WO2022270268A1 - システムの制御装置、及びプログラム - Google Patents

Abstract

制御装置は、ロータ（２２）及びステータ巻線（２１）を有する回転電機（２０）と、蓄電部（３１）と、上，下アームスイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）を有するインバータ（３０）と、を備えるシステムに適用される。制御装置は、回転電機の指令トルク（Ｔｒｑ＊）または指令回転速度（Ｎｍ＊）のいずれかである指令値を算出する指令算出部（５５）と、算出された指令値に基づいて、回転電機のトルクを指令トルクに制御すべく、上，下アームスイッチのスイッチング制御を行う回転電機制御部（３７）と、を備える。回転電機制御部は、システムの駆動状態に基づいて、回転電機及びインバータが過熱状態にならないロータの上限回転速度（Ｎｍｌｉｍ）を算出する。指令算出部は、ロータの回転速度を、算出された上限回転速度以下にする保護処理を行う。

Description

システムの制御装置、及びプログラム 関連出願の相互参照

　本出願は、２０２１年６月２４日に出願された日本出願番号２０２１－１０５１２１号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、システムの制御装置、及びプログラムに関する。

　この種の制御装置としては、特許文献１に記載されているように、回転電機及びインバータを備えるシステムに適用されるものが知られている。制御装置は、回転電機の指令トルクを算出し、回転電機のトルクを、算出した指令トルクに制御すべく、インバータを構成する上，下アームスイッチのスイッチング制御を行う。

　回転電機及びインバータが過熱状態にならないようにするため、制御装置は、回転電機の温度が所定温度を超えた場合、回転電機の温度が高いほど、算出した指令トルクに対してトルク制御に用いる指令トルクの低下量を大きくする。このようにトルク制限を行うことにより、回転電機の過熱保護を図っている。

特開２００８－２６０４２８号公報

　回転電機及びインバータを備えるシステムの駆動状態によっては、トルク制限が行われたとしても、回転電機及びインバータの過熱保護を行うことができない場合があり得る。

　本開示は、回転電機及びインバータが過熱状態になることを抑制できるシステムの制御装置及びプログラムを提供することを主たる目的とする。

　本開示は、ロータ及びステータ巻線を有する回転電機と、
　蓄電部と、
　上，下アームスイッチを有し、前記ステータ巻線と前記蓄電部とを電気的に接続するインバータと、
を備えるシステムに適用されるシステムの制御装置において、
　前記回転電機の指令トルクまたは指令回転速度のいずれかである指令値を算出する指令算出部と、
　算出された前記指令値に基づいて、前記回転電機のトルクを前記指令トルクに制御すべく、前記上，下アームスイッチのスイッチング制御を行う回転電機制御部と、を備え、
　前記回転電機制御部は、
　前記システムの駆動状態に基づいて、前記回転電機及び前記インバータが過熱状態にならない前記ロータの上限回転速度を算出し、
　算出した前記上限回転速度を前記上位制御部に送信し、
　前記指令算出部は、前記ロータの回転速度を、受信した前記上限回転速度以下にする保護処理を行う。

　回転電機のトルク制限が行われたとしても、システムの過熱保護を行うことができなくなる場合として、ロータの回転速度が高い場合がある。ここで、回転電機及びインバータの少なくとも一方が過熱状態になるロータの回転速度は、システムの駆動状態に応じて変化する。

　そこで、本開示の回転電機制御部は、システムの駆動状態に基づいて、回転電機及びインバータが過熱状態にならないロータの上限回転速度を算出する。指令算出部は、ロータの回転速度を、算出された上限回転速度以下にする保護処理を行う。これにより、回転電機及びインバータが過熱状態になることを抑制することができる。

　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、第１実施形態に係るシステムの全体構成図であり、 図２は、ＭＧＣＵが行う過熱保護処理の手順を示すフローチャートであり、 図３は、電源電圧の変化に伴う回転電機の動作領域の変化を示す図であり、 図４は、蓄電池の劣化進行に伴う回転電機の動作領域の変化を示す図であり、 図５は、キャリア周波数の変化に伴う回転電機の動作領域の変化を示す図であり、 図６は、デッドタイムの変化に伴う回転電機の動作領域の変化を示す図であり、 図７は、冷却水温の変化に伴う回転電機の動作領域の変化を示す図であり、 図８は、磁石温度の変化に伴う回転電機の動作領域の変化を示す図であり、 図９は、モータ温度と第１係数との関係を示す図であり、 図１０は、インバータ温度と第２係数との関係を示す図であり、 図１１は、ＥＶＣＵが行う過熱保護処理の手順を示すフローチャートであり、 図１２は、ＥＶＣＵが行う過熱保護処理の手順を示すフローチャートであり、 図１３は、第２実施形態に係るＭＧＣＵが行う過熱保護処理の手順を示すフローチャートであり、 図１４は、第３実施形態に係るＭＧＣＵが行う過熱保護処理の手順を示すフローチャートである。

　＜第１実施形態＞
　以下、本開示に係る制御装置を電動車両に搭載した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

　図１に示すように、車両１０は、回転電機２０を備えている。回転電機２０は、３相の同期機であり、星形結線された各相のステータ巻線２１を備えている。各相のステータ巻線２１は、電気角で１２０°ずつずれて配置されている。本実施形態の回転電機２０は、ロータ２２に永久磁石（「界磁極」に相当）を備える永久磁石同期機である。

　回転電機２０は、車載主機であり、ロータ２２が車両１０の駆動輪１１と動力伝達可能とされている。回転電機２０が電動機として機能することにより発生するトルクが、ロータ２２から駆動輪１１に伝達される。これにより、駆動輪１１が回転駆動させられる。

　本実施形態の回転電機２０は、車両１０の車輪に一体に設けられるインホイールモータである。ロータ２２と駆動輪１１との間の動力伝達経路には変速機が設けられておらず、ロータ２２が駆動輪１１のホイールに対して固定されている。このため、ロータ２２の回転速度［ｒｐｍ］と、駆動輪１１の回転速度［ｒｐｍ］とは同じになる。車両１０が左右の前輪と、左右の後輪とを備えている場合、４輪それぞれに対してインホイールモータが設けられたり、各前輪又は各後輪にインホイールモータが設けられたりする。各駆動輪１１の回転電機２０に対して、後述するインバータ３０が個別に設けられている。なお、車輪の数は４つに限らない。

　車両１０は、インバータ３０と、コンデンサ３１（「蓄電部」に相当）と、蓄電池４０とを備えている。インバータ３０は、上アームスイッチＳＷＨと下アームスイッチＳＷＬとの直列接続体を３相分備えている。本実施形態において、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬは、電圧制御形の半導体スイッチング素子であり、具体的にはＩＧＢＴである。このため、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬの高電位側端子はコレクタであり、低電位側端子はエミッタである。各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬには、フリーホイールダイオードＤＨ，ＤＬが逆並列に接続されている。

　各相において、上アームスイッチＳＷＨのエミッタと、下アームスイッチＳＷＬのコレクタとには、ステータ巻線２１の第１端が接続されている。各相のステータ巻線２１の第２端同士は、中性点で接続されている。なお、本実施形態において、各相のステータ巻線２１は、ターン数が同じに設定されている。

