ３４の充電量が少ない場合に実行され、第２モータジェネレータ２４を発電させる。
【００３４】
また、制御部２８は、ＣＰＵ、メモリ等を有するマイクロコンピュータを含み、例えば、モータＥＣＵと呼ばれるモータコントローラと、エンジンＥＣＵと呼ばれるエンジンコントローラとを含む構成とすることができる。なお、図示の例では、制御部２８として１つの制御部２８のみを図示しているが、制御部２８は適宜複数の構成要素に分割して、互いに接続する構成とすることもできる。例えば、制御部２８を、モータコントローラの機能を有する部分と、エンジンコントローラの機能を有する部分と、ハイブリッドＥＣＵと呼ばれる全体を統合制御する全体制御部とに分け、互いに接続した構成とすることもできる。
【００３５】
また、ステータ温度推定装置４４は、上記の制御部２８を含み、ＭＧ２温度センサ４８の検出温度から、第２モータジェネレータ２４の回転電機用ステータであるステータ５６（図３）の最高温度を推定する。このように推定された最高温度は、ステータ５６の過熱保護のために使用され、例えば推定された最高温度が予め設定された上限温度以上となる場合に、第２モータジェネレータ２４のトルク指令を低下させる等の、過熱保護制御を実行する。
【００３６】
図２に示すように、制御部２８は、記憶手段６８と、通常温度推定手段７０と、ステータ初期温度推定手段７２とを有する。記憶手段６８は、ステータ最高温度推定制御を実行する等のためのプログラムと、「通常温度推定用マップ」等のマップとを記憶している。「通常温度推定用マップ」は、ＭＧ２温度センサ４８の設定された時間範囲での温度上昇幅と温度乖離との関係を、第２モータジェネレータ２４の複数のトルク指令領域ごとに記憶している。「トルク指令領域」とは、第２モータジェネレータのトルク指令値が与えられた場合に、その指令値が属するある範囲の領域を意味する。
【００３７】
始動スイッチ４６がオンされてからある程度の時間が経過した長時間経過時には、トルク指令がマップが設定されたあるトルク指令以上になることで、通常温度推定手段７０により、第２モータジェネレータ２４のステータ５６（図３）の最高温度を推定する。上記の［発明が解決しようとする課題］の欄で記載したように、ステータ５６には実際には熱分布があるため、ＭＧ２温度センサ４８の検出温度がステータ５６の最高温度になるとは限らない。このために、通常温度推定手段７０は、上記の通常温度推定用マップを使用して、ステータ５６の最高温度を推定する。
【００３８】
図４は、始動スイッチオンから長時間経過後における、第２モータジェネレータのステータの最高温度と２個所の検出温度との関係の１例を示す図である。なお、以下の説明では、図１から図３に示した要素と同一の要素には同一の符号を付して説明する。図４では、第２モータジェネレータ２４の算出されたトルク指令値が１のトルク指令領域にある場合に、そのトルク指令領域に対応するステータ５６の温度の関係を示している。また、図４では、ステータ５６の２個所位置である、図３にＡ、Ｂで示すＡ点、Ｂ点に温度センサが取り付けられていると仮定した場合の、Ａ点検出温度、Ｂ点検出温度、及びステータ５６の実際の最高温度の時間的変化を示している。図４で破線ＴMは、ステータの実際の最高温度を表し、実線ＴAはＡ点検出温度を表し、実線ＴBはＢ点検出温度を表している。
【００３９】
