(57)【要約】【課題】電動機の永久磁石における減磁を抑制しつつ当該電動機が連続定格で出力可能な電動機駆動システムの制御装置を提供すること。【解決手段】回転子及び固定子のいずれかに永久磁石を含む電動機と、直流電圧を出力する電力供給部と、所定の昇圧比で電力供給部の出力電圧を昇圧する昇圧部と、を備えた電動機駆動システムの制御装置は、電動機に含まれる永久磁石の温度を推定又は検出する磁石温度取得部と、磁石温度取得部が推定又は検出した永久磁石の温度に応じて所定の昇圧比を決定する昇圧比決定部とを備える。【選択図】図１
2014007905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子及び固定子のいずれかに永久磁石を含む電動機と、
直流電圧を出力する電力供給部と、
所定の昇圧比で前記電力供給部の出力電圧を昇圧する昇圧部と、を備えた電動機駆動システムの制御装置であって、
前記電動機に含まれる前記永久磁石の温度を推定又は検出する磁石温度取得部と、
前記磁石温度取得部が推定又は検出した前記永久磁石の温度に応じて前記所定の昇圧比を決定する昇圧比決定部と、
を備えたことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置であって、
前記昇圧比決定部は、
前記永久磁石の温度が磁石温度第１閾値未満の低温状態から前記磁石温度第１閾値に到達した時、前記低温状態のときに設定されていた昇圧比よりも高い第１の昇圧比に前記所定の昇圧比を変更し、
前記永久磁石の温度が前記磁石温度第１閾値よりも高いとき、前記永久磁石の温度に応じて連続的に前記所定の昇圧比を変更することを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の制御装置であって、
前記昇圧比決定部が前記永久磁石の温度に応じて連続的に前記所定の昇圧比を変更するとき、前記永久磁石の温度の上昇に従い前記所定の昇圧比の変化率は小さいことを特徴とする制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の制御装置であって、
前記昇圧比決定部は、前記電動機の回転数が所定の回転数第１閾値以上であり、且つ前記永久磁石の温度が磁石温度第１閾値以上のとき、前記永久磁石の温度に応じて前記所定の昇圧比を決定することを特徴とする制御装置。
【請求項５】
請求項２又は３に記載の制御装置であって、
前記昇圧比決定部は、前記電動機の回転数が所定の回転数第１閾値以上であり、且つ前記永久磁石の温度が前記磁石温度第１閾値以上のとき、前記永久磁石の温度に応じて前記所定の昇圧比を決定することを特徴とする制御装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の制御装置であって、
前記永久磁石の温度が前記磁石温度第１閾値より高い磁石温度第２閾値以上のときには、前記電動機の出力を制限することを特徴とする制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の制御装置であって、
前記電動機の回転数が前記回転数第１閾値未満又は該回転数第１閾値より低い回転数第２閾値未満であり、且つ前記永久磁石の温度が前記磁石温度第２閾値より低い磁石温度第３閾値未満のときには、前記電動機の出力を制限することを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機及び昇圧部を含む電動機駆動システムの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）又はＥＶ（Electric Vehicle：電気自動車）等の車両には、駆動源としての電動機が設けられている。図８は、永久磁石界磁型の電動機の一部断面図である。図８に示す電動機５０は、回転軸の周囲に同心円状に設けられた複数の永久磁石５１を含む回転子５３と、回転子５３の外径側に設けられた３相の電機子５５を含む固定子５７とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１５７３０４号公報
