(57)【要約】【課題】回転電機駆動制御装置において、半導体素子と基板とのはんだ接合部の異常劣化の発生の有無を精度よく判定することである。【解決手段】回転電機駆動制御装置１０は、基板にはんだ接合されたＩＧＢＴを含むインバータ１４と、ＩＧＢＴの温度を検出するＩＧＢＴ温度センサ２０と、モータ制御部１８とを備える。モータ制御部１８は、マップ記憶手段４８と、判定手段５０とを含む。マップ記憶手段４８は、冷却水温に対するＩＧＢＴの許容上昇温度と、トルク指令値または電流指令値の時間積算値との関係を表すマップを記憶する。判定手段５０は、トルク指令値または電流指令値の時間積算値と、マップ記憶手段４８に記憶されたマップとから、ＩＧＢＴの冷却水温に対する上昇温度の検出値がマップから得られる許容上昇温度よりも大きいと判定された場合に、異常信号を出力する。【選択図】図１
2010136472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にはんだ接合された半導体素子を含む回転電機用駆動装置と、
半導体素子の温度を検出する温度検出手段と、
回転電機用駆動装置を制御する回転電機制御部と、を備え、
回転電機制御部は、
基準温度に対する半導体素子の許容上昇温度と、回転電機のトルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値との関係を表すマップを記憶する記憶手段と、
トルク指令算出部から入力されるトルク指令値の時間積算値またはトルク指令値に基づく電流指令値の時間積算値を算出する時間積算値算出手段と、
トルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値と、記憶手段に記憶されたマップとから、半導体素子の基準温度に対する上昇温度の検出値がマップから得られる許容上昇温度よりも大きいと判定された場合に、半導体素子のはんだ接合部の異常劣化が発生したと判定して、異常信号を出力する判定手段とを含むことを特徴とする回転電機駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機駆動制御装置において、
回転電機制御部は、
異常信号が出力された場合に、回転電機の回転数に応じたトルク指令値または電流指令値を、当該トルク指令値の最大値またはトルク指令値の最大値に対応する電流指令値の最大値に予め設定される所定割合を乗じて得られる制限値以下に制限する制限手段を含むことを特徴とする回転電機駆動制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機駆動制御装置において、
回転電機制御部は、
基準温度に対する半導体素子の上昇温度と、トルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値の上昇との比である、温度上昇度合いに応じて、制限手段が制限値を得る際に乗じる所定割合を変更する制限割合変更手段を含むことを特徴とする回転電機駆動制御装置。
【請求項４】
基板にはんだ接合された半導体素子を含む回転電機用駆動装置と、
半導体素子の温度を検出する温度検出手段と、
回転電機用駆動装置を制御する回転電機制御部と、を備え、
回転電機制御部は、
基準温度に対する半導体素子の許容上昇温度と、回転電機のトルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値との関係を表すマップを記憶する記憶手段を含む回転電機駆動制御装置の制御方法であって、
トルク指令算出部から入力されるトルク指令値の時間積算値またはトルク指令値に基づく電流指令値の時間積算値を算出する時間積算値算出工程と、
トルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値と、記憶手段に記憶されたマップとから、半導体素子の基準温度に対する上昇温度の検出値がマップから得られる許容上昇温度よりも大きいと判定された場合に、半導体素子のはんだ接合部の異常劣化が発生したと判定して、異常信号を出力する判定工程とを含むことを特徴とする回転電機駆動制御装置の制御方法。
【請求項５】
基板にはんだ接合された半導体素子を含む回転電機用駆動装置と、
半導体素子の温度を検出する温度検出手段と、
回転電機用駆動装置を制御する回転電機制御部と、を備え、
回転電機制御部は、
トルク指令算出部から入力される回転電機のトルク指令値の時間積算値またはトルク指令値に基づく電流指令値の時間積算値を算出する時間積算値算出手段と、
基準温度に対する半導体素子の上昇温度の検出値と、トルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値の上昇との比である、温度上昇度合いを算出する温度上昇度合い算出手段と、
算出された温度上昇度合いが、初期状態の温度上昇度合いに予め設定される所定値を乗じて得られる許容温度上昇度合いよりも大きいと判定された場合に、半導体素子のはんだ接合部の異常劣化が発生したと判定して、異常信号を出力する判定手段とを含むことを特徴とする回転電機駆動制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の回転電機駆動制御装置において、
回転電機制御部は、
異常信号が出力された場合に、回転電機の回転数に応じたトルク指令値または電流指令値を、当該トルク指令値の最大値またはトルク指令値の最大値に対応する電流指令値の最大値に予め設定される所定割合を乗じて得られる制限値以下に制限する制限手段を含むことを特徴とする回転電機駆動制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の回転電機駆動制御装置において、
回転電機制御部は、
温度上昇度合いに応じて、制限手段が制限値を得る際に乗じる所定割合を変更する制限割合変更手段を含むことを特徴とする回転電機駆動制御装置。
【請求項８】
基板にはんだ接合された半導体素子を含む回転電機用駆動装置と、
半導体素子の温度を検出する温度検出手段と、
回転電機用駆動装置を制御する回転電機制御部と、を備える回転電機駆動制御装置の制御方法であって、
トルク指令算出部から入力される回転電機のトルク指令値の時間積算値またはトルク指令値に基づく電流指令値の時間積算値を算出する時間積算値算出工程と、
基準温度に対する半導体素子の上昇温度の検出値と、トルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値の上昇との比である、温度上昇度合いを算出する温度上昇度合い算出工程と、
算出された温度上昇度合いが、初期状態の温度上昇度合いに予め設定される所定値を乗じて得られる許容温度上昇度合いよりも大きいと判定された場合に、半導体素子のはんだ接合部の異常劣化が発生したと判定して、異常信号を出力する判定工程とを含むことを特徴とする回転電機駆動制御装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板にはんだ接合された半導体素子を含む回転電機用駆動装置と、半導体素子の温度を検出する温度検出手段と、回転電機用駆動装置を制御する回転電機制御部とを備えた回転電機駆動制御装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、電気自動車またはハイブリッド車等の回転電機であるモータを搭載した電動車両に設けるモータ駆動制御装置において、モータと電源装置との間に回転電機用駆動装置であるインバータと、回転電機制御部であるモータ制御部とを設け、インバータによりモータに駆動用信号であるモータ電流を送り、モータ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、モータにモータ電流を送る。また、モータ制御部は、インバータにモータ電流を生成するための制御信号を送り、インバータを制御する。
【０００３】
