特許 6210031 制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6210031

(24)【登録日】2017年9月22日

(45)【発行日】2017年10月11日

(54)【発明の名称】制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 29/024 20160101AFI20171002BHJP

   H02P 29/68 20160101ALI20171002BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20171002BHJP

   B60L 3/00 20060101ALN20171002BHJP

   H02M 3/155 20060101ALN20171002BHJP

【ＦＩ】

   H02P29/024

   H02P29/68

   H02M7/48 M

   !B60L3/00 J

   !H02M3/155 U

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-160376(P2014-160376)

(22)【出願日】2014年8月6日

(65)【公開番号】特開2016-39670(P2016-39670A)

(43)【公開日】2016年3月22日

【審査請求日】2016年9月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100093779

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 雅紀

(72)【発明者】

【氏名】西山 征輝

(72)【発明者】

【氏名】舟津 渉

(72)【発明者】

【氏名】山下 広文

【審査官】 池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１３６４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２５２５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１０４７７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００８８２９４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ２９／０２４

Ｈ０２Ｍ ７／４８

Ｈ０２Ｐ ２９／６８

Ｂ６０Ｌ ３／００

Ｈ０２Ｍ ３／１５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転電機（５）の通電の切り替えに係るスイッチング素子（３１〜３６）を有する回路部（１０）の温度である回路部温度を取得する温度取得手段（Ｓ１０５、Ｓ２０１）と、
前記回路部温度に基づき、前記回路部の劣化状態を判定する劣化状態判定手段（Ｓ１０８）と、
前記劣化状態および前記回路部温度に基づき、前記回転電機から出力されるトルクを制限するトルク制限手段（Ｓ２０５、Ｓ２０６）と、
前記回転電機から出力されるトルクが劣化判定トルクより大きくなったときの前記回路部温度の基準温度からの上昇値を演算する上昇値演算手段（Ｓ１０６）と、
前記上昇値が該当する上昇温度範囲の発生回数を更新することで、上昇温度頻度分布を更新する更新手段（Ｓ１０７）と、
を備え、
前記上昇温度範囲が複数設定され、それぞれの前記温度上昇範囲について、カウンタが設けられており、
前記更新手段は、前記上昇値が含まれる前記上昇温度範囲のカウンタをカウントアップすることで前記上昇温度頻度分布を更新し、
前記劣化状態判定手段は、前記上昇温度範囲の温度が高いほど小さい値となる劣化判定ラインまたは前記上昇温度範囲毎に設けられる判定閾値と前記上昇温度範囲毎のカウンタ値に基づき、前記劣化状態を判定し、
トルク制限を開始する前記回路部温度である制限開始温度、および、前記回路部温度に応じたトルク制限傾きの少なくとも一方は、前記劣化状態に応じて可変であることを特徴とする制御装置（５０）。

【請求項2】

前記劣化判定ラインは、複数設けられ、
前記劣化状態判定手段は、前記上昇温度範囲のカウンタ値と複数の前記劣化判定ラインとに基づき、前記劣化状態として複数段階の劣化レベルを判定する請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記温度取得手段は、前記スイッチング素子の温度を前記回路部温度として取得することを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記回路部は、コンデンサ（２５）を有し、
前記温度取得手段は、前記コンデンサの温度を前記回路部温度として取得することを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機の駆動を制御する制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、モータに供給する電力を変換する電力変換装置を制御する制御装置が知られている。例えば特許文献１では、インバータを構成するＩＧＢＴの温度が限界温度になったとき、トルク指令値を制限することで過熱を防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平７−１９４０９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、例えばインバータを構成するＩＧＢＴ等は、熱劣化の度合いに応じて熱抵抗が異なる。しかしながら、特許文献１では、ＩＧＢＴの劣化度合いについては何ら考慮されていない。そのため、例えば平均的な熱劣化度合いを想定してトルク制限処理を行うと、熱劣化が小さい初期においてはトルク制限をかけすぎることになってしまう。また、熱劣化が大きい場合、トルク制限処理を行う前に、熱破壊に至ってしまう虞がある。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路部の劣化度合いに応じて適切に回転電機を制御する制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

