特開 2023-173339 モータシステム、ハイブリッドシステム、機電一体ユニット、電動車両システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023173339

(43)【公開日】2023-12-07

(54)【発明の名称】モータシステム、ハイブリッドシステム、機電一体ユニット、電動車両システム

(51)【国際特許分類】

   H02P 21/22 20160101AFI20231130BHJP

【ＦＩ】

H02P21/22 ZHV

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022085520

(22)【出願日】2022-05-25

(71)【出願人】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】弁理士法人開知

(72)【発明者】

【氏名】原 崇文

(72)【発明者】

【氏名】岩野 龍一郎

(72)【発明者】

【氏名】須藤 哲也

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 誠

(72)【発明者】

【氏名】高橋 暁史

【テーマコード（参考）】

5H505

【Ｆターム（参考）】

5H505AA16

5H505BB02

5H505CC04

5H505DD03

5H505DD08

5H505EE41

5H505EE49

5H505FF07

5H505GG02

5H505GG04

5H505HB01

5H505JJ03

5H505JJ17

5H505KK04

5H505LL22

5H505LL41

5H505LL44

5H505LL45

(57)【要約】

【課題】液体冷媒に浸された回転子の回転により発生する流体摩擦損を適切に補償する。
【解決手段】モータシステム１は、固定子と回転子が液体冷媒に浸されたモータ２と、電源装置５からの直流電力を交流電力に変換してモータ２に供給するインバータ３と、インバータ３を制御することによりモータ２の駆動を制御する制御装置１００と、を備える。制御装置１００は、液体冷媒の温度、およびモータ２の回転速度を演算し、演算された液体冷媒の温度と、演算されたモータの回転速度とに基づき、モータ２のトルクを制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定子と回転子が液体冷媒に浸されたモータと、
電源装置からの直流電力を交流電力に変換して前記モータに供給するインバータと、
前記インバータを制御することにより前記モータの駆動を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記液体冷媒の温度、および前記モータの回転速度を演算し、
演算された前記液体冷媒の温度と、演算された前記モータの回転速度とに基づき、前記モータのトルクを制御する
モータシステム。

【請求項2】

請求項１に記載のモータシステムにおいて、
前記制御装置は、
前記液体冷媒の温度が上昇するほど前記モータのトルクが小さくなるように、かつ、前記モータの回転速度が増加するほど前記モータのトルクが大きくなるように、前記インバータを制御する
モータシステム。

【請求項3】

請求項１に記載のモータシステムにおいて、
前記制御装置は、
前記液体冷媒の温度と前記モータの回転速度とに基づき、前記液体冷媒に浸されている前記回転子の回転により発生する流体摩擦損を演算し、
演算された前記流体摩擦損を補正値としてアクセル操作量に応じたトルク指令に加算する補正を行い、
補正後のトルク指令に基づき、前記インバータを制御する
モータシステム。

【請求項4】

請求項１に記載のモータシステムにおいて、
前記モータの内部に設けられるモータ内温度センサと、前記モータの外部に設けられるモータ外温度センサと、を備え、
前記制御装置は、
前記モータ内温度センサの検出結果と、前記モータ外温度センサの検出結果と、に基づき、前記液体冷媒の温度を演算する
モータシステム。

【請求項5】

請求項１に記載のモータシステムにおいて、
前記制御装置は、前記液体冷媒の温度が、予め定められた所定温度よりも低いときには、前記液体冷媒の温度が前記所定温度よりも高いときに比べて高い回転速度で前記モータを回転させる
モータシステム。

【請求項6】

請求項１に記載のモータシステムにおいて、
前記制御装置は、前記液体冷媒の温度が、予め定められた所定温度よりも低いときには、前記液体冷媒の温度が前記所定温度よりも高いときに比べて前記モータのｄ軸電流を増大させる
モータシステム。

【請求項7】

請求項３に記載のモータシステムにおいて、
前記制御装置には、前記液体冷媒の温度と、前記モータの回転速度と、前記流体摩擦損との関係を規定する規定データが記憶され、
前記制御装置は、
前記規定データを参照し、前記液体冷媒の温度と前記モータの回転速度とに基づき、前記流体摩擦損を演算する、
モータシステム。

【請求項8】

請求項３に記載のモータシステムにおいて、
前記制御装置は、
演算された前記液体冷媒の温度に基づいて動粘度を演算し、
演算された前記動粘度と、演算された前記モータの回転速度とに基づいて抵抗係数を演算し、
演算された前記抵抗係数と、演算された前記モータの回転速度とに基づいて、前記流体摩擦損を演算する
モータシステム。

【請求項9】

請求項１に記載のモータシステムにおいて、
前記モータの固定子および回転子を冷却する前記液体冷媒は、前記インバータの冷却にも用いられる
モータシステム。

【請求項10】

請求項９に記載のモータシステムにおいて、
前記モータの内部に設けられるモータ内温度センサと、前記インバータの内部に設けられるインバータ内温度センサと、前記モータおよび前記インバータの外部に設けられるモータ外温度センサと、を備え、
前記制御装置は、
前記モータ内温度センサの検出結果と、前記モータ外温度センサの検出結果と、前記インバータ内温度センサの検出結果と、に基づき、前記液体冷媒の温度を演算する
モータシステム。

【請求項11】

請求項９に記載のモータシステムにおいて、
前記制御装置は、
前記液体冷媒の温度と前記モータの回転速度とに基づき、前記液体冷媒に浸されている前記回転子の回転により発生する流体摩擦損を演算し、演算された前記流体摩擦損を補正値としてアクセル操作量に応じたトルク指令に加算する補正を行い、
補正後のトルク指令に基づき、前記インバータを制御する
モータシステム。

【請求項12】

請求項１１に記載のモータシステムにおいて、
前記液体冷媒の温度を検出する複数の温度センサを備え、
前記複数の温度センサは、前記インバータの内部に設けられるインバータ内温度センサを含み、
前記制御装置は、
前記トルク指令が所定値よりも小さいときには、前記複数の温度センサのうち前記インバータ内温度センサの検出結果のみに基づいて、前記液体冷媒の温度を演算し、
前記トルク指令が前記所定値よりも大きいときには、前記複数の温度センサのうち前記インバータ内温度センサ以外の少なくとも一つの検出結果に基づいて、前記液体冷媒の温度を演算する
モータシステム。

【請求項13】

請求項１から請求項１２までのいずれか一項に記載のモータシステムと、
前記モータに接続されるエンジンを含むエンジンシステムと、を備える
ハイブリッドシステム。

【請求項14】

請求項１から請求項１２までのいずれか一項に記載のモータシステムと、
前記モータの出力を伝達するギヤと、を備え、
前記モータ、前記インバータおよび前記ギヤが一体的に結合された機電一体ユニット。

【請求項15】

請求項１から請求項１２までのいずれか一項に記載のモータシステムを備え、
前記モータの回転駆動力を車輪に伝達する電動車両システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータシステム、ハイブリッドシステム、機電一体ユニット、電動車両システムに関する。

【背景技術】

【0002】

カーボンニュートラルへの貢献が期待されるｘＥＶ（電動車両）では、駆動源として、永久磁石同期モータや誘導モータなどの三相交流モータが使用される。モータは、高負荷時や高速回転時に鉄損、銅損等の損失が増加し、温度が上昇する。モータが高温になると、モータ内のコイルの絶縁被膜の劣化やモータ内の磁石の減磁が発生する懸念がある。モータの温度上昇を抑制するために、油でモータを冷却する技術が知られている（特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１には、モータの回転をギヤを介して車輪に伝達して走行する自動車であって、モータの冷却用の油とギヤの潤滑用の油とが共用された自動車が開示されている。外気温が極めて低温の場合には、モータ冷却用およびギヤ潤滑用の油の粘度が高くなるため、モータの回転抵抗が増加する。ここで、油などの液体冷媒によってモータにロストルクが発生すると、運転者のアクセル指令と、実際に出力されるトルクとの間に乖離が生じ、運転者に操作性の違和感を与えてしまうおそれがある。このため、特許文献１に記載の技術では、油が低温の場合におけるアクセル入力と実際に出力されるトルクとの関係を常温時と同様にするために、油が低温の場合、アクセル入力より求められた指令トルクに相当するモータ通電電流を常温時に比べて大きくしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４－９６８８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

高い冷却性能を目指して、モータの回転子と固定子を液体冷媒に浸す場合、液体冷媒に浸されている回転子の回転によって流体摩擦損（ロストルク）が発生する。特許文献１には、油の温度に応じて指令トルクを変更して流体摩擦損を補償する技術が開示されている。しかしながら、油の温度のみを考慮したトルク制御では、流体摩擦損を適切に補償できないおそれがある。

【0006】

本発明は、液体冷媒に浸された回転子の回転により発生する流体摩擦損を適切に補償することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様によるモータシステムは、固定子と回転子が液体冷媒に浸されたモータと、電源装置からの直流電力を交流電力に変換して前記モータに供給するインバータと、前記インバータを制御することにより前記モータの駆動を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記液体冷媒の温度、および前記モータの回転速度を演算し、演算された前記液体冷媒の温度と、演算された前記モータの回転速度とに基づき、前記モータのトルクを制御する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、液体冷媒に浸された回転子の回転により発生する流体摩擦損を適切に補償することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態に係るモータシステムの全体構成図である。

【図2】図２は、本発明の第１実施形態に係るモータの側面断面模式図である。

【図3】図３は、本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置の機能ブロック図である。

【図4】図４は、モータの回転速度と、ロストルクとの相関関係について示す図である。

【図5】図５は、液体冷媒の温度と、ロストルクとの相関関係について示す図である。

【図6】図６は、液体冷媒が第１温度Ｔｏ１、第２温度Ｔｏ２および第３温度Ｔｏ３であるときのモータの回転速度とロストルクとの相関関係を示す図である。

【図7】図７は、トルク指令補正部の詳細な機能ブロック図である。

【図8】図８は、本発明の第２実施形態に係るモータシステムのモータ制御装置により実行される温度上昇運転フラグの設定制御の内容の一例について示すフローチャートである。

