特開 2023-6492 制御装置、駆動装置および制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023006492

(43)【公開日】2023-01-18

(54)【発明の名称】制御装置、駆動装置および制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 29/62 20160101AFI20230111BHJP

   B60L 15/20 20060101ALI20230111BHJP

【ＦＩ】

H02P29/62

B60L15/20 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021109118

(22)【出願日】2021-06-30

(71)【出願人】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】日本電産株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100188673

【弁理士】

【氏名又は名称】成田 友紀

(74)【代理人】

【識別番号】100179833

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 将尚

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(72)【発明者】

【氏名】森 佑樹

(72)【発明者】

【氏名】仁田 哲広

【テーマコード（参考）】

5H125

5H501

【Ｆターム（参考）】

5H125AA01

5H125AC12

5H125BA00

5H125CA01

5H125CD06

5H125CD09

5H125EE05

5H125FF22

5H125FF27

5H501AA20

5H501BB08

5H501CC04

5H501GG11

5H501HB07

5H501JJ17

5H501LL39

5H501MM05

(57)【要約】      （修正有）

【課題】モータの温度上昇を抑制しつつモータの性能を十分に発揮させることができる制御装置、駆動装置および制御方法を提供する。
【解決手段】モータを制御する制御装置であって、モータの温度を測定する温度センサと、温度センサによる測定温度を基にモータのトルクを制限するトルク制限部と、を有する。トルク制限部は、測定温度が、第１閾値以上である場合に、モータのトルクを測定温度に対し第１定数を傾きとする一次関数で表される制限率で制限する第１トルク制限を行い、測定温度が、第１閾値より高い第２閾値以上である場合に、モータのトルクを測定温度に対し第２定数を傾きとする一次関数で表される制限率で制限する第２トルク制限を行い、測定温度が、第２閾値より高い第３閾値以上である場合に、モータへの通電を停止する第３トルク制限を行う。第１定数は、第２定数より大きい。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータを制御する制御装置であって、
前記モータの温度を測定する温度センサと、
前記温度センサによる測定温度を基に前記モータのトルクを制限するトルク制限部と、を有し、
前記トルク制限部は、
前記測定温度が、第１閾値以上である場合に、前記モータのトルクを前記測定温度に対し第１定数を傾きとする一次関数で表される制限率で制限する第１トルク制限を行い、
前記測定温度が、前記第１閾値より高い第２閾値以上である場合に、前記モータのトルクを前記測定温度に対し第２定数を傾きとする一次関数で表される制限率で制限する第２トルク制限を行い、
前記測定温度が、前記第２閾値より高い第３閾値以上である場合に、前記モータへの通電を停止する第３トルク制限を行い、
前記第１定数は、前記第２定数より大きい、
制御装置。

【請求項2】

前記トルク制限部は、前記測定温度が上昇する場合に行う昇温モードと、前記測定温度が下降する場合に行う降温モードと、を有し、
前記昇温モードの前記トルク制限部は、前記第１トルク制限、前記第２トルク制限、および前記第３トルク制限を行い、
前記降温モードの前記トルク制限部は、
前記測定温度が、第４閾値以上である場合に、前記モータのトルクを前記測定温度に対し前記第１定数を傾きとする一次関数で表される制限率で制限する第４トルク制限を行い、
前記測定温度が、前記第４閾値より高い第５閾値以上である場合に、前記モータのトルクを前記測定温度に対し前記第２定数を傾きとする一次関数で表される制限率で制限する第５トルク制限を行い、
前記測定温度が、前記第５閾値より高い第６閾値以上である場合に、前記モータへの通電を停止する第６トルク制限を行い、
前記第４閾値は、前記第１閾値より温度定数だけ低い温度であり、
前記第５閾値は、前記第２閾値より前記温度定数だけ低い温度であり、
前記第６閾値は、前記第３閾値より前記温度定数だけ低い温度である、
請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記トルク制限部は、前記測定温度と前記モータのトルクの制限率の関係を表すマップを基に、前記モータのトルクを制限する、
請求項１又は２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記トルク制限部は、前記マップとして、前記測定温度が上昇する場合に第１マップを用い、前記測定温度が下降する場合に第２マップを用いる、
請求項３に記載の制御装置。

【請求項5】

前記トルク制限部は、前記測定温度と前記モータのトルクの制限率の関係を表す数式を基に、前記モータのトルクを制限する、
請求項１又は２に記載の制御装置。

【請求項6】

トルクの制限を行う場合に、前記モータを冷却する冷却装置を駆動させる駆動指令を出力する、
請求項１～５の何れか一項に記載の制御装置。

【請求項7】

前記冷却装置は、前記モータを冷却する冷却水を循環させるウォータポンプを有し、前記駆動指令により前記冷却水を循環させる、
請求項６に記載の制御装置。

【請求項8】

前記冷却装置は、前記モータとともにハウジング内に収容されるオイルを冷却するオイルクーラを有し、前記駆動指令により前記オイルを冷却させる、
請求項６に記載の制御装置。

