JP5188783B2 - 車両駆動システム - Google Patents

Description

本発明は、直流電源と、回転電機と、前記直流電源と前記回転電機との間に介在され、回転電機を流れる電流を制御するインバータを備え、
回転電機に要求される回転数である要求回転数及び要求されるトルクである要求トルクを決定する制御装置を備え、
制御装置により決定される要求回転数及び要求トルクに基づいて、インバータが働く車両駆動システムに関する。

このような車両駆動システムの一例として、出願人は、特許文献１において、インバータ装置（本願におけるインバータに相当する）を冷却する冷却水の温度に基づいて、回転電機のトルクを制限することを提案している。

この文献に開示の技術は、例えば、駆動源としてのモータを備えた電気自動車に関し、インバータ装置に対する制御装置に、冷却水温度を検出する冷媒温度検出手段と、車両がストール状態になった時、モータの出力トルクを制限するトルク制限手段とを備え、当該トルク制限手段は、冷却水温度に基づいて出力トルクを制限する。

この文献に開示の技術では、トルク制限を冷却水温度に応じて行うため、単にインバータ装置の特定箇所における温度を検出してトルク制限を実行する構成と比較して、冷却手段の状態に応じて有効にスイッチング素子を保護することができる。

今日、環境問題との関係から、駆動源としてエンジンと回転電機との両方を備え、走行状態に応じて、両駆動源の運転状態を適切に選択決定しながら走行するハイブリッド車両が注目を集めている。

特許文献２には、このようなハイブリッド車両に備えられる車両駆動システムが示されており、この文献に記載の車両は、当該明細書の図１に示されるように、駆動源として、エンジン２００と一対のモータＭ１，Ｍ２を備えている。この文献に開示の技術にあっても、インバータ装置を冷却する冷却装置が備えられ、その冷却装置の冷却能力の変動に従って回転電機駆動システムの負荷率の低減が図られている。具体的には、インバータを流れる電流を低減（結果的には先に説明したトルク制限）することとなる。

この文献２に開示の回転電機駆動システムは、直流電源Ｂ、電圧変換部２０及び直―交変換を実行するためのインバータ１５（本願における周波数変換部）を備えており、電圧変換部で電源電圧を昇圧し、インバータで交流に変換してモータに所定周波数で所定電流値の交流を供給する。従って、モータは、供給される電流の周波数に応じた回転数で回転し、電流値に応じたトルクを発生する。このような電圧変換部を備えるハイブリッド車両に備えられる車両駆動システムでは、周波数変換部にかかる電圧（この電圧を本願にあっては、インバータ電圧と呼び、モータにかかる電圧でもある）は、バッテリ電圧に対して昇圧後の電圧は約２倍の電圧に達する場合もある。
本願の図１０、図１１には、インバータ電圧が異なった電圧とされる場合の回転電機に要求されることがあるトルクと回転数の領域を示した。トルクが正の領域で回転電機はモータとして働き、負の領域でジェネレータとして働く。
図１０は、バッテリの逐電量が低下している状態で、ジェネレータとして働く回転電機の使用領域を斜線矢印で囲む領域で示しており、インバータ電圧が高くなる状況があることを示している。一方、図１１は、ストール時の使用領域を示している。

特開２００５−８６８４８号公報 特開２００６−１４９０６４号公報

一般に、周波数変換部に入力される電圧が大きいほど、入力電圧が変動した場合、周波数変換部のスイッチング損失が大きくなる。
しかしながら、特許文献１に開示の技術では、トルク制限に関して、インバータにかかる電圧は、何ら考慮されていない。むしろ、インバータ電圧の変動があっても、充分にインバータの保護が図れるだけの余裕を持ってトルク制限制御を実行するように設計されており、従来、インバータ電圧との関連では、回転電機駆動システムの能力が充分に生かされていたとは言いがたい。例えば、モータとして働く回転電機を備えた車両においては、車両の走行条件（車速及び要求駆動力等）から、当該回転電機に要求される要求トルクが決まるが、この要求トルクに制限をかける場合、インバータの温度、冷却水温度等にのみ依存して制限されており、インバータ電圧が比較的低く、トルク制限の必要がなく要求トルクをそのまま発生させても問題ない状況でも、トルク制限をかけてしまう場合がある。

さらに、特許文献２に開示の技術のように、バッテリ電圧を昇圧して周波数変換部に供給するシステムでは、インバータ電圧の範囲が従来より格段に増大する。結果、周波数変換部にかかる電圧の変動が大きくなりがちであり、適切なトルク制限を行う必要が発生する。しかしながら、従来、トルク制限の開始判定、トルク制限自体が、インバータ温度、インバータを冷却する冷却水の温度等にのみ基づいて行われてきたため、上記同様の状況となっており、この点にからも、改善の余地があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、できるだけトルク制限を施すことなく、回転電機に求められる運転条件で回転電機を運転可能で、且つ、回転電機を制御するインバータの十分な保護を図ることができる車両駆動システムを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る、
直流電源と、車両用の交流駆動式の回転電機と、前記直流電源と前記回転電機との間に介在され、前記回転電機を流れる電流を制御するインバータを備え、
前記回転電機に要求される回転数である要求回転数及び要求されるトルクである要求トルクを決定する制御装置を備え、
前記制御装置により決定される前記要求回転数及び前記要求トルクに基づいて、前記インバータが働く車両駆動システムの特徴構成は、
車両のストール状態を検出するストール検出手段と、前記回転電機のトルクを制限するトルク制限手段と、前記インバータを冷却する冷却手段とを備え、
前記インバータは電圧変換部と周波数変換部とを含み、前記要求回転数及び前記要求トルクに基づいて、前記電圧変換部は前記直流電源から供給される直流電圧を昇圧してインバータ電圧を生成し、前記周波数変換部は前記インバータ電圧を交流電圧として前記回転電機に供給可能であり、
前記冷却手段は、前記電圧変換部及び前記周波数変換部を降温するための熱交換器と、前記熱交換器の内部に形成されて冷却水が流通する通路であって、前記電圧変換部及び前記周波数変換部に共通の冷却水通路と、前記冷却水通路の入口に設けられて前記冷却水の温度である冷却水温度を検出する冷却水温度検出センサとを有し、
前記トルク制限手段は、前記回転電機を連続して運転しても前記周波数変換部の温度の上昇を防止可能なトルクであって、かつ、前記インバータ電圧及び前記冷却水温度の両者が高い程低くなり、前記インバータ電圧及び前記冷却水温度の両者が低い程高くなり、さらに、前記冷却水温度が一定である場合には前記インバータ電圧が高い程低くなり前記インバータ電圧が低い程高くなるように連続的に変化するトルクとして、連続運転可能トルクを設定し、
前記連続運転可能トルクより前記要求トルクが高い場合であって前記ストール検出手段により車両がストール状態にあると検出された場合に、前記トルク制限手段が、前記回転電機のトルクを制限するトルク制限制御を実行し、
前記連続運転可能トルクより前記要求トルクが低い場合に、前記回転電機は前記要求トルクに従って運転されることにある。

この車両駆動システムでは、必要に応じてトルク制限手段が、回転電機のトルクを制限（低下）させるが、インバータに備えられる周波数変換部にかかる電圧（この電圧は、インバータにより制御される回転電機にかかる電圧でもある）に応じて、そのトルクの制限形態を変更する。通常、回転電機を備えたシステムでは、回転電機に要求されるトルクは、そのシステムが採用される使用目的に応じたトルクとなる。例えば、電気自動車の場合、その車両に求められる駆動力を発生するだけのトルクを回転電機が発生することを求められるのであり、ハイブリッド車両の場合、モータとして働く回転電機には、その走行状態に応じた分だけ、当該回転電機がトルクを発生することを求められる。
一方、本願発明者の検討によれば、インバータに備えられる周波数変換部にかかる電圧は、この周波数変換部を成すスイッチング素子の温度に影響を与える大きな要素である。例えば、このインバータ電圧は、インバータが制御する回転電機を所定のトルクで連続的に運転した場合に、インバータ（引いては各スイッチング素子）に問題を起こすことがないトルクである連続運転可能トルク、このような連続運転可能トルクより高いトルクで回転電機を運転した場合に、インバータに問題を残さない時間である連続運転可能時間と密接に関係する。連続運転可能トルクに関して述べると、インバータ電圧が低くなるに従って、連続運転可能トルクは格段に高くなり、同様に、連続運転可能時間も格段に長くなる。

