(57)【要約】【課題】要求トルクの発生を可能な限り実現しつつ、スイッチング素子の温度上昇を抑えたモータ制御装置および車両を提供する。【解決手段】制御装置３０は、車速とモータＭ１に要求されるトルクとに応じてスイッチング周波数すなわちキャリア周波数ｆｃを選択する。制御装置３０は、温度測定値Ｔが高くなると、それ以上インバータ１４の温度が上昇しないようにインバータに対しトルク制限を行なう。このトルク制限の制限値は、温度およびインバータのキャリア周波数ｆｃに応じて定められる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の推進力を得るためのトルクを発生させるモータを駆動する駆動回路と、
前記駆動回路を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記駆動回路に含まれるスイッチング素子のスイッチング周波数に応じた制限値を用いて前記スイッチング素子の温度に応じた制限運転を前記駆動回路に行なわせる、モータ制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、モータ回転数と前記モータに要求されるトルクとに応じて前記スイッチング周波数を選択して前記駆動回路を制御する、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記制限値は、トルク制限値に基づいて定められ、
前記トルク制限値は、前記スイッチング周波数に対応する前記スイッチング素子の温度ごとに予め定められる、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記制御値は、モータ回転数が所定数増加しても前記スイッチング周波数が増加しない場合は、現在の前記スイッチング周波数に対応して前記スイッチング素子の温度ごとに予め定められたトルク制限値に基づいて定められ、モータ回転数が所定数増加すると前記スイッチング周波数が増加する場合は、増加後の前記スイッチング周波数に対応して前記スイッチング素子の温度ごとに予め定められたトルク制限値に基づいて定められる、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
車両の推進力を得るためのトルクを発生させるモータと、
前記モータを制御するモータ制御装置とを備え、
前記モータ制御装置は、
前記モータを駆動する駆動回路と、
前記駆動回路を制御する制御部とを含み、
前記制御部は、前記駆動回路に含まれるスイッチング素子のスイッチング周波数に応じた制限値を用いて前記スイッチング素子の温度に応じた制限運転を前記駆動回路に行なわせる、車両。
【請求項６】
前記制御部は、モータ回転数と前記モータに要求されるトルクとに応じて前記スイッチング周波数を選択して前記駆動回路を制御する、請求項５に記載の車両。
【請求項７】
前記制限値は、トルク制限値に基づいて定められ、
前記トルク制限値は、前記スイッチング周波数に対応する前記スイッチング素子の温度ごとに予め定められる、請求項５に記載の車両。
【請求項８】
前記制御値は、モータ回転数が所定数増加しても前記スイッチング周波数が増加しない場合は、現在の前記スイッチング周波数に対応して前記スイッチング素子の温度ごとに予め定められたトルク制限値に基づいて定められ、モータ回転数が所定数増加すると前記スイッチング周波数が増加する場合は、増加後の前記スイッチング周波数に対応して前記スイッチング素子の温度ごとに予め定められたトルク制限値に基づいて定められる、請求項５に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータ制御装置およびそれを備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータをインバータにより駆動するモータドライブ制御技術の広い分野で利用されている。モータを駆動するためのインバータ回路にはＩＧＢＴ素子、パワーＭＯＳ素子などのスイッチング素子が内蔵されている。このようなスイッチング素子は温度が高くなると破壊されてしまうので、インバータの温度が上昇したときにはトルク制限を行なうのが普通である。
【０００３】
特開平９−１２１５９５号公報（特許文献１）にはインバータ回路のスイッチング素子の温度が高くなってもトルク低下をさせることなく温度保護を図ることができる電力変換器の温度保護機構が開示されている。
【０００４】
この技術では、スイッチング素子の検出温度が上昇すると、まず、トルク制限を行なわないで高周波のキャリア周波数から低周波のキャリア周波数に切換えて制御し、これでもなお温度が上昇するときにはトルク制限値を小さくして制御を行なう。
【特許文献１】特開平９−１２１５９５号公報
【特許文献２】特開平７−３２２４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、環境に配慮した自動車として、電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池車などが大きな注目を集めている。このような車両は、直流電源とインバータとによって駆動されるモータを搭載し、このモータによって車両の推進トルクを発生させる。
