(57)【要約】      （修正有）【課題】スイッチング素子への電流集中状態が繰り返される場合でも効果的にスイッチング素子の過熱を抑制する。【解決手段】インバータから出力される直流電流ＩをＴＬ１電流に制限する第１の上限電流制限手段と、直流電流Ｉが第１の閾値Ｉ1以上で、時間ｔｄ以上継続した場合に特定のスイッチング素子に電流が集中する電流集中状態と判定する電流集中状態判定手段と、インバータの電流集中状態が繰り返して発生する場合に、先の電流集中状態と後の電流集中状態との間で前記電圧変換器から出力される直流電流Ｉが第１の閾値Ｉ1未満となる時間がｔｆ以下の場合には、第１の上限電流値を低減電流に低減する。【選択図】図４
2013162715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用のモータと、
複数のスイッチング素子を含み、直流電源から供給される直流電力をモータ駆動用の交流電力に変換する電力変換器と、
前記電力変換器の出力電流を制限する制御部と
を備える電動車両であって、
前記制御部は、
前記電力変換器の動作状態に関わらず、前記電力変換器から出力される直流電流を第１の上限電流値に制限する第１の上限電流制限手段と、
前記電力変換器から出力される直流電流が第１の上限電流値未満の第１の閾値以上で、かつ第１の時間以上継続した場合に特定のスイッチング素子に電流が集中する電流集中状態と判定する電流集中状態判定手段と、
前記電力変換器が電流集中状態と判定した際に、前記電力変換器から出力される直流電流を前記第１の閾値未満の第２の上限電流値に制限する第２の上限電流制限手段と、
前記電力変換器の電流集中状態が繰り返して発生する場合に、先の電流集中状態と後の電流集中状態との間で前記電圧変換器から出力される直流電流が前記第１の閾値未満となる時間が第２の時間以下の場合には、前記第１の上限電流値を低減する第１の上限電流低減手段とを有すること、
を特徴とする電動車両。
【請求項２】
請求項1に記載の電動車両であって、
前記第１の上限電流低減手段は、先の電流集中状態と後の電流集中状態との間で前記電圧変換器から出力される直流電流が前記第１の閾値未満となる時間が短いほど、前記第１の上限電流値の低減量を大きくすること、
を特徴とする電動車両。
【請求項３】
請求項1または２に記載の電動車両であって、
前記第１の上限電流低減手段は、先の電流集中状態と後の電流集中状態との間で前記電圧変換器から出力される直流電流が前記第１の閾値未満となる時間に前記電圧変換器から出力される直流電流が大きいほど、前記第１の上限電流値の低減量を大きくすること、
を特徴とする電動車両。
【請求項４】
請求項３に記載の電動車両であって、
前記第１の上限電流低減手段は、先の電流集中状態と後の電流集中状態との間で前記電圧変換器から出力される直流電流が前記第１の閾値未満となる時間に前記電力変換器からの直流電流の出力が無い場合には、前記第１の上限電流値の低減を行わないこと、
を特徴とする電動車両。
【請求項５】
複数のスイッチング素子を含み、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換器の制御方法であって、
前記電力変換器の動作状態に関わらず、前記電力変換器からの出力される直流電流を第１の上限電流値に制限する第１の上限電流制限ステップと、
前記電力変換器から出力される直流電流が第１の上限電流値未満の第１の閾値以上で、かつ第１の時間以上継続した場合に特定のスイッチング素子に電流が集中する電流集中状態と判定する電流集中状態判定ステップと、
前記電力変換器が電流集中状態と判定した際に、前記電圧変換器から出力される直流電流を前記第１の閾値未満の第２の上限電流値に制限する第２の上限電流制限ステップと、
前記電力変換器の電流集中状態が繰り返して発生する場合に、先の電流集中状態と後の電流集中状態との間で前記電圧変換器から出力される直流電流が前記第１の閾値未満となる時間が第２の時間以下の場合には、前記第１の上限電流値を低減する第１の上限電流低減ステップとを有すること、