例えば、図４に矢印Ｔ１で示す時間において、Ａ点検出温度ＴAとＢ点検出温度ＴBとの温度上昇幅を比較した場合に、Ａ点検出温度ＴAの上昇幅は、Ｂ点検出温度ＴBの上昇幅よりも大きくなる。また、最高温度ＴMの上昇幅は、Ａ点検出温度ＴAの上昇幅よりもさらに大きくなる。このため、例えばステータ５６の１個所にＭＧ２温度センサ４８を取り付けている場合に、Ｔ１時間における温度上昇幅と、図４に示す検出温度ＴA，ＴB及び最高温度ＴMの間の複数の温度乖離幅Ｄ１，Ｄ２との関係を表す通常温度推定用マップを記憶手段６８に記憶させ、算出された温度上昇幅から通常温度推定用マップを参照して温度乖離幅Ｄ１，Ｄ２を推定することができる。また、推定した温度乖離幅Ｄ１，Ｄ２とＴ１経過時点の検出温度ＴA，ＴBとから、Ｔ１経過時点のステータ５６の最高温度ＴMを推定することができる。また、算出された温度上昇幅と記憶されたマップの温度上昇幅とがずれる場合には、線形補間等により算出された温度に対応するＴ１経過時点での温度乖離幅及びステータ５６の最高温度を推定する。なお、上記では説明の簡略化のために、Ａ点検出温度とＢ点検出温度との２の検出温度と時間との関係を記憶する場合を説明したが、３以上の多くの検出温度と時間との関係を記憶することで、温度上昇幅から温度乖離幅及びステータ５６の最高温度をより高精度に推定できる。
【００４０】
通常温度推定手段７０は、このような原理に基づいて、トルク指令領域ごとに記憶された、ＭＧ２温度センサ４８取付位置での設定された時間範囲での温度上昇幅と、ステータ５６の最高温度に対する温度乖離との関係を表す通常温度推定用マップを用いて、ステータ５６の最高温度を推定する。すなわち、通常温度推定手段７０は、ＭＧ２温度センサ４８の検出温度から、ステータ５６の最高温度との温度乖離である温度乖離幅を推定し、ステータ５６の最高温度を推定する。なお、この場合に推定する温度乖離として、ＭＧ２温度センサ４８の検出温度の、ステータ５６の最高温度に対する温度乖離率を用いて、推定された温度乖離率とＭＧ２温度センサ４８の検出温度とから、ステータ５６の最高温度を推定することもできる。
【００４１】
ただし、始動スイッチ４６が一旦オフされてしまうと、何ら工夫しない場合には、始動スイッチ４６のオフ時に温度乖離を記憶するとしても、時間の経過に伴って、記憶された温度乖離と実際の温度乖離とのずれが大きくなる。これについて、図５を用いて説明する。図５は、始動スイッチオフ時における第２モータジェネレータのステータの最高温度と検出温度との関係の１例を示す図である。なお、図５では、「ＩＧオフ」は始動スイッチ４６のオフを表し、「ＩＧオン」は始動スイッチ４６のオンを表している（後述する図６、図７も同様である。）。また、図５では、直線ＴMがステータ５６の最高温度を表しており、直線ＴαがＭＧ２温度センサ４８取付位置でのステータ５６の実際の温度を表している。図５に示すように、始動スイッチ４６をオフした時点以降では、最高温度ＴMとＭＧ２温度センサ４８取り付け位置での温度Ｔαとがともに低下する。このため、始動スイッチ４６のオフの間での実際の温度乖離（＝ＴM−Ｔα）も徐々に低下する。ただし、この温度乖離は、始動スイッチ４６のオフの間は計算されないので不明となる。このため、ユーザが車両を運転再開する場合の、始動スイッチ４６の再度のオン時初期に、オフ時に記憶された温度乖離を用いてステータ５６の最高温度を精度よく推定することが難しい。本実施の形態は、このような不都合を解消することを目的として考えられたものである。
【００４２】
すなわち、図２に示した制御部２８は、上記の記憶手段６８と、ステータ初期温度推定手段７２とを有する。記憶手段６８は、始動スイッチ４６のオフ時にＭＧ２温度センサ４８のオフ時検出温度Ｔα１（図５）を記憶するとともに、そのオフ時点のオフ時温度乖離Ｄα１（図５）も記憶する。また、記憶手段６８は、始動スイッチ４６のオフ時のＭＧ２温度センサ４８の検出温度Ｔα１と、始動スイッチ４６のオン時のＭＧ２温度センサ４８の検出温度Ｔα２との差であるオンオフ温度差ＴV（＝Ｔα２−Ｔα１）と、後述するオフ時温度乖離変化率である「初期乖離比率β」との関係として、その関係を表す初期乖離推定用マップを記憶している。「初期乖離比率β」は、始動スイッチ４６のオフ中に温度乖離がどれだけ低下するかを表すものであり、始動スイッチ４６オフ時点の温度乖離Ｄα１に初期乖離比率βを乗じることで、始動スイッチ４６オン時点の初期温度乖離Ｄα２（＝β×Ｄα１）が求められる。
