JP5413440B2 - 回転機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車載主機としての回転機と、該回転機に接続される電力変換回路と、前記回転機および前記電力変換回路を循環する循環経路に冷却流体を循環させる冷却装置とを備える車両に適用され、前記回転機を制御対象とする回転機の制御装置に関する。

たとえば下記特許文献１に見られるように、モータに接続されたインバータの温度が高い場合、モータのトルクを制限する装置も提案されている。この装置によれば、インバータの温度が高い場合、これを構成するスイッチング素子等の発熱量を抑制することができ、ひいてはインバータの温度が過度に高くなる事態を回避することができる。

特開２００６−２１１８８６号公報

ところで、上記の場合、インバータの温度情報を迅速に制御装置に伝達する手段が必要となる。ここで車載インバータ等は、通常、インバータを操作する制御装置とは基準電位が相違するため、上記情報を伝達させる経路には、フォトカプラ等の絶縁通信手段や、絶縁通信手段を介して情報を伝達するのにふさわしい信号に変調する処理手段等が必要となる。

一方、モータの通常の走行時において、上記トルク制限をすべき温度とならないように冷却装置を構成することが可能であり、この場合、必ずしも制御装置にインバータの温度情報を迅速に伝達する手段を必要としない。ただし、こうした場合であっても、冷却装置の冷却流体の循環を開始した直後にあっては、インバータの温度が過度に上昇しやすい。これに対し、こうした事態にまで対処可能な冷却装置を用いることは、冷却装置の大型化や、消費電力の増加等を招くおそれがある。

本発明は、上記課題を解決する過程でなされたものであり、その目的は、車載主機としての回転機と、該回転機に接続される電力変換回路と、前記回転機および前記電力変換回路を循環する循環経路に冷却流体を循環させる冷却装置とを備える車両に適用され、前記回転機を制御対象とする新たな回転機の制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、車載主機としての回転機と、該回転機に接続される電力変換回路と、前記回転機および前記電力変換回路を循環する循環経路に冷却流体を循環させる冷却装置とを備える車両に適用され、前記回転機を制御対象とする回転機の制御装置において、前記循環経路内の前記冷却流体の循環開始タイミングとなることを条件に前記回転機に対する通電量を制限する制限手段と、前記制限手段による制限の開始から所定期間が経過することで前記制限を解除する解除手段と、を備えることを特徴とする。

冷却流体の循環が停止される場合、回転機が停止したとしても、回転機付近の冷却流体の温度が、冷却流体が循環しているときの最高温度よりも上昇しうる。こうした状況下、冷却流体の循環を開始すると、電力変換回路付近の冷却流体の温度が一時的に上昇する。このため、正常時において、回転機に最大電流が流れた場合に冷却流体の温度が最高値となるのは、循環開始直後となる可能性がある。こうした事態に対処すべく、冷却装置の冷却能力を増大させる場合には、冷却能力の大型化や消費電力の増大等の問題を招く。この点、上記発明では、循環開始から所定期間に限って通電制限を行なうことで、こうした問題に対処しつつも、回転機の出力制限がなされる期間を限定的なものとすることができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制限手段は、前記回転機の通電量の絶対値をゼロよりも大きい規定値以下に制限するものであることを特徴とする。

上記発明では、制限手段による制限処理を回転機のトルクの生成自体は許容される処理とすることで、冷却流体の循環開始時から回転機を駆動することが可能となる。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記所定期間は、予め定められた長さを有する固定時間であることを特徴とする。

上記発明では、解除手段の構成を簡素化することができる。

請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記所定期間は、前記循環開始タイミングから規定時間経過した後であって且つ、前記電力変換回路を構成するスイッチング素子の温度および該スイッチング素子との熱エネルギの授受を行なう物質の温度の少なくとも一方が規定温度以下となるまでの期間であることを特徴とする。

上記発明では、スイッチング素子の温度等を参照することで、解除タイミングをより適切に設定することができる。

請求項５記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記冷却流体の循環開始時における前記回転機の付近の前記冷却流体の温度情報を取得する取得手段を備え、前記解除手段は、前記取得手段によって取得された温度情報を入力として、前記回転機の付近の温度に応じて前記所定期間の長さを変更する変更手段を備えることを特徴とする。

冷却流体の循環開始時における回転機の付近の冷却流体の温度が高いほど、循環開始後に電力変換回路付近を循環する冷却流体の温度が上昇する。このため、電力変換回路付近の温度が高くなる期間自体も、冷却流体の循環開始時における回転機の付近の冷却流体の温度が高いほど長くなると考えられる。上記発明では、この点に鑑み、変更手段を備えることで、解除タイミングをより適切に設定することができる。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、前記制限手段は、前記循環開始タイミングとなるたび毎に前記回転機のトルクを制限することを特徴とする。

上記発明では、制限手段の構成を簡素化することができる。

請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発明において、前記冷却流体の循環開始時における前記回転機の付近の前記冷却流体の温度情報を取得する取得手段を備え、前記制限手段は、前記循環開始タイミングとなった場合であっても、前記取得手段によって取得された温度情報を入力として、前記回転機の付近の温度が所定以下であると判断されることを条件に、前記制限の実行を禁止する禁止手段を備えることを特徴とする。

冷却流体の循環開始時における回転機の付近の冷却流体の温度が低い場合、循環開始後に電力変換回路付近を循環する冷却流体の温度が、冷却流体の循環が定常的になされた場合の最大値よりも上昇しないことがある。上記発明では、この点に鑑み、禁止手段を備えることで、不必要な制限がなされることを回避することができる。