【特許文献２】特許第３７４６３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図８に示した電動機５０が永久磁石の高温時に運転されると、当該運転に伴う相電流の反磁界により永久磁石５１に減磁が発生する。永久磁石５１に減磁が発生すると、電動機５０におけるトルクが低下し、電動機５０から所望の出力が得られない場合がある。この対策として、永久磁石の温度（以下「磁石温度」という）が許容最高温度を超えないよう、電機子電流を制御する方法がある。例えば、特許文献１で説明されているハイブリッド車用回転電機装置は、ハイブリッド車制御に用いるために検出したデ−タ又はそれに基づいて内部で演算したデ−タに基づいて回転電機の磁石温度を推定し、磁石温度が高温であれば電機子電流を制限する。このように、電機子電流を制限すれば磁石温度の上昇を抑えることができ、永久磁石における減磁の発生を抑制できるが、結局は電動機の出力が低下してしまう。
【０００５】
永久磁石の減磁による電動機の出力低下に対する対策には、減磁が生じないよう電機子電流を制御する、いわゆる弱め界磁制御を行う方法もある。しかし、弱め界磁制御では、トルクの増加に寄与しない又は寄与しにくい電流成分である弱め界磁電流を電動機に供給するため、出力効率が低下する。また、ジスプロシウム（Ｄｙ）やテルビウム（Ｔｂ）等の重希土類元素を多く含む永久磁石を用いることで減磁を抑制する方法も考えられる。しかし、重希土類元素は希少であるため、重希土類元素の使用量増加は望ましくない。
【０００６】
本発明の目的は、電動機の動作状態による永久磁石の減磁を抑制しつつ、当該電動機の運転が可能な電動機駆動システムの制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明の制御装置は、回転子及び固定子のいずれかに永久磁石を含む電動機（例えば、実施の形態での電動機１１１）と、直流電圧を出力する電力供給部（例えば、実施の形態での蓄電器１０１）と、所定の昇圧比で前記電力供給部の出力電圧を昇圧する昇圧部（例えば、実施の形態での第１コンバータ１０３及び第２コンバータ１０７）と、を備えた電動機駆動システムの制御装置であって、前記電動機に含まれる前記永久磁石の温度を推定又は検出する磁石温度取得部（例えば、実施の形態でのモータＥＣＵ１１３）と、前記磁石温度取得部が推定又は検出した前記永久磁石の温度に応じて前記所定の昇圧比を決定する昇圧比決定部（例えば、実施の形態での昇圧比決定部２１５）と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
さらに、請求項２に記載の発明の制御装置では、前記昇圧比決定部は、前記永久磁石の温度が磁石温度第１閾値未満の低温状態から前記磁石温度第１閾値に到達した時、前記低温状態のときに設定されていた昇圧比よりも高い第１の昇圧比に前記所定の昇圧比を変更し、前記永久磁石の温度が前記磁石温度第１閾値よりも高いとき、前記永久磁石の温度に応じて連続的に前記所定の昇圧比を変更することを特徴としている。
【０００９】
さらに、請求項３に記載の発明の制御装置では、前記昇圧比決定部が前記永久磁石の温度に応じて連続的に前記所定の昇圧比を変更するとき、前記永久磁石の温度の上昇に従い前記所定の昇圧比の変化率は小さいことを特徴としている。
【００１０】
さらに、請求項４に記載の発明の制御装置では、前記昇圧比決定部は、前記電動機の回転数が所定の回転数第１閾値以上であり、且つ前記永久磁石の温度が磁石温度第１閾値以上のとき、前記永久磁石の温度に応じて前記所定の昇圧比を決定することを特徴としている。
【００１１】