　各相の上アームスイッチＳＷＨのコレクタと、蓄電池４０の正極端子とは、正極側母線Ｌｐにより接続されている。各相の下アームスイッチＳＷＬのエミッタと、蓄電池４０の負極端子とは、負極側母線Ｌｎにより接続されている。正極側母線Ｌｐと負極側母線Ｌｎとは、コンデンサ３１により接続されている。なお、コンデンサ３１は、インバータ３０に内蔵されていてもよいし、インバータ３０の外部に設けられていてもよい。

　蓄電池４０は例えば組電池であり、蓄電池４０の端子電圧は例えば数百Ｖである。蓄電池４０は、例えば、リチウムイオン電池又はニッケル水素蓄電池等の２次電池である。

　車両１０は、電流センサ３２、電圧センサ３３、回転角センサ３４、モータ温度センサ３５、インバータ温度センサ３６、及びＭＧＣＵ３７（Motor Generator Control Unit、「回転電機制御部」に相当）を備えている。電流センサ３２は、各相のうち少なくとも２相分のステータ巻線２１に流れる電流を検出する。電圧センサ３３は、コンデンサ３１の端子電圧を電源電圧Ｖｄｃとして検出する。回転角センサ３４は、例えばレゾルバであり、ロータ２２の回転角（電気角）を検出する。モータ温度センサ３５は、回転電機２０の温度をモータ温度Ｔｍｇｄとして検出する。本実施形態において、モータ温度センサ３５は、ステータ巻線２１の温度をモータ温度Ｔｍｇｄとして検出する。モータ温度センサ３５は、例えばサーミスタである。インバータ温度センサ３６は、インバータ３０の温度をインバータ温度Ｔｉｎｖｄとして検出する。インバータ温度センサ３６は、例えば、感温ダイオード又はサーミスタである。インバータ３０の温度は、例えば、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの温度である。各センサ３２～３６の検出値は、ＭＧＣＵ３７に入力される。

　なお、電圧センサ３３の検出値は、実際には、車両１０に備えられるバッテリＣＵを介してＭＧＣＵ３７に入力される。ただし、バッテリＣＵを介して入力されること、及び車載ＣＵのうちＭＧＣＵ３７、ＥＶＣＵ５５及びブレーキＣＵ６２以外のＣＵが車両１０に備えられることは要部ではないため、図１ではバッテリＣＵ等の図示を省略した。

　ＭＧＣＵ３７は、マイコン３７ａ（「第１コンピュータ」に相当）を主体として構成され、マイコン３７ａは、ＣＰＵを備えている。マイコン３７ａが提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、マイコン３７ａがハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。例えば、マイコン３７ａは、自身が備える記憶部としての非遷移的実体的記録媒体（non-transitory tangible storage medium）に格納されたプログラムを実行する。プログラムには、例えば、図２等に示す処理のプログラムが含まれる。プログラムが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。記憶部は、例えば不揮発性メモリである。なお、記憶部に記憶されたプログラムは、例えば、インターネット等のネットワークを介して更新可能である。

　ＭＧＣＵ３７は、後述するＥＶＣＵ５５（Electric Vehicle Control Unit）から送信された指令トルクＴｒｑ＊を受信する。ＭＧＣＵ３７は、回転電機２０のトルクを受信した指令トルクＴｒｑ＊に制御すべく、インバータ３０を構成する各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング制御を行う。各相において、上アームスイッチＳＷＨと下アームスイッチＳＷＬとは、デッドタイムを挟みつつ交互にオンされる。

　ＭＧＣＵ３７は、力行駆動制御を行う。力行駆動制御は、蓄電池４０から出力された直流電力を交流電力に変換してステータ巻線２１に供給するためのインバータ３０のスイッチング制御である。この制御が行われる場合、回転電機２０は、電動機として機能し、力行トルクを発生する。また、ＭＧＣＵ３７は、回生駆動制御を行う。回生駆動制御は、回転電機２０で発電される交流電力を直流電力に変換して蓄電池４０に供給するためのインバータ３０のスイッチング制御である。この制御が行われる場合、回転電機２０は、発電機として機能し、回生トルクを発生する。

　車両１０は、冷却水が循環する循環経路５０と、冷却装置として、電動式のウォータポンプ５１、ラジエータ５２及び電動式のファン５３を備えている。ウォータポンプ５１は、給電されて駆動されることにより冷却水を循環させる。循環経路５０において、ウォータポンプ５１の下流側には、順に、インバータ３０、回転電機２０が配置されている。ただし、循環経路５０における回転電機２０、インバータ３０の配置順序は、上述した順序に限らない。

　循環経路５０においてインバータ３０とウォータポンプ５１との間には、ラジエータ５２が設けられている。ラジエータ５２は、循環経路５０を介して流入する冷却水を冷却してウォータポンプ５１へと供給する。車両１０の走行に伴いラジエータ５２に吹き付けられる走行風や、ファン５３を回転駆動させることによりラジエータ５２に吹き付けられる風により、ラジエータ５２に流入する冷却水が冷却される。

　車両１０は、冷却水温センサ５４と、ＥＶＣＵ５５（「指令算出部」に相当）とを備えている。冷却水温センサ５４は、循環経路５０のうちインバータ３０へ流れる冷却水の温度を検出する。

　ＥＶＣＵ５５は、マイコン５５ａ（「第２コンピュータ」に相当）を主体として構成され、マイコン５５ａは、ＣＰＵを備えている。本実施形態において、ＥＶＣＵ５５は、ＭＧＣＵ３７及び後述するブレーキＣＵ６２の上位制御部に相当する。マイコン５５ａが提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、マイコン５５ａがハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。例えば、マイコン５５ａは、自身が備える記憶部に格納されたプログラムを実行する。プログラムには、例えば、上記冷却装置の駆動処理と、図１１及び図１２等に示す処理とのプログラムが含まれる。プログラムが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。なお、記憶部に記憶されたプログラムは、例えば、インターネット等のネットワークを介して更新可能である。

　車両１０は、ブレーキ装置６０と、ブレーキセンサ６１と、ブレーキＣＵ６２とを備えている。ブレーキ装置６０は、駆動輪１１を含む車輪に摩擦力を付与することにより、制動力を発生させる。ブレーキ装置６０は、ブレーキペダルの踏込量に応じて動作するマスタシリンダ及びブレーキパッド等を含む。ブレーキセンサ６１は、ドライバのブレーキ操作部材としてのブレーキペダルの踏込量であるブレーキストロークを検出する。ブレーキセンサ６１の検出値は、ブレーキＣＵ６２に入力される。

　ブレーキＣＵ６２は、マイコン６２ａを主体として構成され、マイコン６２ａは、ＣＰＵを備えている。マイコン６２ａが提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、マイコン６２ａがハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。例えば、マイコン６２ａは、自身が備える記憶部に格納されたプログラムを実行する。プログラムには、例えば、ブレーキ装置６０の制動力制御処理等のプログラムが含まれる。プログラムが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。なお、記憶部に記憶されたプログラムは、例えば、インターネット等のネットワークを介して更新可能である。

