(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された電動機の制御装置であって、
前記車両は、
前記電動機に電力を供給するための電気機器と、
前記車両の周囲の大気圧Ｐを検知するための大気圧センサとを備えており、
前記制御装置は、
前記車両の走行時に、前記電動機の回転速度および前記電動機が必要とする出力に応じて、前記電動機および前記電気機器に印加される印加電圧を制御するための電圧指令値Ｖを算出する電圧指令値算出部と、
前記電圧指令値Ｖと前記大気圧Ｐとの履歴を記憶する記憶部と、
前記電圧指令値算出部で算出される前記電圧指令値Ｖが上限値Ｖｍａｘの電圧範囲内で制御されるように、前記記憶部に記憶された前記電圧指令値Ｖと前記大気圧Ｐとの履歴に基づいて、前記電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘを設定する上限値設定部と、
前記電圧指令値Ｖと前記大気圧Ｐと前記印加電圧の印加時間ｔとをパラメータとする関数Ａ＝∫ｆ（Ｖ，Ｐ）ｄｔの値を算出し、前記関数Ａの値を、前回算出した累積値Ａｎ−１に加算することで、前記関数Ａの累積値Ａｎ＝Ａ＋Ａｎ−１を更新する累積値算出部と
を備え、
前記上限値設定部は、前記累積値算出部によって算出される前記累積値Ａｎが閾値Ａｔｈを超えた場合に、前記電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘの値を低下させて再設定する、
制御装置。
【請求項２】
前記電動機は、前記電動機のステータ温度Ｔを検知するための温度センサを備え、
前記関数Ａは、さらにステータ温度Ｔをパラメータとする関数Ａ＝∫ｆ（Ｖ，Ｐ，Ｔ）ｄｔであって、
前記記憶部は前記電圧指令値Ｖと前記大気圧Ｐと前記ステータ温度Ｔとの履歴を記憶し、
前記上限値設定部は、前記記憶部に記憶された前記電圧指令値Ｖと前記大気圧Ｐと前記ステータ温度Ｔとの履歴に基づいて、前記電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘを設定する、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記累積値算出部は、前記電圧指令値Ｖが閾値Ｖｔｈより大きく、且つ、前記大気圧Ｐが閾値Ｐｔｈより小さい場合にのみ、前記関数Ａの累積値Ａｎを更新し、それ以外の場合は、前記関数Ａの累積値Ａｎを更新せずに前回の値のままとする
請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記上限値設定部は、前記閾値Ａｔｈの値を段階的に複数個有しており、前記累積値算出部によって算出される前記累積値Ａｎが、いずれの閾値Ａｔｈを超えたかに応じて、前記電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘの値を段階的に低下させる
請求項１から３までのいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記関数Ａは、
【数１】
0005924717.tif 000005
で与えられ、ここで、k，α，βは予め設定された係数である、
請求項２から４までのいずれか１項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は制御装置に関し、特に、車両に搭載された電動機および電気機器を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題対策の一環として、ハイブリッド車、燃料電池車、および、電気自動車などの低公害車が開発されている。これらの車両は、電動機からの駆動力により走行する。このような車両においては、電動機に電力を供給するインバータ回路等の電気機器が搭載され、高電圧で電動機を駆動している。
【０００３】
このような電動機が搭載された車両が高地で走行する場合が当然ながら想定される。高地においては、一般に、大気圧が低いことが知られている。そのような環境下では、空気の誘電率が上昇する。空気の誘電率が上昇すると、電気機器および電動機においては、絶縁体内への部分放電量が増加するという問題がある。部分放電量が増加すると、絶縁体の絶縁性能が劣化し、さらには、絶縁体の耐久寿命も劣化する。
【０００４】
そのため、車両が検知した大気圧に応じて電動機および電気機器に供給する電圧を設定し、設定された電圧に基づいて電動機を制御する制御装置が搭載された車両が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、特許文献１には記載されていないが、電動機の温度が高い場合にも、絶縁体の絶縁性能が劣化し、耐久寿命が劣化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４６３９９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１に記載のように、大気圧に応じて電圧を変更した場合、高地などの大気圧が低い領域では、電動機の出力は常に制限されてしまい、車両の走行性能が常に低下してしまうという問題点があった。
【０００８】
この発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、高地などの大気圧が低い領域においても、電動機の出力制限を行う時期を調整することで、車両の走行性能を出来る限り確保しながら、電動機の長寿命化を図ることができる制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、車両に搭載された電動機の制御装置であって、前記車両は、前記電動機に電力を供給するための電気機器と、前記車両の周囲の大気圧Ｐを検知するための大気圧センサとを備えており、前記制御装置は、前記車両の走行時に、前記電動機が必要とする出力に応じて、前記電動機および前記電気機器に印加される印加電圧を制御するための電圧指令値Ｖを算出する電圧指令値算出部と、前記電圧指令値Ｖと前記大気圧Ｐとの履歴を記憶する記憶部と、前記電圧指令値算出部で算出される前記電圧指令値Ｖが上限値Ｖｍａｘの電圧範囲内で制御されるように、前記記憶部に記憶された前記電圧指令値Ｖと前記大気圧Ｐとの履歴に基づいて、前記電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘを設定する上限値設定部と、前記電圧指令値Ｖと前記大気圧Ｐと前記印加電圧の印加時間ｔとをパラメータとする関数Ａ＝∫ｆ（Ｖ，Ｐ）ｄｔの値を算出し、前記関数Ａの値を、前回算出した累積値Ａｎ−１に加算することで、前記関数Ａの累積値Ａｎ＝Ａ＋Ａｎ−１を更新する累積値算出部とを備え、前記上限値設定部は、前記累積値算出部によって算出される前記累積値Ａｎが閾値Ａｔｈを超えた場合に、前記電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘの値を低下させて再設定する、制御装置である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明においては、前記上限値設定部が、前記累積値算出部によって算出される前記累積値Ａｎが閾値Ａｔｈを超えた場合に、前記電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘの値を低下して再設定するようにしたので、累積値が閾値Ａｔｈに達するまでは、電動機の出力を制限を行わないので、その間は、電動機の最大性能を確保することができる。