このようなモータ駆動制御装置では、インバータにおいて、ＩＧＢＴ等の複数のパワー半導体素子を基板に搭載することが行われる。また、各パワー半導体素子は、基板に、はんだ接合されている。
【０００４】
また、ＩＧＢＴ等のパワー半導体素子の冷却のために、冷却用のフィン構造を有する冷却器に、パワー半導体素子を接合した基板を接合する冷却器接合構造も考えられる。
【０００５】
また、特許文献１には、ゲート端子に異常電圧が入力されたときにＩＧＢＴのゲート端子と電流センス端子間の電圧を抑制してＩＧＢＴを保護する保護回路と、温度センサ回路とを備える電力用半導体装置が記載されている。温度センサ回路は、ＩＧＢＴによる温度異常を検出するためのもので、温度検出ダイオードを備え、温度検出ダイオードのアノード側の一端はアノード端子Ａに接続し、他端はカソード端子Ｋに接続し、ツェナーダイオードの接続点Ｐとカソード端子Ｋとの間を電気的に接続している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１５３６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような従来から考えられているモータ駆動制御装置や、冷却器接合構造のいずれの場合も、パワー半導体素子と基板等とのはんだ接合部が経時的に劣化する故障状態にあるか否かを精度よく判定することが難しい。すなわち、接合部にはんだが使われている場合に、パワー半導体素子の通電に伴う温度上昇等によりパワー半導体素子や、パワー半導体素子を接合する基板が熱膨張する可能性があるが、パワー半導体素子と基板との熱膨張係数の違いによりはんだ接合部に応力が加わって、長期間の使用によりはんだにクラックが発生し、はんだ接合部が異常に劣化する可能性がある。このため、従来は、はんだ接合部にクラック等が発生しないように、使用できる温度範囲を制限したり、あるいは、構成部品の材料特性の合わせ込み（適合）を行っている。これに対して、本発明はこれらの設計を簡易化するものである。また、異常劣化発生の有無を直接検出する（センシングする）ことは技術的な難易度が高い。
【０００８】
また、特許文献１に記載された電力用半導体装置では、温度センサ回路がＩＧＢＴによる温度異常を検出するための手段に過ぎず、ＩＧＢＴの温度が単に高いというだけでは、その温度上昇が何の要因によるものかを特定することは難しい。このため、ＩＧＢＴのはんだ接合部の異常劣化の発生の有無を精度よく判定することは難しい。
【０００９】
本発明の目的は、回転電機駆動制御装置において、半導体素子と基板とのはんだ接合部の異常劣化の発生の有無を精度よく判定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る回転電機駆動制御装置のうち、第１の発明に係る回転電機駆動制御装置は、基板にはんだ接合された半導体素子を含む回転電機用駆動装置と、半導体素子の温度を検出する温度検出手段と、回転電機用駆動装置を制御する回転電機制御部と、を備え、回転電機制御部は、基準温度に対する半導体素子の許容上昇温度と、回転電機のトルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値との関係を表すマップを記憶する記憶手段と、トルク指令算出部から入力されるトルク指令値の時間積算値またはトルク指令値に基づく電流指令値の時間積算値を算出する時間積算値算出手段と、トルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値と、記憶手段に記憶されたマップとから、半導体素子の基準温度に対する上昇温度の検出値がマップから得られる許容上昇温度よりも大きいと判定された場合に、半導体素子のはんだ接合部の異常劣化が発生したと判定して、異常信号を出力する判定手段とを含むことを特徴とする回転電機駆動制御装置である。
なお、好ましくは、トルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値とは、トルク指令値が上昇した場合、例えば、トルク指令値が予め設定される所定値以上に上昇したと判定された時点から予め設定される一定時間経過時点までの間における、トルク指令値または電流指令値の時間積算値である（以下の説明で同じとする）。
【００１１】
上記の構成によれば、半導体素子と基板とのはんだ接合部の異常劣化の発生の有無を精度よく判定できる。すなわち、トルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値の上昇に応じて大きくなる、基準温度に対する半導体素子の温度上昇が通常時よりも異常に高くなることにより、異常劣化が発生したと判定できるので、異常劣化の発生の判定精度を高くできる。すなわち、はんだ接合部にクラックが発生し、異常劣化が発生すると、半導体素子からの放熱性が異常に低下するので、温度が異常に上昇したことに基づいて、はんだ接合部の異常劣化の発生を精度よく判定できる。
【００１２】
また、第１の発明に係る回転電機駆動制御装置において、好ましくは、回転電機制御部は、異常信号が出力された場合に、回転電機の回転数に応じたトルク指令値または電流指令値を、当該トルク指令値の最大値またはトルク指令値の最大値に対応する電流指令値の最大値に予め設定される所定割合を乗じて得られる制限値以下に制限する制限手段を含む。
【００１３】
上記の構成によれば、回転電機用駆動装置の故障をより有効に、未然に防止することができる。
【００１４】
また、第１の発明に係る回転電機駆動制御装置において、好ましくは、回転電機制御部は、基準温度に対する半導体素子の上昇温度と、トルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値の上昇との比である、温度上昇度合いに応じて、制限手段が制限値を得る際に乗じる所定割合を変更する制限割合変更手段を含む。
【００１５】
また、本発明に係る回転電機駆動制御装置のうち、第１の発明に係る回転電機駆動制御装置の制御方法は、基板にはんだ接合された半導体素子を含む回転電機用駆動装置と、半導体素子の温度を検出する温度検出手段と、回転電機用駆動装置を制御する回転電機制御部と、を備え、回転電機制御部は、基準温度に対する半導体素子の許容上昇温度と、回転電機のトルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値との関係を表すマップを記憶する記憶手段を含む回転電機駆動制御装置の制御方法であって、トルク指令算出部から入力されるトルク指令値の時間積算値またはトルク指令値に基づく電流指令値の時間積算値を算出する時間積算値算出工程と、トルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値と、記憶手段に記憶されたマップとから、半導体素子の基準温度に対する上昇温度の検出値がマップから得られる許容上昇温度よりも大きいと判定された場合に、半導体素子のはんだ接合部の異常劣化が発生したと判定して、異常信号を出力する判定工程とを含むことを特徴とする回転電機駆動制御装置の制御方法である。
【００１６】
また、本発明に係る回転電機駆動制御装置のうち、第２の発明に係る回転電機駆動制御装置は、基板にはんだ接合された半導体素子を含む回転電機用駆動装置と、半導体素子の温度を検出する温度検出手段と、回転電機用駆動装置を制御する回転電機制御部と、を備え、回転電機制御部は、トルク指令算出部から入力される回転電機のトルク指令値の時間積算値またはトルク指令値に基づく電流指令値の時間積算値を算出する時間積算値算出手段と、基準温度に対する半導体素子の上昇温度の検出値と、トルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値の上昇との比である、温度上昇度合いを算出する温度上昇度合い算出手段と、算出された温度上昇度合いが、初期状態の温度上昇度合いに予め設定される所定値を乗じて得られる許容温度上昇度合いよりも大きいと判定された場合に、半導体素子のはんだ接合部の異常劣化が発生したと判定して、異常信号を出力する判定手段とを含むことを特徴とする回転電機駆動制御装置である。
