(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機（１２）の通電の切り替えに係るスイッチング素子（３１〜３６）を有する回路部（２０）に通電する前の前記回路部の温度である通電前温度を取得する通電前温度取得手段（Ｓ１０４）と、
前記回転電機と他の装置（１１、９５）との間に設けられるクラッチ（１６、１７）を切ることで前記回転電機と前記他の装置との間で駆動力が伝達されない状態にて前記回路部に通電することで所定エネルギを投入した後の前記回路部の温度である通電後温度を取得する通電後温度取得手段（Ｓ１０８）と、
前記通電後温度と前記通電前温度との差である温度上昇値に基づき、前記回路部の劣化状態を判定する劣化状態判定手段（Ｓ１１０）と、
判定された前記劣化状態を記憶部（５３）に記憶させる記憶手段（Ｓ１１１）と、
前記劣化状態および前記回路部の温度に基づき、前記回転電機から出力されるトルクを制限するトルク制限手段（Ｓ２０９）と、
を備え、
トルク制限を開始する前記回路部の温度である制限開始温度、および、前記回路部の温度に応じたトルク制限傾きの少なくとも一方は、前記劣化状態に応じて可変であることを特徴とする制御装置（５１）。
【請求項２】
前記劣化状態判定手段は、前回の劣化判定から所定インターバルが経過した後に、前記劣化状態の判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記劣化状態判定手段は、前記回転電機に電力を供給する電源（１５）が前記回路部に前記所定エネルギを投入可能な状態であると判断された場合、前記劣化状態の判定を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記回路部の温度は、前記スイッチング素子の温度であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記回路部は、コンデンサ（２６）を有し、
前記回路部の温度は、前記コンデンサの温度であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータに供給する電力を変換する電力変換装置を制御する制御装置が知られている。例えば特許文献１では、インバータを構成するＩＧＢＴ(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)の温度が限界温度になったとき、トルク指令値を制限することで過熱を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１９４０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、例えばインバータを構成するＩＧＢＴ等は、熱劣化の度合いに応じて熱抵抗が異なる。しかしながら、特許文献１では、ＩＧＢＴの劣化度合いについては何ら考慮されていない。そのため、例えば平均的な熱劣化度合いを想定してトルク制限処理を行うと、熱劣化が小さい初期においてはトルク制限をかけすぎることになってしまう。また、熱劣化が大きい場合、トルク制限処理を行う前に熱破壊に至ってしまう虞がある。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路部の劣化状態に応じて適切に回転電機を制御する制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の制御装置は、通電前温度取得手段と、通電後温度取得手段と、劣化状態判定手段と、記憶手段と、トルク制限手段と、を備える。
通電前温度取得手段は、回転電機の通電の切り替えに係るスイッチング素子を有する回路部に通電する前の回路部の温度である通電前温度を取得する。
通電後温度取得手段は、回転電機と他の装置との間に設けられたクラッチを切ることで回転電機と他の装置との間で駆動力が伝達されない状態にて回路部に通電することで所定エネルギを投入した後の回路部の温度である通電後温度を取得する。
【０００６】
劣化状態判定手段は、通電後温度と通電前温度との差である温度上昇値に基づき、回路部の劣化状態を判定する。
トルク制限手段は、劣化状態および回路部に温度に基づき、回転電機から出力されるトルクを制限する。
トルク制限を開始する回路部の温度である制限開始温度、および、回路部の温度に応じたトルク制限傾きの少なくとも一方は、劣化状態に応じて可変である。
【０００７】
本発明では、回転電機の駆動力が駆動輪に伝達されない状態にて回路部に通電することで所定エネルギを投入したときの回路部の温度上昇値に基づいて劣化状態を判定している。これにより、駆動力の伝達に伴う回転電機の温度変化の影響を受けることなく、回路部の劣化状態を適切に判定することができる。
【０００８】
また、劣化状態に応じ、トルク制限を開始する制限開始温度およびトルク制限傾きの少なくとも一方を可変としているので、回路部の劣化状態に応じ、回転電機を適切に制御可能である。これにより、回路部の劣化が小さい状態における過剰なトルク制限を回避可能である。また、回路部の劣化が大きい状態では、速やかにトルクを制限可能であるので、回路部のさらなる熱劣化を抑制可能であるとともに、回路部の破損を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態による車両制御システムの構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態による回路部および制御部を説明するブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態によるパワーカードを示す模式的な側面図である。