また、前記累積値Ａｎが閾値Ａｔｈを超えた場合には、前記電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘの値を低下して再設定するため、電動機の内部の部分放電量の増加を抑え、電動機の絶縁性の劣化を防止し、電動機の絶縁破壊を抑制することができるので、電動機の絶縁性・信頼性を確保することができる。これにより、高地などの大気圧が低い領域においても、電動機の出力制限を行う時期を適切に調整することで、車両の走行性能を出来る限り確保しながら、電動機の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る制御装置が搭載された車両の構成を示すブロック図である。
【図２】大気圧と電圧と電動機の絶縁破壊および寿命との関係をグラフで示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る制御装置を構成するＨＶ−ＥＣＵで実行されるプログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１に係る制御装置を構成するＨＶ−ＥＣＵで演算される関数Ａの累積値Ａｎの動きと電圧指令値の上限値Ｖｍａｘの変化とをグラフで示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係る制御装置が搭載された車両の構成を示すブロック図である。
【図６】電動機のステータ温度と電圧と電動機の絶縁破壊および寿命との関係をグラフで示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る制御装置を構成するＨＶ−ＥＣＵで実行されるプログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態２に係る制御装置を構成するＨＶ−ＥＣＵで演算される関数Ａの累積値Ａｎの動きと電圧指令値の上限値Ｖｍａｘの変化をグラフで示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係る制御装置を構成するＨＶ−ＥＣＵで実行されるプログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る制御装置を構成するＨＶ−ＥＣＵで演算される関数Ａの累積値Ａｎの動きと電圧指令値の上限値Ｖｍａｘの変化をグラフで示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態４に係る制御装置を構成するＨＶ−ＥＣＵで演算される関数Ａの累積値Ａｎの動きと電圧指令値の上限値Ｖｍａｘの変化をグラフで示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係る制御装置について説明する。以下の各実施の形態においては、各図面において同一または相当する構成については同一の符号を付して示し、それらについての詳細な説明は繰返さないこととする。また、この発明は主に移動体の制御を行うための制御装置に関する。当該移動体の例としては、電動機が搭載された車両が挙げられ、当該車両であれば特に限定されるものではない。具体的には、たとえば、ハイブリッド車両、電気自動車あるいは燃料電池自動車などが挙げられる。なお、以下の各実施の形態においては、移動体をハイブリッド車両として説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、この発明の本実施の形態に係る制御装置が搭載された車両の構成を示したブロック図である。図１に示すように、当該車両には、ＨＶ−ＥＣＵ（Hybrid Vehicle - El ectronic Control Unit）１と、車両ＥＣＵ２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４と、電池５と、インバータ６と、モータ７とが搭載されている。
【００１４】
車両ＥＣＵ２は、車両に設けられた各種センサにより検知される各種情報（たとえば、アクセル開度、吸入空気量、車速等）に基づいて、車両に搭載されたエンジン（図示せず）の出力を制御する。車両ＥＣＵ２は、ＨＶ−ＥＣＵ１と通信可能に接続されている。また、車両ＥＣＵ２には、大気圧センサ３が接続されている。車両ＥＣＵ２は、プロセッサが、車両ＥＣＵ２に接続された記憶装置（図示せず）に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。また、複数のプロセッサおよび複数の記憶装置が連携して、車両ＥＣＵ２の機能を実行してもよい。
【００１５】
大気圧センサ３は、車両の周囲の大気圧を検知する。大気圧センサ３は、検知された大気圧に対応する検知信号を車両ＥＣＵ２に送信する。なお、大気圧センサ３は、周知の技術を用いればよいため、その詳細な説明は行なわない。
【００１６】
ＨＶ−ＥＣＵ１は、本実施の形態に係る制御装置を構成している。ＨＶ−ＥＣＵ１は、プロセッサが、ＨＶ−ＥＣＵ１に接続された記憶装置（図示せず）に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。また、複数のプロセッサおよび複数の記憶装置が連携して、ＨＶ−ＥＣＵ１の機能を実行してもよい。当該プログラムに基づいて、ＨＶ−ＥＣＵ１は、車両の走行時に、モータ７の回転速度およびモータ７が必要とする出力に応じて、モータ７およびインバータ６に印加する印加電圧を制御するための電圧指令値Ｖを算出する。さらに、当該プログラムには、後述する「モータ絶縁保護ルーチン」が含まれる。ＨＶ−ＥＣＵ１は、大気圧と電圧指令値との履歴に基づいて、「モータ絶縁保護ルーチン」に従い、電圧指令値に対する上限値を決定し、当該上限値をＤＣ／ＤＣコンバータ４において出力される昇圧電圧の最大値として設定し、ＤＣ／ＤＣコンバータ４において出力される昇圧電圧が当該最大値を超えないように、当該最大値の範囲でＤＣ／ＤＣコンバータ４に対する電圧指令値Ｖを出力して、ＤＣ／ＤＣコンバータ４を制御する。
