(57)【要約】【課題】電動機の駆動回路の過熱を抑止すると共に駆動軸に要求動力に応じた動力を出力する。【解決手段】アクセル開度と車速とに基づいて設定された要求トルクＴ＊がモータを連続運転することができる連続運転可能トルクＴｃｏｎより大きいときには、モータを駆動するインバータの冷却水温度に基づいて設定されるカウントアップ量ΔＵＰとモータのトルクに基づいて設定されるカウントダウン量ΔＤＷＮとによりカウンタＣＮＴを計算すると共にこのカウンタＣＮＴの変化に基づいて制限トルクＴｌｉｍにモータの最大トルクＴｍａｘと連続運転可能トルクＴｃｏｎとを繰り返し設定し、制限トルクＴｌｉｍで要求トルクＴ＊を制限してモータのトルク指令に設定する。この結果、インバータの過熱を抑制することができると共にモータからできる限り要求トルクＴ＊を出力することができる。【選択図】        図７
2004350422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
該電動機を駆動する駆動回路と、
操作者の操作に基づいて前記電動機から出力すべき要求トルクを該電動機から出力可能な最大トルクの範囲内で設定する要求トルク設定手段と、
前記設定された要求トルクが前記最大トルクを上限とする所定トルク範囲を下回るトルクのときには該電動機から該要求トルクが出力されるよう前記駆動回路を介して前記電動機を駆動制御し、前記設定された要求トルクが前記所定トルク範囲内のときには該要求トルクの出力の最中に該要求トルクを該所定トルク範囲内で制限した制限トルクが所定時間範囲内で繰り返し該電動機から出力されるよう前記駆動回路を介して該電動機を駆動制御する電動機制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記所定トルク範囲は、前記電動機から連続して出力したときに該電動機が適正温度範囲内で保持されると共に前記駆動回路が適正温度範囲内で保持される連続出力可能トルクを下限値とする範囲である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記電動機制御手段は、前記設定された要求トルクが前記所定トルク範囲内のときには前記連続出力可能トルクを前記制限トルクとして該制限トルクと前記要求トルクとが交互に繰り返して出力されるよう制御する手段である請求項２記載の動力出力装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置であって、
前記駆動回路の温度または該駆動回路の温度を反映する媒体の温度を検出する温度検出手段と、
該検出した温度に基づいて上限トルクを設定する上限トルク設定手段と、
を備え、
前記電動機制御手段は、前記設定された要求トルクが前記所定トルク範囲内にある場合、前記設定した上限トルクが前記要求トルク以上のときには該要求トルクが前記電動機から出力されるよう制御し、前記設定した上限トルクが前記要求トルク未満で前記所定トルク範囲内のときには該上限トルクが前記制限トルクとして前記電動機から出力されるよう制御し、前記設定した上限トルクが前記所定トルク範囲を下回るときには該所定トルク範囲の下限値が前記制限トルクとして前記電動機から出力されるよう制御する手段である
動力出力装置。
【請求項５】
前記上限トルク設定手段は、前記電動機から出力しているトルクに基づいて前記上限トルクを設定する手段である請求項４記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記上限トルク設定手段は、前記設定した上限トルクが前記所定トルク範囲を第１の時間に亘って連続して下回るときには前記最大トルク以上のトルクを第２の時間に亘って連続して前記上限トルクとして設定する手段である請求項４または５記載の動力出力装置。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる自動車。
【請求項８】
駆動軸に動力を出力可能な電動機と、該電動機を駆動する駆動回路と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
操作者の操作に基づいて前記電動機から出力すべき要求トルクを該電動機から出力可能な最大トルクの範囲内で設定し、
前記設定した要求トルクが前記最大トルクを上限とする所定トルク範囲を下回るトルクのときには該電動機から該要求トルクが出力されるよう前記駆動回路を介して前記電動機を駆動制御し、前記設定した要求トルクが前記所定トルク範囲内のときには該要求トルクの出力の最中に該要求トルクを該所定トルク範囲内で制限した制限トルクが所定時間範囲内で繰り返し該電動機から出力されるよう前記駆動回路を介して該電動機を駆動制御する
