JP5761117B2 - 回転機の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車載主機としての回転機と、前記回転機に電気的に接続されてかつスイッチング素子を有する電力変換回路と、前記回転機及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ことで前記回転機及び前記電力変換回路を冷却する冷却装置と、を備える車両に適用される回転機の制御装置に関する。
従来、例えば下記特許文献１に見られるように、車載主機としてのモータに電気的に接続されたインバータの備えるスイッチング素子の温度が高い場合、モータのトルクを制限する装置も提案されている。詳しくは、この装置では、スイッチング素子のスイッチング周波数と、スイッチング素子の温度とに応じて設定されるトルク制限値によってモータのトルクを制限する。これにより、スイッチング素子の温度が高い場合に、スイッチング素子の発熱量を抑制することができ、ひいてはスイッチング素子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
ここで、上記技術によれば、スイッチング素子の温度が過度に高くなることを回避できるものの、モータのトルク制限の頻度が高くなったり、モータのトルクが制限される時間が長くなったりすることに起因して、モータのトルクが不足する等の不都合が生じることが懸念される。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、スイッチング素子を保護するためのトルク制限機能を有する回転機の制御装置において、モータのトルクが制限されることに起因する不都合の発生を抑制できる回転機の制御装置を提供することにある。
上記課題を解決すべく、本発明は、車載主機としての回転機（１０）と、前記回転機に電気的に接続されてかつスイッチング素子（Ｓ￥＃；￥＝ｕ，ｖ，ｗ；＃＝ｐ，ｎ）を有する電力変換回路（２０）と、前記回転機及び前記電力変換回路を循環する循環経路に冷却流体（４０）を循環させることで前記回転機及び前記電力変換回路を冷却する冷却装置（４２，４４，４６）と、を備える車両に適用され、前記スイッチング素子を温度検出対象に含む素子温度検出手段（ＳＤ）の検出値を取得する素子温度取得手段と、前記冷却流体の温度情報又は該冷却流体の温度と相関を有する情報を取得する流体温度取得手段と、前記流体温度取得手段によって取得された前記情報に基づく前記冷却流体の温度（Ｔｃ）及び第１の規定温度（Ｔα）同士の比較と、前記スイッチング素子の許容上限温度（Ｔγ）未満であってかつ前記第１の規定温度よりも高い第２の規定温度（Ｔβ）及び前記素子温度取得手段によって取得された前記検出値に基づく前記スイッチング素子の温度（Ｔｓｗ）同士の比較とに基づき、前記回転機に対する通電量を制限する処理及び前記回転機に対する通電量の制限を解除する処理のうち少なくとも１つを行う処理手段を備えることを特徴とする。
上記発明では、処理手段を備えることで、例えば、冷却流体の温度及び第１の規定温度同士の比較に基づき回転機に対する通電量を制限する構成と比較して、上記通電量の制限の頻度を低下させたり、回転機に対する通電量の制限時間を短くしたりすることができる。これにより、通電量の制限に起因する不都合の発生を抑制することができる。
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手法を示す図。 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。 同実施形態の効果を示す図。
（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、モータ制御システムを含む車両制御システムを示す。
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る。モータジェネレータ１０の回転軸１０ａは、図示しないトランスミッション等を介して駆動輪１４に連結されている。また、上記回転軸１０ａは、図示しないクラッチ等を介して内燃機関（エンジン１６）の出力軸（クランク軸）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）を用いている。
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例えば百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の正極及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の負極及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￥＃（＃＝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（ＩＧＢＴ）を用いており、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￥＃のオン操作指令及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￥＃のオン操作処理及びオフ操作処理を行う。