【図9】図９は、温度上昇運転の内容の一例の説明図である。

【図10】図１０は、本発明の第３実施形態に係る冷却システムの構成を示す図である。

【図11】図１１は、所定のトルクおよび所定のモータ回転速度でのインバータ損失の値を基準（１．０）として、インバータ損失を規格化して示した表である。

【図12】図１２は、所定のトルクおよび所定のモータ回転速度でのモータの電気的損失を基準（１．０）として、銅損および鉄損などのモータの電気的損失を規格化して示した表である。

【図13】図１３は、本発明の第４実施形態に係るモータシステムの全体構成図である。

【図14】図１４は、本発明の第５実施形態に係る機電一体ユニットの外観斜視図である。

【図15】図１５は、本発明の第６実施形態に係る電動車両システムを備えた車両の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、電気自動車やハイブリッド自動車などの電動車両（以下、単に車両とも記す）に搭載されて使用されるモータシステムへの適用例について説明する。

【0011】

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るモータシステム１の全体構成図である。図１において、モータシステム１は、モータ制御装置１００、永久磁石式の三相同期モータ（以下、単に「モータ」と称する）２、インバータ３、回転位置検出器８、および高圧バッテリ５を備える。

【0012】

モータ制御装置１００は、インバータ３を制御することによりモータ２の駆動を制御する。モータ制御装置１００は、モータ２に対して要求される目標トルクに応じたトルク指令Ｔ１＊に基づいて、モータ２の駆動を制御するためのゲート信号を生成し、インバータ３に出力する。

【0013】

トルク指令Ｔ１＊は、上位制御装置９０からモータ制御装置１００に入力される。上位制御装置９０は、アクセルペダル（不図示）の操作量センサ（不図示）によって検出されるアクセル操作量に応じてモータ２のトルク指令Ｔ１＊を演算する。モータ制御装置１００の詳細については後で説明する。

【0014】

高圧バッテリ５は、インバータ３に直流電圧を供給する電源装置であり、その電圧は充電状態に応じて変動する。高圧バッテリ５のバッテリ電圧（電源電圧）Ｅは、インバータ３のインバータ回路３１によって可変電圧、可変周波数のパルス状の三相交流電圧に変換され、線間電圧としてモータ２に印加される。

【0015】

インバータ３は、高圧バッテリ５からの直流電力を交流電力に変換してモータ２に供給する。インバータ３は、インバータ回路３１、ＰＷＭ信号駆動回路３２および平滑キャパシタ３３を有する。ＰＷＭ信号駆動回路３２は、モータ制御装置１００から入力されるゲート信号に基づいて、インバータ回路３１が有する各スイッチング素子を制御するためのＰＷＭ信号を生成し、インバータ回路３１に出力する。インバータ回路３１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の上アームおよび下アームにそれぞれ対応するスイッチング素子を有している。ＰＷＭ信号駆動回路３２から入力されたＰＷＭ信号に従ってこれらのスイッチング素子がそれぞれ制御されることで、高圧バッテリ５から供給される直流電力が交流電力に変換され、モータ２に出力される。平滑キャパシタ３３は、高圧バッテリ５からインバータ回路３１に供給される直流電力を平滑化する。

【0016】

モータ２は、インバータ３から供給される三相交流電力（線間電圧）により回転駆動される。図２を参照して、モータ２の構成について説明する。図２は、モータ２の側面断面模式図である。図２に示すように、モータ２は、ハウジング２１に固定される固定子２２と、固定子２２の内周側に隙間をあけて回転可能に設けられる回転子２４と、を備える。

【0017】

モータ２は、固定子鉄心２２ａに巻回される固定子コイル２２ｂに三相交流電流が供給されることで、回転子２４を回転させる電動機として作動する。なお、モータ２は、エンジン（不図示）によって駆動されることにより、発電機として作動して三相交流の発電電力を出力するものであってもよい。つまり、モータ（回転電機）２は、電気エネルギーに基づいて回転トルクを発生する電動機としての機能と、機械エネルギーに基づいて発電を行う発電機としての機能の両方を有していてもよい。

【0018】

固定子２２および回転子２４は、ハウジング２１に収容されている。ハウジング２１は、第１エンドブラケット２１ａと、第２エンドブラケット２１ｂと、第１エンドブラケット２１ａおよび第２エンドブラケット２１ｂによって軸方向に挟持される円筒状のセンターブラケット２１ｃと、を有する。第１エンドブラケット２１ａには第１軸受２５ａが設けられ、第２エンドブラケット２１ｂには第２軸受２５ｂが設けられる。

【0019】

回転子２４は、シャフト３０に固定されている。シャフト３０が第１軸受２５ａと第２軸受２５ｂによって支承されることにより、回転子２４が固定子鉄心２２ａの内側で回転可能に保持される。

【0020】

固定子２２は、円筒状の固定子鉄心２２ａと、この固定子鉄心２２ａに装着される固定子コイル２２ｂと、を備える。固定子鉄心２２ａは、例えば、円環形状の電磁鋼板を複数枚積層することにより形成される。固定子鉄心２２ａは、円筒状のセンターブラケット２１ｃの内側に焼嵌め、圧入等により嵌合固定される。固定子コイル２２ｂは、Ｕ相電機子コイルＬｕ、Ｖ相電機子コイルＬｖ、Ｗ相電機子コイルＬｗ（図１参照）を構成する。

【0021】

回転子２４は、回転子鉄心２４ａと、回転子鉄心２４ａに固定される複数の永久磁石２４ｂと、を備える。回転子鉄心２４ａは、例えば、円環形状の電磁鋼板を複数枚積層することにより形成される。永久磁石２４ｂは、回転子２４の界磁極を形成する。回転子鉄心２４ａの外周部には、永久磁石２４ｂが固定される凹部が、周方向に等間隔で形成される。

【0022】

本実施形態に係るモータ２は、ハウジング２１の内部空間に液体冷媒２３が満たされ、固定子２２と回転子２４が液体冷媒２３に浸されているため、高い冷却性能が確保されている。これにより、モータ２の高負荷運転時、高速回転時に鉄損、銅損、磁石損の増加によるモータ内部の温度上昇を効果的に抑制することができる。その結果、固定子コイル２２ｂの絶縁被膜の劣化や永久磁石２４ｂの減磁の発生を防止することができる。液体冷媒２３は、例えば、パームヤシ油等の植物油、鉱物油等の電気的絶縁油である。液体冷媒２３は、図１に示すポンプ４１、熱交換器（不図示）を含む冷却システム４０内で循環する構成となっている。

【0023】

図２に示すように、ハウジング２１には、モータ２内に液体冷媒２３を取り入れるためのモータ冷媒入口２６と、モータ２内から液体冷媒２３を取り出すためのモータ冷媒出口２７と、が設けられている。なお、図２では、モータ冷媒入口２６およびモータ冷媒出口２７の位置を模式的に示している。モータ冷媒入口２６およびモータ冷媒出口２７は、任意の位置に設定される。

【0024】

ポンプ４１から吐出された液体冷媒２３は、供給配管２８ａを通じてモータ冷媒入口２６からハウジング２１内に供給され、回転子鉄心２４ａ、永久磁石２４ｂ、固定子鉄心２２ａ、および固定子コイル２２ｂに直接接触し、これらの部品を直接冷却し、モータ冷媒出口２７から戻り配管２８ｂに排出される。戻り配管２８ｂに排出された液体冷媒２３は、熱交換器によって冷却され、ポンプ４１によって再び供給配管２８ａに供給される。

【0025】

図１に示すように、インバータ３から入力された交流電力が電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに印加されると、モータ２において三相交流電流（Ｕ相交流電流Ｉｕ、Ｖ相交流電流ＩｖおよびＷ相交流電流Ｉｗ）が導通し、各電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに電機子磁束が発生する。この各電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの電機子磁束と、回転子２４の永久磁石２４ｂの磁石磁束との間で吸引力・反発力が発生することで、回転子２４にトルクが発生し、回転子２４が回転駆動される。

【0026】

モータ２には、回転子２４の回転位置θを検出するための回転位置センサ８１が取り付けられている。回転位置検出器８は、回転位置センサ８１からの入力信号に基づき回転位置θを演算する。回転位置検出器８による回転位置θの演算結果はモータ制御装置１００に入力され、モータ制御装置１００がモータ２の誘起電圧の位相に合わせてゲート信号を生成することで行われる交流電力の位相制御において利用される。

【0027】

ここで、回転位置センサ８１には、鉄心と巻線とから構成されるレゾルバが好適であるが、ＧＭＲセンサなどの磁気抵抗素子や、ホール素子を用いたセンサであっても問題ない。また、回転位置検出器８は、回転位置センサ８１からの入力信号を用いず、モータ２に流れる三相交流電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗや、インバータ３からモータ２に印加される三相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを用いて回転位置θを推定してもよい。

【0028】

インバータ３とモータ２の間には、電流検出装置７が配置されている。電流検出装置７は、モータ２を通電する三相交流電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを検出する。電流検出装置７は、例えばホール素子を用いた電流センサにより構成される。電流検出装置７による三相交流電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの検出結果はモータ制御装置１００に入力され、モータ制御装置１００が行うゲート信号の生成に利用される。なお、図１では電流検出装置７が３つの電流センサにより構成される例を示しているが、電流センサを２つとし、残る１相の交流電流は、三相交流電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの和が零であることから算出してもよい。また、高圧バッテリ５からインバータ３に流入するパルス状の直流電流を、平滑キャパシタ３３とインバータ３の間に挿入されたシャント抵抗等により検出し、この直流電流とインバータ３からモータ２に印加される三相交流電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて三相交流電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを求めてもよい。

【0029】

インバータ３の内部において、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の上下アームのスイッチング素子を収容する各相のパワーモジュールの近傍には、インバータ内温度センサ３４が配置されている。インバータ内温度センサ３４は、例えば、感温ダイオードにより構成される。インバータ内温度センサ３４は、パワーモジュールの温度を検出し、検出結果を表す信号をモータ制御装置１００に出力する。

【0030】

モータ２の内部には、モータ２内の液体冷媒２３の温度を検出するモータ内温度センサ９が設けられている。モータ内温度センサ９は、例えば、磁石温度やコイル温度を検出するサーミスタや熱電対により構成される。モータ内温度センサ９は、検出結果を表す信号をモータ制御装置１００に出力する。