【０００６】
コストや車載スペース等の要件から、このモータを駆動するインバータは小型化し、熱容量も小さくなる傾向にある。このため、熱集中により温度上昇が急激に発生しやすいようになっている。特にスイッチング回数の多い高キャリア周波数での温度上昇が顕著となっている。
【０００７】
一方、モータ回転数と要求トルクとによってスイッチング周波数のもとになるキャリア周波数ｆｃが定められている。
【０００８】
図５は、キャリア周波数について説明するための概念図である。
図５を参照して、運転条件Ａの場合には、キャリア周波数ｆｃ＝１．２５ｋＨｚであり、このキャリア周波数に基づいてオン／オフ波形はＰＷＭ制御されて電流ＩＣＯＩＬが流れる。
【０００９】
これに対し運転条件Ｂの場合には電流ＩＣＯＩＬの周波数が運転条件Ａの場合よりも高くなっている。したがってスムーズにこの電流を流すために、キャリア周波数ｆｃを２．５ｋＨｚに増やしてこのキャリア周波数に基づいてＰＷＭ制御をしてスイッチング素子のオン／オフをさせる必要がある。
【００１０】
トルク制限を加える代わりにこのキャリア周波数を低くすればスイッチング回数が減るためスイッチング損失を少なくできる分だけ温度上昇を抑えることができるが、これでは、モータをスムーズに回転させる制御に破綻をきたす恐れがあり、モータの振動が増加してしまう。
【００１１】
図６は、キャリア周波数と温度上昇について説明するための図である。
図６を参照して、初期の温度が６５℃であった場合にキャリア周波数ｆｃ＝１．２５ｋＨｚの場合とｆｃ＝２．５ｋＨｚの場合はこのまま運転を続けても温度はスイッチング素子の破壊を招く温度である１１０℃までは上昇しないのでこのまま運転を続けることができる。
【００１２】
一方、キャリア周波数ｆｃ＝５ｋＨｚの場合には、スイッチング周波数が高い分スイッチング損失が大きくこれが熱に変わるので初期に同じ６５℃であっても時刻ｔ１後には１１０℃を超えてしまう恐れがある。したがって、キャリア周波数が高い場合には何らかの措置を講じないとデバイスが破壊してしまう。
【００１３】
この発明の目的は、要求トルクの発生を可能な限り実現しつつ、スイッチング素子の温度上昇を抑えたモータ制御装置および車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は、要約すると、モータ制御装置であって、車両の推進力を得るためのトルクを発生させるモータを駆動する駆動回路と、駆動回路を制御する制御部とを備える。制御部は、駆動回路に含まれるスイッチング素子のスイッチング周波数に応じた制限値を用いてスイッチング素子の温度に応じた制限運転を駆動回路に行なわせる。
【００１５】
好ましくは、制御部は、モータ回転数とモータに要求されるトルクとに応じてスイッチング周波数を選択して駆動回路を制御する。
【００１６】
好ましくは、制限値は、トルク制限値に基づいて定められ、トルク制限値は、スイッチング周波数に対応するスイッチング素子の温度ごとに予め定められる。
【００１７】
好ましくは、制御値は、モータ回転数が所定数増加してもスイッチング周波数が増加しない場合は、現在のスイッチング周波数に対応してスイッチング素子の温度ごとに予め定められたトルク制限値に基づいて定められ、モータ回転数が所定数増加するとスイッチング周波数が増加する場合は、増加後のスイッチング周波数に対応してスイッチング素子の温度ごとに予め定められたトルク制限値に基づいて定められる。
【００１８】
この発明の他の局面に従うと、車両であって推進力を得るためのトルクを発生させるモータと、モータを制御するモータ制御装置とを備える。モータ制御装置は、モータを駆動する駆動回路と、駆動回路を制御する制御部とを含む。制御部は、駆動回路に含まれるスイッチング素子のスイッチング周波数に応じた制限値を用いてスイッチング素子の温度に応じた制限運転を駆動回路に行なわせる。
【００１９】
好ましくは、制御部は、モータ回転数とモータに要求されるトルクとに応じてスイッチング周波数を選択して駆動回路を制御する。
【００２０】
好ましくは、制限値は、トルク制限値に基づいて定められ、トルク制限値は、スイッチング周波数に対応するスイッチング素子の温度ごとに予め定められる。
【００２１】
好ましくは、制御値は、モータ回転数が所定数増加してもスイッチング周波数が増加しない場合は、現在のスイッチング周波数に対応してスイッチング素子の温度ごとに予め定められたトルク制限値に基づいて定められ、モータ回転数が所定数増加するとスイッチング周波数が増加する場合は、増加後のスイッチング周波数に対応してスイッチング素子の温度ごとに予め定められたトルク制限値に基づいて定められる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、可能な限り要求トルクを発生しつつかつインバータ素子の保護を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部品には同一の符号を付してその説明は繰返さない。
【００２４】
図１は、本発明のモータ制御装置を搭載する車両１００の構成を示した回路図である。