動力出力装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力出力装置およびその制御方法並びに自動車に関し、詳しくは、駆動軸に動力を出力する動力出力装置およびその制御方法並びにこうした動力出力装置を搭載する自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の動力出力装置としては、電動機を駆動するインバータの素子温度とその時間的な変化率とに基づいて電動機のトルク指令を制限するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、インバータの素子温度が高く、素子温度の時間的な変化率が大きいときには、電動機のトルク指令を小さく調整することにより、電動機の出力トルクを小さくして素子の発熱量を抑え、素子の過熱を防止している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２１０７９０号公報（図４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、電動機を駆動するインバータの素子温度の過熱を抑制することは電動機を備える動力出力装置において課題の一つとして考えられている。また、こうした動力出力装置では、駆動軸に要求される動力をできる限り電動機から出力することも課題の一つとして考えられている。特にこの動力出力装置を搭載する自動車では、運転者の要求する動力に応じた動力が出力されることは重要な課題である。
【０００５】
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに自動車は、電動機の駆動回路の過熱を抑止することを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに自動車は、駆動軸に要求動力に応じた動力を出力することを目的の一つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに自動車は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
該電動機を駆動する駆動回路と、
操作者の操作に基づいて前記電動機から出力すべき要求トルクを該電動機から出力可能な最大トルクの範囲内で設定する要求トルク設定手段と、
前記設定された要求トルクが前記最大トルクを上限とする所定トルク範囲を下回るトルクのときには該電動機から該要求トルクが出力されるよう前記駆動回路を介して前記電動機を駆動制御し、前記設定された要求トルクが前記所定トルク範囲内のときには該要求トルクの出力の最中に該要求トルクを該所定トルク範囲内で制限した制限トルクが所定時間範囲内で繰り返し該電動機から出力されるよう前記駆動回路を介して該電動機を駆動制御する電動機制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の動力出力装置では、操作者の操作に基づいて駆動軸に動力を出力可能な電動機から出力すべき要求トルクをこの電動機から出力可能な最大トルクの範囲内で設定し、この設定した要求トルクが最大トルクを上限とする所定トルク範囲を下回るトルクのときには電動機から要求トルクが出力されるよう駆動回路を介して電動機を駆動制御し、設定した要求トルクが所定トルク範囲内のときには要求トルクの出力の最中に要求トルクを所定トルク範囲内で制限した制限トルクが所定時間範囲内で繰り返し電動機から出力されるよう駆動回路を介して電動機を駆動制御する。したがって、要求トルクが所定トルク範囲内のときには、要求トルクの出力の最中に制限トルクが繰り返し出力するのである。この結果、要求トルクを連続して出力するものに比して、駆動回路の発熱を抑止することができる。また、要求トルクと制限トルクとが繰り返し出力されることになるから、要求トルクを制限したトルクを出力するものに比して、要求トルクに応じたトルクを出力することができる。ここで、「最大トルク」には、電動機の各回転数における定格最大トルクを意味する場合が含まれる。
【０００９】
