JP7344138B2 - 状態予測装置 - Google Patents

Description

本明細書は、電力変換ユニットの冷却性能に関する技術を開示する。

特許文献１に、モータに電力を供給するパワーコントロールユニットに配置される半導体素子を、冷媒を用いて冷却する技術が開示されている。

特開２０１８－４２３６８号公報

パワーコントロールユニットのような電力変換ユニットの冷却性能は、経時劣化する場合がある。例えば、半導体素子がグリスを介して冷却器に接触されている場合、経時的にグリスが抜けていくと、冷媒への半導体素子からの放熱性能が低下する。上記の技術では、冷却性能が経時劣化することについて、考慮されていない。

本明細書では、電力変換ユニットの冷却性能の経時劣化を予測する技術を提供する。

本明細書に開示される技術は、電力変換ユニットと電力を融通する走行用のモータを備える車両に搭載される状態予測装置に関する。状態予測装置は、車両の走行状態を示す走行状態情報を取得する状態取得部と、取得される前記走行状態情報によって示される前記走行状態における前記電力変換ユニットの温度に関連する温度情報を取得する温度取得部と、取得済みの前記走行状態情報と、取得済みの前記温度情報と、を用いて、前記電力変換ユニットの放熱性能の劣化の状態を予測する予測処理を実行する予測部と、を備えていてもよい。

電力変換ユニットの放熱量は、車両の走行状態、即ち、モータの動作状態によって変化する。例えば、モータの仕事量は大きい走行状態（例えば加速状態）では、モータに電力を供給する電力変換ユニットの半導体素子の発熱量は上昇する。上記の構成によれば、車両の走行状態と、走行状態における電力変換ユニットの温度と、に基づいて、放熱性能の劣化の状態を予測することができる。

状態予測装置は、取得済みの前記走行状態情報を用いて、前記予測処理を実行すべき走行区間を判断する判断部を、さらに備え、前記予測部は、前記予測処理を実行すべき前記走行区間における前記走行状態情報と、前記温度情報と、を用いて、前記予測処理を実行してもよい。この構成によれば、放熱性能の劣化の状態を予測するために適切な走行状態（例えば電力変換ユニットが仕事をしている走行状態）における走行状態情報と温度情報とを用いて、予測処理を実行することができる。

前記予測部は、前記予測処理において、取得済みの前記走行状態情報を用いて、前記モータの仕事量を算出し、取得済みの前記温度情報を用いて、前記電力変換ユニットにおける温度変化量の積分値を算出し、算出済みの前記モータの前記仕事量と、算出済みの前記温度変化量の前記積分値と、を用いて、前記電力変換ユニットの放熱性能の劣化の状態を予測してもよい。この構成によれば、走行状態情報が検出されるタイミングにおける電力変換ユニットの放熱性能を適切に把握することができる。

前記予測部は、前記予測処理において、複数個の算出済みの前記モータの前記仕事量と、算出済みの前記温度変化量の前記積分値と、用いて、算出済みの前記モータの前記仕事量に対する算出済みの前記温度変化量の前記積分値の割合を特定し、特定済みの前記割合を用いて、前記電力変換ユニットの放熱性能の劣化の状態を予測してもよい。さらに、前記予測部は、前記予測処理において、複数のタイミングにおける複数個の前記割合を用いて、将来のタイミングにおける前記割合を予測することによって、前記電力変換ユニットの放熱性能の劣化の状態を予測してもよい。この構成によれば、複数のタイミングにおける複数の割合を用いることによって、割合の経時変化を特定することができる。これにより、将来の割合を予測することができる。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例の車両の模式的ブロック図である。 実施例のインバータの回路図である。 実施例のＥＣＵが実行する判断処理及び予測処理のフローチャートである。 実施例の車両におけるモータのトルク、アクセル開度及び車速の経時変化を表すグラフである。 実施例の評価区間におけるモータのトルクと回転数及びアームの温度の経時変化を表すグラフである。 実施例の評価区間におけるモータの仕事量とアームの温度上昇量の積分値の関係を表すグラフである。 実施例の車両の走行距離と傾きとの関係を表すグラフである。 実施例の車両の車速の経時変化を表すグラフである。 実施例の評価区間におけるモータのトルクと回転数及びアームの温度の経時変化を表すグラフである。 実施例の評価区間におけるモータの仕事量とアームの温度上昇量の積分値の関係を表すグラフである。 変形例の車両の車速とモータの仕事率の経時変化を表すグラフである。 変形例の車両の走行状態を分類する分類処理のフローチャートである。