従って、本願にあっては、トルク制限手段により実行されるトルク制限制御の形態をインバータ電圧によるものとする。このようにすることで、従来行われてきたよりもまして、インバータ電圧からみて、トルク制限を行うには余裕がある領域で回転電機を使用したり、トルク制限の程度を小さくしたりすることが可能となり、インバータの保護を的確に図りながら、回転電機をそれに要求される好適な状態で可能な限り運転することができる。

さて、上記の車両駆動システムにおいては、前記インバータ電圧に応じており、かつ前記回転電機を連続して運転しても前記周波数変化部の温度の上昇を防止可能な連続運転可能トルクより前記要求トルクが高い場合に、前記トルク制限手段が、前記回転電機のトルクを制限するトルク制限制御を実行し、前記連続運転可能トルクより前記要求トルクが低い場合に、前記回転電機は前記要求トルクに従って運転される。
この構成は、トルク制限をかけるか否かの判定を、連続運転可能トルクとの関係で決めるのであるが、この連続運転可能トルクが、インバータ電圧に関連付けられている。先にも示したように、発明者らの検討では、連続運転可能トルクはインバータ電圧に強く関連する。そこで、このようなインバータ電圧に応じて求められる連続運転可能トルクに対して要求トルクが高い場合はトルク制限制御を行うものとし、低い場合は、回転電機を要求トルクに従って運転するようにすることで、インバータ電圧を加味した状態でインバータの保護を図れるとともに、制御装置側から求められる回転電機の運転を実現できる。

さて、上記の車両駆動システムにおいては、前記インバータは電圧変換部と周波数変換部とを含み、前記要求回転数及び前記要求トルクに基づいて、前記電圧変換部は前記直流電源から供給される直流電圧を昇圧してインバータ電圧を生成し、前記周波数変換部は前記インバータ電圧を交流電圧として前記回転電機に供給可能である構成を採用する。
インバータに電圧変換部を備えることで、直流電源からの直流電圧を昇圧して周波数変換部に受け渡すことが可能となり、回転電機の動作範囲を拡大することができる。
また、インバータ電圧が高くなることで、これまで説明してきた「連続運転可能トルク」への影響度合いが増大するが、電圧変換部を備えた車両駆動システムにおいて、本構成を採用することで、昇圧構造でもインバータ、回転電機の良好な運転状態を確保できる。

さらに、上記の車両駆動システムにおいては、インバータを冷却する冷却手段を備える構成とする。また、前記冷却手段は、前記周波数変換部を降温するための熱交換器と、前記熱交換器の内部に形成されて冷却水が流通する冷却水通路と、前記冷却水通路の入口に設けられて前記冷却水の温度である冷却水温度を検出する冷却水温度検出センサとを有する構成とする。
トルク制限制御を実行するに、インバータ電圧の要素に冷却手段の冷却能力の要素を加えることで、これら両要素を加味した的確なトルク制限制御を実行でき、インバータを確実に保護しながら、システムに要求される回転電機の運転状態を確保できる。

さて、前記トルク制限手段は、前記連続運転可能トルクを、前記インバータ電圧及び前記冷却水温度の両者が高い程、低いトルクとして設定する。インバータ電圧の上昇に伴ってインバータ（具体的にはスイッチング素子個々）が発熱しやすくなるため、回転電機に許容できるトルクが低くなるためである。また、前記トルク制限手段は、前記連続運転可能トルクを、前記インバータ電圧及び前記冷却水温度の両者が低い程、高いトルクとして設定する。従って、トルク制限制御を実行する可能性は、インバータ電圧及び冷却水温度が高い程高くなり、低い程低くなるが、従来、なんらインバータ電圧を加味することなくトルク制限を行っていた場合に比べて、不要にトルク制限をかけることを防止できるとともに、逆に必要な場合は適切にトルク制限をかけることができる。

さて、以上、説明してきた車両駆動システムにおいては、車両のストール状態を検出するストール検出手段を備え、トルク制限手段は、前記ストール検出手段により車両がストール状態にあると検出されたことをさらなる条件として、トルク制限制御を実行して前記回転電機のトルクを制限する。車両駆動システムをこのように構築しておくと、ストール時に問題の発生しやすい、インバータ保護の問題を確実に回避できる。

さらに、トルク制限制御を実行するに、トルク制限手段は、連続運転可能トルク以下のトルクである制限トルクに回転電機のトルクを制限することが好ましい。
要求トルクより低い制限トルクにトルクを制限することで、例えば、トルクを現状以上に増加させない制御に比べて、インバータの発熱を抑えてインバータの保護を図れる。

そして、制限トルクを連続運転可能トルクに等しいか、それより低いトルクとすることで、インバータの確実な保護を図ることができる。

さらに、要求トルクからの制限トルクの低減量が、インバータ電圧に応じて変更される構成で、インバータ電圧が高い程低減量が大きくされることが好ましい。
これまでも説明してきたように、インバータ電圧が高い程、トルク制限の必要性が増すが、要求トルクより低い制限トルクにトルクを低減させる場合に、その低減量を、インバータ電圧に依存させ、さらにインバータ電圧が高い程、低減量を大きくすることで、インバータ電圧が高いことにより上昇しがちとなるインバータ温度の上昇を良好に抑えることができる。

一方、トルク制限制御を実行するに、トルク制限手段は、インバータ電圧に応じて変更される連続運転可能時間の経過後に、要求トルクより低いトルクである制限トルクに、回転電機のトルクを制限する構成とすることが好ましい。
この構成は、トルク制限制御の形態として、連続運転可能時間の経過後に要求トルクより低いトルクである制限トルクに回転電機のトルクを低下させる形態をとる。この場合、連続運転可能時間が経過するまでは、要求トルクで回転電機を運転することとなるが、連続運転可能時間自体をインバータ電圧に応じたものとする。回転電機が要求トルクで運転される場合、その要求トルクが先に説明した連続運転可能トルクより高いと、当然に、インバータ、ひいては、回転電機にその要求トルクで許容できる連続運転時間に限度があるが、この連続運転可能時間に、インバータ電圧が大きく関係する。そこで、この構成にあっては、連続運転可能時間に関して、インバータ電圧に応じて、これを求めておき、この時間の経過後、トルクを低減することで、的確なトルク制限制御を行える。発明者らの検討では、トルク値、インバータの温度、冷却水温度のみに基づいて決定されていた連続運転可能時間と比較すると、インバータ電圧を決定要素に加えることで、時間を長くでき、システムにとって好ましい要求トルクの状態で、回転電機を運転できる時間を長くすることができる。

連続運転可能時間としては、インバータ電圧が高い程、短い時間を連続運転可能時間とする。インバータ電圧が高い程、同一のトルクで運転しようとすると、その時間は短くなるためである。

さらに、要求トルクから制限トルクにトルクを低減するに、トルクを経時的に連続して変化させる構成を採用しておくと、回転電機により発生されるトルクに段差を生じず、ショック等を起こすこともない。

以下、本発明に係る回転電機制御システム１００の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。この回転電機制御システム１００は、図３にその全体を示す車両駆動システム２００に組み込まれて、車両駆動システム２００に備えられる回転電機ＭＧ１，ＭＧ２の運転制御の用を果す。