　ＭＧＣＵ３６、ＥＶＣＵ５５及びブレーキＣＵ６２は、所定の通信形式（例えばＣＡＮ）により互いに情報のやりとりが可能になっている。

　車両１０は、アクセルセンサ７０と、操舵角センサ７１とを備えている。アクセルセンサ７０は、ドライバのアクセル操作部材としてのアクセルペダルの踏込量であるアクセルストロークを検出する。操舵角センサ７１は、ドライバによるステアリングホイールの操舵角を検出する。アクセルセンサ７０及び操舵角センサ７１の検出値は、ＥＶＣＵ５５に入力される。ＥＶＣＵ５５は、アクセルセンサ７０により検出されたアクセルストロークと、操舵角センサ７１により検出された操舵角とに基づいて、ロータ２２の指令回転速度Ｎｍ＊を算出する。ＥＶＣＵ５５は、ロータ２２の回転速度を、算出した指令回転速度Ｎｍ＊にフィードバック制御するための操作量として、指令トルクＴｒｑ＊を算出する。ＥＶＣＵ５５は、算出した指令トルクＴｒｑ＊（「指令値」に相当）をＭＧＣＵ３６に送信する。なお、ロータ２２の回転速度は、例えば、回転角センサ３４の検出値に基づいて算出されればよい。また、自動運転機能が車両１０に備えられている場合、ＥＶＣＵ５５は、自動運転モードが実行されるときにおいて、例えば、車両１０が備える自動運転ＣＵにより設定される車両１０の目標走行速度に基づいて、指令回転速度Ｎｍ＊を算出してもよい。

　ブレーキＣＵ６２は、ブレーキセンサ６１により検出されたブレーキストロークに基づいて、車輪に対して付与すべき総制動トルクＦｂｒｋを算出する。ブレーキＣＵ６２は、回生可能制動トルクＦｇｍａｘをＥＶＣＵ５５から受信する。回生可能制動トルクＦｇｍａｘは、回生駆動制御によって車輪に付与可能な制動トルクの現状の最大値である。

　ブレーキＣＵ６２は、回生可能制動トルクＦｇｍａｘと、総制動トルクＦｂｒｋとに基づいて、回生要求制動トルクＦｇｂと、機械式要求制動トルクＦｍｂとを算出する。例えば、ブレーキＣＵ６２は、総制動トルクＦｂｒｋから回生要求制動トルクＦｇｂを差し引くことにより、機械式要求制動トルクＦｍｂを算出する。

　ブレーキＣＵ６２は、算出した回生要求制動トルクＦｇｂをＥＶＣＵ５５に送信する。ＥＶＣＵ５５は、受信した回生要求制動トルクＦｇｂを指令トルクＴｒｑ＊としてＭＧＣＵ３７に送信する。回生要求制動トルクＦｇｂが大きいほど、回転電機２０からインバータ３０を介して蓄電池４０へと供給される発電電力が大きくなる。

　また、ブレーキＣＵ６２は、算出した機械式要求制動トルクＦｍｂをブレーキ装置６０に送信する。これにより、ブレーキ装置６０により車輪へと付与される制動トルクが機械式要求制動トルクＦｍｂに制御されるようになる。

　続いて、ＥＶＣＵ５５及びＭＧＣＵ３７が行う過熱保護制御について説明する。

　まず、図２を用いて、ＭＧＣＵ３７が行う過熱保護制御について説明する。図２に示す処理は、例えば、所定の制御周期で繰り返し実行される。

　ステップＳ１０では、ロータ２２の現在の回転速度Ｎｍｃを取得する。回転速度Ｎｍｃは、例えば、回転角センサ３４の検出値に基づいて算出したロータ２２の回転速度であってもよい。なお、ＥＶＣＵ５５から指令回転速度Ｎｍ＊が送信される場合、回転速度Ｎｍｃは、指令回転速度Ｎｍ＊であってもよい。

　ステップＳ１１では、電圧センサ３３により検出された電源電圧Ｖｄｃ、インバータ３０の制御状態、冷却水温センサ５４により検出された冷却水温ＷＴｄ、及びロータ２２の永久磁石の温度（以下、磁石温度Ｔφｄ）を取得する。ここでは、例えば、モータ温度センサ３５により検出されたモータ温度Ｔｍｇｄを磁石温度Ｔφｄとして用いてもよいし、モータ温度Ｔｍｇｄに基づいて推定した磁石温度Ｔφｄを用いてもよい。

　インバータ３０の制御状態には、キャリア周波数、デッドタイム、制御方式及び変調方式が含まれる。制御方式には、ＰＷＭ制御、過変調制御及び矩形波制御が含まれる。

　ＰＷＭ制御は、ステータ巻線２１に印加される各相電圧のピーク値が蓄電池４０の端子電圧以下になる場合において、ステータ巻線２１に印加される各相電圧をＰＷＭ電圧波形にするための上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング制御である。詳しくは、ＰＷＭ制御は、各相の指令電圧と、キャリア信号との大小比較に基づくスイッチング制御である。ＰＷＭ制御の変調方式には、３相変調又は２相変調が含まれる。

　過変調制御は、ステータ巻線２１に印加される各相電圧のピーク値が蓄電池４０の端子電圧を上回る場合において、ステータ巻線２１に印加される各相電圧を、ＰＷＭ制御によるＰＷＭ電圧波形よりも変調率の高いＰＷＭ電圧波形にするための上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング制御である。矩形波制御は、１電気角周期においてデッドタイムを挟みつつ上アームスイッチＳＷＨ及び下アームスイッチＳＷＬをそれぞれ１回ずつオンするスイッチング制御である。

　ステップＳ１２では、ステップＳ１１において取得された各パラメータに基づいて、回転電機２０が生成可能なトルクの上限値（以下、可能トルクＴｒｑｐｂ）を算出する。

　まず、図３を用いて、電源電圧Ｖｄｃに基づく可能トルクＴｒｑｐｂの算出方法について説明する。図３に、トルクＴｒｑ及び回転速度Ｎｍから定まる動作点の動作領域を示す。この動作領域は、第１領域ＲＡ及び第２領域ＲＢを含む。第１領域ＲＡは、ステータ巻線２１に弱め界磁電流を流す弱め界磁制御が実行されない領域である。第２領域ＲＢは、弱め界磁制御が実行される領域であり、第１領域ＲＡに隣接して、かつ、第１領域ＲＡに対して高速側の領域である。第２領域ＲＢにおいて回転速度が高い側の境界が、回転速度Ｎｍの最大値（以下、最高回転速度Ｎｍａｘ）である。

　トルクＴｒｑが正の値の場合、力行駆動制御が行われる。一方、トルクＴｒｑが負の値の場合、回生駆動制御が行われる。

　動作領域のうち、力行駆動制御が行われる領域を規定する高トルク側の境界が力行可能トルクＴｍＣであり、回生駆動制御が行われる領域を規定する高トルク側の境界が回生可能トルクＴｇＣである。

　第１領域ＲＡと第２領域ＲＢとの境界を規定する回転速度が速度閾値Ｎｔｈである。ＭＧＣＵ３７は、回転速度Ｎｍｃが速度閾値Ｎｔｈ以下であると判定した場合、現在の動作点が第１領域ＲＡであると判定し、回転速度Ｎｍｃが速度閾値Ｎｔｈを超えていると判定した場合、現在の動作点が第２領域ＲＢであると判定する。