図１は、車両２の駆動系の一部を模式的に示している。車両２は、図示省略したエンジンと、モータ６、８と、を備える、ハイブリット車である。エンジンの出力トルクとモータ８の出力トルクは、動力分配機構で適宜に分配／合成され、車軸を介して車輪へ伝達される。モータ６は、エンジンの動力の残りを用いて発電し、モータ８を駆動させる。また、モータ６は、エンジンの動力の残りを用いて発電し、メインバッテリ１０を充電する。このため、モータ６は、ジェネレータと言うこともできる。また、メインバッテリ１０の電力を利用して走行する場合には、メインバッテリ１０からの電力でモータ８を駆動する。さらに、モータ８は、エンジンの動力の残りを用いて又は回生ブレーキを利用して発電し、メインバッテリ１０を充電する。このため、モータ８は、モータジェネレータと言うことができる。なお、図１は、本明細書で開示する技術の説明に要する部品だけを表しており、説明に関係のない部品は図示を省略している。車両２は、メインバッテリ１０と、リレー部２０と、電力変換ユニット（以下では「ＰＣＵ」と呼ぶ）１２と、モータ６、８と、電子制御ユニット（以下では「ＥＣＵ」と呼ぶ）３０と、を備える。

メインバッテリ１０は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池である。本実施例では、メインバッテリ１０の電圧は３００Ｖ程度である。メインバッテリ１０は、複数の電池モジュールが直列に接続されている。複数の電池モジュールのそれぞれは、複数個の電池セルを有する。

メインバッテリ１０は、リレー部２０に接続されている。リレー部２０は、メインバッテリ１０と後述するＰＣＵ１２との通電と非通電とを切り替えるシステムメインリレーを備える。なお、リレー部２０は、図示省略したサブバッテリとの間で昇降圧を実行するＤＣＤＣコンバータ等、他の構成を備えていてもよい。

ＰＣＵ１２は、メインバッテリ１０とモータ６、８の間に設けられている。ＰＣＵ１２は、平滑コンデンサ１４と、メインコンバータ１６と、インバータ部１８と、を備えている。平滑コンデンサ１４は、メインバッテリ１０とＰＣＵ１２との間の電圧を平滑化する。メインコンバータ１６は、メインバッテリ１０から供給される電圧を、必要に応じてモータ８の駆動に適した電圧まで昇圧する。また、メインコンバータ１６は、モータ６やモータ８が発電した電圧を、メインバッテリ１０への充電に適した電圧まで降圧することもできる。

メインコンバータ１６は、昇圧及び降圧が可能なＤＣ－ＤＣコンバータである。一例ではあるが、本実施形態におけるメインコンバータ１６は、２個のスイッチング素子４２ａ、４２ｂと、２個のダイオード４２ｃ、４２ｄと、を備える。スイッチング素子４２ａは、ダイオード４２ｃと並列に接続され、スイッチング素子４２ｂは、ダイオード４２ｄと並列に接続されている。メインコンバータ１６では、スイッチング素子４２ａとダイオード４２ｃによって、上アームが構成され、スイッチング素子４２ｂとダイオード４２ｄによって、下アームが構成されている。メインコンバータ１６は、下アームのスイッチング素子４２ｂが断続的にオンされることによって、昇圧コンバータとして機能することができる。この場合、メインコンバータ１６は、メインバッテリ１０から入力される直流電力を昇圧して、インバータ５０側へ出力する。メインコンバータ１６は、さらに、上アームのスイッチング素子４２ａが断続的にオンされることによって、昇圧コンバータとしても機能することができる。この場合、メインコンバータ１６は、インバータ６０又はインバータ５０から入力される直流電力を降圧して、メインバッテリ１０側へ出力する。

