JP2016208686A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】インバータを冷却する冷却装置に異常が生じているときに、インバータの素子に電流が流れて素子が過熱するのを抑制する。【解決手段】冷却装置に異常が生じた際、モータの逆起電圧Ｖｍがインバータに入力される高電圧系電圧ＶＨより大きいときには、昇圧コンバータのトランジスタが過熱状態でないのを確認して、モータの逆起電圧Ｖｍが高電圧系電圧ＶＨ以下となるように目標電圧ＶＨ＊を設定しＳ２５０，Ｓ２９０、昇圧コンバータを制御する。これにより、逆起電圧Ｖｍが高電圧系電圧ＶＨより大きいことにより弱め界磁制御が実施され、迅速に弱め界磁制御を終了する。【選択図】図３

Description

本発明は、電動車両に関し、詳しくは、走行用のモータと、このモータを駆動するインバータと、インバータを冷却する冷却装置と、を備える電動車両に関する。

従来、この種の電動車両としては、モータを駆動するインバータの素子温度が閾値を超えたときには、モータの負荷率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）。この電動車両では、インバータを冷却する冷却装置の冷却液体の温度や、インバータに印加される直流電圧、キャリア周波数などをパラメータとして、モータの負荷率に制限を課す際の閾値を変更し、これにより、インバータの性能を充分に発揮できるようにしている。

国際公開２０１２／１２４０７３号公報

しかしながら、上述の電動車両では、モータの負荷率を制限するものの、モータの回転数によってはインバータに電流が流れてインバータの素子温度を上昇させてしまう場合が生じる。モータが比較的高回転で回転すると、モータにより生じる誘起電圧（逆起電圧とも称する。）がインバータに入力される直流電圧より大きくなるため、一般的には弱め界磁制御が実施される。弱め界磁制御が実施されると、インバータに電流が流れ、インバータの素子温度を上昇させてしまう。特に、インバータを冷却する冷却装置に異常が生じているときには、インバータの素子温度の上昇が急激になるため、モータの負荷率の制限だけではインバータが過熱してしまう。

本発明の電動車両は、インバータを冷却する冷却装置に異常が生じているときにインバータの素子が過熱するのを抑制することを主目的とする。

本発明の電動車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の電動車両は、
走行用の動力を入出力するモータと、
前記モータを駆動するインバータと、
バッテリと、
前記バッテリと前記インバータとの間に取り付けられ、前記バッテリ側の電力を昇圧して前記インバータ側に供給する昇圧動作と前記インバータ側の電力を降圧して前記バッテリ側に供給する降圧動作とが可能な電力変換手段と、
前記インバータを冷却する冷却装置と、
を備える電動車両において、
前記冷却装置に異常が生じたときには、前記モータによる誘起電圧が前記インバータに入力される入力電圧以下となるよう電力変換手段を制御する制御手段、
を備えることを特徴とする。

この本発明の電動車両では、インバータを冷却する冷却装置に異常が生じたときには、走行用の動力を入出力するモータによる誘起電圧（逆起電圧）がインバータに入力される入力電圧以下となるよう電力変換手段を制御する。これにより、モータにより生じる誘起電圧（逆起電圧）がインバータの入力電圧より大きいことによって弱め界磁制御が実施され、インバータに電流が流れてインバータの素子温度を上昇させるのを抑制することができる。この結果、インバータの素子が過熱するのを抑制することができる。

