以下、本発明に係る回転電機制御システ� ��100の一実施の形態について図面を参照しな� ��ら説明する。この回転電機制御システム100� ��、図3にその全体を示す車両駆動システム200 に組み込まれて、車両駆動システム200に備え られる回転電機MG1,MG2の運転制御の用を果た� �。

 図1はこの車両駆動システム200の駆動系の 概略を示す図であり、図2は、回転電機MG1,MG2� ��制御するために設けられるインバータInを� �とする回転電機制御系の概略を示す図であ� �。図3は、本願独特の制御装置ECUを備えた車� ��駆動システム200の全体の概要を示す図であ� ��。図3において、実線の矢印で各種情報の伝 達経路、二重の実線で駆動力の伝達経路を、 二重の破線で電力の伝達経路を示している。

1-1.駆動系
 図1、図3に示すように、車両にはエンジンE� ��一対の回転電機MG1,MG2とが備えられており、 車両はエンジンE若しくはモータとして働く� �転電機から駆動力を得て走行可能に構成さ� �るとともに、エンジンEにより発生される駆� ��力の少なくとも一部は、ジェネレータとし� ��働く回転電機において電力に変換され、バ� ��テリBの充電、あるいはモータとして働く回 転電機の駆動の用に供される。さらに、制動 時には、制動力を回転電機により回生して、 バッテリBに電力として蓄電することも可能� �なっている。

 この車両駆動システム200は所謂ハイブリ� ��ドシステムであり、エンジンEと車輪Wとの� �に、ハイブリッド駆動装置1を備えて構成さ� ��ている。エンジンEとしては、ガソリンエン ジンやディーゼルエンジン等の、公知の各種 の内燃エンジンを用いることができる。

 ハイブリッド駆動装置1の入力軸Iは、エ� �ジンEのクランクシャフト等の出力回転軸に� ��続されている。なお、入力軸IがエンジンE� �出力回転軸との間にダンパやクラッチ等を� �して接続された構成としても好適である。� �力軸は、ディファレンシャル装置D等を介し� ��車輪Wに回転駆動力を伝達可能に接続されて いる。さらに、入力軸Iは動力分配機構P1のキ ャリアcaに連結されており、車輪Wにディファ レンシャル装置Dを介して接続される中間軸M� ��リングギヤrに連結されている。

 第1回転電機MG1は、ステータSt1と、このス テータSt1の径方向内側に回転自在に支持され たロータRo1と、を有している。この第1回転� �機MG1のロータRo1は、動力分配機構P1のサンギ ヤsと一体回転するように連結されている。� �た、第2回転電機MG2は、ステータSt2と、この� ��テータSt2の径方向内側に回転自在に支持さ� ��たロータRo2とを有している。この第2回転電 機MG2のロータRo2は、出力ギヤOと一体回転す� �ように連結され、ディファレンシャル装置D� ��入力側に接続されている。第1回転電機MG1及 び第2回転電機MG2は、図1、図3に示すように、 インバータInを介してバッテリBに電気的に接 続されている。また、インバータInは冷却水� ��の熱交換により冷却される構造が採用され� ��いる。第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2は� �それぞれ電力の供給を受けて動力を発生す� �モータ(電動機)としての機能と、動力の供給 を受けて電力を発生するジェネレータ(発電� �)としての機能とを果たすことが可能とされ� ��いる。

 本例では、第1回転電機MG1は、主に動力分 配機構P1のサンギヤsを介して入力された駆動 力により発電を行うジェネレータとして機能 し、バッテリBを充電し、或いは第2回転電機M G2を駆動するための電力を供給する。ただし� ��車両の高速走行時には第1回転電機MG1はモー タとして機能する場合もある。一方、第2回� �電機MG2は、主に車両の走行用の駆動力を補� �するモータとして機能する。また、車両の� �速時等に、第2回転電機MG2は、車両の慣性力� ��電気エネルギとして回生するジェネレータ� ��して機能する。このような第1回転電機MG1及 び第2回転電機MG2の運転は、制御装置ECUから� �御指令に従って行われる。以下の説明にお� �て、第1回転電機MG1、第2回転電機MG2を特に特 定するものではない場合、部材番号MG1,MG2を� �略することがあるものとする。

 図1に示すように、動力分配機構P1は、入� ��軸Iと同軸状に配置されたシングルピニオン 型の遊星歯車機構により構成されている。す なわち、動力分配機構P1は、複数のピニオン� ��ヤを支持するキャリアcaと、前記ピニオン� �ヤにそれぞれ噛み合うサンギヤs及びリング� ��ヤrとを回転要素として有している。サンギ ヤsは、第1回転電機MG1のロータRo1と一体回転� ��るように接続される。キャリアcaは、入力� �Iと一体回転するように接続されている。リ� ��グギヤrは、中間軸Mと一体回転するように� �続されている。これにより、リングギヤrは� ��中間軸Mを介してディファレンシャル装置D� �接続されている。本実施形態においては、� �れらのサンギヤs、キャリアca、及びリング� �ヤrが、それぞれ本発明における動力分配機� ��P1の「第1回転要素m1」、「第2回転要素m2」� �及び「第三回転要素m3」に相当する。