【００４３】
図６は、本実施の形態で使用する、第２モータジェネレータのオンオフ温度差Ｔｖと、実際の初期温度乖離を求めるための初期乖離比率βとの関係の１例を示す図である。図６に示すように、オンオフ温度差Ｔｖの絶対値が大きくなるほど（図６で左側になるほど）初期乖離比率βは小さくなり、ＴｖがＡ℃でβはゼロとなっている。記憶手段６８は、このようなオンオフ温度差Ｔｖ及び初期乖離比率βの関係を表す初期乖離推定用マップを記憶している。
【００４４】
また、ステータ初期温度推定手段７２は、始動スイッチ４６の再度のオン時に、ＭＧ２温度センサ４８で検出されたオン時検出温度Ｔα２（図５）を取得するとともに、記憶手段６８で記憶されていたＭＧ２温度センサ４８のオフ時検出温度Ｔα１（図５）とオン時検出温度Ｔα２とに基づいて、ステータ５６のオン時初期の最高温度ＴM2（図５）を推定する。より具体的には、図２に示すように、ステータ初期温度推定手段７２は、温度差算出部７４と、オン時温度乖離推定部７６と、オン時最高温度推定部７８とを有する。また、ステータ初期温度推定手段７２は、始動スイッチ４６のオフ後の再度のオン時に、温度差算出部７４により、ＭＧ２温度センサ４８のオン時検出温度Ｔα２を取得するとともに、検出温度Ｔα１、Ｔα２からオンオフ温度差Ｔｖ（＝Ｔα２−Ｔα１）を算出する。
【００４５】
また、ステータ初期温度推定手段７２は、オン時温度乖離推定部７６により、記憶手段６８で記憶されたオフ時温度乖離Ｄα１（図５）と、算出したオンオフ温度差Ｔｖとから、オンオフ温度差Ｔｖに対応する初期乖離比率β（図６）を取得する。この場合、ステータ初期温度推定手段７２は、記憶手段６８で予め記憶された図６のオンオフ温度差Ｔｖ及び初期乖離比率βの関係を表す初期乖離推定用マップを参照して、オンオフ温度差Ｔｖに対応する初期乖離比率βを取得する。例えば、オンオフ温度差Ｔｖが０℃とＡ℃との間のある値である場合、初期乖離比率βは０と１との間の図６の関係から得られる値となる。次いで、オン時温度乖離推定部７６は、取得された初期乖離比率βをオフ時温度乖離Ｄα１（図５）に乗じて、初期乖離であるオン時温度乖離Ｄα２（図５）を算出、すなわち推定する。すなわち、Ｄα２を、Ｄα２＝β×Ｄα１から算出する。
【００４６】
次いで、ステータ初期温度推定手段７２は、オン時最高温度推定部７８（図２）により、推定したオン時温度乖離Ｄα２とＭＧ２温度センサ４８のオン時検出温度Ｔα２（図５）とから、ステータ５６のオン時初期の最高温度ＴM2（図５）を推定する。より具体的には、オン時最高温度推定部７８は、ＭＧ２温度センサ４８のオン時検出温度Ｔα２に、推定したオン時温度乖離Ｄα２を加算することで、ステータ５６のオン時初期の最高温度ＴM2（＝Ｔα２＋Ｄα２）を推定する。なお、この説明では、ステータ５６の最高温度と実際の検出温度との温度乖離として温度乖離幅を用いる場合を説明した。ただし、温度乖離として温度乖離率を用いることもでき、その場合には、ＭＧ２温度センサ４８のオン時検出温度Ｔα２にオン時温度乖離Ｄα２を乗算または除算することで、ステータ５６のオン時初期の最高温度ＴM2を推定する。
【００４７】
また、ステータ初期温度推定手段７２は、始動スイッチ４６の再度のオン時のすべての場合に、ステータ５６のオン時初期の最高温度ＴM2を推定する構成に限定するものではなく、予め設定した「特定条件」成立時にのみ、ステータ５６のオン時初期の最高温度ＴM2を推定する構成も採用できる。例えば、ステータ初期温度推定手段７２は、「特定条件」として、始動スイッチ４６のオフ時からオン時までの停止時間推定値が、予め設定した設定時間内である場合にのみ、ステータ５６のオン時初期の最高温度ＴM2を推定する構成を採用してもよい。この場合、例えば、ステータ温度推定装置４４にタイマー、または日にちを算出するカレンダー等を設けて、タイマー、カレンダー等により、始動スイッチ４６のオフ時からオン時までの停止時間を推定することができる。また、停止時間推定値が設定時間を越えた場合には、ステータ初期温度推定手段７２を用いることなく、通常温度推定手段７０を用いて、ＭＧ２温度センサ４８の温度上昇幅を計算し、計算した温度上昇幅から上記の通常温度推定用マップを用いて、ステータ５６の最高温度を推定する。