を特徴とする電力変換器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両を駆動するモータの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バッテリなどの直流電源を複数のスイッチング素子をオン・オフさせるインバータなどの電力変換器によって三相交流電力に変換し、モータを駆動して走行する電動車両が多く用いられている。このような電動車両では、モータの駆動電流により発生する駆動トルクと車両の走行抵抗とが釣り合ってしまい、モータに電流が流れた状態でモータの回転が止まってしまう場合がある。例えば、登坂走行の途中において、運転者がアクセルを踏んだ状態で車両の走行が停止してしまうような場合である。このような状態は、モータロックあるいはモータがロック状態にあるといわれている。この場合、モータが回転しないのでインバータの各スイッチング素子がオン・オフせず、特定のスイッチング素子が常時オンの状態となり、そのスイッチング素子に大きな電流が流れ、過熱、破損してしまうことがある。
【０００３】
このため、インバータの各相の電流の積分値を計算し、その積分値が閾値以上となったことによりモータロックによる過電流状態を検出し、モータの駆動を停止させてスイッチング素子の過熱を防止する方法が提案されている（例えば、特許文献1参照）。しかし、この方法では、所定の閾値に達するとモータを停止してしまうことから、スイッチング素子の温度が熱破損までに余裕がある場合でもモータを停止させてしてしまい、電動車両の運用性を損なう場合があった。
【０００４】
そこで、特定のスイッチング素子に大きな電流が流れる状態の場合は短時間にインバータに流れる電流値を制限電流値まで低減し、特定のスイッチング素子に流れる電流があまり大きくない場合には、その状態を少し長く維持し、その後インバータに流れる電流を制限電流値に低減する方法が提案されている。この方法によれば、スイッチング素子の損傷を抑制すると共に、特定のスイッチング素子に大きな電流が流れた場合にすぐに電流値を制限したり、モータを停止したりせずに装置の能力を十分に発揮させることができる（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２１５３８８号公報
【特許文献２】特開２００６−２５４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電動車両では、特定のスイッチング素子に大きな電流が流れる電流集中が発生した場合に電流を制限して電動車両の運転を継続した場合、電流集状態が解除された後に再度電流集中が発生する場合がある。特許文献２に記載された従来技術では、スイッチング素子の温度が通常の状態でもモータロックの後で通常よりも温度が高くなっている状態であっても、次のモータロック状態では先のモータロック状態と同様の制御を行い、電流集中発生時の電流値によって同様の通電時間を設定することになる。このため、特許文献２に記載されている従来技術では、電流集中が繰り返されると、スイッチング素子の温度が高い状態から更にスイッチング素子が加熱されることからスイッチング素子が過熱状態となって破損する可能性があった。
【０００７】
本発明は、特定のスイッチング素子への電流集中状態が繰り返される場合でも効果的にスイッチング素子の過熱を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電動車両は、走行用のモータと、複数のスイッチング素子を含み、直流電源から供給される直流電力をモータ駆動用の交流電力に変換する電力変換器と、前記電力変換器の出力電流を制限する制御部とを備える電動車両であって、前記制御部は、前記電力変換器の動作状態に関わらず、前記電力変換器から出力される直流電流を第１の上限電流値に制限する第１の上限電流制限手段と、前記電力変換器から出力される直流電流が第１の上限電流値未満の第１の閾値以上で、かつ第１の時間以上継続した場合に特定のスイッチング素子に電流が集中する電流集中状態と判定する電流集中状態判定手段と、前記電力変換器が電流集中状態と判定した際に、前記電力変換器から出力される直流電流を前記第１の閾値未満の第２の上限電流値に制限する第２の上限電流制限手段と、前記電力変換器の電流集中状態が繰り返して発生する場合に、先の電流集中状態と後の電流集中状態との間で前記電圧変換器から出力される直流電流が前記第１の閾値未満となる時間が第２の時間以下の場合には、前記第１の上限電流値を低減する第１の上限電流低減手段とを有すること、を特徴とする。
