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技術 車両制御装置

出願人 三菱自動車工業株式会社
発明者 西田将人浦野徹佐野喜亮松見敏行宮本寛明初田康之杉本喬紀初見典彦橋坂明南部壮佑水井俊文
出願日 2013年5月13日 (7年6ヶ月経過) 出願番号 2013-101553
公開日 2014年11月27日 (5年11ヶ月経過) 公開番号 2014-222966
状態 特許登録済
技術分野 車両の電気的な推進・制動
主要キーワード 最少流量 冷却媒体ポンプ 流量検出センサ 温度状況 シフトレバ 過大駆動 車両動力 冷却経路
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年11月27日)のものです。
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図面 (8)

課題

静粛性を損なうことなく、しかも、電力消費量を抑えた状態でインバータ過熱を抑制する。

解決手段

電気自動車1が停車している際には冷却水ポンプ15が駆動されず、シフトポジションPレンジ、もしくは、Nレンジ以外に切り換えられると、冷却水循環量が十分に確保されるまでは電動モータ2の出力トルクの上限値が抑制され、冷却水の循環量が十分に確保された際には電動モータ2の出力トルクの上限値の抑制が解除され、インバータ3が十分な冷却状態となって電動モータ2が駆動される。

概要

背景

走行用駆動源として電気モータを搭載した車両(電気自動車ハイブリッド車)には、電動モータの駆動源となる交流電力を電動モータに供給するインバータが搭載されている。インバータは駆動用バッテリ電気的に接続され、バッテリに蓄電された直流電力を交流電力に変換してインバータから電気モータに電力が供給される。インバータにはトランジスタサイリスタ等のスイッチング素子が内蔵され、複数の素子スイッチング制御されることにより交流電力が生成される。

電気モータの駆動中はインバータにより交流電力が常に生成されているため、インバータはスイッチング素子が発熱して高温になる。このため、インバータを搭載した車両には、インバータを冷却するための冷却装置が設けられている(例えば、特許文献1)。特許文献1に記載された冷却装置は、冷却水循環させる循環路がインバータの周囲に設けられ、循環路には冷却水ポンプラジエータ介装されている。そして、ラジエータで冷やされた冷却水が冷却水ポンプで循環されることでインバータが冷却されて過熱が抑制されている。

冷却水ポンプは停止後に再度駆動させた場合、冷却水が所望の流量に達するまでに一定の時間を要するため、電気モータを搭載した車両では、インバータの過熱を抑制してスイッチング素子を的確に保護するために、冷却水ポンプを常に駆動させて冷却水の流量を所定量確保する必要があった。

冷却水ポンプが常に駆動している場合、電気モータを搭載した車両は、内燃機関を搭載した車両に比べて静かであるにも拘わらず、冷却水ポンプの駆動音により静粛性を損なう虞があった。また、冷却水ポンプが常に駆動している間は、バッテリの電力が消費されているため、停車中であっても電力が消費されて電費が低下する虞があった。

概要

静粛性を損なうことなく、しかも、電力消費量を抑えた状態でインバータの過熱を抑制する。電気自動車1が停車している際には冷却水ポンプ15が駆動されず、シフトポジションPレンジ、もしくは、Nレンジ以外に切り換えられると、冷却水の循環量が十分に確保されるまでは電動モータ2の出力トルクの上限値が抑制され、冷却水の循環量が十分に確保された際には電動モータ2の出力トルクの上限値の抑制が解除され、インバータ3が十分な冷却状態となって電動モータ2が駆動される。

目的

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、静粛性を損なうことなく、しかも、電力消費量を抑えた状態でインバータの過熱を抑制することができる車両制御装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

車両に搭載された車両動力用の電動モータと、前記電動モータ、もしくは、前記電動モータの駆動を制御するインバータの少なくとも一方を冷却する冷却媒体循環させる冷却媒体ポンプと、前記電動モータの駆動状態切り換えるためのシフト装置により選択されたシフトポジションを検出するシフトポジションセンサーと、前記シフトポジションセンサーにより前記シフトポジションが走行ポジションに切り換えられたことが検出された際に、前記冷却媒体ポンプを駆動して前記インバータが冷却される状態に前記冷却媒体を循環させるポンプ制御手段と、前記冷却媒体の流量を検出する流量検出センサーと、前記ポンプ制御手段により前記冷却媒体ポンプが前記冷却媒体を循環させる状態に駆動された際に、前記冷却媒体の流量に応じて前記電動モータの出力トルクを抑制するモータ制御手段とを備えたことを特徴とする車両制御装置