こうした本発明の動力出力装置において、前記所定トルク範囲は、前記電動機から連続して出力したときに該電動機が適正温度範囲内で保持されると共に前記駆動回路が適正温度範囲内で保持される連続出力可能トルクを下限値とする範囲であるものとすることもできる。こうすれば、要求トルクが電動機から連続して出力したときに電動機が適正温度範囲内で保持されない範囲や駆動回路が適正温度範囲内で保持されない範囲にあるときにだけ、制限トルクと要求トルクとを繰り返して出力することができる。即ち、電動機から連続して出力することができるトルクより大きなトルクの場合に対処することができるのである。この態様の本発明の動力出力装置において、前記電動機制御手段は、前記設定された要求トルクが前記所定トルク範囲内のときには前記連続出力可能トルクを前記制限トルクとして該制限トルクと前記要求トルクとが交互に繰り返して出力されるよう制御する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明の動力出力装置において、前記駆動回路の温度または該駆動回路の反映する媒体の温度を検出する温度検出手段と、該検出した温度に基づいて上限トルクを設定する上限トルク設定手段と、を備え、前記電動機制御手段は、前記設定された要求トルクが前記所定トルク範囲内にある場合、前記設定した上限トルクが前記要求トルク以上のときには該要求トルクが前記電動機から出力されるよう制御し、前記設定した上限トルクが前記要求トルク未満で前記所定トルク範囲内のときには該上限トルクが前記制限トルクとして前記電動機から出力されるよう制御し、前記設定した上限トルクが前記所定トルク範囲を下回るときには該所定トルク範囲の下限値が前記制限トルクとして前記電動機から出力されるよう制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動回路が過熱されるのを抑止することができる。
【００１１】
この上限トルクを設定して電動機を制御する態様の本発明の動力出力装置において、前記上限トルク設定手段は、前記電動機から出力しているトルクに基づいて前記上限トルクを設定する手段であるものとすることもできる。電動機から出力しているトルクは、その大きさに応じて電動機の温度を上昇させるから、電動機から出力しているトルクに基づいて上限トルクを設定することにより、電動機の温度に応じて電動機を制御することができる。
【００１２】
また、上限トルクを設定して電動機を制御する態様の本発明の動力出力装置において、前記上限トルク設定手段は、前記設定した上限トルクが前記所定トルク範囲を第１の時間に亘って連続して下回るときには前記最大トルク以上のトルクを第２の時間に亘って連続して前記上限トルクとして設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、要求トルクが第１の時間を大幅に超えて出力されない状態を回避することができると共に少なくとも第２の時間に亘って要求トルクを出力することができる。
【００１３】
本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、該電動機を駆動する駆動回路と、操作者の操作に基づいて前記電動機から出力すべき要求トルクを該電動機から出力可能な最大トルクの範囲内で設定する要求トルク設定手段と、前記設定された要求トルクが前記最大トルクを上限とする所定トルク範囲を下回るトルクのときには該電動機から該要求トルクが出力されるよう前記駆動回路を介して前記電動機を駆動制御し、前記設定された要求トルクが前記所定トルク範囲内のときには該要求トルクの出力の最中に該要求トルクを該所定トルク範囲内で制限した制限トルクが所定時間範囲内で繰り返し該電動機から出力されるよう前記駆動回路を介して該電動機を駆動制御する電動機制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。
【００１４】
この本発明の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、要求トルクを連続して出力するものに比して駆動回路の発熱を抑止することができる効果や要求トルクを制限したトルクを出力するものに比して要求トルクに応じたトルクを出力することができる効果などと同様な効果を奏することができる。
【００１５】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
駆動軸に動力を出力可能な電動機と、該電動機を駆動する駆動回路と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
操作者の操作に基づいて前記電動機から出力すべき要求トルクを該電動機から出力可能な最大トルクの範囲内で設定し、
前記設定した要求トルクが前記最大トルクを上限とする所定トルク範囲を下回るトルクのときには該電動機から該要求トルクが出力されるよう前記駆動回路を介して前記電動機を駆動制御し、前記設定した要求トルクが前記所定トルク範囲内のときには該要求トルクの出力の最中に該要求トルクを該所定トルク範囲内で制限した制限トルクが所定時間範囲内で繰り返し該電動機から出力されるよう前記駆動回路を介して該電動機を駆動制御する
ことを要旨とする。
【００１６】