こうした本発明の電動車両において、前記異常時制御手段は、前記誘起電圧が前記入力電圧より大きく且つ前記入力電圧が予め定められたシステム最大電圧以下のときに、前記電力変換手段が閾値温度未満のときには前記入力電圧が前記システム最大電圧となるように前記電力変換手段を制御すると共に前記誘起電圧が前記システム最大電圧以下となる車速を車速制限として設定して前記車速制限の範囲内で走行するよう前記モータを制御するものとしてもよい。こうすれば、車速制限によりモータによる誘起電圧（逆起電圧）をシステム最大電圧以下にして弱め界磁制御を終了させ、弱め界磁制御の実施に伴うインバータの素子の温度上昇を抑制することができる。この態様の本発明の電動車両において、前記異常時制御手段は、前記誘起電圧が前記入力電圧より大きく且つ前記入力電圧が予め定められたシステム最大電圧以下のときに、前記電力変換手段が前記閾値温度以上のときには前記誘起電圧が前記入力電圧以下となる車速を車速制限として設定して該設定した車速制限の範囲内で走行するよう前記モータを制御するものとしてもよい。こうすれば、電力変換手段の温度上昇を抑制しつつ、車速制限によってモータの誘起電圧（逆起電圧）をそのときのインバータの入力電圧以下にして弱め界磁制御を終了させ、弱め界磁制御の実施に伴うインバータの素子の温度上昇を抑制することができる。ここで、システム最大電圧は、冷却装置に異常が生じていないときに、モータの駆動制御のために電力変換手段によりインバータに入力する入力電圧として予め定められた電圧範囲の最大値をを意味している。閾値温度は、電力変換手段の通常の作動温度範囲の上限温度かこれより若干低い温度を用いることができる。システム最大電圧と閾値温度については以下についても同様である。

本発明の電動車両において、前記異常時制御手段は、前記誘起電圧が前記入力電圧より大きく且つ前記入力電圧が予め定められたシステム最大電圧より大きいときに、前記電力変換手段が閾値温度未満のときには前記入力電圧が前記誘起電圧以上となるように前記電力変換手段を制御するものとしてもよい。こうすれば、インバータの入力電圧をモータの誘起電圧（逆起電圧）より大きくすることにより弱め界磁制御を終了させ、弱め界磁制御の実施に伴うインバータの素子の温度上昇を抑制することができる。この態様の本発明の電動車両において、前記異常時制御手段は、前記誘起電圧が前記入力電圧より大きく且つ前記入力電圧が予め定められたシステム最大電圧より大きいときに、前記電力変換手段が前記閾値温度以上のときには前記誘起電圧が前記入力電圧となる車速を車速制限として設定して該設定した車速制限の範囲内で走行するよう前記モータを制御するものとしてもよい。こうすれば、電力変換手段の温度上昇を抑制しつつ、車速制限によってモータの誘起電圧（逆起電圧）をそのときのインバータの入力電圧以下にして弱め界磁制御を終了させ、弱め界磁制御の実施に伴うインバータの素子の温度上昇を抑制することができる。

本発明の電動車両において、前記異常時制御手段は、前記誘起電圧が前記入力電圧以下のときに、前記電力変換手段が閾値温度未満のときには前記入力電圧が予め定められたシステム最大電圧となるように前記電力変換手段を制御するものとしてもよい。こうすれば、車両の動特性の制限を少なくして走行することができる。この態様の本発明の電動車両において、前記異常時制御手段は、前記誘起電圧が前記入力電圧以下のときに、前記電力変換手段が閾値温度以上のときには前記入力電圧が徐々に小さくなるように前記電力変換手段を制御するものとしてもよい。こうすれば、電力変換手段の温度上昇を抑制することができる。

本発明の実施例の電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 ＥＣＵ５０により実行される駆動制御の一例を示すフローチャートである。 ＥＣＵ５０により実行される冷却系異常時車速電圧制御の一例を示すフローチャートである。 補正係数ｋｔを設定する様子の一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての電気自動車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、モータ３２と、パワーコントロールユニット（以下、ＰＣＵという）３３と、バッテリ３６と、リレー４２と、冷却装置７０と、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）５０と、を備える。

モータ３２は、永久磁石が埋め込まれた回転子と、三相コイルが巻回された固定子と、を有する周知の同期発電電動機として構成されている。モータ３２は、駆動輪２２ａ，２２ｂにドライブシャフト（車軸）２３およびデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２６に取り付けられている。このモータ３２は、回転に伴って逆起電圧（誘起電圧とも称する）Ｖｍを発生する。

ＰＣＵ３３は、インバータ３４と、昇圧コンバータ３５と、平滑用のコンデンサ４８とを備え、これらを単一のケースに収納している。インバータ３４は、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、を有する。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、それぞれ、高電圧系電力ライン４６の正極母線４６ａと負極母線４６ｂとに対して、ソース側とシンク側になるように、２個ずつペアで配置されている。６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６は、それぞれ、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６に逆方向に並列接続されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータ３２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、インバータ３４に電圧が作用しているときに、ＥＣＵ５０によって、対となるトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータ３２が回転駆動される。