【請求項9】

請求項１～８の何れか一項に記載の制御装置と、
前記モータと、を備える、
駆動装置。

【請求項10】

モータの制御方法であって、
温度センサによって測定した前記モータの測定温度が、第１閾値以上である場合に、前記モータのトルクを前記測定温度に対し第１定数を傾きとする一次関数で表される制限率で制限する第１トルク制限を行い、
前記測定温度が、前記第１閾値より高い第２閾値以上である場合に、前記モータのトルクを前記測定温度に対し第２定数を傾きとする一次関数で表される制限率で制限する第２トルク制限を行い、
前記測定温度が、前記第２閾値より高い第３閾値以上である場合に、前記モータのトルクへの通電を停止する第３トルク制限を行い、
前記第１定数は、前記第２定数より大きい、
制御方法。

【請求項11】

前記測定温度が上昇する場合に行う昇温モードと、前記測定温度が下降する場合に行う降温モードと、を有し、
前記昇温モードで、前記第１トルク制限、前記第２トルク制限、および前記第３トルク制限を行い、
前記降温モードで
前記測定温度が、第４閾値以上である場合に、前記モータのトルクを前記測定温度に対し前記第１定数を傾きとする一次関数で表される制限率で制限する第４トルク制限を行い、
前記測定温度が、前記第４閾値より高い第５閾値以上である場合に、前記モータのトルクを前記測定温度に対し前記第２定数を傾きとする一次関数で表される制限率で制限する第５トルク制限を行い、
前記測定温度が、前記第５閾値より高い第６閾値以上である場合に、前記モータのトルクへの通電を停止する第６トルク制限を行い、
前記第４閾値は、前記第１閾値より温度定数だけ低い温度であり、
前記第５閾値は、前記第２閾値より前記温度定数だけ低い温度であり、
前記第６閾値は、前記第３閾値より前記温度定数だけ低い温度である、
請求項１０に記載の制御方法。

【請求項12】

前記測定温度と前記モータのトルクの制限率の関係を表すマップを基に、前記モータのトルクを制限する、
請求項１０又は１１に記載の制御方法。

【請求項13】

前記マップとして、前記測定温度が上昇する場合に第１マップを用い、前記測定温度が下降する場合に第２マップを用いる、
請求項１２に記載の制御方法。

【請求項14】

前記測定温度と前記モータのトルクの制限率の関係を表す数式を基に、前記モータのトルクを制限する、
請求項１０又は１１に記載の制御方法。

【請求項15】

トルクの制限を行う場合に、前記モータを冷却する冷却装置を駆動させる駆動指令を出力する、
請求項１０～１４の何れか一項に記載の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置、駆動装置および制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電気自動車に搭載される駆動用のモータの開発が盛んに行われている。このようなモータにおいて、モータの温度が高まり過ぎると、モータのコイル線の絶縁被覆に損傷が生じる虞がある。特許文献１には、モータの温度が高まった場合に、モータの駆動トルクを制限する駆動装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－１８９７６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の駆動装置において、モータの駆動トルクの制限は、モータの温度によって線形制御される。しかしながら、温度センサによる温度の測定結果は、実際のモータの温度変化に対して遅延して出力されるため、モータの温度が急速に上昇する場合に、駆動トルクの制限が不十分となり、モータの温度上昇を抑制できない虞がある。一方で、温度センサの遅延を考慮して、モータの温度の上昇に対する駆動トルクの制限を単純に大きくすると、モータの性能を必要以上に制限しかねない。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みて、モータの温度上昇を抑制しつつモータの性能を十分に発揮させることができる制御装置、駆動装置および制御方法を提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の駆動装置の一つの態様は、モータを制御する制御装置であって、前記モータの温度を測定する温度センサと、前記温度センサによる測定温度を基に前記モータのトルクを制限するトルク制限部と、を有する。前記トルク制限部は、前記測定温度が、第１閾値以上である場合に、前記モータのトルクを前記測定温度に対し第１定数を傾きとする一次関数で表される制限率で制限する第１トルク制限を行い、前記測定温度が、前記第１閾値より高い第２閾値以上である場合に、前記モータのトルクを前記測定温度に対し第２定数を傾きとする一次関数で表される制限率で制限する第２トルク制限を行い、前記測定温度が、前記第２閾値より高い第３閾値以上である場合に、前記モータへの通電を停止する第３トルク制限を行う。前記第１定数は、前記第２定数より大きい。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一つの態様によれば、モータの温度上昇を抑制しつつモータの性能を十分に発揮させることができる制御装置、駆動装置および制御方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、一実施形態の駆動装置１の模式図である。

【図2】図２は、一実施形態のトルク制限部によるモータのトルク制限を説明するための図である。

【図3】図３は、一実施形態トルク制限部による昇温モードのトルク制御の手順を示すフローチャートである。

【図4】図４は、一実施形態トルク制限部による高温モードのトルク制御の手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、同様の目的で、特徴とならない部分を省略して図示している場合がある。

