(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（９０）の駆動源である回転電機（３）の駆動を制御する回転電機制御装置において、
前記回転電機の通電を切り替えるインバータ部（３０）を有する回路部（２０）および前記回転電機を含む回転電機駆動システム（１）の温度であるシステム温度を演算する温度演算部（６２）と、
前記システム温度に応じ、前記回転電機のトルクを制限するトルク制限部（６３）と、
を備え、
前記トルク制限部は、
前記システム温度が制限開始温度より高く、上限温度以下である場合、前記システム温度に応じて前記回転電機のトルクを制限し、
前記システム温度が前記上限温度より高い場合、前記回転電機のトルクを０より大きいトルク下限値に制限し、
前記トルク下限値は、前記車両の車両挙動情報、または、前記車両が位置する地点の環境情報に応じて可変である回転電機制御装置。
【請求項２】
前記トルク制限部は、前記システム温度が前記制限開始温度より高く、前記上限温度以下である場合、前記システム温度が前記制限開始温度であるときのトルクが駆動要求に応じたトルク指令値、前記システム温度が前記上限温度であるときのトルクが前記トルク下限値となるように２点間を補間した関数を用いて、前記回転電機のトルクを制限する請求項１に記載の回転電機制御装置。
【請求項３】
前記システム温度を検出する温度センサ（４１、４３）の異常を判定するセンサ異常判定部（６１）をさらに備え、
前記トルク制限部は、前記温度センサが異常であると判定された場合、前記回転電機のトルクを前記トルク下限値に制限する請求項１または２に記載の回転電機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータの過負荷運転による温度上昇を防止するモータ駆動制御装置が知られている。例えば特許文献１では、モータ温度上昇抑制のために出力トルク制限が必要となる温度領域よりも低い温度領域から出力トルクを段階的に制限することにより、モータ過負荷運転によるモータ温度上昇を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４９４６１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、モータ温度が所定温度ｔ２より高い禁止領域では、トルク許容率が０［％］に設定され、トルク出力が禁止される。このモータが電動車両に適用される場合、モータ温度が禁止領域となると、走行を継続することができない。
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、システム温度の上昇時においても走行を継続可能となるように、車両の駆動源である回転電機を制御する回転電機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】
本発明の回転電機制御装置は、車両（９０）の駆動源である回転電機（３）の駆動を制御するものであって、温度演算部（６２）と、トルク制限部（６３）と、を備える。
温度演算部は、回転電機駆動システム（１）の温度であるシステム温度を演算する。回転電機駆動システムは、回転電機の通電を切り替えるインバータ部（３０）を有する回路部（２０）、および、回転電機を含む。トルク制限部は、システム温度に応じ、回転電機のトルクを制限する。
トルク制限部は、システム温度が制限開始温度より高く、上限温度以下である場合、システム温度に応じて回転電機のトルクを制限する。また、トルク制限部は、システム温度が上限温度より高い場合、モータジェネレータのトルクを、０より大きいトルク下限値に制御する。トルク下限値は、車両の車両挙動情報、または、車両が位置する地点の環境情報に応じて可変である。
【０００６】
回転電機制御装置は、システム温度が制限開始温度より高い場合、回転電機のトルクを制限するので、回転電機駆動システムの過熱を防ぐことができる。また、システム温度が上限温度より高い場合、回転電機のトルクを０より大きいトルク下限値としている。これにより、システム温度が上限温度を超えた場合であっても、走行を継続可能であるので、車両を適切に退避走行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態によるＭＧ駆動システムが適用される車両を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態によるＭＧ駆動システム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トルク制限処理を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態による車速と制限下限値との関係を示すマップである。