請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、前記取得手段は、前記電力変換回路を構成するスイッチング素子の温度および該スイッチング素子との熱エネルギの授受を行なう物質の温度について、前記循環開始タイミングの直近の過去の車両停止時における値を前記温度情報として取得することを特徴とする。

循環開始タイミングの直近の過去の車両停止時において電力変換回路を構成するスイッチング素子の温度等が低い場合、車両停止時における回転機付近の冷却流体の温度も過度に高くないと考えられる。そしてこの場合、冷却流体の循環開始時における回転機付近の冷却流体の温度は低いと考えられる。このように、直近の過去の車両停止時におけるスイッチング素子の温度等は、冷却流体の循環開始時における回転機付近の冷却流体の温度と相関を有する。

請求項９記載の発明は、請求項７記載の発明において、前記取得手段は、前記電力変換回路を構成するスイッチング素子の温度および該スイッチング素子との熱エネルギの授受を行なう物質の温度について、前記循環開始タイミングにおける値と該タイミングの直近の過去の車両停止時における値との差を前記温度情報として取得することを特徴とする。

上記温度の差が大きいほど、車両停止から時間が経過していると考えられる。そして車両停止時から時間が経過することで、回転機付近の冷却流体の温度も低下する。このため、上記差は、冷却流体の循環開始時における回転機付近の冷却流体の温度と相関を有する。

請求項１０記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記車両には、車載主機としての内燃機関が搭載され、前記冷却流体の循環開始時における前記回転機の付近の前記冷却流体の温度情報を取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された温度情報を入力とし、前記回転機の付近の温度が高い場合、前記内燃機関を始動させる始動手段とを備え、前記制限手段は、前記車両に要求される動力に基づき、前記内燃機関および前記回転機のそれぞれの出力を定める手段、および前記始動手段を備えることを特徴とする。

車載主機として回転機に加えて内燃機関を備える場合、回転機に要求される動力は、車両に要求される動力から内燃機関に割り当てられる動力を除いたものに応じて定まることとなる。このため、冷却流体の循環開始時に内燃機関を始動するなら、回転機に要求される動力を低減することができ、ひいては通電量を制限することができる。しかも、この処理を回転機付近の温度が高い場合に限ることで、循環開始後に電力変換回路付近を循環する冷却流体の温度が、冷却流体の循環が定常的になされた場合の最大値よりも上昇しない状況下においては、上記制限手段を構成する目的で内燃機関を始動する必要も生じない。

第１の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかるトルク制限処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかるトルク制限を示す図。 同実施形態の効果を示す図。 第２の実施形態にかかるトルク制限処理の手順を示す流れ図。 第３の実施形態にかかるトルク制限処理の手順を示す流れ図。 第４の実施形態にかかるトルク制限処理の手順を示す流れ図。 第５の実施形態にかかるトルク制限処理の手順を示す流れ図。 第６の実施形態にかかるトルク制限処理の手順を示す流れ図。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明にかかる回転機の制御装置をパラレルハイブリッド車に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。

図示されるように、モータジェネレータ１０は、車載主機としての３相の電動機兼発電機であり、駆動輪１４に機械的に連結されている。すなわち、モータジェネレータ１０の回転軸１０ａは、電子制御式のクラッチＣ１およびたとえば無段変速装置（ＣＶＴ）等を備えるトランスミッション１２を介して駆動輪１４に機械的に連結されている。なお、本実施形態では、モータジェネレータ１０として、埋め込み磁石同期機（ＩＰＭＳＭ）を想定している。

モータジェネレータ１０の回転軸１０ａは、さらに電子制御式のクラッチＣ２を介して内燃機関（エンジン１６）に機械的に連結されている。

上記モータジェネレータ１０は、直流交流変換回路（インバータ２０）を介して、正常時の開放端電圧がたとえば百Ｖ以上となる高電圧バッテリ３０に接続されている。インバータ２０は、高電圧バッテリ３０の正極およびモータジェネレータ１０の端子を接続するスイッチング素子Ｓ￥ｐ（￥＝ｕ，ｖ，ｗ）と、高電圧バッテリ３０の負極およびモータジェネレータ１０の端子を接続するスイッチング素子Ｓ￥ｎとを備えている。これら各スイッチング素子Ｓ￥＃（￥＝ｕ，ｖ，ｗ；＃＝ｐ，ｎ）として、本実施形態では、絶縁ゲートバイポーラトランジスタを例示しており、これらにはそれぞれダイオードＤ￥＃が逆並列に接続されている。

上記スイッチング素子Ｓ￥＃の開閉制御端子（ゲート）には、駆動回路２２が接続されており、駆動回路２２には、スイッチング素子Ｓ￥＃のオン操作指令およびオフ操作指令のための信号（操作信号ｇ￥＃）が外部から入力される。これにより、駆動回路２２では、スイッチング素子Ｓ￥＃のゲートに印加する電圧を操作することで、スイッチング素子Ｓ￥＃のオン操作処理およびオフ操作処理を行なう。