【0031】

モータ２の外部であって、ポンプ４１の吐出ラインを構成する供給配管２８ａには、供給配管２８ａ内を流れる液体冷媒２３の温度を検出するモータ外温度センサとしてのポンプ温度センサ４２が設けられている。ポンプ温度センサ４２は、検出結果を表す信号をモータ制御装置１００に出力する。

【0032】

次に、モータ制御装置１００の詳細について説明する。図３は、本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置１００の機能ブロック図である。図３に示すように、モータ制御装置１００は、電流指令生成部１０１、速度演算部１０２、三相／ｄｑ電流変換部１０３、電流制御部１０４、電圧指令変換部１０５、搬送波周波数決定部１０６、搬送波生成部１０７、ゲート信号生成部１０８、トルク指令補正部１０９、および温度演算部１１０としての機能を有する。

【0033】

モータ制御装置１００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の処理装置、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、所謂ＲＡＭ（Random Access Memory）と呼ばれる揮発性メモリ、入出力インタフェース、および、その他の周辺回路を備えたマイクロコンピュータで構成される。これらのハードウェアは、協働してソフトウェアを動作させ、複数の機能を実現する。モータ制御装置１００は、１つのコンピュータで構成してもよいし、複数のコンピュータで構成してもよい。なお、モータ制御装置１００の各機能の一部または全部をロジックＩＣやＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェア回路を用いて実現してもよい。

【0034】

不揮発性メモリには、各種演算が実行可能なプログラムが格納されている。すなわち、不揮発性メモリは、本実施形態の機能を実現するプログラムを読み取り可能な記憶媒体（記憶装置）である。揮発性メモリは、処理装置による演算結果および入出力インタフェースから入力された信号を一時的に記憶する記憶媒体（記憶装置）である。処理装置は、不揮発性メモリに記憶されたプログラムを揮発性メモリに展開して演算実行する装置であって、プログラムに従って入出力インタフェース、不揮発性メモリおよび揮発性メモリから取り入れたデータに対して所定の演算処理を行う。

【0035】

電流指令生成部１０１は、後述するトルク指令補正部１０９で演算された補正後のトルク指令Ｔ２＊とバッテリ電圧Ｅに基づき、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令Ｉｑ＊を演算する。なお、バッテリ電圧Ｅは、バッテリ５に設けられる電圧センサにより検出される。電流指令生成部１０１は、例えば予め不揮発性メモリに記憶されている電流指令マップや数式等を用いて、後述する補正後のトルク指令Ｔ２＊に応じたｄ軸電流指令Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令Ｉｑ＊を演算する。

【0036】

速度演算部１０２は、回転位置検出器８により演算された回転位置θの時間変化から、モータ２の回転速度（回転数）ωｒを演算する。なお、モータ回転速度ωｒは、回転数[ｒｐｍ]または角速度[ｒａｄ／ｓ]のいずれで表される値であってもよい。また、これらの値を相互に変換して用いてもよい。

【0037】

三相／ｄｑ電流変換部１０３は、電流検出装置７により検出された三相交流電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに対して、回転位置検出器８により演算された回転位置θに基づくｄｑ変換を行い、ｄ軸電流値Ｉｄおよびｑ軸電流値Ｉｑを演算する。

【0038】

電流制御部１０４は、電流指令生成部１０１により演算されたｄ軸電流指令Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令Ｉｑ＊と、三相／ｄｑ電流変換部１０３により演算されたｄ軸電流値Ｉｄおよびｑ軸電流値Ｉｑとの偏差に基づき、電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊と電流値Ｉｄ，Ｉｑとがそれぞれ一致するように、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を演算する。電流制御部１０４は、例えばＰＩ制御等の制御方式により、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊とｄ軸電流値Ｉｄの偏差に応じたｄ軸電圧指令Ｖｄ＊と、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊とｑ軸電流値Ｉｑの偏差に応じたｑ軸電圧指令Ｖｑ＊とを演算する。

【0039】

電圧指令変換部１０５は、電流制御部１０４により演算されたｄ軸電圧指令Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ＊に対して、回転位置検出器８により演算された回転位置θに基づく三相変換を行い、三相電圧指令（Ｕ相電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相電圧指令Ｖｖ＊およびＷ相電圧指令Ｖｗ＊）を演算する。これにより、補正後のトルク指令Ｔ２＊に応じた三相電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊が生成される。

【0040】

搬送波周波数決定部１０６は、速度演算部１０２により演算された回転速度ωｒ、トルク指令補正部１０９により演算された補正後のトルク指令Ｔ２＊、およびバッテリ電圧Ｅに基づき、ゲート信号の生成に用いられる搬送波の周波数を表す搬送波周波数ｆｃを演算する。

【0041】

搬送波生成部１０７は、搬送波周波数決定部１０６により演算された搬送波周波数ｆｃに基づき、三角波や鋸波などの搬送波信号Ｔｒを生成する。

【0042】

ゲート信号生成部１０８は、搬送波生成部１０７により生成された搬送波信号Ｔｒを用いて、電圧指令変換部１０５から出力される三相電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊をそれぞれパルス幅変調し、インバータ３の動作を制御するためのゲート信号を生成する。具体的には、電圧指令変換部１０５により演算された三相電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊と、搬送波生成部１０７により生成された搬送波信号Ｔｒとの比較結果に基づき、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に対してパルス状の電圧を生成する。そして、ゲート信号生成部１０８は、生成したパルス状の電圧に基づき、インバータ３の各相のスイッチング素子に対するゲート信号を生成する。ゲート信号生成部１０８は、各相の上アームのゲート信号Ｇｕｐ，Ｇｖｐ，Ｇｗｐをそれぞれ論理反転させ、下アームのゲート信号Ｇｕｎ，Ｇｖｎ，Ｇｗｎを生成する。ゲート信号生成部１０８が生成したゲート信号は、モータ制御装置１００からインバータ３のＰＷＭ信号駆動回路３２に出力され、ＰＷＭ信号駆動回路３２によってＰＷＭ信号に変換される。これにより、インバータ回路３１の各スイッチング素子がオン／オフ制御され、インバータ３の出力電圧が調整され、モータ２の回転速度が制御される。

【0043】

温度演算部１１０は、モータ２の内部に設けられるモータ内温度センサ９の検出結果と、モータ２の外部に設けられるポンプ温度センサ４２の検出結果と、に基づき、液体冷媒２３の温度Ｔｏを演算する。温度演算部１１０は、モータ内温度センサ９からの検出信号Ｔｍｓに基づきモータ内冷媒温度Ｔｍを演算し、ポンプ温度センサ４２からの検出信号Ｔｐｓに基づきモータ外冷媒温度としてのポンプ冷媒温度Ｔｐを演算する。

【0044】

温度演算部１１０は、運転者によりイグニッションスイッチがオンされ、車両が起動した際に、モータ内冷媒温度Ｔｍおよびポンプ冷媒温度Ｔｐが正常範囲内の値であるか否かを判定する。モータ内冷媒温度Ｔｍおよびポンプ冷媒温度Ｔｐの双方が正常範囲内の値である場合、温度演算部１１０は、モータ内冷媒温度Ｔｍおよびポンプ冷媒温度Ｔｐの平均値（単純平均値あるいは加重平均値）を、後述するトルク指令の補正に用いる冷媒温度Ｔｏとして演算する。モータ内冷媒温度Ｔｍおよびポンプ冷媒温度Ｔｐの一方が正常範囲外の値である場合、他方の正常範囲内の値である冷媒温度を、トルク指令の補正に用いる冷媒温度Ｔｏとして演算する。

【0045】

冷媒温度Ｔｍ，Ｔｐの正常範囲は、予め定められた一定の範囲である。なお、冷媒温度Ｔｍ，Ｔｐの正常範囲は、外気温センサ（不図示）により検出された外気温に基づいて設定されるようにしてもよい。車両の起動時は、外気温と液体冷媒２３の温度は、ほぼ等しい温度である。したがって、温度演算部１１０は、運転者によりイグニッションスイッチがオンされ、車両が起動した際に、冷媒温度Ｔｍ，Ｔｐが外気温に基づいて設定された正常範囲内の値であるか否かを判定することが好ましい。

【0046】

また、モータ内温度センサ９として、サーミスタおよび熱電対の双方が設けられている場合、温度演算部１１０は、モータ内温度センサ９としてのサーミスタの検出結果に基づいて第１モータ内冷媒温度Ｔｍ１を演算し、モータ内温度センサ９としての熱電対の検出結果に基づいて第２モータ内冷媒温度Ｔｍ２を演算する。温度演算部１１０は、運転者によりイグニッションスイッチがオンされ、車両が起動した際に、第１、第２冷媒温度Ｔｍ１，Ｔｍ２、およびポンプ冷媒温度Ｔｐのうち、一の冷媒温度のみが他の二つの冷媒温度に対して大きく乖離している場合、その一の冷媒温度を検出した温度センサの校正を行ってもよい。

【0047】

液体冷媒２３の精度は、後述するトルク指令補正部１０９によるロストルクＴｌｏｓｓの演算に大きな影響を与えるため、非常に重要である。例えば、液体冷媒２３の低温時には、液体冷媒２３の冷媒温度Ｔｏの１［Ｋ］の誤差が、５［％］から１０［％］程度のロストルクＴｌｏｓｓの誤差を生む。このため、複数の温度センサ（モータ内温度センサ９およびポンプ温度センサ４２）に基づいて、トルク指令の補正に用いる冷媒温度Ｔｏの精度を高めることにより、ロストルクＴｌｏｓｓの演算精度を向上することが好ましい。

【0048】

トルク指令補正部１０９は、温度演算部１１０により演算された液体冷媒２３の温度（冷媒温度）Ｔｏおよび速度演算部１０２により演算されたモータ２の回転速度ωｒに基づき、上位制御装置９０からのトルク指令Ｔ１＊を補正することで、補正後のトルク指令Ｔ２＊を生成する。補正後のトルク指令Ｔ２＊によって、電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊、電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊が演算され、インバータ３が制御される。つまり、本実施形態に係るモータ制御装置１００は、演算された液体冷媒２３の温度Ｔｏと、演算されたモータ２の回転速度ωｒとに基づき、インバータ３を制御することによりモータ２のトルクを制御する。