さらに、請求項５に記載の発明の制御装置では、前記昇圧比決定部は、前記電動機の回転数が所定の回転数第１閾値以上であり、且つ前記永久磁石の温度が前記磁石温度第１閾値以上のとき、前記永久磁石の温度に応じて前記所定の昇圧比を決定することを特徴としている。
【００１２】
さらに、請求項６に記載の発明の制御装置では、前記永久磁石の温度が前記磁石温度第１閾値より高い磁石温度第２閾値以上のときには、前記電動機の出力を制限することを特徴としている。
【００１３】
さらに、請求項７に記載の発明の制御装置は、前記電動機の回転数が前記回転数第１閾値未満又は該回転数第１閾値より低い回転数第２閾値未満であり、且つ前記永久磁石の温度が前記磁石温度第２閾値より低い磁石温度第３閾値未満のときには、前記電動機の出力を制限することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜７に記載の発明の制御装置によれば、電動機の永久磁石の温度に応じて昇圧比を変更することで磁石温度の上昇抑制効果が得られるため、永久磁石における減磁を抑制しつつ電動機が連続定格で出力できる。
【００１５】
請求項２に記載の発明の制御装置によれば、永久磁石の温度が第１閾値に到達した時、昇圧比の値を一気に上げても、多少の損失で大きな磁石温度の上昇抑制効果が得られる。また、その後も永久磁石の温度が上昇し続けた場合、仮に、昇圧比をさらに高い値に一気に上げても、電動機駆動システム全体における損失は大きい割に磁石温度の上昇抑制効果はあまり大きくないため、永久磁石の温度に応じて連続的に昇圧比を変更することで、システム全体における損失の増大を抑えつつ磁石温度の上昇抑制効果を得ることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明の制御装置によれば、昇圧比が上がるにつれ、昇圧比の変化分に対するシステム全体における損失の増加率が増し、磁石温度の上昇抑制効果は小さくなるため、昇圧比の変化率は永久磁石の温度の上昇に従い小さく設定される。
【００１７】
請求項６に記載の発明の制御装置によれば、永久磁石の温度が高いとき、電動機の出力を制限することで当該温度の上昇を抑制できる。
【００１８】
請求項７に記載の発明の制御装置によれば、電動機の運転による永久磁石の温度の上昇が見込まれるとき、電動機の出力を制限することで当該温度の上昇を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電動機を駆動源とした車両の内部構成を示すブロック図
【図２】マネジメントＥＣＵ１１９の内部構成を示すブロック図
【図３】電動機１１１の運転領域を示す図
【図４】昇圧比決定部２１５が決定する昇圧比ｎと磁石温度Ｔｍｇの関係を示すグラフ
【図５】電動機１１１に入力される電圧に対するシステム全体の損失特性の一例を示すグラフ
【図６】電動機１１１に入力される電圧が３５０Ｖ，４５０Ｖ，５５０Ｖであるときの、各々の電動機１１１のトルクに対する永久磁石の到達温度の一例を示すグラフ
【図７】マネジメントＥＣＵ１１９の動作を示すフローチャート
【図８】永久磁石界磁型の電動機の一部断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、電動機を駆動源とした車両の内部構成を示すブロック図である。図１に示す車両は、蓄電器（BATT）１０１と、第１コンバータ（第１CONV）１０３と、燃料電池スタック（ＦＣスタック）１０５と、第２コンバータ（第２CONV）１０７と、インバータ（INV）１０９と、電動機（Mot）１１１と、モータＥＣＵ（MOT ECU）１１３と、ギアボックス（以下、単に「ギア」という。）１１５と、車速センサ１１７と、マネジメントＥＣＵ（MG ECU）１１９とを備える。なお、図１中の点線の矢印は値データを示し、実線の矢印は指示内容を含む制御信号を示す。
【００２２】