【００４８】
また、ステータ初期温度推定手段７２は、始動スイッチ４６の再度のオン時に、主として発電機として使用される第１モータジェネレータ２２の温度を検出する第２温度センサである、ＭＧ１温度センサ５０の第２オン時検出温度Ｔγ２を取得することもできる。そして、ステータ初期温度推定手段７２は、上記の「特定条件」として、次の「第１条件成立時」または「第２条件成立時」の場合だけ、ステータ５６のオン時初期の最高温度ＴM2を推定する構成を採用することもできる。
【００４９】
この場合、ＭＧ２温度センサ４８のオン時検出温度Ｔα２が予め設定した第１温度Ｔａ（例えば７０℃）以上である場合（Ｔα２≧Ｔａ）を「第１条件成立」とする。また、ＭＧ２温度センサ４８のオン時検出温度Ｔα２が予め設定した第１温度Ｔａ（例えば７０℃）未満（Ｔα２＜Ｔａ）であり、かつ、温度差算出部７４により算出したオンオフ温度差Ｔｖの正負の反転値、すなわち、ＭＧ２温度センサ４８のオフ時検出温度Ｔα１からオン時検出温度Ｔα２を減算して得られる温度差Ｔｖａ（＝Ｔα１−Ｔα２）が予め設定した第２温度差Ｔｂ（例えば１０℃）未満（Ｔｖａ＜Ｔｂ）であり、かつ、ＭＧ２温度センサ４８のオン時検出温度Ｔα２からＭＧ１温度センサ５０の第２オン時検出温度Ｔγ２を減算して得られる第１第２温度差Ｔｗ（＝Ｔα２−Ｔγ２）が予め設定した第３温度差Ｔｃであって、第２温度差Ｔｂ未満の第３温度差Ｔｃ（例えば５℃）を上回る（Ｔｗ＞Ｔｃ）場合を、「第２条件成立」とする。この場合、第１条件、第２条件のいずれもが成立しない場合には、車両が始動スイッチ４６オフ状態で長期に放置されたと判断して、記憶手段６８で記憶した温度乖離をリセットする。そして、ステータ温度推定装置４４は、ステータ初期温度推定手段７２を用いることなく、通常温度推定手段７０により、ＭＧ２温度センサ４８の温度上昇幅を計算し、計算した温度上昇幅から通常温度推定用マップを用いて、ステータ５６の最高温度を推定する。
【００５０】
次に、このように第１条件及び第２条件を用いて、始動スイッチ４６の再度のオン時におけるステータ５６の最高温度を推定する方法を、図７のフローチャートを用いて説明する。図７は、本実施の形態において、始動スイッチの再度のオン時におけるステータの最高温度推定方法を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、オンオフ判定手段５２（図２）により始動スイッチ４６がオフ後に再度オンされたと判定された後、ステップＳ１０(以下、「ステップＳ」は、単に「Ｓ」として説明する。)において、制御部２８がＭＧ２温度センサ４８のオン時検出温度Ｔα２（図５）が第１温度Ｔａ℃未満であるか否かを判定し、すなわち、オン時検出温度Ｔα２が高温であるか否かを判定する。そして、オン時検出温度Ｔα２がＴａ℃未満でない、すなわちＴａ℃以上である場合（Ｔα２≧Ｔａ℃）、Ｓ１２に移行する。Ｓ１２では、第１条件成立時であり、車両が始動スイッチ４６オフ状態で長期に放置されてはいないと判断される。そして、ステータ初期温度推定手段７２は、算出したオンオフ温度差Ｔｖと、記憶手段６８で記憶されたオフ時温度乖離Ｄα１とから初期乖離推定用マップ（図６参照）を参照して、オンオフ温度差Ｔｖに対応する初期乖離比率βを取得し、取得された初期乖離比率βから初期乖離であるオン時温度乖離Ｄα２を、β×Ｄα１から推定する。次いで、推定されたオン時温度乖離Ｄα２と、ＭＧ２温度センサ４８の検出温度Ｔα２とからステータ５６のオン時初期の最高温度ＴM2を推定する。