【００１７】
上記の構成によれば、半導体素子と基板とのはんだ接合部の異常劣化の発生の有無を精度よく判定できる。すなわち、トルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値の上昇に対する半導体素子の上昇温度である、温度上昇度合いが、初期状態の温度上昇度合いに予め設定される所定値を乗じて得られる許容温度上昇度合いよりも大きいと判定された場合に、はんだ接合部の異常劣化が発生したと判定するので、その発生の判定精度を高くできる。しかも、初期状態の温度上昇度合いは、製品に応じて大きくばらつく可能性があるのに対し、そのばらつきがあった場合でも、それに応じて許容温度上昇度合いが変化するので、ばらつきの存在にかかわらず異常劣化の発生の判定精度を高くできる。
【００１８】
また、第２の発明に係る回転電機駆動制御装置において、好ましくは、回転電機制御部は、異常信号が出力された場合に、回転電機の回転数に応じたトルク指令値または電流指令値を、当該トルク指令値の最大値またはトルク指令値の最大値に対応する電流指令値の最大値に予め設定される所定割合を乗じて得られる制限値以下に制限する制限手段を含む。
【００１９】
上記の構成によれば、回転電機用駆動装置の故障を未然に防止することができる。
【００２０】
また、第２の発明に係る回転電機駆動制御装置において、好ましくは、回転電機制御部は、温度上昇度合いに応じて、制限手段が制限値を得る際に乗じる所定割合を変更する制限割合変更手段を含む。
【００２１】
また、本発明に係る回転電機駆動制御装置のうち、第２の発明に係る回転電機駆動制御装置の制御方法は、基板にはんだ接合された半導体素子を含む回転電機用駆動装置と、半導体素子の温度を検出する温度検出手段と、回転電機用駆動装置を制御する回転電機制御部と、を備える回転電機駆動制御装置の制御方法であって、トルク指令算出部から入力される回転電機のトルク指令値の時間積算値またはトルク指令値に基づく電流指令値の時間積算値を算出する時間積算値算出工程と、基準温度に対する半導体素子の上昇温度の検出値と、トルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値の上昇との比である、温度上昇度合いを算出する温度上昇度合い算出工程と、算出された温度上昇度合いが、初期状態の温度上昇度合いに予め設定される所定値を乗じて得られる許容温度上昇度合いよりも大きいと判定された場合に、半導体素子のはんだ接合部の異常劣化が発生したと判定して、異常信号を出力する判定工程とを含むことを特徴とする回転電機駆動制御装置の制御方法である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る回転電機駆動制御装置及びその制御方法によれば、半導体素子と基板とのはんだ接合部の異常劣化の発生の有無を精度よく判定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
［第１の発明の実施の形態］
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６は、本発明の第１の実施の形態を示している。図１は、本実施の形態の回転電機駆動制御装置を示すブロック図である。図２は、図１に示したインバータを構成する基板にはんだ接合したＩＧＢＴを示す略図である。図３は、図２に示す、基板にはんだ接合したＩＧＢＴにおいて、はんだ接合部にクラックが入った状態を示す略図である。図４は、図１に示したマップ記憶手段が記憶するマップが表す、トルク指令値の時間積算値と、ＩＧＢＴの温度上昇との関係を示す図である。図５は、図２に示すＩＧＢＴの温度上昇時に、回転電機であるモータのトルク制限処理後のトルクと、モータの回転数との関係を示す図である。図６は、本実施の形態の回転電機駆動制御装置により、トルク指令または電流指令の制限処理を実行する方法の第１例を説明するためのフローチャートである。図７は、本実施の形態の回転電機駆動制御装置により、トルク指令または電流指令の制限処理を実行する方法の第２例を説明するためのフローチャートである。
【００２４】
本実施の形態に係る回転電機駆動制御装置は、例えば、ハイブリッド車または電気自動車の電動車両に搭載して使用する。なお、以下では、回転電機が車両用３相交流式のモータである場合を説明するが、車両用以外のモータ等の回転電機とすることもできる。また、回転電機は、モータのみの機能を有するモータである場合を説明するが、回転電機は、モータと発電機との機能を併せ持つモータジェネレータや、発電機のみの機能を有するものとすることができる。また、回転電機の相数は３相以外とすることもできる。また、回転電機の制御は、回転電機の駆動電流を電流指令値にフィードバックして行うものとして説明するが、それ以外の制御を用いるものでもよい。
【００２５】
図１では、駆動制御の対象である回転電機であるモータと、モータを駆動制御するモータ制御部とを示している。図１に示すように、回転電機駆動制御装置１０は、直流電力を供給するバッテリ１２と、バッテリ１２からの直流電力を交流電力に変換する回転電機用駆動装置であるインバータ１４と、インバータ１４が生成した交流電流（Ｕ相電流ｉｕｍ，Ｖ相電流ｉｖｍ，Ｗ相電流ｉｗｍ）を利用して駆動する、車両を駆動するための３相交流式のモータ１６と、インバータ１４にモータ１６を駆動するための制御信号を送る、すなわちインバータ１４を制御するモータ制御部１８と、温度検出手段であり、半導体素子温度センサであるＩＧＢＴ温度センサ２０と、冷却水温センサ２２と、回転角センサ２４と、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度を検出するアクセル開度センサ２６とを備える。なお、モータ１６は、例えば、永久磁石を備えた同期モータであるが、それ以外のモータとすることもできる。
【００２６】
インバータ１４は、バッテリ１２の正極および負極に接続した、複数の半導体素子であり、スイッチング素子である複数のＩＧＢＴと、それぞれのＩＧＢＴに対応して接続した保護用のダイオードとを備える。複数のＩＧＢＴは、それぞれモータ１６の３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の巻線に接続されている。例えば、バッテリ１２の正極と負極とから伸びる一対の電源ライン間にそれぞれ２個のＩＧＢＴの直列接続からなるインバータアームを３本設け、２個ずつのＩＧＢＴの中点をモータ１６の３相のコイルにそれぞれ接続する。そして、ＩＧＢＴのオンオフを制御して、モータ１６とバッテリ１２との接続を制御する。図２に示すように、ＩＧＢＴを形成したチップ２５は基板２７に、はんだ接合部２８によりはんだ接合している。図１に戻り、モータ１６とバッテリ１２との間には、例えば、図示しない平滑コンデンサと昇圧コンバータとを接続する。なお、インバータ１４を構成する半導体素子としては、ＩＧＢＴに限定するものではなく、トランジスタ、ＭＯＳ−ＦＥＴ等とすることもできる。
【００２７】
ＩＧＢＴ温度センサ２０は、インバータ１４を構成するＩＧＢＴの温度を検出する。例えば、図２に示すように、ＩＧＢＴを形成したチップ２５に、ＩＧＢＴ温度センサ２０を回路の一部として内蔵する。例えば、ＩＧＢＴ温度センサ２０を構成する温度検出用ダイオードを、チップ２５に回路の一部として内蔵し、ダイオードの温度に対する電流−電圧特性を利用して、例えば図示しない外部の回路を用いて、チップ２５の温度をＩＧＢＴの温度として検出する。また、チップ２５を接合した基板２７に冷却器３０を接合している。冷却水温センサ２２（図１）は、冷却器３０を冷却する冷却水の温度を検出する。例えば、図２に示すように、チップ２５を含む素子を基板２７にはんだ接合部２８により接合するとともに、基板２７を冷却器３０に別のはんだ接合部３２により接合する。冷却器３０の基板２７とは反対側（図２の下側）に複数のフィン３４を設け、冷却器３０のフィン３４側に冷却水を流すことにより冷却器３０を冷却する。冷却水温センサ２２は、基準温度である、この冷却水の温度を検出する。図１に示すように、ＩＧＢＴ温度センサ２０の検出温度と、冷却水温センサ２２の検出温度とは、モータ制御部１８の、後述する異常判定部３６に入力し、異常判定部３６で、ＩＧＢＴの、冷却水温度に対する上昇温度を算出する。
