JP2007295703A - 電動機制御装置、報知装置および電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機の耐熱信頼性をより正確に評価して電動機の出力制限を行なう電動機制御装置およびそれを備えた車両を提供する。
【解決手段】トルク制御部２０４は、モータ温度Ｔがしきい温度を超えると、モータジェネレータＭＧのトルク指令を低減する。使用寿命演算部２０２は、アレニウス則を用いて、モータ温度Ｔに基づいて規定温度における積算モータ使用時間を算出し、その算出した積算モータ使用時間がしきい値を超えると、信号ＣＴＬを活性化する。トルク制御部２０４は、信号ＣＴＬが活性化されると、信号ＣＴＬの非活性化時に比べてモータジェネレータＭＧの制限温度を下げる。
【選択図】図２

Description

この発明は、電動機制御装置、報知装置および電動車両に関し、特に、電気自動車やハイブリッド自動車、燃料電池自動車などの電動車両に動力源として搭載される電動機の制御装置、報知装置およびそれらを備えた電動車両に関する。

特開２００３−３０４６０４号公報（特許文献１）は、電気自動車（Electric Vehicle）やハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）、燃料電池自動車（Fuel Cell Vehicle）など、各種自動車の駆動源として搭載されるモータ駆動装置を開示する。

このモータ駆動装置においては、温度検出手段によって検出されたモータ温度が制限温度以上である場合、モータ出力制御手段がモータの出力を制限する。ここで、温度変化率検出手段は、モータ温度の変化率を検出し、その検出された変化率に応じて制限温度の設定を変更する。

すなわち、モータ温度の変化率が所定の変化率以上である場合には、温度変化率検出手段は、モータの温度上昇が大きいと判断して制限温度を第１の制限温度に設定し、モータ出力制御手段は、モータ温度が第１の制限温度以上になるとモータの出力を制限する。

これに対して、モータ温度の変化率が所定の変化率よりも小さい場合には、温度変化率検出手段は、モータの温度上昇が小さいと判断して制限温度を第１の制限温度よりも高い第２の制限温度に設定し、モータ出力制御手段は、モータ温度が第２の制限温度以上になるとモータの出力を制限する。

このモータ制御装置によれば、モータの出力を制限しないで走行できる距離が伸び、モータの温度保護を図り、かつ、モータの性能を充分に発揮させることができる（特許文献１参照）。
特開２００３−３０４６０４号公報 特開２０００−１８４５０２号公報 特開２００２−３７０６３０号公報 特開２００５−２３８９６９号公報

モータに使用される絶縁材の熱劣化により、モータの耐熱信頼性は、モータの過去の熱負荷が大きいほど低下する。特開２００３−３０４６０４号公報に開示されるモータ制御装置は、モータ温度の変化率に応じてモータの制限温度を可変とすることによりモータの温度保護とモータ性能との両立を図るものであるが、モータの過去の熱負荷によってモータの耐熱信頼性が低下することについては考慮されていない。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電動機の耐熱信頼性をより正確に評価して電動機の出力制限を行なう電動機制御装置およびそれを備えた車両を提供することである。

また、この発明の別の目的は、電動機の耐熱信頼性をより正確に評価して、電動機に関する情報を利用者に適切に報知する報知装置およびそれを備えた車両を提供することである。

この発明によれば、電動機制御装置は、車両の駆動力を発生する電動機を制御する電動機制御装置であって、電動機の温度履歴に基づいて、電動機の使用寿命を示す状態量を算出する算出手段と、算出手段によって算出された状態量に基づいて電動機のトルクを制限するトルク制限手段とを備える。

好ましくは、電動機制御装置は、算出手段によって算出される状態量に基づいて電動機の制限温度を変更する変更手段をさらに備える。トルク制限手段は、制限温度を用いて、電動機の温度に応じて電動機のトルクを制限する。