上記スイッチング素子Ｓ￥＃付近には、スイッチング素子Ｓ￥＃及びダイオード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の反転入力端子に印加される。コンパレータ２４の非反転入力端子には、スイッチング素子Ｓ￥＃やダイオードＤ￥＃の閾値温度Ｔｓｔｈに対応する感温ダイオードＳＤの出力電圧Ｖｓｄに応じて設定された閾値電圧Ｖｔｈが印加されている。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ことから、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￥＃及びダイオードＤ￥＃の温度が閾値温度Ｔｓｔｈ以上であるとして、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がコンパレータ２４から駆動回路２２に対して出力される。これにより、スイッチング素子Ｓ￥＃やダイオードＤ￥＃の温度が過度に高くなる場合、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及びインバータ２０は、液状（非圧縮性）の冷却流体４０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４２、インタークーラ４４及びラジエータ４６を備え、ポンプ４２によって、ラジエータ４６、モータジェネレータ１０、インバータ２０及びインタークーラ４４の経路を冷却流体４０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４０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を超えないように冷却装置の冷却能力が設定されている。ちなみに、本実施形態において、許容上限温度とは、例えば、スイッチング素子Ｓ￥＃及びダイオードＤ￥＃の信頼性を維持可能な温度の上限値であってかつ、上記閾値温度Ｔｓｔｈよりも低い温度（例えば１５０℃）のことである。
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（ＭＧＥＣＵ５０）によって制御される。ＭＧＥＣＵ５０は、中央処理装置（ＣＰＵ）及びメモリ等を備えており、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵによって実行するソフトウェア処理手段である。ＭＧＥＣＵ５０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。なお、ＭＧＥＣＵ５０には、感温ダイオードＳＤの検出値が入力される。詳しくは、ＰＷＭ処理された上記検出値Ｓｇｄがフォトカプラ等の絶縁通信手段を介して入力される。
一方、上記ポンプ４２は、冷却流体４０を制御対象とする電子制御装置（ＣＥＣＵ５２）によって操作される。ＣＥＣＵ５２は、冷却流体４０の温度Ｔｃを検出する温度センサ５４の検出値を入力する機能や、ポンプ４２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５４の温度検出箇所を、ラジエータ４６の下流であってかつモータジェネレータ１０の上流としている。また、ＣＥＣＵ５２は、温度センサ５４の検出値ＴｃをＭＧＥＣＵ５０に対して出力する。
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、ＣＰＵ及びメモリ等を備えており、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵ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、ＭＧＥＣＵ５０、ＣＥＣＵ５２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の正極電位及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、ユーザによって直接操作されるものや、ユーザによって所持される携帯機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されるスイッチである。ＨＶＥＣＵ６０では、走行許可スイッチがオンとされることで、ＭＧＥＣＵ５０やＣＥＣＵ５２に対してレディー信号Ｓｒを出力する。ＣＥＣＵ５２では、レディー信号Ｓｒの入力をトリガとして、ポンプ４２を起動する。一方、ＭＧＥＣＵ５０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。
ちなみに、アクセル操作部材の操作によって指示された車両の要求トルクをモータジェネレータ１０及びエンジン１６の合計トルクによって実現すべく、モータジェネレータ１０やエンジン１６が制御される。なお、エンジン１６の制御は、例えば、ＨＶＥＣＵ６０やＭＧＥＣＵ５０とは別の制御装置によって行われる。
続いて、本実施形態にかかるＭＧＥＣＵ５０によって実行されるトルク制限処理について説明する。
この処理は、基本的には、冷却流体４０の温度が第１の規定温度以上になったと判断された場合にトルク指令値Ｔｒｑ＊を制限する処理である。本実施形態では、第１の規定温度が、車両制御システムが動作される状況下、冷却流体４０の循環が定常的になされている場合における冷却流体４０の最高温度（例えば６５℃）に設定され、この第１の規定温度Ｔαは、例えば、予め実験等により適合される固定値である。トルク制限処理は、冷却装置の体格やコストが増大する等の不都合の発生を回避するための処理である。こうした不都合は、主に次に説明する２つの理由によって生じ得る。