【図５】本発明の一実施形態による路面勾配と制限下限値との関係を示すマップである。
【図６】本発明の一実施形態によるシステム温度とトルク制限係数との関係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】
【０００８】
以下、本発明による回転電機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回転電機制御装置を図１〜図７に示す。
図１および図２に示すように、回転電機駆動システムであるモータジェネレータ駆動システム１は、車両９０に適用される。本実施形態の車両９０は、回転電機としてのモータジェネレータ３の駆動力にて走行するＥＶ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。車両９０は、前方にＭＧ駆動システム１が搭載され、前輪９５が駆動される前輪駆動車である。
【０００９】
ＭＧ駆動システム１は、モータジェネレータ３、および、制御ユニット１０等を含む。
モータジェネレータ３は、バッテリ５から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、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３は、永久磁石式同期型の３相交流の回転電機とする。以下、モータジェネレータ３が電動機として機能する場合を中心に説明する。
【００１０】
モータジェネレータ３の駆動力は、駆動軸９１に伝達される。駆動軸９１に伝達された駆動力は、デファレンシャルギア９２および車軸９３を介して駆動輪である前輪９５を回転させる。図１には図示していないが、モータジェネレータ３とデファレンシャルギア９２との間に変速機を設けてもよい。変速機は、無段変速機であってもよいし、多段変速機であってもよい。
【００１１】
図２に示すように、バッテリ５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５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５は、ＳＯＣ（State Of Charge）が所定の範囲内となるように制御される。
【００１２】
制御ユニット１０は、モータジェネレータ３の駆動を制御するものであり、回路部２０、および、制御部５０等を有する。なお、煩雑になることを避けるため、一部の制御線等は適宜省略した。
回路部２０は、リレー１６を経由してバッテリ５と接続される。リレー１６は、高電位側リレー１７および低電位側リレー１８を含む。高電位側リレー１７および低電位側リレー１８は、機械式リレーであってもよいし、半導体リレーであってもよい。リレー１６をオンすることで、バッテリ５と回路部２０との間の通電が許容される。リレー１６をオフすることで、バッテリ５と回路部２０との間の通電が遮断される。
【００１３】
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。
【００１４】
昇圧駆動部２３は、高電位側スイッチング素子２４、および、低電位側スイッチング素子２５を有する。以下適宜、「スイッチング素子」を「ＳＷ素子」と記載する。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（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）である。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。
【００１５】
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。
【００１６】