請求項2

請求項1に記載の車両制御装置において、前記モータ制御手段は、前記冷却媒体の流量が多くなるほど前記電動モータの出力トルクの抑制量を少なくすることを特徴とする車両制御装置。

請求項3

請求項1または2に記載の車両制御装置において、前記モータ制御手段は、前記冷却媒体の流量が所定のしきい値に達すると、前記電動モータの出力トルクの抑制を解除することを特徴とする車両制御装置。

請求項4

請求項3に記載の車両制御装置において、前記電動モータもしくは前記インバータの少なくとも一方の温度状況を検出する温度検出手段を備え、前記モータ制御手段は、前記温度検出手段により検出された前記電動モータもしくは前記インバータの少なくとも一方の温度に応じて前記冷却媒体の流量の前記しきい値を変更することを特徴とする車両制御装置。

請求項5

請求項4に記載の車両制御装置において、前記モータ制御手段は、前記温度検出手段により、前記電動モータもしくは前記インバータの少なくとも一方の温度が所定値よりも低い状態であることが検出された時に、前記冷却媒体の流量の前記しきい値を小さくすることを特徴とする車両制御装置。

請求項6

請求項4または5に記載の車両制御装置において、前記モータ制御手段は、前記温度検出手段により、前記電動モータもしくは前記インバータの少なくとも一方の温度が所定値以上であることが検出された時に、前記冷却媒体の流量の前記しきい値を大きくすることを特徴とする車両制御装置。

技術分野

0001

本発明は、駆動用電動モータ、及び、インバータを搭載した車両の制御装置に関する。

背景技術

0002

走行用駆動源として電気モータを搭載した車両(電気自動車ハイブリッド車)には、電動モータの駆動源となる交流電力を電動モータに供給するインバータが搭載されている。インバータは駆動用のバッテリ電気的に接続され、バッテリに蓄電された直流電力を交流電力に変換してインバータから電気モータに電力が供給される。インバータにはトランジスタサイリスタ等のスイッチング素子が内蔵され、複数の素子スイッチング制御されることにより交流電力が生成される。

0003

電気モータの駆動中はインバータにより交流電力が常に生成されているため、インバータはスイッチング素子が発熱して高温になる。このため、インバータを搭載した車両には、インバータを冷却するための冷却装置が設けられている(例えば、特許文献1)。特許文献1に記載された冷却装置は、冷却水循環させる循環路がインバータの周囲に設けられ、循環路には冷却水ポンプラジエータ介装されている。そして、ラジエータで冷やされた冷却水が冷却水ポンプで循環されることでインバータが冷却されて過熱が抑制されている。

0004

冷却水ポンプは停止後に再度駆動させた場合、冷却水が所望の流量に達するまでに一定の時間を要するため、電気モータを搭載した車両では、インバータの過熱を抑制してスイッチング素子を的確に保護するために、冷却水ポンプを常に駆動させて冷却水の流量を所定量確保する必要があった。

0005

冷却水ポンプが常に駆動している場合、電気モータを搭載した車両は、内燃機関を搭載した車両に比べて静かであるにも拘わらず、冷却水ポンプの駆動音により静粛性を損なう虞があった。また、冷却水ポンプが常に駆動している間は、バッテリの電力が消費されているため、停車中であっても電力が消費されて電費が低下する虞があった。

先行技術

0006

特開2009−112136号公報

発明が解決しようとする課題

0007

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、静粛性を損なうことなく、しかも、電力消費量を抑えた状態でインバータの過熱を抑制することができる車両制御装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

上記目的を達成するための請求項1に係る本発明の車両制御装置は、車両に搭載された車両動力用の電動モータと、前記電動モータ、もしくは、前記電動モータの駆動を制御するインバータの少なくとも一方を冷却する冷却媒体を循環させる冷却媒体ポンプと、前記電動モータの駆動状態切り換えるためのシフト装置により選択されたシフトポジションを検出するシフトポジションセンサーと、前記シフトポジションセンサーにより前記シフトポジションが走行ポジションに切り換えられたことが検出された際に、前記冷却媒体ポンプを駆動して前記インバータが冷却される状態に前記冷却媒体を循環させるポンプ制御手段と、前記冷却媒体の流量を検出する流量検出センサーと、前記ポンプ制御手段により前記冷却媒体ポンプが前記冷却媒体を循環させる状態に駆動された際に、前記冷却媒体の流量に応じて前記電動モータの出力トルクを抑制するモータ制御手段とを備えたことを特徴とする。