まず、第１に、冷却流体４０の循環開始直後において冷却流体４０の温度が過度に高くなることである。詳しくは、冷却流体４０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４０の温度が、定常的な循環状態における冷却流体４０の最高温度を上回ることがある。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４０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４０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４０の循環が再開される場合、高温の冷却流体４０がインバータ２０付近を通過することでインバータ２０近傍の温度が上昇する。
こうした状況下、モータジェネレータ１０に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を超えるおそれがある。こうした事態は、例えば、ポンプ４２の最大吐出量を増大させたり、ラジエータ４６の放熱部の面積を増大させたりする等、冷却装置の放熱性能を増大させることで回避することが可能である。また、車両停止後において所定期間に渡って冷却流体４０を循環させることでも回避することが可能である。しかし、冷却流体４０の循環開始直後に限って生じうる問題に対処すべく、ポンプ４２の最大吐出量を増大させたり、ラジエータ４６の放熱部の面積を増大させたりする等、冷却装置の放熱性能を高めるのは、冷却装置の体格やコストの増大の面で好ましくない。また、車両停止後においても所定期間に渡って冷却流体４０を循環させることは、例えば、消費電力が増大したり、ユーザに違和感を与えたりするおそれがある。
続いて、第２に、冷却流体４０の実際の温度が、冷却装置を含む車両制御システムの設計・開発時に設定した冷却流体４０の最高温度を超えることである。こうした状況において、モータジェネレータ１０に流れる電流が大きくなる場合、スイッチング素子Ｓ￥＃の温度が上記許容上限温度を超えるおそれがある。ここで、上記最高温度を超える要因としては、車両制御システムの実際の雰囲気温度が、設計・開発時に設定した最高雰囲気温度よりも高くなることが挙げられる。これは、例えば、気候変化による気温の上昇等に起因して生じ得る。なお、別の要因として、車両の実際の使用環境が、設計・開発時に想定しなかった環境であることも挙げられる。
ここで、設計・開発時に設定する車両制御システムの最高雰囲気温度を高めに見積もって冷却装置を設計することも考えられる。しかし、気候の変化等、将来発生する蓋然性が低い要因に対処すべく、冷却装置の放熱性能の増大を図るのは、冷却装置の体格やコストの増大の面で好ましくない。
以上説明した不都合を回避しつつ、スイッチング素子Ｓ￥＃の温度が過度に高くなる事態を回避すべく、上記トルク制限処理を行う。ここで、トルク制限処理に関して、冷却流体４０の温度が第１の規定温度以上になったと判断された場合に一律にトルク指令値Ｔｒｑ＊を制限すると、車両の燃費低減効果が低下するおそれがある。これは、トルク制限の頻度が高くなることで、エンジン１６の駆動頻度が増大すること等に起因する。
そこで、本実施形態では、上記トルク制限処理の実行条件として、冷却流体４０の温度に関する条件に加え、スイッチング素子Ｓ￥＃の温度に関する条件を追加することで、スイッチング素子Ｓ￥＃等の保護のためにトルク指令値Ｔｒｑ＊が制限される頻度の増加の回避を図る。
図２に、本実施形態にかかる上記トルク制限処理の手順を示す。この処理は、レディー信号Ｓｒがオンに切り替えられた後、ＭＧＥＣＵ５０によって、例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、トルク指令値Ｔｒｑ＊の制限がなさ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。ここで、フラグＦは、「１」によってトルク指令値Ｔｒｑ＊の制限がなされていることを示し、「０」によって制限がなされていないことを示す。
ステップＳ１０においてフラグＦが「１」でないと判断された場合には、ステップＳ１２に進み、ＣＥＣＵ５２から取得された温度センサ５４の検出値に基づく冷却流体４０の温度Ｔｃが上記第１の規定温度Ｔα以上になったとの条件、及び感温ダイオードＳＤによって検出された温度情報Ｓｇｄに基づくスイッチング素子Ｓ￥＃の温度Ｔｓｗが第２の規定温度Ｔβ以上になったとの条件の論理積が真であるか否かを判断する。この処理は、トルク指令値Ｔｒｑ＊の制限を開始するか否かを判断するための処理である。
ここで、本実施形態において、第２の規定温度Ｔβが、第１の規定温度Ｔαよりも高くてかつ、スイッチング素子Ｓ￥＃の上記許容上限温度Ｔγよりも低い温度に設定されている。特に本実施形態では、上記第２の規定温度Ｔβが、スイッチング素子Ｓ￥＃の実際の温度に対する検出誤差（例えば±１５℃）を許容上限温度から減算した温度（例えば１３５℃）に設定している。この検出誤差は、感温ダイオードＳＤの出力特性の個体差や、温度情報を量子化する際の誤差等によって生じる。
スイッチング素子Ｓ￥＃の温度Ｔｓｗが第２の規定温度Ｔβ未満であると判断された場合等、ステップＳ１２において否定判断された場合には、トルク指令値Ｔｒｑ＊の制限を禁止する。一方、上記ステップＳ１２において肯定判断された場合には、ステップＳ１４に進み、フラグＦを「１」としてかつ、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４０が定常的に循環している場合の制限値（通常時制限値Ｔｒｑｔｈ１）よりも小さい値とされている。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￥＃に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う処理としてもよい。