インバータ部３０は、６つのＳＷ素子３１〜３６を有する３相インバータである。ＳＷ素子３１〜３６は、いずれもＩＧＢＴであり、両面放熱可能に設けられる。
高電位側に接続されるＳＷ素子３１〜３３は、コレクタが高電位ライン３７に接続され、エミッタがそれぞれ対になる低電位側のＳＷ素子３４〜３６のコレクタに接続される。低電位側に接続されるＳＷ素子３４〜３６のエミッタは、低電位ライン３８に接続される。対になる高電位側のＳＷ素子３１〜３３と低電位側のＳＷ素子３４〜３６との接続点は、それぞれ、モータジェネレータ３の各相巻線の一端に接続される。
【００１７】
対になる高電位側のＳＷ素子３１〜３３と低電位側の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で、直流電力を３相交流電力に変換し、モータジェネレータ３に出力する。
【００１８】
インバータ温度センサ４１は、ＳＷ素子３１〜３６の温度である素子温度Ｔｅを検出する。本実施形態のインバータ温度センサ４１は、各ＳＷ素子３１〜３６に内蔵される感温ダイオードであるが、図２では、便宜上、１つの機能ブロックとして記載した。
ＭＧ温度センサ４３は、モータジェネレータ３の温度を検出する。本実施形態のＭＧ温度センサ４３は、サーミスタである。
温度センサ４１、４３の検出値は、ＭＧ制御部６０に出力される。
【００１９】
制御部５０は、車両制御部５１、および、回転電機制御装置としてのＭＧ制御部６０を有する。車両制御部５１およびＭＧ制御部６０は、マイコンを主体として構成される。車両制御部５１およびＭＧ制御部６０における各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。
車両制御部５１とＭＧ制御部６０とは、ＣＡＮ（Controller Area Network）等を経由して情報伝達可能である。
【００２０】
車両制御部５１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を取得し、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。車両制御部５１は、車速Ｖ等に基づいてモータジェネレータ３の駆動に係るトルク指令値ｔｒｑ*を演算する。トルク指令値ｔｒｑ*は、ＭＧ制御部６０に出力される。
【００２１】
また、車両制御部５１は、車両９０の挙動に係る車両挙動情報、および、車両９０の現在位置の状況に係る環境情報をＭＧ制御部６０に出力する。車両挙動情報には、車速Ｖが含まれる。環境情報には、車両９０の現在位置の路面勾配Ｇが含まれる。路面勾配Ｇは、車両９０の前方が後方よりも重力方向上側となる上り勾配を正、車両９０の前方が後方よりも重力方向下側となる下り勾配を負とする。本実施形態では、路面勾配Ｇは、ナビゲーション装置７０の地図データから取得されるものとする。
また、車両制御部５１は、ＭＧ制御部６０から、モータジェネレータ３の実トルクやモータジェネレータ３の回転数等を取得する。
【００２２】
ＭＧ制御部６０は、機能ブロックとして、センサ異常判定部６１、温度演算部６２、トルク制限部６３、および、信号生成部６４を有する。
センサ異常判定部６１は、温度センサ４１、４３の異常を判定する。
温度演算部６２は、インバータ温度センサ４１の検出値に基づき、各ＳＷ素子３１〜３６の素子温度Ｔｅを演算する。また、温度演算部６２は、ＭＧ温度センサ４３の検出値に基づき、ＭＧ温度Ｔｍｇを演算する。本実施形態では、素子温度Ｔｅの平均値をＭＧ駆動システム１の温度であるシステム温度Ｔｓとみなす。なお、インバータ温度センサ４１が異常である場合、温度演算部６２は、素子温度Ｔｅの演算を中止する。また、ＭＧ温度センサ４３が異常である場合、温度演算部６２は、ＭＧ温度Ｔｍｇの演算を中止する。
【００２３】
トルク制限部６３は、インバータ温度センサ４１の異常判定結果、および、システム温度Ｔｓに基づき、トルク指令値ｔｒｑ*を制限し、制限後トルク指令値ｔｒｑ*＿ａを演算する。本実施形態では、トルク指令値ｔｒｑ*にトルク制限係数ｋを乗じることで、制限後トルク指令値ｔｒｑ*＿ａを演算する。トルク制限係数ｋは、０＜ｋ≦１とする。トルク制限係数ｋを１未満とすることで、モータジェネレータ３のトルクが制限される。
トルク制限の詳細は、後述する。
【００２４】