0009

請求項1に係る本発明では、シフトポジションが走行ポジションに切り換えられる前には、即ち、シフトポジションがPレンジ、もしくは、Nレンジにある停車時には、冷却媒体ポンプが駆動されておらず(インバータが冷却される状態に冷却媒体が循環されていない程度の少量の循環時の駆動を含む)、冷却媒体ポンプは静粛な状態にあり、バッテリの電力が消費されていない状態にある。そして、ポンプ制御手段により、シフトポジションが走行ポジションに切り換えられたことが検出された際に、冷却媒体ポンプが駆動され、モータ制御手段により、冷却媒体の流量に応じて電動モータの出力トルク(車両の出力トルク)が抑制され、冷却媒体の循環量が十分に確保された状態で電動モータの出力トルクの抑制が解除される。

0010

これにより、車両が停車している際には冷却媒体ポンプが駆動されず、静粛性が保たれると共に電力の消費が抑えられ、シフトポジションが走行ポジションに切り換えられると、冷却媒体の循環量が十分に確保されるまでは電動モータの出力トルクが抑制され、インバータの過熱が抑制された状態で電動モータが駆動されると共に、冷却媒体の循環量が十分に確保された際には電動モータの出力トルクの抑制が解除され、インバータが十分な冷却状態となって電動モータが駆動される。

0011

従って、静粛性を損なうことなく、しかも、電力消費量を抑えた状態でインバータの過熱を抑制することが可能になる。

0012

冷却ポンプが、冷却媒体を循環させる状態に駆動される状況は、冷却媒体ポンプが停止している状態から通常の駆動状態になる状況や、冷却媒体ポンプ(可変吐出容量の冷却媒体ポンプ)が停止している状態から最大能力の駆動状態になり、その後、通常の駆動状態になる状況、冷却媒体ポンプ(可変吐出容量の冷却媒体ポンプ)が最小流量で駆動している状態から通常の駆動状態になる状況が適用される。また、冷却媒体ポンプ(可変吐出容量の冷却媒体ポンプ)が最小流量で駆動している状態から最大能力の駆動状態になり、その後、通常の駆動状態になる状況が適用される。

0013

そして、請求項2に係る本発明の車両制御装置は、請求項1に記載の車両制御装置において、前記モータ制御手段は、前記冷却媒体の流量が多くなるほど前記電動モータの出力トルクの抑制量を少なくすることを特徴とする。

0014

また、請求項3に係る本発明の車両制御装置は、請求項1または2に記載の車両制御装置において、前記モータ制御手段は、前記冷却媒体の流量が所定のしきい値に達すると、前記電動モータの出力トルクの抑制を解除することを特徴とする。

0015

請求項2に係る本発明では、冷却媒体の流量が多くなるほど電動モータの出力トルクの抑制量を少なくするので、出力トルクの抑制量が必要最小限になる。また、請求項3に係る本発明では、冷却媒体の流量が所定のしきい値に達して循環量が十分に確保された際に、電動モータの出力トルクの抑制が解除される。

0016

例えば、冷却ポンプが冷却媒体を循環させる状態に駆動された際に、冷却媒体が循環しない状態でインバータの制御が許容される出力トルクになるように、電動モータの出力トルクが制限され、冷却媒体の流量がしきい値に達する時に出力トルクが最大になるように漸増させる。

0017

また、請求項4に係る本発明の車両制御装置は、請求項3に記載の車両制御装置において、前記電動モータもしくは前記インバータの少なくとも一方の温度状況を検出する温度検出手段を備え、前記モータ制御手段は、前記温度検出手段により検出された前記電動モータもしくは前記インバータの少なくとも一方の温度に応じて前記冷却媒体の流量の前記しきい値を変更することを特徴とする。

0018

請求項4に係る本発明では、電動モータもしくはインバータの少なくとも一方の温度により冷却媒体の流量のしきい値が変更される。

0019

また、請求項5に係る本発明の車両制御装置は、請求項4に記載の車両制御装置において、前記モータ制御手段は、前記温度検出手段により、前記電動モータもしくは前記インバータの少なくとも一方の温度が所定値よりも低い状態であることが検出された時に、前記冷却媒体の流量の前記しきい値を小さくすることを特徴とする。

0020

請求項5に係る本発明では、電動モータもしくはインバータの少なくとも一方の温度が所定値よりも低い時に、冷却媒体の流量のしきい値を小さくするので、冷却媒体の循環量がしきい値に達する時間を短くし、出力トルクを制限する時間を短くすることができる。

0021

また、請求項6に係る本発明の車両制御装置は、請求項4または5に記載の車両制御装置において、前記モータ制御手段は、前記温度検出手段により、前記電動モータもしくは前記インバータの少なくとも一方の温度が所定値以上であることが検出された時に、前記冷却媒体の流量の前記しきい値を大きくすることを特徴とする。