【００２８】
なお、本実施の形態では冷却水温センサ２２を設けているが、冷却水温センサ２２を省略し、検出温度として、ＩＧＢＴ温度センサ２０の検出値のみを異常判定部３６に入力することもできる。この場合、例えば、基準温度を所定値、例えば０℃とし、「基準温度に対する半導体素子の上昇温度」は、例えばＩＧＢＴの温度となる。また、ＩＧＢＴ温度センサ２０は、インバータ１４を構成する１個のＩＧＢＴのみに設けて、１個のＩＧＢＴについての温度上昇分を検出し、出力してもよい。ただし、ＩＧＢＴ温度センサ２０を、インバータ１４を構成する複数のＩＧＢＴの一部またはすべてに設けて、最も高温の温度を検出値の代表値として出力してもよい。また、回転角センサ２４は、例えばレゾルバ等であり、モータ１６の回転角度θを検出してモータ制御部１８に入力する。
【００２９】
モータ制御部１８は、ＣＰＵ、メモリ等を有するマイクロコンピュータを含むもので、トルク指令算出部３８と、電流指令算出部４０と、電流指令／制御信号変換部４２と、帰還変換部４４と、異常判定部３６とを備える。帰還変換部４４は、Ｕ相電流センサ、Ｖ相電流センサ、Ｗ相電流センサにより検出されたモータ駆動電流ｉｕｍ，ｉｖｍ，ｉｗｍを、モータ１６の回転角度θを用いた３相／２相変換によりｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑに変換し、電流指令／制御信号変換部４２に入力する。電流指令算出部４０は、トルク指令算出部３８から入力される出力トルク指令値に基づき電流指令値である、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊とを、予め作成されたテーブル等にしたがって算出し、電流指令／制御信号変換部４２に入力する。
【００３０】
トルク指令算出部３８は、アクセル開度センサ２６から入力されるアクセル開度と、異常判定部３６の判定結果とに基づいて、出力トルク指令値を算出し、電流指令算出部４０に入力する。
【００３１】
また、電流指令／制御信号変換部４２は、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊と、帰還変換部４４から入力されるｄ軸電流ｉｄとｑ軸電流ｉｑとから、ｄ軸とｑ軸との電圧指令値を生成した後、電圧指令値をモータ１６の回転角度θを用いて、３相交流電圧指令値に変換し、さらに、インバータ１４を構成する各ＩＧＢＴのオンオフを制御するＰＷＭ制御信号ｖｕｕ，ｖｕｄ，ｖｖｕ，ｖｖｄ，ｖｗｕ，ｖｗｄを生成し、インバータ１４に入力する。これによって、インバータ１４は、モータ１６に駆動信号を出力し、モータ１６を駆動する。
【００３２】
一方、異常判定部３６は、ＩＧＢＴ温度センサ２０と冷却水温センサ２２とから検出信号を入力され、トルク指令算出部３８（または電流指令算出部４０）に、ＩＧＢＴのはんだ接合部２８（図２）に異常劣化が発生したと判定した場合に、異常信号を出力する。このために、異常判定部３６は、マップ記憶手段４８と、時間積算値算出手段４９と、判定手段５０とを含む。マップ記憶手段４８は、インバータ１４のＩＧＢＴの、冷却水温に対する許容上昇温度と、トルク指令値の時間積算値（または電流指令値の時間積算値）との関係を表すマップを記憶する。
【００３３】
すなわち、図２に示すように、ＩＧＢＴを形成したチップ２５と基板２７とをはんだ接合部２８により接合している構成で、ＩＧＢＴの通電に伴う温度上昇等により、チップ２５や基板２７が熱膨張する可能性がある。この場合、チップ２５と基板２７との熱膨張係数の違いによりはんだ接合部２８に応力が加わることが、長期間繰り返されると、図３に示すように、はんだ接合部２８にクラック５２が発生して、はんだ接合部２８が異常に劣化する可能性がある。このようにはんだ接合部２８にクラック５２が発生すると、チップ２５から基板２７を介して冷却器３０に放熱される経路の熱抵抗が大きくなって放熱が阻害される。このため、チップ２５の温度が上昇しやすくなってしまう。一方、モータ１６（図１）のトルク指令値の時間積算値、または、モータ１６のトルク指令値に対応する電流指令値、例えば、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊との合計または二乗平均平方根の時間積算値が大きくなるほど、チップ２５の温度上昇は大きくなる。したがって、トルク指令値の、予め設定した時間での時間積算値、または電流指令値の、予め設定した時間での時間積算値に対して、ＩＧＢＴの温度上昇が過度に大きくなった場合に、はんだ接合部２８にクラック５２（図３）が発生して、はんだ接合部２８が異常に劣化したと判定することが可能になる。本実施の形態は、このような原理にもとづいて、マップ記憶手段４８（図１）に、例えば、図４に実線ａ１で示す関係を表すマップを記憶させ、このマップに基づいて、ＩＧＢＴが異常に温度上昇したか否かを判定するようにしている。
【００３４】
図４では、横軸が、所望のトルク要求が発生した場合、例えば、出力トルク指令値が予め設定した所定値以上となった時点から、予め設定した所定時間が経過するまでの間におけるトルク指令値の時間積算値を表し、縦軸がＩＧＢＴの、冷却水温に対する温度上昇分を表している。なお、冷却水温を使用するのは、通常安定している値であり、また、はんだ接合部２８（図２）の異常劣化によるＩＧＢＴの温度上昇を、冷却水の温度上昇によるＩＧＢＴの温度上昇とは区別して判断可能とするためである。また、実線ａ１がＩＧＢＴの設計上の予測範囲の上限である、許容上昇温度のラインを表し、破線ａ２がＩＧＢＴの設計上の予測範囲の下限のラインを表している。このため、設計上は、ＩＧＢＴの冷却水温に対する温度上昇分は、矢印ｈで示す実線ａ１と破線ａ２との間の領域であるＡ１領域内にあることが予測される。これに対して、ＩＧＢＴの冷却水温に対する温度上昇分が実線ａ１を超えるＡ２領域にある場合には、ＩＧＢＴの温度が異常に上昇し、はんだ接合部２８が異常に劣化したと判定できる。マップ記憶手段４８（図１）は、図４に示す実線ａ１である、許容上昇温度ラインを表すマップのデータを記憶している。
【００３５】
なお、図４では、トルク指令値の時間積算値とＩＧＢＴの温度上昇との関係を表すマップを示しているが、マップ記憶手段４８は、図４で横軸により電流指令値の時間積算値を表すマップで、電流指令値の時間積算値とＩＧＢＴの許容上昇温度との関係を表すマップを記憶することもできる。この場合のマップでは、ＩＧＢＴの冷却水温に対する温度上昇分が、電流指令値の時間積算値の増大にしたがって大きくなる。この場合にマップ記憶手段４８は、ＩＧＢＴの冷却水温に対する温度上昇分と電流指令値の時間積算値との関係において、許容上昇温度ラインを表すマップのデータを記憶する。
【００３６】
また、図１に示すように、時間積算値算出手段４９は、トルク指令算出部３８から入力されるトルク指令値の時間積算値、またはトルク指令値に基づく電流指令値の時間積算値を算出する。また、判定手段５０は、時間積算値算出手段４９から入力されるトルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値と、マップ記憶手段４８に記憶されたマップとから、ＩＧＢＴの冷却水温に対する上昇温度の検出値が、マップから得られる許容上昇温度（例えば図４の実線ａ１）よりも大きいと判定された場合に、はんだ接合部２８の異常劣化が発生したと判定して、異常信号を出力する。異常信号は、トルク指令算出部３８または電流指令算出部４０に入力される。
【００３７】