【００１７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、ＨＶ−ＥＣＵ１から受信した電圧指令値Ｖに応じて、電池５からの直流電圧を昇圧する。
【００１８】
電池５は、例えば、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池等の充電可能な２次電池から構成されている。
【００１９】
インバータ６は、モータ７に電力を供給する電気機器である。インバータ６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４において昇圧された直流電圧を交流電圧に変換して、モータ７に供給する。インバータ６は、ＨＶ−ＥＣＵ１から受信した制御信号に応じて、モータ７に供給する交流電圧を制御する。
【００２０】
モータ７は電動機から構成されている。モータ７は、インバータ６から供給される交流電圧に基づいて駆動される。モータ７は、車両の駆動輪（図示せず）に連結され、供給される交流電圧に応じた駆動力を駆動輪に発生させる。モータ７を構成する電動機の例としては、たとえば３相交流同期電動機が挙げられる。しかしながら、モータ７は、３相交流同期電動機に限定されるものではなく、例えば５相または７相等の多相交流電動機であってもよい。但し、その場合には、インバータ６等も多相巻線に対応した回路構成とする。
【００２１】
車両が走行する際には、車両の動作状態に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、ＨＶ−ＥＣＵ１から指示された電圧指令値Ｖに基づく昇圧電圧値Ｖ１を出力する。それにより、インバータ６およびモータ７に電力が供給される。
【００２２】
図２は、大気圧と昇圧電圧値Ｖ１とモータ７の絶縁性・信頼性との関係をグラフで示した図である。図２において、横軸が「大気圧」、縦軸が「モータ７の絶縁破壊または寿命に至るまでの時間」である。図２においては、昇圧電圧値Ｖ１が、５００Ｖ、６００Ｖ、７００Ｖの３種類の場合のグラフを示している。この時、図２に示すように、大気圧が小さくなるにつれ、また、昇圧電圧値Ｖ１が大きくなるにつれ、モータ内部の部分放電量が増加し、モータ７の絶縁性を劣化させ、モータ７の絶縁破壊が生じやすくなり、モータ７の寿命が短くなることがわかる。
【００２３】
そこで、本実施の形態においては、大気圧と電圧指令値との履歴を記憶装置に記憶しておき、当該履歴に基づいて、電圧指令値Ｖの上限値を調整することで、高地などの大気圧が低い領域においても、モータ７の出力制限をすぐに行わずに、大気圧と電圧指令値との履歴が一定レベルに到達するまでは、モータ７の走行性能を確保し、その後に、大気圧と電圧指令値との履歴が当該一定レベルに達した段階で、モータ７の出力制限を行うことで、モータ内部の部分放電量の増加を抑える構成とした。これにより、大気圧と電圧指令値との履歴が一定レベルまでは走行性能が確保されるので、出力制限をすぐに行っていた従来技術に比べて、その分の走行性能が改善されるとともに、大気圧と電圧指令値との履歴が一定レベルを超えたときから、モータ７の出力制限を行うことで、モータ７の絶縁性の劣化を防止し、モータ７の絶縁破壊を防ぐようにしたので、従来技術に比べ、モータ７の寿命を長くすることができる。
【００２４】
このことを具体的に説明する。ＨＶ−ＥＣＵ１には、大気圧と電圧指令値との履歴に関する関数Ａが、以下のように予め設定されている。すなわち、ＨＶ−ＥＣＵ１から指示される電圧指令値をＶ、ＨＶ−ＥＣＵ１が大気圧センサ３により検出された大気圧をＰ、電圧指令値Ｖに基づくモータ７への電圧の印加時間をｔとしたとき、ＨＶ−ＥＣＵ１において、電圧指令値Ｖと大気圧Ｐと印加時間ｔとをパラメータとした下記の式（１）で与えられる関数Ａが予め設定されている。なお、印加時間ｔは、単に、電圧指令値Ｖの出力時間としてもよい。
【００２５】
【数１】
0005924717.tif 000002
【００２６】
式（１）からわかるように、関数Ａは、電圧指令値Ｖと大気圧Ｐとをパラメータとする関数ｆ（Ｖ，Ｐ）を、印加時間ｔで積分した値として、定義されている。
【００２７】
車両が走行する際に、ＨＶ−ＥＣＵ１は、関数Ａの初期値をＡ０＝０として、現時点の電圧指令値Ｖと大気圧Ｐと印加時間ｔの値を用いて、関数Ａの値を算出する。こうして求めた関数Ａの値を、初期値Ａ０に加算して、Ａ１（＝Ａ＋Ａ０）を算出する。次に、同様にして、Ａ２（＝Ａ＋Ａ１）を算出する。ＨＶ−ＥＣＵ１は、予め設定された周期で、この演算を繰り返し、Ａｎ＝Ａ＋Ａｎ−１の値が閾値Ａｔｈに達した場合に、電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘを低下させる。以下、Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ−１，Ａｎを、関数Ａの累積値または単に累積値と呼ぶこととする。なお、閾値Ａｔｈは、適宜、予め設定して記憶装置に記憶しておくものとする。
【００２８】
なお、上記の説明においては、関数ＡのパラメータＶに関し、ＨＶ−ＥＣＵ１から指示された電圧指令値Ｖを式（１）のパラメータＶとすると説明したが、その場合に限らず、ＤＣ／ＤＣコンバータ４からインバータ６に出力される昇圧電圧値Ｖ１を式（１）のパラメータＶとしてもよい。但し、その場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４からインバータ６に出力される昇圧電圧値Ｖ１を検出するための電圧センサを設けておく必要がある。当該電圧センサで検出された電圧値は、ＨＶ−ＥＣＵ１に出力される。
【００２９】
このように、本実施の形態に係る制御装置を構成するＨＶ−ＥＣＵ１は、車両の走行時に、モータ７の回転速度およびモータ７が必要とする出力に応じて、モータ７およびインバータ６に供給される印加電圧を制御するための電圧指令値Ｖを算出する電圧指令値算出部（図示せず）と、電圧指令値Ｖと大気圧Ｐとの履歴を記憶する記憶装置（図示せず）と、電圧指令値算出部で算出される電圧指令値Ｖが上限値Ｖｍａｘの電圧範囲内で制御されるように、記憶装置に記憶された電圧指令値Ｖと大気圧Ｐとの履歴に基づいて、電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘを設定する上限値設定部（図示せず）と、電圧指令値Ｖと大気圧Ｐと印加電圧の印加時間ｔとをパラメータとする上記式（１）の関数Ａの値を算出し、当該関数Ａの値を、前回算出された累積値Ａｎ−１に加算することで、関数Ａの累積値Ａｎ＝Ａ＋Ａｎ−１を更新する累積値算出部（図示せず）とを備えている。上限値設定部は、累積値算出部によって算出される累積値Ａｎが閾値Ａｔｈを超えた場合に、電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘの値を低下して再設定する。