【図４】本発明の一実施形態による劣化状態判定処理を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態による劣化状態に応じた温度上昇値の変化を説明する説明図である。
【図６】本発明の一実施形態による劣化状態の判定方法を説明する説明図である。
【図７】本発明の一実施形態によるトルク制限マップを説明する説明図である。
【図８】本発明の一実施形態によるトルク制限処理を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態によるトルク制限処理を説明するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明による制御装置を図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
本発明の一実施形態による制御装置が適用される車両制御システムを図１に示す。
図１に示すように、車両制御システム１は、エンジン１１、回転電機としてのモータジェネレータ１２、変速機１３、電源としてのバッテリ１５、第１クラッチ１６、第２クラッチ１７、回路部２０、および、制御部５０等を備え、車両９０に搭載される。本実施形態の車両９０は、エンジン１１およびＭＧ１２の駆動力にて走行するハイブリッド車両である。
以下適宜、モータジェネレータを「ＭＧ」と記載する。
【００１１】
エンジン１１は、複数の気筒を有する内燃機関であり、エンジン１１の駆動力は、第１クラッチ１６を介してモータジェネレータ１２に伝達される。
モータジェネレータ１２は、バッテリ１５から電力の電力で駆動されることによりトルクを発生する電動機としての機能、および、エンジン１１による駆動あるいは車両９０の制動時に駆動されて発電する発電機としての機能を有する。本実施形態のモータジェネレータ１２は、永久磁石式同期型の３相交流電動機である。以下、モータジェネレータ１２が電動機として機能する場合を中心に説明する。
【００１２】
エンジン１１およびモータジェネレータ１２の駆動力は、第２クラッチ１７および変速機１３を介して、駆動軸９１に伝達される。駆動軸９１に伝達された駆動力は、ギア９２および車軸９３を介して駆動対象としての駆動輪９５を回転させる。本実施形態の変速機１３は、無段階に変速可能な無段変速機（ＣＶＴ）であるが、有段変速機としてもよい。
【００１３】
バッテリ１５は、例えばニッケル水素またはリチウムイオン等の充放電可能な二次電池により構成される直流電源である。バッテリ１５に替えて、電気二重層キャパシタ等の蓄電装置を直流電源として用いてもよい。
バッテリ１５は、充電状態としてのＳＯＣ（State Of Charge）が所定の範囲内となるように制御される。
【００１４】
第１クラッチ１６は、エンジン１１とモータジェネレータ１２との間に設けられ、エンジン１１とモータジェネレータ１２とを断続可能に構成される。
第２クラッチ１７は、モータジェネレータ１２と変速機１３との間に設けられ、モータジェネレータ１２と変速機１３とを断続可能に構成される。
すなわち、第１クラッチ１６を切ることで、エンジン１１の駆動力がモータジェネレータ１２側へ伝達されなくなり、第２クラッチ１７を切ることで、モータジェネレータ１２の駆動力が駆動輪９５側へ伝達されなくなる。
【００１５】
回路部２０および制御部５０の詳細を図２に示す。図２では、制御線については適宜省略する。
図２に示すように、回路部２０は、昇圧コンバータ２１、および、インバータ部３０を有する。
昇圧コンバータ２１は、リアクトル２２、昇圧駆動部２３、および、コンデンサ２６等を有する。
リアクトル２２は、リアクトル電流ＩＬの変化に伴って誘起電圧が発生し、電気エネルギを蓄積する。
【００１６】
昇圧駆動部２３は、高電位側スイッチング素子（以下、スイッチング素子を「ＳＷ素子」という。）２４および低電位側ＳＷ素子２５を有する。高電位側ＳＷ素子２４および低電位側ＳＷ素子２５は、いずれもＩＧＢＴである。高電位側ＳＷ素子２４は、コレクタがインバータ部３０の高電位ライン３７に接続され、エミッタが低電位側ＳＷ素子２５のコレクタと接続される。低電位側ＳＷ素子２５のエミッタは、インバータ部３０の低電位ライン３８に接続される。高電位側ＳＷ素子２４と低電位側ＳＷ素子２５との接続点には、リアクトル２２の出力端が接続される。
【００１７】
ＳＷ素子２４、２５は、制御部５０からのコンバータ駆動信号に基づき、交互に、かつ、相補的にオンオフ作動する。高電位側ＳＷ素子２４がオフ、低電位側ＳＷ素子２５がオンのとき、リアクトル２２にリアクトル電流ＩＬが流れることにより、リアクトル２２にエネルギが蓄積される。また、高電位側ＳＷ素子２４がオン、低電位側ＳＷ素子２５がオフのとき、リアクトル２２に蓄積されたエネルギが放出されることにより、バッテリ入力電圧Ｖｉｎに誘起電圧が重畳され昇圧された出力電圧がコンデンサ２６に充電される。
コンデンサ２６は、インバータ部３０と並列に接続される。
【００１８】
インバータ部３０は、６つのＳＷ素子３１〜３６を有する３相インバータであり、パワーカード４０（図３参照）により構成される。本実施形態のＳＷ素子３１〜３６は、いずれもＩＧＢＴであり、高電位側ＳＷ素子３１〜３３が高電位側に配置され、低電位側ＳＷ素子３４〜３６が低電位側に配置される。