1-2.回転電機制御系
 図2は、インバータInを主体とする各回転電� ��の動作制御系を示したものである。この回� ��電機制御系は、バッテリBと各回転電機MG1,MG 2と、両者の間に介装されるインバータInとを 備えて構成されている。そして、インバータ Inは、バッテリB側から、電圧変換部4、周波� �変換部5を備えている。図2からも判明するよ うに、一対の回転電機MG1,MG2に対して、それ� �れ周波数変換部5は個別に設けられている。� ��波数変換部5と各回転電機MG1,MG2との間には� �回転電機を流れる電流量を測定するための� �流センサ(第1回転電機電流センサSe7,第2回転� ��機電流センサSe8)が備えられている。

 上記のバッテリBは、回転電機MG1,MG2へ電� �の供給が可能なものであるとともに、回転� �機MG1,MG2から電力の供給を受けて蓄電可能で� ��のである。

 インバータInにおいて、電圧変換部4を成す� ��圧変換回路は、リアクトル4a、フィルタコ� �デンサ4bと、上下一対のスイッチング素子4c, 4dで構成されている。これら各スイッチング� ��子4c,4dとして、MOSFET(MOS型電界効果トランジ� ��タ)を採用できる。
 上段のスイッチング素子4cのソースは下段� �スイッチング素子4dのドレインに接続される とともに、リアクトル4aを介してバッテリBの プラス側に接続されている。上段のスイッチ ング素子4cのドレインが周波数変換部5の入力 プラス側とされる。上段のスイッチング素子 4c及び下段のスイッチチイグ素子4dのゲート� �ドライバー回路7に接続され、下段のスイッ� ��ング素子4dのソースはバッテリBのマイナス� ��(グランド)に接続される。
 これらスイッチング素子4c,4dが、後述する� �転電機制御手段14から出力される電圧指令で ある要求電圧に基づいてドライバー回路7か� �PWM制御されることで、バッテリBからの電圧� ��昇圧して周波数変換部5に供給する。一方、 回転電機側から電力を受ける場合は、降圧し てバッテリBに供給することとなる。

 周波数変換部5を成すインバータ回路は、上 下両段のスイッチング素子8a,8b,8c,8d,8e,8fを備� ��て構成されている。これら各スイッチング� ��子8a,8b,8c,8d,8e,8fとしても、MOSFET(MOS型電界効� ��トランジスタ)を採用できる。
 上段のスイッチング素子8a,8b,8cのドレイン� �電圧変換部4の出力プラス側に接続され、ゲ� ��トはドライバー回路7に接続され、ソースは 下段のスイッチング素子8d,8e,8fのドレインに� ��続され、下段のスイッチング素子8d,8e,8fの� �ートはドライバー回路7に接続され、ソース� ��、電圧変換部4の出力マイナス側、即ち、バ ッテリBのマイナス側(グランド)に接続されて いる。
 対となる上下両段のスイッチング素子(8a,8d) ,(8b,8e),(8c,8f)の各中間点9u,9v,9wは、回転電機MG1 ,MG2のU相、V相、W相の巻線にそれぞれ接続さ� �ている。各巻線への通電電流は、電流検出� �ンサSe7,Se8によって検出されており、この検� ��値はドライバー回路7に送出され、さらに制 御装置ECUにも送られる。

 これらスイッチング素子8a,8b,8c,8d,8e,8fが� �後述する回転電機制御手段14から出力される 要求回転数、要求トルクに基づいてドライバ ー回路からPWM制御されることで、各回転電機 MG1,MG2を、要求回転数、要求トルク(トルク制� ��を行う場合は制限トルク)で運転させる。回 転電機MG1,MG2側から電力を受ける場合は、所� �周波数の交流を直流に変換することとなる� �

 冷却手段
 インバータInは、図3に模式的に示すように� ��通電によって発熱し高温となる各スイッチ� ��グ素子4c,4d,8a,8b,8c,8d,8e,8fを降温するための� �交換器9を備えている。熱交換器9には、外側 の一側面にスイッチング素子8a(他のスイッチ ング素子は図示省略)が密着固定され、内部� �冷媒である冷却水が流通する冷却水通路9aが 形成されている。冷却水通路9aの入口および� ��口には、冷却水循環路10の一端および他端� �接続されており、冷却水循環路10は熱交換器 9から送出される高温の冷却水を降温して、� �温された冷却水を熱交換器9に戻す。冷却水� ��路9aの入口には、冷却水の温度を検出する� �却水温度センサSe9が設けられている。この� �却水温度センサSe9によって検出された冷却� �温度が制御装置ECUに送出されている。

1-3.車両駆動システム
 以下、図3に基づいて、本願に係る車両駆動 システム200の全体について、システムの中核 を成す制御装置ECUを中心に説明する。
 図3に示すように、制御装置ECUは、車両の各 部に設けられたセンサSe1~Se9で取得される情� �を用いて、エンジンE、第1回転電機MG1、第2� �転電機MG2等の運転制御を行う。ここで、第1� ��転電機MG1、第2回転電機MG2の運転制御は、先 に説明したインバータInを介するものとなる� ��

 本例では、センサとして、第1回転電機回 転速度センサSe1、第2回転電機回転速度セン� �Se2、エンジン回転速度センサSe3、バッテリ� �態検出センサSe4、車速センサSe5、アクセル� �作検出センサSe6、第1回転電機電流センサSe7� ��第2回転電機電流センサSe8及び冷却水温度セ ンサSe9が設けられている。