【００３０】
以下、図３のフローチャートを参照して、本実施の形態に係るＨＶ−ＥＣＵ１における上限値Ｖｍａｘを決定する動作について説明する。なお、ここでは、図３に示すルーチンを「モータ絶縁保護ルーチン」と呼ぶこととする。
【００３１】
本実施の形態における「モータ絶縁保護ルーチン」においては、図３に示すように、まず、ステップＳ１０にて、ＨＶ−ＥＣＵ１は、自身からＤＣ／ＤＣコンバータ４に出力する電圧指令値Ｖを読み込み、記憶装置（図示せず）に記憶する。このとき、当該電圧指令値Ｖに基づく昇圧電圧値Ｖ１のインバータ６への印加時間ｔも同時に読み込み、記憶装置に記憶する。
【００３２】
次に、ステップＳ１１にて、ＨＶ−ＥＣＵ１は、大気圧センサ３から車両ＥＣＵ２を介して受信する大気圧の検知信号に基づいて、大気圧Ｐを検知して、それを読み込み、記憶装置に記憶する。
【００３３】
次に、ステップＳ１２にて、ＨＶ−ＥＣＵ１は、記憶装置（図示せず）に記憶された電圧指令値Ｖと大気圧Ｐと印加時間ｔとを用いて、上記式（１）の関数Ａの値を算出する。
【００３４】
次に、ステップＳ１３にて、前回のルーチンで算出し記憶した累積値Ａｎ−１に、今回求めた関数Ａの値を加算して、今回のルーチンにおける累積値Ａｎ＝Ａ＋Ａｎ−１を算出し、記憶装置に記憶する。
【００３５】
次に、ステップＳ１４にて、ＨＶ−ＥＣＵ１は、ステップＳ１３で求めた累積値Ａｎが、あらかじめ設定された閾値Ａｔｈを超えているか否かを判定する。判定の結果、累積値Ａｎが閾値Ａｔｈを超えていた場合には、ステップＳ１５に進む。一方、判定の結果、累積値Ａｎが閾値Ａｔｈ以下の場合は、ステップＳ１６に進む。
【００３６】
ステップＳ１５では、ＨＶ−ＥＣＵ１は、ＨＶ−ＥＣＵ１からＤＣ／ＤＣコンバータ４に指示する電圧指令値Ｖの上限値Ｖｍａｘを、現在の上限値である第１の上限値Ｖｍａｘ１から第２の上限値Ｖｍａｘ２に変更する。第２の上限値Ｖｍａｘ２は、第１の上限値よりも低い値に設定されている。なお、第１の上限値Ｖｍａｘ１および第２の上限値Ｖｍａｘ２の値は、予め決定しておき、記憶装置に記憶しておくようにする。
【００３７】
一方、ステップＳ１６では、ＨＶ−ＥＣＵ１は、ＨＶ−ＥＣＵ１からＤＣ／ＤＣコンバータ４への電圧指令値Ｖの上限値を第１の上限値Ｖｍａｘ１のままとし、変更しない。
【００３８】
このようにして、本実施の形態に係るＨＶ−ＥＣＵ１は、図３に示すルーチンに従って、電圧指令値Ｖの上限値Ｖｍａｘを決定する。
【００３９】
そして、ＨＶ−ＥＣＵ１は、ステップＳ１５またはステップＳ１６にて決定された上限値Ｖｍａｘ以下の電圧範囲内にて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４から出力される昇圧電圧値を制御する。すなわち、ＨＶ−ＥＣＵ１から出力される電圧指令値Ｖが上限値Ｖｍａｘ以下の場合には電圧指令値Ｖの値をそのまま出力し、一方、上限値Ｖｍａｘを超える場合には、当該電圧指令値Ｖを上限値Ｖｍａｘに置き換えることにより、当該電圧指令値Ｖを上限値Ｖｍａｘに丸めて出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、当該電圧指令値Ｖに基づいて昇圧電圧値Ｖ１を出力するため、昇圧電圧値Ｖ１が上限値Ｖｍａｘを超えることはない。
【００４０】
図４に、以上のような構成および動作に基づく、本実施の形態に係る制御装置を構成するＨＶ−ＥＣＵ１で演算される関数Ａによる累積値Ａｎの動きと電圧指令値Ｖの上限値Ｖｍａｘの変化を示す。図４において、横軸は「時間」、縦軸は「関数Ａの累積値Ａｎ」である。
【００４１】
図４に示すように、初期の上限値ＶｍａｘはＶｍａｘ１に設定されている。車両が走行している場合において、電圧指令値Ｖと検出された大気圧Ｐとから、上記の式（１）で示される関数Ａの値を算出し、前回のルーチンで算出し記憶された累積値Ａｎ−１に関数Ａの値を加算して、今回の累積値Ａｎ（＝Ａ＋Ａｎ−１）を算出する。
【００４２】
このとき、車両での電圧指令値Ｖが低い場合、または、車両が平地などを走行していて大気圧Ｐが高い場合の場合、または、その両方の場合は、関数Ａの値は小さく、累積値Ａｎの傾きは緩やかな上昇をつづける（例えば図４のＸ１の領域）。
【００４３】
逆に、車両での電圧指令値Ｖが高い場合、且つ、車両が山間部等の高地を走行していて大気圧Ｐが低い場合は、関数Ａの値は大きく、累積値Ａｎの傾きは急な上昇をつづける（例えば図４のＸ２の領域）。
【００４４】
こうして、累積値Ａｎが、あらかじめ定められた閾値Ａｔｈに達していない間は、電圧指令値の上限値ＶｍａｘはＶｍａｘ１に設定されたままである。
【００４５】
その後、累積値Ａｎがあらかじめ定められた閾値Ａｔｈに達した時点、すなわち、図４のＹ１の時点で、電圧指令値Ｖの上限値ＶｍａｘはＶｍａｘ２に変更される。このとき、Ｖｍａｘ２＜Ｖｍａｘ１と設定されている。
【００４６】
以後、ＨＶ−ＥＣＵ１からの電圧指令値ＶはＶｍａｘ２以下の範囲で動作されることになる。
【００４７】
本実施の形態においては、ＨＶ−ＥＣＵ１が、以上のように上限値Ｖｍａｘを制御することにより、高地などの大気圧が低い領域でも、モータ７の絶縁性および信頼性を確保しつつ、閾値Ａｔｈに達するまでの期間は、モータ７の走行性能を確保できるので、高地での急な上り坂が必要な場合においても、モータ７の性能を最大限に発揮することができ、車両の走行性能を低下させることがなくなる。また、閾値Ａｔｈに達した時点で、モータ７の出力制限を行うようにしたので、その時点からの車両の走行性能は下がるものの、モータ７の絶縁性の劣化を防げるので、モータ７の短寿命化を防止することができる。このようにして、本実施の形態においては、車両の走行性能とモータの絶縁性・信頼性との両立を図っている。
【００４８】
本実施の形態では、車両ＥＣＵ２に大気圧センサ３で検知された大気圧に対応する検出信号を送信しているが、その場合に限らず、大気圧センサ３からＨＶ−ＥＣＵ１に検出信号を送信するようにしてもよい。
【００４９】