上記スイッチング素子Ｓ￥＃付近には、スイッチング素子Ｓ￥＃およびダイオードＤ￥＃の温度を検出する感温ダイオードＳＤが設けられている。感温ダイオードＳＤは、その出力電圧Ｖｓｄを温度の検出信号とするものであり、出力電圧Ｖｓｄは、コンパレータ２４に取り込まれる。コンパレータ２４では、出力電圧Ｖｓｄが閾値電圧Ｖｔｈ以下となることで、スイッチング素子Ｓ￥＃を強制的にオフ状態とするためのフェール信号ＦＬを駆動回路２２に出力する。これにより、スイッチング素子Ｓ￥＃やダイオードＤ￥＃の温度が過度に高い温度になる場合、スイッチング素子Ｓ￥＃がオフ状態とされる。すなわち、許容上限温度Ｔｓｔｈに対応する感温ダイオードＳＤの出力電圧Ｖｓｄに応じて閾値電圧Ｖｔｈを設定すると、感温ダイオードＳＤの出力電圧Ｖｓｄが温度と負の相関を有するものであることから、閾値電圧Ｖｔｈ以下である場合、許容上限温度Ｔｓｔｈ以上であるとして、スイッチング素子Ｓ￥＃がオフ状態とされる。

上記モータジェネレータ１０およびインバータ２０は、液状（非圧縮性）の冷却流体５２によって冷却される。すなわち、本実施形態にかかる冷却装置は、電動式のポンプ５０によって、ラジエータ５６、モータジェネレータ１０、インバータ２０およびインタークーラ５４の経路を冷却流体５２が循環する。これにより、モータジェネレータ１０やインバータ２０が冷却されることとなる。特に、本実施形態では、冷却流体５２の循環が定常的になされている場合、インバータ２０を構成するスイッチング素子Ｓ￥＃等の温度が許容上限温度Ｔｓｔｈ以上とならないように冷却装置の冷却能力を設定している。

上記インバータ２０は、モータジェネレータ１０を制御対象とする電子制御装置（ＭＧＥＣＵ４０）によって制御される。ＭＧＥＣＵ４０は、中央処理装置（ＣＰＵ４２）とメモリ４４とを備えており、メモリ４４に記憶されたプログラムをＣＰＵ４２によって実行するソフトウェア処理手段である。ＭＧＥＣＵ４０では、モータジェネレータ１０のトルクをトルク指令値Ｔｒｑ＊に制御すべく、操作信号ｇ￥＃を生成して、インバータ２０に出力する。

一方、上記ポンプ５０は、冷却流体５２を制御対象とする電子制御装置（ＣＥＣＵ５９）によって操作される。ＣＥＣＵ５９は、冷却流体５２の温度Ｔｃを検出する温度センサ５８の検出値を入力する機能や、ポンプ５０に駆動信号ｍｐを出力する機能を有する。なお、本実施形態では、温度センサ５８の温度検出箇所を、ラジエータ５６の下流であって且つモータジェネレータ１０の上流としている。

ＨＶＥＣＵ６０は、車両の走行許可スイッチや、アクセル操作部材（アクセルセンサを含む）、表示パネル等のマンマシーンインターフェースとの通信が可能な電子制御装置である。ＨＶＥＣＵ６０は、中央処理装置（ＣＰＵ６２）とメモリ６４とを備えており、メモリ６４に記憶されたプログラムをＣＰＵ６２によって実行するソフトウェア処理手段である。なお、本実施形態では、ＨＶＥＣＵ６０や、ＭＧＥＣＵ４０、ＣＥＣＵ５９の基準電位を高電圧バッテリ３０の基準電位とは相違する電位（車体電位）としている。詳しくは、高電圧バッテリ３０の正極電位および負極電位の中央値を車体電位としている。

上記走行許可スイッチは、ユーザによって操作されるものや、携帯機器を備えてこれが車両に近接することでオンとなる手段等、ユーザによる車両走行の意思に応じてオンとなるスイッチである。ＨＶＥＣＵ６０では、走行許可スイッチがオンとなることで、ＭＧＥＣＵ４０やＣＥＣＵ５９にレディー信号Ｓｒを出力する。ＣＥＣＵ５９では、レディー信号Ｓｒの入力をトリガとして、ポンプ５０を起動する。一方、ＭＧＥＣＵ４０では、レディー信号Ｓｒの入力後、ＨＶＥＣＵ６０からのトルク指令値Ｔｒｑ＊に応じて、モータジェネレータ１０のトルクを制御すべく、インバータ２０を操作する。

ところで、冷却流体５２の循環開始直後にあっては、インバータ２０付近の冷却流体５２の温度が、定常的な循環状態における最高温度を上回るおそれがある。これは、車両停止直前のモータジェネレータ１０の運転領域が高負荷運転領域である場合等に、車両停止後におけるモータジェネレータ１０付近の冷却流体５２の温度がモータジェネレータ１０からの熱を受け取ることで上昇することに起因したものである。すなわち、モータジェネレータ１０付近の冷却流体の温度が、車両走行時における温度よりも高くなった後、これが周囲との熱的な平衡状態へと収束するよりもかなり前に冷却流体５２の循環が再開される場合、高温の冷却流体５２がインバータ２０付近を通過することでその部分の温度が上昇する。

こうした状況下、モータジェネレータ１０を流れる電流が大きくなる場合、スイッチング素子Ｓ￥＃等の温度が上記許容上限温度Ｔｓｔｈ以上に上昇するおそれがある。もっとも、こうした事態は、冷却装置の駆動能力（ポンプ５０の吐出量等）を大きくしたり、車両停止後においても所定期間にわたって冷却流体５２を循環させたりすることで回避することが可能である。しかし、冷却流体５２の循環開始直後に限って生じうる問題に対処すべく、ハードウェア手段の大型化を伴う駆動能力の増大を図るのは、ハードウェア手段の利用効率の面で得策ではない。また、車両停止後においても所定期間にわたって冷却流体５２を循環させることは、消費電力の増大やユーザに違和感を与えるおそれ等がある。