　図３には、電源電圧Ｖｄｃが第１電圧ＶＢ１になる場合と第２電圧ＶＢ２（＞ＶＢ１）になる場合とが示されている。図３において、ＲＡ（ＶＢ１）は、電源電圧Ｖｄｃが第１電圧ＶＢ１とされる場合の第１領域ＲＡを示し、ＲＡ（ＶＢ２）は、電源電圧Ｖｄｃが第２電圧ＶＢ２とされる場合の第１領域ＲＡを示す。第２領域ＲＢ、速度閾値Ｎｔｈ、力行可能トルクＴｍＣ、回生可能トルクＴｇＣ及び最高回転速度Ｎｍａｘについても同様である。

　図３に示すように、電源電圧Ｖｄｃが高いほど、動作領域が拡大する。このため、電源電圧Ｖｄｃが高いほど、現在の回転速度Ｎｍｃに対応する可能トルクＴｒｑｐｂを大きくする。詳しくは、電源電圧Ｖｄｃが高いほど、現在の回転速度Ｎｍｃに対応する力行可能トルクＴｍＣを大きくし、現在の回転速度Ｎｍｃに対応する回生可能トルクＴｇＣの絶対値を大きくする。

　ちなみに、図４に示すように、蓄電池４０の劣化度合いが大きいほど、動作領域を縮小してもよい。つまり、劣化度合いが大きいほど、力行可能トルクＴｍＣを小さくし、回生可能トルクＴｇＣの絶対値を小さくしてもよい。

　続いて、図５を用いて、制御方式がＰＷＭ制御とされる場合におけるキャリア信号の周波数（以下、キャリア周波数）に基づく可能トルクＴｒｑｐｂの算出方法について説明する。図５には、キャリア周波数が第１周波数ＦＣ１になる場合と第２周波数ＦＣ２（＜ＦＣ１）になる場合とが示されている。図５において、ＲＡ（ＦＣ１）は、キャリア周波数が第１周波数ＦＣ１とされる場合の第１領域ＲＡを示し、ＲＡ（ＦＣ２）は、キャリア周波数が第２周波数ＦＣ２とされる場合の第１領域ＲＡを示す。第２領域ＲＢ、速度閾値Ｎｔｈ、力行可能トルクＴｍＣ、回生可能トルクＴｇＣ及び最高回転速度Ｎｍａｘについても同様である。

　図５に示すように、キャリア周波数が低いほど、電圧利用率が高くなるため、動作領域が拡大する。このため、キャリア周波数が低いほど、現在の回転速度Ｎｍｃに対応する可能トルクＴｒｑｐｂを大きくする。詳しくは、キャリア周波数が低いほど、現在の回転速度Ｎｍｃに対応する力行可能トルクＴｍＣを大きくし、現在の回転速度Ｎｍｃに対応する回生可能トルクＴｇＣの絶対値を大きくする。

　続いて、図６を用いて、デッドタイムに基づく可能トルクＴｒｑｐｂの算出方法について説明する。図６には、デッドタイムが第１時間ＤＴ１になる場合と第２時間ＤＴ２（＜ＤＴ１）になる場合とが示されている。図６において、ＲＡ（ＤＴ１）は、デッドタイムが第１時間ＤＴ１とされる場合の第１領域ＲＡを示し、ＲＡ（ＤＴ２）は、デッドタイムが第２時間ＤＴ２とされる場合の第１領域ＲＡを示す。第２領域ＲＢ、速度閾値Ｎｔｈ、力行可能トルクＴｍＣ、回生可能トルクＴｇＣ及び最高回転速度Ｎｍａｘについても同様である。

　図６に示すように、デッドタイムが短いほど、電圧利用率が高くなるため、動作領域が拡大する。このため、デッドタイムが短いほど、可能トルクＴｒｑｐｂを大きくする。詳しくは、デッドタイムが短いほど、現在の回転速度Ｎｍｃに対応する力行可能トルクＴｍＣを大きくし、現在の回転速度Ｎｍｃに対応する回生可能トルクＴｇＣの絶対値を大きくする。

　なお、力行可能トルクＴｍＣ及び回生可能トルクＴｇＣは、制御方式がＰＷＭ制御、過変調制御又は矩形波制御のいずれであるかに基づいて算出されてもよい。また、力行可能トルクＴｍＣ及び回生可能トルクＴｇＣは、変調方式が２相変調又は３相変調のいずれであるかに基づいて算出されてもよい。

　続いて、図７を用いて、冷却水温ＷＴｄに基づく可能トルクＴｒｑｐｂの算出方法について説明する。図７には、冷却水温ＷＴｄが第１水温ＷＴ１になる場合と第２水温ＷＴ２（＜ＷＴ１）になる場合とが示されている。図７では、速度閾値Ｎｔｈの図示が省略されている。図７において、ＲＡ＋ＲＢ（ＷＴ１）は、冷却水温ＷＴｄが第１水温ＷＴ１とされる場合の動作領域を示し、ＲＡ＋ＲＢ（ＷＴ２）は、冷却水温ＷＴｄが第２水温ＷＴ２とされる場合の動作領域を示す。力行可能トルクＴｍＣ、回生可能トルクＴｇＣ及び最高回転速度Ｎｍａｘについても同様である。

　図７に示すように、冷却水温ＷＴｄが低いほど、動作領域が拡大する。このため、冷却水温ＷＴｄが低いほど、現在の回転速度Ｎｍｃに対応する可能トルクＴｒｑｐｂを大きくする。詳しくは、冷却水温ＷＴｄが低いほど、現在の回転速度Ｎｍｃに対応する力行可能トルクＴｍＣを大きくし、現在の回転速度Ｎｍｃに対応する回生可能トルクＴｇＣの絶対値を大きくする。

　続いて、図８を用いて、磁石温度Ｔφｄに基づく可能トルクＴｒｑｐｂの算出方法について説明する。図８には、磁石温度Ｔφｄが第１～第３温度Ｔφ１～Ｔφ３（Ｔφ１＜Ｔφ２＜Ｔφ３）になる場合が示されている。図８では、速度閾値Ｎｔｈの図示と、回生側の動作領域の図示とが省略されている。図８において、ＲＡ＋ＲＢ（Ｔφ１）は、磁石温度Ｔφｄが第１温度Ｔφ１とされる場合の動作領域を示し、ＲＡ＋ＲＢ（Ｔφ２）は、磁石温度Ｔφｄが第２温度Ｔφ２とされる場合の動作領域を示し、ＲＡ＋ＲＢ（Ｔφ３）は、磁石温度Ｔφｄが第３温度Ｔφ３とされる場合の動作領域を示す。力行可能トルクＴｍＣ及び最高回転速度Ｎｍａｘについても同様である。

　図８に示すように、磁石温度Ｔφｄが高いほど、永久磁石の磁束量が低下するため、現在の回転速度Ｎｍｃに対応する可能トルクＴｒｑｐｂを小さくする。詳しくは、磁石温度Ｔφｄが高いほど、現在の回転速度Ｎｍｃに対応する力行可能トルクＴｍＣを小さくし、現在の回転速度Ｎｍｃに対応する回生可能トルクＴｇＣの絶対値を小さくする。