この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、操作者の操作に基づいて駆動軸に動力を出力可能な電動機から出力すべき要求トルクをこの電動機から出力可能な最大トルクの範囲内で設定し、この設定した要求トルクが最大トルクを上限とする所定トルク範囲を下回るトルクのときには電動機から要求トルクが出力されるよう駆動回路を介して電動機を駆動制御し、設定した要求トルクが所定トルク範囲内のときには要求トルクの出力の最中に要求トルクを所定トルク範囲内で制限した制限トルクが所定時間範囲内で繰り返し電動機から出力されるよう駆動回路を介して電動機を駆動制御するから、要求トルクを連続して出力するものに比して駆動回路の発熱を抑止することができると共に要求トルクを制限したトルクを出力するものに比して要求トルクに応じたトルクを出力することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、駆動輪２１ａ，２１ｂにデファレンシャルギヤを介して連結された駆動軸に動力を出力するモータ２２と、バッテリ３０からの直流電力を三相交流電力に変換してモータ２２に供給するインバータ２６と、インバータ２６を冷却水を用いて冷却する冷却装置２８と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット４０とを備える。
【００１８】
モータ２２は、発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ２６を介してバッテリ３０と電力のやりとりを行なう。
【００１９】
電子制御ユニット４０は、ＣＰＵ４２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ４２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ４４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ４６と、図示しない入出力ポートを備える。電子制御ユニット４０には、モータ２２に取り付けられた位置検出センサ２３からのモータ２２の回転子の回転位置信号や冷却装置２８の冷却水流路のうちインバータ２６近傍に取り付けられた温度センサ２９からのインバータ冷却水温度Ｔｗ，シフトレバー５１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ５２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル５３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ５４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル５５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ５６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ５８からの車速Ｖ，インバータ２６内に取り付けられた図示しない電流センサから相電流などが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット４０からは、インバータ２６へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００２０】
次に、こうして構成された実施例の電気自動車２０における動作、特にモータ２２のトルク制御における動作について説明する。図２は、実施例の電子制御ユニット４０により実行されるトルク制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２１】
トルク制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット４０のＣＰＵ４２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ５４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ５８からの車速Ｖなどの制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。そして、読み込んだアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両が要求するトルク（以下、要求トルクという）Ｔ＊を設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ４４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴ＊を導出して設定するものとした。図３に要求トルク設定用マップの一例を示す。
【００２２】