【0049】

本実施形態に係るモータ２の回転速度と、流体摩擦損との相関関係について説明する。流体摩擦損は、流体である液体冷媒２３と、回転体である回転子２４との接触面により発生する。本願発明者らは、実験や解析によって回転子２４と固定子２２を液体冷媒２３に全て浸すモータ２における流体摩擦損を分析した。その結果、流体摩擦損（ロストルク）Ｗは、回転二重円筒の攪拌損失の半実験式であるＶｒａｎｃｉｋの式を用いて、以下の式（１）～式（３）で表されることが分かった。

【0050】

【数1】

【0051】

【数2】

【0052】

【数3】

【0053】

ここで、ρは液体冷媒２３の密度、Ｒは回転子２４の半径（図２参照）、ωは回転子２４の回転角速度、Ｌは回転子２４の軸長（図２参照）、Ｃｄは抵抗係数、Ｒｅは回転レイノルズ数、ｔは回転子２４と固定子２２との間の隙間の長さであるギャップ長、νは液体冷媒２３の温度により定まる動粘度である。流体摩擦損（ロストルク）Ｗは、式（１）より回転子２４の回転角速度ωの３乗に比例することが分かる。

【0054】

図４は、モータ２の回転速度と、ロストルクとの相関関係について示す図である。図４において、横軸はモータ２の回転速度を示し、縦軸はロストルク（流体摩擦損）を示している。なお、図４では、所定の回転速度および上記所定の回転速度における所定のロストルクをそれぞれ基準（１００％）として示している。図４に示す相関関係は、解析により取得したロストルクＴｌｏｓｓを実測から補正することにより得られる。なお、モータ２の回転速度とロストルクの相関関係は、解析のみもしくは実測のみによって得ることもできる。図４に示すように、ロストルクは、モータ２の回転速度の上昇に伴って増加している。

【0055】

なお、ロストルクは、液体冷媒２３の温度によっても変化する。図５は、液体冷媒２３の温度と、ロストルクとの相関関係について示す図である。図５において、横軸は液体冷媒２３の温度を示し、縦軸はロストルク（流体摩擦損）を示している。図５では、モータ２の回転速度が第１速度ωｒ１のときと、第１速度ωｒ１よりも大きい第２速度ωｒ２のときのロストルクの温度依存性について示している。なお、図５では、モータ２の回転速度が第１速度ωｒであり、液体冷媒２３の温度が０℃であるときのロストルクを基準（１００％）として、ロストルクの温度依存性を示している。図５に示すように、ロストルクは、液体冷媒２３の温度の上昇に伴って低下している。

【0056】

図６は、液体冷媒２３が第１温度Ｔｏ１、第２温度Ｔｏ２および第３温度Ｔｏ３であるときのモータ２の回転速度とロストルクとの相関関係を示す図である。図６において、横軸はモータ２の回転速度を示し、縦軸はロストルク（流体摩擦損）を示している。第１温度Ｔｏ１は０℃、第２温度Ｔｏ２は３０℃、第３温度Ｔｏ３は１００℃である。図６に示すように、ロストルク（流体摩擦損）は、モータ２の回転速度の上昇、および液体冷媒２３の温度の低下に伴って増加している。

【0057】

本実施形態では、図６に示す相関関係に基づき、ロストルクテーブル１０９ａ（図７参照）が予め定められ、モータ制御装置１００の不揮発性メモリに予め記憶されている。ロストルクテーブル１０９ａは、液体冷媒２３の温度と、モータ２の回転速度と、ロストルク（流体摩擦損）Ｔｌｏｓｓとの関係を規定する規定データである。

【0058】

図７は、トルク指令補正部１０９の詳細な機能ブロック図である。ロストルクテーブル１０９ａは、例えば、液体冷媒２３の温度ごとに、モータ２の回転速度ωｒとロストルクＴｌｏｓｓとの関係を規定する複数のテーブルが含まれる。なお、ロストルクＴｌｏｓｓは、式（１）により得られるロストルクＷを単位換算することにより求められ、モータ２の回転速度は、式（１）の回転子２４の回転角速度に相当する。

【0059】

図７に示すように、トルク指令補正部１０９は、ロストルクテーブル１０９ａを参照し、温度演算部１１０により演算された液体冷媒２３の温度Ｔｏと、速度演算部１０２により演算されたモータ２の回転速度ωｒとに基づき、液体冷媒２３に浸されている回転子２４の回転により発生する流体摩擦損であるロストルクＴｌｏｓｓを演算する。

【0060】

トルク指令補正部１０９は、演算されたロストルクＴｌｏｓｓを補正値としてトルク指令Ｔ１＊に加算する補正を行い、補正後のトルク指令Ｔ２＊を演算する（Ｔ２＊＝Ｔ１＊＋Ｔｌｏｓｓ）。上述したように、電流指令生成部１０１は、補正後のトルク指令Ｔ２＊に基づいて電流指令を生成する。つまり、本実施形態によれば、運転者のアクセル操作量に応じたトルク指令にロストルクＴｌｏｓｓが加味された補正後のトルク指令Ｔ２＊に基づき電流指令が生成され、ロストルクＴｌｏｓｓ分が補償されたモータトルクが出力される。

【0061】

モータ制御装置１００は、図７に示すロストルクテーブル１０９ａを用いることにより、液体冷媒２３の温度Ｔｏが上昇するほどモータ２のトルクが小さくなるように、かつ、モータ２の回転速度が増加するほどモータ２のトルクが大きくなるように、インバータ３を制御する。モータ２のトルクが液体冷媒２３の温度Ｔｏとモータ２の回転速度ωｒに応じて適切に制御されるため、液体冷媒２３の温度とモータ２の回転速度に関わらず、運転者の操作性を良好なものとすることができる。

【0062】

上述した実施形態によれば、次の作用効果を奏する。

【0063】

（１）モータシステム１は、固定子２２と回転子２４が液体冷媒２３に浸されたモータ２と、高圧バッテリ（電源装置）５からの直流電力を交流電力に変換してモータ２に供給するインバータ３と、インバータ３を制御することによりモータ２の駆動を制御するモータ制御装置（制御装置）１００と、を備える。モータ制御装置１００は、液体冷媒２３の温度Ｔｏ、およびモータ２の回転速度ωｒを演算し、演算された液体冷媒２３の温度Ｔｏと、演算されたモータ２の回転速度ωｒとに基づき、モータ２のトルクを制御する。

【0064】

この構成によれば、液体冷媒２３に浸された回転子２４の回転により発生する流体摩擦損を適切に補償することができる。

【0065】

（２）モータ制御装置１００は、液体冷媒２３の温度Ｔｏとモータ２の回転速度ωｒとに基づき、液体冷媒２３に浸されている回転子２４の回転により発生するロストルク（流体摩擦損）Ｔｌｏｓｓを演算し、演算されたロストルク（流体摩擦損）Ｔｌｏｓｓを補正値としてアクセル操作量に応じたトルク指令Ｔ１＊に加算する補正を行う。モータ制御装置１００は、補正後のトルク指令Ｔ２＊に基づき、インバータ３を制御する。

【0066】

ロストルク（流体摩擦損）Ｔｌｏｓｓは、例えば、実験や解析等により得られたロストルクテーブル（規定データ）１０９ａを用いて演算されるため、ロストルク（流体摩擦損）を適切に補償したトルクが出力される。これにより、液体冷媒２３の温度とモータ２の回転速度が変化した場合において、運転者の操作性に違和感が生じることを防止できる。つまり、本実施形態によれば、液体冷媒２３の温度とモータ２の回転速度に関わらず、運転者の操作性を良好なものとすることができる。

【0067】

モータシステム１は、モータ２の内部に設けられるモータ内温度センサ９と、モータ２の外部に設けられるポンプ温度センサ（モータ外温度センサ）４２と、を備える。モータ制御装置１００は、モータ内温度センサ９の検出結果と、ポンプ温度センサ４２の検出結果と、に基づき、液体冷媒の温度Ｔｏを演算する。

【0068】

この構成によれば、モータ内温度センサ９およびポンプ温度センサ４２の一方のみの検出結果に基づき、トルク指令の補正に用いる液体冷媒２３の温度Ｔｏを演算する構成に比べて、精度よくトルク指令を補正することができる。また、モータ内温度センサ９およびポンプ温度センサ４２のうちの一方の温度センサにおいて故障等の異常が発生している場合、他方の温度センサの検出結果に基づきトルク指令の補正を行うことができる。

【0069】

＜第２実施形態＞
図８および図９を参照して、本発明の第２実施形態に係るモータシステム１について説明する。なお、第１実施形態で説明した構成と同一もしくは相当する構成には同一の参照記号を付し、相違点を主に説明する。

【0070】

液体冷媒２３は、温度が低くなるほど粘度が高くなり、ロストルクが大きくなり、エネルギー効率が悪化する。そこで、本実施形態では、寒冷地で走行する車両や冬季に走行する車両において、走行開始前に液体冷媒２３の温度を上昇させ、車両の走行時のロストルクの低減を図っている。以下、詳しく説明する。

【0071】

図８は、第２実施形態に係るモータシステム１のモータ制御装置１００により実行される温度上昇運転フラグの設定制御の内容の一例について示すフローチャートである。図８のフローチャートに示す処理は、イグニッションスイッチ（不図示）がオンされることにより開始され、所定の制御周期で繰り返し実行される。

【0072】

ステップＳ１００において、モータ制御装置１００は、温度センサ９，４２からの信号に基づき冷媒温度Ｔｏを演算し、回転位置検出器８からの信号に基づきモータ２の回転速度ωｒを演算して、処理をステップＳ１１０に進める。