 第1回転電機回転速度センサSe1は、第1回� �電機MG1のロータRo1の回転速度を検出するた� �のセンサである。第2回転電機回転速度セン� ��Se2は、第2回転電機MG2のロータRo2の回転速度 を検出するためのセンサである。エンジン回 転速度センサSe3は、エンジンEの出力回転軸� �回転速度を検出するためのセンサである。� �例の場合、入力軸IはエンジンEの出力回転軸 と一体回転するので、このエンジン回転速度 センサSe3により検出されるエンジンEの回転� �度は入力軸Iの回転速度と一致する。バッテ� ��状態検出センサSe4は、バッテリBの充電量等 の状態を検出するためのセンサである。車速 センサSe5は、車速を検出するためにディファ レンシャル装置Dの入力軸(図示省略)の回転速 度を検出するためのセンサである。アクセル 操作検出センサSe6は、アクセルペダル18の操� ��量を検出するためのセンサである。第1回転 電機電流センサSe7及び第2回転電機電流セン� �Se8は、インバータInに備えられ、それぞれ第 1回転電機MG1,第2回転電機MG2を流れる電流を検 出する。冷却水温度センサSe9は、冷却水の温 度を検出するセンサである。

 制御装置ECUは、要求駆動力決定手段11、� �行条件決定手段12、エンジン制御手段13、回� ��電機制御手段14を備えている。さらに、こ� �制御装置ECUには、本願独特の構成のトルク� �限手段15、ストール検出手段16が備えられて� ��る。

 制御装置ECUにおけるこれらの各手段は、C PU等の演算処理装置を中核部材として、入力� ��れたデータに対して種々の処理を行うため� ��機能部がハードウエア又はソフトウエア(プ ログラム)或いはその両方により実装されて� �成されている。

 要求駆動力決定手段11は、車速センサSe5及� �アクセル操作検出センサSe6からの出力に基� �いて、運転者による要求駆動力を演算して� �得決定する。
 エンジン制御手段13は、エンジンEの運転開� ��、停止を行う他、走行条件決定手段12によ� �決定されるエンジンに要求される回転数及� �出力トルクに従って、エンジンの回転速度� �御、出力トルク制御等の運転制御を行う。� �転電機制御手段14は、走行条件決定手段12に� ��り決定される各回転電機MG1,MG2に要求される 回転数及び出力トルクに従って、インバータ Inを介して、第1回転電機MG1及び第2回転電機MG 2の回転速度制御、トルク制御等の運転制御� �行う。

 走行条件決定手段12は、車速センサSe5に� �り得られる車速の情報、要求駆動力決定手� �11により得られる要求駆動力の情報及びバッ テリ状態検出センサSe4により得られるバッテ リの充電量の情報等に従って、予め備えられ ているマップ等に従って、車両に要求される 走行条件である、エンジンEの回転数(要求回� ��数)及び出力トルク(要求トルク)、第1回転電 機MG1及び第2回転電機MG2それぞれの回転数(要� ��回転数)及び出力トルク(要求トルク)を決定� ��る。

 この走行条件決定手段12における上記走� �条件の決定例を例示的に説明すると、バッ� �リBの蓄電量が充分である場合には、例えば� ��エンジンEが最適燃費効率を発揮できる運転 条件をエンジンEに要求する回転数及びトル� �とし、このエンジンEの運転条件では不足す� ��トルクを第2回転電機MG2に要求されるトルク とし、さらに、動力分配機構P1により第1回転 電機MG1側に分配されるトルクを第1回転電機MG 1に要求されるトルク(この状態では第1回転電 機MG1はジェネレータとして働くため、要求ト ルクは負)とする。そして、前述の動力分配� �構P1の構成及び駆動系に備えられるギヤのギ ヤ比等に従って、第1回転電機MG1、第2回転電� ��MG2が取るべき回転数が要求回転数として決� ��される。

 一方、バッテリBの蓄電量が少なくなって おり車両に制動がかかっている場合には、モ ータとして働く第2回転電機MG2の回転数が抑� �られた状態で、第1回転電機MG1で発電される� ��力を増加させるべく、エンジンE、第1回転� �機MG1、第2回転電機MG2の運転条件を決定する� ��この場合、車両に制動がかかる状態で車輪W の回転数、ひいては第2回転電機MG2の回転数� �低下している。この状態でエンジン回転数� �上げることで、動力分配機構P1における遊星 歯車の各ギヤの接続関係から、ジェネレータ として働く第1回転電機MG1の回転数を上昇さ� �る。その結果、第1回転電機MG1の発電量を増� ��させて、バッテリBの充電を行うことができ る。

 走行条件決定手段12により決定されるエ� �ジンEに対する要求回転数および要求トルク� ��、エンジン制御手段13に送られ、エンジンE� ��、これら要求回転数、要求トルクを満たす� ��うに運転制御される。一方、第1回転電機MG1 、第2回転電機MG2に対する要求回転数及び要� �トルクは、それぞれ回転電機制御手段14に送 られ、個々の回転電機に対する運転制御情報 が生成され、要求回転数に対応する周波数指 令、要求トルクに対応する電流指令に変換さ れるとともに、インバータInに送られ、ドラ� ��バー回路7を介して個々の回転電機MG1,MG2が� �転制御される。