インバータ部１８は、メインバッテリ１０から供給される直流電力を、モータ８の駆動のための三相交流電力に変換する。また、インバータ部１８は、モータ６、８が発電した三相交流電力を、メインバッテリ１０へ充電するための直流電力に変換することもできる。平滑コンデンサ１４とメインコンバータ１６とインバータ部１８は、共通するＰＣＵケースにまとめて収容されている。

インバータ部１８は、インバータ６０とインバータ５０と、を備える。インバータ５０は、３組の半導体モジュール５２、５４、５６を備える三相インバータである。半導体モジュール５２は、２個のスイッチング素子５２ａ、５２ｂと、２個のダイオード５２ｃ、５２ｄと、を備える。スイッチング素子５２ａは、ダイオード５２ｃと並列に接続され、スイッチング素子５２ｂは、ダイオード５２ｄと並列に接続されている。半導体モジュールでは、スイッチング素子５２ａとダイオード５２ｃによって、上アームが構成され、スイッチング素子５２ａとダイオード５２ｃによって、上アームが構成され、スイッチング素子５２ｂとダイオード５２ｄによって、下アームが構成されている。

半導体モジュール５４、５６のそれぞれは、半導体モジュール５２と同様の構成を有する。即ち、半導体モジュール５４は、２個のスイッチング素子５４ａ、５４ｂと、２個のダイオード５４ｃ、５４ｄと、を備え、半導体モジュール５６は、２個のスイッチング素子５６ａ、５６ｂと、２個のダイオード５６ｃ、５６ｄと、を備える。このため、インバータ５０では、３つの上下アームが構成されている。

インバータ５０は、複数のスイッチング素子５２ａ、５２ｂ、５４ａ、５４ｂ、５６ａ、５６ｂが選択的にオン及びオフされることによって、メインバッテリ１０からの直流電力を交流電力に変換することができ、モータ８からの交流電力を直流電力に変換することもできる。同様に、インバータ６０は、半導体モジュール５２、５４、５６と同様の半導体モジュール６２、６４、６６を備える三相インバータである。インバータ６０は、半導体モジュール６２、６４，６６の複数のスイッチング素子を選択的にオン及びオフすることによって、モータ６からの交流電力を直流電力に変換することもできる。ここで、ＰＣＵ１２の各スイッチング素子４２ａ、４２ｂ、５２ａ、５２ｂ、５４ａ、５４ｂ、５６ａ、５６ｂは、特に限定されないが、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）又はＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）といった半導体スイッチング素子である。

ＥＣＵ３０は、ＰＣＵ１２及びリレー部２０を制御する。ＥＣＵ３０は、上記の他、車両２の電気系統を構成する各種の構成要素の動作を制御する。ＥＣＵ３０は、車両２の走行状態を検知するセンサ等から、車両の走行状態を示す走行状態情報を取得する。走行状態情報は、車速センサから取得される車速と、モータ６、８から取得されるモータ６、８のトルク及び回転数と、を含む。なお、走行状態情報は、これらに限られず、例えば、アクセル開度等を含んでいてもよい。また、ＥＣＵ３０は、インバータ６０及びインバータ５０から取得される上アームの温度、下アームの温度、半導体モジュール５２、５４、５６、６２、６４、６６の温度、及び、メインコンバータ１６上アームの温度、下アームの温度を含む温度情報を、ＰＣＵ１２から取得する。