続いて、設定した要求トルクＴ＊をモータ２２の連続運転が可能な連続運転可能トルクＴｃｏｎと比較する（ステップＳ１２０）。ここで、連続運転可能トルクＴｃｏｎは、モータ２２を連続運転したときにモータ２２の温度がその許容範囲内に保持することができると共にインバータ２６の温度がその許容範囲内に保持することができるトルクとして設定されており、モータ２２の性能やインバータ２６の性能によって定めることができる。実施例では、モータ２２が出力することができる最大トルクＴｍａｘの４分の３程度の値を用いた。したがって、実施例では、モータ２２から最大トルクＴｍａｘを連続して出力すると、モータ２２の温度が上昇してその許容範囲を超える場合を生じたり、インバータ２６の温度が上昇してその許容範囲を超える場合が生じる。ここで、モータ２２の最大トルクＴｍａｘとしては、モータ２２の各回転数に対する定格最大トルクを用いることができる。
【００２３】
要求トルクＴ＊が連続運転可能トルクＴｃｏｎ以下のときには、要求トルクＴ＊によるモータ２２の連続運転は可能であると判断し、要求トルクＴ＊をモータ２２のトルク指令Ｔｍ＊に設定して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。電子制御ユニット４０は、トルク指令Ｔｍ＊が設定されると、設定されたトルク指令Ｔｍ＊に相当するトルクがモータ２２から出力されるようインバータ２６のスイッチング制御を行なう。
【００２４】
一方、要求トルクＴ＊が連続運転可能トルクＴｃｏｎより大きいときには、要求トルクＴ＊によるモータ２２の連続運転は不可と判断し、図４に例示する制限トルク設定ルーチンにより設定される制限トルクＴｌｉｍを入力し（ステップＳ１４０）、入力した制限トルクＴｌｉｍと設定した要求トルクＴ＊とのうち小さい方をモータ２２のトルク指令Ｔｍ＊に設定して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。制限トルクＴｌｉｍの設定について以下に説明する。
【００２５】
図４の制限トルク設定ルーチンでは、電子制御ユニット４０は、まず、温度センサ２９からのインバータ冷却水温度Ｔｗやモータ２２のトルクＴｍなど制限トルクＴｌｉｍを設定するのに必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ２００）。ここで、モータ２２のトルクＴｍについては、実施例では、トルク指令Ｔｍ＊を用いるものとした。続いて、制限トルクＴｌｉｍを増減するのに用いるカウンタＣＮＴをカウントアップするカウントアップ量ΔＵＰをインバータ冷却水温度Ｔｗに基づいて設定すると共に（ステップＳ２１０）、カウンタＣＮＴをカウントダウンするカウントダウン量ΔＤＷＮをモータ２２のトルクＴｍに基づいて設定する（ステップＳ２２０）。後述するが、実施例では、カウンタＣＮＴが値０になったときに制限トルクＴｌｉｍの値を減少し、カウンタＣＮＴが値０でないときにトルクＴｍを増加するから、カウントアップ量ΔＵＰは制限トルクＴｌｉｍを増加させる方向に作用するものとなり、カウントダウン量ΔＤＷＮは制限トルクＴｌｉｍを減少させる方向に作用するものとなる。実施例では、カウントアップ量ΔＵＰをインバータ冷却水温度Ｔｗが高いほど小さくなる傾向として設定することにより、インバータ冷却水温度Ｔｗが高くなると制限トルクＴｌｉｍの増加を抑制するようにしている。また、カウントダウン量ΔＤＷＮをモータ２２のトルクＴｍが大きいほど大きくなる傾向として設定することにより、モータ２２のトルクＴｍが大きいときに制限トルクＴｌｉｍの減少を促進するようにしている。これは、モータ２２のトルクＴｍが大きいときにはモータ２２の発熱も大きくなることに基づく。実施例では、カウントアップ量ΔＵＰの設定はについては、インバータ冷却水温度Ｔｗとカウントアップ量ΔＵＰとの関係を予め設定してカウントアップ量設定用マップとしてＲＯＭ４４に記憶しておき、インバータ冷却水温度Ｔｗが与えられるとマップから対応するカウントアップ量ΔＵＰを導出して行なうものとし、カウントダウン量ΔＤＷＮの設定については、モータ２２のトルクＴｍとカウントダウン量ΔＤＷＮとの関係を予め設定してカウントダウン量設定用マップとしてＲＯＭ４４に記憶しておき、モータ２２のトルクＴｍが与えられるとマップから対応するカウントダウン量ΔＤＷＮを導出して設定するものとした。図５にカウントアップ量設定用マップの一例を示し、図６にカウントダウン量設定用マップの一例を示す。図６に示すように、実施例では、カウントダウン量ΔＤＷＮは連続運転可能トルクＴｃｏｎ以下では値０が設定される。これは、モータ２２は連続運転可能トルクＴｃｏｎ以下のトルクであれば連続運転しても、モータ２２の温度はその許容範囲内に保持することができると共にインバータ２６の温度もその許容範囲内に保持することができるからである。