信号生成部６４は、制限後トルク指令値ｔｒｑ*＿ａ、および、図示しない回転角センサから取得されるモータジェネレータ３の回転角θ等に基づき、ＳＷ素子３１〜３６のオンオフ作動を制御するインバータ駆動信号を生成し、回路部２０に出力する。また、信号生成部６４は、ＳＷ素子２４、２５のオンオフ作動を制御するコンバータ駆動信号を生成し、回路部２０に出力する。
【００２５】
ナビゲーション装置７０は、いずれも図示しないマイコン、および、ディスプレイ等を有し、現在位置検出部が検出する車両９０の現在位置と地図データとに基づき、地図上における車両９０の位置をディスプレイに表示するとともに、目的地までのルートを探索する。
また、ナビゲーション装置７０は、車両９０の現在位置および地図データに基づき、車両９０の現在位置の環境情報を車両制御部５１に送信する。
【００２６】
以下、トルク制限処理について説明する。
本実施形態では、システム温度Ｔｓが制限開始温度Ｔａより高くなった場合、モータジェネレータ３から出力されるトルクを制限することで、ＭＧ駆動システム１の過熱を防ぐ。ここで、本実施形態の車両９０はＥＶ車両である。そのため、モータジェネレータ３から出力されるトルクをゼロにすると、退避走行ができない虞がある。
そこで本実施形態のＭＧ駆動システム１では、トルク下限値をゼロより大きくすることで、システム温度Ｔｓが上昇した場合であっても、退避走行できるようにしている。
【００２７】
本実施形態のトルク制限処理を図３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、ＭＧ制御部６０にて所定の間隔で実行される。
最初のステップＳ１０１では、センサ異常判定部６１は、インバータ温度センサ４１が正常か否かを判断する。以下、ステップＳ１０１の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。他のステップも同様である。インバータ温度センサ４１が異常であると判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１１０へ移行する。インバータ温度センサ４１が正常であると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。
Ｓ１０２では、温度演算部６２は、システム温度Ｔｓを演算する。本実施形態では、素子温度Ｔｅの平均値を、システム温度Ｔｓとする。
【００２８】
Ｓ１０３では、トルク制限部６３は、システム温度Ｔｓが制限開始温度Ｔａより高いか否かを判断する。システム温度Ｔｓが制限開始温度Ｔａより高いと判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、トルク制限フラグをセットし、Ｓ１０５へ移行する。システム温度Ｔｓが制限開始温度Ｔａ以下であると判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、トルク制限フラグがセットされている場合はリセットし、Ｓ１０４へ移行する。
Ｓ１０４では、トルク制限係数ｋを１とする。
【００２９】
システム温度Ｔｓが制限開始温度Ｔａより高いと判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）に移行するＳ１０５では、トルク制限部６３は、車両挙動情報および環境情報を車両制御部５１から取得する。本実施形態では、トルク制限部６３は、車両挙動情報として車速Ｖと取得し、環境情報として路面勾配Ｇを取得する。
Ｓ１０６では、トルク制限部６３は、車速Ｖおよび路面勾配Ｇに基づき、制限下限値αを決定する。車速Ｖと制限下限値αとが関連づけられたマップを図４、路面勾配Ｇと制限下限値αとが関連づけられたマップを図５に示す。これらのマップは、ＭＧ制御部６０の図示しない記憶部に予め記憶されているものとする。
【００３０】
図４に示すように、退避走行可能な程度の速度である退避走行可能速度Ｖｅよりも車速Ｖが小さい場合、モータジェネレータ３が退避走行可能な程度のトルクが出力できるように、制限下限値αは１より小さい低速時下限値αｅに設定される。また、車速Ｖが大きければ、モータジェネレータ３のトルクが小さくても、退避走行が可能であるので、車速Ｖが退避走行可能速度Ｖｅ以上の場合、車速Ｖが大きくなるにしたがって、制限下限値αが小さくなるように設定される。図４では、制限下限値αは、車速Ｖが退避走行可能速度Ｖｅ未満のとき低速時下限値αｅであり、車速Ｖが退避走行可能速度Ｖｅ以上のとき、車速Ｖが大きくなるに従って直線的に減少しているが、車速Ｖと制限下限値αとの関係は、適宜設定可能である。
