[发明专利]电动机控制装置、控制方法及控制程序

说明书

技术领域

本发明涉及电动机控制装置、控制方法及控制程序，所述电动机控制装置使在具有永磁体的转子的同心圆状外侧配置有具有定子线圈的定子的电动机动作，包括：推定永磁体的温度的磁体温度推定单元、基于推定的磁体温度对电动机进行控制的控制单元。

背景技术

近年来，混合动力汽车、电动汽车及燃料电池汽车等受到注目，以超过现有的发动机驱动型汽车的动力性能为目标加入了各种改良。例如，在混合动力汽车中，为了提高能量效率、提高动力性能，进行了高电压化、电动机的驱动方式的改良等。

但是，若在高输出状态下连续长时间使用电动机，则由于定子及转子的温度超过界限温度而导致转子的永磁体去磁，存在之后电动机的转矩下降的问题。因此，为了抑制电动机内部的温度上升，除了提高电动机的冷却能力外，不超过界限温度的温度管理也很重要。

在准确地进行温度管理时，需要测定转子、定子的温度。一般，由于定子被固定在电动机壳上，通过在定子上设置热电偶能够容易地测定。但是，由于转子在定子内旋转，需要在转子的轴上设置滑环或旋转连接器(rotary connector)，经由这些滑环或旋转连接器取出设置在定子上的热电偶的信号，存在提高成本及电动机结构变得复杂的问题。

因此，日本国特开2005-73333号中公开了一种技术，存储预先测定的电动机的温度分布，由多个热敏电阻检测定子线圈的温度，比较检测出的多个温度和存储的电动机的温度分布，并推定磁传感器温度、轴承温度、转子磁体温度等。

另外，在日本国特开2000-23421号中公开了一种技术，使定子侧的油冷却系统和转子侧的油冷却系统分离，测定在转子油冷却系统中循环的冷却油的流量，并且测定转子油冷却系统中的转子冷却前的冷却油的流入温度和转子冷却后的冷却油的流出温度，基于冷却油的温度差推定转子磁体的温度。

发明内容

但是，在日本国特开2005-73333号和日本国特开2000-23421号中，没有找到转子磁体、定子线圈、冷却油之间的相互热关系，没有考虑对转子磁体产生热影响的定子线圈及冷却油与转子磁体温度之间存在怎样的关系即电动机整体的热影响。

另外，在日本国特开2000-23421号的技术中，根据电动机冷却油温度推定转子磁体温度，但随着为了提供高输出而使电动机的控制方法变得复杂，转子磁体自身的发热的影响变大，结果就是，用现有的推定方法很难以充分的精度进行预测。尤其在运转状态每时每刻变化的混合动力汽车的电动机中，仅依据电动机冷却油温度，会使转子磁体温度包含预定的误差。

为了解决这样的问题，本发明的目的在于为了使电动机成为小型且性能优良的电动机，提供一种电动机控制装置、方法及程序，该电动机控制装置具有：对组装入转子的永磁体的温度进行推定的磁体温度推定单元和基于推定的磁体温度控制电动机的控制单元。

为了实现上述目的，本发明的电动机控制装置，使在具有永磁体的转子的同心圆状外侧配置有具有定子线圈的定子的电动机进行动作，包括：推定永磁体的温度的磁体温度推定单元和基于推定的磁体温度对电动机进行控制的控制单元，其特征在于，在电动机上设置有：通过冷却液对定子外周进行冷却的冷却单元；检测冷却液的液温的液温检测单元；检测定子线圈的温度的线圈温度检测单元，磁体温度推定单元预先求出作为冷却液和定子线圈之间的热阻与定子线圈和永磁体之间的热阻之比的热阻比以及定子线圈与永磁体的发热比，在电动机运转时，基于定子线圈温度、冷却液的液温、发热比、热阻比并通过运算求出磁体温度。

另外，在本发明的电动机控制装置中，其特征在于：控制单元在PWM控制和矩形波控制之间进行切换而对电动机进行控制，磁体温度推定单元根据由PWM控制和矩形波控制而引起的发热比的变化进行运算。

另外，本发明的电动机控制方法，使在具有永磁体的转子的同心圆状外侧配置有具有定子线圈的定子的电动机进行动作，包括：检测伴随电动机的工作而发热的定子线圈的温度的线圈温度检测工序；检测对定子外周进行冷却的冷却液的液温的液温检测工序；推定发热的永磁体的温度的磁体温度推定工序；基于推定的磁体温度对电动机进行控制的控制工序，其特征在于：磁体温度推定工序预先求出作为冷却液和定子线圈之间的热阻与定子线圈和永磁体之间的热阻之比的热阻比以及定子线圈与永磁体的发热比，在电动机运转中，基于定子线圈温度、冷却液的液温、发热比、热阻比并通过运算求出磁体温度。