例えば、判定手段５０から出力した異常信号をトルク指令算出部３８に入力するように構成する場合には、トルク指令算出部３８は、トルク指令制限手段５４を含む。トルク指令制限手段５４は、判定手段５０から異常信号が出力された場合に、モータ１６の回転数に応じた出力トルク指令値を、当該トルク指令値の最大値に予め設定される所定割合を乗じて得られる制限値である制限トルク以下に制限する。以下では、図１、図２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。例えば、図５に示すように、モータ１６の回転数ＮとモータトルクＴｍの最大値との関係が規定されている場合に、トルク指令制限手段５４は、トルク指令の最大値を、非制限時、すなわち通常時の最大値（図５の破線ｂ１）に、回転数Ｎに応じて予め設定される所定割合、例えば８０％等を乗じて得られる制限トルク（図５の実線ｂ２）に変更し、トルク指令算出部３８から出力される出力トルク指令値をこの制限トルク以下に制限する。これにより、インバータ１４のＩＧＢＴの温度上昇を抑えることができる。
【００３８】
また、判定手段５０から出力した異常信号を、電流指令算出部４０に入力するように構成する場合には、電流指令算出部４０は、電流指令制限手段５６を含む。電流指令制限手段５６は、判定手段５０から異常信号が出力された場合に、制限されていない出力トルク指令値を電流指令値に変換した後、その電流指令値を、当該トルク指令値の最大値に対応する電流指令値の最大値に予め設定される所定割合を乗じて得られる制限値である制限電流以下に制限する。例えば、電流指令算出部４０では、トルク指令の最大値に応じて算出される電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊の最大値を、電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊の最大値に予め設定した所定割合をそれぞれ乗じて得られる制限電流に変更し、算出される電流指令値をこの制限電流以下に制限し、電流指令／制御信号変換部４２に出力する。これにより、インバータ１４のＩＧＢＴの温度上昇を抑えることができる。このようなモータ制御部１８の機能は、一部をハードウェアで実行できる他、ソフトウェアで実現でき、例えば、対応するモータ制御プログラムを実行することで実現できる。
【００３９】
図６は、回転電機駆動制御装置１０により、トルク指令または電流指令の制限処理を実行する方法の第１例を説明するためのフローチャートを示している。なお、以下の説明においても、図１、図２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。まず、ステップＳ１０として、トルク指令算出部３８において、アクセル開度センサ２６からの信号に基づきアクセル開度に応じた要求トルク指令値を算出する。次に、ステップＳ１２で、トルク指令算出部３８において、要求トルク指令値が、加速状態に対応する予め設定した所定値以上か否かを判定する。この所定値は単に０を超えた値とすることもできる。ここで、要求トルク指令値が所定値以上でないと判定されたならば、ステップＳ１４に移行し、トルク指令や電流指令の制限処理を実行しない、通常制御処理を実行する。すなわち、トルク指令算出部３８で要求トルク指令値を出力トルク指令値として出力し、電流指令算出部４０で出力トルク指令値に応じた電流指令値である、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊とを出力し、その後は上記したようにインバータ１４によりモータ１６を駆動する。
【００４０】
これに対して、ステップＳ１２で要求トルク指令値が所定値以上である、すなわち所定の加速状態であると判定されたならば、ステップＳ１６で判定手段５０は、予め設定した所定時間におけるトルク指令値の時間積算値を算出する時間積算値算出工程を行う。このトルク指令値の時間積算値を算出する間は、トルク指令値に基づいて通常制御処理を実行させることもできる。次に、ステップＳ１８で、トルク指令値の時間積算値を算出する間、ＩＧＢＴ温度センサ２０によるＩＧＢＴの温度の検出値と、冷却水温センサ２２による冷却水温の検出値とを継続して、例えば所定時間ごとに検出し、その検出値を、モータ制御部１８のメモリで記憶させる。これとともに、判定手段５０は、メモリで記憶させたＩＧＢＴ温度の検出値のうち、最も高温のＩＧＢＴ温度の検出値をＴpeakとする。また、冷却水温センサ２２により検出した検出値、例えば、ＩＧＢＴの最高温度Ｔpeakが検出されたときの冷却水温の検出値を、冷却水温Ｔwとする。そして、ＩＧＢＴの冷却水温Ｔwに対する上昇温度ΔＴを、ΔＴ＝Ｔpeak−Ｔwの式から算出する。
【００４１】
次いで、ステップＳ２０で、判定手段５０が、マップ記憶手段４８で予め記憶させたトルク指令値の時間積算値と、ＩＧＢＴの許容上昇温度ΔＴａとの関係を表すマップ、すなわち、図４に実線ａ１の関係を表すマップを参照しつつ、トルク指令値の時間積算値に対する検出値である上昇温度ΔＴが、図４の実線ａ１で表される、マップにおける、トルク指令値の時間積算値に対する許容上昇温度ΔＴａよりも大きいか否かを判定する判定工程を行う。判定工程では、この判定による判定結果が否定、すなわち、トルク指令値の時間積算値に対する検出値である上昇温度ΔＴが、マップにおける、トルク指令値の時間積算値に対する許容上昇温度ΔＴａ以下である（ΔＴ≦ΔＴａ）と判定されたならば、上記のステップＳ１４に移行し、通常制御処理を実行させる。
【００４２】
これに対して、判定工程では、ステップＳ２０の判定結果が肯定、すなわち、トルク指令値の時間積算値に対する検出値である上昇温度ΔＴが、マップにおける、トルク指令値の時間積算値に対する許容上昇温度ΔＴａよりも大きい（ΔＴ＞ΔＴａ）と判定されたならば、ステップＳ２２に移行し、判定手段５０が、トルク指令算出部３８または電流指令算出部４０に異常信号を出力する。異常信号がトルク指令算出部３８に出力される場合、トルク指令算出部３８が含むトルク指令制限手段５４は、モータ１６の回転数に応じたトルク指令値を、当該トルク指令値の最大値に予め設定される所定割合を乗じて得られる制限トルク以下に制限するトルク指令制限処理を実行する。そして、モータ制御部１８は、制限された出力トルク指令に基づいてモータ１６を駆動する。
【００４３】
また、異常信号が電流指令算出部４０に出力される場合、電流指令算出部４０は、制限されていない出力トルク指令値を電流指令値に変換した後、電流指令制限手段５６において、その電流指令値を、当該トルク指令値の最大値に対応する電流指令値の最大値に予め設定される所定割合を乗じて得られる制限電流以下に制限する電流指令制限処理を実行する。そして、モータ制御部１８は、制限された電流指令に基づいてモータ１６を駆動する。
【００４４】
例えば、図４で点Ｐ１で示すように、トルク指令値の時間積算値に対する検出値である上昇温度ΔＴが、実線ａ１で表される、トルク指令値の時間積算値に対する許容上昇温度ΔＴａ以下である場合には、通常制御処理が実行される。これに対して、図４で点Ｐ２で示すように、トルク指令値の時間積算値に対応する検出値である上昇温度ΔＴが、実線ａ１で表される、トルク指令値の時間積算値に対する許容上昇温度ΔＴａよりも大きい場合には、トルク指令制限処理または電流指令制限処理が実行される。
【００４５】
図７は、図６の場合と異なり、回転電機駆動制御装置１０により、トルク指令または電流指令の制限処理を実行する方法の第２例を説明するためのフローチャートを示している。まず、ステップＳ３０として、トルク指令算出部３８において、アクセル開度センサ２６からの信号に基づきアクセル開度に応じた要求トルク指令値を算出する。次に、ステップＳ３２で、トルク指令算出部３８において、要求トルク指令値が、加速状態に対応する予め設定した所定値以上か否かを判定する。この所定値は単に０を超えた値とすることもできる。ここで、要求トルク指令値が所定値以上でないと判定されたならば、ステップＳ３４に移行し、上記の通常制御処理を実行する。