本実施の形態では、関数Ａを、電圧指令値Ｖの印加時間ｔの積算としているが、印加時間ｔに対応する他の物理量で積算するようにしてもよい。当該物理量としては、例えばインバータ６内部にあるパワー半導体素子のスイッチング回数などが挙げられる。
【００５０】
本実施の形態では、車両ＥＣＵ２に大気圧センサ３が接続されているが、ＨＶ−ＥＣＵ１に直接接続されていても良い。また、大気圧センサ３とＨＶ−ＥＣＵ１とＤＣ／ＤＣコンバータ４とインバータ６とを一体型とし、一体化された内部で大気圧センサ３とＨＶ−ＥＣＵ１を接続してもよい。内部に大気圧センサ３を配置することにより、検出信号を送信するための配線がなくなり、コスト低減となる。
【００５１】
以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるＨＶ−ＥＣＵ１は、車両の走行時に、モータ７が必要とする出力に応じて、モータ７およびインバータ６に供給される印加電圧を制御するための電圧指令値Ｖを算出する電圧指令値算出部と、電圧指令値Ｖと大気圧Ｐとの履歴を記憶する記憶装置と、電圧指令値算出部で算出される電圧指令値Ｖが上限値Ｖｍａｘの電圧範囲内で制御されるように、記憶装置に記憶された電圧指令値Ｖと大気圧Ｐとの履歴に基づいて、電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘを設定する上限値設定部と、電圧指令値Ｖと大気圧Ｐと印加電圧の印加時間ｔとをパラメータとする関数Ａ＝∫ｆ（Ｖ，Ｐ）ｄｔの値を算出し、当該関数Ａの値を、前回の累積値Ａｎ−１に加算することで、関数Ａの累積値Ａｎ＝Ａ＋Ａｎ−１を更新する累積値算出部とを備えている。このとき、上限値設定部は、累積値算出部によって算出される累積値Ａｎが閾値Ａｔｈを超えた場合に、電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘの値を低下して再設定する。これにより、車両が高地などの大気圧が低い領域を走行する場合でも、モータ７の絶縁性・信頼性を確保しつつ、一定レベルに達するまでの間は、モータ７の最大性能を確保できるので、高地での急な上り坂が必要な場合においても、モータ７の性能を最大限に発揮することができ、車両の走行性能を低下させることがなくなる。
【００５２】
実施の形態２．
図５は、この発明の本実施の形態に係る制御装置が搭載された車両の構成を示したブロック図である。図１と図５との違いは、図５においては、図１のモータ７の代わりに、モータ７Ａが設けられている点である。モータ７Ａは、モータ７と基本的には同じ構成および動作であるが、モータ７との違いは、モータ７Ａには、モータ７Ａを構成する電動機のステータコイルなどの電流通電部にサーミスタが取り付けられている点である。このサーミスタにより、モータ７Ａのステータ温度Ｔを検出することが可能となっている。他の構成については、図１と同じであるため、ここでは、同一符号により示し、それらについての説明を省略する。
【００５３】
図６は、モータ７Ａのステータ温度と昇圧電圧値Ｖ１とモータ７Ａの絶縁性・信頼性との関係をグラフで示した図である。図６において、横軸が「ステータ温度」、縦軸が「モータ７Ａの絶縁破壊または寿命に至るまでの時間」である。図６においては、昇圧電圧値Ｖ１が、５００Ｖ、６００Ｖ、７００Ｖの３種類の場合のグラフを示している。図６に示すように、モータ７Ａのステータ温度が高くなるにつれ、また、昇圧電圧値Ｖ１が大きくなるにつれ、モータ内部の絶縁性能が劣化し、モータ７Ａの絶縁破壊が生じやすくなり、モータ７Ａの寿命が短くなることがわかる。
【００５４】
そこで、本実施の形態においては、ＨＶ−ＥＣＵ１からの電圧指令値Ｖと、大気圧センサ３により検出された大気圧Ｐと、モータ７Ａのステータ温度Ｔとの履歴に基づいて、電圧上限値Ｖｍａｘの制御を行う。
【００５５】
具体的には、ＨＶ−ＥＣＵ１から指示される電圧指令値をＶ、大気圧センサ３により検出された大気圧をＰ、電圧指令値Ｖによる昇圧電圧の印加時間をｔ、モータ７Ａのステータ温度をＴとしたとき、ＨＶ−ＥＣＵ１は、電圧指令値Ｖと大気圧Ｐと印加時間ｔとステータ温度Ｔとをパラメータとした下記の式（２）で与えられる関数Ａを予め設定しておく。なお、印加時間ｔは、単に、電圧指令値Ｖの出力時間としてもよい。
【００５６】
【数２】
0005924717.tif 000003
【００５７】
式（２）からわかるように、関数Ａは、電圧指令値Ｖと大気圧Ｐとステータ温度Ｔとをパラメータとする関数ｆ（Ｖ，Ｐ，Ｔ）を、印加時間ｔで積分した値として、定義されている。
【００５８】
このとき、初期値をＡ０＝０として、ＨＶ−ＥＣＵ１は、現時点の電圧指令値Ｖと大気圧Ｐとステータ温度Ｔと印加時間ｔとの値を用いて、式（２）の関数Ａの値を算出する。こうして求めた関数Ａの値を、初期値Ａ０に加算して、Ａ１（＝Ａ＋Ａ０）を算出する。次に、同様にして、Ａ２（＝Ａ＋Ａ１）を算出する。この演算を繰り返し、Ａｎ＝Ａ＋Ａｎ−１の値が予め設定された閾値Ａｔｈに達した場合に、電圧指令値Ｖの上限値Ｖｍａｘを低下させる。以下、Ａ１，Ａ２，・・・，Ａｎ−１，Ａｎを、実施の形態１と同様に、累積値と呼ぶこととする。
【００５９】
以下、図７のフローチャートを参照して、本実施の形態に係るＨＶ−ＥＣＵ１の動作について説明する。なお、ここでは、図７に示すルーチンを「モータ絶縁保護ルーチン」と呼ぶこととする。
【００６０】
本実施の形態における「モータ絶縁保護ルーチン」においては、図７に示すように、まず、ステップＳ２０にて、ＨＶ−ＥＣＵ１は、ＨＶ−ＥＣＵ１からＤＣ／ＤＣコンバータ４に出力する電圧指令値Ｖを読み込み、記憶装置（図示せず）に記憶する。このとき、当該電圧指令値Ｖに基づく電圧値の印加時間ｔも同時に読み込み、記憶装置に記憶する。
【００６１】
次に、ステップＳ２１にて、ＨＶ−ＥＣＵ１は、大気圧センサ３から受信する検知信号に基づいて、大気圧Ｐを検知して、それを読み込み、記憶装置に記憶する。
【００６２】
次に、ステップＳ２２にて、ＨＶ−ＥＣＵ１は、モータ７Ａから受信するサーミスタにより検知された検知信号に基づいて、ステータ温度Ｔを検知して、それを読み込み、記憶装置に記憶する。
【００６３】
次に、ステップＳ２３にて、ＨＶ−ＥＣＵ１は、記憶装置（図示せず）に記憶された電圧指令値Ｖと大気圧Ｐとステータ温度Ｔと印加時間ｔを用いて、上記式（２）の関数Ａの値を算出する。
【００６４】
次に、ステップＳ２４にて、前回のルーチンで算出し記憶装置に記憶した累積値Ａｎ−１に、今回求めた関数Ａの値を加算して、今回のルーチンにおける累積値Ａｎ＝Ａ＋Ａｎ−１を算出し、記憶装置に記憶する。
【００６５】