 さて、図3に示すように、回転電機制御手段 14にはインバータ電圧決定部14aが設けられて� ��る。先に示したように回転電機制御手段14� �は走行条件決定手段12から、各回転電機MG1,MG 2に対する要求回転数および要求トルクが送� �れてくる。一方、本例で採用するインバー� �Inは、共通の電圧変換部4を備え、その共通� �電圧変換部4により電圧変換された直流電圧( この電圧をインバータ電圧と呼ぶ)が、周波� �変換部5にかかる。そこで、回転電機制御手� ��14では、個々の回転電機MG1,MG2に要求される� ��求回転数及び要求トルクから、インバータI nで回転電機MG1,MG2を制御するのに必要となる� ��転電機別の周波数及び電流値を求め、さら� ��各回転電機MG1,MG2別に必要となる直流電圧(� �の電圧をそれぞれ第1電圧、第2電圧と呼ぶ)� �求める。そして、回転電機制御手段14では、 一対求められる第1電圧、第2電圧に基づいて� ��それらの高い方の電圧をインバータ電圧と� ��る。
 従って、回転電機制御手段14では、インバ� �タInに対する指令値として、前記インバータ 電圧Vcが求められるとともに、回転電機MG1,MG2 別に周波数及び電流値が求められ、インバー タInに送られる。

 以上は、走行条件決定手段12により決定さ� �る走行条件にそのまま従って、エンジンE及� ��一対の回転電機MG1,MG2が運転される場合の説 明である。
 このような通常状態における走行状態に対� ��て、本願にあっては、インバータInに備え� �れるスイッチング素子8a,8b,8c,8d,8e,8fの温度が 上昇する可能性がある場合に、回転電機MG1,MG 2のトルクを制限するトルク制限手段15を備え ている。このように回転電機MG1,MG2のトルク� �制限する場合には、前記の各回転電機MG1,MG2� ��要求されるトルクが、これまで説明してき� ��要求トルクより所定の低減量だけ低減され� ��制限トルクとされる。

 トルク制限手段
 トルク制限手段15は、所定の条件の下、回� �電機のトルクを、先に走行条件決定手段12で 決定した要求トルクTnより低い制限トルクTr� �する手段であり、本例にあっては、少なく� �もインバータ電圧Vc及び冷却水温度taに応じ� ��、所定の条件が満たされた場合にトルク制� ��制御を実行する。このトルク制限制御の形� ��は、具体的には、要求トルクTnが、本願に� �う「連続運転可能トルクTc」より高い場合に 、その要求トルクに基づいて決まる「連続運 転可能時間Ti0」の経過後、回転電機のトルク を制限トルクTrまで低下させる。

 トルク制限制御の開始
 トルク制限手段15は、回転電機を連続して� �転可能なトルクであって、インバータ電圧� �び冷却水温度に基づいて決定される連続運� �可能トルクTcより、回転電機に要求される要 求トルクTnが高い場合に、回転電機のトルク� ��制限するトルク制限制御を実行する。一方� ��連続運転可能トルクTcより要求トルクTnが低 い場合には、トルク制限制御を行うことなく 、回転電機は、その回転電機に求められる要 求トルクTnを発生するように運転制御される� ��
 ここで、連続運転可能トルクTcとは、回転� �機が、そのトルクの値もしくはそれより低� �値で連続運転された場合に、インバータが� �熱することなく安定的に運転を継続するこ� �ができる、経験的に求められている最大ト� �クである。この連続運転可能トルクTcは、予 め求められているものであり、図4に示すよ� �に、インバータ電圧Vc及び冷却水温度taに応� ��た値を取る。即ち、連続運転可能トルクTc� �、インバータ電圧Vcまたは冷却水温度taが低� ��なるに従って高くなり、インバータ電圧Vc� �たは冷却水温度taが高くなるに従って低くな る。また、インバータ電圧Vcの連続運転可能� ��ルクへの影響度は、冷却水温度taの影響度� �り高い。

 この連続運転可能トルクTcが高い条件下� �おいては、回転電機に要求される要求トル� �Tnが比較的高いものであっても、その要求ト ルクTnで当該回転電機の運転を継続すること� ��できる。従って、本願のようにインバータ� ��圧Vcに応じて連続運転可能トルクTcを求める ことが可能な構造を採用しておくことで、回 転電機を可能な限り望ましい要求トルクに従 うように運転することができる。

 トルク制限制御
 さらに、トルク制限手段15によるトルク制� �制御は、インバータ電圧Vc及び冷却水温度ta� ��応じて変更される連続運転可能時間Ti0の経� ��後に、要求トルクTnより低いトルクである� �限トルクTrに、回転電機のトルクを制限する ものである。
 ここで、連続運転可能時間Ti0とは、例えば� ��求トルクTnといった、特定値のトルクで連� �運転された場合に、インバータの発熱が、� �の時間内であれば、インバータに問題を残� �ことがない経験的に求められている最大時� �である。この連続運転可能時間Ti0も予め求� �られているものであり、図5に示すように、� ��ンバータ電圧Vc及び冷却水温度taに応じた値 を取る。即ち、連続運転可能時間Ti0は、イン バータ電圧Vcあるいは冷却水温度taが低くな� �に従って長くなり、インバータ電圧Vcあるい は冷却水温度taが高くなるに従って短くなる� ��インバータ電圧の連続運転可能時間への影� ��度は、冷却水温度の影響度より高い。但し� ��連続運転可能時間Ti0は、トルク値、それぞ� ��に対応して決まるものであり(図5は、特定� �Tn0のトルクの場合を示した例に過ぎない)、� ��際には要求トルクTnは様々な値を取るため� �先に示した連続運転可能トルクTcより高いト ルクに関して、連続的に或いは離散的にトル ク値に応じて、それぞれ、図5に示すような� �続運転可能時間Ti0のマップが用意されるこ� �となる。