【０００９】
本発明の電動車両において、前記第１の上限電流低減手段は、先の電流集中状態と後の電流集中状態との間で前記電圧変換器から出力される直流電流が前記第１の閾値未満となる時間に前記電圧変換器から出力される直流電流が大きいほど、前記第１の上限電流値の低減量を大きくすること、としても好適である。
【００１０】
本発明の電動車両において、前記第１の上限電流低減手段は、先の電流集中状態と後の電流集中状態との間で出力電流が前記第１の閾値未満となる時間の出力電流が大きいほど、前記第１の上限電流値の低減量を大きくすること、としても好適である。
【００１１】
本発明の電動車両において、前記第１の上限電流低減手段は、先の電流集中状態と後の電流集中状態との間で前記電圧変換器から出力される直流電流が前記第１の閾値未満となる時間に前記電力変換器からの直流電流の出力が無い場合には、前記第１の上限電流値の低減を行わないこと、としても好適である。
【００１２】
本発明の電力変換装置の制御方法は、複数のスイッチング素子を含み、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換器の制御方法であって、前記電力変換器の動作状態に関わらず、前記電力変換器からの出力される直流電流を第１の上限電流値に制限する第１の上限電流制限ステップと、前記電力変換器から出力される直流電流が第１の上限電流値未満の第１の閾値以上で、かつ第１の時間以上継続した場合に特定のスイッチング素子に電流が集中する電流集中状態と判定する電流集中状態判定ステップと、前記電力変換器が電流集中状態と判定した際に、前記電圧変換器から出力される直流電流を前記第１の閾値未満の第２の上限電流値に制限する第２の上限電流制限ステップと、前記電力変換器の電流集中状態が繰り返して発生する場合に、先の電流集中状態と後の電流集中状態との間で前記電圧変換器から出力される直流電流が前記第１の閾値未満となる時間が第２の時間以下の場合には、前記第１の上限電流値を低減する第１の上限電流低減ステップとを有すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、特定のスイッチング素子への電流集中状態が繰り返される場合でも効果的にスイッチング素子の過熱を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態における電動車両の構成を示す系統図である。
【図２】本発明の実施形態における電動車両の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態におけるインバータからの出力電流の変化を示す図である。
【図４】本発明の実施形態におけるインバータから出力する直流電流の変化を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態における電動車両の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態におけるインバータから出力する直流電流の変化を示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態におけるインバータから出力する直流電流の変化を示す図である。
【図８】本発明の実施形態における電流集中解除時間に対する第１の上限電流値の低減係数αのマップである。
【図９】本発明の他の実施形態における電流集中解除時間にインバータから出力する直流電流に対する第１の上限電流値の低減係数βのマップである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態の電動車両１００は、電動車両１００を駆動する走行用のモータ３０と、直流電力を供給する直流電源１１と、直流電源１１から供給された直流電力をモータ３０駆動用の三相交流電力に変換するインバータ２０と、インバータ２０を制御する制御部４０とを備えている。
【００１６】