0022

請求項6に係る本発明では、電動モータもしくはインバータの少なくとも一方の温度が所定値よりも高い時に、冷却媒体の流量のしきい値を大きくするので、冷却媒体の循環量が十分な量に達するまで、即ち、冷却能力が十分に得られるまで出力トルクを制限することができる。

発明の効果

0023

本発明の車両制御装置は、静粛性を損なうことなく、しかも、電力消費量を抑えた状態でインバータの過熱を抑制することが可能になる。

図面の簡単な説明

0024

本発明の一実施例に係る車両制御装置が適用された車両の概略構成図である。
インバータの冷却経路図である。
制御フローチャートである。
制御フローチャートである。
制御タイムチャートである。
他の実施例の制御タイムチャートである。
他の実施例の制御タイムチャートである。

実施例

0025

図1には本発明の一実施例に係る車両制御装置が適用された電気自動車の概略を表すブロック構成図2にはインバータの冷却経路を説明するための概略を示してある。

0026

図1に示すように、電気自動車(車両)1には、駆動用の電動モータ2が備えられ、電動モータ2の駆動により駆動輪5に走行用の動力が伝達される。電動モータ2は電力変換装置であるインバータ3から電力が供給される。インバータ3にはバッテリ4が接続され、バッテリ4からの直流電力がインバータ3に供給され、インバータ3に供給された電力が交流電力に変換されて電動モータ2に供給される。

0027

インバータ3には複数のスイッチング素子が備えられ、スイッチング素子が制御されることで、任意の周波数の交流電力が生成される。電動モータ2はインバータ3からの交流電力の周波数に応じて回転速度、出力トルクが制御される。

0028

電気自動車1にはインバータ3の制御を行うインバータECU6が備えられ、インバータECU6からの指令によりスイッチング素子が制御され、電動モータ2の出力を所望の状態に制御する。また、電気自動車1には車両を統合制御する車両ECU7が備えられ、車両ECU7の情報はインバータECU6に伝達される。

0029

電気自動車1には電動モータ2の回転速度の状況に基づいて車速を検出する車速センサー8が設けられている。また、シフトレバーの操作により、例えば、パーキングレンジ(Pレンジ)、リバースレンジ(Rレンジ)、ニュートラルレンジ(Nレンジ)、ドライブレンジ(Dレンジ)を選択するシフト装置9が設けられ、シフト装置9で選択されたシフトポジションがシフトポジションセンサー10で検出される。また、アクセルペダル11のアクセル開度を検出するアクセル開度センサー12が設けられている。

0030

車両ECU7には、車速センサー8の検出情報、シフトポジションセンサー10の検出情報、アクセル開度センサー12の検出情報が入力される。車両ECU7では、車速センサー8、シフトポジションセンサー10、アクセル開度センサー12の検出情報に基づいて電気自動車1の出力トルク(電動モータ2の出力トルク)が把握される。

0031

インバータ3で交流電力が生成される際には、スイッチング素子に比較的大きな電流が流れるため、インバータ3は発熱して高温になる。このため、インバータ3には冷却装置が備えられ、冷却装置の作動によりインバータ3が冷却され、過熱が抑制されている。

0032

以下の説明では冷却装置の作動によりインバータ3が冷却される点を記載しているが、冷却装置により、電動モータ2の冷却も行われる。即ち、冷却装置は、電動モータ2もしくはインバータ3の少なくとも一方を冷却している。

0033

図2に示すように、冷却装置として、インバータ3には冷却水ポンプ(冷却媒体ポンプ)15が設けられ、冷却水ポンプ15の駆動によりラジエータ14で冷却された冷却水(冷却媒体)が冷却流路13aを通してインバータ3に送られる。インバータ3を冷却した冷却水は、冷却流路13bを通してラジエータ14に送られる。つまり、冷却水ポンプ15の駆動により冷却流路13a、13bを通してラジエータ14とインバータ3を冷却水が循環される。

0034

冷却流路13aには冷却水の流量を検出する流量検出センサー20が設けられ、流量検出センサー20によりインバータ3に送られる冷却水の流量が検出される。流量検出センサー20の検出情報(冷却水の循環量)はインバータECU6に送られ、インバータECU6では冷却水の循環量が十分に確保されているか否かが判断される。

0035

尚、流量検出手段としては、冷却水ポンプ15の駆動時間の積算等により冷却水の循環量を導出する手段を適用することも可能である。

0036

図1に示すように、インバータECU6にはポンプ制御部(ポンプ制御手段)16、モータ制御部(モータ制御手段)17が備えられている。インバータECU6のポンプ制御部16からの指令により冷却水ポンプ15の駆動が制御され、モータ制御部17からの指令によりインバータ3を介して電動モータ2の出力トルクの上限値が制御される(出力トルクが制御される)。