図１はこの車両駆動システム２００の駆動系の概略を示す図であり、図２は、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２を制御するために設けられるインバータＩｎを主とする回転電機制御系の概略を示す図である。図３は、本願独特の制御装置ＥＣＵを備えた車両駆動システム２００の全体の概要を示す図である。図３において、実線の矢印で各種情報の伝達経路、二重の実線で駆動力の伝達経路を、二重の破線で電力の伝達経路を示している。

１−１．駆動系
図１、図３に示すように、車両にはエンジンＥと一対の回転電機ＭＧ１，ＭＧ２とを備えており、エンジンＥ若しくはモータとして働く回転電機から駆動力を得て走行可能に構成されるとともに、エンジンＥにより発生される駆動力の少なくとも一部は、ジェネレータとして働く回転電機において電力に変換され、バッテリＢの充電、あるいはモータとして働く回転電機の駆動の用に供される。さらに、制動時には、制動力を回転電機により回生して、バッテリＢに電力として蓄電することも可能となっている。

この車両駆動システム２００は所謂ハイブリッドシステムであり、エンジンＥと車輪Ｗとの間に、ハイブリッド駆動装置１を備えて構成されている。エンジンＥとしては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の各種の内燃エンジンを用いることができる。

ハイブリッド駆動装置１の入力軸Ｉは、エンジンＥのクランクシャフト等の出力回転軸２に接続されている。なお、入力軸ＩがエンジンＥの出力回転軸との間にダンパやクラッチ等を介して接続された構成としても好適である。出力は、ディファレンシャル装置Ｄ等を介して車輪Ｗに回転駆動力を伝達可能に接続されている。さらに、入力軸Ｉは動力分配機構Ｐ１のキャリアｃａに連結されており、車輪Ｗにディファレンシャル装置Ｄを介して接続される中間軸Ｍはリングギヤｒに連結されている。

第１回転電機ＭＧ１は、ステータＳｔ１と、このステータＳｔ１の径方向内側に回転自在に支持されたロータＲｏ１と、を有している。この第１回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１は、動力分配機構Ｐ１のサンギヤｓと一体回転するように連結されている。また、第２回転電機ＭＧ２は、ステータＳｔ２と、このステータＳｔ２の径方向内側に回転自在に支持されたロータＲｏ２とを有している。この第２回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２は、出力ギヤＯと一体回転するように連結され、ディファレンシャル装置Ｄの入力側に接続されている。第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２は、図１、図３に示すように、インバータＩｎを介してバッテリＢに電気的に接続されている。また、インバータＩｎは冷却水との熱交換により冷却される構造が採用されている。第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２は、それぞれ電力の供給を受けて動力を発生するモータ（電動機）としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ（発電機）としての機能とを果すことが可能とされている。

本例では、第１回転電機ＭＧ１は、主に動力分配機構Ｐ１のサンギヤｓを介して入力された駆動力により発電を行うジェネレータとして機能し、バッテリＢを充電し、或いは第２回転電機ＭＧ２を駆動するための電力を供給する。ただし、車両の高速走行時には第１回転電機ＭＧ１はモータとして機能する場合もある。一方、第２回転電機ＭＧ２は、主に車両の走行用の駆動力を補助するモータとして機能する。また、車両の減速時等に、第２回転電機ＭＧ２は、車両の慣性力を電気エネルギとして回生するジェネレータとして機能する。このような第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２の運転は、制御装置ＥＣＵから制御指令に従って行われる。以下の説明において、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２を特に特定するものではない場合、部材番号ＭＧ１，ＭＧ２を省略することがあるものとする。

図１に示すように、動力分配機構Ｐ１は、入力軸Ｉと同軸状に配置されたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。すなわち、動力分配機構Ｐ１は、複数のピニオンギヤを支持するキャリアｃａと、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うサンギヤｓ及びリングギヤｒとを回転要素として有している。サンギヤｓは、第１回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１と一体回転するように接続される。キャリアｃａは、入力軸Ｉと一体回転するように接続されている。リングギヤｒは、中間軸Ｍと一体回転するように接続されている。これにより、リングギヤｒは、中間軸Ｍを介してディファレンシャル装置Ｄに接続されている。本実施形態においては、これらのサンギヤｓ、キャリアｃａ、及びリングギヤｒが、それぞれ本発明における動力分配機構Ｐ１の「第１回転要素ｍ１」、「第２回転要素ｍ２」、及び「第三回転要素ｍ３」に相当する。

１−２ 回転電機制御系
図２は、インバータＩｎを主体とする各回転電機の動作制御系を示したものである。この回転電機制御系は、バッテリＢと各回転電機ＭＧ１，ＭＧ２と、両者の間に介装されるインバータＩｎとを備えて構成されている。そして、インバータＩｎは、バッテリＢ側から、電圧変換部４、周波数変換部５を備えている。図２からも判明するように、一対の回転電機ＭＧ１，ＭＧ２に対して、それぞれ周波数変換部５は個別に設けられている。周波数変換部５と各回転電機ＭＧ１，ＭＧ２との間には、回転電機を流れる電流量を測定するための電流センサ（第１回転電機電流センサＳｅ７，第２回転電機電流センサＳｅ８）が備えられている。

上記のバッテリＢは、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２へ電力の供給が可能なものであるとともに、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２から電力の供給を受けて蓄電可能でものである。

インバータＩｎにおいて、電圧変換部４を成す電圧変換回路は、リアクトル４ａ、フィルタコンデンサ４ｂと、上下一対のスイッチング素子４ｃ，４ｄで構成されている。これら各スイッチング素子４ｃ，４ｄとして、ＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタ）を採用できる。
上段のスイッチング素子４ｃのソースは下段のスイッチング素子４ｄのドレインに接続されるとともに、リアクトル４ａを介してバッテリＢのプラス側に接続されている。上段のスイッチング素子４ｃのドレインが周波数変換部５の入力プラス側とされる。上段のスイッチング素子４ｃ及び下段のスイッチング素子４ｄのゲートはドライバー回路７に接続され、下段のスイッチング素子４ｄのソースはバッテリＢのマイナス側（グランド）に接続される。
これらスイッチング素子４ｃ，４ｄが、後述する回転電機制御手段１４から出力される電圧指令である要求電圧に基づいてドライバー回路７からＰＷＭ制御されることで、バッテリＢからの電圧を昇圧して周波数変換部５に供給する。一方、回転電機ＭＧ２側から電力を受ける場合は、降圧してバッテリＢに供給することとなる。

周波数変換部５を成すインバータ回路は、上下両段のスイッチング素子８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆを備えて構成されている。これら各スイッチング素子８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆとしても、ＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタ）を採用できる。
上段のスイッチング素子８ａ，８ｂ，８ｃのドレインは電圧変換部４の出力プラス側に接続され、ゲートはドライバー回路７に接続され、ソースは下段のスイッチング素子８ｄ，８ｅ，８ｆのドレインに接続され、下段のスイッチング素子８ｄ，８ｅ，８ｆのゲートはドライバー回路７に接続され、ソースは、電圧変換部４の出力マイナス側、即、バッテリＢのマイナス側（グランド）に接続されている。
対となる上下両段のスイッチング素子（８ａ，８ｄ），（８ｂ，８ｅ），（８ｃ，８ｆ）の各中間点９ｕ，９ｖ，９ｗは、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の巻線にそれぞれ接続されている。各巻線への通電電流は、電流検出センサＳｅ７，Ｓｅ８によって検出されており、この検出値はドライバー回路７に送出され、さらに制御装置ＥＣＵにも送られる。

これらスイッチング素子８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆが、後述する回転電機制御手段１４から出力される要求回転数、要求トルクに基づいてドライバー回路からＰＷＭ制御されることで、各回転電機ＭＧ１，ＭＧ２を、要求回転数、要求トルク（トルク制限を行う場合は制限トルク）で運転させる。回転電機ＭＧ１，ＭＧ２側から電力を受ける場合は、所定周波数の交流を直流に変換することとなる。