【0073】

ステップＳ１１０において、モータ制御装置１００は、ステップＳ１００で演算された冷媒温度Ｔｏが温度閾値Ｔｏｔ未満であるか否かを判定する。温度閾値Ｔｏｔは、予め定められ、モータ制御装置１００の不揮発性メモリに記憶されている。ステップＳ１１０において、冷媒温度Ｔｏが温度閾値Ｔｏｔ未満であると判定されると、処理がステップＳ１２０に進む。ステップＳ１１０において、冷媒温度Ｔｏが温度閾値Ｔｏｔ以上であると判定されると、処理がステップＳ１４０に進む。

【0074】

ステップＳ１２０において、モータ制御装置１００は、ステップＳ１１０で演算されたモータ２の回転速度ωｒが速度閾値ωｒｔ未満であるか否かを判定する。速度閾値ωｒｔは、予め定められ、モータ制御装置１００の不揮発性メモリに記憶されている。ステップＳ１２０において、モータ２の回転速度ωｒが速度閾値ωｒｔ未満であると判定されると、処理がステップＳ１３０に進む。ステップＳ１２０において、モータ２の回転速度ωｒが速度閾値ωｒｔ以上であると判定されると、処理がステップＳ１４０に進む。

【0075】

ステップＳ１３０において、モータ制御装置１００は、温度上昇運転フラグをオンにして、本制御周期における図８のフローチャートの処理を終了する。ステップＳ１４０において、モータ制御装置１００は、温度上昇運転フラグをオフして、本制御周期における図８のフローチャートの処理を終了する。

【0076】

図９を参照して温度上昇運転の内容の一例を説明する。モータで発生する損失は大きく分けて銅損、鉄損、機械損がある。本実施形態では、同一トルク・同一回転速度の条件で、銅損を増やす方法として、ｄ軸電流を制御する方法を採用する。

【0077】

温度上昇運転フラグがオフの場合、モータ制御装置１００は、通常運転を行う。図９の左図は、通常運転において、電流指令生成部１０１により演算されるｄ軸電流指令Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令Ｉｑ＊を示すベクトル図である。通常運転において、電流指令生成部１０１は、第１実施形態で説明したように、電流指令マップ等を用いて補正後のトルク指令Ｔ２＊とバッテリ電圧Ｅに基づき、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令Ｉｑ＊を演算する。

【0078】

温度上昇運転フラグがオンの場合、モータ制御装置１００は、温度上昇運転を行う。図９の右図は、温度上昇運転において、電流指令生成部１０１により演算されるｄ軸電流指令Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令Ｉｑ＊を示すベクトル図である。電流指令生成部１０１は、通常運転の際と同様にｄ軸電流指令Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令Ｉｑ＊を演算し、さらにｄ軸電流指令Ｉｄ＊を増加させる補正を行う。例えば、通常運転時と同様に演算されたｄ軸電流指令Ｉｄ＊に予め定められた１よりも大きい補正係数を乗じることにより、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊を補正する。なお、補正方法はこれに限らず、通常運転時と同様に演算されたｄ軸電流指令Ｉｄ＊に予め定められた補正値を加算することにより、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊を補正してもよい。

【0079】

したがって、温度上昇運転では、ｄ軸電流値Ｉｄが負方向に増加し、電流振幅|Ｉ|が増加する。銅損は、電流に比例して増加するため、液体冷媒２３の温度を上昇させることができる。例えば、寒冷地あるいは冬季において、車両を起動するためにイグニッションスイッチがオンされると、温度上昇運転が開始され、液体冷媒２３の温度を上昇させることができる。冷媒温度Ｔｏが上昇し温度閾値Ｔｏｔ以上になると、温度上昇運転が停止し、通常運転が実行される。つまり、本実施形態では、車両の走行開始前に液体冷媒の温度を上昇させ、走行の際のロストルク（流体摩擦損）Ｔｌｏｓｓを低減することができる。

【0080】

このように、第２実施形態に係るモータ制御装置１００は、液体冷媒２３の温度Ｔｏが、予め定められた温度閾値（所定温度）Ｔｏｔよりも低いときには、液体冷媒２３の温度Ｔｏが温度閾値（所定温度）Ｔｏｔよりも高いときに比べてモータ２のｄ軸電流をモータ２に定められた電流定格の範囲内で増大させる。

【0081】

このような第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果に加え、寒冷地あるいは冬季における車両の走行開始前に液体冷媒２３の温度を上昇させ、車両の走行時のエネルギー損失を低減することができる。車両がハイブリッド車両の場合には、燃費消費を低減し、ＣＯ２の排出量を低減することができる。

【0082】

＜第２実施形態の変形例＞
液体冷媒２３の温度を上昇させる方法は、ｄ軸電流を増加させる方法に限定されない。例えば、モータ制御装置１００は、液体冷媒２３の温度Ｔｏが、予め定められた温度閾値（所定温度）Ｔｏｔよりも低いときには、液体冷媒２３の温度Ｔｏが温度閾値（所定温度）Ｔｏｔよりも高いときに比べて高い回転速度でモータ２を回転させてもよい。

【0083】

温度上昇運転において、モータ２を通常運転時よりも高速で回転させ、鉄損、機械損および流体摩擦損を増加させることにより、液体冷媒２３の温度を上昇させることができる。その結果、第２実施形態で説明した作用効果を得ることができる。なお、本変形例では、図８のステップＳ１２０の処理は省略される。

【0084】

また、モータ制御装置１００は、本変形例で説明したモータ２の高速回転制御と、第２実施形態で説明したｄ軸電流指令の増加補正制御の双方を同時に実行してもよい。

【0085】

しかしながら、モータ２の高速回転制御と、ｄ軸電流指令の増加補正制御の双方を同時に実行する場合、冷媒温度が急激に上昇して正常な温度範囲を逸脱してしまうおそれがある。このため、第２実施形態で説明したように、モータ２が低速で回転しているときに限り、ｄ軸電流指令の増加補正制御を実行することが好ましい。これにより、冷媒温度の急激な上昇を防止することができる。

【0086】

＜第３実施形態＞
図１０～図１２を参照して、本発明の第３実施形態に係るモータシステム１について説明する。なお、第１実施形態で説明した構成と同一もしくは相当する構成には同一の参照記号を付し、相違点を主に説明する。第３実施形態では、モータ２とインバータ３とが単一の冷却システム４０Ｃに組み込まれており、液体冷媒２３がモータ２だけでなく、インバータ３にも供給される。

【0087】

図１０は、第３実施形態に係る冷却システム４０Ｃの構成を示す図である。インバータ３は、インバータ３内に液体冷媒２３を取り入れるインバータ冷媒入口３６と、液体冷媒２３が流れるインバータ内流路（不図示）と、インバータ内流路を流れた液体冷媒２３をインバータ３から取り出すインバータ冷媒出口３７と、を有する。

【0088】

冷却システム４０Ｃは、ポンプ４１と、ポンプ４１の吐出口とインバータ冷媒入口３６とを接続する供給配管２８ａ１と、インバータ冷媒出口３７とモータ冷媒入口２６とを接続する供給配管２８ａ２と、モータ冷媒出口２７とポンプ４１の吸込み口とを接続する戻り配管２８ｂと、液体冷媒２３を冷却する熱交換器（不図示）と、を含む。熱交換器は、例えば、戻り配管２８ｂに設けられる。

【0089】

液体冷媒２３は、冷却システム４０Ｃを循環する。ポンプ４１から吐出された液体冷媒２３は供給配管２８ａ１を通じてインバータ内流路に供給される。インバータ冷媒入口３６からインバータ内流路に供給された液体冷媒２３は、パワーモジュール（不図示）を直接冷却し、インバータ冷媒出口３７から排出される。これにより、インバータ３の出力増大を図ることができる。

【0090】

ポンプ４１から吐出されインバータ内流路（不図示）に供給された液体冷媒２３は、供給配管２８ａ２を通じてモータ内流路に供給され、回転子２４および固定子２２を直接冷却し、モータ冷媒出口２７から排出される。モータ冷媒出口２７から排出された液体冷媒２３は、熱交換器（不図示）で冷却され、ポンプ４１によって吐出され、再び、インバータ３内に供給される。

【0091】

第１実施形態と同様、回転子２４および固定子２２は、液体冷媒２３により直接冷却されるため、モータ２の出力増大を図ることが可能となる。なお、本実施形態では、インバータ３を冷却した液体冷媒２３がモータ２に供給され、モータ２を冷却する構成である。つまり、モータ２の固定子２２および回転子２４を冷却する液体冷媒２３は、インバータ３の冷却にも用いられる。

【0092】

本実施形態によれば、インバータ３およびモータ２の冷却系統を共通化できるため、インバータ３の冷却系統とモータ２の冷却系統がそれぞれ個別に設けられる場合に比べて、冷却系統の小型化が可能となり、モータシステム１を小型化できる。

【0093】

なお、図１０に示す冷却システム４０Ｃでは、ポンプ４１から吐出された液体冷媒２３がインバータ３、モータ２の順に流れる構成とされているが、冷却システム４０Ｃの構成はこれに限定されない。冷却システム４０Ｃは、ポンプ４１から吐出された液体冷媒２３がモータ２、インバータ３の順に流れる構成とされていてもよい。

【0094】

また、図１０に示す冷却システム４０Ｃでは、モータ２とインバータ３とを配管２８ａ２，２８ｂにより接続する例について説明したが、モータ内流路とインバータ内流路とを配管を介さずに連通させてもよい。例えば、モータ２のハウジング２１とインバータ３のハウジングとは、ボルト、ナット等の締結部材によって締結されることにより一体化されていてもよい。モータ２とインバータ３のハウジングは、一体成型により形成されていてもよい。

【0095】

本第３実施形態では、モータ２とインバータ３の液体冷媒２３が共通化されている。このため、モータ内温度センサ９およびポンプ温度センサ４２の検出結果だけでなく、インバータ内温度センサ３４の検出結果に基づいて、トルク指令の補正に用いる冷媒温度Ｔｏを演算することができる。インバータ内温度センサ３４は、パワーモジュールが配置される液体冷媒２３の流路上に設けられ、パワーモジュール近傍の液体冷媒２３の温度を検出する。