0037

冷却装置には、冷却媒体(冷却水)の温度を検出する冷却水温センサー18(温度検出手段)が設けられ、インバータ3には、インバータ3の温度(温度状況)を検出する温度センサー19(温度検出手段)が設けられている。冷却水温センサー18、温度センサー19の検出情報はインバータECU6に送られる。

0038

詳細は省略するが、温度センサー19は、電動モータ2の温度(温度状況)を検出することも可能であり、温度センサー19により、電動モータ2及びインバータ3の温度、電動モータ2の温度を検出することも可能である。即ち、温度センサー19により、電動モータ2もしくはインバータ3の少なくとも一方の温度を検出している。

0039

一方、車両ECU7では、シフトポジションセンサー10の検出情報に基づいて、PレンジもしくはNレンジが選択されているか(電気自動車1が停車中か)どうかが判断される。停車中であるレンジ(PレンジもしくはNレンジ)が選択されている場合、冷却水ポンプ15を停止させるように、車両ECU7からインバータECU6のポンプ制御部16に情報が送られる。

0040

そして、PレンジもしくはNレンジ以外が選択された場合、電気自動車1が走行状態になると判断され、冷却水ポンプ15を駆動させるように、車両ECU7からインバータECU6のポンプ制御部16に情報が送られる。

0041

シフトポジションが走行ポジションに切り換えられる前、即ち、シフトポジションがPレンジもしくはNレンジにある停車時には、冷却水ポンプ15は駆動されていない状態にあり、冷却水ポンプ15は静粛な状態にあり、バッテリ4の電力が消費されていない状態にある。

0042

シフトポジションが走行ポジションに切り換えられると、即ち、シフトポジションがPレンジ、もしくは、Nレンジ以外(Rレンジ、もしくは、Dレンジ)にされると、ポンプ制御部16により冷却水ポンプ15が駆動されてインバータ3が冷却される状態に冷却水が循環される。

0043

そして、モータ制御部17により冷却水の流量に応じて電動モータ2の出力トルクの上限値が抑制され、冷却水の循環量が十分に確保された状態で電動モータ2の出力トルクの上限値の抑制が解除される。つまり、冷却水の流量が多くなるほど、電動モータ2の出力トルクの上限値の抑制量が少なくされている。

0044

これにより、電気自動車1が停車している際には冷却水ポンプ15が駆動されず、シフトポジションがPレンジ、もしくは、Nレンジ以外に切り換えられると、冷却水の循環量が十分に確保されるまでは電動モータ2の出力トルクの上限値が抑制され、インバータ3の過熱が抑制された状態で電動モータ2が駆動される。そして、冷却水の循環量が十分に確保された際には電動モータ2の出力トルクの上限値の抑制が解除され、インバータ3が十分な冷却状態となって電動モータ2が駆動される。

0045

図3から図5に基づいて上述した車両制御装置の動作を具体的に説明する。

0046

図3にはインバータECU6におけるポンプ制御部16の制御フローチャート、図4にはインバータECU6におけるモータ制御部17の制御フローチャートを示してある。また、図5には動作の経時変化を表す制御タイムチャートを示してあり、図5(a)はシフトポジションの経時変化、図5(b)は冷却水ポンプ15の駆動状態の経時変化、図5(c)は冷却水の流量の経時変化、図5(d)は電動モータ2の出力トルクの上限値の経時変化である。

0047

図3に基づいてポンプ制御部16の制御を説明する。

0048

テップS1でシフトポジションSPが読込まれ、ステップS2でシフトポジションSPがPレンジもしくはNレンジであるか否かが判断される。つまり、電気自動車1が停車状態にあるモードが選択されているか否かが判断される。ステップS2でシフトポジションSPがPレンジもしくはNレンジであると判断された場合、ステップS3でポンプ駆動フラFLを0に設定し(FL=0)、ステップS4で冷却水ポンプ15を停止して処理が終了となる。

0049

ステップS2でシフトポジションSPがPレンジもしくはNレンジではないと判断された場合、即ち、シフトポジションSPがRレンジもしくはDレンジであるとされて電気自動車1が走行状態にあるモードが選択されていると判断される。電気自動車1が走行状態にあるモードが選択されていると判断された場合、ステップS5でポンプ駆動フラグFLを1に設定し(FL=1)、ステップS6で冷却水ポンプ15を駆動して処理が終了となる。