【００１９】
高電位側ＳＷ素子３１〜３３は、コレクタが高電位ライン３７に接続される。高電位側ＳＷ素子３１のエミッタは低電位側ＳＷ素子３４のコレクタと接続され、高電位側ＳＷ素子３２のエミッタは低電位側ＳＷ素子３５のコレクタと接続され、高電位側ＳＷ素子３３のエミッタは低電位側ＳＷ素子３６のコレクタと接続される。低電位側ＳＷ素子３４〜３６のエミッタは、低電位ライン３８と接続される。
高電位側ＳＷ素子３１〜３３と低電位側ＳＷ素子３４〜３６との接続点は、それぞれモータジェネレータ１２の各相巻線（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の一端に接続される。
【００２０】
対になる高電位側ＳＷ素子３１〜３３と低電位側ＳＷ素子３４〜３６とは、制御部５０からのインバータ駆動信号に基づき、交互に、かつ、相補的にオンオフ作動する。
インバータ部３０には、昇圧コンバータ２１により昇圧された出力電圧の直流電力が入力され、ＳＷ素子３１〜３６をオンオフ作動することにより直流電力を３相交流電力に変換し、モータジェネレータ１２に出力する。
【００２１】
図３に示すように、パワーカード４０は、ＳＷ素子３１〜３６、パワーカード基板４１、放熱板４２、および、放熱グリス４３を有する。図３においては、ＳＷ素子３１を例示し、ＳＷ素子３２〜３６の記載を省略した。
ＳＷ素子３１〜３６は、パワーカード基板４１に実装される。ＳＷ素子３１〜３６のパワーカード基板４１と反対側の面には、放熱板４２が設けられる。ＳＷ素子３１〜３６と放熱板４２との間には、放熱グリス４３が塗布される。これにより、ＳＷ素子３１〜３６の熱は、パワーカード基板４１側、および、放熱板４２側の両面から放熱される。
また、パワーカード４０全体は、図示しない冷却配管内を流通する冷却水により冷却される。
【００２２】
図２に示すように、制御部５０は、制御装置としてのＭＧ制御部（図中、「ＭＧ−ＥＣＵ」と記載する。）５１、および、ハイブリッド制御部（図中、「ＨＶ−ＥＣＵ」と記載する。）５５を有する。
ＭＧ制御部５１は、演算部５２、および、記憶部５３を有する。
【００２３】
演算部５２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、および、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムを実行することで各種制御を実施する。演算部５２は、コンバータ駆動信号を生成して昇圧コンバータ２１に出力することで、昇圧コンバータ２１の駆動を制御する。
【００２４】
演算部５２は、図示しない温度センサから、ＳＷ素子３１〜３６の温度を取得する。素子温度Ｔは、ＳＷ素子３１〜３６の一部または全部の温度そのものとしてもよいし、平均値等としてもよい。
演算部５２は、取得されたＳＷ素子３１〜３６の温度である素子温度Ｔに基づき、ＳＷ素子３１〜３６の劣化状態を判定する。劣化状態判定の詳細については、後述する。演算部５２は、上位ＥＣＵであるハイブリッド制御部５５からのトルク指令値ｔｒｑ*および劣化状態等に応じたインバータ駆動信号を生成してインバータ部３０に出力することで、モータジェネレータ１２の駆動を制御する。
記憶部５３は、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリにより構成され、ＳＷ素子３１〜３６の劣化状態等を記憶する。
【００２５】
ハイブリッド制御部５５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、および、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムを実行することで各種制御を実施する。ハイブリッド制御部５５は、図示しないアクセルセンサ、シフトスイッチ、ブレーキスイッチ、車速センサ等からの信号が入力され、取得されたこれらの信号等に基づき、車両９０全体の制御を司る。
【００２６】
本実施形態では、ＭＧ制御部５１は、システム起動時にイニシャルチェックを実施する。イニシャルチェックでは、素子温度Ｔに基づいてＳＷ素子３１〜３６の劣化状態を判定する。
素子温度Ｔに基づく劣化状態判定処理を図４に示すフローチャートに基づいて説明する。劣化状態判定処理は、イグニッション電源等の図示しない始動スイッチがオンされ、車両制御システム１がレディオン（Ready ON）となったときに演算部５２にて実行される処理である。
【００２７】
最初のステップＳ１０１（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」で記す。）では、回路部２０が起動したか否かを判断する。回路部２０が起動していないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、この判断処理を繰り返す。回路部２０が起動したと判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。
【００２８】