【００３１】
また、上り勾配において、路面勾配Ｇが大きいほど、退避走行に大きなトルクを要する。また、下り勾配では、路面勾配Ｇの絶対値が大きいほど、回生量が多くなる。そのため、図５に示すように、路面勾配Ｇの絶対値が大きくなるほど、制限下限値αが大きくなるように設定される。路面勾配Ｇと制限下限値αとの関係は、例えば上り勾配と下り勾配とで別途に設定する等、適宜設定可能である。
トルク制限部６３は、車速Ｖに応じて決定される値と、路面勾配Ｇに応じて決定される値とを比較し、最大値を以下の処理に用いる制限下限値αとして選択する。他のパラメータに応じた値がある場合も同様、最大値を制限下限値αとして選択する。
【００３２】
図３に戻り、Ｓ１０７では、トルク制限部６３は、システム温度Ｔｓが上限温度Ｔｂより高いか否かを判断する。上限温度Ｔｂは、制限開始温度Ｔａよりも高い温度に設定される。上限温度Ｔｂは、例えば素子破損等が生じる温度よりも低く設定されており、仮にシステム温度Ｔｓが一時的に上限温度Ｔｂを超えたとしても、即破損に至るようなことはなく、問題ないものとする。システム温度Ｔｓが上限温度Ｔｂより高いと判断された場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、Ｓ１１０へ移行する。システム温度Ｔｓが上限温度Ｔｂ以下であると判断された場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、Ｓ１０８へ移行する。
【００３３】
Ｓ１０８では、トルク制限部６３は、制限マップを演算する。図６に示すように、トルク制限部６３は、制限開始温度Ｔａのときの値を１、上限温度Ｔｂのときの値を制限下限値αとし、２点間を線形補間により補間した関数を、制限マップとして演算する。２点間の補間方法は、線形補間以外の方法でもよい。
本実施形態では、制限下限値αが車速Ｖおよび路面勾配Ｇに応じて可変であるので、制限マップは、制限下限値αに応じて、都度演算される。なお、演算された制限マップを保持しておき、前回演算と制限下限値αが同じであれば、制限マップの演算を省略し、保持されている制限マップを用いてもよい。
図６では、参考例として、制限下限値αを０とする場合を一点鎖線で示している。本実施形態では、制限下限値αを０より大きい値としているので、制限下限値αを０とする参考例と比較し、トルク制限係数ｋの傾きが小さい。そのため、参考例と比較し、システム温度Ｔｓの上昇に伴うトルク変動が抑制される。
【００３４】
図３に戻り、Ｓ１０９では、トルク制限部６３は、Ｓ１０８にて演算された制限マップを用い、システム温度Ｔｓを引数として、トルク制限係数ｋを演算する。
インバータ温度センサ４１が異常であると判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、または、システム温度Ｔｓが上限温度Ｔｂより高い場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）に移行するＳ１１０では、トルク制限部６３は、トルク制限係数ｋを制限下限値αとする。
【００３５】
Ｓ１０４、Ｓ１０９、または、Ｓ１１０に続いて移行するＳ１１１では、トルク制限部６３は、車両制御部５１から取得されるトルク指令値ｔｒｑ*にトルク制限係数ｋを乗じ、制限後トルク指令値ｔｒｑ*＿ａを演算する。なお、システム温度Ｔｓが制限開始温度Ｔａ以下の場合のトルク制限係数ｋは１であるので、制限後トルク指令値ｔｒｑ*＿ａは、トルク指令値ｔｒｑ*と一致する。換言すると、システム温度Ｔｓが制限開始温度Ｔａ以下の場合、モータジェネレータ３のトルクは制限されない。
モータジェネレータ３の駆動は、制限後トルク指令値ｔｒｑ*＿ａに基づいて制御される。
【００３６】