直流電源１１は、例えば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池であり、モータ３０は、Ｕ，Ｖ，Ｗの三相のコイルを備える三相のモータまたはモータジェネレータである。インバータ２０は、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の上アームスイッチング素子２１，２３，２５と各相の下アームスイッチング素子２２，２４，２６と、各上アームスイッチング素子２１，２３，２５、各下アームスイッチング素子２２，２４，２６にそれぞれ逆並列に接続された各相の上アームダイオード２７，２９，３１と下アームダイオード２８，３０，３２とを含んでいる。各相の上アームスイッチング素子２１，２３，２５と各相の下アームスイッチング素子２２，２４，２６の一端はそれぞれ高電位ライン１２、接地ライン１３に接続され、各相の上アームスイッチング素子２１，２３，２５と各相の下アームスイッチング素子２２，２４，２６の間には、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の出力ライン３３，３４，３５が接続されている。インバータ２０の高電位ライン１２、接地ライン１３はそれぞれ直流電源１１の出力端に接続されている。また、直流電源１１とインバータ２０との間の高電位ライン１２と接地ライン１３との間には、コンデンサ１４が接続されている。
【００１７】
インバータ２０の各相の出力ライン３３，３４，３５はモータ３０のＵ，Ｖ，Ｗ相に接続されており、インバータ２０の各相の出力ライン３３，３４，３５には各相に流れる電流を検出する電流センサ３１，３２，３３が取り付けられている。また、モータ３０には回転子の回転数を検出する回転数センサ３６が取り付けられている。各電流センサ３１，３２，３３及び回転数センサ３６は制御部４０に接続されている。制御部４０は、各電流センサ３１，３２，３３から各相の電流値を取得し、回転数センサ３６からモータ３０の回転数を取得する。また、インバータ２０の各スイッチング素子２１〜２６は制御部４０に接続され、制御部４０の指令によってオン・オフする。
【００１８】
以上のように構成された電動車両１００の動作について図２から図４を参照しながら説明する。電動車両１００が始動されると、制御部４０は、図２のステップＳ１０１に示すように、回転数センサ３６からモータ３０の回転数Ｎmを取得する。また、図２のステップＳ１０２に示すように、制御部４０は、各相の電流センサ３１，３２，３３から各相の電流値を取得し、その合計値をインバータ２０から出力される直流電流Ｉとして取得する。電動車両１００が走行している場合は、モータ３０の回転数Ｎmはゼロではなく、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の電流値の合計である直流電流Ｉはゼロとなっている。図２のステップＳ１０３に示すように、制御部４０は、取得した回転数Ｎmの絶対値と回転数の閾値Ｎrpmとを比較し、直流電流Ｉと直流電流の第１の閾値Ｉ1とを比較する。ここで、回転数の閾値Ｎrpmはゼロに近い値であり、この回転数以下の場合モータ３０の回転は停止していると判定する値である。
【００１９】
図３の時間ゼロから時間ｔ1までの間は、電動車両１００が通常走行をしており、モータロックが発生していない。このため、直流電流Ｉはゼロとなっている。時間ｔ1においてモータロックが発生すると、モータ３０の回転数Ｎmがゼロ近傍まで低下し、インバータ２０の各スイッチング素子２１〜２６のうちの特定の相の１つのスイッチング素子が常時オンとなる。例えば、Ｕ相のスイッチング素子２１がオンとなり、その他のスイッチング素子２２〜２６がオフの状態となると、Ｕ相の出力ライン３３に流れる電流は大きく、Ｖ，Ｗ相の出力ライン３４，３５に流れる電流はゼロとなってしまう。このため、各相の電流センサ３１，３２，３３の出力を合計したインバータ２０から出力される直流電流はゼロではなくなり、スイッチング素子２１を流れる電流となる。このため、モータロックが発生すると、インバータ２０から出力される直流電流Ｉはステップ的に上昇する。制御部４０は、図２のステップＳ１０３に示すように、モータ３０の回転数Ｎmの絶対値がゼロ近傍の回転数の閾値Ｎrpm未満で、かつ直流電流Ｉが第１の閾値Ｉ1以上となった場合には、特定のスイッチング素子に電流が集中する電流集中が発生したと判定し、図２のステップＳ１０４に示すように直流電流Ｉが第１の閾値Ｉ1以上となっている時間を電流集中状態継続時間ｔ＿ｏｎとして時間のカウントを開始する。