Ｓ１０２では、前回の劣化判定から所定インターバルが経過したか否かを判断する。本実施形態では、前回の劣化判定からの走行距離が所定距離以上となった場合、「前回の劣化判定から所定インターバルが経過した」と判断する。前回の劣化判定から所定インターバルが経過していないと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１０３以降の処理を行わない。前回の劣化判定から所定インターバルが経過したと判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０３へ移行する。
【００２９】
Ｓ１０３では、バッテリ１５が、回路部２０に所定エネルギを投入可能な状態であるか否かを判断する。本実施形態では、バッテリ１５のＳＯＣが判定閾値Ｓｔｈ以上である場合、回路部２０に所定エネルギを投入可能な状態であると判断する。判定閾値Ｓｔｈは、ＳＯＣの制御範囲の下限値よりも大きい値であって、劣化状態の判定のための電力を使用して差し支えない程度の値に設定される。バッテリ１５が、回路部２０に所定エネルギを投入可能な状態ではないと判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、すなわちＳＯＣが判定閾値Ｓｔｈ未満である場合、Ｓ１０４以降の処理を行わない。バッテリ１５が、回路部２０に所定エネルギを投入可能な状態であると判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、すなわちＳＯＣが判定閾値Ｓｔｈ以上である場合、Ｓ１０４へ移行する。
【００３０】
Ｓ１０４では、インバータ部３０に通電する前の素子温度Ｔである通電前素子温度Ｔｂを取得する。
Ｓ１０５では、所定電圧、所定電流にて、インバータ部３０への通電を開始する。このとき、第１クラッチ１６および第２クラッチ１７を切り、駆動力が伝達されないようにする。
【００３１】
Ｓ１０６では、通電開始から所定の通電期間Ｐｅ（例えば２００ｍｓｅｃ）が経過したか否かを判断する。通電期間Ｐｅが経過していないと判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、この判断処理を繰り返す。通電期間Ｐｅが経過したと判断された場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、Ｓ１０７へ移行する。
Ｓ１０７では、インバータ部３０への通電を終了する。本実施形態では、所定の通電期間Ｐｅに亘り、所定電圧および所定電流をインバータ部３０に通電することが、「回路部に所定エネルギを投入する」ことに対応するものとする。
【００３２】
Ｓ１０８では、通電後の素子温度Ｔである通電後素子温度Ｔａを取得する。本実施形態では、素子温度Ｔの変化が遅れることを考慮し、通電終了後、所定期間の素子温度Ｔをモニタし、ピーク値を通電後素子温度Ｔａとする。
Ｓ１０９では、温度上昇値ΔＴを演算する。温度上昇値ΔＴは、式（１）により演算される。
ΔＴ＝Ｔａ−Ｔｂ    ・・・（１）
【００３３】
Ｓ１１０では、温度上昇値ΔＴに基づき、劣化状態を判定する。
Ｓ１１１では、Ｓ１１０にて判定された劣化状態を、記憶部５３に記憶させる。このとき、Ｓ１０２の判定に係る走行距離情報を併せて記憶部５３に記憶させ、劣化状態判定処理を終了する。
【００３４】
ここで、劣化状態の判定について図５および図６に基づいて説明する。
図５では、後述する各劣化レベルＬ１〜Ｌ３の温度上昇値ΔＴの変化を示している。本実施形態では、ＳＷ素子３１〜３６が最も熱劣化していない初期状態を劣化レベルＬ１、次いで劣化レベルＬ２とし、最も熱劣化している状態を劣化レベルＬ３とする。ここで、ＳＷ素子３１〜３６の熱劣化が進んでいるほど、「劣化レベルが大きい」とし、熱劣化が進んでいない場合を「劣化レベルが小さい」とする。
【００３５】
図５に示すように、所定電圧、所定電流にてインバータ部３０への通電を行った場合、ＳＷ素子３１〜３６の劣化状態により素子温度Ｔの上昇速度が異なる。すなわち、ＳＷ素子３１〜３６の熱劣化の進行により熱抵抗が大きくなるため、熱劣化が進行するほど、素子温度Ｔの上昇速度が速くなる。
そこで本実施形態では、インバータ部３０に所定電圧、所定電流の通電を行い、通電期間Ｐｅ経過後の温度上昇値ΔＴに基づいて劣化状態を判定する。
【００３６】
具体的には、図６（ａ）に示すように、始動スイッチがオンされ、車両制御システム１がレディオンとなった後、所定電圧、所定電流にてインバータ部３０への通電を開始する（時刻ｘ１０）。このとき、図６（ｂ）に示すように、シフトレンジは、ＰレンジまたはＮレンジとする。また、本実施形態では、エンジン１１によりモータジェネレータ１２が駆動されたり、モータジェネレータ１２の駆動力により駆動輪９５が駆動されたりすると、モータジェネレータ１２の駆動による温度変化の影響を受けるため、第１クラッチ１６および第２クラッチ１７を切っておく。
【００３７】
図６（ｃ）に示すように、所定電圧、所定電流にてインバータ部３０への通電を行い、モータジェネレータ１２のトルク（以下、「ＭＧトルク」という、）が上昇すると、通電開始から通電期間Ｐｅ経過後のＭＧトルクは、所定トルクＱａとなる。また、時刻ｘ１０から通電期間Ｐｅ経過後の時刻ｘ１１にて通電を終了すると、ＭＧトルクはゼロとなる。
【００３８】
図６（ｄ）に示すように、通電によるＭＧトルクの上昇に伴い、素子温度Ｔが上昇する。時刻ｘ１１にて通電を終了すると、時刻ｘ１１よりやや遅れた時刻ｘ１２にて素子温度Ｔがピークに達し、その後低下する。本実施形態では、時刻ｘ１０にて通電を開始する前の素子温度を通電前素子温度Ｔｂ１、時刻ｘ１２の素子温度を通電後素子温度Ｔａ１とし、温度上昇値ΔＴ１を演算する。ここでは説明のため、通電前素子温度Ｔｂ１は、後述の通電前素子温度Ｔｂ２、Ｔｂ３と同じであるものとする。