【0010】

図１は、本実施形態の駆動装置１の模式図である。
駆動装置１は、車両に搭載され車両を駆動する。駆動装置１が搭載される車両は、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）等、モータを動力源とする車両である。

【0011】

本実施形態の駆動装置１は、モータ２と、モータ２を制御する制御装置１０と、制御装置１０を介してモータ２に電力を供給するバッテリ７と、モータ２を冷却する第１の冷却装置（冷却装置）８０および第２の冷却装置（冷却装置）９０と、を有する。

【0012】

本実施形態のモータ２は、三相交流モータである。また、モータ２は、アウターロータ型のモータである。モータ２は、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備える。

【0013】

モータ２は、ハウジング１ａに収容される。モータ２は、図示略の伝達機構を介して車両の車輪に接続される。モータ２は、ステータと、ステータに対して回転するロータとを有する。ステータは、コイル線を有する。コイル線は、制御装置１０のインバータ３に接続され交流電圧が付与される。

【0014】

モータ２は、インバータ３から供給される交流電流により駆動し、車輪を回転させる。これにより、モータ２は、車両を駆動する。また、モータ２は、車輪の回転を回生し交流電流を発電する。発電された電力は、インバータ３を通じてバッテリ７に蓄えられる。

【0015】

モータ２には、温度センサ２０が取り付けられる。温度センサ２０は、モータ２のコイル線の温度を測定する。すなわち、温度センサ２０は、モータ２の温度を測定する。モータ２が収容されるハウジング１ａの内部には、オイルＯが貯留される。すなわち、オイルＯは、モータ２とともにハウジング１ａ内に収容される。

【0016】

第１の冷却装置８０は、ウォータジャケット８２と、冷却水路８１と、ウォータポンプ（ポンプ）８８と、を有する。また、第１の冷却装置８０は、冷却水路８１中に配置され冷却水を冷却するラジエータ（図示略）を有していてもよい。

【0017】

ウォータジャケット８２は、ハウジング１ａの外周を囲む。冷却水路８１は、冷却水が循環する循環流路である。冷却水路８１は、ウォータジャケット８２に接続され、ウォータジャケットの内部を通過する。ウォータポンプ８８は、冷却水路８１中の冷却水を圧送する。すなわち、ウォータポンプ８８は、モータ２を冷却する冷却水を、冷却水路８１において循環させる。

【0018】

第１の冷却装置８０は、ハウジング１ａを介してハウジング１ａ内のモータ２を冷却する。本実施形態の第１の冷却装置８０は、ハウジング１ａ内のオイルＯを冷却する。これにより、第１の冷却装置８０は、オイルＯに浸漬するモータ２を間接的に冷却する。

【0019】

第２の冷却装置９０は、油路９１と、オイルポンプ９８と、オイルクーラ９９と、を有する。油路９１には、オイルＯが循環する。油路９１は、ハウジング１ａの内部を通過する。オイルポンプ９８は、油路９１中のオイルＯを圧送する。オイルクーラ９９は、油路９１中のオイルＯを冷却する。第２の冷却装置９０は、オイルクーラ９９によって冷却されたオイルＯを、ハウジング１ａ内に通過させることでモータ２を冷却する。

【0020】

制御装置１０は、インバータ３と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）１０ａと、温度センサ２０と、を有する。

【0021】

インバータ３は、バッテリ７およびモータ２に接続される。インバータ３は、ＥＣＵ１０ａからの信号に基づいて、バッテリ７から供給される直流電圧を三相交流電圧に変換し、その変換した三相交流電圧をモータ２へ出力する。これにより、モータ２は、ＥＣＵ１０ａから指定された目標トルクＴＴを発生するように駆動される。また、インバータ３は、車両の回生制動時、モータ２が発電した三相交流電圧を直流電圧に変換しインバータ３に出力する。

【0022】

バッテリ７は、充放電可能な直流電源である。バッテリ７は、インバータ３へ直流電力を供給する。バッテリ７は、車両の回生制動時にインバータ３から出力される直流電力を受けて充電される。

【0023】

ＥＣＵ１０ａは、トルク制限部１１と、電圧演算部１２と、信号変換部１３と、を有する。すなわち、制御装置１０は、トルク制限部１１と、電圧演算部１２と、信号変換部１３と、を有する。

【0024】

ＥＣＵ１０ａは、ＶＣＵ（Vehicle Control Units：車両制御装置）９に接続される。ＶＣＵ９は、駆動装置１の外部装置であり、車両に搭載される。ＶＣＵ９は、車両の各部を統括して制御する。ＶＣＵ９は、アクセルペダルおよびブレーキペダルの踏込量ならびに車両の走行状態に基づいて、モータ２が出力するべきトルクである目標トルクＴＴを演算する。