【００５２】
これに対して、Ｓ１０において、制御部２８により、ＭＧ２温度センサ４８のオン時検出温度Ｔα２が予め設定した第１温度ＴａであるＴａ℃未満である（Ｔα２＜Ｔａ℃）と判定された場合、Ｓ１４に移行する。Ｓ１４では、ＭＧ２温度センサ４８のオフ時検出温度Ｔα１からオン時検出温度Ｔα２を減算して得られる温度差Ｔｖａ（＝Ｔα１−Ｔα２）が第２温度差Ｔｂ℃以上である（Ｔｖａ≧Ｔｂ℃）か否か、すなわちＭＧ２温度センサ４８の温度がオフ中に大きく低下したか否かがが判定される。この場合、温度差ＴｖａがＴｂ℃以上であると、Ｓ１６に移行し、車両が始動スイッチ４６オフ状態で長期に放置されたと判断され、記憶手段６８で記憶した温度乖離をリセットする。そして、ステータ初期温度推定手段７２を用いることなく、通常温度推定手段７０を用いて、ＭＧ２温度センサ４８の温度上昇幅を計算し、計算した温度上昇幅から通常温度推定用マップを用いて、ステータ５６の最高温度を推定する。ただし、この場合には、温度上昇幅を計算するので、ステータ初期温度推定手段７２を用いる場合よりもステータ５６の最高温度推定に時間がかかる。
【００５３】
また、Ｓ１４で、温度差ＴｖａがＴｂ℃未満である（Ｔｖａ＜Ｔｂ℃）と判定されると、Ｓ１８に移行し、Ｓ１８で、ＭＧ２温度センサ４８のオン時検出温度Ｔα２からＭＧ１温度センサ５０の第２オン時検出温度Ｔγ２を減算して得られる第１第２温度差Ｔｗ（＝Ｔα２−Ｔγ２）が第３温度差Ｔｃ℃以下である（Ｔｗ≦Ｔｃ℃）か否かが判断される。すなわち、第２モータジェネレータ２４の温度が、主として発電機として使用され、使用時の温度上昇が低いと考えられる第１モータジェネレータ２２の温度と近いか否かが判断される。第１第２温度差ＴｗがＴｃ℃以下である（Ｔｗ≦Ｔｃ℃）と判断されると、Ｓ２０に移行し、長期放置と判断され、Ｓ１６と同様に、記憶した温度乖離をリセットし、通常温度推定手段７０によりステータ５６の最高温度を推定する。
【００５４】
これに対して、Ｓ１８で、第１第２温度差ＴｗがＴｃ℃を上回る（Ｔｗ＞Ｔｃ℃）と判断されると、Ｓ２２に移行し、第２条件成立時であり、車両が始動スイッチ４６オフ状態で長期に放置されてはいないと判断される。そして、Ｓ１２と同様に、ステータ初期温度推定手段７２により、算出したオンオフ温度差Ｔｖと記憶手段６８で記憶されたオフ時温度乖離Ｄα１とから初期乖離であるオン時温度乖離Ｄα２を推定し、推定されたオン時温度乖離Ｄα２から第２モータジェネレータ２４のステータ５６のオン時初期の最高温度ＴM2を推定する。
【００５５】
このようなステータ温度推定装置４４によれば、記憶手段６８が、始動スイッチ４６のオフ時にＭＧ２温度センサ４８のオフ時検出温度Ｔα１を記憶手段６８により記憶し、ステータ初期温度推定手段７２が、始動スイッチ４６の再度のオン時に、ＭＧ２温度センサ４８のオン時検出温度Ｔα２を取得するとともに、オフ時検出温度Ｔα１とオン時検出温度Ｔα２とに基づいて、第２モータジェネレータ２４のステータ５６のオン時初期の最高温度ＴM2を推定する。この場合、オンオフ温度差Ｔｖ（＝Ｔα２−Ｔα１）から、始動スイッチ４６オフ中における、ステータ５６の最高温度とＭＧ２温度センサ４８取付位置の温度との間の実際の温度乖離の変化が精度よく推定されるので、始動スイッチ４６の再度のオン時初期の温度乖離も精度よく推定できる。したがって、始動スイッチ４６の再度のオン時初期の、ステータ５６の最高温度ＴM2を精度よく推定できる。
【００５６】
なお、図７に示したフローチャートにおいて、長期放置か否かを判定するために設定する第１温度Ｔａ℃、第２温度差Ｔｂ℃、及び第３温度差Ｔｃ℃は、それぞれ適切な種々の温度に設定することができる。
【００５７】