図６（ｄ）、（ｅ）に示すように、温度上昇値ΔＴ１は、第１判定閾値ＴＨ１（例えば７０［℃］）以下であるので、劣化状態を劣化レベルＬ１とする。
【００３９】
また、時刻ｘ１２の通電後素子温度Ｔａ１に基づく劣化判定処理後、所定インターバル経過後に始動スイッチがオンされると、時刻ｘ２０から通電期間Ｐｅ後の時刻ｘ２１までの期間、所定電圧、所定電流にてインバータ部３０への通電を行う。時刻ｘ２１にて通電を終了すると、時刻ｘ２１よりやや遅れた時刻ｘ２２にて素子温度Ｔがピークに達し、その後低下する。本実施形態では、時刻ｘ２０にて通電を開始する前の素子温度を通電前素子温度Ｔｂ２、時刻ｘ２２の素子温度を通電後素子温度Ｔａ２とし、温度上昇値ΔＴ２を演算する。
図６（ｄ）、（ｅ）に示すように、温度上昇値ΔＴ２は、第１判定閾値ＴＨ１より大きく、第２判定閾値ＴＨ２（例えば９０［℃］）以下であるので、劣化状態を劣化レベルＬ２とする。
【００４０】
さらにまた、時刻ｘ２２の通電後素子温度Ｔａ２に基づく劣化判定処理後、所定インターバル経過後に始動スイッチがオンされると、時刻ｘ３０から通電期間Ｐｅ後の時刻ｘ３１までの期間、所定電圧、所定電流にてインバータ部３０への通電を行う。時刻ｘ３１にて通電を終了すると、時刻ｘ３１よりやや遅れた時刻ｘ３２にて素子温度Ｔがピークに達し、その後低下する。本実施形態では、時刻ｘ３０にて通電を開始する前の素子温度を通電前素子温度Ｔｂ３、時刻ｘ３２の素子温度を通電後素子温度Ｔａ３とし、温度上昇値ΔＴ３を演算する。
図６（ｄ）、（ｅ）に示すように、温度上昇値ΔＴ３は、第２判定閾値ＴＨ２より大きいので、劣化状態を劣化レベルＬ３とする。
【００４１】
本実施形態では、図７に示すトルク制限マップを用い、トルク制限処理を行う。
トルク制限係数は、劣化レベルＬ１、Ｌ２、Ｌ３に応じた換算ラインＦ１、Ｆ２、Ｆ３を用い、素子温度Ｔに基づいて設定される。本実施形態では、劣化レベルＬ１のとき換算ラインＦ１、劣化レベルＬ２のとき換算ラインＦ２、劣化レベルＬ３のとき換算ラインＦ３とする。
【００４２】
本実施形態では、劣化レベルＬ１のときにトルク制限を開始する制限開始温度をＴｓ１、劣化レベルＬ２のときにトルク制限を開始する制限開始温度をＴｓ２、劣化レベルＬ３のときにトルク制限を開始する制限開始温度をＴｓ３とする。
また、劣化レベルＬ１のとき素子温度Ｔが出力停止温度Ｔｅ１以上、劣化レベルＬ２のとき素子温度Ｔが出力停止温度Ｔｅ２以上、劣化レベルＬ３のとき素子温度Ｔが出力停止温度Ｔｅ３以上で、トルク制限係数をゼロとし、モータジェネレータ１２からの出力を停止する。
【００４３】
本実施形態では、トルク制限係数を１未満としてトルク制限を開始する制限開始温度Ｔｓは、劣化レベルが大きいほど低く設定される。すなわち、Ｔｓ３＜Ｔｓ２＜Ｔｓ１である。同様に、出力停止温度Ｔｅは、Ｔｅ３＜Ｔｅ２＜Ｔｅ１である。
制限開始温度Ｔｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３および出力停止温度Ｔｅ１、Ｔｅ２、Ｔ３は、適宜設定可能である。
【００４４】
また、トルク制限傾きは、劣化レベルが大きいほど大きくなるように設定される。すなわち、劣化レベルＬ１のときのトルク制限傾きをＡ１、劣化レベルＬ２のときのトルク制限傾きをＡ２、劣化レベルＬ３のときのトルク制限傾きをＡ３とすると、Ａ１＜Ａ２＜Ａ３である。本実施形態におけるトルク制限傾きは、制限開始温度と出力停止温度との間における素子温度Ｔとトルク制限係数との関数の傾きの絶対値とする。
本実施形態では、システム起動時のイニシャルチェックにて劣化状態判定処理を行っており、イニシャルチェック終了後の通常モードにおいては、記憶された劣化状態に応じた特定のトルク制限マップを用いてトルク制限処理を行う。
【００４５】
次に、劣化状態に応じたトルク制限処理を図８に示すフローチャートに基づいて説明する。トルク制限処理は、車両制御システム１がレディオンされているときに、ＭＧ制御部５１にて実行される。
Ｓ２０１では、イニシャルチェックが終了したか否かを判断する。イニシャルチェックが終了していないと判断された場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、この判断処理を繰り返す。イニシャルチェックが終了したと判断された場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、Ｓ２０２へ移行する。
【００４６】
Ｓ２０２では、記憶部５３に記憶されている劣化状態を読み出す。
Ｓ２０３では、図７に示すトルク制限マップを参照し、劣化状態に応じた制限開始温度Ｔｓを決定する。
Ｓ２０４では、モータジェネレータ１２の駆動が開始されたか否かを判断する。モータジェネレータ１２の駆動が開始されていないと判断された場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、この判断処理を繰り返す。モータジェネレータ１２の駆動が開始されたと判断された場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、Ｓ２０５へ移行する。
【００４７】
Ｓ２０５では、素子温度Ｔを取得する。