　なお、可能トルクＴｒｑｐｂは、例えば、ステップＳ１１で取得される上記各パラメータと可能トルクＴｒｑｐｂとが関係付けられたマップ情報又は数式情報に基づいて算出されればよい。

　図２の説明に戻り、続くステップＳ１３では、モータ温度センサ３５により検出されたモータ温度Ｔｍｇｄと、インバータ温度センサ３６により検出されたインバータ温度Ｔｉｎｖｄとを取得する。

　ステップＳ１４では、算出した可能トルクＴｒｑｐｂに基づいて、回転電機２０の上限トルクＴｒｑｌｉｍを算出する。まず、力行側について説明すると、力行可能トルクＴｍＣ及び第１係数Ｋｍｇの乗算値と、力行可能トルクＴｍＣ及び第２係数Ｋｉｎｖの乗算値とを算出する。第１係数Ｋｍｇは、図９に示すように、１以下の値である。本実施形態において、モータ温度Ｔｍｇｄが第１モータ温度Ｔｍ１以下の場合、第１係数Ｋｍｇは第１所定値ＫＨ（＜１）になる。モータ温度Ｔｍｇｄが第１モータ温度Ｔｍ１よりも高くて、かつ、第２モータ温度Ｔｍ２（＞Ｔｍ１）未満の場合、第１係数Ｋｍｇは、モータ温度Ｔｍｇｄが高いほど小さくなる。モータ温度Ｔｍｇｄが第２モータ温度Ｔｍ２以上の場合、第１係数Ｋｍｇは、０よりも大きい第２所定値ＫＬ（＜ＫＨ）になる。

　第２係数Ｋｉｎｖは、図１０に示すように、１以下の値である。図１０及び図９において、ＬＬは共通の横軸スケールを示す。本実施形態において、インバータ温度Ｔｉｎｖｄが第１インバータ温度Ｔｉ１以下の場合、第２係数Ｋｉｎｖは上記第１所定値ＫＨになる。インバータ温度Ｔｉｎｖｄが第１インバータ温度Ｔｉ１よりも高くて、かつ、第２インバータ温度Ｔｉ２（＞Ｔｉ１）未満の場合、第２係数Ｋｉｎｖは、インバータ温度Ｔｉｎｖｄが高いほど小さくなる。インバータ温度Ｔｉｎｖｄが第２インバータ温度Ｔｉ２以上の場合、第２係数Ｋｉｎｖは上記第２所定値ＫＬになる。本実施形態において、第１インバータ温度Ｔｉ１は第１モータ温度Ｔｍ１よりも高く、第２インバータ温度Ｔｉ２は第２モータ温度Ｔｍ２よりも高い。

　なお、モータ温度Ｔｍｇｄが第１モータ温度Ｔｍ１以下になる場合における第１係数Ｋｍｇと、インバータ温度Ｔｉｎｖｄが第１インバータ温度Ｔｉ１以下になる場合における第２係数Ｋｉｎｖとは、異なる値であってもよい。また、モータ温度Ｔｍｇｄが第２モータ温度Ｔｍ２以上になる場合における第１係数Ｋｍｇと、インバータ温度Ｔｉｎｖｄが第２インバータ温度Ｔｉ２以上になる場合における第２係数Ｋｉｎｖとは、異なる値であってもよい。

　次に、算出した「ＴｍＣ×Ｋｍｇ」及び「ＴｍＣ×Ｋｉｎｖ」のうち、小さい方を力行上限トルクＴｒｑｍｌｉｍとする。

　続いて、回生側について説明すると、回生可能トルクＴｇＣ及び第１係数Ｋｍｇの乗算値と、回生可能トルクＴｇＣ及び第２係数Ｋｉｎｖの乗算値とを算出する。次に、算出した「ＴｇＣ×Ｋｍｇ」の絶対値及び「ＴｇＣ×Ｋｉｎｖ」の絶対値のうち、小さい方の符号を負にした値を回生上限トルクＴｒｑｇｌｉｍとする。

　なお、第１係数Ｋｍｇは、例えば、回転電機２０のトルクが「ＴｍＣ×Ｋｍｇ」又は「ＴｇＣ×Ｋｍｇ」とされる場合において、回転電機２０が過熱状態になることなく連続して駆動できる値に設定されればよい。本実施形態において、回転電機２０が過熱状態になるとは、回転電機２０（具体的にはステータ巻線２１）の温度が回転電機２０（具体的にはステータ巻線２１）の許容上限温度を超えることである。また、第２係数Ｋｉｎｖは、例えば、回転電機２０のトルクが「ＴｍＣ×Ｋｉｎｖ」又は「ＴｇＣ×Ｋｉｎｖ」とされる場合において、インバータ３０が過熱状態になることなく連続して駆動できる値に設定されればよい。本実施形態において、インバータ３０が過熱状態になるとは、インバータ３０の温度がインバータ３０の許容上限温度を超えることである。

　ステップＳ１５では、ステップＳ１１において取得された各パラメータに基づいて、ロータ２２の上限回転速度Ｎｍｌｉｍを算出する。本実施形態では、上限回転速度Ｎｍｌｉｍを速度閾値Ｎｔｈに設定する。この設定により、回転電機２０及びインバータ３０が過熱状態にならないようにする。つまり、弱め界磁制御が行われている場合、所定トルクを発生させるためにステータ巻線２１に流す電流ベクトルの大きさは、弱め界磁制御が行われていない場合よりも大きくなる。このため、回転電機２０及びインバータ３０が過熱状態にならないようにするには、弱め界磁制御が極力実施されないことが望ましい。以上から、上限回転速度Ｎｍｌｉｍを速度閾値Ｎｔｈに設定する。

　まず、図３を用いて、電源電圧Ｖｄｃに基づく上限回転速度Ｎｍｌｉｍの算出方法について説明する。図３に示すように、電源電圧Ｖｄｃが高いほど、動作領域が拡大し、速度閾値Ｎｔｈのラインが高速側にシフトする。このため、電源電圧Ｖｄｃが高いほど、上限回転速度Ｎｍｌｉｍを高くする。本実施形態では、力行可能トルクＴｍＣから回生可能トルクＴｇＣまでの指令トルクＴｒｑ＊と関係付けられた上限回転速度Ｎｍｌｉｍを、電源電圧Ｖｄｃが高いほど高くする。指令トルクＴｒｑ＊と関係付けられた上限回転速度Ｎｍｌｉｍが、後述するステップＳ１６において送信対象の情報とされる。

　ちなみに、図４に示すように、蓄電池４０の劣化度合いが大きいほど、動作領域が縮小することに鑑み、劣化度合いが大きいほど、上限回転速度Ｎｍｌｉｍを低くしてもよい。

　続いて、図５を用いて、制御方式がＰＷＭ制御とされる場合におけるキャリア周波数に基づく上限回転速度Ｎｍｌｉｍの算出方法について説明する。図５に示すように、キャリア周波数が低いほど、動作領域が拡大し、速度閾値Ｎｔｈのラインが高速側にシフトする。このため、キャリア周波数が低いほど、上限回転速度Ｎｍｌｉｍを高くする。本実施形態では、力行可能トルクＴｍＣから回生可能トルクＴｇＣまでの指令トルクＴｒｑ＊と関係付けられた上限回転速度Ｎｍｌｉｍを、キャリア周波数が低いほど高くする。