そこで本実施形態では、冷却流体５２の循環開始タイミングからの所定期間に限ってモータジェネレータ１０の通電量を制限する。こうした対処によって、冷却装置の大型化を回避しつつも、スイッチング素子Ｓ￥＃の過度の温度上昇を回避することができる。しかも、こうした処理がドライバビリティに与える影響は限定的である。すなわち、モータジェネレータ１０の通電量が制限されることでトルクが制限されることとなるものの、冷却流体５２の循環開始初期にモータジェネレータ１０に対するトルク指令値Ｔｒｑ＊が過度に大きくなる事態が生じる蓋然性は比較的低い。

図２に、モータジェネレータ１０のトルク制限処理の手順を示す。この処理は、ＭＧＥＣＵ３０によって、たとえば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、トルクの制限処理が行われているか否かを示すフラグＦが「１」であるか否かを判断する。フラグＦは、「１」となることでトルクの制限処理を行っている旨を示す。ステップＳ１０においてフラグＦが１でないと判断される場合、ステップＳ１２において、レディー信号Ｓｒがオン状態に切り替わったか否かを判断する。この処理は、冷却流体５２の循環が開始されたか否かを判断するためのものである。そしてステップＳ１２において肯定判断される場合、ステップＳ１４において、フラグＦを「１」として且つ、ＨＶＥＣＵ６０から入力されるトルク指令値Ｔｒｑ＊をガード処理するためのトルクガード値ＭＡＸＴｒｑを、起動時制限値Ｔｒｑｔｈ２とする。

ここで、起動時制限値Ｔｒｑｔｈ２は、図３に示すように、冷却流体５２が定常的に循環しているときの制限値（通常時制限値Ｔｒｑｔｈ１）よりも小さい値となっている。起動時制限値Ｔｒｑｔｈ２によるガード処理がなされる場合、通常時制限値Ｔｒｑｔｈ１による制限がなされる場合と比較して、モータジェネレータ１０の通電量が制限され、ひいてはインバータ２０を構成するスイッチング素子Ｓ￥＃やダイオードＤ￥＃を流れる電流が制限される。これにより、スイッチング素子Ｓ￥＃やダイオードＤ￥＃の導通損失や、スイッチング素子Ｓ￥＃のスイッチング損失を低減することができる。なお、図３では、モータジェネレータ１０の電気角速度ωがある値以下である領域では、トルクがガード値に一致するものの、ある値よりも高回転領域では、電気角速度ωの上昇とともにトルクが漸減している。これは、電気角速度ωの上昇に伴って誘起電圧が大きくなることから、インバータ２０の入力電圧によって実現可能なトルクが低下するためである。

なお、起動時制限値Ｔｒｑｔｈ２による制限処理は、トルクガード値ＭＡＸＴｒｑを変数として、これに起動時制限値Ｔｒｑｔｈ２を代入する処理とすればよい。もっとも、これに代えて、電気角速度ωとトルクガード値ＭＡＸＴｒｑとの関係を定めたマップを、起動時制限値Ｔｒｑｔｈ２によるものと、通常時制限値Ｔｒｑｔｈ１によるものとの２通り用意することで行なう処理としてもよい。

先の図２に示したステップＳ１４の処理が完了する場合や、ステップＳ１０において肯定判断される場合には、ステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６においては、トルク制限処理の実行期間を計時するカウンタＣをインクリメントする。続くステップＳ１８においては、カウンタＣの値が閾値Ｃｔｈ以上であるか否かを判断する。この処理は、トルク制限処理を解除する条件が成立したか否かを判断するためのものである。ここで、閾値Ｃｔｈは、トルク制限を解除してもスイッチング素子Ｓ￥＃やダイオードＤ￥＃の温度が閾値温度Ｔｔｈを超えないと想定される時間に対応する値に設定される。この時間は、たとえば１５秒以下とすればよく、より望ましくは１０秒以下とすればよい。また、３秒以上とすることが望ましく、より望ましくは５秒以上とすることが望ましい。

そして、ステップＳ１８において肯定判断される場合、ステップＳ２０においてフラグＦやカウンタＣを初期化するとともに、トルクガード値ＭＡＸＴｒｑを通常時制限値Ｔｒｑｔｈ１に変更する。

なお、上記ステップＳ２０の処理が完了する場合や、ステップＳ１２，Ｓ１８の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。

図４に、本実施形態の効果を示す。

図示されるように、走行許可スイッチがオンとなった後（図中、ＩＧＯＮ）、レディー信号Ｓｒがオンとなることで、冷却流体５２の循環が開始される。そしてこれにより、モータジェネレータ１０付近の冷却流体５２からの受熱に起因してスイッチング素子Ｓ￥＃やダイオードＤ￥＃の温度Ｔｓが上昇する。しかし、トルクガード値ＭＡＸＴｒｑが起動時制限値Ｔｒｑｔｈ２とされているため、スイッチング素子Ｓ￥＃やダイオードＤ￥＃の発熱を低減することができ、図中実線に示すように、温度Ｔｓが許容上限温度Ｔｓｔｈに達することはない。これに対し、冷却流体５２の循環開始時から通常時制限値Ｔｒｑｔｈ１を用いる場合には、図中、一点鎖線にて示すように、温度Ｔｓが許容上限温度Ｔｓｔｈを超えるおそれがある。