本実施形態のトルク制限処理を図７に示すタイムチャートに基づいて説明する。図７は、共通時間軸を横軸とし、（ａ）にトルク制限フラグ、（ｂ）にシステム温度Ｔｓ、（ｃ）にトルク制限係数ｋ、（ｄ）にＭＧトルク、（ｅ）に車速Ｖを示す。図７（ａ）においては、トルク制限フラグがセットされている状態を「１」、セットされていない状態を「０」とする。また、図７（ｃ）〜（ｅ）において、本実施形態のトルク制限処理を行った場合を実線、参考例を一点鎖線で示す。なお、システム温度Ｔｓは、本実施形態と参考例とで同様に推移するものとして説明する。図７では、トルク指令値ｔｒｑ*が一定であり、インバータ温度センサ４１が正常であるものとして説明する。
【００３７】
図７に示すように、時刻ｘ１にて、システム温度Ｔｓが制限開始温度Ｔａより高くなると、トルク制限フラグがセットされる。時刻ｘ１から、システム温度Ｔｓが上限温度Ｔｂとなる時刻ｘ２までの期間は、システム温度Ｔｓに応じてトルク制限係数ｋが演算され、トルク制限係数ｋに応じて、ＭＧトルクが制限される。また、時刻ｘ１から時刻ｘ２までの期間において、ＭＧトルクの制限に応じて、車速Ｖが低下する。
【００３８】
時刻ｘ２にて、システム温度Ｔｓが上限温度Ｔｂになると、トルク制限係数ｋを制限下限値αとする。図７の例では、時刻ｘ２から時刻ｘ３までの期間、システム温度Ｔｓが上限温度Ｔｂで維持されるものとする。そのため、時刻ｘ２から時刻ｘ３までの期間において、トルク制限係数ｋを制限下限値αとする。
本実施形態では、制限下限値αはゼロより大きい値であって、車速Ｖおよび路面勾配Ｇに応じて、走行を継続可能な程度に設定される。これにより、走行可能な程度のＭＧトルクの出力が継続されるので、車両９０を適切に退避走行させることができる。
一方、一点鎖線で示す参考例のように、トルク制限係数ｋをゼロにすると、ＭＧトルクがゼロとなる。車両９０がＥＶ車両の場合、ＭＧトルクがゼロになると、車速Ｖもゼロとなり、走行を継続することができない。
【００３９】
時刻ｘ３にて、システム温度Ｔｓが上限温度Ｔｂから減少に転じると、トルク制限係数ｋがシステム温度Ｔｓに応じて演算され、制限下限値αより大きい値となる。そして、時刻ｘ４にてシステム温度Ｔｓが制限開始温度Ｔａ以下になると、トルク制限フラグがリセットされ、トルク制限が解除される。
【００４０】
なお、図７の例では、時刻ｘ２から時刻ｘ３までの期間、システム温度Ｔｓが上限温度Ｔｂで維持される例を示しているが、決定された制限下限値αの値によっては、システム温度Ｔｓが一時的に上限温度Ｔｂを超えたり、上限温度Ｔｂを維持することなく減少に転じたりすることもある。
【００４１】
また、インバータ温度センサ４１の異常により、システム温度Ｔｓが上限温度Ｔｂより高い温度であると誤認識された場合のトルク制限係数ｋをゼロにすると、ＭＧ駆動システム１自体の過熱が生じていないにも関わらず、走行を継続することができない。これに対し本実施形態では、インバータ温度センサ４１の異常が検出された場合のトルク制限係数ｋを０より大きい制限下限値αとすることで、インバータ温度センサ４１の異常が検出された場合であっても、走行を継続することができる。これにより、車両９０を適切に退避走行させることができる。
また、本実施形態では、ＭＧ制御部６０がトルク制限処理を行うので、例えば車両制御部５１がトルク制限処理を行う場合と比較し、応答性を高めることができる。
【００４２】
以上説明したように、ＭＧ制御部６０は、車両９０の駆動源であるモータジェネレータ３の駆動を制御するものであって、温度演算部６２と、トルク制限部６３と、を備える。
温度演算部６２は、ＭＧ駆動システム１の温度であるシステム温度Ｔｓを演算する。システム温度Ｔｓは、ＭＧ駆動システム１は、モータジェネレータ３の通電を切り替えるインバータ部３０を有する回路部２０、および、モータジェネレータ３を含む。
トルク制限部６３は、システム温度Ｔｓに応じ、モータジェネレータ３のトルクを制限する。
【００４３】
トルク制限部６３は、システム温度Ｔｓが制限開始温度Ｔａより高く、上限温度Ｔｂ以下である場合、システム温度Ｔｓに応じてモータジェネレータ３のトルクを制限する。また、トルク制限部６３は、システム温度Ｔｓが上限温度Ｔｂより高い場合、０より大きいトルク下限値となるように、モータジェネレータ３のトルクを制限する。
【００４４】
本実施形態では、トルク制限部６３は、１より小さいトルク制限係数ｋをトルク指令値ｔｒｑ*に乗じることで、モータジェネレータ３のトルクを制限する。詳細には、システム温度Ｔｓが制限開始温度Ｔａより高く、上限温度Ｔｂ以下の場合、トルク制限係数ｋは、システム温度Ｔｓの上昇に伴って小さくなるように設定される。また、システム温度Ｔｓが上限温度Ｔｂより高い場合、トルク制限係数ｋを制限下限値α（０＜α＜１）とする。本実施形態では、トルク指令値ｔｒｑ*に制限下限値αを乗じた値が「トルク下限値」に対応する。