【００４６】
これに対して、ステップＳ３２で要求トルク指令値が所定値以上であると判定されたならば、ステップＳ３６で、トルク指令算出部３８が要求トルク指令値を出力トルク指令値として出力し、ステップＳ３８で、電流指令算出部４０が出力トルク指令値に応じた電流指令値を算出する。また、ステップＳ４０で、判定手段５０は、予め設定した所定時間における電流指令値の時間積算値を算出する時間積算値算出工程を行う。この時間積算値を算出する間は、電流指令値に基づいて通常制御処理を実行させることもできる。次に、ステップＳ４２で、電流指令値積算値を算出する間、ＩＧＢＴ温度センサ２０によるＩＧＢＴの温度の検出値と、冷却水温センサ２２による冷却水温の検出値とを継続して、例えば所定時間ごとに検出し、その検出値を、モータ制御部１８のメモリで記憶させる。これとともに、判定手段５０は、記憶させたＩＧＢＴ温度の検出値のうち、最も高温のＩＧＢＴ温度の検出値をＴpeakとする。また、冷却水温センサ２２により検出した検出値、例えば、ＩＧＢＴの最高温度Ｔpeakが検出されたときの冷却水温の検出値を、冷却水温Ｔwとする。そして、ＩＧＢＴの冷却水温Ｔwに対する上昇温度ΔＴを、ΔＴ＝Ｔpeak−Ｔwの式から算出する。
【００４７】
次いで、ステップＳ４４で、判定手段５０が、マップ記憶手段４８で記憶させた電流指令値の時間積算値と、ＩＧＢＴの許容上昇温度ΔＴａとの関係を表すマップを参照しつつ、電流指令値の時間積算値に対する検出値である上昇温度ΔＴが、マップにおける、電流指令値の時間積算値に対する許容上昇温度ΔＴａよりも大きいか否かを判定する判定工程を行う。判定工程では、この判定による判定結果が否定、すなわち、電流指令値の時間積算値に対する検出値である上昇温度ΔＴが、マップにおける、電流指令値の時間積算値に対する許容上昇温度ΔＴａ以下である（ΔＴ≦ΔＴａ）と判定されたならば、上記のステップＳ３４に移行し、通常制御処理を実行させる。
【００４８】
これに対して、判定工程では、ステップＳ４４の判定結果が肯定、すなわち、電流指令値の時間積算値に対する検出値である上昇温度ΔＴが、マップにおける、電流指令値の時間積算値に対する許容上昇温度ΔＴａよりも大きい（ΔＴ＞ΔＴａ）と判定されたならば、ステップＳ４６に移行し、判定手段５０が、トルク指令算出部３８または電流指令算出部４０に異常信号を出力し、上記の図６に示した場合と同様に、トルク指令制限手段によりトルク指令制限処理を実行させるか、または、電流指令算出部４０により電流指令制限処理を実行させる。図７に示すフローチャートにおいて、その他の制御処理は、図６に示すフローチャートの場合と同様である。
【００４９】
このような本実施の形態によれば、ＩＧＢＴと基板２７とのはんだ接合部２８の異常劣化の発生の有無を精度よく判定できる。すなわち、トルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値の上昇に応じて大きくなる、冷却水温等の基準温度に対するＩＧＢＴの温度上昇が通常時よりも異常に高くなることにより、異常劣化が発生したと判定できるので、異常劣化の発生の判定精度を高くできる。すなわち、はんだ接合部２８にクラック５２（図３）が発生し、異常劣化が発生すると、ＩＧＢＴからの放熱性が異常に低下するので、温度が異常に上昇したことに基づいて、はんだ接合部２８の異常劣化の発生を精度よく判定できる。
【００５０】
また、モータ制御部１８は、判定手段５０により異常信号が出力された場合に、モータ１６の回転数に応じたトルク指令値または電流指令値を、当該トルク指令値の最大値またはトルク指令値の最大値に対応する電流指令値の最大値に予め設定される所定割合を乗じて得られる制限値以下に制限するトルク指令制限手段５４または電流指令制限手段５６を含む。このため、インバータ１４の故障をより有効に、未然に防止することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態において、判定手段５０からの異常信号の出力に応じて、トルク指令制限処理または電流指令制限処理を実行させるとともに、運転者の操作部周辺部に設けた図示しない警告ランプを点灯させることもできる。また、本実施の形態において、判定手段５０からの異常信号の出力に応じて、トルク指令制限処理または電流指令制限処理を実行させることなく、上記の警告ランプを点灯させることもできる。この場合、モータ１６のトルクが自動的に制限されることはないが、運転者が警告ランプの点灯を確認することにより、アクセルペダルの操作量を小さくすることが可能となり、ＩＧＢＴの過度な温度上昇を抑制できる。
【００５２】
次に、図８を用いて、本実施の形態において、トルク指令制限処理または電流指令制限処理を実行する場合の、トルク指令または電流指令を制限する割合を、はんだ接合部２８の劣化度合いに応じて変更可能とする構成を説明する。図８は、図１に示したモータ制御部において、モータ最大トルクの制限時に設定する所定割合を、基準温度に対するＩＧＢＴの上昇温度と、トルク指令値の時間積算値の上昇との比である、温度上昇度合いに応じて変更する場合に使用するマップを表す図である。図８では、横軸により、冷却水温Ｔｗに対するＩＧＢＴの上昇温度、例えばトルク要求発生時のＩＧＢＴの検出温度の最大値Ｔpeakと、トルク指令値の時間積算値Ｔreqの上昇との比である、温度上昇度合いの初期値をΔＴ１（例えば、ΔＴ１＝（Ｔpeak−Ｔｗ）／Ｔreq）とし、所定時間経過毎の温度上昇度合いをΔＴｂｉ（＝ΔＴｂ１、ΔＴｂ２・・・）（例えば、ΔＴ１＝（Ｔpeak−Ｔｗ）／Ｔreq）とした場合のΔＴｂｉ／ΔＴ１を表しており、縦軸により、モータ最大トルクの制限時に設定する所定割合Ｋを表している。
【００５３】
上記では、本実施の形態において、上記の図６または図７に示したようなフローチャートを用いて、判定手段５０により異常信号が出力された場合の、トルク指令の制限処理を実行する場合に、トルク指令制限手段５４が、トルク指令値を、トルク指令値の最大値に予め設定される所定割合を乗じて得られる制限トルク以下に制限する場合を説明した。これに対して、次に説明する別例の構成の場合には、同じ場合に、トルク指令制限手段５４が制限トルクを得る際に乗じる所定割合Ｋを、基準温度に対するＩＧＢＴの上昇温度と、トルク指令値の時間積算値の上昇との比である、温度上昇度合いに応じて変更するようにしている。このために、別例の構成では、トルク指令算出部３８が、制限割合変更手段５８（図１参照）を含むように構成している。制限割合変更手段５８は、トルク指令制限手段５４が制限トルクを得る際にトルク指令値の最大値に乗じる所定割合Ｋを、トルク指令値の予め設定した所定時間での時間積算値の上昇に対するＩＧＢＴの上昇温度である、温度上昇度合いに応じて変更する、すなわち減少させる。例えば、図８では、３種類の関係を表す直線（図８の実線Ｃ１）及び曲線（図８の一点鎖線Ｃ２、二点鎖線Ｃ３）を示しているが、例えば、制限割合変更手段５８は、このうちの１の関係を表すマップを用いて所定割合Ｋを設定する。図８で示すように、所定割合Ｋを表す３種類の関係を表すマップでは、いずれもΔＴｂｉ／ΔＴ１が増大するのにしたがって、所定割合Ｋが減少している。ここで、ΔＴ１は、トルク指令値の時間積算値の上昇に対するＩＧＢＴの上昇温度である、温度上昇度合いの初期値の算出値である。例えば、回転電機駆動制御装置１０や、回転電機駆動制御装置１０を搭載する車両の、工場での製造後の検査工程時や、回転電機駆動制御装置１０や、回転電機駆動制御装置１０を搭載する車両の販売後、初期段階における予め設定した所定時間経過時に、メモリに算出値ΔＴ１を記憶させる。この状態では、通常、ＩＧＢＴと基板２７とのはんだ接合部２８での劣化は発生しないため、トルク指令値の時間積算値の上昇分に対する、ＩＧＢＴの上昇温度は、比較的小さい値となる。これに対して、算出値ΔＴ１の記憶時からの経過時間が長くなるほど、はんだ接合部２８の劣化が徐々に進行する可能性がある。このため、算出値ΔＴ１の記憶時からの所定時間経過毎に、トルク指令値の時間積算値の上昇に対するＩＧＢＴの上昇温度である、温度上昇度合いの算出値ΔＴｉを算出し、メモリに記憶させると、この算出値ΔＴｉは、はんだ接合部２８の劣化度合いに応じて徐々に大きくなる。本実施の形態の別例の構成では、この算出値ΔＴｉと、初期時の算出値ΔＴ１とを用いて、制限割合変更手段５８により図８に示す１の関係を表すマップを用いて、モータ最大トルク制限時の所定割合Ｋを求める。