このように、本実施形態では、冷却流体５２の循環開始タイミングからの所定期間に限ってトルク制限を行なうことで冷却装置の大型化等を回避しつつも、スイッチング素子Ｓ￥＃やダイオードＤ￥＃の過度の温度上昇を回避することができる。特に、冷却流体５２の循環開始の都度トルク制限を行なうことで、その制御を簡素化することができることに加えて、インバータ２０とＭＧＥＣＵ４０との通信系を簡素化することができる。これに対し、感温ダイオードＳＤの検出値に応じてトルク制限処理を行なう場合、これをＭＧＥＣＵ４０に取り込むべく、フォトカプラ等の絶縁通信手段を備えるハードウェア手段が必要となる。
＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図５に、本実施形態にかかるトルク制限処理の手順を示す。この処理は、ＭＧＥＣＵ４０によって、たとえば所定周期でくり返し実行される。なお、図５において、先の図２に示した処理に対応するものについては、便宜上同一の符号を付している。

図中、ステップＳ１８ａに示されるように、本実施形態では、トルク制限処理を解除する条件を、（ア）カウンタＣの値が閾値Ｃｔｈ以上である旨の条件と、（イ）カウンタＣの値が閾値Ｃｔｈよりも小さいプレ閾値Ｃｔｈ１以上であって且つ、冷却流体５２の温度Ｔｃが規定温度Ｔｃｔｈよりも低い旨の条件との論理和が真であることとする。ここで、（イ）の条件を設けたのは、冷却流体５２の温度Ｔｃが低い場合には、トルク制限処理を早期に解除するためである。なお、上記（イ）の条件において、プレ閾値Ｃｔｈ１に対応する時間が経過していることが条件となっているのは、モータジェネレータ１０の停止時にその付近にあった冷却流体５２の熱によって温度センサ５８付近の温度が上昇するタイミングと冷却流体５２の循環開始時とのタイムギャップを考慮したためである。
＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図６に、本実施形態にかかるトルク制限処理の手順を示す。この処理は、ＭＧＥＣＵ４０によって、たとえば所定周期でくり返し実行される。なお、図６において、先の図２に示した処理に対応するものについては、便宜上同一の符号を付している。

この一連の処理では、まずステップＳ３０において、走行許可スイッチ（図中、ＩＧ）がオン状態からオフ状態に切り替えられたか否かを判断する。そして、肯定判断される場合、ステップＳ３２において、そのときに検出される冷却流体５２の温度Ｔｃを停止時温度Ｔｃ０として記憶する。これは、たとえば先の図１に示したメモリ４４に記憶する処理とすればよい。ただし、ここでのメモリ４４は、給電の有無に関わらずデータを保持するメモリ（不揮発性メモリ）とすることが望ましい。もっとも、これに代えて、ＭＧＥＣＵ４０の起動の有無に関わらず給電状態とされるバックアップＲＡＭ等としてもよい。さらに、メモリ４４に代えて、ＨＶＥＣＵ６０のメモリ６４に記憶してもよく、また双方に記憶してもよい。

一方、ステップＳ３０において否定判断される場合、先の図２に示したステップＳ１０以降の処理を行なう。ただし、ステップＳ１８ａでは、閾値Ｃｔｈを、停止時温度Ｔｃ０が高いほど大きい値に設定する。これは、停止時の温度が高いほど、冷却流体５２の循環開始時におけるモータジェネレータ１０付近の冷却流体５２の温度が高くなる蓋然性が大きくなり、ひいてはインバータ２０付近の温度が過度に大きくなり得る事態の解消までに要する時間が長くなることに鑑みたものである。

このように本実施形態では、停止時温度Ｔｃ０を入力とし、冷却流体５２の循環開始時におけるモータジェネレータ１０付近の冷却流体５２の温度が低いと推定される場合に閾値Ｃｔｈを小さくすることで、インバータ２０の過度の温度上昇を回避しつつも、トルク制限処理を行なう時間を極力短縮することができる。
＜第４の実施形態＞
以下、第４の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、トルク制限処理自体の実行の有無を判断する処理を追加する。

図７に、本実施形態にかかるトルク制限処理の手順を示す。この処理は、ＭＧＥＣＵ４０によって、たとえば所定周期でくり返し実行される。なお、図７において、先の図２に示した処理に対応するものについては、便宜上同一の符号を付している。

本実施形態でも、先の第３の実施形態（図６）同様、走行許可スイッチ（図中、ＩＧ）がオン状態からオフ状態に切り替えられる際にそのときに検出される冷却流体５２の温度Ｔｃを停止時温度Ｔｃ０として記憶する（ステップＳ３０，Ｓ３２）。これに対し、ステップＳ３０において否定判断される場合、ステップＳ３４において、走行許可スイッチがオフ状態からオン状態に切り替えられたか否かを判断する。この処理は、冷却流体５２の循環開始タイミングを把握するためのものである。そしてステップＳ３４において肯定判断される場合、ステップＳ３６に移行する。

ステップＳ３６においては、停止時温度Ｔｃ０が規定温度Ｔｃｔｈよりも高いか否かを判断する。この処理は、トルク制限処理を実行するか否かを判断するためのものである。すなわち、停止時温度Ｔｃ０が低い場合、循環開始時におけるモータジェネレータ１０付近の冷却流体５２の温度も低いと考えられることから、この場合には、トルク制限処理を行わない。なお、規定温度Ｔｃｔｈは、停止時温度Ｔｃ０の取得時から走行許可スイッチが再度オンとなるまでの時間が短い場合に、トルク制限処理を必要とする温度に設定されている。