蓄電器１０１は、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば１００〜２００Ｖの高電圧を供給する。蓄電セルは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。第１コンバータ１０３は、蓄電器１０１の直流出力電圧を昇圧する。なお、第１コンバータ１０３は、マネジメントＥＣＵ１１９から送られた後述する昇圧比で動作する。
【００２３】
ＦＣスタック１０５は、燃料電池の複数のセルが重なった１つのパッケージであり、直流電圧を供給する。第２コンバータ１０７は、ＦＣスタック１０５の直流出力電圧を昇圧する。なお、第２コンバータ１０７は、マネジメントＥＣＵ１１９から送られた後述する昇圧比で動作する。
【００２４】
インバータ１０９は、第１コンバータ１０３又は第２コンバータ１０７によって昇圧された直流電圧を交流電圧に変換して３相電流を電動機１１１に供給する。また、インバータ１０９は、電動機１１１の回生動作時に入力される交流電圧を直流電圧に変換して蓄電器１０１に充電する。なお、インバータ１０９は、マネジメントＥＣＵ１１９から送られた後述するＩＮＶ指令値に応じて動作する。
【００２５】
電動機１１１は、回転軸の周囲に同心円状に設けられた複数の永久磁石を含む回転子と、回転子の外径側に設けられた３相の電機子を含む固定子とを備える。電動機１１１は、車両が走行するための動力を発生する。電動機１１１で発生したトルクは、ギア１１５を介して駆動軸１１６に伝達される。なお、電動機１１１の回転子はギア１１５に直結されている。また、電動機１１１は、回生ブレーキ時には発電機として動作し、電動機１１１で発電された電力は蓄電器１０１に充電される。
【００２６】
モータＥＣＵ１１３は、マネジメントＥＣＵ１１９からの指示に応じて電動機１１１の動作を制御する。また、モータＥＣＵ１１３は、電動機１１１の回転数Ｎｍ及びトルク、電動機１１１に入力される電圧、電動機１１１の冷却水の温度（水温）又はギアオイルの温度（ＡＴＦ温度）及び電動機１１１の電機子を構成する巻線の温度（巻線温度）に基づいて、電動機１１１の回転子を構成する永久磁石の温度（磁石温度）を所定の熱モデルから推定する。モータＥＣＵ１１３は、推定した磁石温度Ｔｍｇを示す信号をマネジメントＥＣＵ１１９に送る。
【００２７】
ギア１１５は、例えば５速相当の１段の固定ギアである。したがって、ギア１１５は、電動機１１１からの駆動力を、特定の変速比での回転数及びトルクに変換して、駆動軸１１６に伝達する。車速センサ１１７は、駆動軸１１６の回転数に基づいて車両の走行速度（車速ＶＰ）を検出する。車速センサ１１７によって検出された車速ＶＰを示す信号は、マネジメントＥＣＵ１１９に送られる。
【００２８】
マネジメントＥＣＵ１１９は、車両の運転者のアクセル操作に応じたアクセルペダル開度（ＡＰ開度）及び車速ＶＰに基づく要求出力の算出、並びに、インバータ１０９、第１コンバータ１０３及び第２コンバータ１０７の制御等を行う。また、マネジメントＥＣＵ１１９は、電動機１１１の動作に係る指示をモータＥＣＵ１１３に送る。さらに、マネジメントＥＣＵ１１９は、モータＥＣＵ１１３から磁石温度を示す信号Ｔｍｇを取得する。マネジメントＥＣＵ１１９は、電動機１１１の運転モードを効率重視モード、昇圧モード及び出力制限モードのいずれかに設定する。
【００２９】
図２は、マネジメントＥＣＵ１１９の内部構成を示すブロック図である。図２に示すように、マネジメントＥＣＵ１１９は、要求出力導出部２０１と、回転数算出部２０３と、目標トルク算出部２０５と、制御部２０７と、メモリ２０９とを有する。
【００３０】
要求出力導出部２０１は、アクセルペダル開度（ＡＰ開度）及び車速ＶＰに基づいて、電動機１１１に要求する出力（要求出力）を導出する。回転数算出部２０３は、車速ＶＰから電動機１１１の回転数Ｎｍを算出する。目標トルク算出部２０５は、要求出力導出部２０１が導出した要求出力及び回転数算出部２０３が算出した回転数Ｎｍに基づいて、電動機１１１が目標とするトルク（目標トルク）Ｔｔを算出する。