先の図２の説明に戻り、上記ステップＳ１０において肯定判断された場合には、トルク指令値Ｔｒｑ＊が制限されていると判断し、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、冷却流体４０の温度Ｔｃが第１の規定温度Ｔα未満になったか否かを判断する。この処理は、トルク指令値Ｔｒｑ＊の制限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。この処理は、冷却流体４０の温度Ｔｃが第１の規定温度Ｔα未満になったと判断された時点で、スイッチング素子Ｓ￥＃の実際の温度が許容上限温度以下となっている蓋然性が高いことに基づくものである。
ステップＳ１６において肯定判断された場合には、ステップＳ１８に進み、フラグＦ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。これにより、トルク指令値Ｔｒｑ＊の制限が解除される。
なお、上記ステップＳ１２、Ｓ１６において否定判断された場合や、ステップＳ１４、Ｓ１８の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）冷却流体４０の温度Ｔｃが第１の規定温度Ｔα以上になってかつ、スイッチング素子Ｓ￥＃の温度Ｔｓｗが第２の規定温度Ｔβ以上になったと判断された場合、トルク指令値Ｔｒｑ＊を制限した。こうした構成によれば、冷却流体４０の温度Ｔｃが第１の規定温度Ｔα以上になったと判断された場合であっても、スイッチング素子Ｓ￥＃の温度Ｔｓｗが第２の規定温度Ｔβ以上になると判断されるまでは、トルク指令値Ｔｒｑ＊が制限されない。これにより、例えば、冷却流体４０の温度Ｔｃが第１の規定温度Ｔα以上になったと判断された場合にトルク指令値Ｔｒｑ＊を制限する構成と比較して、スイッチング素子Ｓ￥＃を保護するためにトルク指令値Ｔｒｑ＊が制限される頻度を低下させることができる。したがって、本実施形態にかかるトルク制限処理によれば、車両の始動時（冷却流体４０の循環開始時）や車両の通常走行時において、車両の燃費低減効果が低下する等の不都合の発生を好適に抑制することができる。
なお、上記トルク制限処理によれば、冷却流体４０の循環開始タイミングからの所定期間に限ってトルク指令値Ｔｒｑ＊が制限されることがある。しかし、トルク指令値Ｔｒｑ＊の制限がドライバビリティに与える影響は限定的である。これは、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４０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が低いことによる。
（２）トルク制限がなされている状態において、冷却流体４０の温度Ｔｃが第１の規定温度Ｔα未満になったと判断された場合、トルク制限を解除した。これにより、スイッチング素子Ｓ￥＃の温度Ｔｓｗが第２の規定温度Ｔβ以上であると判断された場合であってもトルク制限を解除可能な機会が増えることから、トルク制限時間が長くなることを回避できる。
（３）スイッチング素子Ｓ￥＃の温度Ｔｓｗが第２の規定温度以上になったと判断された場合であっても、冷却流体４０の温度Ｔｃが第１の規定温度未満であると判断された場合、トルク制限がなされることを禁止した。このため、トルク制限がなされる頻度をいっそう低下させることができる。
（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。
本実施形態では、トルク制限の解除条件を変更する。
図４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、ＭＧＥＣＵ５０によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図４において、先の図２と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
この一連の処理では、ステップＳ１０において肯定判断された場合には、ステップＳ１６ａに進み、冷却流体４０の温度Ｔｃが第１の規定温度Ｔα未満になったとの条件、及びスイッチング素子Ｓ￥＃の温度Ｔｓｗが第２の規定温度Ｔβ未満になったとの条件の論理和が真であるか否かを判断する。この処理は、トルク指令値Ｔｒｑ＊の制限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。
なお、上記ステップＳ１２、Ｓ１６ａにおいて否定判断された場合や、ステップＳ１４、Ｓ１８の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。
以上説明したトルク制限の解除条件によっても、スイッチング素子Ｓ￥＃の温度が過度に高くなるおそれがなくなった状況でトルク制限を解除することができる。
（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。
本実施形態では、トルク制限処理を冷却流体４０の循環開始初期に限って実行する。