Ｓ２０６では、Ｓ２０５で取得された素子温度Ｔが制限開始温度Ｔｓより大きいか否かを判断する。素子温度Ｔが制限開始温度Ｔｓより大きいと判断された場合（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、Ｓ２０７へ移行する。素子温度Ｔが制限開始温度Ｔｓ以下であると判断された場合（Ｓ２０６：ＮＯ）、Ｓ２０８へ移行する。
Ｓ２０７では、図７に示すトルク制限マップを参照し、素子温度Ｔおよび劣化状態に応じたトルク制限係数を取得する。
Ｓ２０８では、トルク制限係数を１とし、素子温度Ｔが制限開始温度Ｔｓ以下である場合、トルク制限を行わない。
【００４８】
Ｓ２０７またはＳ２０８に続いて移行するＳ２０９では、制限後トルクｔｒｑ＿ｒを演算する。制限後トルクｔｒｑ＿ｒは、ハイブリッド制御部５５から取得されるトルク指令値ｔｒｑ*にＳ２０７またはＳ２０８にて決定された制限係数を乗じた値とし、制限後トルクｔｒｑ＿ｒに基づいてモータジェネレータ１２の駆動を制御する。なお、Ｓ２０９に係る処理は、制限開始温度Ｔｓおよびトルク制限係数を決定する処理と別処理にて実行されるように構成してもよい。
Ｓ２１０では、始動スイッチがオフされたか否かを判断する。始動スイッチがオフされていないと判断された場合（Ｓ２１０：ＮＯ）、Ｓ２０５に戻る。始動スイッチがオフされたと判断された場合（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００４９】
ここで、トルク制限処理を、図９に示すタイムチャーチに基づいて説明する。図９では、劣化レベルＬ３のときを実線、劣化レベルＬ１のときを破線、参考例を一点鎖線で示す。図９では、フィルタ処理等による遅れ要素の影響を省略して記載している。
図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、車両制御システム１がレディオンされ、シフトレンジがＰレンジからＤレンジに切り替わった後の指令トルクｔｒｑ*が一定値Ｑｓである場合を例に説明する。また、劣化レベルＬ３のときに素子温度Ｔが制限開始温度Ｔｓ３に達する時刻ｘ１までは、劣化状態によらずトルク制限が行われず、トルク制限係数が１であるので、制限後トルクｔｒｑ＿ｒと指令トルクｔｒｑ*とが等しい。
【００５０】
劣化レベルＬ３のとき、ＳＷ素子３１〜３６の熱抵抗が大きく、素子温度Ｔが上がりやすいので、劣化レベルＬ１、Ｌ２のときの制限開始温度Ｔｓ１、Ｔｓ２よりも低い制限開始温度Ｔｓ３からトルク制限を行う。
図９の例では、実線で示すように、素子温度Ｔが制限開始温度Ｔｓ３より大きくなる時刻ｘ１にてトルク制限を開始する。また、素子温度Ｔが出力停止温度Ｔｅ３より高い時刻ｘ２から時刻ｘ４までの期間は、トルク制限係数をゼロとし、制限後トルクｔｒｑ＿ｒをゼロとする。トルク制限により素子温度Ｔが低下し、制限開始温度Ｔｓ３以下となる時刻ｘ５にて、トルク制限係数を１とし、トルク制限を終了する。トルク制限がなされる時刻ｘ１から時刻ｘ５までの期間の制限後トルクｔｒｑ＿ｒは、指令トルクｔｒｑ*に素子温度Ｔに応じたトルク制限係数が乗じられた値となる。なお、制限後トルクｔｒｑ＿ｒは、素子温度Ｔに応じて変化するが、図９では簡略化のため、直線的に変化するものとして記載した。また、トルクの急変を避けるため、トルク制限係数の変化よりも制限後トルクｔｒｑ＿ｒの変化が遅くなるように、適宜フィルタ処理等を行ってもよい。
【００５１】
破線で示すように、劣化レベルＬ１のとき、ＳＷ素子３１〜３６の熱抵抗が小さく、素子温度Ｔが上がりにくいので、素子温度Ｔが制限開始温度Ｔｓ１より大きくなる時刻ｘ６まではトルク制限を行わないので、モータジェネレータ１２の出力が低下しない。時刻ｘ６にてトルク制限を開始すると、素子温度Ｔが時刻ｘ８にて増加から減少に転じ、素子温度Ｔが制限開始温度Ｔｓ１以下となる時刻ｘ９にて、トルク制限係数を１とし、トルク制限を終了する。トルク制限がなされる時刻ｘ６から時刻ｘ９までの期間の制限後トルクｔｒｑ＿ｒは、指令トルクｔｒｑ*に素子温度Ｔに応じたトルク制限係数が乗じられた値となる。
【００５２】
参考例では、劣化状態を考慮せず、素子温度Ｔが所定温度より高くなった場合にトルク制限を行うものとする。図９では、素子温度Ｔが制限開始温度Ｔｓ１を超えたときにトルク制限を行う例を示している。
図９中に一点鎖線で示すように、劣化レベルが大きい場合、素子温度Ｔが制限開始温度Ｔｓ１に達する時刻ｘ３までトルク制限を行わないと、破線で示す劣化レベルが小さい場合と比較して、時刻ｘ７における素子温度Ｔのピーク値Ｔｐが大きくなる。そのため、ＳＷ素子３１〜３６の熱劣化が進行したり、ピーク値ＴｐによってはＳＷ素子３１〜３６が破損に至る虞がある。
一方、図示はしていないが、劣化状態を考慮せず、制限開始温度をＴｓ３とすると、劣化レベルが小さい場合、余分にトルク制限をかけることになってしまう。
【００５３】
本実施形態では、劣化状態に応じて、制限開始温度、および、トルク制限傾きを設定している。これにより、劣化状態に応じた適切なトルク制限が可能であるので、劣化レベルが小さい場合、余分なトルク制限をかけることなく、モータジェネレータ１２からトルクを出力することができ、ドライバビリティが向上する。また、劣化レベルが大きい場合、低い温度からトルク制限を開始し、速やかにトルクを制限できるため、ＳＷ素子３１〜３６のさらなる熱劣化を抑制することができ、熱破壊を回避することができる。
【００５４】
以上詳述したように、ＭＧ制御部５１は、以下の処理を行う。