【0025】

ＥＣＵ１０ａは、ＶＣＵ９および温度センサ２０から受信した情報を基にモータ２の目標トルクＴＴを算出し、さらに当該目標トルクＴＴを得るための信号を生成してインバータ３へ出力する。

【0026】

トルク制限部１１は、温度センサ２０からモータ２の測定温度Ｔを受信する。トルク制限部１１は、測定温度Ｔに基づいてトルクの制限率ＬＲを演算する。また、トルク制限部１１は、ＶＣＵ９から指令トルクＲＴを受信する。トルク制限部１１は、演算した制限率ＬＲと、受信した指令トルクＲＴから、モータ２の目標トルクＴＴを算出する。目標トルクＴＴは、トルク制限を加味したモータ２が出力するべきトルクである。目標トルクＴＴは、１００％から制限率ＬＲを引いた値（１００％－ＬＲ）を指令トルクＲＴに乗じて算出される。

【0027】

電圧演算部１２は、トルク制限部１１からの目標トルクＴＴに基づいて、モータ２のＵ，Ｖ，Ｗ各相のコイルに印加する電圧を演算し、その演算した各相コイル電圧を信号変換部１３へ出力する。

【0028】

信号変換部１３は、電圧演算部１２から受ける各相コイル電圧に基づいて、実際にインバータ３の各トランジスタをオン／オフするための信号を生成し、その生成した信号をインバータ３の各トランジスタへ出力する。

【0029】

＜制御方法＞
次に、ＥＣＵ１０ａのトルク制限部１１におけるトルクの制御方法について説明する。ＥＣＵ１０ａは、モータ２の保護のため、モータの温度が高まると、トルク制限部１１によりモータ２の目標トルクＴＴを低減させる。

【0030】

図２は、トルク制限部１１によるモータ２のトルク制限を説明するための図である。なお、図２において、横軸は温度センサ２０によるモータ２の測定温度Ｔであり、縦軸はトルク制限部１１によるモータ２のトルクの制限率ＬＲである。

【0031】

トルク制限部１１は、測定温度Ｔが上昇する場合に行う昇温モードと、測定温度が下降する場合に行う降温モードと、を有する。昇温モードおよび降温モードは、それぞれ一定の条件を満たすときに互いに遷移する。なお、トルク制限部１１は、初期モードとして昇温モードが選択されている。

【0032】

（昇温モード）
図３は、昇温モードのトルク制御の手順を示すフローチャートである。
昇温モードでは、トルク制限部１１は、例えば、以下に説明するステップＳ１０１～Ｓ１１１に沿った制御を行う。

【0033】

昇温モードのトルク制限部１１は、まず、温度センサ２０において測定したモータ２の測定温度Ｔを取得する（ステップＳ１０１）。

【0034】

次いで、昇温モードのトルク制限部１１は、昇温モードを維持すべきか否かを確認し（ステップＳ１０２、およびステップＳ１０３）、維持すべきでない場合に、降温モードに移行する。

【0035】

より具体的には、まず、ステップＳ１０２において、トルク制限部１１は、測定温度Ｔが下降しているか否かを判定する。すなわち、トルク制限部１１は、測定温度Ｔの経時的な変化（ΔＴ）が負の値（ΔＴ＜０）となるか否かを判定する。測定温度Ｔが下降する場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、トルク制限部１１は、さらにステップＳ１０３において、温度変化（｜ΔＴ｜）が温度定数Ｔｂ以上であるか否かを判定する。温度変化が温度定数Ｔｂ以上である場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、トルク制限部１１は降温モードに移行する（ステップＳ１０４）。一方で、温度変化が温度定数Ｔｂ未満である場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、トルク制限部１１は測定温度Ｔが下降していても昇温モードを維持する。

【0036】

昇温モードのトルク制限部１１は、測定温度Ｔに応じて、トルク制限なし（ステップＳ１０６）、第１トルク制限（ステップＳ１０８）、第２トルク制限（ステップＳ１１０）、第３トルク制限（ステップＳ１１１）の何れかの制御を行う。各制御については、後段において詳細に説明する。

【0037】

トルク制限部１１は、測定温度Ｔが下降しない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、すなわち測定温度Ｔが一定である場合又は上昇する場合に、さらに測定温度Ｔが第１閾値Ｔ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。トルク制限部１１は、測定温度Ｔが第１閾値Ｔ１未満である場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、トルク制限をしない（ステップＳ１０６）。したがって、制御装置１０は、ＶＣＵ９から受けた指令トルクＲＴでモータ２を駆動させる。

【0038】

トルク制限部１１は、測定温度Ｔが第１閾値Ｔ１未満ではない場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、すなわち測定温度Ｔが第１閾値Ｔ１以上である場合に、さらに測定温度Ｔが第２閾値Ｔ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。トルク制限部１１は、測定温度Ｔが第２閾値Ｔ２未満である場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、第１トルク制限を行う（ステップＳ１０８）。