【００３１】
制御部２０７には、目標トルク算出部２０５が算出した目標トルクＴｔと、回転数算出部２０３が算出した回転数Ｎｍと、モータＥＣＵ１１３が推定した磁石温度Ｔｍｇとが入力される。制御部２０７は、図２に示すように、目標運転点決定部２１１と、ＩＮＶ指令値生成部２１３と、昇圧比決定部２１５とを有する。
【００３２】
目標運転点決定部２１１は、目標トルクＴｔ及び回転数Ｎｍに基づいて、電動機１１１が目標とする運転点（目標運転点）を決定する。なお、目標運転点決定部２１１は、目標トルクＴｔ及び回転数Ｎｍに基づいて決定した電動機１１１の目標運転点と磁石温度Ｔｍｇの条件を満たしたとき、前記決定した運転点よりも出力を制限した運転点を目標運転点として決定する。すなわち、このとき、制御部２０７は、電動機１１１の運転モードを出力制限モードに設定する。なお、出力制限モードに設定されたときの目標運転点決定部２１１は、永久磁石の温度Ｔｍｇに応じて電動機１１１の出力が制限される運転点を目標運転点として決定する。
【００３３】
上記条件とは、目標運転点が減磁発生領域内に位置し、かつ、磁石温度Ｔｍｇが出力制限用の閾値Ｔｔｈｈ（例えば、摂氏１５０度）を超えていることである。但し、目標運転点が減磁発生領域内に位置し、かつ、磁石温度Ｔｍｇが昇圧比増加用の閾値Ｔｔｈｌ（例えば、摂氏１１０度）以上かつ出力制限用の閾値Ｔｔｈｈ以下であっても、電動機１１１の回転数Ｎｍが閾値Ｎｔｈ以下であれば当該条件を満たすとする。昇圧比増加用の閾値Ｔｔｈｌは、出力制限用の閾値Ｔｔｈｈよりも低い値である。
【００３４】
減磁発生領域とは、図３に示す電動機１１１の運転領域の内、斜線で示す領域である。この減磁発生領域中の運転点で電動機１１１が動作し続けると、磁石温度の上昇により永久磁石に減磁が発生する。図３に示すように、電動機１１１の運転領域内には２つの減磁発生領域がある。１つは高回転側の磁石温度過大領域３０１であり、もう１つは低回転側の相電流過大領域３０３である。高回転側の磁石温度過大領域３０１は、電動機１１１が高回転かつ高出力運転されるために磁石温度が上昇して、永久磁石に減磁が発生する領域である。一方、低回転側の相電流過大領域３０３は、電動機１１１が高トルク運転されるために相電流が増大して、永久磁石に減磁が発生する領域である。
【００３５】
ＩＮＶ指令値生成部２１３は、電動機１１１が目標運転点で動作するための、インバータ１０９に対する指令値（ＩＮＶ指令値）を生成する。ＩＮＶ指令値生成部２１３が生成したＩＮＶ指令値はインバータ１０９に送られる。
【００３６】
昇圧比決定部２１５は、電動機１１１の目標運転点が減磁発生領域内に位置し、かつ、磁石温度Ｔｍｇが昇圧比増加用の閾値Ｔｔｈｌ以上かつ出力制限用の閾値Ｔｔｈｈ以下であり、かつ、電動機１１１の回転数Ｎｍが閾値Ｎｔｈより高いという条件を満たせば、第１コンバータ１０３及び第２コンバータ１０７の昇圧比ｎを磁石温度Ｔｍｇに応じた値に決定する。すなわち、このとき、制御部２０７は、電動機１１１の運転モードを昇圧モードに設定する。なお、閾値Ｎｔｈは、図３に示した磁石温度過大領域３０１における最小回転数と相電流過大領域３０３における最大回転数の中間値である。
【００３７】
昇圧比決定部２１５が決定する昇圧比ｎと磁石温度Ｔｍｇの関係を示すデータはメモリ２０９に格納されている。昇圧比決定部２１５は、メモリ２０９に格納されたデータを参照して、昇圧比ｎを決定する。
【００３８】
なお、制御部２０７が電動機１１１の運転モードを昇圧モードにも出力制限モードにも設定しないとき、昇圧比決定部２１５は、昇圧比ｎを常に１に設定する。すなわち、このとき、制御部２０７は電動機１１１の運転モードを効率重視モードに設定して、電動機１１１を目標運転点に応じて運転する。
【００３９】