ＭＧ制御部５１は、モータジェネレータ１２の通電の切り替えに係るＳＷ素子３１〜３６を有する回路部２０に通電する前の素子温度である通電前素子温度Ｔｂを取得する（図４中のＳ１０４）。
ＭＧ制御部５１は、モータジェネレータ１２の駆動力が駆動輪９５に伝達されない状態にて、回路部２０に通電することで所定エネルギを投入した後の素子温度である通電後素子温度Ｔａを取得する（Ｓ１０８）。
【００５５】
ＭＧ制御部５１は、通電後素子温度Ｔａと通電前素子温度Ｔｂとの差である温度上昇値ΔＴに基づき、回路部２０の劣化状態を判定し（Ｓ１１０）、判定された劣化状態を記憶部５３に記憶させる（Ｓ１１１）。
ＭＧ制御部５１は、劣化状態および素子温度Ｔに基づき、モータジェネレータ１２から出力されるトルクを制限する（図８中のＳ２０９）。
トルク制限を開始する素子温度Ｔである制限開始温度Ｔｓ、および、素子温度Ｔに応じたトルク制限傾きは、劣化状態に応じて可変である。
【００５６】
本実施形態では、モータジェネレータ１２の駆動力が駆動輪９５に伝達されない状態にて回路部２０に通電することで所定エネルギを投入したときのＳＷ素子３１〜３６の温度上昇値ΔＴに基づいて劣化状態を判定している。これにより、駆動力の伝達に伴うモータジェネレータ１２の温度変化の影響を受けることなく、ＳＷ素子３１〜３６の劣化状態を適切に判定することができる。
【００５７】
また、トルク制限を開始する制限開始温度およびトルク制限傾きを劣化状態に応じて可変としているので、回路部２０の劣化状態に応じ、モータジェネレータ１２を適切に制御可能できる。これにより、回路部２０の劣化が小さい状態における過剰なトルク制限を回避可能である。また、回路部２０の劣化が大きい状態では、速やかにトルクを制限可能であるので、回路部２０のさらなる熱劣化を抑制可能であるとともに、回路部２０の破損を防ぐことができる。
【００５８】
ＭＧ制御部５１は、前回の劣化判定から所定インターバルが経過した後に（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、劣化状態の判定を行う。例えば、システム起動時のイニシャルチェックにて劣化判定を行う場合、必ずしも毎回の劣化判定を行う必要がなければ、所定インターバルが経過していない場合には劣化判定処理を省略する。これにより、イニシャルチェックに要する時間を短縮することができる。
【００５９】
ＭＧ制御部５１は、モータジェネレータ１２に電力を供給するバッテリ１５が、回路部２０に所定エネルギを投入可能な状態であると判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、劣化状態の判定を行う。すなわち、例えばバッテリ１５の充電残量が少ない場合等においては劣化状態の判定を行わない。これにより、劣化状態の判定を行うことによるバッテリ１５の過放電や燃費の悪化等を防ぐことができる。
【００６０】
本実施形態では、回路部２０の温度を、ＳＷ素子３１〜３６の温度である素子温度Ｔとする。これにより、ＳＷ素子３１〜３６の温度に基づき、適切に劣化レベルを判定し、ＳＷ素子３１〜３６の熱破損を防止することができる。
【００６１】
本実施形態では、ＭＧ制御部５１が「通電前温度取得手段」、「通電後温度取得手段」、「劣化状態判定手段」、「記憶手段」、および、「トルク制限手段」を構成する。また、図４中のＳ１０４が「通電前温度取得手段」の機能としての処理に対応し、Ｓ１０８が「通電後温度取得手段」の機能としての処理に対応し、Ｓ１１０が「劣化状態判定手段」の機能としての処理に対応し、Ｓ１１１が「記憶手段」の機能としての処理に対応し、図８中のＳ２０９が「トルク制限手段」の機能としての処理に対応する。
また、素子温度Ｔが「回路部の温度」に対応し、通電前素子温度Ｔｂが「通電前温度」に対応し、通電後素子温度Ｔａが「通電後温度」に対応する。
【００６２】
（他の実施形態）
（ア）回路部温度
上記実施形態では、インバータを構成するＳＷ素子の温度を回路部の温度とする。他の実施形態では、ＳＷ素子の温度に替えて還流ダイオードの温度を回路部の温度としてもよい。また、昇圧コンバータを構成するリアクトル、ＳＷ素子、または、コンデンサ等の電子部品の温度を回路部の温度としてもよい。例えば、コンデンサの温度を回路部の温度とする場合、回路部の劣化状態としてコンデンサの劣化状態が監視され、コンデンサの熱劣化を抑制し、熱破壊を防止することができる。
また、電子部品の接続に用いられるバスバー等の配線温度を回路部の温度としてもよい。また他の実施形態では、パワーカードの冷却水温を回路部の温度としてもよい。
【００６３】
（イ）劣化状態判定手段
上記実施形態では、劣化レベルを３段階とした。他の実施形態では、劣化レベルは３段階に限らず、２段階でもよいし、４段階以上としてもよいし、連続的に変化するようにしてもよい。劣化レベルが連続的に設定される場合、例えば連続的に変化する劣化レベル値を用いた関数等により、モータジェネレータのトルクを制限するように構成してもよい。
【００６４】
上記実施形態では、温度上昇値そのものに基づいて劣化状態を判定する。他の実施形態では、温度上昇値および設定値に基づいて劣化状態を判定してもよい。例えば平均的な劣化状態の回路部に所定エネルギを投入したときの温度上昇値を設定値とし、設定値と実際の温度上昇値との差分に基づいて劣化状態を判定してもよい。また例えば、設定値を含む所定範囲を通常劣化範囲とし、通常劣化範囲よりも温度上昇値が小さい場合、劣化レベルが小さく、通常劣化範囲よりも温度上昇値が大きい場合、劣化レベルが大きいといったように、劣化状態を判定してもよい。