【0039】

トルク制限部１１は、測定温度Ｔが第２閾値Ｔ２未満ではない場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、すなわち測定温度Ｔが第２閾値Ｔ２以上である場合に、さらに測定温度Ｔが第３閾値Ｔ３未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。トルク制限部１１は、測定温度Ｔが第３閾値Ｔ３未満である場合（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、第２トルク制限を行う（ステップＳ１１０）。トルク制限部１１は、測定温度Ｔが第３閾値Ｔ３未満ではない場合（ステップＳ１０９：ＮＯ）、すなわち測定温度Ｔが第３閾値Ｔ３以上である場合に、第３トルク制限を行う（ステップＳ１１１）。

【0040】

次に、図２を基に、昇温モードで行うトルク制限について具体的に説明する。
昇温モードのトルク制限部１１は、第１閾値Ｔ１以上で実質的なトルク制限を開始する。昇温モードのトルク制限部１１は、測定温度Ｔが、第１閾値Ｔ１以上である場合に第１トルク制限を行い、第２閾値Ｔ２以上である場合に第２トルク制限を行い、第３閾値Ｔ３以上である場合に第３トルク制限を行う。なお、第２閾値Ｔ２は、第１閾値Ｔ１より高い温度である。第３閾値Ｔ３は、第２閾値Ｔ２より高い温度である。

【0041】

第１トルク制限は、測定温度Ｔが第１閾値Ｔ１から第２閾値Ｔ２の間に行われる。第１トルク制限は、モータ２のトルクを測定温度Ｔに対し第１定数ａ１を傾きとする一次関数で表される制限率ＬＲで制限する制御方法である。ここで、第１定数ａ１は、ΔＬＲ/ΔＴで表される。第１トルク制限におけるトルク制限部１１は、測定温度ＴがΔＴだけ上昇すると制限率ＬＲをａ１×ΔＴ（＝ΔＬＲ）だけ上昇させる。

【0042】

第２トルク制限は、測定温度Ｔが第２閾値Ｔ２から第３閾値Ｔ３の間に行われる。第２トルク制限は、モータ２のトルクを測定温度Ｔに対し第２定数ａ２を傾きとする一次関数で表される制限率ＬＲで制限する制御方法である。第２トルク制限におけるトルク制限部１１は、測定温度ＴがΔＴだけ上昇すると制限率ＬＲをａ２×ΔＴ（＝ΔＬＲ）だけ上昇させる。

【0043】

一般的に、モータ２の発熱時に温度センサ２０から出力されるモータ２の測定温度Ｔは、現実のモータ２の温度に対して遅延が生じる。このため、測定結果に応じた制限率ＬＲでモータ２にトルク制限を加えると、制限率ＬＲが不十分となって温度上昇を適切に抑制できない虞がある。

【0044】

本実施形態において、第１定数ａ１は、第２定数ａ２より大きい。このため、トルク制限部１１は、測定温度Ｔが第１閾値Ｔ１以上第２閾値Ｔ２未満の範囲で、温度上昇にする制限率ＬＲを急激に上昇させることができる。これにより、温度センサ２０によるモータ２の測定温度Ｔに遅延が生じても、第２閾値Ｔ２以下の範囲で、トルク制限部１１がモータ２の温度上昇を抑制し易い。

【0045】

また、測定温度Ｔが第２閾値Ｔ２以上となる場合、モータ２の駆動には既にトルク制限が付され、これにより温度上昇の速度は比較的緩やかになる。このため、測定温度Ｔが第２閾値Ｔ２以上の範囲では、温度上昇にする制限率ＬＲを第２定数ａ２で緩やかに上昇させても、温度センサ２０の遅延の影響が少ない。また、トルク制限部１１が第２閾値Ｔ２以上の温度範囲で制限率ＬＲを緩やかに上昇させることで、制限率が１００％になるまでの測定温度Ｔの範囲を上側に広げることができ、モータ２の高速運転時においても、最高速度特性を損なわず制御できる。

【0046】

第３トルク制限は、モータ２への通電を停止し、モータ２の駆動トルクを０とする制御方法である。このため、第３トルク制限を行うトルク制限部１１は、ＶＣＵ９から受信した指令トルクＲＴに関わらず、目標トルクＴＴを０として電圧演算部１２に送る。なお、第３トルク制限は、モータ２の駆動トルクの制限率を１００％とすると言い換えることができる。

【0047】

本実施形態によれば、トルク制限部１１が、第３閾値Ｔ３以上の温度範囲で測定温度Ｔが上昇する場合にモータ２への通電を停止するため、モータ２の発熱要因をなくすことができる。したがって、トルク制限部１１は、第３閾値Ｔ３以上の温度範囲でモータ２の温度を急速に下降させることができ、モータ２の信頼性を高めることができる。