【0096】

第１実施形態で説明したように、液体冷媒２３の低温時には、液体冷媒２３の冷媒温度Ｔｏの１［Ｋ］の誤差が、５［％］から１０［％］程度のロストルクＴｌｏｓｓの誤差を生む。このため、複数の温度センサに基づいて、トルク指令の補正に用いる冷媒温度の精度を高めることにより、ロストルクの演算精度を向上することが好ましい。

【0097】

本第３実施形態において、温度演算部１１０は、モータ内温度センサ９、ポンプ温度センサ４２、およびインバータ内温度センサ３４の検出結果に基づき、トルク指令の補正に用いる冷媒温度Ｔｏを演算する。

【0098】

温度演算部１１０は、モータ内温度センサ９からの検出信号Ｔｍｓに基づきモータ内冷媒温度Ｔｍを演算し、ポンプ温度センサ４２からの検出信号Ｔｐｓに基づきポンプ冷媒温度Ｔｐを演算し、インバータ内温度センサ３４からの検出信号に基づきインバータ内冷媒温度Ｔｉを演算する。

【0099】

温度演算部１１０は、運転者によりイグニッションスイッチがオンされ、車両が起動した際に、冷媒温度Ｔｍ，Ｔｐ，Ｔｉが正常範囲内の値であるか否かを判定する。モータ内冷媒温度Ｔｍ、ポンプ冷媒温度Ｔｐ、およびインバータ内冷媒温度Ｔｉの全てが正常範囲内の値である場合、温度演算部１１０は、モータ内冷媒温度Ｔｍ、ポンプ冷媒温度Ｔｐ、およびインバータ内冷媒温度Ｔｉの平均値（単純平均値あるいは加重平均値）を、トルク指令の補正に用いる冷媒温度Ｔｏとして演算する。モータ内冷媒温度Ｔｍ、ポンプ冷媒温度Ｔｐ、およびインバータ内冷媒温度Ｔｉの一つが正常範囲外の値である場合、残りの正常範囲内の値である冷媒温度の平均値（単純平均値あるいは加重平均値）を、トルク指令の補正に用いる冷媒温度Ｔｏとして演算する。

【0100】

また、温度演算部１１０は、冷媒温度Ｔｍ，Ｔｐ，Ｔｉのうち、一の冷媒温度のみが他の二つの冷媒温度に対して大きく乖離している場合、その一の冷媒温度を検出した温度センサの校正を行ってもよい。例えば、イグニッションスイッチがオンされたときの冷媒温度Ｔｍが、Ｔｐ，Ｔｉの平均値に対して所定値以上の差が生じている場合、冷媒温度Ｔｍを冷媒温度Ｔｐ，Ｔｉの平均値に基づき補正してもよい。これにより、経年劣化により温度センサの検出温度が実温度から乖離している場合に、経年劣化している温度センサにより検出された温度を正常な状態に復帰させ、その温度センサの検出結果に基づく各種制御の精度を回復することができる。

【0101】

このように、本第３実施形態に係るモータ制御装置１００は、モータ内温度センサ９の検出結果と、インバータ内温度センサ３４の検出結果と、モータ２およびインバータ３の外部に設けられるポンプ温度センサ（モータ外温度センサ）４２の検出結果と、に基づき、液体冷媒２３の温度Ｔｏを演算する。この構成によれば、ロストルクＴｌｏｓｓの演算精度をより向上することができる。

【0102】

さらに、本第３実施形態に係るモータ制御装置１００は、第１実施形態と同様、液体冷媒２３の温度Ｔｏとモータ２の回転速度ωｒとに基づき、液体冷媒２３に浸されている回転子２４の回転により発生するロストルク（流体摩擦損）Ｔｌｏｓｓを演算し、演算されたロストルクＴｌｏｓｓを補正値としてアクセル操作量に応じたトルク指令Ｔ１＊に加算する補正を行い、補正後のトルク指令Ｔ２＊に基づき、インバータ３を制御する。この構成によれば、液体冷媒２３に浸された回転子２４の回転により発生する流体摩擦損をより適切に補償することができる。

【0103】

＜第３実施形態の変形例１＞
第３実施形態の構成において、第２実施形態および第２実施形態の変形例で説明した液体冷媒２３の温度を上昇させる制御を実行してもよい。つまり、第３実施形態の構成において、モータ制御装置１００は、車両の走行開始前に液体冷媒２３の温度を上昇させ、車両の走行時のロストルクの低減を図ってもよい。例えば、第３実施形態に係るモータ制御装置１００は、冷媒温度Ｔｏが温度閾値Ｔｏｔ未満であり、かつ、モータ２の回転速度ωｒが速度閾値ωｒｔ未満である場合に、ｄ軸電流指令の増加補正制御を実行してもよい（図８、図９参照）。また、第３実施形態に係るモータ制御装置１００は、冷媒温度Ｔｏが温度閾値Ｔｏｔ未満であるときに、モータ２の高速回転制御、およびｄ軸電流指令の増加補正制御のうちの一方または双方を実行してもよい。

【0104】

さらに、第３実施形態では、モータ２とインバータ３の液体冷媒２３が共通化されているため、インバータ３で意図的に損失を発生させることにより、液体冷媒２３の温度を上昇させて、走行時の流体摩擦損（ロストルク）を低減させてもよい。

【0105】

モータ制御装置１００は、イグニッションスイッチ（不図示）がオンされると、温度上昇運転フラグの設定制御を実行する。温度上昇運転フラグがオフの場合、モータ制御装置１００は、通常運転を行う。温度上昇運転フラグがオンの場合、モータ制御装置１００は、インバータ３のスイッチング周波数を通常運転時よりも上昇させる、あるいは、インバータ３のスイッチング周波数を通常運転時よりも減少させる。これにより、走行開始前に、歪電流増大による磁石渦電流損失を意図的に増加させて、液体冷媒２３の温度を上昇させることができ、走行時の流体摩擦損（ロストルク）を低減することができる。

【0106】

＜第３実施形態の変形例２＞
モータ制御装置１００は、モータ内温度センサ９およびインバータ内温度センサ３４の双方の検出結果に基づいて、トルク指令の補正に用いる冷媒温度Ｔｏを演算してもよい。この場合、ポンプ温度センサ４２を省略することができる。

【0107】

図１１および図１２を参照して、ポンプ温度センサ４２が省略されている第３実施形態の変形例２に係るモータシステム１について説明する。本変形例に係るモータシステム１は、液体冷媒２３の温度を検出する複数の温度センサとして、モータ内温度センサ９とインバータ内温度センサ３４の双方を備えている。

【0108】

図１１は、所定のトルクおよび所定のモータ回転速度でのインバータ損失の値を基準（１．０）として、インバータ損失を規格化して示した表である。図１２は、所定のトルクおよび所定のモータ回転速度でのモータの電気的損失を基準（１．０）として、銅損および鉄損などのモータの電気的損失を規格化して示した表である。図１１および図１２では、横軸がトルクを示し、縦軸がモータ２の回転速度を示している。

【0109】

図１１および図１２に示すように、インバータ損失およびモータ２の電気的損失は、それぞれ電流依存性（トルク依存性）がある。一方、モータ２の回転速度は、インバータ損失への影響がほぼないのに対し（図１１参照）、モータ２の電気的損失には大きな影響がある（図１２参照）。例えば、図１１に示すように、トルク指令が所定値未満のゼロトルク（＝ゼロ電流）領域では、モータ２の回転速度に関わらず、インバータ損失がほぼゼロである。これに対して、図１２に示すように、モータ２の電気的損失は、ゼロトルク（＝ゼロ電流）領域でもモータ２の回転速度が上がるにつれ大きくなる。

【0110】

ゼロトルク（＝ゼロ電流）領域では、モータ２の回転速度に関わらず、インバータ損失がほぼゼロであるため、インバータ内温度センサ（感温ダイオード）３４の検出結果に基づき演算された冷媒温度Ｔｏを用いることで、トルク指令の補正を精度よく行うことができる。

【0111】

インバータ内温度センサ（感温ダイオード）３４の熱時定数はｍｓオーダーである。ゼロトルク（＝ゼロ電流）領域は、モード走行（例えば、ＪＣ０８モード、ＷＬＴＣモード）や惰行走行で多く存在する。

【0112】

モータ制御装置１００は、トルク指令Ｔ１＊がゼロトルク領域にあるか否かを判定する。モータ制御装置１００は、トルク指令Ｔ１＊がゼロトルク領域にあると判定されているとき、すなわちトルク指令Ｔ１＊が所定値Ｔ１ｔよりも小さいときには、複数の温度センサのうちインバータ内温度センサ３４の検出結果のみに基づいて、液体冷媒２３の温度Ｔｏを演算する。モータ制御装置１００は、トルク指令Ｔ１＊がゼロトルク領域にないと判定されているとき、すなわちトルク指令Ｔ１＊が上記所定値Ｔ１ｔよりも大きいときには、複数の温度センサのうちインバータ内温度センサ３４以外の少なくとも一つの検出結果に基づいて、液体冷媒２３の温度を演算する。例えば、モータ制御装置１００は、トルク指令Ｔ１＊がゼロトルク領域にないと判定されているときには、モータ内温度センサ９により検出された温度とインバータ内温度センサ３４により検出された温度の平均値を、液体冷媒２３の温度Ｔｏとして演算する。

【0113】

この構成によれば、モード走行や惰行走行において、トルク指令Ｔ１＊がゼロトルク領域にある場合に、インバータ内温度センサ３４の検出結果のみに基づいて液体冷媒２３の温度Ｔｏが演算されるため、液体冷媒２３の温度Ｔｏの演算精度を向上することができる。その結果、トルク指令がゼロトルク領域にあるときのロストルクＴｌｏｓｓの補償をより適切に行うことができる。

【0114】

なお、インバータ内温度センサ３４を用いずに、インバータ損失に基づき液体冷媒２３の温度を推定してもよい。この場合、モータ制御装置１００は、バッテリ電圧Ｅ、直流電圧を交流電圧に変換する割合である変調率、電流、およびスイッチング周波数に基づいて、インバータ損失を演算する。モータ制御装置１００は、演算したインバータ損失に基づいて、液体冷媒２３の温度を演算する。