昇圧コンバータ３５は、インバータ３４が接続された高電圧系電力ライン４６と、バッテリ３６が接続された低電圧系電力ライン４０と、に接続されている。この昇圧コンバータ３５は、２つのトランジスタＴ２１，Ｔ２２と、トランジスタＴ２１，Ｔ２２に逆方向に並列接続された２つのダイオードＤ２１，Ｄ２２と、リアクトルＬと、を有する。トランジスタＴ２１は、高電圧系電力ライン４６の正極母線４６ａに接続されている。トランジスタＴ２２は、トランジスタＴ２１に接続されていると共に、高電圧系電力ライン４６の負極母線４６ｂを兼ねる低電圧系電力ライン４０の負極母線４０ｂに接続されている。リアクトルＬは、トランジスタＴ２１，Ｔ２２同士の接続点と、低電圧系電力ライン４０の正極母線４０ａと、に接続されている。昇圧コンバータ３５は、ＥＣＵ５０によってトランジスタＴ２１，Ｔ２２がオンオフされることにより、低電圧系電力ライン４０の電力を昇圧して高電圧系電力ライン４６に供給したり、高電圧系電力ライン４６の電力を降圧して低電圧系電力ライン４０に供給したりする。

バッテリ３６は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されている。コンデンサ４４は、低電圧系電力ライン４０の正極母線４０ａと負極母線４０ｂとに接続されている。リレー４２は、正極母線４０ａおよび負極母線４０ｂの、コンデンサ４４との接続点よりバッテリ３６側に設けられている。このリレー４２は、ＰＣＵ３３側（昇圧コンバータ３３やインバータ３４）と、バッテリ３６側との接続および接続の解除を行なう。

冷却装置７０は、ラジエータ７２と、循環流路７４と、電動ポンプ７６と、を備える。ラジエータ７２は、冷却水（ＬＬＣ（ロングライフクーラント））と外気との熱交換を行なう。循環流路７４は、ラジエータ７２，インバータ３４，モータ３２に冷却水を循環させるための流路である。電動ポンプ７６は、冷却水を圧送する。

ＥＣＵ５０は、図示しないが、ＣＰＵ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、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＥＣＵ５０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。
・モータ３２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ３２ｂからの回転位置θｍ
・モータ３２とインバータ３４とを接続する電力ラインに取り付けられた電流センサからのモータ３２の各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ
・インバータ３４の温度を検出する温度センサ３４ａからのインバータ温度Ｔｉｎｖ
・昇圧コンバータ３５のトランジスタＴ２１，Ｔ２２の近傍の温度を検出する温度センサ３５ａからのコンバータ温度Ｔｃｏｎ
・バッテリ３６の端子間に取り付けられた電圧センサからの電池電圧Ｖｂ
・バッテリ３６の出力端子に取り付けられた電流センサからの電池電流Ｉｂ
・バッテリ３６に取り付けられた温度センサからの電池温度Ｔｂ
・コンデンサ４４の端子間に取り付けられた電圧センサ４４ａからのコンデンサ電圧（低電圧系電圧）ＶＢ
・コンデンサ４８の端子間に取り付けられた電圧センサ４８ａからのコンデンサ電圧（高電圧系電圧）ＶＨ
・冷却装置７０の循環流路７４に取り付けられた温度センサ７８からの冷却水温Ｔｗ
・イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号
・シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰ
・アクセルペダル６３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６４からのアクセル開度Ａｃｃ
・ブレーキペダル６５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６６からのブレーキペダルポジションＢＰ
・車速センサ６８からの車速Ｖ

ＥＣＵ５０からは、種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。種々の制御信号としては、以下のものを挙げることができる。
・インバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６へのスイッチング制御信号
・昇圧コンバータ３５のトランジスタＴ２１，Ｔ２２へのスイッチング制御信号
・リレー４２への制御信号。冷却装置７０の電動ポンプ７６への制御信号。