0050

つまり、シフトポジションSPがPレンジもしくはNレンジにある停車時には、電動モータ2が停止してインバータ3は走行による発熱がない状態なので、冷却水ポンプ15の駆動が停止される。シフトポジションが走行ポジションに切り換えられると、電動モータ2が駆動されインバータ3は走行による発熱があるため、冷却水ポンプ15が駆動されてインバータ3が冷却される状態に冷却水が循環される。

0051

図4に基づいてモータ制御部17の制御を説明する。同時に、図5に基づいて電動モータ2の出力トルクの上限値の経時変化を説明する。

0052

図4に示すように、ステップS11でポンプ駆動フラグFLが0から1に変化したか否か、即ち、シフトポジションSPがPレンジもしくはNレンジからRレンジもしくはDレンジに操作され、冷却水ポンプ15が停止状態から駆動状態に変化したか否かが判断される。ステップS11でポンプ駆動フラグFLが0から1に変化したと判断された場合、ステップS12でFL=1の制御(図3中のステップS6)が実行される。つまり、冷却水ポンプ15が駆動される。

0053

ステップS11でポンプ駆動フラグFLが0から1に変化していないと判断された場合、即ち、シフトポジションSPがPレンジもしくはNレンジのままで電気自動車1が停車状態であると判断された場合、処理を終了する。

0054

ステップS12で冷却水ポンプ15が駆動された後、ステップS13で電動モータ2の出力トルクの上限値がA(%)に制限される。制限される割合であるA(%)は、インバータ3に冷却水が循環しない状態でも(インバータ3が冷却されなくても)、インバータ3の制御(動作)が許容される時の電動モータ2の出力トルクの上限値の割合に設定されている。

0055

つまり、冷却水が循環しない状態でインバータ3の制御が許容される出力トルクの上限値になるように、電動モータ2の出力トルクの上限値がA(%)に制限される。

0056

ステップS14で流量検出センサー20により冷却水の流量が読込まれ、ステップS15で冷却水ポンプ15の駆動による冷却水の流量がしきい値F(l/min)以上か否かが判断される。しきい値Fは、電動モータ2の出力トルクの上限値が100(%)になってもインバータ3の制御(動作)が許容される量の冷却水の量、即ち、電動モータ2の出力トルクの上限値が100(%)の時のインバータ3の作動による過熱を冷却できる冷却水の量に設定されている。

0057

つまり、図5に示すように、時刻t0では、シフトポジションSPがPレンジもしくはNレンジからRレンジもしくはDレンジに操作され(a)、冷却水ポンプ15が停止状態から駆動状態になり(b)、冷却水の流量が増加し始め(c)、電動モータ2の出力トルクの上限値がA(%)に制限される(d)。

0058

図4フローチャート戻り、ステップS15で冷却水の流量がしきい値F(l/min)以上ではないと判断された場合、つまり、冷却水の流量がインバータ3の冷却を行うには十分な流量に達していないと判断された場合、ステップS16で電動モータ2の出力トルクの上限値を漸増させてステップS14に移行する。出力トルクの上限値の漸増割合は、冷却水の現在の流量としきい値F(l/min)との差により適宜設定され、例えば、冷却水の流量がしきい値F(l/min)に達した際に出力トルクの上限値が直線的に100(%)に達するように設定される。

0059

尚、電動モータ2の出力トルクの上限値をA(%)に制限した後、冷却水の流量が十分な量に達するまでは、電動モータ2の出力トルクの上限値を直線状に漸増させて100(%)に達するように設定したが、冷却水の流量に応じて電動モータ2の出力トルクの上限値の増加を任意に制御することが可能である。

0060

ステップS15で冷却水の流量がしきい値F(l/min)以上になるまで、ステップS16、ステップS14の処理が繰り返される。ステップS15で冷却水の流量がしきい値F(l/min)以上になったと判断された場合、ステップS17で電動モータ2の出力トルクの上限値を100(%)に設定して処理を終了する。

0061

つまり、図5(c)に示すように、時刻t0から冷却水の流量が増加し始め、時刻t1で冷却水の流量がしきい値F(l/min)に達する。図5(d)に示すように、時刻t0で電動モータ2の出力トルクの上限値がA(%)に制限され、時刻t1までの間で出力トルクの上限値が100(%)になるように直線的に漸増する。即ち、冷却水の流量がしきい値F(l/min)に達すると出力トルクの上限値の抑制が解除される。電動モータ2の出力トルクの上限値が100(%)に維持された状態で、時刻t2で、冷却水の流量が最大流量Fmax(l/min)に達する。