次に、ステップＳ２５にて、ＨＶ−ＥＣＵ１は、ステップＳ２４で求めた累積値Ａｎが、あらかじめ設定された閾値Ａｔｈを超えているか否かを判定する。判定の結果、累積値Ａｎが閾値Ａｔｈを超えていた場合には、ステップＳ２６に進む。一方、判定の結果、累積値Ａｎが閾値Ａｔｈ以下の場合は、ステップＳ２７に進む。
【００６６】
ステップＳ２６では、ＨＶ−ＥＣＵ１は、ＨＶ−ＥＣＵ１からＤＣ／ＤＣコンバータ４に指示する電圧指令値Ｖの上限値Ｖｍａｘを、現在の上限値である第１の上限値Ｖｍａｘ１を、第２の上限値Ｖｍａｘ２に変更する。第２の上限値Ｖｍａｘ２は、第１の上限値よりも低い値に設定されている。なお、第１の上限値Ｖｍａｘ１および第２の上限値Ｖｍａｘ２の値は、予め決定しておき、記憶装置に記憶しておくようにする。
【００６７】
一方、ステップＳ２７では、ＨＶ−ＥＣＵ１は、ＨＶ−ＥＣＵ１からＤＣ／ＤＣコンバータ４に指示する電圧指令値Ｖの上限値Ｖｍａｘ１を変更しない。
【００６８】
本実施の形態に係るＨＶ−ＥＣＵ１は、上記のようにして、電圧指令値Ｖの上限値Ｖｍａｘを決定する。
【００６９】
そして、ＨＶ−ＥＣＵ１は、ステップＳ２６またはステップＳ２７にて決定された上限値Ｖｍａｘ以下の電圧範囲内にて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力電圧を制御する。すなわち、ＨＶ−ＥＣＵ１から出力される電圧指令値Ｖが上限値Ｖｍａｘを超える場合には、当該電圧指令値Ｖを上限値Ｖｍａｘに置き換えることにより、当該電圧指令値Ｖを上限値Ｖｍａｘに丸めて出力する。
【００７０】
電圧、大気圧、ステータ温度に対する、絶縁性の劣化度合いを考慮し、前記関数Ａは、下記の式（３）とすることが好適である。
【００７１】
【数３】
0005924717.tif 000004
【００７２】
ここで、k，α，βは共に予め設定された係数である。
【００７３】
その他は実施の形態１と同様であり、ここでは説明を省略する。
【００７４】
なお、上記の説明においては、関数ＡのパラメータＶとして、ＨＶ−ＥＣＵ１から指示された電圧指令値Ｖを式（２）および式（３）のパラメータＶとすると説明したが、その場合に限らず、ＤＣ／ＤＣコンバータ４からインバータ６側に出力される昇圧電圧値Ｖ１をパラメータＶとしてもよい。但し、その場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４からインバータ６側に出力される昇圧電圧値Ｖ１を検出する電圧センサを設けておく必要がある。当該電圧センサで検出された電圧値は、ＨＶ−ＥＣＵ１に出力される。
【００７５】
図８に、以上のような構成および動作に基づく、本実施の形態に係る制御装置を構成するＨＶ−ＥＣＵ１で演算される関数Ａの累積値Ａｎの動きと電圧指令値Ｖの上限値Ｖｍａｘの変化を示す。図８において、横軸は「時間」、縦軸は「関数Ａの累積値Ａｎ」である。
【００７６】
図８に示すように、初期の上限値ＶｍａｘはＶｍａｘ１に設定されている。このとき、車両での電圧指令値Ｖが低い場合、または、車両が平地などを走行していて大気圧Ｐが高い場合、または、ステータ温度Ｔが低い場合、または、少なくともこれらのうちの１つの場合は、関数Ａの値は小さく、累積値Ａｎの傾きは緩やかな上昇をつづける（例えば図８のＸ１の領域）。
【００７７】
逆に、車両での電圧指令値Ｖが高い場合、および、車両が山間部等の高地を走行していて大気圧Ｐが低い場合は、関数Ａの値は大きく、累積値Ａｎの傾きは急な上昇をつづける（例えば図８のＸ２の領域）。
【００７８】
その他は実施の形態１と同様であり、省略する。
【００７９】
本実施の形態においては、同一電圧および同一気圧の場合でもステータ温度Ｔも考慮することにより、実施の形態１に対して、累積値Ａｎの傾きを緩やかにすることができ、上限値Ｖｍａｘを低下させるまでの時間をより長くすることができる。
【００８０】
本実施の形態においては、上述したように、ステータ温度Ｔの絶縁性劣化も考慮することにより、モータ７Ａの絶縁性・信頼性を確保しつつ、さらに長い時間、モータ７Ａの最大性能を確保できる。
【００８１】
以上のように、本実施の形態においては、上記の実施の形態１と同様の効果がえられるとともに、さらに、本実施の形態においては、モータ７Ａが、モータ７Ａのステータ温度Ｔを検知するための温度センサであるサーミスタを備え、前記関数Ａは、当該ステータ温度Ｔをもパラメータとする関数Ａ＝∫ｆ（Ｖ，Ｐ，Ｔ）ｄｔであって、ＨＶ−ＥＣＵ１に設けられた前記上限値設定部は、記憶装置に記憶された電圧指令値Ｖと大気圧Ｐとステータ温度Ｔとの履歴に基づいて、電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘを設定するようにした。これにより、ステータ温度Ｔによるモータ７Ａの絶縁性劣化も考慮することにより、モータ７Ａの絶縁性・信頼性をさらに確保しつつ、より長い時間、モータ７Ａの最大性能を確保することができる。
【００８２】
さらに、関数Ａを上記式（３）のように設定して、電圧、大気圧、ステータ温度に対する、絶縁性の劣化度合いを考慮した関数とした場合には、モータの絶縁性に対する、電圧指令値Ｖの上限値Ｖｍａｘを変更するタイミングを精度よく判定することができ、モータの絶縁性・信頼性を確保しつつ、さらに長い時間、電動機の最大性能を確保できる。
【００８３】
実施の形態３．
本実施の形態は、上記の実施の形態２の変形例である。
本実施の形態は、上記式（２）または式（３）を用いて関数Ａの値を算出する点は実施の形態２と同じであるが、実施の形態２と異なる点は、本実施の形態においては、電圧指令値Ｖが閾値Ｖｔｈ以上で、且つ、大気圧センサ３により検出された大気圧Ｐが閾値Ｐｔｈ以下の場合に限り、関数Ａを算出する点に特徴を有する。
【００８４】
以下、図９のフローチャートを参照して、本実施の形態に係るＨＶ−ＥＣＵ１の動作について説明する。なお、ここでは、図９に示すルーチンを「モータ絶縁保護ルーチン」と呼ぶこととする。
【００８５】
本実施の形態における「モータ絶縁保護ルーチン」においては、図９に示すように、まず、ステップＳ３０にて、ＨＶ−ＥＣＵ１は、ＨＶ−ＥＣＵ１からＤＣ／ＤＣコンバータ４に出力する電圧指令値Ｖを読み込み、記憶装置（図示せず）に記憶する。このとき、当該電圧指令値Ｖに基づく昇圧電圧値Ｖ１の印加時間ｔも同時に読み込み、記憶装置に記憶する。なお、印加時間ｔは、単に、電圧指令値Ｖの出力時間としてもよい。
【００８６】
次に、ステップＳ３１にて、ＨＶ−ＥＣＵ１は、大気圧センサ３から受信する検知信号に基づいて、大気圧Ｐを検知して、それを読み込み、記憶装置に記憶する。
【００８７】
次に、ステップＳ３２にて、ＨＶ−ＥＣＵ１は、モータ７Ａから受信するサーミスタにより検知された検知信号に基づいて、ステータ温度Ｔを検知して、それを読み込み、記憶装置に記憶する。