ＥＣＵ５０は、回転位置検出センサ３２ｂにより検出されたモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいて、モータ３２の回転数Ｎｍを演算している。また、ＥＣＵ５０は、電流センサにより検出された電池電流Ｉｂの積算値に基づいて、バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを演算している。

次に、こうして構成された実施例の電気自動車２０の動作、特に冷却装置７０に異常が生じたときの動作について説明する。図２は、冷却装置７０の異常の有無に拘わらず所定時間毎に繰り返しＥＣＵ５０により実行される駆動制御の一例を示すフローチャートであり、図３は、冷却装置７０に異常が生じたときにＥＣＵ５０により実行される冷却系異常時車速電圧制御の一例を示すフローチャートである。まず、冷却装置７０が正常のときの駆動制御について簡単に説明し、その後、冷却装置７０に異常が生じたときの駆動制御について説明する。なお、冷却装置７０の異常としては、電動ポンプ７６の故障やラジエータ７２の故障、冷却水の抜けなどの冷却することができない状態を考えることができる。

冷却装置７０が正常のときには、図２に示すように、ＥＣＵ５０は、まず、アクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ６８からの車速Ｖとモータ３２の回転数Ｎｍとを入力し（ステップＳ１００）、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸２６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定する（ステップＳ１１０）。続いて、冷却装置７０が正常であるか否かを判定し（ステップＳ１２０）、冷却装置７０が正常であるのを確認すると、要求トルクＴｄ＊をモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊として設定し（ステップＳ１３０）、トルク指令Ｔｍ＊とモータ３２の回転数Ｎｍとに基づいて目標電圧ＶＨ＊を設定する（ステップＳ１４０）。そして、トルク指令Ｔｍ＊に相当するトルクがモータ３２から出力されるようにインバータ３４の６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御するモータ制御と高電圧系電圧ライン４６の電圧ＶＨが目標電圧ＶＨ＊となるように昇圧コンバータ３５のトランジスタＴ２１，Ｔ２２をスイッチング制御する昇圧制御とを実行し（ステップＳ１７０）、駆動制御を終了する。

次に、冷却装置７０に異常が生じたときについて説明する。説明の都合上、図３を用いて目標電圧ＶＨ＊と車速制限Ｖｌｉｍとを設定する処理の説明と共に冷却装置７０に異常が生じているときの駆動制御について説明する。図３の冷却系異常時車速電圧制御が実行されると、ＥＣＵ５０は、まず、電圧センサ４８ａからの高電圧系電圧ＶＨとモータ３２の回転数Ｎｍと温度センサ３５ａからのコンバータ温度Ｔｃｏｎとを入力し（ステップＳ２００）、回転数Ｎｍに換算係数ｋｍを乗じてモータ３２の逆起電圧Ｖｍ（Ｖｍ＝ｋｍ・Ｎｍ）を計算する（ステップＳ２１０）。続いて、逆起電圧Ｖｍと高電圧系電圧ＶＨとを比較する（ステップＳ２２０）。