さらに好ましくは、変更手段は、算出手段によって算出される状態量が規定値を超えると、状態量が規定値を超える前よりも制限温度を下げる。

好ましくは、算出手段によって算出される状態量は、電動機の温度の積算量を含む。
また、好ましくは、算出手段によって算出される状態量は、電動機の温度が規定温度を越えた頻度を含む。

また、この発明によれば、電動車両は、車両の駆動力を発生する電動機と、電動機の出力軸に機械的に結合される車輪と、上述したいずれかの電動機制御装置とを備える。

また、この発明によれば、報知装置は、車両の駆動力を発生する電動機に関する情報を利用者に報知する報知装置であって、電動機の温度履歴に基づいて、電動機の使用寿命を示す状態量を算出する算出手段と、算出手段によって算出された状態量に基づいて、電動機の部品の交換を促す部品交換情報または部品の整備を促す部品整備情報を利用者に通知する通知手段とを備える。

好ましくは、算出手段によって算出される状態量は、電動機の温度の積算量を含む。
また、好ましくは、算出手段によって算出される状態量は、電動機の温度が規定温度を越えた頻度を含む。

また、この発明によれば、電動車両は、車両の駆動力を発生する電動機と、電動機の出力軸に機械的に結合される車輪と、上述したいずれかの報知装置とを備える。

この発明においては、算出手段は、電動機の温度履歴に基づいて、電動機の使用寿命を示す状態量を算出し、トルク制限手段は、その算出された状態量に基づいて電動機のトルクを制限するので、電動機の温度履歴に基づいて算出される電動機の使用寿命を考慮して電動機のトルクが制限される。

したがって、この発明によれば、電動機の使用寿命に基づき電動機の耐熱信頼性をより正確に評価したうえで、電動機の出力制限を適切に行なうことができる。

また、この発明においては、算出手段は、電動機の温度履歴に基づいて、電動機の使用寿命を示す状態量を算出し、通知手段は、その算出された状態量に基づいて、電動機の部品の交換を促す部品交換情報または部品の整備を促す部品整備情報を利用者に通知するので、電動機の温度履歴に基づいて算出される電動機の使用寿命を考慮して部品交換情報または部品整備情報が利用者に報知される。

したがって、この発明によれば、電動機の使用寿命に基づき電動機の耐熱信頼性をより正確に評価したうえで、電動機に関する情報を利用者に適切に報知することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による電動車両のパワートレーンを説明するための全体ブロック図である。図１を参照して、この電動車両１００は、蓄電装置Ｂと、電源ラインＰＬと、接地ラインＳＬと、コンデンサＣと、インバータ１０と、モータジェネレータＭＧと、車輪ＤＷとを備える。また、電動車両１００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０と、報知部２５と、温度センサ３０と、電圧センサ４０と、電流センサ５０とをさらに備える。

蓄電装置Ｂの正電極は、電源ラインＰＬに接続され、蓄電装置Ｂの負電極は、接地ラインＳＬに接続される。インバータ１０は、電源ラインＰＬおよび接地ラインＳＬに接続される。コンデンサＣは、電源ラインＰＬと接地ラインＳＬとの間に蓄電装置Ｂに並列に接続される。モータジェネレータＭＧは、Ｙ結線された３相コイルをステータコイルとして含み、３相ケーブルを介してインバータ１０に接続される。そして、モータジェネレータＭＧの出力軸に車輪ＤＷの回転軸が機械的に結合される。すなわち、モータジェネレータＭＧは、車輪ＤＷを駆動する電動機としてこの電動車両１００に組込まれる。

蓄電装置Ｂは、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。蓄電装置Ｂは、インバータ１０へ直流電力を供給する。また、蓄電装置Ｂは、車両の回生制動時、インバータ１０によって充電される。なお、蓄電装置Ｂとして大容量のキャパシタを用いてもよい。