（判断処理及び予測処理）
次いで、図３～図７を参照して、判断処理及び予測処理を説明する。本実施例の判断処理及び予測処理では、走行及び発電を選択的に実行するモータ８に接続されるインバータ５０及びメインコンバータ１６の冷却性能の状態（即ち劣化）が予測される。ＥＣＵ３０は、車両２が始動（例えば、車両２のスタートキーの操作）されると、最初に、判断処理及を開始する。Ｓ１２では、ＥＣＵ３０は、車両２が作動している間、走行状態情報と温度情報とを継続的に取得する。なお、ＥＣＵ３０は、車両２の作動している間（即ち、車両２のシステムが起動されている間）、車両２が停車中（即ち車速が０ｋｍ／時）であっても、走行状態情報を取得する。なお、変形例では、ＥＣＵ３０は、車両２が停車中には、車速以外の走行状態情報を取得しなくてもよい。次いで、Ｓ１４では、ＥＣＵ３０は、Ｓ１２で取得済みの走行状態情報から、車両２の走行状態を分類する。

図４には、走行状態情報として取得された車両２の車速（ｋｍ／時）４０２、アクセル開度（％）４０４、及び、モータ８のトルク（Ｎ・ｍ）４０６の経時変化が表わされている。なお、図４で表わされる走行状態は、予測処理の理解を容易にするために実験的に実行された走行状態である。

Ｓ１４では、ＥＣＵ３０は、モータ８のトルク４０６が正の値である走行状態（即ちモータ８のトルクによって車輪が駆動されている走行状態）を、評価区間に対応する走行状態と分類する。一方、ＥＣＵ３０は、モータ８のトルク４０６が負の値である走行状態（即ちモータ８が発電している走行状態）を、非評価区間に対応する走行状態と分類する。次いで、Ｓ１６では、ＥＣＵ３０は、Ｓ１４において分類済みの走行状態が、評価区間に対応する走行状態であるか否かを判断する。

より具体的には、Ｓ１４では、ＥＣＵ３０は、Ｓ１２において、トルク４０６が負の値が取得されている間、非評価区間に対応する走行状態と分類する。この場合、Ｓ１６では、評価区間に対応する走行状態でない（Ｓ１６でＮＯ）と判断され、Ｓ１２に戻る。一方、Ｓ１４では、ＥＣＵ３０は、Ｓ１２において、トルク４０６が正の値が取得されている間、評価区間に対応する走行状態と分類する。この場合、Ｓ１６では、評価区間に対応する走行状態である（Ｓ１６でＹＥＳ）と判断され、処理がＳ１７に進む。図４では、Ｔ５２、Ｔ５４、及び、Ｔ５６が、評価区間と判断される。

Ｓ１７以降では、予測処理が実行される。Ｓ１７では、ＥＣＵ３０は、評価区間に対応する走行状態が終了するまで、即ち、トルク４０６が正の値で無くなるまで走行状態情報及び温度情報を取得する。次いで、Ｓ１８では、ＥＣＵ３０は、評価区間におけるモータ８のトルク４０６及び回転数５０４（図５参照）を用いて、モータ８の仕事量を算出する。図５に示すように、評価区間Ｔ５２では、ＥＣＵ３０は、トルク５０２と回転数５０４とを用いて、評価区間Ｔ５２内の任意のタイミングにおけるモータ８の仕事率Ｐを、数式Ｐ＝２πＮＴ／６０で算出する。なお、Ｎは回転数５０４であり、Ｔはトルク５０２である。次いで、ＥＣＵ３０は、仕事率Ｐを、評価区間Ｔ５２で積分することによって、評価区間Ｔ５２の仕事量を算出する。