図１を参照して、車両１００は、バッテリＢと、電圧センサ１０と、システムメインリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサＣ１と、電圧変換部２０と、インバータ１４と、温度センサ３５と、電流センサ２４と、制御装置３０とを備える。
【００２５】
バッテリＢは、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池である。電圧センサ１０は、バッテリＢから出力される直流電圧値ＶＢを検出し、検出した直流電圧値ＶＢを制御装置３０へ出力する。システムメインリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からの信号ＳＥによりオン／オフされる。より具体的には、システムメインリレーＳＲ１，ＳＲ２は、Ｈ（論理ハイ）レベルの信号ＳＥによりオンされ、Ｌ（論理ロー）レベルの信号ＳＥによりオフされる。コンデンサＣ１は、システムメインリレーＳＲ１，ＳＲ２オン時において、バッテリＢの端子間電圧を平滑化する。
【００２６】
電圧変換部２０は、電圧センサ２１と、電流センサ１１と、昇圧コンバータ１２と、コンデンサＣ２と、電圧センサ１３とを含む。
【００２７】
電流センサ１１は、バッテリＢと昇圧コンバータ１２との間に流れる直流電流を検出し、その検出した電流を直流電流値ＩＢとして制御装置３０へ出力する。
【００２８】
昇圧コンバータ１２は、一方端がシステムメインリレーＳＲ１を介してバッテリＢの正極と接続されるリアクトルＬ１と、電圧ＶＨを出力する昇圧コンバータ１２の出力端子間に直列に接続されるＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２と、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。
【００２９】
リアクトルＬ１の他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタおよびＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタに接続される。ダイオードＤ１のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のコレクタと接続され、ダイオードＤ１のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタと接続される。ダイオードＤ２のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタと接続され、ダイオードＤ２のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のエミッタと接続される。
【００３０】
電圧センサ２１は昇圧コンバータ１２の入力側の電圧を電圧値ＶＬとして検知する。電流センサ１１はリアクトルＬ１に流れる電流を電流値ＩＢとして検知する。コンデンサＣ２は昇圧コンバータ１２の出力側に接続され昇圧コンバータ１２から送られたエネルギを蓄積するとともに、電圧の平滑化を行なう。電圧センサ１３は、昇圧コンバータ１２の出力側の電圧すなわちコンデンサＣ２の電極間の電圧を電圧値ＶＨとして検知する。
【００３１】
インバータ１４は、昇圧コンバータ１２から昇圧電位を受けて交流モータＭ１を駆動する。また、インバータ１４は、回生制動に伴い交流モータＭ１において発電された電力を昇圧コンバータ１２に戻す。このとき昇圧コンバータ１２は、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。
【００３２】
交流モータＭ１は、車両１００の図示しない駆動輪を駆動するためのトルクを発生するためのモータである。このモータは、たとえば、エンジンによって駆動される発電機の機能を持ち、かつ、エンジンに対して電動機として動作しエンジンの始動を行ない得るようなものとしてハイブリッド自動車に組込まれるものであってもよい。
【００３３】
インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６、およびＷ相アーム１７は、昇圧コンバータ１２の出力ライン間に並列に接続される。
【００３４】
Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４と、ＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。ダイオードＤ３のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のコレクタと接続され、ダイオードＤ３のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のエミッタと接続される。ダイオードＤ４のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のコレクタと接続され、ダイオードＤ４のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のエミッタと接続される。
【００３５】
Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６と、ＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ５，Ｄ６とを含む。ダイオードＤ５のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のコレクタと接続され、ダイオードＤ５のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のエミッタと接続される。ダイオードＤ６のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のコレクタと接続され、ダイオードＤ６のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のエミッタと接続される。
【００３６】
Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８と、ＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。ダイオードＤ７のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のコレクタと接続され、ダイオードＤ７のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のエミッタと接続される。ダイオードＤ８のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のコレクタと接続され、ダイオードＤ８のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のエミッタと接続される。
【００３７】
各相アームの中間点は、交流モータＭ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、交流モータＭ１は、三相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルは各々一方端が中点に共に接続されている。そして、Ｕ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードに接続される。またＶ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードに接続される。またＷ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードに接続される。
【００３８】
電流センサ２４は、交流モータＭ１に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ１として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。
【００３９】
温度センサ３５は、インバータ１４の温度を検知して温度測定値Ｔを出力する。
制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１、モータ回転数ＭＲＮ１、電圧値ＶＢ，ＶＬ，ＶＨ、電流値ＩＢ、モータ電流値ＭＣＲＴ１および温度測定値Ｔを受ける。そして制御装置３０は、電圧変換部２０に対して昇圧指示ＰＷＵおよび降圧指示ＰＷＤを出力する。さらに、制御装置３０は、インバータ１４に対して、昇圧コンバータ１２の出力である直流電圧をモータＭ１を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示ＰＷＭＩ１とモータＭ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２側に戻す回生指示ＰＷＭＣ１とを出力する。
【００４０】
次に、電圧変換部２０の動作について簡単に説明する。電圧変換部２０中の昇圧コンバータ１２は、力行運転時にはバッテリＢからの電力をインバータ１４に供給する順方向変換回路としての昇圧回路として動作する。逆に、回生運転時には、昇圧コンバータ１２は、バッテリＢにモータＭ１で発電された電力を回生する逆方向変換回路としての降圧回路としても動作する。
【００４１】
昇圧コンバータ１２は、ＩＧＢＴ素子Ｑ１をオフにした状態で、ＩＧＢＴ素子Ｑ２のオンとオフとを行なうことにより、昇圧回路として動作する。すなわち、ＩＧＢＴ素子Ｑ２がオンの状態においては、バッテリＢの正極からリアクトルＬ１、ＩＧＢＴ素子Ｑ２を経由してバッテリＢの負極に電流が流れる経路が形成される。この電流が流れている間に、リアクトルＬ１にエネルギが蓄積される。
【００４２】
そして、ＩＧＢＴ素子Ｑ２をオフ状態にすると、リアクトルＬ１に蓄積されたエネルギはダイオードＤ１を介してインバータ１４側に流れる。これによりコンデンサＣ２の電極間の電圧が増大する。したがって、インバータ１４に与えられる昇圧コンバータ１２の出力電圧は昇圧される。
【００４３】
一方、昇圧コンバータ１２は、ＩＧＢＴ素子Ｑ２をオフにした状態で、ＩＧＢＴ素子Ｑ１のオンとオフとを行なうことにより降圧回路として動作する。すなわち、ＩＧＢＴ素子Ｑ１がオンの状態においては、インバータ１４から回生される電流は、ＩＧＢＴ素子Ｑ１、リアクトル、バッテリＢへと流れる。
【００４４】