　続いて、図６を用いて、デッドタイムに基づく上限回転速度Ｎｍｌｉｍの算出方法について説明する。図６に示すように、デッドタイムが短いほど、動作領域が拡大し、速度閾値Ｎｔｈのラインが高速側にシフトする。このため、デッドタイムが短いほど、上限回転速度Ｎｍｌｉｍを高くする。本実施形態では、力行可能トルクＴｍＣから回生可能トルクＴｇＣまでの指令トルクＴｒｑ＊と関係付けられた上限回転速度Ｎｍｌｉｍを、デッドタイムが短いほど高くする。

　なお、上限回転速度Ｎｍｌｉｍは、制御方式がＰＷＭ制御、過変調制御又は矩形波制御のいずれであるかに基づいて算出されてもよい。また、上限回転速度Ｎｍｌｉｍは、変調方式が２相変調又は３相変調のいずれであるかに基づいて算出されてもよい。

　続いて、冷却水温ＷＴｄに基づく上限回転速度Ｎｍｌｉｍの算出方法について説明する。冷却水温ＷＴｄが低いほど、図７に示すように動作領域が拡大し、速度閾値Ｎｔｈのラインが高速側にシフトする。このため、冷却水温ＷＴｄが低いほど、上限回転速度Ｎｍｌｉｍを高くする。本実施形態では、力行可能トルクＴｍＣから回生可能トルクＴｇＣまでの指令トルクＴｒｑ＊と関係付けられた上限回転速度Ｎｍｌｉｍを、冷却水温ＷＴｄが低いほど高くする。

　続いて、磁石温度Ｔφｄに基づく上限回転速度Ｎｍｌｉｍの算出方法について説明する。磁石温度Ｔφｄが高いほど、永久磁石の磁束量が低下するため、速度閾値Ｎｔｈのラインが高速側にシフトする。このため、磁石温度Ｔφｄが高いほど、上限回転速度Ｎｍｌｉｍを高くする。本実施形態では、力行可能トルクＴｍＣから回生可能トルクＴｇＣまでの指令トルクＴｒｑ＊と関係付けられた上限回転速度Ｎｍｌｉｍを、磁石温度Ｔφｄが高いほど高くする。

　なお、上限回転速度Ｎｍｌｉｍは、例えば、ステップＳ１１で取得される上記各パラメータと上限回転速度Ｎｍｌｉｍとが関係付けられたマップ情報又は数式情報に基づいて算出されればよい。

　図２の説明に戻り、ステップＳ１６では、ステップＳ１４で算出した力行上限トルクＴｒｑｍｌｉｍ及び回生上限トルクＴｒｑｇｌｉｍと、ステップＳ１５で算出した上限回転速度ＮｍｌｉｍとをＥＶＣＵ５５に対して送信する。詳しくは、現在の回転速度Ｎｍｃと関係付けられた各上限トルクＴｒｑｍｌｉｍ，Ｔｒｑｇｌｉｍの情報と、力行可能トルクＴｍＣから回生可能トルクＴｇＣまでの指令トルクＴｒｑ＊と関係付けられた上限回転速度Ｎｍｌｉｍの情報とをＥＶＣＵ５５に対して送信する。

　続いて、図１１及び図１２を用いて、ＥＶＣＵ５５が行う過熱保護制御について説明する。図１１及び図１２に示す処理は、例えば、所定の制御周期で繰り返し実行される。なお、ＥＶＣＵ５５の制御周期とＭＧＣＵ３７の制御周期とは、同じ周期であってもよいし、異なる周期であってもよい。

　まず、図１１の処理について説明する。この処理は、車両１０の走行速度を制限する処理である。

　ステップＳ２０では、車両１０の現在の走行速度Ｖｓを取得する。なお、走行速度Ｖｓは、例えば、回転角センサ３４の検出値に基づいて算出されればよい。

　ステップＳ２１では、ＭＧＣＵ３７から送信された上限回転速度Ｎｍｌｉｍを受信する。

　ステップＳ２２では、ロータ２２の回転速度が上限回転速度Ｎｍｌｉｍであると仮定した場合における車両１０の走行速度（以下、上限走行速度Ｖｌｉｍ）を算出する。例えば、下式（ｅｑ１）を用いて上限走行速度Ｖｌｉｍを算出すればよい。下式（ｅｑ１）において、ＲＴは車輪の外径を示す。

　指令トルクＴｒｑ＊と関係付けられた上限回転速度Ｎｍｌｉｍの情報を受信するため、指令トルクＴｒｑ＊と関係付けられた上限走行速度Ｖｌｉｍを算出する。

　ステップＳ２３では、現在の走行速度Ｖｓが、現在の指令トルクＴｒｑ＊に対応する上限走行速度Ｖｌｉｍ以下であるか否かを判定する。ステップＳ２３において否定判定した場合には、現在の走行速度Ｖｓが上限走行速度Ｖｌｉｍ以下になるまで、車両１０の走行速度Ｖｓを低下させる処理を行う。

　走行速度Ｖｓを上限走行速度Ｖｌｉｍ以下にするのは、以下に説明する理由のためである。弱め界磁制御が行われている場合、ステータ巻線２１に流す電流ベクトルの大きさが、弱め界磁制御が行われていない場合よりも大きくなる。その結果、動作点が第２領域ＲＢ内にある場合において指令トルクＴｒｑ＊を例えば０まで低下させたとしても、ステータ巻線２１に流れる相電流の実効値を回転電機２０（具体的にはステータ巻線２１）の許容上限電流（具体的には例えば、常時許容電流）以下にできないことがある。

　この場合、モータ温度Ｔｍｇｄがさらに上昇してシャットダウン温度Ｔｓｈｕｔに到達し、各相の上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを全てオフするシャットダウン制御がＭＧＣＵ３７により行われる。しかしながら、高速側領域である第２領域ＲＢでは、ステータ巻線２１に誘起される逆起電圧が高いため、ステータ巻線２１の線間電圧のピーク値がコンデンサ３１の端子電圧を超え得る。この場合、電力回生が発生し、ステータ巻線２１、上アームスイッチＳＷＨのダイオードＤＨ、コンデンサ３１、及び下アームスイッチＳＷＬのダイオードＤＬを含む閉回路に電流が流れる。その結果、回転電機２０及びインバータ３０の温度がさらに上昇し、回転電機２０及びインバータ３０が故障し得る。そこで、走行速度を低下させてロータ２２の回転速度を低下させることにより、逆起電圧を低下させ、電力回生が発生しないようにする。これにより、回転電機２０及びインバータ３０が過熱異常で故障することを防止する。

　本実施形態では、以下（Ａ），（Ｂ）の少なくとも１つを実施することにより、走行速度を低下させればよい。

　（Ａ）ブレーキ装置６０により車輪に制動力を付与する指示をブレーキＣＵ６２に行う処理。

　機械式のブレーキ装置６０によれば、回生トルクを発生させるための電流をステータ巻線２１に流す必要がない。このため、回転電機２０及びインバータ３０の温度上昇を好適に抑制しつつ、ロータ２２の回転速度を低下させ、ひいては走行速度を低下させる。これにより、動作点を第２領域ＲＢから第１領域ＲＡに移行させ、弱め界磁制御が実行されないようにし、回転電機２０及びインバータ３０を過熱から保護する。