【００２６】
こうしてカウントアップ量ΔＵＰとカウントダウン量ΔＤＷＮとを設定すると、前回このルーチンが事項されたときに最終的に設定されたカウンタＣＮＴにカウントアップ量ΔＵＰを加えると共にカウントダウン量ΔＤＷＮを減じてカウンタＣＮＴを計算すると共に（ステップＳ２３０）、カウンタＣＮＴの上限値Ｃｍａｘによる上限制限と下限値としての値０による下限制限を施してカウンタＣＮＴを設定し（ステップＳ２４０，Ｓ２５０）、設定したカウンタＣＮＴが値０であるか否かを判定する（ステップＳ２６０）。カウンタＣＮＴは、上限値Ｃｍａｘと値０とにより上下限制限されるから、カウンタＣＮＴが値０であるか否かの判定は、カウンタＣＮＴが値０までカウントダウンされたときやこの状態から更にカウントアップ量ΔＵＰより大きなカウントダウン量ΔＤＷＮが設定されたときを判定することになる。
【００２７】
カウンタＣＮＴが値０でないときには、制限トルクＴｌｉｍを微少量ΔＴ２だけ増加すると共に（ステップＳ２７０）、増加した制限トルクＴｌｉｍを最大トルクＴｍａｘで制限して制限トルクＴｌｉｍを設定し（ステップＳ２８０）、本ルーチンを終了する。ここで、微少量ΔＴ２は、制限トルクＴｌｉｍを微少増量するステップ量であり、この制限トルク設定ルーチンの実行間隔時間やモータ２２の最大トルクＴｍａｘによって定めることができる。
【００２８】
一方、カウンタＣＮＴが値０のときには、制限トルクＴｌｉｍを微少量ΔＴ１だけ減少すると共に（ステップＳ２９０）、減少した制限トルクＴｌｉｍを連続運転可能トルクＴｃｏｎで下限制限して制限トルクＴｌｉｍを設定する（ステップＳ３００）。ここで、微少量ΔＴ１は、制限トルクＴｌｉｍを微少減少するステップ量であり、微少量ΔＴ２と同様に、この制限トルク設定ルーチンの実行間隔時間やモータ２２の最大トルクＴｍａｘによって定めることができる。微少量ΔＴ１と微少量ΔＴ２は同一の値としてもよいし、異なる値としてもよい。制限トルクＴｌｉｍを連続運転可能トルクＴｃｏｎで下限制限するのは、連続運転可能トルクＴｃｏｎ以下ではモータ２２を連続運転することができるから、制限トルクＴｌｉｍを連続運転可能トルクＴｃｏｎ未満の値にする必要がないからである。そして、制限トルクＴｌｉｍが連続運転可能トルクＴｃｏｎと一致してから所定時間経過しているか否かを判定する（ステップＳ３１０）。制限トルクＴｌｉｍは連続運転可能トルクＴｃｏｎで下限制限されるから、制限トルクＴｌｉｍが連続運転可能トルクＴｃｏｎに一致している状態は、制限トルクＴｌｉｍが連続運転可能トルクＴｃｏｎ以下となって下限制限されている状態を意味する。また、制限トルクＴｌｉｍの微少量ΔＴ１の減少はカウンタＣＮＴが値０のときに行なわれる。これらのことから、制限トルクＴｌｉｍが連続運転可能トルクＴｃｏｎと一致してから所定時間経過している状態は、カウンタＣＮＴが値０を継続し、制限トルクＴｌｉｍが連続運転可能トルクＴｃｏｎまで減少してから所定時間経過した状態を意味する。ここで、所定時間としては、インバータ２６の温度が若干冷却される時間として設定されており、インバータ２６の特性によって定められる。制限トルクＴｌｉｍが連続運転可能トルクＴｃｏｎに一致していないときや制限トルクＴｌｉｍが連続運転可能トルクＴｃｏｎに一致していても所定時間経過していないときには、これで本ルーチンを終了する。制限トルクＴｌｉｍが連続運転可能トルクＴｃｏｎに一致しており、一致してから所定時間経過したときには、カウンタＣＮＴに上限値Ｃｍａｘを設定すると共に（ステップＳ３２０）、制限トルクＴｌｉｍに最大トルクＴｍａｘを設定して（ステップＳ３３０）、本ルーチンを終了する。このようにカウンタＣＮＴに上限値Ｃｍａｘを設定すると共に制限トルクＴｌｉｍに最大トルクＴｍａｘを設定することにより、所定時間に亘って連続運転可能トルクＴｃｏｎにより下限制限された制限トルクＴｌｉｍを最大トルクＴｍａｘとし、その状態、即ち制限トルクＴｌｉｍに最大トルクＴｍａｘが設定された状態をカウンタＣＮＴが値０にカウントダウンされるまで保持することができる。したがって、上限値ＣｍａｘのカウンタＣＮＴを最大値の設定されたカウントダウン量ΔＤＷＮで値０までカウントダウンする時間（実施例では、１秒ないし４秒程度の範囲）以上の時間に亘って最大トルクＴｍａｘを制限トルクＴｌｉｍに設定することができる。
【００２９】