ステップＳ２２０でモータ３２の逆起電圧Ｖｍが高電圧系電圧ＶＨより大きいと判定されたときには、高電圧系電圧ＶＨとシステム最大電圧ＶＨｍａｘとを比較する（ステップＳ２３０）。ここで、システム最大電圧は、冷却装置７０に異常が生じていないときに、モータ３２の駆動制御のために昇圧コンバータ３５により高電圧系電圧ＶＨを調整する電圧範囲の上限値を意味している。高電圧系電圧ＶＨがシステム最大電圧ＶＨｍａｘ以上のときには、コンバータ温度Ｔｃｏｎと温度閾値Ｔｒｅｆとを比較する（ステップＳ２４０）。ここで、温度閾値Ｔｒｅｆは、昇圧コンバータ３５のトランジスタＴ２１，Ｔ２２が過熱状態であるか或いは過熱状態になる直前の状態であるか否かを判定するための閾値であり、トランジスタＴ２１，Ｔ２２の性能によって定めることができる。コンバータ温度Ｔｃｏｎが温度閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、逆起電圧Ｖｍを目標電圧ＶＨ＊に設定すると共に（ステップＳ２５０）、システム最大電圧ＶＨｍａｘを換算係数ｋｍで除して得られる値に回転数を車速に換算する係数ｋｖを乗じたものを車速制限Ｖｌｉｍとして設定して（ステップＳ２６０）、本制御を終了する。即ち、冷却装置７０に異常が生じたときに逆起電圧Ｖｍが高電圧系電圧ＶＨより大きく、高電圧系電圧ＶＨがシステム最大電圧ＶＨｍａｘ以上で、更に、コンバータ温度Ｔｃｏｎが温度閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、逆起電圧Ｖｍを目標電圧ＶＨ＊として設定すると共に、モータ３２がシステム最大電圧ＶＨｍａｘに相当する逆起電圧（誘起電圧）を生じる車速を車速制限Ｖｌｉｍとして設定するのである。図２の駆動制御では、ステップＳ１２０で冷却装置７０に異常が生じていると判定されると、車速Ｖと車速制限Ｖｌｉｍとに基づいて補正係数ｋｔを設定し（ステップＳ１５０）、要求トルクＴｄ＊に補正係数ｋｔを乗じたものをモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊として設定する（ステップＳ１６０）。そして、モータ制御と昇圧制御とを実行して（ステップＳ１７０）、駆動制御を終了する。図４に補正係数ｋｔを設定する様子の一例を示す。図４の例では、補正係数ｋｔは、車速が値０から車速制限Ｖｌｉｍ近傍の車速（Ｖｌｉｍ−α）までは１．０が設定され、車速（Ｖｌｉｍ−α）から車速制限Ｖｌｉｍまでで１．０から値０となるよう設定される。このため、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊は、車速（Ｖｌｉｍ−α）までは要求トルクＴｄ＊が設定され、車速（Ｖｌｉｍ−α）より大きくなると徐々に小さな値が設定され、車速制限Ｖｌｉｍ以上では値０が設定されることになる。従って、車両は車速制限Ｖｌｉｍまでの車速で走行することになる。ここで、車速（Ｖｌｉｍ−α）の「α」は、１０ｋｍ／ｈや２０ｋｍ／ｈなどを用いることができる。以上の説明から、モータ３２の逆起電圧Ｖｍが高電圧系電圧ＶＨより大きいことにより弱め界磁制御が実施されるが、逆起電圧Ｖｍが目標電圧ＶＨ＊として設定されて昇圧コンバータ３５が制御されることにより直ちに弱め界磁制御は終了される。このため、インバータ３４の素子に電流が流れて素子が過熱するのを抑制することができる。こうした制御は、モータ３２の逆起電圧Ｖｍを目標電圧ＶＨ＊として設定して昇圧コンバータ３５を制御することにより、モータ３２の誘起電圧Ｖｍがインバータ３２に入力される入力電圧（高電圧系電圧ＶＨ）以下となるようにするものとなる。なお、車速Ｖは車速制限Ｖｌｉｍによりモータ３２の逆起電圧Ｖｍがシステム最大電圧ＶＨｍａｘとなるよう制限されるため、後述するように高電圧系電圧ＶＨがシステム最大電圧ＶＨｍａｘ以下に制御されるようになる。

ステップＳ２４０でコンバータ温度Ｔｃｏｎが温度閾値Ｔｒｅｆ以上と判定されたときには、昇圧コンバータ３５のトランジスタＴ２１，Ｔ２２が過熱により破損するのを抑制する必要があると判断し、これ以上の昇圧を行なうことなく、そのときの高電圧系電圧ＶＨを換算係数ｋｍで除して得られる値に回転数を車速に換算する係数ｋｖを乗じたものを車速制限Ｖｌｉｍとして設定して（ステップＳ２７０）、本制御を終了する。こうした車速制限Ｖｌｉｍにより車速Ｖがモータ３２の逆起電圧Ｖｍが高電圧系電圧ＶＨとなる車速以下に制限されるため、モータ３２の逆起電圧Ｖｍが高電圧系電圧ＶＨより大きいことにより弱め界磁制御が実施されるが、比較的迅速に弱め界磁制御は終了される。これにより、インバータ３４の素子に電流が流れて素子が過熱するのを抑制することができる。