 さて、図5からも判明するように、連続運 転可能時間Ti0は、インバータ電圧Vc及び冷却� ��温度taに応じたものとなるが、回転電機に� �求される要求トルクTnが連続運転可能トルク Tcより高い場合も、連続運転可能時間Ti0は、� ��ンバータ電圧Vcの影響を大きく受け、イン� �ータ電圧Vcが低い場合は、その要求トルクTn� ��比較的長い時間連続運転可能となる。従っ� ��、本願のようにインバータ電圧Vcに応じて� �続運転可能時間Ti0を求めておくことで、回� �電機を可能な限り長く、要求トルクTnに従う ように運転することができる。

 次に、連続運転可能時間Ti0の経過後に実行� ��る、トルク制限について説明する。
 連続運転可能時間Ti0が経過してしまうと、� ��続運転可能トルクTcより高いトルク(例えば� ��求トルクTn)で運転してきたインバータは一� ��の限界に達する。そこで、図8、図9に示す� �うに、インバータの温度上昇を抑えるため� �トルク制限をかける。即ち、現状で要求ト� �クTnを出力するように運転制御されている回 転電機のトルクを、このトルクより低いトル ク(制限トルクTr)に制限する。そして、本願� �あっては、このような制限トルクTrに関して も、インバータ電圧Vc及び冷却水温度taに応� �たものとする。即ち、制限トルクTrの要求ト ルクTnからの低減量△Tは、インバータ電圧Vc� ��るいは冷却水温度taが高い場合にその低減� �を大きく、インバータ電圧Vcあるいは冷却水 温度taが低い場合に、低減量を小さく設定す� ��。このような制限トルクTrの好適例として� �、先に説明した連続運転可能トルクTcを挙げ ることができる。このように連続運転可能ト ルクTcにトルクを制限することで、インバー� ��の過熱を防止することができる。
 結果、インバータの温度上昇を好適に抑え� ��がら、回転電機の能力を充分に発揮させる� ��とができる。

 ストール検出手段
 ストール検出手段16は、車両がストール状� �であるか否かを検出する。先に説明したよ� �に、第2回転電機回転速度センサSe2のセンサ� ��力に基づいて算出した第2回転電機MG2のロー タRo2の回転速度Nの絶対値|N|が所定値N0(例え� �30rpm)以下であり、かつ、当該回転電機MG2の� �求トルクTnの絶対値が所定値以上である場合 には、車両がストール状態であると判定し、 それ以外の場合には、車両が非ストール状態 であると判定する。

 以下、これまで説明してきた車両駆動シス� ��ム200における回転電機MG1、MG2の運転制御に� ��して、本願がその対象とするトルク制限制� ��を図6、図7を参照しながら説明する。
 図6、図7に示すフローは、車両に備えられ� �イグニッションキー(図示省略)のオン操作に 伴って、キーがオフ操作されるまで所定時間 間隔で逐次実行される処理フローである。同 フローにおいて、図6は、走行条件決定手段12 による各回転電機MG1、MG2に対する要求回転数 及要求トルクの決定、さらには、回転電機制 御手段14によるインバータ電圧Vcの決定・出� �処理を示したフローである。その他、シス� �ム内では、冷却水温度センサSe9により冷却� �温度も検出され、トルク制限制御の用に供� �れる。図7は、主にトルク制限手段15による� �ルク制限制御に関する処理フローを示し、� �ルク制限手段15によるトルク制限制御の処理 にあっては、丸付き数字が示されている各段 階で、その時点の対応する各種の情報が取り 込まれる。丸付き数字1で示す情報は、順次� �回転電機制御手段14で求められるインバータ 電圧Vcの情報であり、丸付き数字2で示す情報 は、順次、冷却水温度センサSe9により検出さ れる冷却水温度taの情報であり、丸付き数字3 で示す情報は、順次、走行条件決定手段12に� ��り決定される回転電機MG1,MG2に対する要求ト ルクTnの情報である。

 トルク制限制御は、逐次、車両の走行状� ��に対応して回転電機MG1、MG2に要求される要� ��トルクTnに対して、トルク制限手段15がトル ク制限制御の要否を判定し、必要と判定した 場合は、回転電機MG1、MG2のトルクを、要求ト ルクTnより低い制限トルクTr(例えば連続運転� ��能トルクTc)まで低減することで、その制限� ��御を終えることとなる。

2-1.インバータ電圧指令・トルク指令の決定
 図6に示すように、制御装置ECUには、車速セ ンサSe5から車両の速度情報が、アクセル操作 検出センサSe6からアクセルの操作情報が取り 込まれ(ステップ#1)、これら情報から車両の� �行状態が検知され、要求駆動力検出手段11に より同時にその時点における要求駆動力が決 定される(ステップ#2)。そして、走行条件決� �手段12は、エンジンE及び各回転電機MG1,MG2で� ��け持つべき駆動力を決定する(ステップ#3)。 本願において問題とする回転電機MG1,MG2に関� �ては、それらの回転数とトルクが決定され� �。これら情報は回転電機制御手段14に送られ (ステップ#4-1、4-2)、回転電機制御手段14で、� ��回転電機MG1、MG2について、それぞれ要求さ� ��る回転数及びトルクを得るための第1電圧、 第2電圧が算出される(ステップ#5-1、5-2)。そ� �て、算出された一対の第1電圧、第2電圧につ いて、その高い側のインバータ電圧がインバ ータ電圧Vcとされる(ステップ#6)。一対の回転 電機MG1、MG2間において、高い側の電圧が必要 となる少なくとも一方の回転電機の良好な運 転を確保するためである。
 そして、このようにして決定されたインバ� ��タ電圧Vc,各回転電機MG1、MG2に対する要求回� ��数および要求トルクTnは、適宜、トルク制� �手段15に送られる(ステップ#7-1、7-2)