　また、ブレーキ装置６０によれば、インバータ３０のスイッチング制御によらず、ロータ２２の回転速度を低下させ、走行速度を低下させることができる。このため、例えばインバータ３０の制御が停止している場合であっても、ロータ２２の回転速度を低下させてステータ巻線２１に流す電流を的確に制限でき、回転電機２０及びインバータ３０を過熱から保護する。

　なお、ブレーキ装置６０により車輪に制動力を付与する処理は、例えば以下の場合にも有効である。車両１０の走行路面が下り勾配の場合、指令トルクＴｒｑ＊を低下させたとしても、ロータ２２の回転速度が低下しない場合があり得る。また、蓄電池４０のＳＯＣが規定量よりも高い高ＳＯＣ状態の場合、蓄電池４０の過充電を防止するために回生トルクが制限されたり、回生トルクを発生できなかったりする場合があり得る。これらの場合において、ブレーキ装置６０により車輪に制動力を付与する処理が有効である。

　（Ｂ）回生駆動制御の実行指示をＭＧＣＵ３７に行う処理。

　この処理は、具体的には、ＭＧＣＵ３７に送信する指令トルクＴｒｑ＊を負の値にする処理となる。この場合、回生トルクを発生させることができ、走行速度が低下させられる。これにより、動作点を第２領域ＲＢから第１領域ＲＡに移行させ、回転電機２０及びインバータ３０を過熱から保護する。なお、ステータ巻線２１に流れる相電流の実効値を、回転電機２０（具体的にはステータ巻線２１）の許容上限電流（具体的には例えば、常時許容電流）以下にするように回生駆動制御が行われればよい。

　なお、ＥＶＣＵ５５からＭＧＣＵ３７に指令回転速度Ｎｍ＊が送信される場合、ＥＶＣＵ５５は、ＭＧＣＵ３７に送信する指令回転速度Ｎｍ＊を低下させる処理を行ってもよい。

　この処理により、ロータ２２の回転速度が低下させられ、車両１０の走行速度が低下させられる。これにより、動作点を第２領域ＲＢから第１領域ＲＡに移行させ、回転電機２０及びインバータ３０を過熱から保護する。なお、車両１０の減速度が所定の減速度以下となるように、送信する指令回転速度Ｎｍ＊を漸減させればよい。所定の減速度は、車両１０の乗員の安全を確保できる値（例えば、０．２Ｇ）に設定されていればよい。

　続いて、図１２の処理について説明する。この処理は、トルクを制限する処理である。

　ステップＳ３０では、ＭＧＣＵ３７から送信された上限トルクＴｒｑｌｉｍ（具体的には、力行上限トルクＴｒｑｍｌｉｍ及び回生上限トルクＴｒｑｇｌｉｍ）を受信する。

　ステップＳ３１では、力行駆動制御が行われている場合、ＭＧＣＵ３７に送信する指令トルクＴｒｑ＊が力行上限トルクＴｒｑｍｌｉｍ以下であるか否かを判定する。指令トルクＴｒｑ＊が力行上限トルクＴｒｑｍｌｉｍを超えていると判定した場合には、ステップＳ３２に進み、ＭＧＣＵ３７に送信する指令トルクＴｒｑ＊を低下させて力行上限トルクＴｒｑｍｌｉｍ以下にする。これにより、回転電機２０及びインバータ３０を過熱から保護する。

　一方、回生駆動制御が行われている場合、ＭＧＣＵ３７に送信する指令トルクＴｒｑ＊の絶対値が回生上限トルクＴｒｑｇｌｉｍの絶対値以下であるか否かを判定する。指令トルクＴｒｑ＊の絶対値が回生上限トルクＴｒｑｇｌｉｍの絶対値を超えていると判定した場合には、ステップＳ３２に進み、ＭＧＣＵ３７に送信する指令トルクＴｒｑ＊の絶対値を低下させて回生上限トルクＴｒｑｇｌｉｍの絶対値以下にする。これにより、回転電機２０及びインバータ３０を過熱から保護する。

　以上説明した本実施形態では、ＭＧＣＵ３７及びＥＶＣＵ５５が連携して回転電機２０及びインバータ３０の過熱保護を行う。ここで、ＭＧＣＵ３７により、電源電圧Ｖｄｃや冷却水温ＷＴｄ等の各パラメータに基づいて上限回転速度Ｎｍｌｉｍが算出される。このため、回転電機２０の動作点の動作範囲を極力制限することなく、回転電機２０の制御を継続できる。その結果、車両１０の駆動力を極力制限することなく、回転電機２０及びインバータ３０の過熱保護を行うことができる。

　＜第１実施形態の変形例＞
　・ＣＡＮ等を介した各ＣＵ３７，５５，６２間の通信には遅れを伴う。このため、ＭＧＣＵ３７は、通信遅れの影響を加味して、今後予想される動作点に対応する上限トルクＴｒｑｌｉｍ及び上限回転速度ＮｍｌｉｍをＥＶＣＵ５５に対して送信してもよい。

　＜第２実施形態＞
　以下、第２実施形態について、第１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、ＭＧＣＵ３７における上限回転速度Ｎｍｌｉｍの算出方法が変更されている。

　図１３を用いて、ＭＧＣＵ３７が行う過熱保護制御について説明する。図１３に示す処理は、例えば、所定の制御周期で繰り返し実行される。

　ステップＳ４０では、上限回転速度Ｎｍｌｉｍを、ロータ２２の回転に伴いステータ巻線２１に誘起される線間電圧のピーク値Ｖｅｍｆと、電圧センサ３３により検出された電源電圧Ｖｄｃとが同じになるようなロータ２２の回転速度にする。線間電圧はロータ２２の回転速度に依存するため、例えば、ロータ２２の回転速度、電源電圧Ｖｄｃ及び上限回転速度Ｎｍｌｉｍが関係付けられたマップ情報又は数式情報と、回転速度と、電源電圧Ｖｄｃとに基づいて、上限回転速度Ｎｍｌｉｍを算出すればよい。なお、本実施形態の上限回転速度Ｎｍｌｉｍは、指令トルクＴｒｑ＊が０の場合の速度閾値Ｎｔｈよりも高い値となる。

　ステップＳ４１では、ステップＳ４０で算出した上限回転速度ＮｍｌｉｍをＥＶＣＵ５５に対して送信する。

　以上説明した本実施形態によれば、例えばインバータ３０の制御が停止している場合であっても、ロータ２２の回転速度を低下させてステータ巻線２１に流す電流を的確に制限でき、回転電機２０及びインバータ３０を過熱から保護できる。

　＜第２実施形態の変形例＞
　ステップＳ４０において、磁石温度Ｔφｄが、磁石温度Ｔφｄの取り得る範囲の下限値であるとした場合における線間電圧のピーク値と、電源電圧Ｖｄｃとが同じになるようなロータ２２の回転速度を上限回転速度Ｎｍｌｉｍとして算出してもよい。この場合、ステータ巻線２１に誘起される線間電圧が高くなることを想定して上限回転速度Ｎｍｌｉｍが算出される。このため、電源電圧Ｖｄｃやロータ２２の回転速度の一時的な変動に起因して動作点が一時的に変動する場合であっても、動作点を第１領域ＲＡに極力とどまらせることができる。