ステップＳ３６において肯定判断される場合、ステップＳ１４ａに移行する。ここでは、フラグＦを「１」とし、トルクガード値ＭＡＸＴｒｑを起動時制限値Ｔｒｑｔｈ２とするとともに、トルク制限がなされる旨をユーザに通知する処理を行なう。これは、先の図１に示すように、ＭＧＥＣＵ４０からＨＶＥＣＵ６０にトルク制限の実行を示す信号Ｓｌを出力し、ＨＶＥＣＵ６０がこれに基づきたとえばインストルメントパネル等にトルク制限の実行中である旨を表示する処理となる。この処理は、トルク制限処理がなされることでユーザに違和感を与える懸念があることに鑑みてなされたものである。

なお、ステップＳ１４ａの処理が完了する場合や、ステップＳ１０において肯定判断される場合には、先の図２のステップＳ１６以降の処理を行なう。ただし、ステップＳ１８における閾値Ｃｔｈの大きさは、走行許可スイッチがオンとなってからレディー信号Ｓｒの出力に伴って冷却流体５２の循環が開始されるまでのタイムギャップを考慮して設定される。
＜第５の実施形態＞
以下、第５の実施形態について、先の第４の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態でも、トルク制限処理自体の実行の有無を判断する処理を追加する。

図８に、本実施形態にかかるトルク制限処理の手順を示す。この処理は、ＭＧＥＣＵ４０によって、たとえば所定周期でくり返し実行される。なお、図８において、先の図７に示した処理に対応するものについては、便宜上同一の符号を付している。

本実施形態では、ステップＳ３６ａに示すように、停止時温度Ｔｃ０と現在の温度Ｔｃとの差が閾値ΔＴｃｔｈよりも小さいことを、トルク制限処理の実行条件とする。これは、差が大きい場合、冷却流体５２の循環処理の停止から現在までの間の経過時間が長いと考えられることに鑑みたものである。経過時間が長い場合、モータジェネレータ１０付近の冷却流体５２も周囲との熱的な平衡状態へと移行し、温度が低下すると考えられることから、トルク制限処理を行なう必要がなくなる。
＜第６の実施形態＞
以下、第６の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

先の図１に示したシステムにおいて、冷却流体５２の循環開始直後におけるモータジェネレータ１０のトルク指令値Trq*が大きくなるのは、車両に対する動力の要求が車両の発進時から大きくなることで、エンジン１６の始動要求が生じる場合であると考えられる。これは、モータジェネレータ１０に要求される動力として、駆動輪１４に出力する動力と、エンジン１６を始動させるための動力とが必要となるためである。

そこで本実施形態では、冷却流体５２の温度に基づき、トルク制限が必要と判断される場合、車両の発進前（クラッチＣ１の係合前）にエンジン１６を始動する。これにより、モータジェネレータ１０に要求される動力を制限することができる。

図９に、本実施形態にかかるトルク制限処理の手順を示す。この処理は、ＨＶＥＣＵ６０によって、たとえば所定周期でくり返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ４０において、走行許可スイッチがオフ状態からオン状態に切り替えられたか否かを判断する。この処理は、冷却流体５２の循環開始直前のタイミングであるか否かを判断するためのものである。そして、ステップＳ４０において肯定判断される場合、ステップＳ４２において、トランスミッション１２の温度Ｔｏが閾値温度Ｔｏｔｈを超えるか否かを判断する。ここで、温度Ｔｏは、モータジェネレータ１０付近の冷却流体５２の温度と相関を有するパラメータであり、この処理は、モータジェネレータ１０付近の冷却流体５２の温度が過度に高いか否かを判断するものである。なお、閾値温度Ｔｏｔｈは、トルク制限が必要とならない下限値に基づき設定される。

ステップＳ４２において肯定判断される場合、ステップＳ４４において、モータジェネレータ１０を始動してエンジン１６にトルクを付与することで、エンジン１６を始動する。ここで、本実施形態では、エンジン１６の始動に必要なトルクは、先の図３に示した起動時制限値Ｔｒｈｔｈ２よりも小さい値となるものを想定している。こうしてエンジン１６を始動すると、ステップＳ４６において、クラッチＣ１を閉操作することで、エンジン１６の動力を駆動輪１４に伝達する。なお、これ以降、モータジェネレータ１０のトルク指令値Ｔｒｑ＊は、車両の要求動力からエンジン１６に割り当てられた動力を減算したものに基づき設定されることとなる。このため、ＭＧＥＣＵ４０においては、トルクガード値ＭＡＸｔｒｑを通常時制限値Ｔｒｑｔｈ１に常時設定したとしても、冷却流体５２のうちインバータ２０付近の温度が過度に高くなりうる状況下、トルクが制限される。

こうした制限処理を行なうことで、本実施形態では、駆動輪１４に供給する動力が通電量の制限によって制限される事態を回避することができる。
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