次いで、Ｓ２０において、ＥＣＵ３０は、評価区間Ｔ５２におけるインバータ５０の上アーム、下アーム及び半導体モジュール５２、５４、５６の温度変化のそれぞれについて、温度上昇量の積分値を算出する。図５には、一例として半導体モジュール５２の温度変化のグラフが示されている。Ｓ２０では、ＥＣＵ３０は、まず、Ｓ１８で取得済みの温度５０６を用いて、評価区間Ｔ５２の始点における始点温度５０８を特定する。次いで、ＥＣＵ３０は、評価区間Ｔ５２の温度５０６と始点温度５０８との差分を、評価区間Ｔ５２の期間で積分する。即ち、図５でハッチングされている領域の面積を算出する。

次いで、Ｓ２２において、ＥＣＵ３０は、Ｓ１８及びＳ２０の算出値を組み合わせて記録する。図６は、Ｓ２２で記録された算出値、即ち、Ｓ１８の評価区間内の仕事量と、Ｓ２０の温度上昇量の積分値と、の関係の一例を表すグラフを示す。図６の縦軸は評価区間内の仕事量を示し、横軸はＳ２０の温度上昇量の積分値を示す。図６の各点は、１回のＳ２２で記録された算出値を示す。Ｓ２２では、さらに、ＥＣＵ３０は、算出値を記録する毎に、ＥＣＵ３０に格納されている記録回数を表すカウンタに１を加算する。

次いで、Ｓ２４において、ＥＣＵ３０は、Ｓ２２の処理回数がＮ（例えば３００）であるか否かを判断する。処理回数を表すカウンタがＮ未満である場合、ＥＣＵ３０は、Ｓ２２の処理回数がＮでない（Ｓ２４でＮＯ）と判断して、Ｓ１２に戻る。一方、ＥＣＵ３０は、処理回数を表すカウンタがＮである場合、Ｓ２２の処理回数がＮである（Ｓ２４でＹＥＳ）と判断して、Ｓ２６に進む。

Ｓ２６では、ＥＣＵ３０は、Ｎ回分のＳ１８の評価区間内の仕事量と、Ｓ２０の温度上昇量の積分値と、の関係から、Ｓ１８の評価区間内の仕事量と、Ｓ２０の温度上昇量の積分値と、の関係を表す傾きを特定する。ＥＣＵ３０は、例えば、最小二乗法を用いて、傾きを特定する。図６に示すように、半導体モジュール５２の温度上昇量の積分値では、直線６０２に示す傾きが特定される。なお、ＥＣＵ３０は、メインコンバータ１６の上アーム及び下アームの温度変化に対しても、Ｓ１７～Ｓ２６の処理を実行する。図６では、Ｓ２２で記録された算出値については図示されないが、Ｓ２６で特定される傾きを表す直線６０４、６０６が図示されている。直線６０４は、メインコンバータ１６の下アームの傾きを表し、直線６０６は、メインコンバータ１６の上アームの傾きを表す。

Ｓ２６が終了すると、続いて、Ｓ２８において、ＥＣＵ３０は、状態予測を更新する。具体的には、図７に示すように、ＥＣＵ３０には、走行距離と傾きとの相関関係を表すデータが記録されている。ＥＣＵ３０は、点７０４で表されるように、Ｓ２６で特定済みの傾きを、現時点での走行距離と組み合わせて記録する。なお、変形例では、ＥＣＵ３０は、Ｓ２６で特定済みの傾きを、傾きを特定するために記録されたＮ回の記録のそれぞれの時点での走行距離の平均値と組み合わせて記録してもよい。

この結果、ＥＣＵ３０には、これまでにＳ２６において特定済みの傾きと走行距離の相関関係を表す複数の点７０６と、今回の予測処理で特定済みの傾きと走行距離の相関関係を表す点７０４と、が記録される。次いで、ＥＣＵ３０は、複数の点７０６と、点７０４とを用いて、最小二乗法によって、傾きと走行距離の相関関係を表す直線７１０ｂを特定する。ＥＣＵ３０には、既に、複数の点７０６を用いた傾きと走行距離の相関関係を表す直線７１０ａが特定され、記録されている。Ｓ２８では、既に記録されている傾きと走行距離の相関関係を表す直線７１０ａを、直線７１０ｂに更新して、予測処理を終了する。なお、Ｓ２８において、傾きと走行距離の相関関係が記録されていない場合、特定済みの直線７１０ｂを新たに記録する。