【００８８】
次に、ステップＳ３３にて、ＨＶ−ＥＣＵ１は、記憶装置に記憶された電圧指令値Ｖとあらかじめ設定された閾値Ｖｔｈとを比較する。また、ＨＶ−ＥＣＵ１は、記憶装置に記憶された大気圧Ｐとあらかじめ設定された閾値Ｐｔｈとを比較する。これらの比較の結果、電圧指令値Ｖ＞閾値Ｖｔｈ、且つ、大気圧Ｐ＜閾値Ｐｔｈとなった場合は、ステップＳ３４に進む。
【００８９】
一方、ステップＳ３３の比較結果で、電圧指令値Ｖ＞閾値Ｖｔｈ、且つ、大気圧Ｐ＜閾値Ｐｔｈとならなかった場合は、ステップＳ３８に進み、電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘを変更せずに、「モータ絶縁破壊ルーチン」を抜ける。
【００９０】
ステップＳ３４では、ＨＶ−ＥＣＵ１は、記憶装置（図示せず）に記憶された電圧指令値Ｖと大気圧Ｐとステータ温度Ｔと印加時間ｔとを用いて、上記式（２）または上記式（３）の関数Ａの値を算出する。
【００９１】
次に、ステップＳ３５にて、前回のルーチンで算出し記憶した累積値Ａｎ−１に、今回求めた関数Ａの値を加算して、今回のルーチンにおける累積値Ａｎ＝Ａ＋Ａｎ−１を算出し、記憶装置に記憶する。
【００９２】
次に、ステップＳ３６にて、ＨＶ−ＥＣＵ１は、ステップＳ３５で求めた累積値Ａｎが、あらかじめ設定された閾値Ａｔｈを超えているか否かを判定する。判定の結果、累積値Ａｎが閾値Ａｔｈを超えていた場合には、ステップＳ３７に進む。一方、判定の結果、累積値Ａｎが閾値Ａｔｈ以下の場合は、ステップＳ３８に進む。
【００９３】
ステップＳ３７では、ＨＶ−ＥＣＵ１は、ＨＶ−ＥＣＵ１からＤＣ／ＤＣコンバータ４に指示する電圧指令値Ｖの上限値Ｖｍａｘを、現在の上限値である第１の上限値Ｖｍａｘ１から、第２の上限値Ｖｍａｘ２に変更する。第２の上限値Ｖｍａｘ２は、第１の上限値よりも低い値に設定されている。なお、第１の上限値Ｖｍａｘ１および第２の上限値Ｖｍａｘ２の値は、予め決定しておき、記憶装置に記憶しておくようにする。
【００９４】
一方、ステップＳ３８では、ＨＶ−ＥＣＵ１は、ＨＶ−ＥＣＵ１からＤＣ／ＤＣコンバータ４に指示する電圧指令値Ｖの上限値Ｖｍａｘ１を変更しない。
【００９５】
本実施の形態に係るＨＶ−ＥＣＵ１は、上記のようにして、電圧指令値Ｖの上限値Ｖｍａｘを決定する。
【００９６】
そして、ＨＶ−ＥＣＵ１は、ステップＳ３７またはステップＳ３８にて決定された上限値Ｖｍａｘ以下の電圧範囲内にて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力電圧を制御する。すなわち、ＨＶ−ＥＣＵ１から出力される電圧指令値Ｖが上限値Ｖｍａｘを超える場合には、当該電圧指令値Ｖを上限値Ｖｍａｘに置き換えることにより、当該電圧指令値Ｖを上限値Ｖｍａｘに丸めて出力する。
【００９７】
その他は実施の形態２と同様であり、省略する。
【００９８】
図１０に、以上のような構成およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置を構成するＨＶ−ＥＣＵ１で演算される関数Ａの累積値Ａｎの動きと電圧指令値Ｖの上限値Ｖｍａｘの変化を示す。図１０において、横軸は「時間」、縦軸は「関数Ａの累積値Ａｎ」である。
【００９９】
図１０に示すように、初期の上限値ＶｍａｘはＶｍａｘ１に設定されている。このとき、車両での電圧指令値Ｖが閾値Ｖｔｈより低い場合、または、車両が平地などを走行していて大気圧Ｐが閾値Ｐｔｈより高い場合、または、その両方の場合は、累積値Ａｎは算出されないので、前回の累積値Ａｎ−１と変化せず、Ａｎ−１の値のままであるため、Ａｎ＝Ａｎ−１となる（例えば図１０のＸ３の領域）。
【０１００】
逆に、車両での電圧指令値Ｖが閾値Ｖｔｈより高い場合、且つ、車両が山間部等の高地を走行していて大気圧Ｐが閾値Ｐｔｈより低い場合は、上記式（２）または上記式（３）に示す関数Ａの値が算出され、当該関数Ａの値が前回の累積値Ａｎ−１に加算されて、累積値Ａｎは上昇を続ける（例えば図１０のＸ４の領域）。
【０１０１】
その他は実施の形態２と同様であり、その説明は省略する。
【０１０２】
本実施の形態においては、電圧指令値Ｖが高くなるにつれ、大気圧Ｐが低くなるにつれ、モータの絶縁劣化への影響が大きくなるため、絶縁劣化への影響が大きい領域（電圧指令値Ｖ＞Ｖｔｈ、大気圧Ｐ＜Ｐｔｈ）のみ累積値Ａｎを更新することにより、累積値Ａｎが変化しない領域が存在するので、実施の形態１，２に対して、電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘを低下させるまでの時間をさらに長くすることができる。それにより、モータの絶縁性・信頼性を確保しつつ、さらに長い時間、モータの最大性能を確保できる。
【０１０３】
なお、本実施の形態の制御装置を、自動車用の電動機に適用するには、自動車の標高移動範囲および自動車の必要とされる寿命を考慮すると、閾値Ｖｔｈを３００〜５００Ｖの範囲で設定し、閾値Ｐｔｈを５０〜７０ｋＰａの範囲で設定しておくのが好適である。
【０１０４】
また、検出される大気圧Ｐおよび閾値Ｐｔｈは、大気圧でなく、大気圧に対応する物理量でもよい。但し、そのときの大気圧Ｐに対する閾値Ｐｔｈは、大気圧５０〜７０ｋＰａの範囲に対応した値に設定することになる。
【０１０５】
以上のように、本実施の形態によれば、上記の実施の形態１，２と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態によれば、ＨＶ−ＥＣＵ１に設けられた累積値算出部が、電圧指令値Ｖが閾値Ｖｔｈより大きく、且つ、大気圧Ｐが閾値Ｐｔｈより小さい場合にのみ、関数Ａの累積値Ａｎを更新し、それ以外の場合は、関数Ａの累積値Ａｎを更新せずに前回の値のままとするようにした。電圧指令値Ｖが高くなるにつれ、大気圧Ｐが低くなるにつれ、モータの絶縁劣化への影響が大きくなるため、絶縁劣化への影響が大きい領域（電圧指令値Ｖ＞Ｖ１、大気圧Ｐ＜Ｐ１）のみを考慮することにより、累積値Ａｎが変化しない（不要な加算がない）領域が存在するので、上限値Ｖｍａｘを低下させるまでの時間をさらに長くすることができ、モータの絶縁性・信頼性を確保しつつ、さらに長い時間、モータの最大性能を確保できる。
【０１０６】
実施の形態４．
上記の実施の形態１〜３においては、電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘは、Ｖｍａｘ１とＶｍａｘ２の２種類だったが、本実施の形態では、電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘを３種類以上とし、関数Ａの累積値Ａｎの値に応じて、上限値Ｖｍａｘの値を段階的に低下させていく点に特徴を有する。