「解除手段について」
上記第２の実施形態（図５）において、冷却流体５２の温度Ｔｃに代えて、スイッチング素子Ｓ￥＃の温度が規定温度以下となることを解除条件としてもよい。また、冷却流体５２の温度Ｔｃと、スイッチング素子Ｓ￥＃の温度との双方を用い、これらの双方またはいずれか一方がそれぞれに対応する規定温度以下となることを解除条件としてもよい。ここで、スイッチング素子Ｓ￥＃の温度は、たとえば図１に示した感温ダイオードＳＤによって検出される温度をＰＷＭ処理し、フォトカプラ等の絶縁通信手段を介して取得すればよい。

上記第２の実施形態（図５）において、解除条件から、カウンタＣの値が閾値Ｃｔｈ以上となる旨の条件を削除してもよい。

「制限手段について」
起動時制限値Ｔｒｑｔｈ２を固定値とするものに限らない。たとえば、電気角速度ωに応じてスイッチング周波数を変更する設定においては、電気角速度ωに応じて起動時制限値Ｔｒｑｔｈ２を可変設定してもよい。これは、スイッチング周波数に応じてスイッチング素子Ｓ￥＃の単位時間当たりの発熱量が相違することに鑑みたものである。またたとえば、冷却流体５２の循環開始時におけるモータジェネレータ１０付近の冷却流体５２の温度が高いほど起動時制限値Ｔｒｑｔｈ２を小さい値に設定してもよい。ここでは、起動時制限値Ｔｒｑｔｈ２の最大値が通常時制限値Ｔｒｑｔｈ１よりも小さくなる設定であってもよいが、これに限らない。

制限手段としては、モータジェネレータ１０がゼロよりも大きいトルクを出力することを許可しつつも、その大きさを制限するものに限らない。たとえばモータジェネレータ１０の通電自体を禁止するものであってもよい。ただし、こうした設定とする場合には、先の第４の実施形態（図７）等において例示したように、冷却流体５２の循環開始時におけるモータジェネレータ１０付近の温度が高い場合に限って制限を行なうものとすることが望ましい。

「制限手段による制限対象となるパラメータについて」
トルク指令値Ｔｒｑ＊に限らない。たとえば電流であってもよい。これはたとえば、トルク指令値Ｔｒｑ＊に基づき指令電流ｉｄ＊，ｉｑ＊を設定し、実際の電流ｉｄ，ｉｑをそれら指令電流ｉｄ＊，ｉｑ＊にフィードバック制御する周知の電流フィードバック制御を行なって且つ、指令電流ｉｄ＊，ｉｑ＊にガード処理を施すことで行なうことができる。

またたとえば、低回転速度領域において指令電流ｉｄ＊，ｉｑ＊を最小電流最大トルク制御を行なうための値に設定するものにおいて、インバータ２０の入力電圧によっては最小電流最大トルク制御を行なうことができない高回転速度領域における通電量を、冷却流体５２の循環開始時に制限するようにしてもよい。これは弱め界磁制御時には最小電流最大トルク制御時よりも同一のトルクとした場合にスイッチング素子Ｓ￥＃やダイオードＤ￥＃を流れる電流が大きくなることに鑑みたものである。これを考慮する場合、循環開始直後においては、起動時制限値Ｔｒｑｔｈ２よりも小さいトルクであっても、循環開始後所定期間が経過した時点と比較してトルクが制限されることとなる。

「取得手段について」
上記第４の実施形態（図７）において、走行許可スイッチ（ＩＧ）のオフ直後における冷却流体５２の温度Ｔｃ０に代えて、走行許可スイッチのオフ直後のスイッチング素子Ｓ￥＃の温度を取得する手段であってもよい。ここで、スイッチング素子Ｓ￥＃の温度については、たとえば「解除手段について」の欄に記載した要領で取得すればよい。また、上記第４の実施形態（図７）において、上記第６の実施形態（図９）のように、走行許可スイッチのオン直後（冷却循環の開始直前）の潤滑油の温度Ｔｏを用いてもよい。

上記第５の実施形態（図８）において、走行許可スイッチのオフ直後とその後の走行許可スイッチのオン直後とについての冷却流体５２の温度Ｔｃ０の変化に代えて、スイッチング素子Ｓ￥＃の温度の変化を取得する手段であってもよい。また、上記第５の実施形態（図８）において、上記第６の実施形態（図９）のように、走行許可スイッチのオン直後（冷却循環の開始直前）の潤滑油の温度Ｔｏを用いてもよい。

上記第９の実施形態（図９）において、走行許可スイッチのオン直後（冷却循環の開始直前）の潤滑油の温度Ｔｏに代えて、冷却流体５２の温度Ｔｃ０やスイッチング素子Ｓ￥＃の温度としてもよい。また、これに代えて、上記第４の実施形態（図７）のように、走行許可スイッチ（ＩＧ）のオフ直後における冷却流体５２の温度Ｔｃ０を用いたり、上記第５の実施形態（図８）のように、走行許可スイッチのオフ直後とその後の走行許可スイッチのオン直後とについての冷却流体５２の温度Ｔｃ０の変化を用いたりしてもよい。

またたとえば、インバータ２０と高電圧バッテリ３０との接続手段（リレー）が開状態となっている時間を計時する手段を備えるなら、計時された時間を取得する手段であってもよい。

「変更手段について」
上記第２の実施形態（図５）や、第４の実施形態（図７）、第５の実施形態（図８）における閾値Ｃｔｈを、上記第３の実施形態（図６）の要領で可変としてもよい。

また、閾値Ｃｔｈの最小値としては、ゼロよりも大きい値としてもよいが、これに限らない。

「禁止手段について」
上記第５の実施形態（図８）において、差Ｔｃ０−Ｔｃが閾値ΔＴｃｔｈ以上であることと、停止時温度Ｔｃ０が規定温度Ｔｃｔｈ以下であることとの論理和が真である場合に制限処理を禁止するものであってもよい。