【００２０】
図３に示すように、制御部４０は、インバータ２０の動作状態に関わらず、その直流電流を第１の上限電流値であるＴＬ１電流に制限している。このＴＬ１電流は、後で説明するように、電流集中が発生している時間が第１の時間である時間ｔｄだけ継続してもスイッチング素子２１〜２６が過熱したり損傷したりしない電流値である。このため、図３に示す時間ｔ1から時間ｔ2のように電流集中が発生してもインバータ２０から出力される直流電流ＩはＴＬ１電流に制限されている。また、直流電流Ｉの第１の閾値Ｉ1は第１の上限電流値であるＴＬ１電流未満の電流値である。このＴＬ１電流は、モータ３０の出力するトルクがＴＬ１となる電流であり、制御部４０の内部でモータ３０の出力するトルク指令値をＴＬ１に制限することとしてもよい。
【００２１】
制御部４０は、図２のステップＳ１０５に示すように、モータ３０の回転数Ｎmとインバータ２０から出力される直流電流Ｉとを検出し、回転数Ｎmの絶対値と回転数の閾値Ｎrpm、直流電流Ｉと第１の閾値Ｉ1とを比較し、回転数Ｎmの絶対値が回転数の閾値Ｎrpm以上となるか、または直流電流Ｉが第１の閾値Ｉ1未満となって電流集中状態が解除されていないかどうかを確認する。そして、時間ｔｄの間に、回転数Ｎmの絶対値が回転数の閾値Ｎrpm以上とならず、かつ直流電流Ｉが第１の閾値Ｉ1未満にならなかった場合には、図２のステップＳ１０６に示すように、電流集中状態継続時間ｔ＿ｏｎは第１の時間であるｔｄを超えたと判断し（ｔ＿ｏｎ＞ｔｄ）、図２のステップＳ１０７に示すように、インバータ２０から出力される直流電流Ｉの第２の上限電流値をＴＬ２電流に設定する。このＴＬ２電流は、電流集中がｔｄを超えて継続してもスイッチング素子２１〜２６の破損が発生しない電流であり、電流集中の発生を判断する第１の閾値Ｉ1未満の電流値である。また、このＴＬ２電流は、モータ３０の出力するトルクがＴＬ１より小さいＴＬ２となる電流であり、制御部４０の内部でモータ３０の出力するトルク指令値をＴＬ２に制限することとしてもよい。図８に示すように、ＴＬ２電流は、例えば、ＴＬ１電流の２０％としてもよい。また、電流集中状態継続時間ｔ＿ｏｎが第１の時間であるｔｄに達する前に、回転数Ｎmの絶対値が回転数の閾値Ｎrpm以上となるか、または直流電流Ｉが第１の閾値Ｉ1未満となって電流集中状態が解除された場合には、電流集中状態継続時間ｔ＿ｏｎは第１の時間であるｔｄ以下であったと（ｔ＿ｏｎ≦ｔｄ）判断し、図２のステップＳ１０１に戻る。
【００２２】
このように、インバータ２０から出力する直流電流ＩをＴＬ２に制限すると、図３に示す時間ｔ2から時間ｔ4のように、インバータ２０から出力される直流電流Ｉは、ＴＬ１電流からＴＬ２電流まで低下してくる。図２のステップＳ１０８に示すように、制御部４０は、モータ３０の回転数Ｎmとインバータ２０から出力される直流電流Ｉとを検出し、回転数Ｎmの絶対値と回転数の閾値Ｎrpm、直流電流Ｉと第１の閾値Ｉ1とを比較し、回転数Ｎmの絶対値が回転数の閾値Ｎrpm以上となるか、または直流電流Ｉが第１の閾値Ｉ1未満となった場合には、電流集中状態が解除されたと判断し、ステップＳ１０９に示すように、電流集中状態解除時間ｔ＿ｏｆｆのカウントを開始する。図３に示すように、インバータ２０から出力される直流電流Ｉは、時間ｔ3に第１の閾値Ｉ1となり、その後、第２の上限電流制限値であるＴＬ２電流になっている。
【００２３】
そして、制御部４０は、図２のステップＳ１１０に示すように、モータ３０の回転数Ｎmとインバータ２０から出力される直流電流Ｉとを検出し、回転数Ｎmの絶対値と回転数の閾値Ｎrpm、直流電流Ｉと第１の閾値Ｉ1とを比較し、電流集中状態が解除された状態が継続しているかどうかを判断する。そして、図２のステップＳ１１１に示すように、電流集中状態解除時間ｔ＿ｏｆｆが第２の時間であるｔｆを超えて継続した場合（ｔ＿ｏｆｆ＞ｔｆ）には、図２のステップＳ１１２に示すように、インバータ２０から出力される直流電流Ｉの制限値を第１の上限電流値であるＴＬ１電流に設定し、ステップＳ１０１に戻る。
【００２４】