【０１０７】
本実施の形態に係る制御装置であるＨＶ−ＥＣＵ１で実行されるプログラムの動作は、上記の実施の形態２または３と同様であるため、ここでは、その説明を省略する。但し、本実施の形態においては、図７のステップＳ２５または図９のステップＳ３６の処理が若干異なる。当該差異について、以下で説明する。
【０１０８】
図１１に、本実施の形態に係る制御装置を構成するＨＶ−ＥＣＵ１で演算される関数Ａの累積値Ａｎの動きと電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘの変化を示す。図１１において、横軸は「時間」、縦軸は「関数Ａの累積値Ａｎ」である。
【０１０９】
図１１に示すように、本実施の形態では、ＨＶ−ＥＣＵ１が、複数種類の上限値Ｖｍａｘを有している。図１１の例では、上限値Ｖｍａｘとして、初期値である第１の上限値Ｖｍａｘ１、第２の上限値であるＶｍａｘ２、第３の上限値であるＶｍａｘ３の３種類の設定としている。これらは、上限値Ｖｍａｘ３＜上限値Ｖｍａｘ２＜上限値Ｖｍａｘ１の大小関係を満たすようにそれぞれ設定されている。上限値の種類は、３種類に限らず、４種類以上であってもよい。
【０１１０】
図１１に示すように、本実施の形態においては、ＨＶ−ＥＣＵ１が、上記の式（２）または式（３）の関数Ａで演算した累積値Ａｎがあらかじめ定められた第１の閾値Ａｔｈ１に達した時点で（図１１のＹ１点）、電圧指令値Ｖの上限値Ｖｍａｘを、第１の上限値Ｖｍａｘ１から第２の上限値Ｖｍａｘ２に変更する。以後、ＨＶ−ＥＣＵ１からの電圧指令値ＶはＶｍａｘ２以下の範囲で動作されることになる。
【０１１１】
さらに、車両が走行され、累積値Ａｎが第２の閾値Ａｔｈ２に達した時点で（図１１のＹ２点）、ＨＶ−ＥＣＵ１は、電圧指令値Ｖの上限値Ｖｍａｘを、第２の上限値Ｖｍａｘ２から第３の上限値Ｖｍａｘ３に変更する。以後、ＨＶ−ＥＣＵ１からの電圧指令値Ｖは、Ｖｍａｘ３以下の範囲で動作されることになる。このように、本実施の形態では、下記に示すように、各閾値Ａｔｈn毎に、上限値Ｖｍａｘn+1の値が、予め対応されて記憶装置に記憶されており、累積値Ａｎが、閾値Ａｔｈnに達した時点で、上限値Ｖｍａｘが、Ｖｍａｘn+1に変更される。
【０１１２】
＜閾値Ａｔｈの値＞                        ＜上限値Ｖｍａｘ＞
累積値Ａｎが、閾値Ａｔｈ１以下        →      Ｖｍａｘ１に設定（初期値）
累積値Ａｎが、閾値Ａｔｈ１に達する    →      Ｖｍａｘ２に変更
累積値Ａｎが、閾値Ａｔｈ２に達する    →      Ｖｍａｘ３に変更
・                                    ・
・                                    ・
・                                    ・
累積値Ａｎが、閾値Ａｔｈn-1に達する    →      Ｖｍａｘnに変更
累積値Ａｎが、閾値Ａｔｈnに達する      →      Ｖｍａｘn+1に変更
【０１１３】
その他の動作は実施の形態２〜３と同様であり、ここでは説明を省略する。なお、上記の説明においては、本実施の形態を実施の形態２〜３に適用させた場合を例に挙げて説明したが、その場合に限らず、本実施の形態は実施の形態１にも適用可能であることは言うまでもない。
【０１１４】
本実施の形態においては、上述したように、電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘを複数種類有して、段階的に、上限値Ｖｍａｘの値を下げていくようにしたので、実施の形態２，３に対して、さらに、モータの絶縁性・信頼性を確保しつつ、電圧指令値の上限値Ｖｍａｘの低下を極力抑えることができ、モータの最大性能低下を極力おさえることができる。
【０１１５】
なお、本実施の形態に係る制御装置を、自動車用の電動機に適用するには、自動車の標高移動範囲および自動車の必要とされる寿命を考慮すると、上限値ｍａｘの各種類の設定値を３００Ｖ〜７００Ｖの範囲で設定しておくことが好適である。
【０１１６】
以上のように、本実施の形態においては、上記実施の形態１〜３と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態においては、ＨＶ−ＥＣＵ１に設けられた上限値設定部が、閾値Ａｔｈの値を段階的に複数個有しており、累積値算出部によって算出される累積値Ａｎが、いずれの閾値Ａｔｈを超えたかに応じて、電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘの値を段階的に低下させるようにした。このように、上限値Ｖｍａｘを複数もつことにより、モータの絶縁性・信頼性を確保しつつ、電圧指令値Ｖの最大値となる上限値Ｖｍａｘの低下を極力抑えることができ、モータの最大性能低下を極力おさえることができる。
【０１１７】
今回開示された実施の形態１〜４はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した実施の形態１〜４の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１８】
１  ＨＶ−ＥＣＵ、２  車両ＥＣＵ、３  大気圧センサ、４  ＤＣ／ＤＣコンバータ、５  電池、６  インバータ、７，７Ａ  モータ。
【要約】
【課題】電動機の出力制限を行う時期を調整することで、車両の走行性能を出来る限り確保しながら、電動機の長寿命化を図る。
【解決手段】制御装置は、電圧指令値Ｖが上限値Ｖｍａｘの電圧範囲内で制御されるように、電圧指令値Ｖと大気圧Ｐとの履歴に基づいて、電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘの設定を行う際に、電圧指令値Ｖと大気圧Ｐと電圧指令値Ｖに基づく電圧が印加される印加時間ｔとをパラメータとする関数Ａ＝∫ｆ（Ｖ，Ｐ）ｄｔの値を算出し、関数Ａの値を前回の累積値Ａｎ−１に加算することで、関数Ａの累積値Ａｎ＝Ａ＋Ａｎ−１を更新し、当該累積値Ａｎが閾値Ａｔｈを超えた場合に、電圧指令値Ｖに対する上限値Ｖｍａｘの値を低下して再設定する。
【選択図】図３【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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