【0115】

＜第４実施形態＞
図１３を参照して、本発明の第４実施形態に係るハイブリッドシステム１０Ｄについて説明する。なお、第１実施形態で説明した構成と同一もしくは相当する構成には同一の参照記号を付し、相違点を主に説明する。図１３は、本発明の第４実施形態に係るハイブリッドシステム１０Ｄの全体構成図である。

【0116】

図１３に示すように、ハイブリッドシステム１０Ｄは、モータシステム（第１のモータシステム）１Ｄと、発電システム（第２のモータシステム）１Ｄａと、発電システム１Ｄａのモータ２ａに接続されるエンジンを含むエンジンシステム７２１と、を備えるシリーズハイブリッドシステムである。

【0117】

モータシステム１Ｄおよび発電システム１Ｄａは、第１実施形態で説明したモータシステム１と同様の構成を有している。すなわち、モータシステム１Ｄは、モータ２と、インバータ３と、回転位置検出器８と、モータ制御装置１００Ｄと、を含んで構成される。発電システム１Ｄａは、モータ２ａと、インバータ３ａと、回転位置検出器８ａと、モータ制御装置１００Ｄと、を含んで構成される。モータ制御装置１００Ｄは、モータシステム１Ｄおよび発電システム１Ｄａにおいて共用される。

【0118】

発電システム１Ｄａのインバータ３ａは、モータシステム１Ｄのインバータ３と同様、高圧バッテリ５からの直流電力を交流電力に変換してモータ２ａに供給する。インバータ３ａは、モータシステム１Ｄのインバータ３と同様、インバータ回路３１ａ、ＰＷＭ信号駆動回路３２ａおよび平滑キャパシタ３３ａを有する。

【0119】

モータ２ａには、モータ２ａの回転子２４の回転位置θを検出するための回転位置センサ８１ａが取り付けられている。回転位置検出器８ａは、回転位置センサ８１ａからの入力信号に基づき回転位置θを演算し、演算結果をモータ制御装置１００Ｄに出力する。

【0120】

エンジンシステム７２１は、モータ２ａに機械的に接続されるエンジンを有している。エンジンシステム７２１のエンジンは、エンジン制御装置７２２により制御され、モータ２を回転駆動させる。モータ２ａは、エンジンシステム７２１により回転駆動されることで発電機として動作し、交流電力を発生する。モータ２ａが発生した交流電力は、インバータ３ａにより直流電力に変換され、高圧バッテリ５に充電される。

【0121】

なお、図１３には図示しないが、モータシステム１Ｄおよび発電システム１Ｄａは、第１実施形態および第２実施形態と同様、それぞれ冷却システム４０と、冷却システム４０の供給配管２８ａ内の液体冷媒２３の温度を検出するポンプ温度センサ４２と、モータ２の内部に設けられモータ２内の液体冷媒２３の温度を検出するモータ内温度センサ９と、を有している（図１参照）。

【0122】

また、モータシステム１Ｄおよび発電システム１Ｄａは、それぞれ第３実施形態で説明した冷却システム４０Ｃを備えていてもよい（図１０参照）。さらに、モータシステム１Ｄおよび発電システム１Ｄａの冷却システムは、液体冷媒２３を共通化し、ポンプと熱交換器を共用してもよい。モータ制御装置１００Ｄは、第１～第３実施形態と同様、モータシステム１Ｄの液体冷媒２３の温度と、モータ２の回転速度とに基づき、トルク指令Ｔ１＊を補正し、補正後のトルク指令Ｔ２＊に基づき、インバータ３を制御する。同様に、モータ制御装置１００Ｄは、発電システム１Ｄａの液体冷媒２３の温度と、モータ２ａの回転速度とに基づき、トルク指令Ｔ１ａ＊を補正し、補正後のトルク指令Ｔ２ａ＊に基づき、インバータ３ａを制御する。

【0123】

この構成では、モータシステム１Ｄのモータ２の流体摩擦損が適切に補償され、運転者のアクセル操作量に応じたトルクがモータ２から出力されることになる。これにより、液体冷媒２３の温度とモータ２の回転速度に関わらず、運転者の操作性を良好なものとすることができる。

【0124】

また、発電システム１Ｄａのモータ２ａの流体摩擦損が適切に補償され、上位制御装置９０（図１３において不図示、図１参照）から要求される電力を発電機としてのモータ２ａによって適切に発生することができる。なお、液体冷媒２３が低温であるときに、モータ制御装置１００Ｄが発電機としてのモータ２ａを高速で回転させることにより、電流指令を印加することなく流体摩擦損によって高効率に液体冷媒２３の温度を上昇させることができる。例えば、走行前に、発電システム１Ｄａの冷却システムの液体冷媒２３の温度を上昇させることにより、走行中、発電システム１Ｄａで発生する流体摩擦損（ロストルク）を低減することができる。その結果、発電システム１Ｄａの発電効率を向上することができ、燃費を向上することができる。また、ＣＯ２の排出量を低減することができる。

【0125】

＜第５実施形態＞
図１４を参照して、本発明の第５実施形態に係る機電一体ユニット７１について説明する。なお、第１実施形態で説明した構成と同一もしくは相当する構成には同一の参照記号を付し、相違点を主に説明する。

【0126】

図１４は、第５実施形態に係る機電一体ユニット７１の外観斜視図である。図１４では、ギヤ（ギヤユニット）７１１のハウジング７１４のみを図示し、ハウジング７１４内に収容される変速用の歯車群の図示は省略している。機電一体ユニット７１は、第１実施形態で説明したモータシステム１を含んで構成される。図１４に示すように、モータ２とインバータ３はバスバー７１２を介して結合部７１３で接続される。モータ２の出力は、ハウジング７１４内に収容される変速用の歯車群（不図示）を介しディファレンシャルギヤ（不図示）に伝達され、ディファレンシャルギヤから車軸に伝達される。なお、モータ制御装置１００は、図１４において図示は省略されているが、任意の位置に配置することができる。

【0127】

機電一体ユニット７１は、モータ２、インバータ３、およびモータ２の出力を伝達するギヤ７１１が一体的に結合された一体構造体である。例えば、モータ２のハウジング２１とインバータ３のハウジング３９とギヤ７１１のハウジング７１４とは、締結部材により一体的に結合されている。なお、モータ２のハウジング２１とインバータ３のハウジング３９とは、一体成型により形成されていてもよい。

【0128】

これにより、モータ２、インバータ３およびギヤ７１１の車両への取付性が向上する。また、本実施形態では、モータ２のハウジング２１の内部空間と、インバータ３のハウジング３９の内部空間と、ギヤ７１１のハウジング７１４の内部空間とが連通されている。つまり、モータ２とインバータ３とギヤ７１１を冷却する液体冷媒２３が共通化されている。モータ２、インバータ３およびギヤ７１１を一体的に結合することにより、冷却システム４０の配管を短くすることができる。

【0129】

ギヤ７１１を構成する変速用の歯車群（不図示）は、液体冷媒２３に浸されている。このため、本実施形態では、歯車群の回転（以下、ギヤ７１１の回転とも記す）に伴う流体摩擦損が発生する。モータ制御装置１００は、第１実施形態と同様、液体冷媒２３の温度と、モータ２の回転速度とに基づいて、モータ２の回転に伴う流体摩擦損（ロストルク）を第１補正値として演算する。さらに、モータ制御装置１００は、液体冷媒２３の温度に基づいて、ギヤの回転に伴う流体摩擦損（ロストルク）を第２補正値として演算する。なお、モータ制御装置１００は、液体冷媒２３の温度だけでなく、モータ２の回転速度を加味して第２補正値を演算してもよい。モータ制御装置１００は、上位制御装置９０からのトルク指令Ｔ１＊に、第１補正値および第２補正値を加算し、補正後のトルク指令Ｔ２＊を演算する。

【0130】

この構成によれば、変速用のギヤを備える車両において、液体冷媒２３に浸されたモータ２の回転子２４およびギヤの回転により発生する流体摩擦損を適切に補償することができる。これにより、機電一体ユニット７１は、運転者のアクセル操作量に応じた適切なトルクを車軸に出力することができる。

【0131】

なお、第１実施形態で説明したモータシステム１を含む機電一体ユニット７１について説明したが、本発明はこれに限定されない。機電一体ユニット７１は、第２～第４実施形態で説明したモータシステム１，１Ｄを含む構成でもよい。

【0132】

＜第６実施形態＞
図１５を参照して、本発明の第６実施形態に係る電動車両システム８０１について説明する。なお、第１実施形態で説明した構成と同一もしくは相当する構成には同一の参照記号を付し、相違点を主に説明する。

【0133】

図１５は、本発明の第６実施形態に係る電動車両システム８０１を備えた車両８００の構成図である。図１５に示すように、車両８００は、第１実施形態で説明したモータ２をモータ／ジェネレータとして適用したパワートレインを有している。車両８００は、エンジン８１０およびモータ２の回転駆動力を用いて走行する。

【0134】

車両８００のフロント部には、前輪車軸８１３が回転可能に軸支されており、前輪車軸８１３の両端には、前輪（車輪）８０２，８０３が設けられている。車両８００のリア部には、後輪車軸８０４が回転可能に軸支されており、後輪車軸８０４の両端には後輪（車輪）８０５，８０６が設けられている。

【0135】

前輪車軸８１３の中央部には、動力分配機構であるディファレンシャルギヤ８１１が設けられている。ディファレンシャルギヤ８１１は、エンジン８１０から変速機８１２を介して伝達された回転駆動力を左右の前輪車軸８１３に分配する。

【0136】

エンジン８１０のクランクシャフトにはプーリーａが設けられ、モータ２の回転軸にはプーリーｂが設けられ、プーリーａおよびプーリーｂがベルトを介して機械的に連結されている。これにより、モータ２の回転駆動力がエンジン８１０に、エンジン８１０の回転駆動力がモータ２にそれぞれ伝達できるようになっている。モータ２の回転子２４は、インバータ３によって制御された三相交流電力が電機子コイルに供給されることによって回転する。モータ２は、インバータ３によって制御された三相交流電力に応じた回転駆動力を発生する。