図４は、昇圧比決定部２１５が決定する昇圧比ｎと磁石温度Ｔｍｇの関係を示すグラフである。図４に示すように、上記条件を満たしたときに決定される昇圧比ｎは１．３よりも大きな値であり、磁石温度Ｔｍｇの増大につれて高い値が設定されている。但し、磁石温度Ｔｍｇが閾値Ｔｔｈｈのときの昇圧比ｎは１．５に設定されている。また、磁石温度Ｔｍｇが閾値Ｔｔｈｌを超えた以降、磁石温度Ｔｍｇの上昇に従い昇圧比ｎの変化率は小さい。
【００４０】
図４に示した関係に従えば、電動機１１１が効率重視モードで運転されている状態のときに磁石温度Ｔｍｇが閾値Ｔｔｈｌ未満の状態から閾値Ｔｔｈｌに到達すると、電動機１１１の運転モードが昇圧モードに切り替えられ、昇圧比ｎが１から１．３に変更される。その後も磁石温度Ｔｍｇが上昇し続ければ、図４に示すように、昇圧比ｎは、磁石温度Ｔｍｇが閾値Ｔｔｈｈに到達するまで徐々に上げられる。すなわち、昇圧比決定部２１５は、図４に示した磁石温度Ｔｍｇに応じた値を昇圧比ｎとして決定する。
【００４１】
昇圧比決定部２１５によって決定された昇圧比ｎは第１コンバータ１０３及び第２コンバータ１０７に送られる。第１コンバータ１０３は、昇圧比ｎで蓄電器１０１の直流出力電圧を昇圧し、第２コンバータ１０７も、昇圧比ｎでＦＣスタック１０５の直流出力電圧を昇圧する。その結果、昇圧比ｎが１であるときの電動機１１１に入力される電圧が約３５０Ｖであれば、昇圧比ｎが１．３のときの同電圧は約４５０Ｖとなり、昇圧比ｎが１．５のときの同電圧は約５５０Ｖとなる。
【００４２】
なお、昇圧比ｎを上げると、電動機１１１を駆動するためのシステム全体における損失が増大する。図５は、電動機１１１に入力される電圧に対するシステム全体の損失特性の一例を示すグラフである。このため、昇圧比ｎが１から１．３に変更され、電動機１１１に入力される電圧が３５０Ｖから４５０Ｖに変化すると、図５に示すように、システム全体の損失は１．１ｋＷ上昇する。また、昇圧比ｎが１．３から１．５に変更され、電動機１１１に入力される電圧が４５０Ｖから５５０Ｖに変化すると、図５に示すように、システム全体の損失は３．５ｋＷ上昇する。
【００４３】
このように、昇圧比ｎを上げると、システム全体における損失は増加するが、磁石温度Ｔｍｇの上昇を抑えることができる。すなわち、昇圧比ｎが１であり、電動機１１１に入力される電圧が３５０Ｖであるときの、電動機１１１における界磁電流は大きいため、磁石温度Ｔｍｇの上昇速度は早い。一方、昇圧比ｎを上げて電動機１１１に入力される電圧を上げると、電動機１１１における界磁電流が小さくなるため、磁石温度Ｔｍｇの上昇速度を抑えることができる。
【００４４】
図６は、電動機１１１に入力される電圧が３５０Ｖ，４５０Ｖ，５５０Ｖであるときの、各々の電動機１１１のトルクに対する永久磁石の到達温度の一例を示すグラフである。電動機１１１のトルクがＴｑのとき、昇圧比ｎが１から１．３に変更され、電動機１１１に入力される電圧が３５０Ｖから４５０Ｖに変化すると、図６に示すように、電動機１１１における永久磁石の到達温度は約３０度低下する。また、同トルクのとき、昇圧比ｎが１．３から１．５に変更され、電動機１１１に入力される電圧が４５０Ｖから５５０Ｖに変化すると、図６に示すように、電動機１１１における永久磁石の到達温度は約１３度低下する。電動機１１１における永久磁石の到達温度が低いほど、磁石温度Ｔｍｇの上昇速度は遅い。
【００４５】
上述した図５の関係及び図６の関係を鑑みると、昇圧比ｎを１から１．３に変更すると、システム全体の損失は１．１ｋＷ上昇するものの、磁石温度Ｔｍｇの上昇抑制効果は比較的大きい。一方、昇圧比ｎを１．３から１．５に変更すると、磁石温度Ｔｍｇの上昇抑制効果はそれなりに得られるが、システム全体の損失が３．５ｋＷと比較的大きい。
【００４６】