ステップＳ２３０で高電圧系電圧ＶＨがシステム最大電圧ＶＨｍａｘ未満であると判定されたときには、コンバータ温度Ｔｃｏｎと温度閾値Ｔｒｅｆとを比較し（ステップＳ２８０）、コンバータ温度Ｔｃｏｎが温度閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、システム最大電圧ＶＨｍａｘを目標電圧ＶＨ＊に設定して（ステップＳ２９０）、本制御を終了する。モータ３２の逆起電圧Ｖｍがシステム最大電圧ＶＨｍａｘ以下のときには、この制御により、モータ３２の誘起電圧Ｖｍがインバータ３２に入力される入力電圧（高電圧系電圧ＶＨ）以下となるから、モータ３２の逆起電圧Ｖｍが高電圧系電圧ＶＨより大きいことにより弱め界磁制御が実施されるものの、高電圧系電圧ＶＨがシステム最大電圧ＶＨｍａｘに制御されることにより、直ちに弱め界磁制御は終了される。モータ３２の逆起電圧Ｖｍがシステム最大電圧ＶＨｍａｘより大きいときには、次に図３の冷却系異常時車速電圧制御が実行されたときにステップＳ２２０で逆起電圧Ｖｍが高電圧系電圧ＶＨより大きいと判定され、ステップＳ２３０で高電圧系電圧ＶＨがシステム最大電圧ＶＨｍａｘ以上であると判定され、ステップＳ２４０でコンバータ温度Ｔｃｏｎが温度閾値Ｔｒｅｆ未満と判定されて、ステップＳ２５０で逆起電圧Ｖｍが目標電圧ＶＨ＊に設定され、ステップＳ２６０でシステム最大電圧ＶＨｍａｘを換算係数ｋｍで除して得られる値に回転数を車速に換算する係数ｋｖを乗じたものが車速制限Ｖｌｉｍとして設定される。このため、上述したように、逆起電圧Ｖｍが目標電圧ＶＨ＊として設定されて昇圧コンバータ３５が制御されることにより直ちに弱め界磁制御は終了される。これにより、インバータ３４の素子に電流が流れて素子が過熱するのを抑制することができる。これらの制御も、モータ３２の誘起電圧Ｖｍがインバータ３２に入力される入力電圧（高電圧系電圧ＶＨ）以下となるようにするものとなる。

ステップＳ２８０でコンバータ温度Ｔｃｏｎが温度閾値Ｔｒｅｆ以上であると判定されたときには、昇圧コンバータ３５のトランジスタＴ２１，Ｔ２２が過熱により破損するのを抑制する必要があると判断し、これ以上の昇圧を行なうことなく、そのときの高電圧系電圧ＶＨを換算係数ｋｍで除して得られる値に回転数を車速に換算する係数ｋｖを乗じたものを車速制限Ｖｌｉｍとして設定して（ステップＳ３００）、本制御を終了する。こうした車速制限Ｖｌｉｍにより車速Ｖがモータ３２の逆起電圧Ｖｍが高電圧系電圧ＶＨとなる車速以下に制限されるため、モータ３２の逆起電圧Ｖｍが高電圧系電圧ＶＨより大きいことにより弱め界磁制御が実施されるものの、比較的迅速に弱め界磁制御は終了される。これにより、インバータ３４の素子に電流が流れて素子が過熱するのを抑制することができる。