上り坂で停止している状態から、運転者がアクセルペダル５３が大きく踏み込んで要求トルクＴ＊に最大トルクＴｍａｘを設定して発進する際の制限トルクＴｌｉｍとカウンタＣＮＴとカウントアップ量ΔＵＰとカウントダウン量ΔＤＷＮの時間変化の一例を図７に示す。要求トルクＴ＊に最大トルクＴｍａｘが設定される前までは、カウントダウン量ΔＤＷＮには値０が設定されていると共にカウントアップ量ΔＵＰにはインバータ冷却水温度Ｔｗに基づく値が設定されており、カウンタＣＮＴには上限値Ｃｍａｘが設定され、制限トルクＴｌｉｍには最大トルクＴｍａｘが設定されている。要求トルクＴ＊に最大トルクＴｍａｘが設定されると、カウントダウン量ΔＤＷＮには、モータ２２のトルクＴｍが最大トルクＴｍａｘとなることから最大値が設定され、カウントアップ量ΔＵＰにはインバータ冷却水温度Ｔｗの上昇に伴って減少して値０が設定されるようになる。このため、カウンタＣＮＴはカウントダウン量ΔＤＷＮによってカウントダウンされる。カウンタＣＮＴが値０までカウントダウンされると、制限トルクＴｌｉｍが微少量ΔＴ１ずつ減少され、モータ２２のトルク指令Ｔｍ＊がこの制限トルクＴｌｉｍで制限される。このとき、カウントダウン量ΔＤＷＮもこの減少に伴って減少する。カウンタＣＮＴが値０の状態が継続し、制限トルクＴｌｉｍが連続運転可能トルクＴｃｏｎまで減少されると、制限トルクＴｌｉｍはその値を保持する。したがって、モータ２２のトルク指令Ｔｍ＊にも連続運転可能トルクＴｃｏｎが設定される。このとき、インバータ２６は若干温度低下するが、冷却水の熱容量は大きいからインバータ冷却水温度Ｔｗの変化は微小となり、カウントアップ量ΔＵＰは値０のまま保持されることになる。制限トルクＴｌｉｍが連続運転可能トルクＴｃｏｎで制限されると、カウントダウン量ΔＤＷＮには値０が設定されるが、前述したように、カウントアップ量ΔＵＰにも値０が設定されることから、カウンタＣＮＴは値０を保持する。制限トルクＴｌｉｍが連続運転可能トルクＴｃｏｎで下限制限された状態で所定時間（図中ｔ１時間）が経過すると、カウンタＣＮＴに上限値Ｃｍａｘが設定されると共に制限トルクＴｌｉｍに最大トルクＴｍａｘが設定されるから、モータ２２のトルク指令Ｔｍ＊に最大トルクＴｍａｘが設定されるようになる。このとき、カウントダウン量ΔＤＷＮには再び最大値が設定され、上限値Ｃｍａｘが設定されたカウンタＣＮＴはこのカウントダウン量ΔＤＷＮによってカウントダウンされる。以下、こうした動作を繰り返す。したがって、制限トルクＴｌｉｍには、最大トルクＴｍａｘと連続運転可能トルクＴｃｏｎとが繰り返しデューティー的に設定されることになり、モータ２２のトルク指令Ｔｍ＊にも最大トルクＴｍａｘと連続運転可能トルクＴｃｏｎとが繰り返しデューティー的に設定されることになる。このように、モータ２２のトルク指令Ｔｍ＊に最大トルクＴｍａｘと連続運転可能トルクＴｃｏｎとを繰り返しデューティー的に設定することにより、インバータ２６の温度が許容範囲を超えるのを抑止することができると共にモータ２２の加熱を抑制することができ、更に、モータ２２からできる限り要求トルクＴ＊を出力することができる。
【００３０】
なお、要求トルクＴ＊に連続運転可能トルクＴｃｏｎより大きなトルクであるが最大トルクＴｍａｘより小さなトルクが設定されたときには、モータ２２からは要求トルクＴ＊またはそれを制限トルクＴｌｉｍで制限したトルクが出力されることになるから、カウントダウン量ΔＤＷＮには最大値より小さな値が設定され、カウンタＣＮＴのカウントダウンの傾きが小さくなる。このため、制限トルクＴｌｉｍに最大トルクＴｍａｘが設定されている時間は長くなるものの、図７における制限トルクＴｌｉｍの変化と同様に変化する。したがって、モータ２２からは要求トルクＴ＊と連続運転可能トルクＴｃｏｎとが繰り返しデューティー的に出力されることになる。このため、要求トルクＴ＊に最大トルクＴｍａｘが設定されたときと同様にインバータ２６の温度が許容範囲を超えるのを抑止することができると共にモータ２２の加熱を抑制することができ、更に、モータ２２からできる限り要求トルクＴ＊を出力することができる。
【００３１】
以上説明した実施例の電気自動車２０によれば、要求トルクＴ＊に連続運転可能トルクＴｃｏｎより大きなトルクが設定されたときに、制限トルクＴｌｉｍに最大トルクＴｍａｘと連続運転可能トルクＴｃｏｎとを繰り返しデューティー的に設定することにより、要求トルクＴ＊に連続運転可能トルクＴｃｏｎより大きなトルクが設定されたときでも、インバータ２６の温度が許容範囲を超えるのを抑止することができると共にモータ２２の加熱を抑制することができ、更に、モータ２２からできる限り要求トルクＴ＊を出力することができる。しかも、カウントダウン量ΔＤＷＮをモータ２２のトルクＴｍが大きいほど大きくなるよう設定することにより、モータ２２からできる限り要求トルクＴ＊を出力することができる。また、カウントアップ量ΔＵＰをインバータ冷却水温度Ｔｗが高いほど小さくなる傾向に設定するから、インバータ２６の温度が許容範囲を超えるのを抑止することができる。
【００３２】