したがって、昇圧比決定部２１５は、磁石温度Ｔｍｇが閾値Ｔｔｈｌに到達した時、図４に示したように、昇圧比ｎを１から一気に１．３に変更する。この場合、多少の損失で大きな磁石温度Ｔｍｇの上昇抑制効果が得られる。但し、その後も磁石温度Ｔｍｇが上昇し続ければ、昇圧比決定部２１５は、磁石温度Ｔｍｇが閾値Ｔｔｈｈに到達するまで昇圧比ｎを１．３から１．５まで徐々に上げていく。仮に、昇圧比ｎを１．３から１．５に一気に上げても、損失が大きい割に磁石温度Ｔｍｇの上昇抑制効果はあまり大きくない。また、昇圧比ｎが上がるにつれ、昇圧比ｎの変化分に対する損失の増加率が増し、磁石温度Ｔｍｇの上昇抑制効果は小さくなる。このため、昇圧比ｎを１．３からさらに上げるとき、昇圧比決定部２１５が磁石温度Ｔｍｇに従って連続的に昇圧比ｎを変更することで、システム全体における損失の増大を抑えつつ磁石温度Ｔｍｇの上昇抑制効果を得ることができる。
【００４７】
図７は、マネジメントＥＣＵ１１９の動作を示すフローチャートである。図７に示すように、マネジメントＥＣＵ１１９の制御部２０７が電動機１１１の目標運転点が減磁発生領域内に位置するか否かを判断し（ステップＳ１０１）、目標運転点が減磁発生領域内に位置すればステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、制御部２０７が磁石温度Ｔｍｇを取得する。次に、制御部２０７は、磁石温度Ｔｍｇが閾値Ｔｔｈｌ以上かつ閾値Ｔｔｈｈ以下（Ｔｔｈｌ≦Ｔｍｇ≦Ｔｔｈｈ）であるか否かを判断し（ステップＳ１０５）、Ｔｔｈｌ≦Ｔｍｇ≦ＴｔｈｈであればステップＳ１０７に進み、磁石温度Ｔｍｇが閾値Ｔｔｈｌ未満又は閾値Ｔｔｈｈより高い場合はステップＳ１０９に進む。すなわち、ステップＳ１０９に進むときは、Ｔｍｇ＜Ｔｔｈｌ又はＴｍｇ＞Ｔｔｈｈの場合である。
【００４８】
ステップＳ１０７では、制御部２０７は、電動機１１１の運転モードが出力制限モードに設定されているか否かを判断し、出力制限モードに設定されていればステップＳ１１１に進み、他のモード（昇圧モード又は効率重視モード）に設定されていればステップＳ１１３に進む。一方、ステップＳ１０９では、制御部２０７は、磁石温度Ｔｍｇが閾値Ｔｔｈｈより高い（Ｔｍｇ＞Ｔｔｈｈ）か否かを判断し、Ｔｍｇ＞ＴｔｈｈであればステップＳ１１５に進み、Ｔｍｇ＜ＴｔｈｌであればステップＳ１１９に進む。
【００４９】
ステップＳ１１１では、制御部２０７は、磁石温度Ｔｍｇが閾値Ｔｔｈｈから所定値Ｔｈｙを引いた値（例えば、１５０−５＝１４５Ｖ）未満か否かを判断し、Ｔｍｇ＜Ｔｔｈｈ−ＴｈｙであればステップＳ１１３に進み、Ｔｍｇ≧Ｔｔｈｈ−ＴｈｙであればステップＳ１１５に進む。ステップＳ１１３では、制御部２０７は、電動機１１１の回転数Ｎｍが閾値Ｎｔｈより高い（Ｎｍ＞Ｎｔｈ）か否かを判断し、Ｎｍ＞Ｎｔｈの場合はステップＳ１１７に進み、Ｎｍ≦Ｎｔｈの場合はステップＳ１１５に進む。
【００５０】
Ｎｍ＞Ｎｔｈの場合、電動機１１１の運転点が高回転側の磁石温度過大領域３０１内にあると考えられ、当該領域では図４〜図６で説明したように、昇圧比を上げることで磁石温度の上昇を抑制でき、その結果、減磁を抑制できる。このため、ステップＳ１１７では、制御部２０７は、電動機１１１の運転モードを昇圧モードに設定する。昇圧モードでは、制御部２０７の昇圧比決定部２１５は、磁石温度Ｔｍｇに応じた昇圧比ｎを決定して、第１コンバータ１０３及び第２コンバータ１０７の各昇圧比を変更する。
【００５１】
一方、Ｎｍ≦Ｎｔｈの場合、電動機１１１の運転点が低回転側の相電流過大領域３０３内にあると考えられ、当該領域では昇圧比を上げても減磁を抑制できない。このため、ステップＳ１１５では、制御部２０７は、電動機１１１の運転モードを出力制限モードに設定する。
【００５２】
このように、磁石温度Ｔｍｇが閾値Ｔｔｈｌ以上かつ閾値Ｔｔｈｈ以下（Ｔｔｈｌ≦Ｔｍｇ≦Ｔｔｈｈ）であっても、電動機１１１の運転モードは、電動機１１１の回転数Ｎｍが閾値Ｎｔｈよりも高ければ（Ｎｍ＞Ｎｔｈ）昇圧モードに設定され、閾値Ｎｔｈ以下であれば（Ｎｍ≦Ｎｔｈ）出力制限モードに設定される。したがって、磁石温度Ｔｍｇの閾値Ｔｔｈｌは、昇圧モードに設定される際の閾値でもあり、出力制限モードに設定される際の閾値でもある。なお、Ｎｍ≦Ｎｔｈの場合は、磁石温度Ｔｍｇの閾値ＴｔｈｌをＮｍ＞Ｎｔｈのときよりも低くしても良い。上述したように、電動機１１１の運転点が低回転側の相電流過大領域３０３内にあるときは昇圧比を上げても減磁を抑制できないため、磁石温度の上昇に対する処置としては出力制限が唯一の方法である。言い替えると、磁石温度の上昇に対するタフネスが低い。このため、Ｎｍ≦Ｎｔｈのときに閾値Ｔｔｈｌを低い値に設定することで、電動機１１１の運転モードが出力制限モードに設定される可能性を上げる。