 ここで、このインバータ電圧Vcは、インバ� �タInに備えられる電圧変換部4で電圧変換の� �標とされる電圧であり、さらに、本願にお� �ては、先にトルク制限手段15において説明し た、連続運転可能トルクTc、連続運転可能時� ��Ti0及び、トルク制限を実行した場合にトル� ��制限の結果到達する制限トルクTrを決定す� �要素ともなる電圧である。
 一方、図6の右側のフローチャートに示され ているように、冷却水温度がトルク制限制御 に必要となる情報として制御装置ECUに取得さ れ、トルク制限手段15側で利用可能となって� ��る(ステップ#10)。

2-2.ストール判定
 図7に示すトルク制限制御のメインフロー側 では、ストール判定手段16により、車両がス� ��ール状態であるか否かが判定される(ステッ プ#20)。そして、車両がストール状態に無い� �合(ステップ#20:No)は、制御装置ECUは、別途得 られている各回転電機MG1,MG2の要求回転数、� �求トルクTnをインバータInに出力し、同要求� ��転数、要求トルクTnに応じて各回転電機MG1,M G2を制御する。すなわち、制御装置ECUは特に� ��ルク制限制御を行うことなく、走行条件決� ��手段12により決定される走行条件に従って� �転電機MG1、MG2を運転させる(ステップ#21)。

2-3.トルク制限制御
 車両がストール状態である場合(ステップ#20 ;Yes)には、トルク制限手段15は、トルク制限� �御の要否を判定する。即ち、トルク制限手� �15は、車両のストール状態が開始した時点の インバータ電圧Vc、冷却水温度taに基づいて� �その時点の各回転電機MG1、MG2に対する要求� �ルクTnが連続運転可能トルクTc以下であるか� ��かを判定する(ステップ#22,23)。従って、そ� �要求トルクTnでストール開始時点以降も回転 電機MG1、MG2を連続的に運転制御し続けること が可能である否かを判定することとなる。具 体的には、トルク制限手段15は、ストール状� ��の判定と同時に、その時点のインバータ電� ��Vc及び冷却水温度taを参照し、これら情報か ら、図4に示すマップに従って、その要求ト� �クTnが、図4に示される連続運転可能トルクTc に等しいか、それより低いかを判定し、連続 運転可能トルクTcより高ければ、連続運転は� ��能であると判定し、連続運転可能トルクTc� �等しいか、それより低い場合は連続運転可� �であると判定する(ステップ#23)。

 要求トルクTnが連続運転可能なトルクであ� �場合には(ステップ#23:No)、ストール状態とい えども回転電機MG1、MG2に対する負荷が少なく スイッチング素子の通電量も少なく発熱量も 小さいので、制御装置ECUは、その要求トルク Tnで回転電機MG1,MG2を運転制御する(ステップ#2 1)。
 この構成によれば、インバータ電圧Vc及び� �却水温度taに基づいて決まる連続運転可能ト ルクTcと要求トルクTnとを比較し、この比較� �果に基づいて回転電機が要求トルクTnを発生 するように運転制御されることとなる。従っ て、インバータInの保護を充分図りながら、� ��転電機MG1,MG2を走行条件決定手段12により決� ��された要求トルクTnに従って運転制御する� �とができ、インバータInの保護が確保された 状態で、車両にとってトルク制限がかかって いない好適な走行状態を維持できる。

 一方、要求トルクTnが連続運転可能トル� �Tcより高い場合には(ステップ#23:Yes)、回転電 機MG1、MG2に対する負荷が多く、スイッチング 素子の通電量も多く発熱量は大きいので、ス トール開始時点の要求トルクTnで、その要求� ��ルクTn、その時のインバータ電圧Vc、冷却水 温度taに基づいて決まる連続運転可能時間Ti0� ��け回転電機MG1、MG2を制御する。具体的には� ��ストール開始時の要求トルクTn、インバー� �電圧Vc及び冷却水温度taに基づいて、図5に示 すようなマップに従って、その要求トルクTn� ��連続運転可能時間Ti0を求める(ステップ#24)� �すなわち、ストール開始時点の要求トルクTn がTn0であり、インバータ電圧がVc0で、冷却水 温度がta0である場合には、図5から連続運転� �能時間はtime0であると求められる。これによ り、インバータ電圧Vcが低いほどその要求ト� ��クTnでの連続運転可能時間Ti0が長く、冷却� �温度taが低いほどその要求トルクTnでの連続� ��転可能時間Ti0が長くなる。

 そして、制御装置ECUは、求められた連続� ��転可能時間Ti0が経過するまで、ストール開� ��時の要求トルクTnで回転電機MG1,MG2を制御す� ��(ステップ#25,26,27)。具体的には、タイマが0� ��あれば、タイマのカウントアップを開始し� ��、タイマが連続運転可能時間Ti0に到達する� ��で(ステップ#26:No)、要求トルクTnで回転電機 MG1,MG2の運転制御を行う(ステップ#27)。