【００４５】
本実施形態では、システム温度Ｔｓが制限開始温度Ｔａより高い場合、モータジェネレータ３のトルクを制限するので、ＭＧ駆動システム１の過熱を防ぐことができる。また、システム温度Ｔｓが上限温度Ｔｂより高い場合、トルク制限係数ｋを０より大きい制限下限値αとすることで、モータジェネレータ３のトルクを０より大きいトルク下限値としている。これにより、システム温度Ｔｓが上限温度Ｔｂを超えた場合であっても、走行を継続可能であるので、車両９０を適切に退避走行させることができる。
【００４６】
トルク下限値は、車両９０の車両挙動情報、または、車両９０が位置する地点の環境情報に応じて可変である。本実施形態では、車両９０の車両挙動情報である車速Ｖ、または、車両９０が位置する地点の環境情報である路面勾配Ｇに応じて、制限下限値αを可変としている。これにより、車両挙動情報または環境情報に応じ、退避走行に必要なトルクが適切に出力される。
【００４７】
トルク制限部６３は、システム温度Ｔｓが制限開始温度Ｔａより高く、上限温度Ｔｂ以下である場合、システム温度Ｔｓが制限開始温度Ｔａであるときのトルクが駆動要求に応じたトルク指令値ｔｒｑ、システム温度Ｔｓが上限温度Ｔｂであるときのトルクがトルク下限値となるように２点間を補間した関数を用いて、モータジェネレータ３のトルクを制限する。本実施形態では、トルク制限部６３は、システム温度Ｔｓが制限開始温度Ｔａのときのトルク制限係数ｋを１、上限温度Ｔｂのときのトルク制限係数ｋを制限下限値αとして線形補間した関数を用いて、トルク制限係数ｋを演算する。そして、トルク制限係数ｋを用いてトルクを制限する。
【００４８】
これにより、システム温度Ｔｓが制限開始温度Ｔａより高く、上限温度Ｔｂ以下の場合のトルク制限を適切に行うことができる。また、トルク下限値が０より大きいので、トルク下限値を０とする場合と比較して、システム温度Ｔｓの上昇に伴うトルク変化割合が小さくなり、ドライバビリティを向上することができる。
【００４９】
ＭＧ制御部６０は、インバータ温度センサ４１の異常を判定するセンサ異常判定部６１をさらに備える。トルク制限部６３は、インバータ温度センサ４１が異常であると判定された場合、モータジェネレータ３のトルクを、トルク下限値に制限する。本実施形態では、インバータ温度センサ４１が異常であると判定された場合、トルク制限係数ｋを、制限下限値αとする。本実施形態では、トルク下限値が０より大きい値に設定されるので、インバータ温度センサ４１に異常が生じた場合であっても、走行を継続可能であるので、車両９０を適切に退避走行させることができる。
【００５０】
（他の実施形態）
（ア）システム温度
上記実施形態では、６つのＳＷ素子の素子温度の平均値をシステム温度とする。他の実施形態では、素子温度の平均値に替えて、最高値や代表値をシステム温度としてもよい。上記実施形態では、ＳＷ素子の温度は、内蔵される感温ダイオードにより検出される。他の実施形態では、感温ダイオードは、必ずしも全てのＳＷ素子に設けられる必要はなく、一部の素子において、感温ダイオードを省略してもよい。また、インバータ温度センサは、各ＳＷ素子に内蔵される感温ダイオードに限らず、どのようなものを用いてもよい。また、昇圧部を構成するＳＷ素子やコンデンサ等の温度をシステム温度としてもよい。
【００５１】
他の実施形態では、素子温度に替えて、回転電機の温度をシステム温度としてもよい。この場合、上記実施形態のＭＧ温度センサ４３が「温度センサ」に対応する。上記実施形態では、ＭＧ温度センサはサーミスタである。他の実施形態では、ＭＧ温度センサは、サーミスタに限らず、どのようなものを用いてもよい。
また、素子温度またはＭＧ温度のうち、それぞれに対して設定される上限温度により近い方を、システム温度としてトルク制限を行うようにしてもよい。
【００５２】
他の実施形態では、素子温度をシステム温度とする場合、ＭＧ温度センサを省略してもよい。また、ＭＧ温度をシステム温度とする場合、インバータ温度センサを省略してもよい。さらにまた、温度センサを設けず、温度演算部は、例えば電流値等に基づいて、システム温度を推定してもよい。