【００５３】
ステップＳ１１９では、制御部２０７は、電動機１１１の運転モードが出力制限モード又は昇圧モードに設定されているか否かを判断し、出力制限モード又は昇圧モードに設定されていればステップＳ１２１に進み、効率重視モードに設定されていればステップＳ１２３に進む。ステップＳ１２１では、制御部２０７は、磁石温度Ｔｍｇが閾値Ｔｔｈｌから所定値Ｔｈｙを引いた値（例えば、１１０−５＝１０５Ｖ）未満か否かを判断し、Ｔｍｇ＜Ｔｔｈｌ−ＴｈｙであればステップＳ１２３に進み、Ｔｍｇ≧Ｔｔｈｌ−ＴｈｙであればステップＳ１１３に進む。ステップＳ１２３では、制御部２０７は、電動機１１１の運転モードを効率重視モードに設定する。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態では、電動機１１１の運転点が減磁発生領域に位置するため磁石温度の上昇により永久磁石に減磁が発生する状態であっても、第１コンバータ１０３及び第２コンバータ１０７の各昇圧比を上げる。昇圧比を上げるとシステム全体における損失が多少は増えるが、磁石温度の上昇が抑制されるため、電動機１１１は、出力の低下なくそのままの運転点で動作し続けることができる。
【００５５】
本実施形態では、モータＥＣＵ１１３が電動機１１１の磁石温度を推定して、マネジメントＥＣＵ１１９が当該推定値を磁石温度として利用する。マネジメントＥＣＵ１１９は、電動機１１１に永久磁石の温度を検出するセンサが設けられている場合、当該センサが検出した値を磁石温度として利用しても良い。
【００５６】
本実施形態では、図１に示したように、電動機１１１に電力を供給するエネルギー源として蓄電器１０１及びＦＣスタック１０５が設けられているが、いずれか一方のエネルギー源のみを備えた車両であっても良い。この場合、例えば、蓄電器１０１のみをエネルギー源として備えた車両では、マネジメントＥＣＵ１１９が、蓄電器１０１の状態を示す残容量（ＳＯＣ：State of Charge）のデータを取得して、ＳＯＣの値に応じて図７のステップＳ１０５で用いられる通常最大定格電圧の値を変更しても良い。蓄電器１０１がリチウムイオン電池から構成されている場合、蓄電器１０１の出力電圧はＳＯＣの低下に従って下がる傾向にある。このため、マネジメントＥＣＵ１１９は、リチウムイオン電池から構成された蓄電器１０１のＳＯＣの低下に従って通常最大定格電圧の値を下げる。
【符号の説明】
【００５７】
１０１  蓄電器（BATT）
１０３  第１コンバータ（第１CONV）
１０５  燃料電池スタック（ＦＣスタック）
１０７  第２コンバータ（第２CONV）
１０９  インバータ（INV）
１１１  電動機（Mot）
１１３  モータＥＣＵ（MOT ECU）
１１５  ギアボックス（ギア）
１１６  駆動軸
１１７  車速センサ
１１９  マネジメントＥＣＵ（MG ECU）
２０１  要求出力導出部
２０３  回転数算出部
２０５  目標トルク算出部
２０７  制御部
２０９  メモリ
２１１  目標運転点決定部
２１３  ＩＮＶ指令値生成部
２１５  昇圧比決定部
【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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【図８】
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