制御装置は、温度取得手段と、劣化状態判定手段と、トルク制限手段と、上昇値演算手段と、更新手段と、を備える。
温度取得手段は、回転電機の通電の切り替えに係るスイッチング素子を有する回路部の温度である回路部温度を取得する。
劣化状態判定手段は、回路部温度に基づき、回路部の劣化状態を判定する。
トルク制限手段は、劣化状態および回路部温度に基づき、回転電機から出力されるトルクを制限する。
上昇値演算手段は、回転電機から出力されるトルクが劣化判定トルクより大きくなったときの回路部温度の基準温度からの上昇値を演算する。
更新手段は、上昇値が該当する上昇温度範囲の発生回数を更新することで、上昇温度頻度分布を更新する。上昇温度範囲が複数設定され、それぞれの前記温度上昇範囲について、カウンタが設けられている。更新手段は、上昇値が含まれる上昇温度範囲のカウンタをカウントアップすることで上昇温度頻度分布を更新する。劣化状態判定手段は、上昇温度範囲の温度が高いほど小さい値となる劣化判定ラインまたは上昇温度範囲毎に設けられる判定閾値と上昇温度範囲のカウンタ値に基づき、劣化状態を判定する。
トルク制限を開始する回路部温度である制限開始温度、および、回路部温度に応じたトルク制限傾きの少なくとも一方は、劣化状態に応じて可変である。

【0006】

本発明では、劣化状態に応じ、制限開始温度およびトルク制限傾きの少なくとも一方を可変としているので、回路部の劣化状態に応じ、適切に回転電機を制御することができる。これにより、回路部の劣化が小さい状態における過剰なトルク制限を回避することができる。また、回路部の劣化が大きい状態では、速やかにトルクを制限可能であるので、回路部のさらなる熱劣化を抑制可能であるとともに、回路部の破損を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の一実施形態による制御システムの構成を示す概略構成図である。

【図2】本発明の一実施形態によるパワーカードを示す模式的な側面図である。

【図3】本発明の一実施形態による劣化状態判定処理を説明するフローチャートである。

【図4】本発明の一実施形態による劣化状態判定処理を説明するタイムチャートである。

【図5】本発明の一実施形態による劣化レベルの判定方法を説明する説明図である。

【図6】本発明の一実施形態によるトルク制限処理を説明するフローチャートである。

【図7】本発明の一実施形態によるトルク制限係数を説明する説明図である。

【図8】本発明の一実施形態によるトルク制限処理を説明するタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明による制御装置を図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
本発明の一実施形態による制御装置が適用される制御システム１を図１〜図８に基づいて説明する。
図１に示すように、制御システム１は、回転電機としてのモータジェネレータ（以下、「ＭＧ」という。）５、回路部１０、制御装置としてのＭＧ制御部（図中においては「ＭＧ−ＥＣＵ」と記載する。）５０、および、ハイブリッド制御部（図中においては「ＨＶ−ＥＣＵ」と記載する。）５５等を備え、図示しない車両に搭載される。本実施形態の車両は、図示しないエンジン、および、ＭＧ５の駆動力にて走行するハイブリッド車両である。

【0009】

ＭＧ５は、バッテリ８から電力が供給されることによりトルクを発生する電動機としての機能、および、エンジンによる駆動あるいは車両の制動時に駆動されて発電する発電機としての機能を有する。本実施形態のＭＧ５は、永久磁石式同期型の３相交流電動機である。以下、ＭＧ５が電動機として機能する場合を中心に説明する。
バッテリ８は、例えばニッケル水素またはリチウムイオン等の充放電可能な二次電池により構成される直流電源である。バッテリ８に替えて、電気二重層キャパシタ等の蓄電装置を直流電源として用いてもよい。

【0010】

回路部１０は、昇圧コンバータ２０、および、インバータ部３０を有する。
昇圧コンバータ２０は、リアクトル２１、昇圧駆動部２２、および、コンデンサ２５等を備える。
リアクトル２１は、インダクタンスＬを有し、リアクトル電流ＩＬの変化に伴って誘起電圧が発生し、電気エネルギが蓄積される。
昇圧駆動部２２は、高電位側スイッチング素子（以下、スイッチング素子を「ＳＷ素子」という。）２３および低電位側ＳＷ素子２４を有する。高電位側ＳＷ素子２３および低電位側ＳＷ素子２４は、いずれもＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）である。高電位側ＳＷ素子２３は、コレクタがインバータ部３０の高電位ライン３７に接続され、エミッタが低電位側ＳＷ素子２４のコレクタと接続される。低電位側ＳＷ素子２４のエミッタは、インバータ部３０の低電位ライン３８に接続される。高電位側ＳＷ素子２３と低電位側ＳＷ素子２４との接続点には、リアクトル２１の出力端が接続される。