上記第４、第５の実施形態の要領で行なうものに限らず、たとえば、起動時制限値Ｔｒｑｔｈ２を可変として且つ、その最大値を通常時制限値Ｔｒｑｔｈ１とする手段であってもよいことについては、「制限手段について」の欄に記載したとおりである。またたとえば、閾値Ｃｔｈを可変として且つ、その最小値をゼロとする手段であってもよいことについては、「変更手段について」の欄に記載したとおりである。

「冷却装置の構造について」
モータジェネレータ１０の上流側にインバータ２０を配置してもよい。

インタークーラ５４を備えない構成であってもよい。

冷却流体５２の冷却対象がモータジェネレータ１０およびインバータ２０のみとなるものに限らない。たとえばエンジン１６のシリンダブロックをさらに冷却対象とするものであってもよい。

「トルク制限処理の通知処理について」
上記第４の実施形態（図７）や第５の実施形態（図８）において、通知処理を行なわなくてもよい。また、上記第１の実施形態（図１）や第２の実施形態（図５）、第３の実施形態（図６）において、通知処理を行なってもよい。

「そのほか」
ハイブリッド車としては、パラレルハイブリッド車に限らず、たとえばシリーズハイブリッド車や、パラレルシリーズハイブリッド車等であってもよい。こうしたものにおいても、上記第１〜第５の実施形態において例示された制限手段や、上記第６の実施形態（図９）において例示した始動手段を採用することは有効である。また、ハイブリッド車にも限らず、たとえば車載主機用のエネルギの貯蔵手段として、電気エネルギの貯蔵手段（燃料電池を含む）のみを備える電気自動車であってもよい。こうしたものにおいても、上記第１〜第５の実施形態において例示された制限手段を採用することは有効である。

回転機としては、ＩＰＭＳＭに限らない。また同期機にも限らず、たとえば誘導機であってもよい。

インバータ２０や高電圧バッテリ３０の基準電位とＭＧＥＣＵ４０等の制御装置の基準電位とを同一としてもよい。

１０…モータジェネレータ、２０…インバータ、５０…ポンプ、５２…冷却流体、５６…ラジエータ。

Claims (10)

1. 車載主機としての回転機と、該回転機に接続される電力変換回路と、前記回転機および前記電力変換回路を循環する循環経路に冷却流体を循環させる冷却装置とを備える車両に適用され、前記回転機を制御対象とする回転機の制御装置において、
   前記循環経路内の前記冷却流体の循環開始タイミングとなることを条件に前記回転機に対する通電量を制限する制限手段と、
   前記制限手段による制限の開始から所定期間が経過することで前記制限を解除する解除手段と、
   を備えることを特徴とする回転機の制御装置。
2. 前記制限手段は、前記回転機の通電量の絶対値をゼロよりも大きい規定値以下に制限するものであることを特徴とする請求項１記載の回転機の制御装置。
3. 前記所定期間は、予め定められた長さを有する固定時間であることを特徴とする請求項１または２記載の回転機の制御装置。
4. 前記所定期間は、前記循環開始タイミングから規定時間経過した後であって且つ、前記電力変換回路を構成するスイッチング素子の温度および該スイッチング素子との熱エネルギの授受を行なう物質の温度の少なくとも一方が規定温度以下となるまでの期間であることを特徴とする請求項１または２記載の回転機の制御装置。
5. 前記冷却流体の循環開始時における前記回転機の付近の前記冷却流体の温度情報を取得する取得手段を備え、
   前記解除手段は、前記取得手段によって取得された温度情報を入力として、前記回転機の付近の温度に応じて前記所定期間の長さを変更する変更手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の回転機の制御装置。
6. 前記制限手段は、前記循環開始タイミングとなるたび毎に前記回転機のトルクを制限することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
7. 前記冷却流体の循環開始時における前記回転機の付近の前記冷却流体の温度情報を取得する取得手段を備え、
   前記制限手段は、前記循環開始タイミングとなった場合であっても、前記取得手段によって取得された温度情報を入力として、前記回転機の付近の温度が所定以下であると判断されることを条件に、前記制限の実行を禁止する禁止手段を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
8. 前記取得手段は、前記電力変換回路を構成するスイッチング素子の温度および該スイッチング素子との熱エネルギの授受を行なう物質の温度について、前記循環開始タイミングの直近の過去の車両停止時における値を前記温度情報として取得することを特徴とする請求項７記載の回転機の制御装置。
9. 前記取得手段は、前記電力変換回路を構成するスイッチング素子の温度および該スイッチング素子との熱エネルギの授受を行なう物質の温度について、前記循環開始タイミングにおける値と該タイミングの直近の過去の車両停止時における値との差を前記温度情報として取得することを特徴とする請求項７記載の回転機の制御装置。
10. 前記車両には、車載主機としての内燃機関が搭載され、
    前記冷却流体の循環開始時における前記回転機の付近の前記冷却流体の温度情報を取得する取得手段と、
    前記取得手段によって取得された温度情報を入力とし、前記回転機の付近の温度が高い場合、前記内燃機関を始動させる始動手段とを備え、
    前記制限手段は、前記車両に要求される動力に基づき、前記内燃機関および前記回転機のそれぞれの出力を定める手段、および前記始動手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の回転機の制御装置。

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