2-4.トルク低減
 タイマが連続運転可能時間Ti0に到達すると( ステップ#26:Yes)、トルク制限手段15は、要求� �ルクTnより低減されたトルクの制限トルクTr� ��て回転電機MG1,MG2を運転制御する。具体的に は、現在の要求トルクTnより、インバータ電� ��Vc及び冷却水温度taに応じて求められる低減 量△Tだけ低減された制限トルクTrを決定する (ステップ#28)。このような制限トルクTrとし� �は、先に説明した連続運転可能トルクTcを採 用することができる。
 図4に示されるように連続運転可能トルクTc� ��、インバータ電圧Vc、冷却水温度taに依存し 、さらに、両者が低い程、連続運転可能トル クTcは高くなるため、所定の要求トルクTnか� �見ると、その低減量△Tは、インバータ電圧V c、冷却水温度taが低ければ小さく、高ければ 大きくなる。当然、連続運転可能トルクTcよ� ��低いトルクを制限トルクTrとしてもよい。� �して、制御装置ECUは、求めた制限トルクTrに て回転電機MG1、MG2を制御する(ステップ#29)。� ��のようにして、回転電機MG1、MG2はトルクが� ��減された制限トルクTrで運転されることと� �る。
 後に、図8、図9で示すように、要求トルクTn から制限トルクTrへの移行に際しては、トル� ��の低減を徐々に行うこととしている。

3.トルク制限制御の実際
 次に、上述したトルク制限制御を行う場合� ��時間領域における回転電機MG1、MG2のトルク� ��変化について説明する。以下の説明におい� ��は、理解を容易とするため、インバータ電� ��Vcと冷却水温度taとに関して、各々別々に説 明する。図8は、インバータ電圧Vcに高低があ る場合を示しており、図9は、冷却水温度taに 高低がある場合に対応している。これらの図 において、横軸は時間であり、縦軸はインバ ータ温度及びトルクを示している。また、横 軸について0点はストールの発生時点に対応� �ている。縦軸には、インバータに許容され� �温度の制限値としての温度制限値tlを示して いる。さらに、横軸方向に延びる細実線は、 回転電機MG1、MG2のトルクを示しており、要求 トルクTn及び制限トルクTrを示している。

3-1.インバータ電圧に従ったトルク制限制御
 図8において、ストール発生時には、インバ ータInの温度が原点位置の温度となっている� ��合を示しており、インバータ電圧Vcの高低� �従って、温度上昇速度は異なったものとな� �。ここで、本実施形態においては、インバ� �タ電圧Vcが高い程、インバータInを構成する� ��イッチング素子の温度上昇速度が速いと推� ��する。

 同図において、太破線がインバータ電圧V cが高く、温度上昇が急速に起こっている状� �に対応している。この状態では、温度は短� �間で温度制限値tlに到達することとなる。よ って、この場合の連続運転可能時間Ti0(time1)� �短い。太実線がインバータ電圧Vcが低く、温 度上昇が緩慢に起こっている状態に対応して いる。この状態では、温度は遅れて温度制限 値tlに到達する。よって、この場合の連続運� ��可能時間Ti0(time2)はインバータ電圧Vcが高い� ��合と比較して長い。

 例えば、登坂路上の車両が自重による後� ��と回転電機MG2のトルクによる前進とのバラ� ��スがとれてストール状態になり、かつ、そ� ��時点の要求トルクTnがその時点のインバー� �電圧Vcに対する連続運転可能トルクTcより大� ��い場合、連続運転可能時間(time1)が求められ るとともに、タイマのカウントアップが開始 される。タイマが連続運転可能時間(time1)に� �達するまでは、回転電機のトルクは要求ト� �クTnのまま維持される。

 そして、タイマが連続運転可能時間(time1) に到達すると、制限トルクTr1が決定され、回 転電機のトルクは制限トルクTr1まで徐々に低 下される。

 インバータ電圧Vcが低い場合もほぼ同様� �経過を辿るが、インバータ電圧Vcが低い場合 は、先に示したように連続運転可能時間(time2 )が長くなり、さらに、制限トルクTr2は、イ� �バータ電圧Vcが高い場合の制限トルクTr1より 高いトルク(但し、当然に要求トルクTnよりは 低い)とされる。そして、連続運転可能時間(t ime2)が経過すると、回転電機のトルクが、要� ��トルクTnから制限トルクTrに低下される。

 従って、インバータ電圧Vcが低い程、本� �、回転電機MG2に要求される要求トルクTnで長 い時間(連続運転可能時間)だけ走行が可能と� ��り、さらに、当該要求トルクTnに対応する� �続運転可能時間Ti0の経過後も、要求トルクTn に近いトルクで回転電機MG2を運転可能である 。これは、ハイブリッド車両にとって、エン ジンEを最適燃費の好適な状態で運転しなが� �、回転電機MG2に要求される要求トルクTnで運 転できる時間が、従来より格段に広がること を意味しており、大変有利である。

3-2.冷却水温度に従ったトルク制限制御
 冷却水温度taが異なる状況では、通常、イ� �バータInの温度が異なった状況となっている のが一般的である。そこで、図9では、冷却� �温度taが高い場合と低い場合とで、ストール の発生時点でのインバータの温度に高低があ る状態を示している。

 同図において、太破線が、冷却水温度taが� �くストール発生時点でのインバータの温度� �高い状態を示し、太実線が、冷却水温度taが 低くストール発生時点でのインバータの温度 が低い状態を示している。冷却水温度taが高� ��場合には、冷却水温度taが低い場合と比べ� �温度の上昇速度は速くなっている。
 さて、冷却水温度taが高い状態では、温度� �短時間で温度制限値tlに到達する。よって、 この場合の連続運転可能時間Ti0(time3)は短い� �一方、冷却水温度taが低い状況では、元来イ ンバータの温度が低いため、温度は遅れて温 度制限値tlに到達することとなる。よって、� ��の場合の連続運転可能時間Ti0(time4)は冷却水 温度高い場合と比較して長い。