【００５３】
（イ）トルク制限処理
上記実施形態では、トルク制限係数をトルク指令値に乗じた値を制限後トルク指令値とし、当該制限後トルク指令値に基づいて回転電機を制御することで、トルクを制限する。他の実施形態では、フィードバック制御により回転電機を制御する場合、フィードバックゲインを制限することで、回転電機のトルクを制限するようにしてもよい。なお、回転電機の制御方法は、電流フィードバック制御やトルクフィードバック制御に限らず、フィードフォワード制御等、どのようであってもよい。
【００５４】
上記実施形態では、車速および路面勾配に応じて、トルク制限係数の制限下限値を可変にすることで、トルク下限値を可変にする。他の実施形態では、車速以外の車両挙動情報に応じて制限下限値を可変としてもよい。
また、路面勾配以外の環境情報に応じて制限下限値を可変としてもよい。例えば、車両の現在位置が、踏切、交差点、高速道路の加速車線等の停止すべきでない領域である退避必要領域である場合、車両停止から発進可能な程度トルクが出力されるように、制限下限値を設定してもよい。
【００５５】
他の実施形態では、車両挙動情報または環境情報の一方に基づいて制限下限値を可変にしてもよい。また、他の実施形態では、トルク制限係数を用いず、システム温度とトルク制限値とを直接的に関連づけ、トルク指令値がトルク制限値より大きい場合、トルク制限値に制限するようにしてもよい。さらにまた、他の実施形態では、トルク下限値を、ＭＧ駆動システムに過熱が生じない程度に設定される固定値としてもよい。
【００５６】
上記実施形態では、路面勾配を含む環境情報は、ナビゲーション装置から取得される。他の実施形態では、路面勾配は、車両に搭載される加速度センサ等の検出値に基づいて演算されるようにしてもよいし、車載カメラにて取得される画像データの画像解析等により演算されるようにしてもよい。すなわち、路面勾配を含む環境情報は、車両に搭載されるセンサや、車載カメラから取得してもよい。また、環境情報をナビゲーション装置から取得しない場合、ナビゲーション装置を省略してもよい。
【００５７】
（ウ）回転電機制御装置
上記実施形態では、回転電機制御装置は、ＭＧ制御部である。他の実施形態では、回転電機制御装置の一部の処理を、車両制御部等のＭＧ制御部以外にて行ってもよい。また、制御部は、車両制御部およびＭＧ制御部以外の制御部を含んでもよく、制御部を「回転電機制御装置」とみなしてもよい。
【００５８】
（エ）回路部
上記実施形態では、ＳＷ素子は、ＩＧＢＴであり、両面放熱可能に設けられる。他の実施形態では、ＭＯＳＦＥＴ等のＩＧＢＴ以外の素子であってもよい。また、ＳＷ素子の放熱構造は、両面放熱に限らず、片面放熱等、どのようであってもよい。
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。また、電源と回路部との間にリレーを設けなくてもよい。
（オ）回転電機
上記実施形態では、回転電機は、永久磁石式同期型の３相交流の回転電機である。他の実施形態では、永久磁石式同期型の３相交流以外の回転電機であってもよい。
【００５９】
（カ）車両
上記実施形態では、車両は、前輪駆動車である。他の実施形態では、車両は、後輪駆動車や四輪駆動車であってもよい。
上記実施形態では、車両の駆動源として１つの回転電機を備える１モータの電動車両である。他の実施形態では、車両の駆動源となる回転電機は、複数であってもよい。また、車両は、燃料電池車両や、車両の駆動源として回転電機に加えてエンジンを備える所謂ハイブリッド車両であってもよい。
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】
【００６０】
１・・・ＭＧ駆動システム（回転電機駆動システム）
３・・・モータジェネレータ（回転電機）
２０・・・回路部
３０・・・インバータ部
４１・・・インバータ温度センサ（温度センサ）
６０・・・ＭＧ制御部（回転電機制御装置）
６１・・・センサ異常判定部
６２・・・温度演算部
６３・・・トルク制限部
【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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