【0011】

ＳＷ素子２３、２４は、ＭＧ制御部５０からのコンバータ駆動信号に基づき、交互に、かつ、相補的にオンオフ作動する。高電位側ＳＷ素子２３がオフ、低電位側ＳＷ素子２４がオンのとき、リアクトル２１にリアクトル電流ＩＬが流れることにより、リアクトル２１にエネルギが蓄積される。また、高電位側ＳＷ素子２３がオン、低電位側ＳＷ素子２４がオフのとき、リアクトル２１に蓄積されたエネルギが放出されることにより、バッテリ入力電圧Ｖｉｎに誘起電圧が重畳され昇圧された出力電圧がコンデンサ２５に充電される。
コンデンサ２５は、インバータ部３０と並列に接続される。

【0012】

インバータ部３０は、パワーカード４０（図２参照）により構成され、ブリッジ接続される６つのＳＷ素子３１〜３６を有する。ＳＷ素子３１〜３６は、いずれもＩＧＢＴである。
高電位側に配置される高電位側ＳＷ素子３１〜３３は、コレクタが高電位ライン３７に接続され、エミッタが低電位側に接続される低電位側ＳＷ素子３４〜３６に接続される。低電位側ＳＷ素子３４〜３６のエミッタは、低電位ライン３８に接続される。高電位側ＳＷ素子３１〜３３と低電位側ＳＷ素子３４〜３６との接続点は、ＭＧ５の各相巻線（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の一端に接続される。

【0013】

対になる高電位側ＳＷ素子３１〜３３と低電位側ＳＷ素子３４〜３６とは、ＭＧ制御部５０からのインバータ駆動信号に基づき、交互に、かつ、相補的にオンオフ作動する。
インバータ部３０には、昇圧コンバータ２０により昇圧された出力電圧の直流電力が入力され、ＳＷ素子３１〜３６をオンオフ作動することにより直流電力を３相交流電力に変換し、ＭＧ５に出力する。

【0014】

図２に示すように、パワーカード４０は、ＳＷ素子３１〜３６、パワーカード基板４１、放熱板４２、および、放熱グリス４３を有する。なお、図２においては、ＳＷ素子３１を例示し、ＳＷ素子３２〜３６の記載を省略した。
ＳＷ素子３１は、パワーカード基板４１に実装される。また、ＳＷ素子３１のパワーカード基板４１と反対側の面には、放熱板４２が設けられる。ＳＷ素子３１と放熱板４２との間には、放熱グリス４３が塗布される。これにより、ＳＷ素子３１の熱は、パワーカード基板４１側、および、放熱板４２側の両面から放熱される。
また、パワーカード４０全体は、図示しない冷却配管内を流通する冷却水により冷却される。

【0015】

図１に示すように、ＭＧ制御部５０およびハイブリッド制御部５５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなりマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムを実行することで各種制御を実施する。

【0016】

ＭＧ制御部５０は、上位ＥＣＵであるハイブリッド制御部５５からのＭＧトルク要求およびＳＷ素子３１〜３６の温度等に応じたインバータ駆動信号を生成してインバータ部３０に出力することで、インバータ部３０の駆動を制御する。また、ＭＧ制御部５０は、コンバータ駆動信号を生成して昇圧コンバータ２０に出力することで、昇圧コンバータ２０の駆動を制御する。
また、ＭＧ制御部５０は、図示しない温度センサから、ＳＷ素子３１〜３６の温度を取得する。
ハイブリッド制御部５５は、図示しないアクセルセンサ、シフトスイッチ、ブレーキスイッチ、車速センサ等からの信号が入力され、取得されたこれらの信号等に基づき、車両全体を制御する。

【0017】

本実施形態では、ＭＧ制御部５０は、ＳＷ素子３１〜３６の温度を経時的に計測し、ＳＷ素子３１〜３６の劣化状態を判定する。以下、ＳＷ素子３１〜３６の温度を「素子温度」という。素子温度は、ＳＷ素子３１〜３６の一部または全部の温度そのものであってもよいし、平均値等としてもよい。本実施形態では、素子温度が「回路部温度」に対応する。