この構成によれば、ＥＣＵ３０は、特定済みの直線７１０ｂを用いて、将来のある走行距離における傾きと走行距離との相関関係７０２ｂを特定することができる。特定済みの直線７１０ｂを更新することによって、将来の相関関係７０２ａの予測を更新することができる。これにより、現時点での冷却性能に応じて、適切に、将来の冷却性能がどれほど劣化するのか（即ち、モータ８の仕事量に対してどれだけ温度上昇するのか）を予測することができる。ＥＣＵ３０は、将来の相関関係７０２ａ及び直線７１０ｂを用いて、あとどのぐらいの走行距離で、ＰＣＵ１２の冷却性能を点検すべきか、車両２の表示装置に表示させてもよい。

次いで、図８を用いて、図４の走行状態とは異なる走行状態で走行する車両２における判断処理及び予測処理を説明する。図８は、車両２の車速の経時変化を示す。図８で示される走行状態では、車両は、期間Ｔ８１において、停車状態から加速し、定常走行で走行された後、期間Ｔ８２において、さらに加速される。続いて、期間Ｔ８１の後、いったん減速し、期間Ｔ８３において、再度加速される。判断処理及び予測処理では、Ｓ１４において、ＥＣＵ３０は、Ｓ１２で取得済みの走行状態情報を用いて、加速区間（即ち期間Ｔ８１、Ｔ８２、Ｔ８３）であるか、定常走行区間であるか、減速区間であるかを、分類する。次いで、Ｓ１６では、ＥＣＵ３０は、Ｓ１４で分類済みの区間について、加速区間である場合に、評価区間であると判断し（Ｓ１６でＹＥＳ）、それ以外の区間である場合に、評価区間でないと判断する（Ｓ１６でＮＯ）。

以下では、期間Ｔ８１の場合が説明されているが、期間Ｔ８２、Ｔ８３の場合も、同様の処理が実行される。Ｓ１７では、ＥＣＵ３０は、期間Ｔ８１における走行状態情報と温度情報とを取得する。図９には、Ｓ１７で取得される走行状態情報と温度情報とのうち、モータ８のトルク９０２及び回転数９０４と、半導体モジュール５２、５４、５６の温度９０６と、の経時変化が図示されている。

次いで、ＥＣＵ３０は、Ｓ１８においてモータ８の仕事量を算出し、Ｓ２０において温度上昇量の積算値を算出する。次いで、ＥＣＵ３０は、Ｓ２２、Ｓ２４の処理を実行し、Ｓ２６において、仕事量と温度上昇量の積分値との相関関係を算出する。図１０には、Ｓ２６において、算出される一例の仕事量と温度上昇量の積分値との相関関係１００２、１００４を表す。相関関係１００４は、冷却性能に経時劣化がない場合の仕事量と温度上昇量の積分値との相関関係を表し、相関関係１００２は、冷却性能に経時劣化が生じた後の仕事量と温度上昇量の積分値との相関関係を表す。なお、相関関係１００２、１００４の近傍に記載される破線で描かれた直線は、相関関係１００２、１００４のそれぞれを、直線に近似した場合の直線であり、Ｓ２６では、これらの直線の傾きが特定される。次いで、Ｓ２８の処理を実行して、判断処理及び予測処理が終了される。

（変形例）
上記した実施例では、モータ８の仕事量を用いて、メインコンバータ１６及びインバータ５０の冷却性能の状態を予測している。しかしながら、２個のモータ６、８の両者を用いて、メインコンバータ１６及びインバータ５０、６０の冷却性能を予測してもよい。