また、ＩＧＢＴ素子Ｑ１がオフの状態においては、リアクトルＬ１、バッテリＢおよびダイオードＤ２からなるループが形成され、リアクトルＬ１に蓄積されたエネルギがバッテリＢに回生される。この逆方向変換においては、インバータ１４が電力を供給する時間よりも、バッテリＢが電力を受ける時間の方が長くなり、インバータ１４における電圧は降圧されてバッテリＢに回生される。電圧変換部２０の動作は、以上の力行動作と回生動作とを適切に制御することで行なわれる。
【００４５】
なお、回生制御には、ハイブリッド自動車または電気自動車を運転するドライバによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動が含まれる。また、フットブレーキを操作しない場合であっても、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速させたりまたは加速を中止させたりするときが含まれる。
【００４６】
制御装置３０は、モータ回転数とモータＭ１に要求されるトルクとに応じてスイッチング周波数すなわちキャリア周波数ｆｃを選択してインバータ１４を制御する。
【００４７】
インバータ１４は、車両の推進力を得るためのトルクを発生させるモータＭ１を駆動する。制御装置３０は、インバータ１４に含まれるスイッチング素子であるＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８のスイッチング周波数であるキャリア周波数ｆｃに応じた制限値を用いてスイッチング素子の温度Ｔに応じた制限運転をインバータ１４に行なわせる。
【００４８】
制御装置３０は、温度測定値Ｔが高くなると、それ以上インバータ１４の温度が上昇しないようにインバータに対しトルク制限を行なう。このトルク制限の制限値は、温度およびインバータのキャリア周波数ｆｃに応じて定められる。
【００４９】
図２は、図１における制御装置３０の制御を説明するためのフローチャートである。
図２を参照して、まずステップＳ１において制御装置３０は温度センサ３５が検出したインバータ１４の温度測定値Ｔを読込む。
【００５０】
続いてステップＳ２において、制御装置３０は現在のキャリア周波数ｆｃの読取を行なう。
【００５１】
図３は、キャリア周波数ｆｃについて説明するための図である。
図３を参照して、モータＭ１の回転数Ｎが横軸に示され、モータＭ１の要求トルクが縦軸に示されている。そして、回転数が境界線Ｗ１以下の領域（Ａ点が含まれる領域）においては、キャリア周波数ｆｃは１．２５ｋＨｚに設定される。
【００５２】
また、境界線Ｗ１と境界線Ｗ２の間の領域（点Ｂが含まれる領域）ではキャリア周波数ｆｃは２．５ｋＨｚに設定される。境界線Ｗ２と境界線Ｗ３に挟まれる領域（点Ｃが含まれる領域）ではキャリア周波数ｆｃは５ｋＨｚに設定される。
【００５３】
インバータ１４を制御してモータＭ１を回転させているのは制御装置３０であり、この制御装置３０は図３に示されたマップに基づいてキャリア周波数を決定している。したがって図２のステップＳ２においては制御装置３０が自ら決定したキャリア周波数ｆｃを使用する。
【００５４】
続いてステップＳ３においてキャリア周波数ｆｃが１．２５ｋＨｚであるか否かが判断される。キャリア周波数ｆｃ＝１．２５ｋＨｚである場合にはステップＳ４に処理が進み、異なるキャリア周波数である場合にはステップＳ５に処理が進む。
【００５５】
ステップＳ４ではキャリア周波数ｆｃ＝１．２５ｋＨｚのトルク制限マップの読取が行なわれる。そして処理はステップＳ９に進む。
【００５６】
ステップＳ５においてはキャリア周波数ｆｃが２．５ｋＨｚであるか否かが判断される。ｆｃ＝２．５ｋＨｚである場合にはステップＳ６に処理が進み、キャリア周波数が２．５ｋＨｚでない場合にはステップＳ７に処理が進む。
【００５７】
ステップＳ６においてはｆｃ＝２．５ｋＨｚのトルク制限マップの読取が行なわれる。ステップＳ６が終了すると処理はステップＳ９に進む。
【００５８】
ステップＳ７においては、キャリア周波数ｆｃ＝５ｋＨｚであるか否かが判断される。ｆｃ＝５ｋＨｚである場合にはステップＳ８に処理が進む。
【００５９】
一方、キャリア周波数ｆｃ＝５ｋＨｚが成立しない場合であっても、キャリア周波数が５ｋＨｚのトルク制限マップが一番制限の厳しいマップであるので、やはりステップＳ８に進む。したがって、ステップＳ７の判断を行なわないで直接ステップＳ８に処理が進むようにフローチャートを変形しても良い。
【００６０】
ステップＳ８においてはｆｃ＝５ｋＨｚのトルク制限マップの読取が行なわれ処理はステップＳ９に進む。ステップＳ９では、制御装置３０は、決定したトルク制限値で制限をかけつつインバータ１４を制御してモータを回転させる。
【００６１】
そして処理はステップＳ９からＳ１０に進み処理が終了する。
図４は、図２のステップＳ４，Ｓ６，Ｓ８で用いられるトルク制限マップについて説明するための図である。
【００６２】
図４を参照して、横軸が図１の温度センサ３５が測定するインバータ温度であり縦軸はモータＭ１の駆動の条件となるトルク制限値である。
【００６３】
図４に示されるように、トルク制限値は、キャリア周波数ｆｃに対応するスイッチング素子の温度ごとに予め定められている。
【００６４】