【0018】

素子温度に基づく劣化状態判定処理を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。劣化状態判定処理は、制御システム１がレディオン（Ｒｅａｄｙ ＯＮ）されているときに、ＭＧ制御部５０にて所定の間隔で実行される。
最初のステップＳ１０１（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」で記す。）では、ＭＧトルクを演算する。ＭＧトルクは、例えば電流センサにより検出される電流検出値に基づいて演算される。

【0019】

Ｓ１０２では、ＭＧ５から出力されるＭＧトルクがゼロか否かを判断する。センサ誤差等を考慮し、ＭＧトルクの絶対値が所定値以下である場合、ＭＧトルクがゼロであるとみなす。ＭＧトルクがゼロでないと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１０４へ移行する。ＭＧトルクがゼロであると判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０３へ移行する。

【0020】

Ｓ１０３では、素子温度を取得するとともに、取得された素子温度をＭＧトルクがゼロのときの基準温度ＴｂとしてＭＧ制御部５０の図示しない記憶部に格納する。ＭＧトルクがゼロのときの素子温度である基準温度Ｔｂは、所定期間内の全ての値が記憶されるようにしてもよいし、上書きすることで最新の値が記憶されるようにしてもよい。なお、ＭＧトルクがゼロである場合、Ｓ１０４以降の処理は行わない。

【0021】

Ｓ１０４では、ＭＧトルクが劣化判定トルクＱｄより大きいか否かを判断する。劣化判定トルクＱｄは、例えばＭＧ５を最大出力で駆動した場合のトルクに近い値に設定される。ＭＧトルクが劣化判定トルクＱｄ以下であると判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、Ｓ１０５以降の処理を行わない。ＭＧトルクが劣化判定トルクＱｄより大きいと判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、Ｓ１０５へ移行する。

【0022】

Ｓ１０５では、素子温度をモニタする。ここでは、ＭＧトルクの変化よりも素子温度の変化が遅れることを考慮し、例えばＭＧトルクが劣化判定トルクＱｄに達してから素子温度がピークとなるのに要する期間に応じた所定期間の素子温度をモニタする。
Ｓ１０６では、上昇値ΔＴを演算する。上昇値ΔＴは、Ｓ１０５で取得された素子温度がピークとなるピーク温度Ｔｍａｘから、直前にＭＧトルクがゼロだったときの基準温度Ｔｂを減じた値とする。

【0023】

詳細には、図４に示すように、時刻ｘ１０から時刻ｘ１１にて、ＭＧトルクの上昇に伴い、素子温度が上昇する。時刻ｘ１１にて、ＭＧトルクが劣化判定トルクＱｄに達し、その後ゼロまで低下すると、時刻ｘ１１よりやや遅れた時刻ｘ１２にて、素子温度がピークに達し、その後低下する。ここで、時刻ｘ１１の直前にＭＧトルクがゼロであった時刻ｘ１０における素子温度を基準温度Ｔｂ１とし、時刻ｘ１２におけるピーク温度Ｔｍａｘ１から基準温度Ｔｂ１を減算した値を上昇値ΔＴ１とする。

【0024】

同様に、ＭＧトルクが劣化判定トルクＱｄに達した時刻ｘ２１後の時刻ｘ２２におけるピーク温度Ｔｍａｘ２から時刻ｘ２０における基準温度Ｔｂ２を減算した値を上昇値ΔＴ２とする。また、ＭＧトルクが劣化判定トルクＱｄに達した時刻ｘ３１後の時刻ｘ３２におけるピーク温度Ｔｍａｘ３から時刻ｘ３０における基準温度Ｔｂ３を減算した値を上昇値ΔＴ３とする。
なお、図４に示す例では、基準温度Ｔｂ１、Ｔｂ２、Ｔｂ３は等しいが、基準温度Ｔｂは、冷却水温度の変化等に伴って変化する。

【0025】

Ｓ１０７では、Ｓ１０６にて演算された上昇値ΔＴに基づき、上昇温度頻度分布を更新する。本実施形態では、複数の上昇温度範囲が設定され、それぞれの上昇温度範囲についてカウンタが設けられている。また、Ｓ１０６にて演算された上昇値ΔＴが含まれる上昇温度範囲のカウンタをカウントアップし、上昇温度頻度分布を更新する。