この場合、ＥＣＵ３０は、図３と同様の判断処理及び予測処理を実行する。図１１は、Ｓ１２において取得済みの走行状態情報に含まれる車両２の車速及びモータ６の仕事率１１０２、及びモータ８の仕事率１１０４の経時変化を示す。なお、変形例では、走行状態情報には、モータ６、８の仕事率の経時変化が含まれていなくてもよい。この場合、ＥＣＵ３０は、走行状態情報に含まれるモータ６、８のトルクと回転数の経時変化から、モータ６、８の仕事率の経時変化を算出してもよい。

Ｓ１４では、ＥＣＵ３０は、Ｓ１２で取得済みの車速及びモータ６、８の仕事率１１０２、１１０４を用いて、走行状態を分類する。具体的には、図１２に示すように、ＥＣＵ３０は、分類処理を実行することによって、走行状態を分類する。分類処理では、まず、Ｓ４２において、ＥＣＵ３０は、走行状態情報に含まれるモータ８のトルク又は仕事率の経時変化を用いて、モータ８が動作中、即ち、正又は負の仕事を実行しているか否かを判断する。モータ８が動作していないと判断される場合（Ｓ４２でＮＯ）、Ｓ４３において、ＥＣＵ３０は、「評価区間ではない走行状態」と分類して、分類処理を終了する。一方、モータ８が動作していると判断される場合（Ｓ４２でＹＥＳ）、Ｓ４４において、ＥＣＵ３０は、モータ８が発電中、即ち、モータ８が負のトルクを発生又は負の仕事を実行しているか否かを判断する。モータ８が発電中であると判断される場合（Ｓ４４でＹＥＳ）、Ｓ４６において、ＥＣＵ３０は、走行状態情報に含まれる車速の経時変化を用いて、車両２が減速中であるか否かを判断する。車両２が減速中であると判断される場合（Ｓ４６でＹＥＳ）、Ｓ４８において、ＥＣＵ３０は、「モータ８が発電かつ減速中」と分類して、分類処理を終了する。

一方、Ｓ４６において、車両２が減速中でないと判断される場合（Ｓ４６でＮＯ）、Ｓ５０において、ＥＣＵ３０は、走行状態情報に含まれる車速の経時変化を用いて、車両２が加速中であるか否かを判断する。車両２が加速中であると判断される場合（Ｓ５０でＹＥＳ）、Ｓ５２において、ＥＣＵ３０は、「モータ８が発電かつ加速中」と分類して、分類処理を終了する。一方、車両２が加速中でないと判断される場合（Ｓ５０でＮＯ）、Ｓ５４において、ＥＣＵ３０は、「モータ８が発電かつ定常走行」と分類して、分類処理を終了する。

Ｓ４４において、モータ８が発電中でないと判断される場合（Ｓ４４でＮＯ）、Ｓ５６において、Ｓ４６と同様に、ＥＣＵ３０は、車両２が減速中であるか否かを判断する。車両２が減速中であると判断される場合（Ｓ５６でＹＥＳ）、Ｓ５８において、ＥＣＵ３０は、「モータ８によって車輪が駆動かつ減速中」と分類して、分類処理を終了する。

一方、Ｓ５６において、車両２が減速中でないと判断される場合（Ｓ５６でＮＯ）、Ｓ６０において、Ｓ５０と同様に、ＥＣＵ３０は、車両２が加速中であるか否かを判断する。車両２が加速中であると判断される場合（Ｓ６０でＹＥＳ）、Ｓ６２において、ＥＣＵ３０は、「モータ８によって車輪が駆動かつ加速中」と分類して、分類処理を終了する。一方、車両２が加速中でないと判断される場合（Ｓ６０でＮＯ）、Ｓ６４において、ＥＣＵ３０は、「モータ８によって車輪が駆動かつ定常走行」と分類して、分類処理を終了する。