冷却手段
インバータＩｎは、図３に模式的に示すように、通電によって発熱し高温となる各スイッチング素子４ｃ，４ｄ，８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆを降温するための熱交換器９を備えている。熱交換器９には、外側の一側面にスイッチング素子８ａ（他のスイッチング素子は図示省略）が密着固定され、内部に冷媒である冷却水が流通する冷却水通路９ａが形成されている。冷却水通路９ａの入口および出口には、冷却水循環路１０の一端および他端が接続されており、冷却水循環路１０は熱交換器９から送出される高温の冷却水を降温して、降温された冷却水を熱交換器９に戻す。冷却水通路９ａの入口には、冷却水の温度を検出する冷却水温度センサＳｅ９が設けられている。この冷却水温度センサＳｅ９によって検出された冷却水温度が制御装置ＥＣＵに送出されている。

１−３．車両駆動システム
以下、図３に基づいて、本願に係る車両駆動システム２００の全体について、システムの中核を成す制御装置ＥＣＵを中心に説明する。
図３に示すように、制御装置ＥＣＵは、車両の各部に設けられたセンサＳｅ１〜Ｓｅ９で取得される情報を用いて、エンジンＥ、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２等の運転制御を行う。ここで、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２の運転制御は、先に説明したインバータＩｎを介するものとなる。

本例では、センサとして、第１回転電機回転速度センサＳｅ１、第２回転電機回転速度センサＳｅ２、エンジン回転速度センサＳｅ３、バッテリ状態検出センサＳｅ４、車速センサＳｅ５、アクセル操作検出センサＳｅ６、第１回転電機電流センサＳｅ７、第２回転電機電流センサＳｅ８及び冷却水温度センサＳｅ９が設けられている。

第１回転電機回転速度センサＳｅ１は、第１回転電機ＭＧ１のロータＲｏ１の回転速度を検出するためのセンサである。第２回転電機回転速度センサＳｅ２は、第２回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２の回転速度を検出するためのセンサである。エンジン回転速度センサＳｅ３は、エンジンＥの出力回転軸の回転速度を検出するためのセンサである。本例の場合、入力軸ＩはエンジンＥの出力回転軸と一体回転するので、このエンジン回転速度センサＳｅ３により検出されるエンジンＥの回転速度は入力軸Ｉの回転速度と一致する。バッテリ状態検出センサＳｅ４は、バッテリＢの充電量等の状態を検出するためのセンサである。車速センサＳｅ５は、車速を検出するためにディファレンシャル装置Ｄの入力軸（図示省略）の回転速度を検出するためのセンサである。アクセル操作検出センサＳｅ６は、アクセルペダル１８の操作量を検出するためのセンサである。第１回転電機電流センサＳｅ７及び第２回転電機電流センサＳｅ８は、インバータＩｎに備えられ、それぞれ第１回転電機ＭＧ１，第２回転電機ＭＧ２を流れる電流を検出する。冷却水温度センサＳｅ９は、冷却水の温度を検出するセンサである。

制御装置ＥＣＵは、要求駆動力決定手段１１、走行条件決定手段１２、エンジン制御手段１３、回転電機制御手段１４を備えている。さらに、この制御装置ＥＣＵには、本願独特の構成のトルク制限手段１５、ストール検出手段１６が備えられている。

制御装置ＥＣＵにおけるこれらの各手段は、ＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うための機能部がハードウエア又はソフトウエア（プログラム）或いはその両方により実装されて構成されている。

要求駆動力決定手段１１は、車速センサＳｅ５及びアクセル操作検出センサＳｅ６からの出力に基づいて、運転者による要求駆動力を演算して取得決定する。
エンジン制御手段１３は、エンジンＥの運転開始、停止を行う他、走行条件決定手段１２により決定されるエンジンに要求される回転数及び出力トルクに従って、エンジンの回転速度制御、出力トルク制御等の運転制御を行う。回転電機制御手段１４は、走行条件決定手段１２により決定される各回転電機ＭＧ１，ＭＧ２に要求される回転数及び出力トルクに従って、インバータＩｎを介して、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２の回転速度制御、トルク制御等の運転制御を行う。

走行条件決定手段１２は、車速センサＳｅ５により得られる車速の情報、要求駆動力決定手段１１により得られる要求駆動力の情報及びバッテリ状態検出センサＳｅ４により得られるバッテリの充電量の情報等に従って、予め備えられているマップ等に従って、車両に要求される走行条件である、エンジンＥの回転数（要求回転数）及び出力トルク（要求トルク）、第１回転電機ＭＧ１及び第２回転電機ＭＧ２それぞれの回転数（要求回転数）及び出力トルク（要求トルク）を決定する。

この走行条件決定手段１２における上記走行条件の決定例を例示的に説明すると、バッテリＢの蓄電量が充分である場合には、例えば、エンジンＥが最適燃費効率を発揮できる運転条件をエンジンＥに要求する回転数及びトルクとし、このエンジンＥの運転条件では不足するトルクを第２回転電機ＭＧ２に要求されるトルクとし、さらに、動力分配機構Ｐ１により第１回転電機ＭＧ１側に分配されるトルクを第１回転電機ＭＧ１に要求されるトルク（この状態では第１回転電機ＭＧ１はジェネレータとして働くため、要求トルクは負）とする。そして、前述の動力分配機構Ｐ１の構成及び駆動系に備えられるギヤのギヤ比等に従って、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２が取るべき回転数が要求回転数として決定される。

一方、バッテリＢの蓄電量が少なくなっており車両に制動がかかっている場合には、モータとして働く第２回転電機ＭＧ２の回転数が抑えられた状態で、第１回転電機ＭＧ１で発電される電力を増加させるべく、エンジンＥ、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２の運転条件を決定する。この場合、車両に制動がかかる状態で車輪Ｗの回転数、ひいては第２回転電機ＭＧ２の回転数は低下している。この状態でエンジン回転数を上げることで、動力分配機構Ｐ１における遊星歯車の各ギヤの接続関係から、ジェネレータとして働く第１回転電機ＭＧ１の回転数を上昇させる。その結果、第１回転電機ＭＧ１の発電量を増加させて、バッテリＢの充電を行うことができる。

走行条件決定手段１２により決定されるエンジンＥに対する要求回転数および要求トルクは、エンジン制御手段１３に送られ、エンジンＥが、これら要求回転数、要求トルクを満たすように運転制御される。一方、第１回転電機ＭＧ１、第２回転電機ＭＧ２に対する要求回転数及び要求トルクは、それぞれ回転電機制御手段１４に送られ、個々の回転電機に対する運転制御情報が生成され、要求回転数に対応する周波数指令、要求トルクに対応する電流指令に変換されるとともに、インバータＩｎに送られ、ドライバー回路７を介して個々の回転電機ＭＧ１，ＭＧ２が運転制御される。

さて、図３に示すように、回転電機制御手段１４にはインバータ電圧決定部１４ａが設けられている。先に示したように回転電機制御手段１４には走行条件決定手段１２から、各回転電機ＭＧ１，ＭＧ２に対する要求回転数および要求トルクが送られてくる。一方、本例で採用するインバータＩｎは、共通の電圧変換部４を備え、その共通の電圧変換部４により電圧変換された直流電圧（この電圧をインバータ電圧と呼ぶ）が、周波数変換部５にかかる。そこで、回転電機制御手段１４では、個々の回転電機ＭＧ１，ＭＧ２に要求される要求回転数及び要求トルクから、インバータＩｎで回転電機ＭＧ１，ＭＧ２を制御するのに必要となる回転電機別の周波数及び電流値を求め、さらに各回転電機ＭＧ１，ＭＧ２別に必要となる直流電圧（この電圧をそれぞれ第１電圧、第２電圧と呼ぶ）を求める。そして、回転電機制御手段１４では、一対求められる第１電圧、第２電圧に基づいて、それらの高い方の電圧をインバータ電圧とする。
従って、回転電機制御手段１４では、インバータＩｎに対する指令値として、前記インバータ電圧Ｖｃが求められるとともに、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２別に周波数及び電流値が求められ、インバータＩｎに送られる。