【0026】

図５に示すように、本実施形態では、上昇温度範囲が３段階に設定され、第１範囲を５０［℃］以上７０［℃］未満、第２範囲を７０［℃］以上９０［℃］未満、第３範囲を９０［℃］以上であって、例えば上昇値ΔＴが５３［℃］とすると、第１範囲に対応するカウンタをカウントアップする、といった具合である。上昇温度範囲の閾値、および、段階数は、適宜設定可能である。

【0027】

なお、上昇値ΔＴが正常上限値（例えば５０［℃］）未満の範囲に対しては、カウンタを設けずカウントしなくてもよいが、図５中では説明のため、上昇値ΔＴが正常上限値未満のカウント値を破線で記載した。上昇値ΔＴが正常上限値未満のカウント値は、劣化状態の判定に用いない。また、整備等により、パワーカード４０が交換された場合、あるいは、放熱グリス４３が再塗布された場合は、上昇温度頻度分布をリセットする。

【0028】

Ｓ１０８では、温度上昇頻度分布、および、劣化判定ラインＤａ、Ｄｂに基づき、劣化状態を判定する。劣化判定ラインＤａ、Ｄｂは、図５に示すように、上昇温度範囲の温度が大きいほど小さい値となるように設定される。
劣化状態は、初期状態を劣化レベルＬ１、温度上昇頻度分布におけるいずれかの温度範囲におけるカウント値が劣化判定ラインＤａを超えたときを劣化レベルＬ２、劣化判定ラインＤｂを超えたときを劣化レベルＬ３とする。本実施形態では、最も熱劣化していない状態を劣化レベルＬ１とし、次いで劣化レベルＬ２とし、最も熱劣化している状態を劣化レベルＬ３とする。ここで、回路部１０（本実施形態ではＳＷ素子３１〜３６）の熱劣化が進んでいるほど「劣化レベルが大きい」とし、熱劣化が進んでいない場合を「劣化レベルが小さい」とする。

【0029】

次に、劣化状態に応じたトルク制限処理を図６のフローチャートに基づいて説明する。トルク制限処理は、制御システム１がレディオンされているときに、ＭＧ制御部５０にて、図３にて説明した劣化状態判定処理とは別途に実行される。
Ｓ２０１では、素子温度を取得する。

【0030】

Ｓ２０２では、素子温度が制限下限値より大きいか否かを判断する。制限下限値は、劣化レベルが最も大きい場合（本実施形態では、劣化レベルＬ３）に、トルク制限を開始する制限開始温度Ｔｓ３（図７参照）とする。素子温度が制限下限値より大きいと判断された場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、Ｓ２０４へ移行する。素子温度が制限下限値以下であると判断された場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、Ｓ２０３へ移行する。

【0031】

Ｓ２０３では、トルク制限係数を１とし、トルク制限を行わないものとする。
Ｓ２０４では、Ｓ１０８で演算された劣化状態を取得する。
Ｓ２０５では、Ｓ２０１で取得された素子温度、および、Ｓ２０４で取得された劣化状態に基づき、トルク制限係数を取得する。

【0032】

トルク制限係数は、図７に示すように、劣化レベルＬ１、Ｌ２、Ｌ３に応じた換算ラインＦ１、Ｆ２、Ｆ３を用い、素子温度に基づいて設定される。本実施形態では、劣化レベルＬ１のとき換算ラインＦ１、劣化レベルＬ２のとき換算ラインＦ２、劣化レベルＬ３のとき換算ラインＦ３とする。

【0033】

トルク制限係数を１未満とする制限開始温度は、劣化レベルが大きいほど低く設定される。すなわち、劣化レベルＬ１のときの制限開始温度をＴｓ１、劣化レベルＬ２のときの制限開始温度をＴｓ２、劣化レベルＬ３のときの制限開始温度をＴｓ３とすると、Ｔ３＜Ｔ２＜Ｔ１である。
また、劣化レベルＬ１のとき素子温度が出力停止温度Ｔｅ１以上、劣化レベルＬ２のとき素子温度が出力停止温度Ｔｅ２以上、劣化レベルＬ３のとき素子温度が出力停止温度Ｔｅ３以上で、トルク制限係数をゼロとし、ＭＧ５からの出力を停止する。
制限開始温度Ｔｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３および出力停止温度Ｔｅ１、Ｔｅ２、Ｔ３は、適宜設定可能である。