【0048】

（降温モード）
図４は、降温モードのトルク制御の手順を示すフローチャートである。
降温モードでは、トルク制限部１１は、例えば、以下に説明するステップＳ２０１～Ｓ２１１に沿った制御を行う。
降温モードのトルク制限部１１は、まず、温度センサ２０において測定したモータ２の測定温度Ｔを取得する（ステップＳ２０１）。

【0049】

次いで、降温モードのトルク制限部１１は、降温モードを維持すべきか否かを確認し（ステップＳ２０２、およびステップＳ２０３）、維持すべきでない場合に、昇温モードに移行する。

【0050】

より具体的には、トルク制限部１１は、ステップＳ２０２において、測定温度Ｔが上昇しているか否かを判定する。すなわちステップＳ２０２において、トルク制限部１１は、測定温度Ｔの経時的な変化（ΔＴ）が正の値（ΔＴ＞０）となるか否かを判定する。測定温度が下降する場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、トルク制限部１１は、さらにステップＳ２０３において、温度変化（｜ΔＴ｜）が温度定数Ｔｂ以上であるか否かを判定する。温度変化が温度定数Ｔｂ以上である場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、トルク制限部１１は昇温モードに移行する（ステップＳ２０４）。一方で、温度変化が温度定数Ｔｂ未満である場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、トルク制限部１１は測定温度Ｔが上昇していても降温モードを維持する。

【0051】

降温モードのトルク制限部１１は、測定温度Ｔに応じて、トルク制限なし（ステップＳ２０６）、第４トルク制限（ステップＳ２０８）、第５トルク制限（ステップＳ２１０）、第６トルク制限（ステップＳ２１１）の何れかの制御を行う。各制御については、後段において詳細に説明する。

【0052】

トルク制限部１１は、測定温度Ｔが上昇しない場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、すなわち測定温度Ｔが一定である場合又は上昇する場合に、さらに測定温度Ｔが第４閾値Ｔ４未満であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。トルク制限部１１は、測定温度Ｔが第４閾値Ｔ４未満である場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、トルク制限をしない（ステップＳ２０６）。したがって、制御装置１０は、ＶＣＵ９から受けた指令トルクＲＴでモータ２を駆動させる。

【0053】

トルク制限部１１は、測定温度Ｔが第４閾値Ｔ４未満ではない場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、すなわち測定温度Ｔが第４閾値Ｔ４以上である場合に、さらに測定温度Ｔが第５閾値Ｔ５未満であるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。トルク制限部１１は、測定温度Ｔが第５閾値Ｔ５未満である場合（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）、第４トルク制限を行う（ステップＳ２０８）。

【0054】

トルク制限部１１は、測定温度Ｔが第５閾値Ｔ５未満ではない場合（ステップＳ２０７：ＮＯ）、すなわち測定温度Ｔが第５閾値Ｔ５以上である場合に、さらに測定温度Ｔが第６閾値Ｔ６未満であるか否かを判定する（ステップＳ２０９）。トルク制限部１１は、測定温度Ｔが第６閾値Ｔ６未満である場合（ステップＳ２０９：ＹＥＳ）、第５トルク制限を行う（ステップＳ２１０）。トルク制限部１１は、測定温度Ｔが第６閾値Ｔ６未満ではない場合（ステップＳ２０９：ＮＯ）、すなわち測定温度Ｔが第６閾値Ｔ６以上である場合に、第６トルク制限を行う（ステップＳ２１１）。

【0055】

次に、図２を基に、降温モードで行うトルク制限について具体的に説明する。
降温モードのトルク制限部１１は、第４閾値Ｔ４以上の範囲で、トルク制限を行う。降温モードのトルク制限部１１は、測定温度Ｔが、第４閾値Ｔ４以上である場合に第４トルク制限を行い、第５閾値Ｔ５以上である場合に第５トルク制限を行い、第６閾値Ｔ６以上である場合に第６トルク制限を行う。

【0056】

なお、第４閾値Ｔ４は、第１閾値Ｔ１より低い温度である。第５閾値Ｔ５は、第１閾値Ｔ１および第４閾値Ｔ４より高い温度であり、第２閾値Ｔ２より低い温度である。第６閾値Ｔ６は、第２閾値Ｔ２および第５閾値Ｔ５より高い温度であり、第３閾値Ｔ３より低い温度である。

【0057】

第４トルク制限は、測定温度Ｔが第４閾値Ｔ４から第５閾値Ｔ５の間に行われる。第４トルク制限は、モータ２のトルクを測定温度Ｔに対し第１定数ａ１を傾きとする一次関数で表される制限率ＬＲで制限する制御方法である。温度変化ΔＴに対する制限率の変化ΔＬＲを表す傾き（ΔＬＲ/ΔＴ）は、第４トルク制限と第１トルク制限とで、互いに一致する。