そして、図３に示すように、時間ｔ5と時間ｔ3との間の電流集中状態解除時間ｔ＿ｏｆｆが第２の時間であるｔｆを超えて継続し（ｔ＿ｏｆｆ＞ｔｆ）、その後の図３に示す時間ｔ5において、再び電流集中状態となった場合、制御部４０は、図３の時間ｔ5から時間ｔ6に示すように、インバータ２０から出力される直流電流ＩをＴＬ１電流に制限する。そして、図３の時間ｔ5から時間ｔ6のように、電流集中状態継続時間ｔ＿ｏｎが時間ｔｄだけ継続したら、図３の時間ｔ6に再びインバータから出力される直流電流を第２の上限電流値に設定されているＴＬ２電流に制限する。これにより、図３の時間ｔ6から時間ｔ8に示すようにインバータ２０から出力される直流電流はＴＬ２電流に向かって低下し、時間ｔ7に直流電流Ｉが第１の閾値Ｉ1未満になると、再び電流集中状態解除時間ｔ＿ｏｆｆのカウントが開始される。
【００２５】
一方、図２のステップＳ１１０に示すように、電流集中状態解除時間ｔ＿ｏｆｆが第２の時間であるｔｆを超える前（ｔ＿ｏｆｆ≦ｔｆ）に、モータ３０の回転数Ｎmの絶対値がゼロ近傍の回転数の閾値Ｎrpm未満で、かつ直流電流Ｉが第１の閾値Ｉ1以上となった場合には、電流集中状態解除時間ｔ＿ｏｆｆが第２の時間であるｔｆ以下（ｔ＿ｏｆｆ≦ｔｆ）で特定のスイッチング素子に電流が集中する電流集中が再度発生したと判定し、図２のステップＳ１１３に示すように、第１の上限電流値をＴＬ１電流から低減した低減電流とし、図２のステップＳ１１４に示すように電流集中状態継続時間ｔ＿ｏｎのカウントを開始する。第１の上限電流値の低減は、図８に示すように、電流集中状態解除時間ｔ＿ｏｆｆが短いほど大きく、逆にいえば小さな低減係数αを用いてもよい。図８に示すように、電流集中状態解除時間ｔ＿ｏｆｆが短いａ（ｓｅｃ）の場合は、αを０．２とし、第１の上限電流値を０．２×ＴＬ１の低減電流とし、電流集中状態解除時間ｔ＿ｏｆｆがａ（ｓｅｃ）よりも長いｂ（ｓｅｃ）、ｃ（ｓｅｃ）となるに従って、低減係数αをそれぞれ０．４，０．６と大きくし、第１の上限電流値をそれぞれ、０．４×ＴＬ１、０．６×ＴＬ１の低減電流としてもよい。そして、電流集中状態解除時間ｔ＿ｏｆｆが第２の時間であるｔｆよりも長いｄ（ｓｅｃ）の場合は、低減係数αを１．０とし、第１の上限電流値を１．０×ＴＬ１、つまり、第１の上限電流値の低減を行わないようにする。
【００２６】
そして、図４に示すように、電流集中状態解除時間ｔ＿ｏｆｆが始まった時間から第２の時間であるｔｆが経過しない時間ｔ10において、再度、電流集中状態が発生した場合、後に発生した電流集中状態では、第１の上限電流値はＴＬ１電流よりも小さい低減後電流に制限される。
【００２７】
制御部４０は図２のステップＳ１１５に示すように、モータ３０の回転数Ｎmとインバータ２０から出力される直流電流Ｉとを検出し、回転数Ｎmの絶対値と回転数の閾値Ｎrpm、直流電流Ｉと第１の閾値Ｉ1とを比較し、図２のステップＳ１１６に示すように電流集中状態が第１の時間であるｔｄを超えて継続するかどうかを監視し、電流集中状態がｔｄを超えて継続すると判断した場合（ｔ＿ｏｎ＞ｔｄ）には、図２のステップＳ１１７に示すように、インバータ２０から出力される直流電流ＩをＴＬ２電流に制限して図２のステップＳ１１８に示すように、図２のステップＳ１０８にジャンプしてルーチンを継続する。
【００２８】
そして、図４に示す時間ｔ10において、再び電流集中状態となった場合、制御部４０は、図４の時間ｔ10から時間ｔ11に示すように、インバータ２０から出力される直流電流Ｉを低減電流に制限する。そして、図４の時間ｔ10から時間ｔ11のように、電流集中状態継続時間ｔ＿ｏｎが時間ｔｄだけ継続したら、図４の時間ｔ11に再びインバータから出力される直流電流はＴＬ２電流に制限され、図４の時間ｔ11から時間ｔ13に示すようにインバータ２０から出力される直流電流はＴＬ２電流に向かって低下し、時間ｔ12に直流電流Ｉが第１の閾値Ｉ1未満になると、再び電流集中状態解除時間ｔ＿ｏｆｆのカウントが開始される。
【００２９】
また、図２のステップＳ１１５に示すように、電流集中状態がｔｄに達する前に解除された場合には、図２のステップＳ１１９に示すように、低減した第１の上限電流値を当初のＴＬ１電流に戻してステップＳ１０１に戻る。この場合、再度電流集中状態となった場合には、図３の時間ｔ5から時間ｔ8に示すように、第１の上限電流値はＴＬ１電流となる。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態の電動車両１００においては、電流集中が繰り返し発生した場合に特定のスイッチング素子の温度が高い状態で更に電流集中により加熱されることが抑制され、特定のスイッチング素子への電流集中が繰り返し発生する場合でも効果的にスイッチング素子の過熱、損傷を抑制することができる。