【0137】

すなわち、モータ２は、インバータ３によって制御されて電動機として動作する一方、エンジン８１０の回転駆動力を受けて回転子２４が回転することによって、固定子コイル２２ｂに起電力が誘起され、三相交流電力を発生する発電機として動作する。

【0138】

インバータ３は、高電圧（４２Ｖあるいは３００Ｖ）系電源である高圧バッテリ５から供給された直流電力を三相交流電力に変換する電力変換装置であり、運転指令値に従って回転子２４の磁極位置に応じた三相交流電流を制御する。

【0139】

モータ２によって発電された三相交流電力は、インバータ３によって直流電力に変換されて高圧バッテリ５を充電する。高圧バッテリ５は、ＤＣ－ＤＣコンバータ８２４を介して低圧バッテリ８２３に電気的に接続されている。低圧バッテリ８２３は、車両８００の低電圧（１４Ｖ）系電源を構成する。低圧バッテリ８２３は、エンジン８１０を初期始動（コールド始動）させるスタータ８２５、ラジオ、ライトなどの電源に用いられる。

【0140】

電動車両システム８０１は、モータシステム１Ｆと、上位制御装置９０と、エンジン制御装置７２２と、を備え、モータ２の回転駆動力を前輪（車輪）８０２，８０３に伝達する。モータシステム１Ｆは、モータ２と、インバータ３と、モータ制御装置１００と、を含む。上位制御装置９０およびエンジン制御装置７２２は、アイドルストップモードが設定されている場合において、車両８００が信号待ちなどの停車時にあるときには、エンジン８１０を停止させる（アイドリングストップ）。上位制御装置９０およびモータ制御装置１００は、エンジン８１０を再始動（ホット始動）させる時には、インバータ３でモータ２を駆動し、エンジン８１０を始動させる。

【0141】

なお、アイドルストップモードにおいて、高圧バッテリ５の充電量が不足している場合や、エンジン８１０が十分に温まっていない場合などにおいては、上位制御装置９０およびエンジン制御装置７２２は、エンジン８１０を停止せず駆動を継続する。車両８００は、エアコンのコンプレッサなど、エンジン８１０を駆動源としている補機類を備えている。アイドルストップ中においては、エンジン８１０が停止している。このため、上位制御装置９０およびモータ制御装置１００は、アイドリングストップ中においては、モータ２を駆動源として補機類を駆動する。

【0142】

モータ制御装置１００は、加速モードや高負荷運転モードが設定されている場合、モータ２を駆動させてエンジン８１０の駆動をアシストし、車両８００を走行させる。モータ制御装置１００は、高圧バッテリ５の充電が必要な充電モードが設定されている場合、モータ２を発電させて高圧バッテリ５を充電する。すなわち、電動車両システム８０１は、制動時や減速時などに回生を行う。

【0143】

電動車両システム８０１のモータシステム１Ｆは、第１実施形態で説明したモータシステム１と同様の機能を備えている。このため、本第６実施形態によれば、第１実施形態で説明した作用効果を得ることができる。なお、モータシステム１Ｆは、第２～第５実施形態で説明したモータシステムとしてもよい。これにより、本第６実施形態によれば、第２～第５実施形態で説明した作用効果を得ることができる。

【0144】

本実施形態に係る電動車両システム８０１は、プーリーａ，ｂ、エンジン８１０、変速機８１２、ディファレンシャルギヤ８１１、および前輪車軸８１３を含んで構成される動力伝達機構８２０を介して、モータ２の回転駆動力を前輪（車輪）８０２に伝達する構成である例について説明したが、動力伝達機構８２０の構成はこれに限定されない。例えば、車両が、エンジン８１０を備えていない純粋な電気自動車である場合、動力伝達機構は、モータ２の出力軸に接続されるディファレンシャルギヤ８１１、および前輪車軸８１３を含んで構成される。

【0145】

次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、上述の異なる実施形態で説明した構成同士を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせることも可能である。

【0146】

＜変形例１＞
モータ制御装置は、上述したように、ＣＰＵ等の処理装置と不揮発性メモリに記憶されているプログラムによって各構成の機能を実現してもよいし、ハードウェア回路によって実現してもよい。モータ制御装置の機能を処理装置とプログラムによって実現する場合、ハードウェアの個数が減るため低コスト化できるという利点がある。また，図８のフローチャートで示した処理は、コンピュータにより実行してもよいし、全部の処理、または一部の処理をハードロジック回路により実現してもよい。モータ制御装置の処理装置によって実行されるプログラムは、予めモータ制御装置の不揮発性メモリに格納されている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。プログラムは、独立した記憶媒体に格納された状態でモータ制御装置に提供してもよいし、ネットワーク回線により提供してもよい。

【0147】

＜変形例２＞
上記実施形態では、モータ２の回転速度ωｒとロストルクＴｌｏｓｓとの関係を規定するテーブルが不揮発性メモリに記憶されている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。テーブルに代えて、モータ２の回転速度ωｒとロストルクＴｌｏｓｓとの関係を規定するロストルク関数（数式データ）が不揮発性メモリに記憶されていてもよい。この場合、トルク指令補正部１０９は、ロストルク関数を用いて、液体冷媒２３の温度Ｔｏとモータ２の回転速度ωｒとに基づき、ロストルクＴｌｏｓｓを算出する。

【0148】

なお、モータ制御装置１００は、式（１）～式（３）を用いて、ロストルクＴｌｏｓｓを算出してもよい。この場合、不揮発性メモリには、式（１）～（３）および液体冷媒２３の温度と動粘度νの関係を規定する動粘度テーブル（不図示）が記憶されている。

【0149】

モータ制御装置１００は、動粘度テーブルを参照し、演算された液体冷媒２３の温度Ｔｏに基づいて動粘度νを演算する。モータ制御装置１００は、演算された動粘度νと、演算されたモータ２の回転速度ωとに基づいて式（３）により回転レイノルズ数Ｒｅを演算する。モータ制御装置１００は、演算された回転レイノルズ数Ｒｅに基づいて式（２）により抵抗係数Ｃｄを演算する。モータ制御装置１００は、演算された抵抗係数Ｃｄと、演算されたモータ２の回転速度ωとに基づいて式（１）により流体摩擦損Ｗを演算し、さらに単位換算を行うことによりロストルクＴｌｏｓｓを演算する。モータ制御装置１００は、演算されたロストルクＴｌｏｓｓを補正値としてアクセル操作量に応じたトルク指令Ｔ１＊に加算する補正を行う。モータ制御装置１００は、補正後のトルク指令Ｔ２＊に基づき、インバータ３を制御する。

【0150】

なお、流体摩擦損Ｗの演算に用いられる液体冷媒２３の密度ρ、回転子２４の半径Ｒ、回転子２４の軸長Ｌ、回転子２４と固定子２２との間の隙間の長さであるギャップ長ｔは、予め不揮発性メモリに記憶されている。液体冷媒２３の密度ρは、液体冷媒２３の温度に依存性のあるデータとしてテーブル形式、あるいは関数形式で不揮発性メモリに記憶しておいてもよい。

【0151】

本変形例によれば、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。なお、上記実施形態では、液体冷媒２３の温度と、モータ２の回転速度と、流体摩擦損との関係を規定する規定データとして、ロストルクテーブル１０９ａが、モータ制御装置１００の不揮発性メモリに記憶されている。ロストルクテーブル１０９ａを用いて、流体摩擦損（ロストルク）を算出する方法では、本変形例に比べて演算負荷を低減することができる。しかしながらロストルクテーブル１０９ａは、モータ２の回転速度とロストルクＴｌｏｓｓとの関係を規定するデータテーブルが複数の液体冷媒２３の温度ごとに定められているため、データ容量が大きい。これに対して、本変形例では、ロストルクテーブル１０９ａに代えて、式（１）～（３）および動粘度テーブルが記憶されている構成であるため、データ容量を低減できる。

【0152】

＜変形例３＞
上記実施形態では、液体冷媒２３の温度Ｔｏ、およびモータ２の回転速度ωｒに基づき、トルク指令を補正する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。トルク指令を補正することに代えて、電流指令を補正してもよい。

【0153】

＜変形例４＞
上記実施形態では、モータ２のハウジング２１の内部に液体冷媒２３が満たされている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。回転子２４の一部が液体冷媒２３に浸されている場合に本発明を適用してもよい。

【0154】

＜変形例５＞
上記実施形態では、複数の温度センサの検出結果に基づいて、トルク指令の補正に用いる冷媒温度Ｔｏを演算する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。複数の温度センサのうちの一つの検出結果のみに基づいて、トルク指令の補正に用いる冷媒温度Ｔｏを演算してもよい。

【0155】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0156】

１，１Ｄ，１Ｆ…モータシステム、１Ｄａ…発電システム（モータシステム）、２，２ａ…モータ（回転電機）、３，３ａ…インバータ、５…高圧バッテリ（電源装置）、７…電流検出装置、８，８ａ…回転位置検出器、９…モータ内温度センサ（温度センサ）、１０Ｄ…ハイブリッドシステム、２１…ハウジング、２２…固定子、２３…液体冷媒、２４…回転子、３４…インバータ内温度センサ、３９…ハウジング、４０，４０Ｃ…冷却システム、４１…ポンプ、４２…ポンプ温度センサ（モータ外温度センサ、温度センサ）、７１…機電一体ユニット、８１，８１ａ…回転位置センサ、９０…上位制御装置、１００，１００Ｄ…モータ制御装置（制御装置）、１０１…電流指令生成部、１０２…速度演算部、１０３…三相／ｄｑ電流変換部、１０４…電流制御部、１０５…電圧指令変換部、１０６…搬送波周波数決定部、１０７…搬送波生成部、１０８…ゲート信号生成部、１０９…トルク指令補正部、１０９ａ…ロストルクテーブル（規定データ）、１１０…温度演算部、７１１…ギヤ（ギヤユニット）、７１４…ハウジング、７２１…エンジンシステム、７２２…エンジン制御装置、８００…車両、８０１…電動車両システム、８０２，８０３…前輪（車輪）、８０４…後輪車軸、８０５，８０６…後輪（車輪）、８１０…エンジン、８１１…ディファレンシャルギヤ、８１２…変速機、８１３…前輪車軸、８２０…動力伝達機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】