コンデンサＣは、電源ラインＰＬと接地ラインＳＬとの間の電圧変動を平滑化する。インバータ１０は、ＥＣＵ２０からの信号ＰＷＩに基づいて、電源ラインＰＬから受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧへ出力する。これにより、モータジェネレータＭＧは、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ１０は、車両の回生制動時、モータジェネレータＭＧから受ける３相交流電圧をＥＣＵ２０からの信号ＰＷＩに基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を蓄電装置Ｂへ出力する。

モータジェネレータＭＧは、３相交流回転電機であり、たとえば３相交流同期電動発電機から成る。モータジェネレータＭＧは、インバータ１０から受ける３相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータＭＧは、車両の回生制動時、車輪ＤＷからの回転力を受けて３相交流電圧を発生し、その発生した３相交流電圧をインバータ１０へ出力する。

温度センサ３０は、モータジェネレータＭＧのモータ温度Ｔを検出し、その検出したモータ温度ＴをＥＣＵ２０へ出力する。なお、後述のように、このモータ温度Ｔは、モータジェネレータＭＧの使用寿命を示す積算モータ使用時間を算出する際に用いられるので、温度測定箇所は、モータジェネレータＭＧに使用されている絶縁材料の中で最も耐熱性の劣る材料またはその近傍とするのが好ましい。

電圧センサ４０は、コンデンサＣの端子間の電圧Ｖｍを検出し、その検出した電圧ＶｍをＥＣＵ２０へ出力する。電流センサ５０は、インバータ１０をモータジェネレータＭＧと接続する３相ケーブルに流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴをＥＣＵ２０へ出力する。

ＥＣＵ２０は、モータジェネレータＭＧのトルク指令ＴＲおよび車両速度ＳＶを図示されない外部ＥＣＵから受ける。そして、ＥＣＵ２０は、トルク指令ＴＲ、車両速度ＳＶ、温度センサ３０からのモータ温度Ｔ、電圧センサ４０からの電圧Ｖｍ、および電流センサ５０からのモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、モータジェネレータＭＧを駆動するための信号ＰＷＩを生成し、その生成した信号ＰＷＩをインバータ１０へ出力する。

なお、トルク指令ＴＲ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外部ＥＣＵにより演算される。また、車両速度ＳＶは、図示されない回転センサによって検出される車輪ＤＷやモータジェネレータＭＧなどの回転数に基づいて外部ＥＣＵにより演算される。

ここで、ＥＣＵ２０は、モータ温度Ｔがしきい温度を超えると、モータジェネレータＭＧの出力トルクを制限する。さらにここで、ＥＣＵ２０は、後述の方法により、規定温度における積算モータ使用時間を算出し、その算出した積算モータ使用時間に基づいて上記のしきい温度を変更する。

また、ＥＣＵ２０は、算出した積算モータ使用時間に基づいて、報知部２５へ出力される信号ＩＮＦ１または信号ＩＮＦ２を活性化する。

報知部２５は、ＥＣＵ２０からの信号ＩＮＦ１が活性化されると、モータジェネレータＭＧの部品の整備を促す部品整備情報を利用者に報知する。また、報知部２５は、ＥＣＵ２０からの信号ＩＮＦ２が活性化されると、モータジェネレータＭＧの部品の交換を促す部品交換情報を利用者に報知する。なお、報知部２５は、視覚的に報知する表示装置であってもよいし、聴覚的に報知する音声装置であってもよい。

図２は、図１に示したＥＣＵ２０の機能ブロック図である。図２を参照して、ＥＣＵ２０は、使用寿命演算部２０２と、トルク制御部２０４と、モータ制御用相電圧演算部２０６と、ＰＷＭ信号変換部２０８とを含む。

使用寿命演算部２０２は、規定温度における積算モータ使用時間を算出し、その算出した積算モータ使用時間が予め設定されたしきい値を超えると、トルク制御部２０４に出力される信号ＣＴＬを活性化する。