実施例の電気自動車２０では、インバータ冷却水温度Ｔｗに基づくカウントアップ量ΔＵＰやモータ２２のトルクＴｍに基づくカウントダウン量ΔＤＷＮを用いてカウンタＣＮＴを計算し、このカウンタＣＮＴの値に基づいて制限トルクＴｌｉｍを最大トルクＴｍａｘから連続運転可能トルクＴｃｏｎの範囲内となるよう設定し、結果として、制限トルクＴｌｉｍに最大トルクＴｍａｘと連続運転可能トルクＴｃｏｎとが繰り返し設定されるようにしたが、制限トルクＴｌｉｍに最大トルクＴｍａｘと連続運転可能トルクＴｃｏｎとを繰り返し設定するパターンを連続運転可能トルクＴｃｏｎ以上の要求トルクＴ＊に対応して複数求めてマップとして記憶しておき、連続運転可能トルクＴｃｏｎより大きな要求トルクＴ＊が与えられるとマップから対応するパターンを導出し、そのパターンの制限トルクＴｌｉｍを用いて要求トルクＴ＊を制限するものとしてもよい。即ち、連続運転可能トルクＴｃｏｎを超える要求トルクＴ＊が設定されたときには、最大トルクＴｍａｘと連続運転可能トルクＴｃｏｎとを繰り返す制限トルクＴｌｉｍにより要求トルクＴ＊が制限されるようにすればよいのである。こうした構成としても、実施例と同様の効果を奏することができる。
【００３３】
実施例では、本発明を、バッテリ３０から供給される電力を用いて駆動するモータ２２からの動力により走行する電気自動車２０のモータ２２の出力に適用するものとしたが、図８に例示するようにエンジン１２２からの動力をバッテリの充放電を伴って遊星歯車機構１２４と２つのモータＭＧ１，ＭＧ２とによりトルク変換して駆動輪２１ａ，２１ｂに接続された車軸に出力することにより走行するハイブリッド自動車１２０のモータＭＧ２の出力に適用したり、図９に例示するようにエンジン２２２からの動力をバッテリの充放電を伴ってインナーロータ２３２とアウターロータ２３４からなる対ロータ電動機２３０とモータＭＧ２とによりトルク変換して駆動輪２１ａ，２１ｂに接続された車軸に出力することにより走行するハイブリッド自動車２２０のモータＭＧ２の出力に適用するものとしてもよい。
【００３４】
また、実施例では、本発明を、電気自動車２０に搭載されたモータ２２の出力に適用するものとしたが、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載された電動機の出力に適用するものとしてもよく、建設機械などの移動体以外の機器に組み込まれた電動機の出力に適用するものとしてもよい。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である動力出力装置を搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例の電子制御ユニット４０により実行されるトルク制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】実施例の電子制御ユニット４０により実行される制限トルク設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】カウントアップ量設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】カウントダウン量設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】要求トルクＴ＊に最大トルクＴｍａｘが設定されたときの制限トルクＴｌｉｍとカウンタＣＮＴとカウントアップ量ΔＵＰとカウントダウン量ΔＤＷＮの時間変化の一例を示す説明図である。
【図８】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図９】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
２０  電気自動車、２１ａ，２１ｂ  駆動輪、２２  モータ、２３  位置検出センサ、２６  インバータ、２８  冷却装置、２９  温度センサ、３０  バッテリ、４０  電子制御ユニット、４２  ＣＰＵ、４４  ＲＯＭ、４６  ＲＡＭ、５１  シフトレバー、５２  シフトポジションセンサ、５３  アクセルペダル、５４  アクセルペダルポジションセンサ、５５  ブレーキペダル、５６  ブレーキペダルポジションセンサ、５８  車速センサ、１２０，２２０  ハイブリッド自動車、１２２，２２２  エンジン、１２４  遊星歯車機構、２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ、２３４  アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【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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