【0034】

また、トルク制限傾きは、劣化レベルが大きいほど大きくなるように設定される。すなわち、劣化レベルＬ１のときのトルク制限傾きをＡ１、劣化レベルＬ２のときのトルク制限傾きをＡ２、劣化レベルＬ３のときのトルク制限傾きをＡ３とすると、Ａ１＜Ａ２＜Ａ３である。本実施形態におけるトルク制限傾きは、制限開始温度と出力停止温度との間における素子温度とトルク制限係数との関数の傾きの絶対値とする。

【0035】

Ｓ２０３およびＳ２０５に続いて移行するＳ２０６では、制限後トルクｔｒｑ＿ｒを演算する。制限後トルクｔｒｑ＿ｒは、ハイブリッド制御部５５から取得されるトルク指令値ｔｒｑ^*に制限係数を乗じた値とし、制限後トルクｔｒｑ＿ｒに基づいて、ＭＧ５の駆動を制御する。

【0036】

ここで、トルク制限処理を、図８に示すタイムチャーチに基づいて説明する。図８では、劣化レベルＬ３のときを実線、劣化レベルＬ１のときを破線、参考例を一点鎖線で示す。図８では、フィルタ処理等による遅れ要素の影響を省略して記載している。
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、制御システム１がレディオンされ、シフトレンジがＰレンジからＤレンジに切り替わった後の指令トルクｔｒｑ^*が一定値Ｑｓである場合を例に説明する。また、劣化レベルＬ３のときに素子温度が制限開始温度Ｔｓ３に達する時刻ｘ１までは、劣化状態によらずトルク制限が行われず、トルク制限係数が１であるので、制限後トルクｔｒｑ＿ｒと指令トルクｔｒｑ^*とが等しい。

【0037】

劣化レベルＬ３のとき、ＳＷ素子３１〜３６の熱抵抗が大きく、素子温度が上がりやすいので、劣化レベルＬ１、Ｌ２のときの制限開始温度Ｔｓ１、Ｔｓ２よりも低い制限開始温度Ｔｓ３からトルク制限を行う。
図８の例では、実線で示すように、素子温度が制限開始温度Ｔｓ３より大きくなる時刻ｘ１にてトルク制限を開始する。また、素子温度が出力停止温度Ｔｅ３より高い時刻ｘ２から時刻ｘ４までの期間は、トルク制限係数をゼロとし、制限後トルクｔｒｑ＿ｒをゼロとする。トルク制限により素子温度が低下し、制限開始温度Ｔｓ３以下となる時刻ｘ５にて、トルク制限係数を１とし、トルク制限を終了する。トルク制限がなされる時刻ｘ１から時刻ｘ５までの期間の制限後トルクｔｒｑ＿ｒは、指令トルクｔｒｑ^*に素子温度に応じたトルク制限係数が乗じられた値となる。なお、制限後トルクｔｒｑ＿ｒは、素子温度に応じて変化するが、図８では簡略化のため、直線的に変化するものとして記載した。また、トルクの急変を避けるため、トルク制限係数の変化よりも制限後トルクｔｒｑ＿ｒの変化が遅くなるように、適宜フィルタ処理等を行ってもよい。

【0038】

破線で示すように、劣化レベルＬ１のとき、ＳＷ素子３１〜３６の熱抵抗が小さく、素子温度が上がりにくいので、素子温度が制限開始温度Ｔｓ１より大きくなる時刻ｘ６まではトルク制限を行わないので、ＭＧ５の出力が低下しない。時刻ｘ６にてトルク制限を開始すると、素子温度が時刻ｘ８にて増加から減少に転じ、素子温度が制限開始温度Ｔｓ１以下となる時刻ｘ９にて、トルク制限係数を１とし、トルク制限を終了する。トルク制限がなされる時刻ｘ６から時刻ｘ９までの期間の制限後トルクｔｒｑ＿ｒは、指令トルクｔｒｑ^*に素子温度に応じたトルク制限係数が乗じられた値となる。