　＜第３実施形態＞
　以下、第３実施形態について、上記第１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。実施形態では、ＭＧＣＵ３７における上限回転速度Ｎｍｌｉｍの算出方法が変更されている。

　図１４を用いて、ＭＧＣＵ３７が行う過熱保護制御について説明する。図１４に示す処理は、例えば、所定の制御周期で繰り返し実行される。

　ステップＳ５０では、上限回転速度Ｎｍｌｉｍを、回転電機２０のトルクを０にしつつ、ステータ巻線２１に流れる電流の実効値を許容上限電流（具体的には例えば、常時許容電流）以下にできるロータ２２の回転速度の上限値にする。なお、本実施形態の上限回転速度Ｎｍｌｉｍは、第２実施形態の上限回転速度Ｎｍｌｉｍよりも高い値となる。

　ステップＳ５１では、ステップＳ５０で算出した上限回転速度ＮｍｌｉｍをＥＶＣＵ５５に対して送信する。

　以上説明した本実施形態によれば、第２実施形態と同様の効果を奏することができる。

　＜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。

　ＥＶＣＵ５５は、指令回転速度Ｎｍ＊をＭＧＣＵ３７に送信してもよい。この場合、ＭＧＣＵ３７は、ロータ２２の回転速度を、受信した指令回転速度Ｎｍ＊にフィードバック制御するための操作量として、指令トルクＴｒｑ＊を算出すればよい。

　・インバータを構成する半導体スイッチとしては、ＩＧＢＴに限らず、例えば、ボディダイオードを内蔵するＮチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよい。この場合、スイッチの高電位側端子がドレインであり、低電位側端子がソースである。

　・ロータ２２と駆動輪１１との間の動力伝達経路に変速機が設けられていてもよい。

　・ＥＶＣＵ５５、ＭＧＣＵ３７及びブレーキＣＵ６２の演算機能が１つのＣＵに集約されていてもよい。

　・回転電機としては、インホイールモータに限らず、例えば、車両の車体に備えられるいわゆるオンボードモータであってもよい。

　・回転電機としては、星形結線されたものに限らず、例えばΔ結線されたものであってもよい。

　・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (10)

1. 　ロータ（２２）及びステータ巻線（２１）を有する回転電機（２０）と、
   　蓄電部（３１）と、
   　上，下アームスイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）を有し、前記ステータ巻線と前記蓄電部とを電気的に接続するインバータ（３０）と、
   を備えるシステムに適用されるシステムの制御装置において、
   　前記回転電機の指令トルク（Ｔｒｑ＊）または指令回転速度（Ｎｍ＊）のいずれかである指令値を算出する指令算出部（５５）と、
   　算出された前記指令値に基づいて、前記回転電機のトルクを前記指令トルクに制御すべく、前記上，下アームスイッチのスイッチング制御を行う回転電機制御部（３７）と、を備え、
   　前記回転電機制御部は、前記システムの駆動状態に基づいて、前記回転電機及び前記インバータが過熱状態にならない前記ロータの上限回転速度（Ｎｍｌｉｍ）を算出し、
   　前記指令算出部は、前記ロータの回転速度を、算出された前記上限回転速度以下にする保護処理を行う、システムの制御装置。
2. 　前記システムは、前記ロータから動力が伝達されることにより回転する駆動輪（１１）を有する車両（１０）に備えられ、
   　前記指令算出部は、前記保護処理として、
   　前記ロータの回転速度が前記上限回転速度になる場合における前記車両の上限走行速度（Ｖｓｌｉｍ）を算出し、
   　前記車両の走行速度を前記上限走行速度以下にする処理を行う、請求項１に記載のシステムの制御装置。
3. 　前記指令算出部は、前記保護処理として、前記回転電機制御部で用いられる前記指令値を低下させることにより、前記車両の走行速度を前記上限走行速度以下にする処理を行う、請求項２に記載のシステムの制御装置。
4. 　前記車両は、前記駆動輪に制動力を付与する機械式のブレーキ装置（６０）を備え、
   　前記指令算出部は、前記保護処理として、前記ブレーキ装置により前記駆動輪に制動力を付与することにより、前記車両の走行速度を前記上限走行速度以下にする処理を行う、請求項２又は３に記載のシステムの制御装置。
5. 　前記回転電機制御部は、
   　前記ロータの回転速度が速度閾値（Ｎｔｈ）以上になる場合、前記ステータ巻線に弱め界磁電流を流すように前記スイッチング制御を行い、
   　前記上限回転速度を前記速度閾値にする、請求項１～４のいずれか１項に記載のシステムの制御装置。
6. 　前記回転電機制御部は、前記上限回転速度を、界磁極を含む前記ロータの回転に伴い前記ステータ巻線に誘起される線間電圧のピーク値と、前記蓄電部の電圧とが同じになるような前記ロータの回転速度にする、請求項１～４のいずれか１項に記載のシステムの制御装置。
7. 　前記上限回転速度は、前記ロータに含まれる界磁極の温度が、該温度の取り得る範囲の下限値であるとした場合における前記線間電圧のピーク値と、前記蓄電部の電圧とが同じになるような前記ロータの回転速度である、請求項６に記載のシステムの制御装置。
8. 　前記回転電機制御部は、前記上限回転速度を、前記回転電機のトルクを０にしつつ、前記ステータ巻線に流れる電流を許容上限電流以下にできる前記ロータの回転速度の上限値にする、請求項１～４のいずれか１項に記載のシステムの制御装置。
9. 　前記回転電機制御部は、前記システムの駆動状態として、ＰＷＭ制御により前記スイッチング制御を行う場合におけるキャリア信号の周波数、前記スイッチング制御を行う場合におけるデッドタイム、前記蓄電部の電圧、及び前記ロータに含まれる界磁極の温度のうち、少なくとも１つを用いて、前記上限回転速度を算出する、請求項１～８のいずれか１項に記載のシステムの制御装置。
10. 　ロータ（２２）及びステータ巻線（２１）を有する回転電機（２０）と、
    　蓄電部（３１）と、
    　上，下アームスイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）を有し、前記ステータ巻線と前記蓄電部とを電気的に接続するインバータ（３０）と、
    　コンピュータ（３７ａ，５５ａ）と、
    を備えるシステムに適用されるプログラムであって、
    　前記コンピュータに、
    　前記回転電機の指令トルク（Ｔｒｑ＊）または指令回転速度（Ｎｍ＊）のいずれかである指令値を算出する処理と、
    　算出した前記指令値に基づいて、前記回転電機のトルクを前記指令トルクに制御すべく、前記上，下アームスイッチのスイッチング制御を行う処理と、
    　前記システムの駆動状態に基づいて、前記回転電機及び前記インバータが過熱状態にならない前記ロータの上限回転速度（Ｎｍｌｉｍ）を算出する処理と、
    　算出した前記上限回転速度を前記第１コンピュータに送信する処理と、
    　前記ロータの回転速度を、受信した前記上限回転速度以下にする保護処理と、を実行させる、プログラム。

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