0062

従って、電気自動車1が停車している際には冷却水ポンプ15が駆動されずに静粛性が保たれると共に電力の消費が抑えられる。時刻t0で、シフトポジションがPレンジ、もしくは、Nレンジ以外に切り換えられると、冷却水の循環量が十分に確保される時刻t1までは電動モータ2の出力トルクの上限値が抑制され、インバータ3の過熱が抑制された状態で電動モータ2が駆動される。そして、時刻t1に達した際に冷却水の循環量が十分に確保された時に電動モータ2の出力トルクの上限値が100(%)に設定され、インバータ3が十分な冷却状態となって電動モータ2が駆動される。

0063

このため、本実施例の車両制御装置では、静粛性を損なうことなく、しかも、電力消費量を抑えた状態でインバータ3の過熱を抑制することが可能になる。

0064

上記実施例では、インバータ3の温度状況(電動モータ2の温度状況)を検出する温度検出手段として、冷却水温センサー18及び温度センサー19が備えられている。このため、冷却水温センサー18及び温度センサー19の検出情報により、即ち、インバータ3の温度状況(電動モータ2の温度状況)により、冷却水の流量のしきい値F(l/min)を変更することが可能である。

0065

冷却水温センサー18及び温度センサー19(冷却水温センサー18もしくは温度センサー19)の検出温度が所定値よりも低い状態であることが検出された時に、つまり、インバータ3がそれほど高温になっていないことが検出された時に、冷却水の流量のしきい値F(l/min)を小さな値のしきい値F2(l/min)に変更することができる。

0066

冷却水の流量のしきい値を小さな値のしきい値F2(l/min)に変更することにより、冷却水ポンプ15の能力が同じで冷却水の循環量の増加割合が同じであるため、図5(c)(d)に一点鎖線で示すように、時刻t1A(t1よりも早い時刻)で冷却水の流量がしきい値F2(l/min)に達し、時刻t1Aで冷却水の循環量が十分に確保されて電動モータ2の出力トルクの上限値が100(%)に設定される。

0067

このため、インバータ3がそれほど高温になっていない場合には、電動モータ2の出力トルクの上限値を制限する時間を短くすることができ、短時間で出力トルクの上限値を100(%)に設定することが可能になる。

0068

一方、冷却水温センサー18及び温度センサー19(冷却水温センサー18もしくは温度センサー19)の検出温度が所定値よりも高い状態であることが検出された時に、つまり、インバータ3が発熱して高温になっていることが検出された時に、冷却水の流量のしきい値F(l/min)を大きな値のしきい値F1(l/min)に変更することができる。

0069

冷却水の流量のしきい値を大きな値のしきい値F1(l/min)に変更することにより、冷却水ポンプ15の能力が同じで冷却水の循環量の増加割合が同じであるため、図5(c)(d)に二点鎖線で示すように、時刻t1B(t1よりも遅い時刻)で冷却水の流量がしきい値F1(l/min)に達し、時刻t1Bで冷却水の循環量が十分に確保されて電動モータ2の出力トルクの上限値が100(%)に設定される。

0070

このため、インバータ3が高温に発熱している場合には、電動モータ2の出力トルクの上限値を制限する時間を長くすることができ、冷却水の循環量が確保されて冷却能力が十分に得られるまで出力トルクの上限値を制限することができる。

0071

図6図7に基づいて本発明の他の実施例を説明する。

0072

図6図7には冷却水ポンプとして可変吐出容量型のポンプを用いた場合のポンプの駆動状況を含めた電動モータ2の出力トルクの上限値の経時変化を表す制御タイムチャートを示してある。尚、図5で示した時刻と同じ時刻に対しては同一の符号を付してあり、(a)から(d)で説明した状況は図5と同じである。

0073

図6で適用される冷却水ポンプ21は、時刻t0で、シフトポジションがPレンジもしくはNレンジからRレンジもしくはDレンジに操作された際に(a)、冷却水を通常時に循環させる際の吐出量吐出する通常駆動に対し、冷却水を多く吐出する最大能力駆動の状態で駆動される(b)。時刻t0では、冷却水の流量が増加し始め(c)、電動モータ2の出力トルクの上限値がA(%)に制限される(d)。

0074

冷却水ポンプ21は過大駆動の状態で駆動されるため、時刻t1fで冷却水の流量がしきい値F(l/min)に達する。時刻t1fまでの間で電動モータ2の出力トルクの上限値が100(%)になるように直線的に漸増する。電動モータ2の出力トルクの上限値が100(%)に維持された状態で、時刻t2fで、冷却水の流量が最大流量Fmax(l/min)に達する。