【0039】

参考例では、劣化状態を考慮せず、素子温度が所定温度より高くなった場合にトルク制限を行うものとする。図８では、素子温度が制限開始温度Ｔｓ１を超えたときにトルク制限を行う例を示している。
図８中に一点鎖線で示すように、劣化レベルが大きい場合、素子温度が制限開始温度Ｔｓ１に達するまでトルク制限を行わないと、破線で示す劣化レベルが小さい場合と比較して、時刻ｘ７における素子温度のピーク値Ｔｐが大きくなる。そのため、ＳＷ素子３１〜３６の熱劣化が進行したり、ピーク値ＴｐによってはＳＷ素子３１〜３６が破損に至る虞がある。
一方、図示はしていないが、劣化状態を考慮せず、制限開始温度をＴｓ３とすると、劣化レベルが小さい場合、余分にトルク制限をかけることになってしまう。

【0040】

本実施形態では、劣化状態に応じて、制限開始温度、および、トルク制限傾きを設定している。これにより、劣化状態に応じた適切なトルク制限が可能であるので、劣化レベルが小さい場合、余分なトルク制限をかけることなく、ＭＧ５からトルクを出力することができ、ドライバビリティが向上する。また、劣化レベルが大きい場合、低い温度からトルク制限を開始し、速やかにトルクを制限できるため、ＳＷ素子３１〜３６のさらなる熱劣化を抑制することができ、熱破壊を回避することができる。

【0041】

以上詳述したように、ＭＧ制御部５０は、以下の処理を実行する。
ＭＧ制御部５０は、ＭＧ５の通電の切り替えに係るＳＷ素子３１〜３６を有する回路部１０の温度として素子温度を取得し（図３または図６中のＳ１０５、Ｓ２０１）、素子温度に基づき、回路部１０の劣化状態を判定する（Ｓ１０８）。
ＭＧ制御部５０は、劣化状態および素子温度に基づき、ＭＧ５から出力されるトルクを制限する（Ｓ２０５、Ｓ２０６）。トルク制限を開始する素子温度である制限開始温度、および、素子温度に応じたトルク制限傾きは、劣化状態に応じて可変である。

【0042】

本実施形態では、劣化状態に応じ、制限開始温度およびトルク制限傾きを可変としているので、回路部１０の劣化状態に応じ、適切にＭＧ５を制御可能できる。これにより、回路部１０の劣化が小さい状態における過剰なトルク制限を回避可能である。また、回路部１０の劣化が大きい状態では、速やかにトルクを制限可能であるので、回路部１０のさらなる熱劣化を抑制可能であるとともに、回路部１０の破損を防ぐことができる。

【0043】

ＭＧ制御部５０は、ＭＧ５から出力されるトルクが劣化判定トルクＱｄより大きくなったときの素子温度の基準温度Ｔｂからの上昇値ΔＴを演算し（Ｓ１０６）、上昇値ΔＴが該当する上昇温度範囲の発生回数を更新することで、上昇温度頻度分布を更新する（Ｓ１０７）。また、ＭＧ制御部５０は、上昇温度頻度分布に基づき、劣化状態を判定する。
これにより、上昇温度頻度分布に基づき、劣化状態を適切に判定することができる。

【0044】

本実施形態では、ＳＷ素子３１〜３６の温度である素子温度を回路部温度として取得する。これにより、ＳＷ素子３１〜３６の温度に基づき、適切に劣化レベルを判定し、ＳＷ素子３１〜３６の熱破損を防止することができる。

【0045】

本実施形態では、ＭＧ制御部５０が「温度取得手段」、「劣化状態判定手段」、「トルク制限手段」、「上昇値演算手段」、「更新手段」を構成する。また、図３または図６中のＳ１５、Ｓ２０１が「温度取得手段」の機能としての処理に対応し、Ｓ１０８が「劣化状態判定手段」の機能としての処理に対応し、Ｓ２０５、Ｓ２０６が「トルク制限手段」の機能としての処理に対応し、Ｓ１０６が「上昇値演算手段」の機能としての処理に対応し、Ｓ１０７が「更新手段」の機能としての処理に対応する。

【0046】

（他の実施形態）
（ア）温度取得手段
上記実施形態では、インバータを構成するＳＷ素子の温度を回路部温度とする。他の実施形態では、ＳＷ素子の温度に替えて還流ダイオードの温度を回路部温度としてもよい。また、昇圧コンバータを構成するリアクトル、ＳＷ素子、または、コンデンサ等の電子部品の温度を回路部温度としてもよい。例えば、コンデンサの温度を回路部温度とする場合、回路部の劣化状態としてコンデンサの劣化状態が監視され、コンデンサの熱劣化を抑制し、熱破壊を防止することができる。
また、電子部品の接続に用いられるバスバー等の配線温度を回路部温度としてもよい。