【００３１】
次に図５から図７、図９を参照しながら、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は、電流集中状態解除時間ｔ＿ｏｆｆが第２の時間であるｔｆ以下（ｔ＿ｏｆｆ≦ｔｆ）の場合に第１の上限電流値を設定する際、図９に示すように、電流集中状態解除時間ｔ＿ｏｆｆの間にインバータ２０から出力される直流電流Ｉの大きさによって低減係数βを決定するようにしたものである。
【００３２】
制御部４０は、図５のステップＳ２０１からＳ２０６に示すように、モータ３０の回転数Ｎmとインバータ２０から出力される直流電流Ｉとを検出し、回転数Ｎmの絶対値と回転数の閾値Ｎrpm、直流電流Ｉと第１の閾値Ｉ1とを比較し、電流集中状態の発生を監視し、電流集中状態となった場合に電流発生状態継続時間ｔ＿ｏｎの長さをカウントし、電流発生状態継続時間ｔ＿ｏｎが第１の時間ｔｄを超えて継続するかどうかを判断する。ここまでの動作は図２を参照して説明した実施形態のステップＳ１０１からステップＳ１０６と同様である。
【００３３】
制御部４０は、図５のステップＳ２０７に示すように、電流発生状態継続時間ｔ＿ｏｎが第１の時間ｔｄを超えて継続した場合（ｔ＿ｏｎ＞ｔｄ）、第２上限電流値を先の実施形態で説明したＴＬ２電流よりも大きく、第１の閾値Ｉ1よりも小さいＴＬ３電流に設定する。このＴＬ３電流は、モータ３０の出力するトルクがＴＬ１より小さく、ＴＬ２より大きいＴＬ３となる電流であり、制御部４０の内部でモータ３０の出力するトルク指令値をＴＬ３に制限することとしてもよい。また、ＴＬ３電流は、図９に示すように、ＴＬ２電流と同様にＴＬ１電流の２０％としてもよい。
【００３４】
図６に示すように、第２の上限電流値がＴＬ３電流に設定されると、インバータ２０から出力される直流電流Ｉは図６の時間ｔ22から時間ｔ24のように、ＴＬ１電流からＴＬ３電流に向かって減少する。また、制御部４０は、図５のステップＳ２０８に示すように、モータ３０の回転数Ｎmとインバータ２０から出力される直流電流Ｉとを検出し、回転数Ｎmの絶対値と回転数の閾値Ｎrpm、直流電流Ｉと第１の閾値Ｉ1とを比較し、電流集中状態の解除を監視する。図６の時間ｔ23に直流電流Ｉが第１の閾値Ｉ1未満となったら制御部４０は電流集中状態が解除されたと判断し、図５のステップＳ２０９に示すように、電流集中状態解除時間ｔ＿ｏｆｆのカウントを開始する。また、直流電流Ｉは時間ｔ231にＴＬ３電流まで低下した後、時間ｔ24にＴＬ３電流よりも小さい電流Ｉ2まで低下する。その後、直流電流Ｉは電流Ｉ2となる。そして、制御部４０は、図５のステップＳ２１０、図６の時間ｔ25に示すように、電流集中状態解除時間ｔ＿ｏｆｆが第２の時間である時間ｔｆに達する前（ｔ＿ｏｆｆ≦ｔｆ）に、再び、直流電流Ｉが第１の閾値Ｉ1以上となった場合には、図５のステップＳ２１３に示すように、図６に示す時間ｔ25におけるインバータ２０から出力される直流電流Ｉを検出する。本実施形態では、直流電流Ｉは図６に示す時間ｔ24から時間ｔ25の間、電流Ｉ2となっているので、制御部４０は、電流Ｉ2を電流集中状態解除時間ｔ＿ｏｆｆの電流として検出する。
【００３５】
そして、制御部４０は、図５のステップＳ２１４に示すように、第１の上限電流値を図９に示すように、ステップＳ２１３で取得した電流Ｉ2の値に応じて低減し、図５のステップＳ２１５に示すように電流集中状態継続時間ｔ＿ｏｎのカウントを開始する。図９に示すように、電流Ｉ2がｆ（Ａｄｃ）である場合には、低減係数βを０．４とし、第１の上限電流値を０．４×ＴＬ１電流の低減電流とする。この低減係数βは、電流Ｉ2が大きいほど小さく、電流Ｉ2が小さいほど大きくなっている。このため、第１の上限電流値の低減量は、電流Ｉ2が大きいほど大きく、電流Ｉ2が小さいほど小さくなる。そして、電流Ｉ2が第１の閾値Ｉ1に近いｅ（Ａｄｃ）（ただし、Ｉ1未満）である場合には、低減係数βを０．２とする。この場合、第１の上限電流は０．２×ＴＬ電流＝ＴＬ２電流＜ＴＬ３電流となり、第２の上限電流値のＴＬ３よりも小さい電流値に設定される。