以上は、走行条件決定手段１２により決定される走行条件にそのまま従って、エンジンＥ及び一対の回転電機ＭＧ１，ＭＧ２が運転される場合の説明である。
このような通常状態における走行状態に対して、本願にあっては、インバータＩｎに備えられるスイッチング素子８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆの温度が上昇する可能性がある場合に、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２のトルクを制限するトルク制限手段１５を備えている。このように回転電機ＭＧ１，ＭＧ２のトルクを制限する場合には、前記の各回転電機ＭＧ１，ＭＧ２に要求されるトルクが、これまで説明してきた要求トルクより所定の低減量だけ低減された制限トルクとされる。

トルク制限手段
トルク制限手段１５は、所定の条件の下、回転電機のトルクを、先に走行条件決定手段１２で決定した要求トルクＴｎより低い制限トルクＴｒとする手段であり、本例にあっては、少なくともインバータ電圧Ｖｃ及び冷却水温度ｔａに応じて、所定の条件が満たされた場合にトルク制限制御を実行する。このトルク制限制御の形態は、具体的には、要求トルクＴｎが、本願にいう「連続運転可能トルクＴｃ」より高い場合に、その要求トルクに基づいて決まる「連続運転可能時間Ｔｉ０」の経過後、回転電機のトルクを制限トルクＴｒまで低下させる。

トルク制限制御の開始
トルク制限手段１５は、回転電機を連続して運転可能なトルクであって、インバータ電圧及び冷却水温度に基づいて決定される連続運転可能トルクＴｃより、回転電機に要求される要求トルクＴｎが高い場合に、回転電機のトルクを制限するトルク制限制御を実行する。一方、連続運転可能トルクＴｃより要求トルクＴｎが低い場合には、トルク制限制御を行うことなく、回転電機は、その回転電機に求められる要求トルクＴｎを発生するように運転制御される。
ここで、連続運転可能トルクＴｃとは、回転電機が、そのトルクの値もしくはそれより低い値で連続運転された場合に、インバータが過熱することなく、安定的に運転を継続することができる経験的に求められている最大トルクである。この連続運転可能トルクＴｃは、予め求められているものであり、図４に示すように、インバータ電圧Ｖｃ及び冷却水温度ｔａに応じた値を取る。即ち、連続運転可能トルクＴｃは、インバータ電圧Ｖｃまたは冷却水温度ｔａが低くなるに従って高くなり、インバータ電圧Ｖｃまたは冷却水温度ｔａが高くなるに従って低くなる。また、インバータ電圧Ｖｃの連続運転可能トルクへの影響度は、冷却水温度ｔａの影響度より高い。

この連続運転可能トルクＴｃが高い条件下においては、回転電機に要求される要求トルクＴｎが比較的高いものであっても、その要求トルクＴｎで当該回転電機の運転を継続することができる。従って、本願のようにインバータ電圧Ｖｃに応じて連続運転可能トルクＴｃを求めることが可能な構造を採用しておくことで、回転電機を可能な限り望ましい要求トルクに従うように運転することができる。

トルク制限制御
さらに、トルク制限手段１５によるトルク制限制御は、インバータ電圧Ｖｃ及び冷却水温度ｔａに応じて変更される連続運転可能時間Ｔｉ０の経過後に、要求トルクＴｎより低いトルクである制限トルクＴｒに、回転電機のトルクを制限するものである。
ここで、連続運転可能時間Ｔｉ０とは、例えば要求トルクＴｎといった、特定値のトルクで連続運転された場合に、インバータの発熱が、その時間内であれば、インバータに問題を残すことがない経験的に求められている最大時間である。この連続運転可能時間Ｔｉ０も予め求められているものであり、図５に示すように、インバータ電圧Ｖｃ及び冷却水温度ｔａに応じた値を取る。即ち、連続運転可能時間Ｔｉ０は、インバータ電圧Ｖｃあるいは冷却水温度ｔａが低くなるに従って長くなり、インバータ電圧Ｖｃあるいは冷却水温度ｔａが高くなるに従って短くなる。インバータ電圧の連続運転可能時間への影響度は、冷却水温度の影響度より高い。但し、連続運転可能時間Ｔｉ０は、トルク値、それぞれに対応して決まるものであり（図５は、特定値Ｔｎ０のトルクの場合を示した例に過ぎない）、実際には要求トルクＴｎは様々な値を取るため、先に示した連続運転可能トルクＴｃより高いトルクに関して、連続的に或いは離散的にトルク値に応じて、それぞれ、図５に示すような連続運転可能時間Ｔｉ０のマップが用意されることとなる。

さて、図５からも判明するように、連続運転可能時間Ｔｉ０は、インバータ電圧Ｖｃ及び冷却水温度ｔａに応じたものとなるが、回転電機に要求される要求トルクＴｎが連続運転可能トルクＴｃより高い場合も、連続運転可能時間Ｔｉ０は、インバータ電圧Ｖｃの影響を大きく受け、インバータ電圧Ｖｃが低い場合は、その要求トルクＴｎで比較的長い時間連続運転可能となる。従って、本願のようにインバータ電圧Ｖｃに応じて連続運転可能時間Ｔｉ０を求めておくことで、回転電機を可能な限り長く、要求トルクＴｎに従うように運転することができる。

次に、連続運転可能時間Ｔｉ０の経過後に実行する、トルク制限について説明する。
連続運転可能時間Ｔｉ０が経過してしまうと、連続運転可能トルクＴｃより高いトルク（例えば要求トルクＴｎ）で運転してきたインバータは一応の限界に達する。そこで、図８、図９に示すように、インバータの温度上昇を抑えるため、トルク制限をかける。即ち、現状で要求トルクＴｎを出力するように運転制御されている回転電機のトルクを、このトルクより低いトルク（制限トルクＴｒ）に制限する。そして、本願にあっては、このような制限トルクＴｒに関しても、インバータ電圧Ｖｃ及び冷却水温度ｔａに応じたものとする。即、制限トルクＴｒの要求トルクＴｎからの低減量△Ｔは、インバータ電圧Ｖｃあるいは冷却水温度ｔａが高い場合にその低減量を大きく、インバータ電圧Ｖｃあるいは冷却水温度ｔａが低い場合に、低減量を小さく設定する。このような制限トルクＴｒの好適例としては、先に説明した連続運転可能トルクＴｃを挙げることができる。このように連続運転可能トルクＴｃにトルクを制限することで、インバータの過熱を防止することができる。
結果、インバータの温度上昇を好適に抑えながら、回転電機の能力を充分に発揮させることができる。

ストール検出手段
ストール検出手段１６は、車両がストール状態であるか否かを検出する。先に説明したように、第２回転電機回転速度センサＳｅ２のセンサ出力に基づいて算出した第２回転電機ＭＧ２の回転速度Ｎの絶対値｜Ｎ｜が所定値Ｎ０（例えば３０ｒｐｍ）以下であり、かつ、当該回転電機ＭＧ２の要求トルクＴｎの絶対値が所定値以上である場合には、車両がストール状態であると判定し、それ以外の場合には、車両が非ストール状態であると判定する。