ここで、規定温度における積算モータ使用時間とは、アレニウス則を用いて、実際のモータ使用時間を規定温度（たとえば１５０℃）のモータ使用時間に換算したものである。具体的には、アレニウス則とは、使用温度が１０℃下がると寿命が２倍になるという公知の寿命推定則であり（「１０℃２倍則」とも称される。）、使用寿命演算部２０２は、規定時間（たとえば１分）あたりのモータ温度平均値から規定温度におけるモータ使用時間を算出し、その算出したモータ使用時間をモータジェネレータＭＧの使用開始から現時点に至るまで積算することにより規定温度における積算モータ使用時間を算出する。

なお、この規定温度における積算モータ使用時間は、モータジェネレータＭＧが使用に耐え得る期間を表わすものであり、すなわちモータジェネレータＭＧの使用寿命を示す。また、モータジェネレータＭＧの使用開始から現時点に至るまで規定温度におけるモータ使用時間を積算することは、モータジェネレータＭＧの温度履歴に基づいてモータジェネレータＭＧの使用寿命を算出することを意味する。

そして、使用寿命演算部２０２は、算出した積算モータ使用時間が第１のしきい値を超えると、図示されない報知部２５へ出力される信号ＩＮＦ１を活性化し、第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値を積算モータ使用時間が超えると、報知部２５へ出力される信号ＩＮＦ２を活性化する。

トルク制御部２０４は、モータジェネレータＭＧのモータ温度Ｔおよびしきい温度に基づいて、モータジェネレータＭＧの出力トルクに制限をかけるトルク制限制御を実行する。具体的には、トルク制御部２０４は、モータジェネレータＭＧのモータ温度Ｔがしきい温度を超えると、外部ＥＣＵから受けるトルク指令ＴＲを低減させる。

ここで、トルク制御部２０４は、使用寿命演算部２０２からの信号ＣＴＬが活性化されているとき、信号ＣＴＬの非活性化時に比べてモータジェネレータＭＧのしきい温度を下げる。したがって、積算モータ使用時間がしきい値を超えると、より低い温度でモータジェネレータＭＧのトルク制限がかかることになる。

そして、トルク制御部２０４は、モータ温度Ｔおよびしきい温度に基づいて制限がかけられたトルク指令ＴＲＲをモータ制御用相電圧演算部２０６へ出力する。

モータ制御用相電圧演算部２０６は、トルク制御部２０４からのトルク指令ＴＲＲ、電圧センサ４０からの電圧Ｖｍ、および電流センサ５０からのモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、モータジェネレータＭＧのＵ，Ｖ，Ｗ各相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ＰＷＭ信号変換部２０８へ出力する。

ＰＷＭ信号変換部２０８は、モータ制御用相電圧演算部２０６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１０の各トランジスタをオン／オフするためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＩとしてインバータ１０の各トランジスタへ出力する。

このＥＣＵ２０においては、モータジェネレータＭＧの保護のため、モータ温度Ｔがしきい温度を超えると、トルク制御部２０４によりモータジェネレータＭＧのトルク指令を低減させる。

ここで、使用寿命演算部２０２は、規定温度における積算モータ使用時間を算出し、算出した積算モータ使用時間がしきい値を超えると、信号ＣＴＬを活性化する。そうすると、トルク制御部２０４は、信号ＣＴＬの活性化に応じて、しきい温度を下げる。

すなわち、積算モータ使用時間がしきい値を超えると、モータジェネレータＭＧのトルク制限を開始する温度を規定するしきい温度が下げられ、モータジェネレータＭＧの保護が図られる。

図３は、図２に示した使用寿命演算部２０２によって算出される積算モータ使用時間の時間的変化を示した図である。図３を参照して、積算モータ使用時間は、時間の経過とともに増加する。トルク制御部２０４におけるトルク制限のしきい温度は、積算モータ使用時間がしきい値Ｓｔｈに到達するまでは温度Ｔ１とする。