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、ＭＧＥＣＵ５０によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図５において、先の図２と同一の処理については、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Ｓ１０においてフラグＦが「１」でないと判断された場合には、ステップＳ２０に進み、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４０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。ステップＳ２０において肯定判断される場合には、ステップＳ１４に進む。
上記ステップＳ１０において肯定判断された場合や、ステップＳ１４の処理が完了した場合には、ステップＳ２２に進み、トルク指令値Ｔｒｑ＊を制限する時間を計時するカウンタＣｎｔをインクリメントする。
続くステップＳ２４では、カウンタＣｎｔの値が閾値Ｃｔｈ以上であるか否かを判断する。この処理は、トルク指令値Ｔｒｑ＊の制限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、トルク指令値Ｔｒｑ＊の制限を解除してもスイッチング素子Ｓ￥＃やダイオードＤ￥＃の温度が許容上限温度Ｔγ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、例えば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。
ステップＳ２４において否定判断された場合には、ステップＳ２６に進み、冷却流体４０の温度Ｔｃが第１の規定温度Ｔα未満になったとの条件、及びスイッチング素子Ｓ￥＃の温度Ｔｓｗが第２の規定温度Ｔβ未満になったとの条件の論理和が真であるか否かを判断する。この処理は、トルク指令値Ｔｒｑ＊の制限を早期に解除できるか否かを判断するための処理である。
上記ステップＳ２４、Ｓ２６において肯定判断された場合には、ステップＳ１８に進み、トルク指令値Ｔｒｑ＊の制限を解除する。
なお、上記ステップＳ２０、Ｓ２６において否定判断された場合や、ステップＳ１８の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。
図６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がオンとされることで、冷却流体４０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４０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Ｔｓｗ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、スイッチング素子Ｓ￥＃の温度Ｔｓｗが許容上限温度Ｔγに達することはない。これに対し、冷却流体４０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、１点鎖線にて示すように、スイッチング素子Ｓ￥＃の温度Ｔｓｗが許容上限温度Ｔγを超えるおそれがある。
このように、本実施形態にかかるトルク制限処理によっても、冷却装置の体格の増大等を回避しつつも、冷却流体４０の循環初期におけるスイッチング素子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。さらに、先の図５のステップＳ２６の処理を設けることで、冷却流体４０の温度Ｔｃが第１の規定温度Ｔα以上であると判断された場合であっても、スイッチング素子Ｓ￥＃の温度Ｔｓｗが第２の規定温度Ｔβ未満になったと判断された場合、トルク制限を解除することもできる。すなわち、冷却流体４０の循環初期におけるトルク制限を極力早期に解除することができる。
（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。
・トルクの制限手法としては、起動時制限値Ｔｒｑｔｈ２を固定値とするものに限らない。例えば、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、例えば、上記第３の実施形態において、冷却流体４０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４０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。さらに、上記第３の実施形態におけるトルク制限手法としては、通電を許可しつつ通電量を制限するものに限らず、例えば、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。
・処理手段による制限対象となるパラメータとしては、トルク指令値Ｔｒｑ＊に限らない。例えば、電流であってもよい。これは、例えば、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ってかつ、指令電流ｉｄ＊，ｉｑ＊にガード処理を施すことで行うことができる。
・流体温度取得手段としては、温度センサ５４の検出値（冷却流体４０の温度情報）を取得するものに限らず、冷却流体４０の温度と相関を有する情報を取得するものであってもよい。ここで、上記相関を有する情報としては、例えば、冷却流体４０が循環する循環経路とは別の経路（エンジンのシリンダブロック等で構成される経路）を流れるエンジン冷却水の温度（エンジン水温）であってもよい。これは、エンジン水温と、冷却流体４０の温度とに相関があることが本発明者らによって調べられていることによる。なお、上記相関を有する情報としては、１つに限らず、複数の種類の情報によって冷却流体４０の温度を把握できるのであれば、複数の情報であってもよい。