以下 これまで説明してきた車両駆動システム２００における回転電機ＭＧ１、ＭＧ２の運転制御に関して、本願がその対象とするトルク制限制御を図６、図７を参照しながら説明する。
図６、図７に示すフローは、車両に備えられるイグニッションキー（図示省略）のオン操作に伴って、キーがオフ操作されるまで所定時間間隔で逐次実行される処理フローである。同フローにおいて、図６は、走行条件決定手段１２による各回転電機ＭＧ１、ＭＧ２に対する要求回転数及要求トルクの決定、さらには、回転電機制御手段１４によるインバータ電圧Ｖｃの決定・出力処理を示したフローである。その他、システム内では、冷却水温度センサＳｅ９により冷却水温度も検出され、トルク制限制御の用に供される。図７は、主にトルク制限手段１５によるトルク制限制御に関する処理フローを示し、トルク制限手段１５によるトルク制限制御の処理にあっては、丸付き数字が示されている各段階で、その時点の対応する各種の情報が取り込まれる。丸付き数字１で示す情報は、順次、回転電機制御手段１４で求められるインバータ電圧Ｖｃの情報であり、丸付き数字２で示す情報は、順次、冷却水温度センサＳｅ９により検出される冷却水温度ｔａの情報であり、丸付き数字３で示す情報は、順次、走行条件決定手段１２により決定される回転電機ＭＧ１，ＭＧ２に対する要求トルクＴｎの情報である。

トルク制限制御は、逐次、車両の走行状態に対応して回転電機ＭＧ１、ＭＧ２に要求される要求トルクＴｎに対して、トルク制限手段１５がトルク制限制御の要否を判定し、必要と判定した場合は、回転電機ＭＧ１、ＭＧ２のトルクを、要求トルクＴｎより低い制限トルクＴｒ（例えば連続運転可能トルクＴｃ）まで低減することで、その制限制御を終えることとなる。

２−１ ．インバータ電圧指令・トルク指令の決定
図６に示すように、制御装置ＥＣＵには、車速センサＳｅ５から車両の速度情報が、アクセル操作検出センサＳｅ６からアクセルの操作情報が取り込まれ（ステップ＃１）、これら情報から車両の走行状態が検知され、要求駆動力決定手段１１により同時にその時点における要求駆動力が決定される（ステップ＃２）。そして、走行条件決定手段１２は、エンジンＥ及び各回転電機ＭＧ１，ＭＧ２で受け持つべき駆動力を決定する（ステップ＃３）。本願において問題とする回転電機ＭＧ１，ＭＧ２に関しては、それらの回転数とトルクが決定される。これら情報は回転電機制御手段１４に送られ（ステップ＃４−１、４−２）、回転電機制御手段１４で、各回転電機ＭＧ１、ＭＧ２について、それぞれ要求される回転数及びトルクを得るための第１電圧、第２電圧が算出される（ステップ＃５−１、５−２）。そして、求まった一対の第１電圧、第２電圧について、その高い側のインバータ電圧がインバータ電圧Ｖｃとされる（ステップ＃６）。一対の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２間において、高い側の電圧が必要となる少なくとも一方の回転電機の良好な運転を確保するためである。
そして、このようにして決定されたインバータ電圧Ｖｃ，各回転電機ＭＧ１、ＭＧ２に対する要求回転数および要求トルクＴｎは、適宜、トルク制限手段１５に送られる（ステップ＃７−１、７−２）

ここで、このインバータ電圧Ｖｃは、インバータＩｎに備えられる電圧変換部４で電圧変換の目標とされる電圧であり、さらに、本願においては、先にトルク制限手段１５において説明した、連続運転可能トルクＴｃ、連続運転可能時間Ｔｉ０及び、トルク制限を実行した場合にトルク制限の結果到達する制限トルクＴｒを決定する要素ともなる電圧である。
一方、図６の右側のフローチャートに示されているように、冷却水温度がトルク制限制御に必要となる情報として制御装置ＥＣＵに取得され、トルク制限手段１５側で利用可能となっている（ステップ＃１０）。

２−２．ストール判定
図７に示すトルク制限制御のメインフロー側では、ストール検出手段１６により、車両がストール状態であるか否かが判定される（ステップ＃２０）。そして、車両がストール状態に無い場合（ステップ＃２０：Ｎｏ）は、制御装置ＥＣＵは、別途得られている各回転電機ＭＧ１，ＭＧ２の要求回転数、要求トルクＴｎをインバータＩｎに出力し、同要求回転数、要求トルクＴｎに応じて各回転電機ＭＧ１，ＭＧ２を制御する。すなわち、制御装置ＥＣＵは特にトルク制限制御を行うことなく、走行条件決定手段１２により決定される走行条件に従って回転電機ＭＧ１、ＭＧ２を運転させる（ステップ＃２１）。

２−３ トルク制限制御
車両がストール状態である場合（ステップ＃２０；Ｙｅｓ）には、トルク制限手段１５は、トルク制限制御の要否を判定する。即、トルク制限手段１５は、車両のストール状態が開始した時点のインバータ電圧Ｖｃ、冷却水温度ｔａに基づいて、その時点の各回転電機ＭＧ１、ＭＧ２に対する要求トルクＴｎが連続運転可能トルクＴｃに等しいかより低いかを判定する（ステップ＃２２，２３）。従って、その要求トルクＴｎにてストール開始時点以降も回転電機ＭＧ１、ＭＧ２を連続的に運転制御し続けることが可能である否かを判定することとなる。具体的には、トルク制限手段１５は、ストール状態の判定と同時に、その時点のインバータ電圧Ｖｃ及び冷却水温度ｔａを参照し、これら情報から、図４に示すマップに従って、その要求トルクＴｎが、図４に示される連続運転可能トルクＴｃに等しいか、それより低いかを判定し、連続運転可能トルクＴｃより高ければ、連続運転は不能であると判定し、連続運転可能トルクＴｃに等しいか、それより低い場合は連続運転可能であると判定する（ステップ＃２３）。

要求トルクＴｎが連続運転可能なトルクである場合には（ステップ＃２３：Ｎｏ）、ストール状態といえども回転電機ＭＧ１、ＭＧ２に対する負荷が少なくスイッチング素子の通電量も少なく発熱量も小さいので、制御装置ＥＣＵは、その要求トルクＴｎにて回転電機ＭＧ１，ＭＧ２を運転制御する（ステップ＃２１）。
この構成によれば、インバータ電圧Ｖｃ及び冷却水温度ｔａに基づいて決まる連続運転可能トルクＴｃと要求トルクＴｎとを比較し、この比較結果に基づいて回転電機が要求トルクＴｎを発生するように運転制御されることとなる。従って、インバータＩｎの保護を充分図りながら、回転電機ＭＧ１，ＭＧ２を走行条件決定手段１２により決定された要求トルクＴｎに従って運転制御することができ、インバータＩｎの保護が確保された状態で、車両にとってトルク制限がかかっていない好適な走行状態を維持できる。

一方、要求トルクＴｎが連続運転可能トルクＴｃより高い場合には（ステップ＃２３：Ｙｅｓ）、回転電機ＭＧ１、ＭＧ２に対する負荷が多く、スイッチング素子の通電量も多く発熱量は大きいので、ストール開始時点の要求トルクＴｎにて、その要求トルクＴｎ、その時のインバータ電圧Ｖｃ、冷却水温度ｔａに基づいて決まる連続運転可能時間Ｔｉ０だけ回転電機ＭＧ１、ＭＧ２を制御する。具体的には、ストール開始時の要求トルクＴｎ、インバータ電圧Ｖｃ及び冷却水温度ｔａに基づいて、図５に示すようなマップに従って、その要求トルクＴｎの連続運転可能時間Ｔｉ０を求める（ステップ＃２４）。すなわち、ストール開始時点の要求トルクＴｎがＴｎ０であり、インバータ電圧がＶｃ０で、冷却水温度がｔａ０である場合には、図５から連続運転可能時間はｔｉｍｅ０であると求められる。これにより、インバータ電圧Ｖｃが低いほどその要求トルクＴｎでの連続運転可能時間Ｔｉ０が長く、冷却水温度ｔａが低いほどその要求トルクＴｎでの連続運転可能時間Ｔｉ０が長くなる。