積算モータ使用時間がしきい値Ｓｔｈに到達すると、使用寿命演算部２０２からトルク制御部２０４へ出力される信号ＣＴＬが活性化され、トルク制御部２０４は、しきい温度を温度Ｔ１から温度Ｔ１よりも低い温度Ｔ２に下げる。そうすると、積算モータ使用時間がしきい値Ｓｔｈよりも小さいときに比べてより低い温度でモータジェネレータＭＧのトルク制限がかかるようになるので、モータ温度Ｔの上昇が抑えられる。その結果、積算モータ使用時間がしきい値Ｓｔｈに到達した時刻ｔ０以降は、時刻ｔ０以前に比べて積算モータ使用時間の増加率が抑えられる。

なお、この図３では、積算モータ使用時間がしきい値Ｓｔｈに到達する前後における積算モータ使用時間の増加率の差異を示すために、時間の変化とともに積算モータ使用時間が直線的に増加する場合が示されているが、実際には、モータジェネレータＭＧの使用状況（モータ温度、使用時間）は時々刻々と異なるので積算モータ使用時間は直線的には増加しない。

図４は、図２に示したトルク制御部２０４によるモータジェネレータＭＧのトルク制限を説明するための図である。図４を参照して、横軸はモータジェネレータＭＧのモータ温度Ｔを示し、縦軸はモータジェネレータＭＧのトルク指令ＴＲＲを示す。

トルク制御部２０４は、使用寿命演算部２０２からの信号ＣＴＬが非活性化されている場合、すなわち、使用寿命演算部２０２において算出される積算モータ使用時間がしきい値Ｓｔｈを超えていない場合、モータ温度Ｔがしきい温度Ｔｔｈ１を超えると、上限温度ＴＳ１でトルク指令ＴＲＲが０となるようにトルク指令を低減する。

一方、トルク制御部２０４は、使用寿命演算部２０２からの信号ＣＴＬが活性化されている場合、すなわち、使用寿命演算部２０２において算出される積算モータ使用時間がしきい値Ｓｔｈを超えている場合、しきい温度Ｔｔｈ１よりも低いしきい温度Ｔｔｈ２をモータ温度Ｔが超えると、上限温度ＴＳ１よりも低い上限温度ＴＳ２でトルク指令ＴＲＲが０となるようにトルク指令を低減する。

なお、図５に示すように、トルク制御部２０４は、使用寿命演算部２０２からの信号ＣＴＬが活性化されている場合、モータ温度Ｔがしきい温度Ｔｔｈ２（＜Ｔｔｈ１）を超えると、上限温度ＴＳ１でトルク指令ＴＲＲが０となるようにトルク指令を低減してもよい。

また、図６に示すように、トルク制御部２０４は、使用寿命演算部２０２からの信号ＣＴＬが活性化されている場合、モータ温度Ｔがしきい温度Ｔｔｈ１を超えると、上限温度ＴＳ２（＜ＴＳ１）でトルク指令ＴＲＲが０となるようにトルク指令を低減してもよい。

すなわち、この発明における「制限温度」とは、モータジェネレータＭＧのトルク制限を開始するしきい温度Ｔｔｈ、およびトルク制限によってトルクを０にする上限温度ＴＳのいずれをも含む概念である。

図７は、図２に示した使用寿命演算部２０２の制御構造を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼出されて実行される。

図７を参照して、使用寿命演算部２０２は、温度センサ３０からのモータ温度Ｔを用いて、規定時間におけるモータ平均温度を算出する（ステップＳ１０）。次いで、使用寿命演算部２０２は、アレニウス則を用いて、その算出したモータ平均温度から規定温度におけるモータ使用時間を算出する（ステップＳ２０）。具体的には、たとえば、規定時間１分のモータ平均温度が１４０℃であって規定温度が１５０℃の場合、規定温度におけるモータ使用時間は２分となる。