【００３６】
そして、図６に示すように、電流集中状態解除時間ｔ＿ｏｆｆが始まった時間ｔ23から第２の時間であるｔｆが経過しない時間ｔ25において、再度、電流集中状態が発生した場合、後に発生した電流集中状態では、第１の上限電流値はＴＬ１電流よりも小さい低減後電流に制限される。
【００３７】
制御部４０は図５のステップＳ２１６に示すように、モータ３０の回転数Ｎmとインバータ２０から出力される直流電流Ｉとを検出し、回転数Ｎmの絶対値と回転数の閾値Ｎrpm、直流電流Ｉと第１の閾値Ｉ1とを比較し、図５のステップＳ２１７に示すように電流集中状態が第１の時間であるｔｄを超えて継続するかどうかを監視し、電流集中状態がｔｄを超えて継続すると判断した場合（ｔ＿ｏｎ＞ｔｄ）には、図５のステップＳ２１８に示すように、インバータ２０から出力さされる直流電流ＩをＴＬ３電流に制限して図５のステップＳ２１９に示すように、図２のステップＳ２０８にジャンプしてルーチンを継続する。
【００３８】
そして、図６に示す時間ｔ25において、再び電流集中状態となった場合、制御部４０は、図６の時間ｔ25から時間ｔ26に示すように、インバータ２０から出力される直流電流Ｉを低減電流に制限する。そして、図６の時間ｔ25から時間ｔ26のように、電流集中状態継続時間ｔ＿ｏｎが時間ｔｄだけ継続したら、図６の時間ｔ26に再びインバータから出力される直流電流はＴＬ３電流に制限され、図６の時間ｔ26から時間ｔ28に示すようにインバータ２０から出力される直流電流はＴＬ３電流に向かって低下する。本実施形態では、直流電流Ｉは時間ｔ28においてＴＬ３よりも小さいゼロまで低下している。制御部４０は、時間ｔ27に直流電流Ｉが第１の閾値Ｉ1未満になると、再び電流集中状態解除時間ｔ＿ｏｆｆのカウントを開始する。
【００３９】
また、図５のステップＳ２１６に示すように、電流集中状態が時間ｔｄに達する前に解除された場合には、図５のステップＳ２２０に示すように、低減した第１の上限電流値を当初のＴＬ１電流に戻してステップＳ１０１に戻る。この場合、再度電流集中状態となった場合には、図３の時間ｔ5から時間ｔ8に示すように、第１の上限電流値はＴＬ１電流となる。
【００４０】
また、図７の時間ｔ22から時間ｔ31に示すように、電動車両１００の運転状態によっては、第２の上限電流値のＴＬ３電流を下回って、直流電流Ｉがゼロまで低下する場合がある。このように、電流集中状態が解除された状態において、インバータ２０から出力される直流電流Ｉがゼロとなった場合には、再度電流集中が発生する時間ｔ32の直流電流Ｉはゼロで電流Ｉ2もゼロとなる。この場合、制御部４０は、図９に示すように低減係数βを１．０とし、第１の上限電流値を１．０×ＴＬ１電流とする。つまり、この場合、第１の上限電流値の制限は行わない。そして、再度、電流集中状態となった場合には、図７の時間ｔ32から時間ｔ33に示すように、第１の上限電流値はＴＬ１電流となる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態の電動車両１００においては、電流集中が繰り返し発生した場合に特定のスイッチング素子の温度が高い状態で更に電流集中により加熱されることが抑制され、特定のスイッチング素子への電流集中が繰り返し発生する場合でも効果的にスイッチング素子の過熱、損傷を抑制することができることに加えて、電流集中状態解除時間ｔ＿ｏｆｆの間のインバータ２０から出力される直流電流Ｉの大きさに応じて第１の上限電流値を変化させることにより、インバータ２０の性能をより限界まで発揮させ、電動車両１００の運用性を改善することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１１  直流電源、１２  高電位ライン、１３  接地ライン、１４  コンデンサ、２０  インバータ、２１〜２６  スイッチング素子、２７〜３２  ダイオード、３０  モータ、３１〜３３  電流センサ、３３〜３５  出力ライン、３６  回転数センサ、４０  制御部、１００  電動車両。
【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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