そして、制御装置ＥＣＵは、求められた連続運転可能時間Ｔｉ０が経過するまで、ストール開始時の要求トルクＴｎにて回転電機ＭＧ１，ＭＧ２を制御する（ステップ＃２５，２６，２７）。具体的には、タイマが０であれば、タイマのカウントアップを開始して、タイマが連続運転可能時間Ｔｉ０に到達するまで（ステップ＃２６：Ｎｏ）、要求トルクＴｎにて回転電機ＭＧ１，ＭＧ２の運転制御を行う（ステップ＃２７）。

２−４ トルク低減
タイマが連続運転可能時間Ｔｉ０に到達すると（ステップ＃２６：Ｙｅｓ）、トルク制限手段１５は、要求トルクＴｎより低減されたトルクの制限トルクＴｒにて回転電機ＭＧ１，ＭＧ２を運転制御する。具体的には、現在の要求トルクＴｎより、インバータ電圧Ｖｃ及び冷却水温度ｔａに応じて求められる低減量△Ｔだけ低減された制限トルクＴｒを決定する（ステップ＃２８）。このような制限トルクＴｒとしては、先に説明した連続運転可能トルクＴｃを採用することとできる。
図４に示されるように連続運転可能トルクＴｃは、インバータ電圧Ｖｃ、冷却水温度ｔａに依存し、さらに、両者が低い程、連続運転可能トルクＴｃは高くなるため、所定の要求トルクＴｎから見ると、その低減量△Ｔは、インバータ電圧Ｖｃ、冷却水温度ｔａが低ければ小さく、高ければ大きくなる。当然、連続運転可能トルクＴｃより低いトルクとしてもよい。そして、制御装置ＥＣＵは、求めた制限トルクＴｒにて回転電機ＭＧ１、ＭＧ２を制御する（ステップ＃２９）。このようにして、回転電機ＭＧ１、ＭＧ２はトルクが低減された制限トルクで運転されることとなる。
後に、図８、図９で示すように、要求トルクＴｎから制限トルクＴｒへの移行に際しては、トルクの低減を徐々に行うこととしている。

３ トルク制限制御の実際
次に、上述したトルク制限制御を行う場合の時間領域における回転電機ＭＧ１、ＭＧ２のトルクの変化について説明する。説明においては、理解を容易とするため、インバータ電圧Ｖｃと冷却水温度ｔａとに関して、各々別々に説明する。図８は、インバータ電圧Ｖｃに高低がある場合を示しており、図９は、冷却水温度ｔａに高低がある場合に対応している。これらの図において、横軸は時間であり、縦軸はインバータ温度及びトルクを示している。また、横軸について０点はストールの発生時点に対応している。縦軸には、インバータに許容される温度の制限値としての温度制限値ｔｌを示している。さらに、横軸方向に延びる細実線は、回転電機ＭＧ１、ＭＧ２のトルクを示しており、要求トルクＴｎ及び制限トルクＴｒを示している。

３−１ インバータ電圧に従ったトルク制限制御
この図においてストール発生時には、インバータＩｎの温度が原点位置の温度となっている場合を示しており、インバータ電圧Ｖｃの高低に従って、温度上昇速度は異なったものとなる。

同図において、太破線がインバータ電圧Ｖｃが高く、温度上昇が急速に起こっている状態に対応している。この状態では、温度は短時間で温度制限値ｔｌに到達することとなる。よって、この場合の連続運転可能時間Ｔｉ０（ｔｉｍｅ１）は短い。太実線がインバータ電圧Ｖｃが低く、温度上昇が緩慢に起こっている状態に対応している。この状態では、温度は遅れて温度制限値ｔｌに到達する。よって、この場合の連続運転可能時間Ｔｉ０（ｔｉｍｅ２）はインバータ電圧Ｖｃが高い場合と比較して長い。

例えば、登坂路上の車両が自重による後退と回転電機ＭＧ２のトルクによる前進とのバランスがとれてストール状態になり、かつ、その時点の要求トルクＴｎがその時点のインバータ電圧Ｖｃに対する連続運転可能トルクＴｃより大きい場合、連続運転可能時間（ｔｉｍｅ１）が求められるとともに（ステップ２４）、タイマのカウントアップが開始される。タイマが連続運転可能時間（ｔｉｍｅ１）に到達するまでは、回転電機のトルクは要求トルクＴｎのまま維持される。

そして、タイマが連続運転可能時間（ｔｉｍｅ１）に到達すると、制限トルクＴｒ１が決定され、回転電機のトルクは制限トルクＴｒ１まで徐々に低下される。

インバータ電圧Ｖｃが低い場合もほぼ同様の経過を辿るが、インバータ電圧Ｖｃが低い場合は、先に示したように連続運転可能時間（ｔｉｍｅ２）が長くなり、さらに、制限トルクＴｒ２は、インバータ電圧Ｖｃが高い場合の制限トルクＴｒ１より高いトルク（但し、当然に要求トルクＴｎよりは低い）とされる。そして、連続運転可能時間（ｔｉｍｅ２）が経過すると、回転電機のトルクが、要求トルクＴｎから制限トルクＴｒに低下される。

従って、インバータ電圧Ｖｃが低い程、本来、回転電機ＭＧ２に要求される要求トルクＴｎで長い時間（連続運転可能時間）だけ走行が可能となり、さらに、当該要求トルクＴｎに対応する連続運転可能時間Ｔｉ０の経過後も、要求トルクＴｎに近いトルクで回転電機ＭＧ２を運転可能である。これは、ハイブリッド車両にとって、エンジンＥを最適燃費の好適な状態で運転しながら、回転電機ＭＧ２に要求される要求トルクＴｎで運転できる時間が、従来より格段に広がることを意味しており、大変有利である。

３−２ 冷却水温度に従ったトルク制限制御
冷却水温度ｔａが異なる状況では、通常、インバータＩｎの温度が異なった状況となっているのが一般的である。そこで、図９では、冷却水温度ｔａが高い場合と低い場合とで、ストールの発生時点でのインバータの温度に高低がある状態を示している。

同図において、太破線が、冷却水温度ｔａが高くストール発生時点でのインバータの温度が高い状態を示し、太実線が、冷却水温度ｔａが低くストール発生時点でのインバータの温度が低い状態を示している。冷却水温度ｔａが高い場合には、冷却水温度ｔａが低い場合と比べ、温度の上昇速度は高くなっている。
さて、冷却水温度ｔａが高い状態では、温度は短時間で温度制限値ｔｌに到達する。よって、この場合の連続運転可能時間Ｔｉ０（ｔｉｍｅ３）は短い。一方、冷却水温度ｔａが低い状況では、元来インバータの温度が低いため、温度は遅れて温度制限値ｔｌに到達することとなる。よって、この場合の連続運転可能時間Ｔｉ０（ｔｉｍｅ４）は冷却水温度高い場合と比較して長い。

さて、例えば、登坂路上の車両が自重による後退と回転電機ＭＧ２のトルクによる前進とのバランスがとれてストール状態になり、かつ、その時点の要求トルクＴｎがその時点の冷却水温度ｔａに対する連続運転可能トルクＴｃより大きい場合、連続運転可能時間（ｔｉｍｅ３）が求められるとともに（ステップ＃２４）、タイマのカウントアップが開始される。タイマが連続運転可能時間（ｔｉｍｅ３）に到達するまでは、回転電機のトルクは要求トルクＴｎとされる。そして、連続運転可能時間（ｔｉｍｅ３）に到達すると、制限トルクＴｒ３が決定され、回転電機のトルクは制限トルクＴｒ３まで徐々に低下される。