そして、使用寿命演算部２０２は、規定時間単位で算出したモータ使用時間をモータジェネレータＭＧの使用開始から現時点に至るまで積算することにより、規定温度における積算モータ使用時間を算出する（ステップＳ３０）。次いで、使用寿命演算部２０２は、その算出した積算モータ使用時間が第１のしきい値を超えているか否かを判定する（ステップＳ４０）。使用寿命演算部２０２は、積算モータ使用時間が第１のしきい値以下であると判定すると（ステップＳ４０においてＮＯ）、一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ４０において積算モータ使用時間が第１のしきい値を超えていると判定されると（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、使用寿命演算部２０２は、トルク制御部２０４へ出力される信号ＣＴＬを活性化する。そうすると、トルク制御部２０４は、モータ制限温度（トルク制限を開始するしきい温度Ｔｔｈおよび／またはトルク制限によってトルクを０にする上限温度ＴＳ）を信号ＣＴＬの非活性化時よりも下げる（ステップＳ５０）。

さらに、使用寿命演算部２０２は、第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値を積算モータ使用時間が超えているか否かを判定する（ステップＳ６０）。使用寿命演算部２０２は、積算モータ使用時間が第２のしきい値以下であると判定したときは（ステップＳ６０においてＮＯ）、報知部２５へ出力される信号ＩＮＦ１を活性化する。そうすると、報知部２５は、モータジェネレータＭＧの部品の整備を促す部品整備情報を利用者に報知する（ステップＳ７０）。

一方、ステップＳ６０において積算モータ使用時間が第２のしきい値を超えていると判定されたときは（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、使用寿命演算部２０２は、報知部２５へ出力される信号ＩＮＦ２を活性化する。そうすると、報知部２５は、モータジェネレータＭＧの部品の交換を促す部品交換情報を利用者に報知する（ステップＳ８０）。

図８は、図２に示したトルク制御部２０４によるトルク制限制御のフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼出されて実行される。

図８を参照して、トルク制御部２０４は、温度センサ３０からモータジェネレータＭＧのモータ温度Ｔを取得し、モータ温度Ｔがしきい温度Ｔｔｈを超えているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。なお、このしきい温度Ｔｔｈは、上述のように、使用寿命演算部２０２からの信号ＣＴＬが活性化されているとき、信号ＣＴＬの非活性化時よりも低い温度に設定される。

そして、トルク制御部２０４は、モータ温度Ｔがしきい温度Ｔｔｈを超えていると判定すると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、モータ温度Ｔに応じてトルク指令ＴＲＲを低減するトルク制限制御を実行する（ステップＳ１２０）。一方、ステップＳ１１０においてモータ温度Ｔがしきい温度Ｔｔｈ以下であると判定されると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、トルク制御部２０４は、トルク制限制御を行なうことなく処理を終了する。

なお、上記の実施の形態１においては、使用寿命演算部２０２からの信号ＣＴＬに応じて、トルク制御部２０４においてモータ制限温度（しきい温度Ｔｔｈまたは上限温度ＴＳ）を変更するものとしたが、積算モータ使用時間がしきい値を超えたか否かに応じて、使用寿命演算部２０２からトルク制御部２０４へモータ制限温度（しきい温度Ｔｔｈおよび／または上限温度ＴＳ）を設定するようにしてもよい。

以上のように、この実施の形態１においては、モータジェネレータＭＧの使用寿命を示す積算モータ使用時間（規定温度換算）が使用寿命演算部２０２により算出され、積算モータ使用時間がしきい値を超えると、モータジェネレータＭＧのトルクが制限される。したがって、この実施の形態１によれば、モータジェネレータＭＧの使用寿命に基づきモータジェネレータＭＧの耐熱信頼性をより正確に評価したうえで、モータジェネレータＭＧの出力制限を適切に行なうことができる。