まずキャリア周波数ｆｃ＝１．２５ｋＨｚの場合には、実際の運転中にはトルク制限は行なわれず、すべての温度範囲において１００％の所定のトルクがリミット値として選択されている。
【００６５】
キャリア周波数ｆｃ＝２．５ｋＨｚの場合には、インバータ温度がＴ２以上となると温度が高くなるにつれより多くのトルク制限が課され、制限値としては小さな値になっていく。
【００６６】
またキャリア周波数ｆｃが５ｋＨｚの場合にはインバータ温度は温度Ｔ２よりさらに低いＴ１より上昇すると温度が上昇するにつれトルク制限値が小さな値に制限されてしまう。
【００６７】
たとえば図６において初期の温度が６５℃であった場合にキャリア周波数ｆｃ＝１．２５ｋＨｚの場合とｆｃ＝２．５ｋＨｚの場合はこのまま運転を続けても温度はスイッチング素子の破壊を招く温度である１１０℃までは上昇しないのでこのまま運転することができる。
【００６８】
一方、キャリア周波数ｆｃ＝５ｋＨｚの場合には、スイッチング周波数が高い分スイッチング損失が大きくこれが熱に変わるので初期に同じ６５℃であっても時刻ｔ１後には１１０℃を超えてしまう恐れがある。このため図４においてインバータ温度が６５℃の場合にはキャリア周波数ｆｃ＝５ｋＨｚの場合のみトルク制限値が小さく設定される。逆に言えば６５℃の場合にはキャリア周波数が低い状態で運転を行なっているときには要求トルクがトルク制限値に制限されないで走行することができる。
【００６９】
したがって可能な限り要求トルクを発生しつつかつインバータ素子の保護を図ることができる。
【００７０】
なお、次のように制限値の適用法を変形すればインバータの温度上昇をさらに抑えることが可能となる。
【００７１】
まず、モータ回転数が所定数増加してもキャリア周波数ｆｃが増加しない運転領域では、現在のキャリア周波数ｆｃに対応してスイッチング素子の温度ごとに予め定められたトルク制限値に基づいて制限運転が行なわれる。この運転領域はたとえば図３でいえば境界線Ｗ１とＷ２Ａとの間の領域である。この領域では、現在のキャリア周波数ｆｃ＝２．５ｋＨｚに基づいて図４のトルク制限値が選択されて制限運転が行なわれる。
【００７２】
そして、モータ回転数が所定数増加するとキャリア周波数ｆｃが増加する運転領域では、増加後のキャリア周波数に対応してスイッチング素子の温度ごとに予め定められたトルク制限値に基づいて制限運転が行なわれるようにしても良い。この運転領域はたとえば図３でいえば境界線Ｗ２ＡとＷ２との間の領域である。この領域では、現在のキャリア周波数ｆｃ＝２．５ｋＨｚではなく、増加後のキャリア周波数ｆｃ＝５ｋＨｚに基づいて図４のトルク制限値が選択されて制限運転が行なわれる。
【００７３】
すなわち、一定時間後にキャリア周波数が増加する可能性のある運転領域では、増加したキャリア周波数に対応する制限値を適用する。なお、さらにモータ回転数の増減の観測を行なってキャリア周波数の予測を行ないキャリア周波数が増加しそうであれば、先んじて変更後のキャリア周波数に対応する制限値を適用して制限運転を行なうようにしても良い。この場合は、キャリア周波数が減少する方向であればそのまま現在のキャリア周波数に対応する制限値を適用するように制限値の適用にヒステリシスを持たせても良い。
【００７４】
また、本実施の形態においては、キャリア周波数の設定はモータ回転数に基づくものとしたが、車速に基づいてキャリア周波数を設定しても良い。
【００７５】
今回開示された実施の形態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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明のモータ制御装置を搭載する車両１００の構成を示した回路図である。
【図２】図１における制御装置３０の制御を説明するためのフローチャートである。
【図３】キャリア周波数ｆｃについて説明するための図である。
【図４】図２のステップＳ４，Ｓ６，Ｓ８で用いられるトルク制限マップについて説明するための図である。
【図５】キャリア周波数について説明するための概念図である。
【図６】キャリア周波数と温度上昇について説明するための図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０，１３，２１  電圧センサ、１１，２４  電流センサ、１２  昇圧コンバータ、１４  インバータ、１５  Ｕ相アーム、１６  Ｖ相アーム、１７  Ｗ相アーム、２０  電圧変換部、３０  制御装置、３５  温度センサ、１００  車両、Ｂ  バッテリ、Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８  ダイオード、Ｌ１  リアクトル、Ｍ１  モータ、Ｑ１〜Ｑ８  ＩＧＢＴ素子、ＳＲ１，ＳＲ２  システムメインリレー。
【図１】
2006211886.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006211886.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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