 さて、例えば、登坂路上の車両が自重に� ��る後退と回転電機MG2のトルクによる前進と� ��バランスがとれてストール状態になり、か� ��、その時点の要求トルクTnがその時点の冷� �水温度taに対する連続運転可能トルクTcより� ��きい場合、連続運転可能時間(time3)が求めら れるとともに(ステップ#24)、タイマのカウン� ��アップが開始される。タイマが連続運転可� ��時間(time3)に到達するまでは、回転電機のト ルクは要求トルクTnとされる。そして、連続� ��転可能時間(time3)に到達すると、制限トルク Tr3が決定され、回転電機のトルクは制限トル クTr3まで徐々に低下される。

 冷却水温度taが低い場合もほぼ同様の経過� �辿るが、冷却水温度taが低い場合は、先に示 したように連続運転可能時間(time4)が長くな� �、さらに、制限トルクTr4は、冷却水温度taが 高い場合の制限トルクTr3と比較して高いトル クとされる。そして、連続運転可能時間(time4 )が経過すると、回転電機のトルクが、要求� �ルクTnから制限トルクTr4に低下される。
 従って、冷却水温度taが低い程、本来、回� �電機MG2に要求される要求トルクTnで長い時間 (連続運転可能時間)だけ走行が可能となり、� ��らに、当該要求トルクTnに対応する連続運� �可能時間Ti0の経過後も、要求トルクTnに近い トルクで回転電機を運転可能である。これは 、ハイブリッド車両にとって、エンジンを最 適燃費の好適な状態で運転しながら、回転電 機に要求される要求トルクで運転できる時間 帯が従来より格段に広がることを意味してお り、大変有利である。

 これまでの説明では、インバータ電圧Vc� �冷却水温度taとを別々に説明したが、両者を 考慮してトルク制限制御を行なってもよい。 この場合、冷却水温度が異なる要因は、図9� �示すように縦軸側の温度切片の位置が異な� �こと、また、傾斜角が異なることに対応す� �。一方、図8の傾斜線で示す温度挙動におい� ��、インバータ電圧の相違は、温度増加速度� ��差異として現れる。即ち、図8に異なった傾 斜の線として記載されているように、傾斜角 度が異なることとなり、結果的に、冷却水温 度に応じて縦軸切片及び傾斜が異なり、イン バータ電圧に応じて傾斜の異なった温度傾斜 線が引かれることとなる。結果、温度制限値 に到達する時間が、その温度傾斜線に応じて 決まることとなり、要求トルクから制限トル クへのトルク制限制御を実行可能であるとと もに、制限トルクに関しても、インバータ電 圧、冷却水温度に応じて、適切なトルクが設 定される。

〔別実施形態〕
(1) 上記の実施形態にあっては、車両が駆動� ��として回転電機と、この回転電機以外の駆� ��源(エンジン)を備えたハイブリッド車両で� �る例を示したが、本願の対象は、インバー� �により駆動制御される回転電機を備えたシ� �テムを対象とするため、駆動源が回転電機� �みであってもよい。即ち、車両として所謂� �転電機を駆動源とする電気車両にも適用で� �る。

(2) 上記の実施形態にあっては、ハイブリ� ��ド車両に一対の回転電機を備え、一方の回� ��電機がモータとして、他方の回転電機がジ� ��ネレータとして働く例を示したが、単一の� ��転電機を備え、この回転電機がモータとし� ��働くモードを備えた、任意のハイブリッド� ��両に本願は適用できる。

(3) 上記の実施形態にあっては、ストール� ��態の発生を条件として、トルク制限制御を� ��ける例を示したが、本願の目的は、インバ� ��タの保護、特にスイッチング素子個々の保� ��を目的とするため、ストール状態の発生を� ��件とするものではなく、ストール状態とな� ��ていない一般的な走行状態でも、インバー� ��の適切な保護を目的として、制御装置(具体 的には本願にいう、回転電機に対して要求さ れるトルクを導出する走行条件決定手段、及 びトルク制限手段)を備えたシステムに採用� �きる。

(4) 上記の実施形態にあっては、トルク制� ��制御を開始する基準として「連続運転可能� ��ルク」を基準としたが、例えば、この連続� ��転可能トルクに対して、一定の範囲内にあ� ��トルクをトルク制限制御開始トルクとして� ��定し、このトルク制限制御開始トルクを基� ��として、トルク制限制御を開始しても良い� ��

(5) 上記の実施形態にあっては、トルク制限� ��御として「連続運転可能時間」の経過後に� ��ルクを低減するものとしたが、連続運転可� ��時間の経過を待つことなく、トルク低減を� ��うものとしても良い。
(6) 上記の実施形態にあっては、トルク低減� ��行うに「連続運転可能トルク」以下にトル� ��を低減する例を示したが、現状で走行して� ��る要求トルクより低い任意のトルクを制限� ��ルクとして採用することで、ある程度のイ� ��バータ保護を図ることができる。
(7) 上記の実施形態にあっては、「連続運転� ��能トルク」、「連続運転可能時間」を予め� ��められているマップから求める例を示した� ��、予め求められている演算式から求めるも� ��としてもよい。