【００６５】
他の実施形態では、例えばインスツルメンタルパネルに劣化状態を表示する等、劣化状態をユーザに報知する報知手段を設けてもよい。劣化状態をユーザに報知することで、無理な運転をしないように促したり、早めに整備を行うように促したりすることができる。
また、劣化状態に基づき、パワーカードの交換時期等である整備情報を推定してもよい。また、推定された整備情報をユーザに通知するようにしてもよい。
【００６６】
上記実施形態では、前回の劣化判定からの走行距離が所定距離以上となった場合、前回の劣化判定からの所定インターバルが経過した、と判断する。
谷実施形態では、例えば図示しないナビゲーション装置等から時刻情報を取得し、前回の劣化判定からの経過時間が所定時間以上となった場合、「前回の劣化判定から所定インターバルが経過した」と判断してもよい。時刻情報に基づいて所定インターバルの経過を判断する場合、図４中のＳ１１１では、劣化状態と併せて劣化判定を行った時刻に係る時刻情報を記憶部に記憶させる。
【００６７】
また、始動スイッチがオンされてからオフされるまでを１トリップとし、始動スイッチのオフ／オンに基づいてトリップ回数をカウントしておく。そして、走行距離に替えて、前回劣化判定からのトリップ回数が所定回数以上となった場合、「前回の劣化判定から所定インターバルが経過した」と判断してもよい。トリップ回数に基づいて所定インターバルの経過を判断する場合、Ｓ１１１では、トリップ回数のカウントに係るカウンタをリセットするように構成してもよい。
【００６８】
また、他の実施形態では、図４中のＳ１０２の処理を省略し、毎回のイニシャルチェック時に劣化状態判定処理を行うようにしてもよい。この場合、判定された劣化状態を、ＥＥＰＲＯＭ等で構成される記憶部に替えて、演算部内のＲＡＭ等に記憶させるようにし、記憶部を省略してもよい。
【００６９】
また、他の実施形態では、劣化状態判定処理は、回転電機の駆動力が駆動対象に伝達されていない状態であれば、イニシャルチェック時に限らずどのようなときに実行してもよい。例えば第１クラッチおよび第２クラッチが切られた状態での惰性走行中に劣化状態判定処理を行ってもよい。また例えば、整備モード時に強制レディオンし、劣化状態判定処理を行ってもよい。
また、他の実施形態では、図４中のＳ１０３の処理を省略し、電源の充電状態によらず、劣化状態の判定を行うようにしてもよい。
【００７０】
（ウ）トルク制限手段
上記実施形態では、トルク指令値にトルク制限係数を乗じることでトルクを制限する。他の実施形態では、例えば電圧指令値や電流指令値に制限係数を乗じてもよい。また、トルク制限係数によらず、直接的にトルクが制限されるように構成してもよい。
上記実施形態では、制限開始温度およびトルク制限傾きを劣化状態に応じて可変とする。他の実施形態では、制限開始温度、または、トルク制限傾きを劣化状態に応じて可変としてもよい。
【００７１】
上記実施形態では、制限開始温度と出力停止温度との間における回路部の温度とトルク制限係数とは直線関係である。他の実施形態では、また、制限開始温度と出力停止温度との間を複数の区間に分け、区間毎に傾きを変えてもよい。回路部の温度とトルク制限係数との関係は、例えば二次以上の関数等、直線関係に限らない。
【００７２】
（エ）回路部
上記実施形態では、ＳＷ素子は、ＩＧＢＴにより構成される。他の実施形態では、ＳＷ素子をＩＧＢＴ以外の半導体素子等により構成してもよい。上記実施形態では、ＳＷ素子は、パワーカードにより構成され、両面放熱構造である。他の実施形態では、ＳＷ素子の放熱構造は、片面放熱としてもよい。また、インバータ部をパワーカード以外で構成してもよい。
上記実施形態では、回路部は、昇圧コンバータを有する。他の実施形態では、昇圧コンバータを省略してもよい。
【００７３】
（オ）制御装置
上記実施形態では、各手段は、ＭＧ制御部により構成される。他の実施形態では、各手段の一部または全部をハイブリッド制御部により構成してもよい。また、ＭＧ制御部およびハイブリッド制御部を１つの制御部として構成してもよい。
上記実施形態では、制御装置がハイブリッド車両に適用される。他の実施形態では、ハイブリッド車両に限らず、電気自動車や燃料電池車等の主機モータを用いる車両全般に適用可能である。また、制御装置を他の装置に適用してもよく、駆動対象は駆動輪に限らない。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１・・・車両制御システム
１２・・・モータジェネレータ（回転電機）
１５・・・バッテリ（電源）
２０・・・回路部
３１〜３６・・・ＳＷ素子
５１・・・ＭＧ制御部（制御装置）
５２・・・演算部
５３・・・記憶部
９５・・・駆動輪（駆動対象）
【図１】
0006421520.tif 000002
【図２】
0006421520.tif 000003
【図３】
0006421520.tif 000004
【図４】
0006421520.tif 000005
【図５】
0006421520.tif 000006
【図６】
0006421520.tif 000007
【図７】
0006421520.tif 000008
【図８】
0006421520.tif 000009
【図９】
0006421520.tif 000010