ステップＳ２２０でモータ３２の逆起電圧Ｖｍが高電圧系電圧ＶＨ以下であると判定されたときには、コンバータ温度Ｔｃｏｎと温度閾値Ｔｒｅｆとを比較し（ステップＳ３１０）、コンバータ温度Ｔｃｏｎが温度閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、システム最大電圧ＶＨｍａｘを目標電圧ＶＨ＊に設定して（ステップＳ３２０）、本制御を終了する。モータ３２の逆起電圧Ｖｍがシステム最大電圧ＶＨｍａｘ以下のときには、この制御により、モータ３２の誘起電圧Ｖｍがインバータ３２に入力される入力電圧（高電圧系電圧ＶＨ）以下となるから、弱め界磁制御は実施されない。モータ３２の逆起電圧Ｖｍがシステム最大電圧ＶＨｍａｘより大きいときには、次に図３の冷却系異常時車速電圧制御が実行されたときにステップＳ２２０で逆起電圧Ｖｍが高電圧系電圧ＶＨより大きいと判定され、ステップＳ２３０で高電圧系電圧ＶＨがシステム最大電圧ＶＨｍａｘ以上であると判定され、ステップＳ２４０でコンバータ温度Ｔｃｏｎが温度閾値Ｔｒｅｆ未満と判定されて、ステップＳ２５０で逆起電圧Ｖｍが目標電圧ＶＨ＊に設定され、ステップＳ２６０でシステム最大電圧ＶＨｍａｘを換算係数ｋｍで除して得られる値に回転数を車速に換算する係数ｋｖを乗じたものが車速制限Ｖｌｉｍとして設定される。このため、モータ３２の逆起電圧Ｖｍがシステム最大電圧ＶＨｍａｘより大きいことから弱め界磁制御が実施されるが、モータ３２の逆起電圧Ｖｍが目標電圧ＶＨ＊として設定されて昇圧コンバータ３５が制御されることにより直ちに弱め界磁制御は終了される。これにより、インバータ３４の素子に電流が流れて素子が過熱するのを抑制することができる。これらの制御も、モータ３２の誘起電圧Ｖｍがインバータ３２に入力される入力電圧（高電圧系電圧ＶＨ）以下となるようにするものとなる。

ステップＳ３１０でコンバータ温度Ｔｃｏｎが温度閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、そのときの高電圧系電圧ＶＨから所定電圧ΔＶだけ小さい電圧を目標電圧ＶＨ＊として設定して（ステップＳ３３０）、本制御を終了する。ここで、所定電圧ΔＶは、高電圧系電圧ＶＨを徐々に小さくするレート値であり、図３の冷却系異常時車速電圧制御の実行間隔などによりその値を定めることができる。この制御は、モータ３２の逆起電圧Ｖｍが高電圧系電圧ＶＨより大きくなるまで繰り返すものとなる。こうした制御により、高電圧系電圧ＶＨを低くすることができ、昇圧コンバータ３５のトランジスタＴ２１，Ｔ２２の過熱を抑制することができる。なお、モータ３２の逆起電圧Ｖｍが高電圧系電圧ＶＨ以下のときには弱め界磁制御は実施されないが、モータ３２の逆起電圧Ｖｍが高電圧系電圧ＶＨより大きくなると弱め界磁制御が実施される。この場合、次に図３の冷却系異常時車速電圧制御が実行されたときにステップＳ２２０で逆起電圧Ｖｍが高電圧系電圧ＶＨより大きいと判定されるから、ステップＳ２３０〜Ｓ３００の処理によりモータ３２の誘起電圧Ｖｍがインバータ３２に入力される入力電圧（高電圧系電圧ＶＨ）以下となるように制御され、弱め界磁制御は迅速に終了される。

以上説明した実施例の電気自動車２０では、冷却装置７０に異常が生じた際、モータ３２の逆起電圧Ｖｍがインバータ３４に入力される高電圧系電圧ＶＨより大きいときに、コンバータ温度Ｔｃｏｎが温度閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、モータ３２の逆起電圧Ｖｍが高電圧系電圧ＶＨ以下となるように目標電圧ＶＨ＊を設定して昇圧コンバータ３５を制御する。これにより、モータ３２の逆起電圧Ｖｍが高電圧系電圧ＶＨより大きいことにより弱め界磁制御が実施されるが、迅速に弱め界磁制御を終了することができる。この結果、インバータ３４の素子に電流が流れて素子が過熱するのを抑制することができる。冷却装置７０に異常が生じた際、モータ３２の逆起電圧Ｖｍがインバータ３４に入力される高電圧系電圧ＶＨより大きいときに、コンバータ温度Ｔｃｏｎが温度閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、そのときの高電圧系電圧ＶＨを換算係数ｋｍで除して得られる値に回転数を車速に換算する係数ｋｖを乗じたものを車速制限Ｖｌｉｍとして設定する。これにより、モータ３２の逆起電圧Ｖｍが高電圧系電圧ＶＨより大きいことにより弱め界磁制御が実施されるが、比較的迅速に弱め界磁制御を終了することができ、インバータ３４の素子に電流が流れて素子が過熱するのを抑制することができる。もとより、昇圧コンバータ３５のトランジスタＴ２１，Ｔ２２の更なる過熱を抑制することができる。しかも、冷却装置７０に異常が生じた際にモータ３２の逆起電圧Ｖｍがインバータ３４に入力される高電圧系電圧ＶＨ以下のときには、高電圧系電圧ＶＨを減少させるから、昇圧コンバータ３５のトランジスタＴ２１，Ｔ２２の過熱を抑制することができる。