0075

図6(c)に点線で示したように、通常の冷却水ポンプ15を用いた場合に冷却水の流量がしきい値F(l/min)に達する時刻は時刻t1であり、時刻t2で冷却水の流量が最大流量Fmax(l/min)に達する。冷却水ポンプ21を用いた場合、時刻t1よりも早い時刻の時刻t1fで冷却水の流量がしきい値F(l/min)に達し、時刻t2fで冷却水の流量が最大流量Fmax(l/min)に達する。また、図6(d)に点線で示したように、通常の冷却水ポンプ15を用いた場合に電動モータ2の出力トルクの上限値が100(%)に設定される時刻はt1であるが、冷却水ポンプ21を用いた場合、時刻t1よりも早い時刻の時刻t1fで電動モータ2の出力トルクの上限値が100(%)に設定される。

0076

このため、電動モータ2の出力トルクの上限値を制限する時間を短くして、短時間で冷却水の循環量を確保することができる。

0077

図7で適用される冷却水ポンプ25は、シフトポジションがPレンジもしくはNレンジにある場合、停止されずに最小流量で駆動されている。時刻t0で、シフトポジションがPレンジもしくはNレンジからRレンジもしくはDレンジに操作された際に(a)、最小流量で駆動している状態から通常の状態で駆動される(b)。時刻t0では、最少量で循環している冷却水の流量が増加し始め(c)、電動モータ2の出力トルクの上限値がB(%)に制限される(d)。

0078

図7(c)に点線で示した通常の冷却水ポンプ15を用いた場合に比べ、最少流量で循環している冷却水は時刻t0で最小量が確保されている。このため、電動モータ2の出力トルクの上限値の制限は、図7(d)に点線で示した電動モータ2の出力トルクの上限値A(%)に対し、制限が少ない割合(%)の出力トルクの上限値B(%)に設定されている。

0079

冷却水ポンプ25は最小流量で駆動されているため、通常の状態に駆動されるまでの流量の増加量が少なく、時刻t1Fで冷却水の流量がしきい値F(l/min)に達する。時刻t1Fまでの間で電動モータ2の出力トルクの上限値が100(%)になるように直線的に漸増する。電動モータ2の出力トルクの上限値が100(%)に維持された状態で、時刻t2Fで、冷却水の流量が最大流量Fmax(l/min)に達する。

0080

図7(c)に点線で示したように、通常の冷却水ポンプ15を用いた場合に冷却水の流量がしきい値F(l/min)に達する時刻は時刻t1であり、時刻t2で冷却水の流量が最大流量Fmax(l/min)となる。冷却水ポンプ25を用いた場合、時刻t1よりも早い時刻の時刻t1Fで冷却水の流量がしきい値F(l/min)に達し、時刻t2Fで冷却水の流量が最大流量Fmax(l/min)に達する。

0081

また、図7(d)に点線で示したように、通常の冷却水ポンプ15を用いた場合に電動モータ2の出力トルクの上限値が100(%)に設定される時刻はt1であるが、冷却水ポンプ25を用いた場合、時刻t1よりも早い時刻の時刻t1Fで電動モータ2の出力トルクの上限値が100(%)に設定される。

0082

このため、電動モータ2の出力トルクの上限値を制限する時間を短くして、短時間で冷却水の循環量を確保することができる。

0083

上記実施例では、冷却水の流量に応じて電動モータの出力トルクの上限値を抑制する例を説明したが、これに限られず、冷却水の流量に応じて、ドライバーの要求に基づいて出力される要求出力トルクを抑制するようにしてもよい。このような構成によっても、冷却水の流量が十分に確保されるまで電力消費量を抑えた状態を保つことができ、インバータの過熱を抑制することが可能になる。ただし、冷却水の流量に応じて電動モータの出力トルクの上限値を抑制する構成とした方が、ドライバーの要求する要求出力トルクを必要以上に抑制することがない。即ち、車両の発進性を確保しつつ、電力消費量を抑制することができるため、好ましい。

0084

また、上記実施例では、電気自動車1を例に挙げて説明したが、電気モータとエンジンを駆動源とするハイブリッド自動車本願発明を適用することも可能である。この場合、冷却水ポンプとして、エンジンにより駆動されるポンプを用いることも可能である。また、シフト装置としては、低速レンジや、エンジンブレーキが強くなるレンジを備えた装置を適用することも可能である。

0085

本発明は、駆動用の電動モータ、及び、インバータを搭載した車両の制御装置の産業分野で利用することができる。

0086

1電気自動車
2電動モータ
3インバータ
4バッテリ
5駆動輪
6 インバータECU
7 車両ECU
8車速センサー
9シフト装置
10シフトポジションセンサー
11アクセルペダル
12アクセル開度センサー
14ラジエータ
15、21、25冷却水ポンプ
16ポンプ制御部
17モータ制御部
18冷却水温センサー
19温度センサー
20流量検出センサー

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