【0058】

第５トルク制限は、測定温度Ｔが第５閾値Ｔ５から第６閾値Ｔ６の間に行われる。第５トルク制限は、モータ２のトルクを測定温度Ｔに対し第２定数ａ２を傾きとする一次関数で表される制限率ＬＲで制限する制御方法である。温度変化ΔＴに対する制限率の変化ΔＬＲを表す傾き（ΔＬＲ/ΔＴ）は、第５トルク制限と第２トルク制限とで、互いに一致する。

【0059】

第６トルク制限は、第３トルク制限と同様に、モータ２への通電を停止し、モータ２の駆動トルクを０とする制御方法である。このため、第６トルク制限を行うトルク制限部１１は、ＶＣＵ９から受信した指令トルクＲＴに関わらず、目標トルクＴＴを０として電圧演算部１２に送る。なお、第６トルク制限は、モータ２の駆動トルクの制限率を１００％とすると言い換えることができる。

【0060】

本実施形態によれば、トルク制限部１１が、第６閾値Ｔ６以上の温度範囲で測定温度Ｔが下降する場合にモータ２への通電を停止するため、モータ２の発熱要因をなくすことができる。結果的に、モータ２の温度を急速に下降させることができ、モータ２の信頼性を高めることができる。

【0061】

本実施形態において、第４閾値Ｔ４は、第１閾値Ｔ１より温度定数Ｔｂだけ低い温度である。第５閾値Ｔ５は、第２閾値Ｔ２より温度定数Ｔｂだけ低い温度である。第６閾値Ｔ６は、第３閾値Ｔ３より温度定数Ｔｂだけ低い温度である。また上述したように、温度変化ΔＴに対する制限率の変化ΔＬＲを表す傾き（ΔＬＲ/ΔＴ）は、第１トルク制限と第４トルク制限とで互いに一致し、第２トルク制限と第５トルク制限とで互いに一致する。

【0062】

本実施形態によれば、図２に示すように、降温モードのトルク制限部１１は、昇温モードに対してマイナス方向に温度定数Ｔｂだけオフセットさせた関数で制限率ＬＲを変化させる。本実施形態のトルク制限部１１は、降温モードでは、昇温モードより低い温度で同等の制限率のトルク制限を行うヒステリシス特性の制御を行う。これによりトルク制限部１１は、温度が低下する際に、十分なトルク制限を付与することができ、モータ２の信頼性を高めることができる。

【0063】

さらに、本実施形態によれば、温度定数Ｔｂの未満の温度変化である場合には、昇温モードから降温モード、又は、降温モードから昇温モードへの移行を行わない。このため、温度変化の誤差等に起因する測定値の変化に対し安定したトルク制限を行うことができる。

【0064】

本実施形態において、トルク制限部１１は、第１の冷却装置８０のウォータポンプ８８、第２の冷却装置９０のオイルポンプ９８、およびオイルクーラ９９に接続される。

【0065】

トルク制限部１１は、第１～第６トルク制限の何れかのトルクの制限を行う場合に、モータ２を冷却する第１の冷却装置８０、および第２の冷却装置９０を駆動させる駆動指令を出力する。これにより、トルク制限部１１は、モータ２を第１の冷却装置８０によって冷却し、モータ２の温度が低下することを促進する。

【0066】

より具体的には、トルク制限部１１は、第１の冷却装置８０の冷却水路８１において冷却水を循環させるウォータポンプを、駆動指令により駆動させる。すなわち、第１の冷却装置８０は、モータ２を冷却する冷却水を循環させるウォータポンプ８８を有し、トルク制限部１１から発された駆動指令により冷却水を循環させる。これにより、トルク制限部１１は、第１の冷却装置８０によって、モータ２を冷却させる。

【0067】

さらに、トルク制限部１１は、駆動指令により、第２の冷却装置９０のオイルクーラ９９を駆動させてオイルクーラ９９によりオイルを冷却させるとともに、オイルポンプ９８を駆動させてオイルを圧送させる。すなわち、第２の冷却装置９０は、モータ２とともにハウジング１ａ内に収容されるオイルＯを冷却するオイルクーラ９９およびオイルポンプ９８を有し、トルク制限部１１から発された駆動指令によりオイルＯを冷却させ、循環させる。これにより、トルク制限部１１は、第２の冷却装置９０によって、モータ２を冷却させる。

【0068】

（マップを基にする制御）
トルク制限部１１は、モータ２の測定温度Ｔとモータ２のトルクの制限率の関係を表すマップを基に、モータ２のトルクを制限することができる。

【0069】

トルク制限部１１は、マップとして、測定温度Ｔが上昇する場合（昇温モード）に、表１に示す第１マップを用い、測定温度Ｔが下降する場合（降温モード）に表２に示す第２マップを用いる。

【0070】

なお、表１および表２において、昇温モードで制限率を１００％とする測定温度Ｔを基準温度Ｔｓとして各温度を表現する。基準温度Ｔｓは、上述の第３閾値Ｔ３に対応する。基準温度Ｔｓは、例えば２００℃～２５０℃の温度であり、モータ２のコイル線の耐熱温度以下である。