また、本実施の形態では、第２モータジェネレータ２４の初期温度乖離を求めるために、図６のオンオフ温度差Ｔｖ及び初期乖離比率βの関係を表す初期乖離推定用マップを用いている。ただし、初期乖離比率βの代わりに、ＭＧ２温度センサ４８のオンオフ温度差Ｔｖと、始動スイッチ４６オフ時点の温度乖離からの低下幅の大きさとの関係を表す初期乖離推定用マップを用いることもできる。この場合、オンオフ温度差Ｔｖに対応する低下幅が求められれば、始動スイッチ４６オフ時点の温度乖離からこの低下幅を減算して、始動スイッチ４６オン時点の温度乖離を精度よく推定することができる。
【００５８】
また、このような始動スイッチ４６オン時初期のステータ５６の最高温度推定を、予め設定した特定条件成立時にのみ、例えば、始動スイッチ４６のオフ時からオン時までの停止時間推定値が予め設定した設定時間内である場合にのみ、または、上記の第１条件成立時または第２条件成立時にのみ行う場合には、始動スイッチ４６のオン時初期の、ステータ５６の最高温度推定の精度をより有効に高くできる。
【００５９】
また、図７の始動スイッチ４６のオン時初期のステータ５６の最高温度推定方法では、主として発電機として使用される第１モータジェネレータ２２用のＭＧ１温度センサ５０のオン時検出温度を、長期放置か否かの判定に使用している。ただし、ＭＧ１温度センサ５０のオン時検出温度を使用せず、その代わりに、温度が低く、かつ、変動の小さい他の温度、例えば、第２モータジェネレータ２４や第１モータジェネレータ２２を冷却する油や冷却水等の冷媒の温度を検出し、その温度とＭＧ２温度センサ４８の検出温度とを用いて長期放置か否かを判定することもできる。例えば、冷媒温度とＭＧ２温度センサ４８の検出温度とが大きいと、長期放置ではないと判定できる。
【００６０】
また、本実施の形態では、ステータ関連温度として、ＭＧ２温度センサ４８により、第２モータジェネレータ２４のステータ５６の温度を直接検出し、この検出温度を用いて、始動スイッチ４６のオン時初期のステータ５６の最高温度を推定している。ただし、第２モータジェネレータ２４のステータ５６の温度に関連する別の温度、例えばステータ５６を支持するケース５４（図３）等の温度をステータ関連温度として検出し、その検出温度を用いて、始動スイッチ４６のオン時初期のステータ５６の最高温度を推定することもできる。
【００６１】
また、上記では、第１モータジェネレータ２２及び第２モータジェネレータ２４を有するハイブリッド車両において、第２モータジェネレータ２４のステータ５６の最高温度を推定する場合を説明したが、第２モータジェネレータ２４を単なるモータとし、第１モータジェネレータ２２を単なる発電機とする場合に本発明を適用することもできる。
【符号の説明】
【００６２】
１０  ハイブリッド車両、１２  車両制御システム、１４  動力分割機構、１６  駆動軸、１８  車輪、２０  エンジン、２２  第１モータジェネレータ（ＭＧ１）、２４  第２モータジェネレータ２４（ＭＧ２）、２８  制御部、３０  出力軸、３２  減速機、３４  バッテリ、３６  第１インバータ、３８  第２インバータ、４０  アクセル操作量センサ、４２  トルク指令算出手段、４４  ステータ温度推定装置、４６  始動スイッチ、４８  ＭＧ２温度センサ、５０  ＭＧ１温度センサ、５２  オンオフ判定手段、５４  ケース、５６  ステータ、５８  回転軸、６０  ロータ、６２  ステータコア、６４  コイルエンド、６６  記憶手段、７０  通常温度推定手段、７２  ステータ初期温度推定手段、７４  温度差算出部、７６  オン時温度乖離推定部、７８  オン時最高温度推定部。
【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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