また、積算モータ使用時間が第１のしきい値を超えると、報知部２５により部品整備情報が利用者に報知され、積算モータ使用時間が第２のしきい値（＞第１のしきい値）を超えると、報知部２５により部品交換情報が利用者に報知される。したがって、この実施の形態１によれば、モータジェネレータＭＧの使用寿命に基づきモータジェネレータＭＧの耐熱信頼性をより正確に評価したうえで、モータジェネレータＭＧに関する情報を利用者に適切に報知することができる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、モータジェネレータＭＧの使用寿命を示す状態量として、規定温度における積算モータ使用時間を用いたが、実施の形態２では、モータジェネレータＭＧのモータ温度Ｔがしきい温度を超えた頻度をモータジェネレータＭＧの使用寿命を示す状態量として用いる。

この実施の形態２は、ＥＣＵ２０における使用寿命演算部２０２の構成が実施の形態１と異なり、その他の構成は実施の形態１と同じである。

図９は、実施の形態２における使用寿命演算部２０２Ａの制御構造を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼出されて実行される。

図９を参照して、使用寿命演算部２０２Ａは、温度センサ３０からモータジェネレータＭＧのモータ温度Ｔを取得し、モータ温度Ｔがしきい温度を超えているか否かを判定する（ステップＳ２１０）。なお、このしきい温度は、実施の形態１のように可変のものではなく、予め設定された固定温度である。

使用寿命演算部２０２Ａは、モータ温度Ｔがしきい温度を超えていると判定すると（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、モータ温度Ｔがしきい温度を超えた頻度をカウントするカウント値をカウントアップする（ステップＳ２２０）。一方、ステップＳ２１０においてモータ温度Ｔがしきい温度以下であると判定されると（ステップＳ２１０においてＮＯ）、使用寿命演算部２０２Ａは、ステップＳ２３０へ処理を進める。

次いで、使用寿命演算部２０２Ａは、上記カウント値が第１のしきい値を超えているか否かを判定する（ステップＳ２３０）。使用寿命演算部２０２Ａは、カウント値が第１のしきい値以下であると判定すると（ステップＳ２３０においてＮＯ）、一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ２３０においてカウント値が第１のしきい値を超えていると判定されると（ステップＳ２３０においてＹＥＳ）、使用寿命演算部２０２Ａは、トルク制御部２０４へ出力される信号ＣＴＬを活性化する。そうすると、トルク制御部２０４は、モータ制限温度（トルク制限を開始するしきい温度Ｔｔｈおよび／またはトルク制限によってトルクを０にする上限温度ＴＳ）を信号ＣＴＬの非活性化時よりも下げる（ステップＳ２４０）。

さらに、使用寿命演算部２０２Ａは、第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値を上記カウント値が超えているか否かを判定する（ステップＳ２５０）。使用寿命演算部２０２Ａは、カウント値が第２のしきい値以下であると判定したときは（ステップＳ２５０においてＮＯ）、ステップＳ２６０へ処理を進め、カウント値が第２のしきい値を超えていると判定したときは（ステップＳ２５０においてＹＥＳ）、ステップＳ２７０へ処理を進める。なお、ステップＳ２６０，Ｓ２７０における処理は、それぞれ図７に示したステップＳ７０，Ｓ８０における処理と同じである。

なお、実施の形態２におけるＥＣＵ２０のその他の機能および電動車両１００のその他の構成は、実施の形態１と同じである。

この実施の形態２においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。そして、実施の形態２においては、モータ温度Ｔがしきい温度を超えた頻度をモータジェネレータＭＧの使用寿命を示す状態量として用いるようにしたので、実施の形態１に比べて演算負荷を軽くすることができる。

なお、上記の実施の形態１，２においては、車輪ＤＷをモータジェネレータＭＧで駆動する電動車両が示されたが、この発明の適用範囲は、動力源として内燃機関も搭載するハイブリッド自動車や、蓄電装置Ｂに代えて燃料電池を直流電源として搭載する燃料電池自動車も含む。