【００５４】
判定手段５０により異常信号が出力された場合に、トルク指令制限手段５４は、この所定割合Ｋを、モータ１６の回転数に応じたトルク指令値の最大値に乗じて得られる制限トルク以下に、トルク指令値を制限する。例えば、制限割合変更手段５８により求められた設定割合Ｋが５０％である場合には、モータ１６の回転数に応じたトルク指令値の最大値Ｔｍに０．５を乗じて得た０．５Ｔｍを、制限トルクとして求め、出力トルク指令値を０．５Ｔｍ以下に制限する。
【００５５】
このような別例の構成によれば、はんだ接合部２８の劣化度合いが小さい場合には、トルク指令値の制限度合いを小さくして、モータ１６により駆動する車両の動力性能の大幅な低下を有効に防止できる。なお、図８で示す３種類の関係を表すマップのいずれを用いるかを選択する選択手段を、モータ制御部１８に設けるようにすることもできる。また、図８では、マップとして３種類の関係を示しているが、選択手段により選択する関係は３つのうちの１に限定するものではなく、２つまたは４つ以上の複数のマップから選択するように構成することもできる。
【００５６】
また、上記では、判定手段５０により異常信号が出力された場合の、トルク指令の制限処理を実行する場合に、トルク指令制限手段５４が制限トルクを得る際に乗じる所定割合Ｋを、基準温度に対するＩＧＢＴの上昇温度と、トルク指令値の時間積算値の上昇との比８である、温度上昇度合いに応じて変更するようにしている。ただし、別例の構成では、同じ場合に、電流指令制限手段５６が制限電流を得る際に乗じる所定割合を、基準温度に対するＩＧＢＴの上昇温度と、電流指令値の時間積算値の上昇との比である、温度上昇度合いに応じて変更するように構成することもできる。この場合には、電流指令算出部４０が、電流指令制限割合変更手段６０を含むように構成する。電流指令制限割合変更手段６０は、電流指令制限手段５６が制限電流を得る際に電流指令値の最大値に乗じる所定割合Ｋ´を、電流指令値の時間積算値の上昇に対するＩＧＢＴの上昇温度である温度上昇度合いに応じて変更する。この場合に、電流指令制限割合変更手段６０は、所定割合Ｋ´と、電流指令値の上昇に対するＩＧＢＴの上昇温度である温度上昇度合いとの関係を表すマップを用いて、所定割合Ｋ´を求める。また、このマップでは、電流指令値の時間積算値の上昇に対するＩＧＢＴの上昇温度である、温度上昇度合いが大きくなるのにしたがって、所定割合Ｋ´を小さくする。このような別例の構成の場合も、はんだ接合部２８の劣化度合いが小さい場合には、電流指令値の制限度合いを小さくして、モータ１６により駆動する車両の動力性能の大幅な低下を有効に防止できる。なお、このような別例の構成で用いるマップとして、複数種類の関係を表すマップを記憶させ、いずれの関係を表すマップを用いるかを選択する選択手段を、モータ制御部１８に設けるようにすることもできる。
【００５７】
［第２の発明の実施の形態］
図９は、本発明の第２の実施の形態の回転電機駆動制御装置を示すブロック図である。図１０は、本実施の形態の回転電機駆動制御装置により、トルク指令または電流指令の制限処理を実行する方法を説明するためのフローチャートである。図１１は、図１０に示すフローチャートにおける所定期間経過時処理を詳しく示すフローチャートである。図１２は、本実施の形態の回転電機駆動制御装置を搭載した電動車両の使用開始からの経過年数と、トルク指令値の時間積算値の上昇に対するＩＧＢＴの温度上昇度合いとの関係の１例を示す図である。
【００５８】
本実施の形態の場合には、上記の第１の実施の形態の場合と異なり、異常判定部３６ａでは、マップを使用しない。その代わりに、異常判定部３６ａは、時間積算値算出手段４９と、温度上昇度合い算出手段６２と、第２判定手段６４とを含む。時間積算値算出手段４９の機能は、上記の第１の実施の形態の場合と同様である。また、温度上昇度合い算出手段６２は、温度検出手段であるＩＧＢＴ温度センサ２０により検出されたＩＧＢＴの、基準温度である冷却水温に対する上昇温度の検出値と、トルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値の上昇との比である、温度上昇度合いを算出する。また、第２判定手段６４は、算出された温度上昇度合いΔＴｂｉが、初期状態の温度上昇度合いΔＴ１に予め設定される所定値αを乗じて得られる許容温度上昇度合いα・ΔＴ１よりも大きい（ΔＴｂｉ＞α・ΔＴ１）と判定された場合に、ＩＧＢＴと基板２７とのはんだ接合部２８の異常劣化が発生したと判定して、異常信号を出力する。
【００５９】
次に、図１０から図１２を用いて、回転電機駆動制御装置１０（図９）により、トルク指令または電流指令の制限処理を実行する方法を説明する。以下の説明では、図９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。まず、図１０のステップＳ５０において、温度上昇度合い算出手段６２により、新車時に相当する初期条件が成立したか否かを判定する。初期条件とは、回転電機駆動制御装置１０や、回転電機駆動制御装置１０を搭載する車両の、工場での製造後の検査工程時や、回転電機駆動制御装置１０や、回転電機駆動制御装置１０を搭載する車両の販売後、初期段階における予め設定した所定時間経過時であることをいう。初期条件が成立したと判定されたならば、ステップＳ５２で、温度上昇度合い算出手段６２により、トルク指令値の予め設定した所定時間における時間積算値Ｔreq、または電流指令値の予め設定した所定時間における時間積算値Ｉreqを算出する時間積算値算出工程を行う。また、ステップＳ５４で、温度上昇度合い算出手段６２により、ＩＧＢＴ温度センサ２０と冷却水温センサ２２との検出値を用いて、トルク指令値の時間積算値Ｔreqまたは電流指令値の時間積算値Ｉreqの上昇に対する、ＩＧＢＴの基準温度である冷却水温Ｔｗに対する上昇温度、例えば、トルク要求発生時の温度の最大値Ｔpeakの度合いである、初期温度上昇度合いΔＴ１（例えば、ΔＴ１＝（Ｔpeak−Ｔｗ）／Ｔreq、または、（Ｔpeak−Ｔｗ）／Ｉreq）を算出する初期時の温度上昇度合い算出工程を行う。基準温度として冷却水温Ｔｗを使用せず、所定値、例えば０℃を用いることもできる。そして、ステップＳ５６で、温度上昇度合い算出手段６２は、算出した初期温度上昇度合いΔＴ１をメモリする。次いで、ステップＳ５８で、上記の第１の実施の形態の場合と同様の通常制御処理を実行する。通常制御処理が実行されたならば、ステップＳ５０に戻る。
【００６０】
また、ステップＳ５０で初期条件が成立していないと判定された場合には、ステップＳ６０で、温度上昇度合い算出手段６２により、初期条件成立時、または、前回の後述する所定期間経過時処理実行時から予め設定した所定期間が経過したか否かを判定する。ここで、ステップＳ６０の判定結果が否定であれば、ステップＳ６４に移行し、上記の通常制御処理を実行し、ステップＳ５０に戻る。
【００６１】