・冷却装置について、以下（Ａ）〜（Ｃ）のように変更してもよい。
（Ａ）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。
（Ｂ）インタークーラ４４を備えない構成であってもよい。
（Ｃ）冷却流体４０の冷却対象に、モータジェネレータ１０及びインバータ２０に加えて、例えば、エンジン１６のシリンダブロックを加えてもよい。
・第１の規定温度Ｔαの設定手法としては、上記第１の実施形態に例示したものに限らない。例えば、温度センサ５４の出力特性に個体差がある等、温度センサ５４の検出値に含まれる検出誤差が無視できない場合、これを考慮して第１の規定温度Ｔαを設定してもよい。
また、車両の始動時と通常走行時とで、冷却流体４０の温度が取り得る最大値が相違するなら、始動時と通常走行時とで第１の規定温度Ｔαを変更する制御ロジックを採用してもよい。
・素子温度検出手段としては、感温ダイオードＳＤに限らず、例えば、出力特性の個体差が問題となるなら、サーミスタ等、他の検出手段であってもよい。
・上記第１の実施形態において、高電圧バッテリ３０の電圧を昇圧させてインバータ２０に出力する昇圧コンバータを備えてもよい。この場合、電力変換回路としては、インバータ２０に加えて又は代えて昇圧コンバータであってもよい。
・スイッチング素子としては、ＩＧＢＴに限らず、例えばＭＯＳＦＥＴであってもよい。
・回転機としては、ＩＰＭＳＭに限らない。また、回転機としては、同期機に限らず、例えば誘導機であってもよい。
・本願発明の適用車両としては、パラレルハイブリッド車に限らず、例えば、パラレルシリーズハイブリッド車であってもよい。
また、車両としては、車載主機として回転機及び内燃機関の双方を備えるものに限らず、車載主機として回転機のみを備える車両（例えば、シリーズハイブリッド車や、回転機に対するエネルギ供給源として電池のみを搭載する電気自動車）であってもよい。この場合、例えば、車両の通常走行時においてトルク制限がなされることで、車両の力行に用いられるトルクが制限されることから、ドライバビリティが低下する等、ユーザに違和感を与える懸念がある。このため、上記車両においてトルク制限がなされる場合、トルク制限がなされる旨をユーザに通知する処理を行うことが望ましい。この処理は、具体的には例えば、ＭＧＥＣＵ５０からＨＶＥＣＵ６０にトルク制限の実行を示す信号を出力し、ＨＶＥＣＵ６０がこれに基づき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。これにより、トルク制限処理がなされることに起因してユーザに与える違和感を抑制できると考えられる。
１０…モータジェネレータ、２０…インバータ、４０…冷却流体、４２…ポンプ、４４…インタークーラ、４６…ラジエータ、ＳＤ…感温ダイオード、Ｓ￥＃…スイッチング素子（￥＝ｕ，ｖ，ｗ；＃＝ｐ，ｎ）。

Claims (4)

  1. 車載主機としての回転機（１０）と、
    前記回転機に電気的に接続されてかつスイッチング素子（Ｓ￥＃；￥＝ｕ，ｖ，ｗ；＃＝ｐ，ｎ）を有する電力変換回路（２０）と、
    前記回転機及び前記電力変換回路を循環する循環経路に冷却流体（４０）を循環させることで前記回転機及び前記電力変換回路を冷却する冷却装置（４２，４４，４６）と、
    を備える車両に適用され、
    前記冷却装置の冷却能力は、前記冷却流体の循環が定常的になされている場合、前記スイッチング素子の温度がその許容上限温度（Ｔγ）を超えないように設定されており、
    前記スイッチング素子を温度検出対象に含む素子温度検出手段（ＳＤ）の検出値を取得する素子温度取得手段と、
    前記冷却流体の温度情報又は該冷却流体の温度と相関を有する情報を取得する流体温度取得手段と、
    前記流体温度取得手段によって取得された前記情報に基づく前記冷却流体の温度（Ｔｃ）が、前記冷却流体の循環が定常的になされている場合における前記冷却流体の最高温度に設定されている第１の規定温度（Ｔα）以上になってかつ、前記素子温度取得手段によって取得された前記検出値に基づく前記スイッチング素子の温度（Ｔｓｗ）が、前記許容上限温度未満であってかつ前記第１の規定温度よりも高い第２の規定温度（Ｔβ）以上になったことに基づき、前記回転機に対する通電量を制限する処理を行う処理手段とを備えることを特徴とする回転機の制御装置。
  2. 前記処理手段は、前記通電量を制限する処理が行われている状態において、前記冷却流体の温度が前記第１の規定温度未満になったことに基づき、前記回転機に対する通電量の制限を解除する処理を更に行うことを特徴とする請求項１記載の回転機の制御装置。
  3. 前記処理手段は、前記通電量を制限する処理が行われている状態において、前記冷却流体の温度が前記第１の規定温度未満になったとの条件、及び前記スイッチング素子の温度が前記第２の規定温度未満になったとの条件の論理和が真であることに基づき、前記回転機に対する通電量の制限を解除する処理を更に行うことを特徴とする請求項１記載の回転機の制御装置。
  4. 前記処理手段によって前記通電量を制限する処理が行われていない状態において、前記流体温度取得手段によって取得された前記情報に基づく前記冷却流体の温度が前記第１の規定温度未満であることに基づき、前記処理手段による前記通電量の制限を禁止する禁止手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
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