また、蓄電装置Ｂとインバータ１０との間に蓄電装置Ｂからの直流電圧を昇圧してインバータ１０へ供給する昇圧コンバータを備えてもよい。

なお、上記において、モータジェネレータＭＧは、この発明における「電動機」に対応し、使用寿命演算部２０２，２０２Ａは、この発明における「算出手段」に対応する。また、トルク制御部２０４は、この発明における「トルク制限手段」に対応し、報知部２５は、この発明における「通知手段」に対応する。また、ステップＳ５０，Ｓ２４０による処理は、この発明における「変更手段」により実行される処理に対応する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１による電動車両のパワートレーンを説明するための全体ブロック図である。 図１に示すＥＣＵの機能ブロック図である。 図２に示す使用寿命演算部によって算出される積算モータ使用時間の時間的変化を示した図である。 図２に示すトルク制御部によるモータジェネレータのトルク制限を説明するための図である。 モータジェネレータのトルク制限の他の方法を説明するための図である。 モータジェネレータのトルク制限のさらに他の方法を説明するための図である。 図２に示す使用寿命演算部の制御構造を説明するためのフローチャートである。 図２に示すトルク制御部によるトルク制限制御のフローチャートである。 実施の形態２における使用寿命演算部の制御構造を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０ インバータ、２０ ＥＣＵ、２５ 報知部、３０ 温度センサ、４０ 電圧センサ、５０ 電流センサ、１００ 電動車両、２０２，２０２Ａ 使用寿命演算部、２０４ トルク制御部、２０６ モータ制御用相電圧演算部、２０８ ＰＷＭ信号変換部、Ｂ 蓄電装置、Ｃ コンデンサ、ＰＬ 電源ライン、ＳＬ 接地ライン、ＭＧ モータジェネレータ、ＤＷ 車輪。

Claims (10)

1. 車両の駆動力を発生する電動機を制御する電動機制御装置であって、
   前記電動機の温度履歴に基づいて、前記電動機の使用寿命を示す状態量を算出する算出手段と、
   前記算出手段によって算出された前記状態量に基づいて前記電動機のトルクを制限するトルク制限手段とを備える電動機制御装置。
2. 前記状態量に基づいて前記電動機の制限温度を変更する変更手段をさらに備え、
   前記トルク制限手段は、前記制限温度を用いて、前記電動機の温度に応じて前記電動機のトルクを制限する、請求項１に記載の電動機制御装置。
3. 前記変更手段は、前記状態量が規定値を超えると、前記状態量が前記規定値を超える前よりも前記制限温度を下げる、請求項２に記載の電動機制御装置。
4. 前記状態量は、前記電動機の温度の積算量を含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電動機制御装置。
5. 前記状態量は、前記電動機の温度が規定温度を越えた頻度を含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電動機制御装置。
6. 車両の駆動力を発生する電動機と、
   前記電動機の出力軸に機械的に結合される車輪と、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電動機制御装置とを備える電動車両。
7. 車両の駆動力を発生する電動機に関する情報を利用者に報知する報知装置であって、
   前記電動機の温度履歴に基づいて、前記電動機の使用寿命を示す状態量を算出する算出手段と、
   前記算出手段によって算出された前記状態量に基づいて、前記電動機の部品の交換を促す部品交換情報または前記部品の整備を促す部品整備情報を前記利用者に通知する通知手段とを備える報知装置。
8. 前記状態量は、前記電動機の温度の積算量を含む、請求項７に記載の報知装置。
9. 前記状態量は、前記電動機の温度が規定温度を越えた頻度を含む、請求項７に記載の報知装置。
10. 車両の駆動力を発生する電動機と、
    前記電動機の出力軸に機械的に結合される車輪と、
    請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の報知装置とを備える電動車両。

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