これに対して、ステップＳ６０の判定結果が肯定であれば、ステップＳ６２の所定期間経過時処理に移行する。図１１は、所定期間経過時処理を詳しく示すフローチャートである。すなわち、所定期間経過時処理に移行したならば、ステップＳ６２で、上記のステップＳ５２の場合と同様に、温度上昇度合い算出手段６２により、トルク指令値の予め設定した所定時間における時間積算値Ｔreq、または電流指令値の予め設定した所定時間における時間積算値Ｉreqを算出する所定期間経過時の温度上昇度合い算出工程を行う。また、ステップＳ６４で、上記のステップＳ５４の場合と同様に、温度上昇度合い算出手段６２により、ＩＧＢＴ温度センサ２０と冷却水温センサ２２との検出値を用いて、トルク指令値の時間積算値Ｔreqまたは電流指令値の時間積算値Ｉreqの上昇に対する、ＩＧＢＴの基準温度である冷却水温Ｔｗに対する上昇温度、例えば、トルク要求発生時の温度の最大値Ｔpeakの度合いである、所定期間経過時温度上昇度合いΔＴｂｉ（＝ΔＴｂ１、ΔＴｂ２・・・）（例えば、ΔＴｂｉ＝（Ｔpeak−Ｔｗ）／Ｔreq、または、（Ｔpeak−Ｔｗ）／Ｉreq）を算出する。ここでも、基準温度として冷却水温Ｔｗを使用せず、所定値、例えば０℃を用いることもできる。そして、ステップＳ６６で、第２判定手段６４により、算出された所定期間経過時温度上昇度合いΔＴｂｉが、初期温度上昇度合いΔＴ１に予め設定される所定値αを乗じて得られる許容温度上昇度合いα・ΔＴ１よりも大きい（ΔＴｂｉ＞α・ΔＴ１）か否かを判定する判定工程を行う。判定工程では、この判定結果が否定である、すなわちΔＴｂｉ≦αΔＴ１と判定された場合には、ＩＧＢＴのはんだ接合部２８に異常劣化が生じていないと判定して、ステップＳ６８で上記の通常制御処理を実行し、図１０のステップＳ５０に戻り、ステップＳ６０で前回の所定期間経過時処理実行から所定期間が経過した場合に、再度、ステップＳ６２からＳ６８の処理を、ステップＳ６６での判定結果が肯定となるまで繰り返す。
【００６２】
これに対して、判定工程で、ステップＳ６６の判定結果が肯定である、すなわちΔＴｂｉ＞α・ΔＴ１と判定された場合には、ＩＧＢＴと基板２７とのはんだ接合部２８の異常劣化が発生したことにより、ＩＧＢＴの温度が異常に上昇したと判定して、ステップＳ７０で第２判定手段６４が異常信号を出力する。
【００６３】
第２判定手段６４により異常信号が出力された場合には、ステップＳ７２で上記の第１の実施の形態の場合と同様に、トルク指令または電流指令の制限処理を実行し、ステップＳ５０に戻る。
【００６４】
例えば、図１２では、本実施の形態の回転電機駆動制御装置を搭載した電動車両の使用開始からの経過年数と、トルク指令値の時間積算値の上昇に対するＩＧＢＴの上昇温度である、温度上昇度合いとの関係の１例を示している。図１２では、白菱形部が初期温度上昇度合いΔＴ１を表している。また、黒菱形部が複数の所定期間経過時温度上昇度合いΔＴｂｉ（＝ΔＴｂ１、ΔＴｂ２・・・）を表している。図１２に示す例では、５回目の所定期間経過時温度上昇度合いΔＴｂｉの算出時以降で、ΔＴｂｉ＞αΔＴ１が成立しているので、この算出時移行で、トルク指令または電流指令の制限処理が実行される。
【００６５】
このような本実施の形態の場合も、ＩＧＢＴと基板２７とのはんだ接合部２８の異常劣化の発生の有無を精度よく判定できる。すなわち、トルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値の上昇に対するＩＧＢＴの上昇温度である、温度上昇度合いΔＴｂｉが、初期温度上昇度合いΔＴ１に予め設定される所定値αを乗じて得られる許容温度上昇度合いα・ΔＴ１よりも大きい（ΔＴｂｉ＞α・ΔＴ１）と判定された場合に、はんだ接合部２８に異常劣化が発生したと判定するので、その発生の判定精度を高くできる。しかも、初期温度上昇度合いΔＴ１は、回転電機駆動制御装置１０の製品に応じて大きくばらつく可能性があるのに対し、そのばらつきがあった場合でも、それに応じて許容温度上昇度合いα・ΔＴ１が変化するので、ばらつきの存在にかかわらず異常劣化の発生の判定精度を高くできる。
【００６６】
また、本実施の形態の場合も、モータ制御部１８は、異常信号が出力された場合に、モータ１６の回転数に応じたトルク指令値または電流指令値を、当該トルク指令値の最大値またはトルク指令値の最大値に対応する電流指令値の最大値に予め設定される所定割合を乗じて得られる制限値以下に制限するトルク指令制限手段５４または電流指令制限手段５６を含む。このため、インバータ１４の故障を未然に防止することができる。
【００６７】
また、本実施の形態においても、上記の第１の実施の形態と同様に、モータ制御部１８は、トルク指令値の時間積算値または電流指令値の時間積算値の上昇に対するＩＧＢＴの上昇温度である、温度上昇度合いに応じて、トルク指令制限手段または電流指令制限手段が制限トルクまたは制限電流を得る際に乗じる所定割合Ｋ、Ｋ´を変更する制限割合変更手段５８（または６０）を含むように構成することもできる。その他の構成及び作用は、上記の第１の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１の実施の形態の回転電機駆動制御装置を示すブロック図である。
【図２】図１に示したインバータを構成する基板にはんだ接合したＩＧＢＴを示す略図である。
【図３】図２に示す、基板にはんだ接合したＩＧＢＴにおいて、はんだ接合部にクラックが入った状態を示す略図である。
【図４】図１に示したマップ記憶手段が記憶するマップが表す、トルク指令値の時間積算値と、ＩＧＢＴの温度上昇との関係を示す図である。
【図５】図２に示すＩＧＢＴの温度上昇時に、回転電機であるモータのトルク制限処理後のトルクと、モータの回転数との関係を示す図である。
【図６】第１の実施の形態の回転電機駆動制御装置により、トルク指令または電流指令の制限処理を実行する方法の第１例を説明するためのフローチャートである。
【図７】第１の実施の形態の回転電機駆動制御装置により、トルク指令または電流指令の制限処理を実行する方法の第２例を説明するためのフローチャートである。
【図８】図１に示したモータ制御部において、モータ最大トルクの制限時に設定する所定割合を、基準温度に対するＩＧＢＴの上昇温度と、トルク指令値の時間積算値の上昇との比である、温度上昇度合いに応じて変更する場合に使用するマップを表す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の回転電機駆動制御装置を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施の形態の回転電機駆動制御装置により、トルク指令または電流指令の制限処理を実行する方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１０に示すフローチャートにおける所定期間経過時処理を詳しく示すフローチャートである。
【図１２】第２の実施の形態の回転電機駆動制御装置を搭載した電動車両の使用開始からの経過年数と、トルク指令値の時間積算値の上昇に対するＩＧＢＴの上昇温度である、温度上昇度合いとの関係の１例を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０  回転電機駆動制御装置、１２  バッテリ、１４  インバータ、１６  モータ、１８  モータ制御部、２０  ＩＧＢＴ温度センサ、２２  冷却水温センサ、２４  回転角センサ、２５  チップ、２６  アクセル開度センサ、２７  基板、２８  はんだ接合部、３０  冷却器、３２  はんだ接合部、３４  フィン、３６，３６ａ  異常判定部、３８  トルク指令算出部、４０  電流指令算出部、４２  電流指令／制御信号変換部、４４  帰還変換部、４８  マップ記憶手段、４９  時間積算値算出手段、５０  判定手段、５２  クラック、５４  トルク指令制限手段、５６  電流指令制限手段、５８  制限割合変更手段、６０  電流指令制限割合変更手段、６２  温度上昇度合い判定手段、６４  第２判定手段。
【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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【図１１】
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【図１２】
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