【0071】

【表1】

【0072】

【表2】

【0073】

昇温モードおよび降温モードにおいて、表中の測定温度の間の領域では制限率ＬＲは線形制御される。また、昇温モードおよび降温モードにおいて、表中のＴｓ－２５以下の領域では制限率ＬＲを０％とし、Ｔｓ以上の領域では制限率ＬＲを１００％とする。

【0074】

昇温モードにおいて、第１閾値Ｔ１は「Ｔｓ－２０」に対応し、第２閾値Ｔ２は「Ｔｓ－１０」に対応し、第３閾値Ｔ３は「Ｔｓ」に概ね対応する。降温モードにおいて、第４閾値Ｔ４は「Ｔｓ－２５」に対応し、第５閾値Ｔ５は「Ｔｓ－２０」に対応し、第６閾値Ｔ６は「Ｔｓ－５」に概ね対応する。

【0075】

昇温モードにおいて測定温度Ｔが「Ｔｓ－２０」未満である場合に、制限率ＬＲを０とする。昇温モードにおいて測定温度Ｔが「Ｔｓ－２０」以上「Ｔｓ－１０」未満である場合に、第１定数ａ１を７．５（％／℃）として、測定温度Ｔに対して制限率ＬＲを変化させる。また、昇温モードにおいて測定温度Ｔが「Ｔｓ－１０」以上「Ｔｓ」未満である場合に、第２定数ａ２を２．５（％／℃）として、測定温度Ｔに対して制限率ＬＲを変化させる。

【0076】

降温モードにおいて測定温度Ｔが「Ｔｓ－２５」未満である場合に、制限率ＬＲを０とする。降温モードにおいて測定温度Ｔが「Ｔｓ－２５」以上「Ｔｓ－１５」未満である場合に、第１定数ａ１を７．５（％／℃）として、測定温度Ｔに対して制限率ＬＲを変化させる。また、降温モードにおいて測定温度Ｔが「Ｔｓ－１５」以上「Ｔｓ－５」未満である場合に、第２定数ａ２を２．５（％／℃）として、測定温度Ｔに対して制限率ＬＲを変化させる。

【0077】

トルク制限部１１は、昇温モードと降温モードとで使用するマップを切り替える。トルク制限部１１が上述の第１のマップおよび第２のマップを基にトルクの制限率を算出することで、トルク制限部１１による制御を簡素化することができる。

【0078】

（数式を基にする制御）
トルク制限部１１は、モータ２の測定温度Ｔとモータ２のトルクの制限率の関係を表す数式を基に、モータ２のトルクを制限してもよい。この場合、トルク制限部１１は、例えば第１トルク制限、第２トルク制限、第３トルク制限、第４トルク制限、第５トルク制限、および第６トルク制限に対して以下の数式を用いることができる。

【0079】

第１トルク制限： 制限率ＬＲ＝（第１閾値Ｔ１－測定温度Ｔ）×第１定数ａ１
第２トルク制限： 制限率ＬＲ＝（第２閾値Ｔ２－測定温度Ｔ）×第２定数ａ２+定数ｂ
第３トルク制限： 制限率ＬＲ＝１００
第４トルク制限： 制限率ＬＲ＝（第４閾値Ｔ４－測定温度Ｔ）×第１定数ａ１
第５トルク制限： 制限率ＬＲ＝（第５閾値Ｔ５－測定温度Ｔ）×第２定数ａ２+定数ｂ
第６トルク制限： 制限率ＬＲ＝１００

【0080】

なお、上記の数式において定数ｂは、図２中の縦軸に図示されている。定数ｂは、第１トルク制限と第２トルク制限との境界温度（すなわち第２閾値Ｔ２）、並びに第４トルク制限と第５トルク制限との境界温度（すなわち第５閾値Ｔ５）におけるトルクの制限率ＬＲを表す。

【0081】

トルク制限部１１は、測定温度Ｔの変化に応じて第１～第６のトルク制限が切り替わる度に、使用する上述の何れかに数式を切り替える。トルク制限部１１が上述の数式を基にトルクの制限率を算出することで、トルク制限部１１による制御を簡素化することができる。

【0082】

以上に、本発明の様々な実施形態を説明したが、各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

【符号の説明】

【0083】

１…駆動装置、１ａ…ハウジング、２…モータ、１０…制御装置、１１…トルク制限部、２０…温度センサ、８０…第１の冷却装置（冷却装置）、８８…ウォータポンプ（ポンプ）、９０…第２の冷却装置（冷却装置）、９９…オイルクーラ、ａ１…第１定数、ａ２…第２定数、ｂ…定数、ＬＲ…制限率、Ｏ…オイル、Ｔ…測定温度、Ｔ１…第１閾値、Ｔ２…第２閾値、Ｔ３…第３閾値、Ｔ４…第４閾値、Ｔ５…第５閾値、Ｔ６…第６閾値、Ｔｂ…温度定数

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】