【0047】

また他の実施形態では、温度取得手段は、回路部を構成する電子部品の温度に替えて、パワーカードの冷却水温を回路部温度としてもよい。冷却水温を用いる場合、例えば出力パワーの積算値が所定値となったときの上昇値の頻度分布に基づき、劣化状態を判定してもよい。

【0048】

（イ）劣化状態判定手段
上記実施形態では、劣化判定ラインに基づいて劣化レベルを３段階とした。他の実施形態では、劣化レベルは３段階に限らず、２段階でもよいし、４段階以上としてもよいし、連続的に変化するようにしてもよい。劣化レベルが連続的に設定される場合、例えば連続的に変化する劣化レベル値を用いた関数等により、トルクを制限するように構成してもよい。

【0049】

また、上記実施形態では、劣化判定ラインは直線であるが、他の実施形態では、劣化判定ラインは直線に限らず、どのように設定してもよい。また、劣化判定ラインを用いず、上昇温度範囲毎に設けられる判定閾値に基づいて劣化状態を判定してもよい。
上記実施形態では、上昇温度頻度分布における上昇温度範囲は３つの範囲である。他の実施形態では、上昇温度範囲は、３つに限らずいくつであってもよい。

【0050】

他の実施形態では、例えばインスツルメンタルパネルに劣化状態を表示する等、劣化状態をユーザに報知する報知手段を設けてもよい。劣化状態をユーザに報知することで、無理な運転をしないように促したり、早めに整備を行うように促したりすることができる。
また、劣化状態に基づき、パワーカードの交換時期、或いは、放熱グリスの再塗布時期等である整備情報を推定してもよい。また、推定された整備情報をユーザに通知するようにしてもよい。

【0051】

（ウ）トルク制限手段
上記実施形態では、トルク指令値にトルク制限係数を乗じることでトルクを制限する。他の実施形態では、例えば電圧指令値や電流指令値に制限係数を乗じてもよい。また、トルク制限係数によらず、直接的にトルクが制限されるように構成してもよい。
上記実施形態では、制限開始温度およびトルク制限傾きを劣化状態に応じて可変とする。他の実施形態では、制限開始温度、または、トルク制限傾きを劣化状態に応じて可変としてもよい。

【0052】

上記実施形態では、制限開始温度と出力停止温度との間における回路部温度とトルク制限係数とは直線関係である。他の実施形態では、また、制限開始温度と出力停止温度との間を複数の区間に分け、区間毎に傾きを変えてもよい。回路部温度とトルク制限係数との関係は、例えば二次以上の関数等、直線関係に限らない。

【0053】

（エ）回路部
上記実施形態では、ＳＷ素子は、ＩＧＢＴにより構成される。他の実施形態では、ＩＧＢＴ以外の半導体素子等により構成してもよい。上記実施形態では、ＳＷ素子は、パワーカードにより構成され、両面放熱構造である。他の実施形態では、ＳＷ素子の放熱構造は、片面放熱としてもよい。また、インバータ部をパワーカード以外で構成してもよい。
上記実施形態では、回路部は、昇圧コンバータを有する。他の実施形態では、昇圧コンバータを省略してもよい。

【0054】

（オ）制御装置
上記実施形態では、各手段は、ＭＧ制御部により構成される。他の実施形態では、各手段の一部または全部をハイブリッド制御部により構成してもよい。また、ＭＧ制御部およびハイブリッド制御部を１つの制御部として構成してもよい。
上記実施形態では、制御装置がハイブリッド車両に適用される。他の実施形態では、ハイブリッド車両に限らず、電気自動車や燃料電池車等の主機モータを用いる車両全般に適用可能である。また、制御装置を他の装置に適用してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

【符号の説明】

【0055】

１・・・制御システム
５・・・ＭＧ（回転電機）
１０・・・回路部
２０・・・昇圧コンバータ
３０・・・インバータ部
３１〜３６・・・スイッチング素子
４０・・・パワーカード
５０・・・ＭＧ制御部（制御装置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】