実施例の電気自動車２０では、補正係数ｋｔとして、車速が値０から車速制限Ｖｌｉｍ近傍の車速（Ｖｌｉｍ−α）までは１．０を設定し、車速（Ｖｌｉｍ−α）から車速制限Ｖｌｉｍまでで１．０から値０となるよう設定するものとした。しかし、車速制限Ｖｌｉｍで駆動トルクが小さくなればよいから、補正係数ｋｔとして、車速が値０から車速制限Ｖｌｉｍ近傍の車速（Ｖｌｉｍ−α）までは１．０を設定し、車速（Ｖｌｉｍ−α）から車速制限Ｖｌｉｍまでで１．０から要求トルクＴｄ＊が最大のときにロードロードとなる値となるよう設定するものとしてもよい。こうすれば、最大の要求トルクＴｄ＊のときでも車速を車速制限Ｖｌｉｍにすることができる。

実施例では、駆動軸２６にモータ３２を接続する電気自動車２０の構成とした。しかし、例えば、駆動輪２２ａ，２２ｂに直接モータが組み込まれるホイールインモータを用いる電気自動車の構成としたり、モータ走行が可能なハイブリッド自動車の構成としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータ３２が「モータ」に相当し、インバータ３４が「インバータ」に相当し、バッテリ３６が「バッテリ」に相当し、昇圧コンバータ３５が「電力変換手段」に相当し、冷却装置７０が「冷却装置」に相当し、電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０が「制御手段」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するため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。

本発明は、電動車両の製造産業などに利用可能である。

２０ 電気自動車、２２ａ，２２ｂ 駆動輪、２３ ドライブシャフト、２４ デファレンシャルギヤ、２６ 駆動軸、３２ モータ、３２ｂ 回転位置検出センサ、３３ パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）、３４ インバータ、３４ａ 温度センサ、３５ 昇圧コンバータ、３６ バッテリ、４０ 低電圧系電力ライン（電力ライン）、４０ａ 正極母線、４０ｂ 負極母線、４２ リレー、４４ コンデンサ、４４ａ 電圧センサ、４６ 高電圧系電力ライン、４６ａ 正極母線、４６ｂ 負極母線、４８ コンデンサ、４８ａ 電圧センサ、５０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）、６０ イグニッションスイッチ、６１ シフトレバー、６２ シフトポジションセンサ、６３ アクセルペダル、６４ アクセルペダルポジションセンサ、６５ ブレーキペダル、６６ ブレーキペダルポジションセンサ、６８ 車速センサ、７０ 冷却装置、７２ ラジエータ、７４ 循環流路、７６ 電動ポンプ、７８ 温度センサ、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１，Ｄ２２ ダイオード、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１，Ｔ２２ トランジスタ、Ｌ リアクトル。

Claims (1)

1. 走行用の動力を入出力するモータと、
   前記モータを駆動するインバータと、
   バッテリと、
   前記バッテリと前記インバータとの間に取り付けられ、前記バッテリ側の電力を昇圧して前記インバータ側に供給する昇圧動作と前記インバータ側の電力を降圧して前記バッテリ側に供給する降圧動作とが可能な電力変換手段と、
   前記インバータを冷却する冷却装置と、
   を備える電動車両において、
   前記冷却装置に異常が生じたときには、前記モータによる誘起電圧が前記インバータに入力される入力電圧以下となるよう電力変換手段を制御する異常時制御手段、
   を備えることを特徴とする電動車両。

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