冷却水温度ｔａが低い場合もほぼ同様の経過を辿るが、冷却水温度ｔａが低い場合は、先に示したように連続運転可能時間（ｔｉｍｅ４）が長くなり、さらに、制限トルクＴｒ４は、冷却水温度ｔａが高い場合の制限トルクＴｒ３と比較して高いトルクとされる。そして、連続運転可能時間（ｔｉｍｅ４）が経過すると、回転電機のトルクが、要求トルクＴｎから制限トルクＴｒ４に低下される。
従って、冷却水温度ｔａが低い程、本来、回転電機ＭＧ２に要求される要求トルクＴｎで長い時間（連続運転可能時間）だけ走行が可能となり、さらに、当該要求トルクＴｎに対応する連続運転可能時間Ｔｉ０の経過後も、要求トルクＴｎに近いトルクで回転電機を運転可能である。これは、ハイブリッド車両にとって、エンジンを最適燃費の好適な状態で運転しながら、回転電機に要求される要求トルクで運転できる時間帯が従来より格段に広がることを意味しており、大変有利である。

これまでの説明では、インバータ電圧Ｖｃと冷却水温度ｔａとを、別々に説明したが、両者を考慮する場合は、冷却水温度が異なる要因は、図９に示すように縦軸側の温度切片の位置が異なること、また、傾斜角が異なることに対応する。一方、図８の傾斜線で示す温度挙動において、インバータ電圧の相違は、温度増加速度の差異として現れる。即、図８に異なった傾斜の線として記載されているように、傾斜角度が異なることとなり、結果的に、冷却水温度に応じて縦軸切片及び傾斜が異なり、インバータ電圧に応じて傾斜の異なった温度傾斜線が引かれることとなる。結果、温度制限値に到達する時間が、その温度傾斜線に応じて決まることとなり、要求トルクから制限トルクへのトルク制限制御を実行可能であるとともに、制限トルクに関しても、インバータ電圧、冷却水温度に応じて、適切なトルクが設定される。

〔別実施形態〕
（１） 上記の実施形態にあっては、車両が駆動源として回転電機と、この回転電機以外の駆動源（エンジン）を備えたハイブリッド車両である例を示したが、本願の対象は、インバータにより駆動制御される回転電機を備えたシステムを対象とするため、駆動源が回転電機のみであってもよい。即ち、車両として所謂回転電機を駆動源とする電気車両にも適用できる。

（２） 上記の実施形態にあっては、ハイブリッド車両に一対の回転電機を備え、一方の回転電機がモータとして、他方の回転電機がジェネレータとして働く例を示したが、単一の回転電機を備え、この回転電機がモータと働くモードを備えた、任意のハイブリッド車両に本願は適用できる。

（３） 上記の実施形態にあっては、ストール状態の発生を条件として、トルク制限制御をかける例を示したが、本願の目的は、インバータの保護、特にスイッチング素子個々の保護を目的とするため、ストール状態の発生を要件とするものではなく、ストール状態となっていない一般的な走行状態でも、インバータの適切な保護を目的として、制御装置（具体的には本願にいう、回転電機に対して要求されるトルクを導出する走行条件決定手段、及びトルク制限手段）を備えたシステムに採用できる。

（４） 上記の実施形態にあっては、トルク制限制御を開始する基準として「連続運転可能トルク」を基準としたが、例えば、この連続運転可能トルクに対して、一定の範囲内にあるトルクをトルク制限制御開始トルクとして設定し、このトルク制限制御開始トルクを基準として、トルク制限制御を開始しても良い。

（５） 上記の実施形態にあっては、トルク制限制御として「連続運転可能時間」の経過後にトルクを低減するものとしたが、連続運転可能時間の経過を待つことなく、トルク低減を行うものとしても良い。
（６） 上記の実施形態にあっては、トルク低減を行うに「連続運転可能トルク」以下にトルクを低減する例を示した、現状で走行している要求トルクより低いトルクであれば、任意のトルクを制限トルクを採用することで、ある程度のインバータ保護を図ることができる。
（７） 上記の実施形態にあっては、「連続運転可能トルク」、「連続運転可能時間」を予め求められているマップから求める例を示したが、予め求められている演算式から求めるものとしてもよい。

できるだけトルク制限を施すことなく、回転電機に求められる運転条件で回転電機を運転可能で、且つ、回転電機を制御するインバータの十分な保護を図ることができる回転電機制御システムを得ることができた。

本願に係る車両駆動システムの駆動系の概略を示す図 本願に係る車両駆動システムの回転電機制御系の概略を示す図 本願に係る車両駆動システムの全体の概略を示す図 連続運転可能トルクのマップを示す図 連続運転可能時間のマップを示す図 インバータ電圧の導出フローを示す図 トルク制限制御のフローを示す図 インバータ電圧に高低がある場合のトルク制限制御状態を示す図 冷却水温度に高低がある場合のトルク制限制御状態を示す図 バッテリ充電時のトルク・回転数の変化領域を示す図 ストール時のトルク・回転数の変化領域を示す図

４ 電圧変換部
５ 周波数変換部
１１ 要求駆動力決定手段
１２ 走行条件決定手段
１３ エンジン制御手段
１４ 回転電機制御手段
１５ トルク制限手段
１６ ストール検出手段
Ｂ バッテリ
Ｅ エンジン
Ｉｎ インバータ
ＭＧ１ 第１回転電機
ＭＧ２ 第２回転電機
Ｐ１ 動力分配機構
Ｗ 車輪

Claims (5)

1. 直流電源と、車両用の交流駆動式の回転電機と、前記直流電源と前記回転電機との間に介在され、前記回転電機を流れる電流を制御するインバータを備え、
   前記回転電機に要求される回転数である要求回転数及び要求されるトルクである要求トルクを決定する制御装置を備え、
   前記制御装置により決定される前記要求回転数及び前記要求トルクに基づいて、前記インバータが働く車両駆動システムであって、
   車両のストール状態を検出するストール検出手段と、前記回転電機のトルクを制限するトルク制限手段と、前記インバータを冷却する冷却手段とを備え、
   前記インバータは電圧変換部と周波数変換部とを含み、前記要求回転数及び前記要求トルクに基づいて、前記電圧変換部は前記直流電源から供給される直流電圧を昇圧してインバータ電圧を生成し、前記周波数変換部は前記インバータ電圧を交流電圧として前記回転電機に供給可能であり、
   前記冷却手段は、前記電圧変換部及び前記周波数変換部を降温するための熱交換器と、前記熱交換器の内部に形成されて冷却水が流通する通路であって、前記電圧変換部及び前記周波数変換部に共通の冷却水通路と、前記冷却水通路の入口に設けられて前記冷却水の温度である冷却水温度を検出する冷却水温度検出センサとを有し、
   前記トルク制限手段は、前記回転電機を連続して運転しても前記周波数変換部の温度の上昇を防止可能なトルクであって、かつ、前記インバータ電圧及び前記冷却水温度の両者が高い程低くなり、前記インバータ電圧及び前記冷却水温度の両者が低い程高くなり、さらに、前記冷却水温度が一定である場合には前記インバータ電圧が高い程低くなり前記インバータ電圧が低い程高くなるように連続的に変化するトルクとして、連続運転可能トルクを設定し、
   前記連続運転可能トルクより前記要求トルクが高い場合であって前記ストール検出手段により車両がストール状態にあると検出された場合に、前記トルク制限手段が、前記回転電機のトルクを制限するトルク制限制御を実行し、
   前記連続運転可能トルクより前記要求トルクが低い場合に、前記回転電機は前記要求トルクに従って運転される車両駆動システム。
2. 前記トルク制限制御を実行するに、前記トルク制限手段は、前記連続運転可能トルク以下のトルクである制限トルクに、前記回転電機のトルクを制限する請求項１記載の車両駆動システム。
3. 前記トルク制限制御を実行するに、前記トルク制限手段は、前記インバータ電圧に応じて変更される連続運転可能時間の経過後に、前記要求トルクより低いトルクである制限トルクに、前記回転電機のトルクを制限する請求項１記載の車両駆動システム。
4. 前記インバータ電圧が高い程、短い時間が前記連続運転可能時間とされる請求項３記載の車両駆動システム。
5. 前記要求トルクから前記制限トルクにトルクを低減するに、トルクを経時的に連続して変化させる請求項２〜４のいずれか一項記載の車両駆動システム。

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