次いで、図３に戻って、Ｓ１６では、ＥＣＵ３０は、Ｓ１４において、走行状態が「評価区間ではない走行状態」及び「モータ８によって車輪が駆動かつ減速中」と分類される場合に、評価区間ではない（Ｓ１６でＮＯ）と判断し、それら以外の走行状態に分類される場合、評価区間ではある（Ｓ１６でＹＥＳ）と判断する。さらに、Ｓ１６では、ＥＣＵ３０は、Ｓ１４において走行状態が「モータ８が発電かつ加速中」に分類される場合、モータ８は評価区間ではないと判断して、Ｓ１８に進む。この場合、Ｓ１８以降の処理では、モータ８及びインバータ５０については、処理を実行しない。

Ｓ１８以降の処理は、実施例と同様であり、モータ６及びインバータ６０と、モータ８及びインバータ５０と、のそれぞれついて、処理を実行する。

なお、走行状態による評価区間であるか否かの判断は、モータ６、８がどのような仕事を実行するかによって変更される。例えば、モータ６が発電以外に車輪の駆動にも利用される場合、モータ６のトルクを利用して車両２が走行している走行状態では、モータ６とインバータ６０の走行状態情報及び温度情報を用いて、Ｓ１８以降の処理を実行してもよい。一般的には、ＥＣＵ３０は、ＰＣＵ１２内のスイッチング素子４２ａ等がスイッチングを実行していると判断される車両２の走行状態である場合に、評価区間と判断してもよい。また、ＥＣＵ３０は、車両状態の分類に、走行状態情報及び温度情報を入力情報を用いて、ニューラルネットワーク等の非線形機械学習を用いてもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

例えば、ＥＣＵ３０は、車両２の走行状態を分類する際に、車速、トルク、回転数等以外に、アクセル開度等の指標を利用してもよい。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：車両、６，８：モータ、１０：メインバッテリ、１２：電力変換ユニット、１６：メインコンバータ、３０：ＥＣＵ、５０，６０：インバータ、５２，５４，５６，６２，６４，６６：半導体モジュール

Claims (4)

1. 電力変換ユニットと電力を融通する走行用のモータを備える車両に搭載される状態予測装置であって、
   車両の走行状態を示す走行状態情報を取得する状態取得部と、
   取得される前記走行状態情報によって示される前記走行状態における前記電力変換ユニットの温度に関連する温度情報を取得する温度取得部と、
   取得済みの前記走行状態情報を用いて、予測処理を実行すべき走行区間を判断する判断部と、
   取得済みの前記走行状態情報と、取得済みの前記温度情報と、を用いて、前記電力変換ユニットの放熱性能の劣化の状態を予測する前記予測処理を実行する予測部と、を備えており、
   前記予測部は、前記予測処理において、
   取得済みの前記走行状態情報を用いて、前記予測処理を実行すべき前記走行区間における前記モータの仕事量を算出し、
   取得済みの前記温度情報を用いて、前記電力変換ユニットにおける温度変化量の積分値を算出し、
   算出済みの前記モータの前記仕事量と、算出済みの前記温度変化量の前記積分値と、を用いて、前記電力変換ユニットの放熱性能の劣化の状態を予測する、状態予測装置。
2. 前記予測部は、前記予測処理を実行すべき前記走行区間における前記走行状態情報と、前記温度情報と、を用いて、前記予測処理を実行する、請求項１に記載の状態予測装置。
3. 前記予測部は、前記予測処理において、
   複数個の算出済みの前記モータの前記仕事量と、算出済みの前記温度変化量の前記積分値と、用いて、算出済みの前記モータの前記仕事量に対する算出済みの前記温度変化量の前記積分値の割合を特定し、
   特定済みの前記割合を用いて、前記電力変換ユニットの放熱性能の劣化の状態を予測する、請求項２に記載の状態予測装置。
4. 前記予測部は、前記予測処理において、複数のタイミングにおける複数個の前記割合を用いて、将来のタイミングにおける前記割合を予測することによって、前記電力変換ユニットの放熱性能の劣化の状態を予測する、請求項３に記載の状態予測装置。

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