(57)【要約】      （修正有）【課題】後輪用モータとＡＣ電源とを必要に応じてその機能を十分に発揮させるようにする。【解決手段】外気温Ｔａが温度閾値Ｔａｒｅｆ未満である外気温条件（Ｓ１１０）、車速Ｖが車速閾値Ｖｒｅｆ未満である車速条件（Ｓ１２０）、モータ用インバータの温度Ｔｉｍが温度閾値Ｔｉｍｒｅｆ以上であるインバータ温度条件（Ｓ１３０）、路面勾配θが勾配閾値θｒｅｆ以上である勾配条件（Ｓ１４０）、の４条件のいずれかが成立しているか否かに基づいて、ＡＣインバータの負荷率制限を設定する。これにより、後輪用モータとＡＣ電源が必要なときにその機能を十分に発揮させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪に走行用の動力を出力する前輪用動力装置と、後輪に走行用の動力を出力する後輪用モータと、前記後輪用モータを駆動する空冷の後輪用インバータと、ＡＣ電源を供給するための空冷のＡＣインバータと、を備え、前記後輪用インバータと前記ＡＣインバータとを閉鎖的空間に配置している自動車であって、
外気温が零度より高く１０度より低い第１所定温度未満である外気温条件と車速が比較的低速な所定車速未満である車速条件と前記後輪用インバータの温度が該後輪用インバータの許容上限温度近傍で該許容上限温度より低い第２所定温度以上であるインバータ温度条件と路面勾配が所定勾配以上である勾配条件の４条件に基づいて前記ＡＣインバータの負荷率制限を設定する負荷率制限設定手段、
を備える自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に関し、詳しくは、前輪用動力装置と、後輪用モータと、空冷の後輪用インバータと、ＡＣ電源を供給するための空冷のＡＣインバータと、を備える自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自動車としては、左前輪用モータと右後輪用モータとを駆動する第１駆動ユニットと、右前輪用モータと左後輪用モータとを駆動する第２駆動ユニットと、第１駆動ユニットを冷却する第１冷却器と、第２駆動ユニットを冷却する第２冷却器とを備える電気自動車において、第１駆動ユニットと第２駆動ユニットのうち一方の温度が上昇したときには温度上昇したユニットにおけるインバータの負荷率制限値を変更するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、温度上昇したユニットにおけるインバータの負荷率制限値を変更したときには、トルクが制限されるモータに対するトルク分配比を車両の挙動を維持するように変更する。
【０００３】
また、護対象である機器に対して、冷却風を送風する冷却部を設け、冷却風温度が閾値温度を上回ったときには、機器の上限負荷率を設定し、この上限負荷率以下となるように機器を駆動制御するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１１４９４７号公報
【特許文献２】特開２００７−１５１３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自動車には、走行性能の向上のために、通常時は前輪駆動により走行し、雪道などの悪路を走行するときには４輪駆動とするための後輪用モータを備えるものや、乗員の利便性を考慮してＡＣ電源を供給するためのＡＣインバータを備えるものもある。これらの機器や装備は常時使用するものではないため、限られたスペースに必要最小限の冷却性能を設けて配置される場合が多い。このため、後輪用モータを駆動するモータ用インバータとＡＣインバータは換気の良くない閉鎖的空間に配置される場合も多い。また、モータ用インバータやＡＣインバータも過熱により作動制限を受けるため、冷却装置が必要となるが、常時使用するものではないため、簡易な冷却装置、例えばファンが取り付けられただけの空冷による冷却装置の場合もある。このように簡易な冷却装置しか備えないモータ用インバータとＡＣインバータとが閉鎖的空間に配置されている場合、双方のインバータが作動すると熱がこもり、双方のインバータが過熱により作動制限が課されてしまい、必要な時に十分な機能を発揮することができなくなってしまう。
【０００６】
本発明の自動車は、後輪用モータとＡＣ電源とを必要に応じてその機能を十分に発揮させるようにすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本発明の自動車は、
前輪に走行用の動力を出力する前輪用動力装置と、後輪に走行用の動力を出力する後輪用モータと、前記後輪用モータを駆動する空冷の後輪用インバータと、ＡＣ電源を供給するための空冷のＡＣインバータと、を備え、前記後輪用インバータと前記ＡＣインバータとを閉鎖的空間に配置している自動車であって、
外気温が零度より高く１０度より低い第１所定温度未満である外気温条件と車速が比較的低速な所定車速未満である車速条件と前記後輪用インバータの温度が該後輪用インバータの許容上限温度近傍で該許容上限温度より低い第２所定温度以上であるインバータ温度条件と路面勾配が所定勾配以上である勾配条件の４条件に基づいて前記ＡＣインバータの負荷率制限を設定する負荷率制限設定手段、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
この本発明の自動車では、外気温が零度より高く１０度より低い第１所定温度未満である外気温条件と、車速が比較的低速な所定車速未満である車速条件と、後輪用インバータの温度が後輪用インバータの許容上限温度近傍で許容上限温度より低い第２所定温度以上であるインバータ温度条件と、路面勾配が所定勾配以上である勾配条件と、の４条件に基づいてＡＣインバータの負荷率制限を設定する。これにより、後輪用モータとＡＣ電源とを必要なときにその機能を十分に発揮させることができる。ここで、「負荷率制限」は、１００％では何ら制限されていないことを意味し、０％では作動禁止と同意であり、７０％では通常の７０％までの出力の範囲内での作動を意味する。外気温条件は、例えば雪道や凍結道路の走行である条件に相当し、車速条件は、発進時や停車時である条件に相当し、インバータ温度条件は、後輪用インバータの温度が比較的高くなり過熱による出力制限を受ける可能性がある条件に相当し、勾配条件は、登坂路である条件に相当する。したがって、例えば、４条件の全てが成立しているときには、雪道や凍結道路での発進時であり且つ後輪用インバータの温度がある程度高くなっている状態であるから、ＡＣインバータの負荷率制限として０％、即ちＡＣインバータの作動停止を設定するものとすれば、後輪用モータが必要なときにその機能を十分に発揮することができるようになる。また、外気温条件が成立していないときや、車速条件が成立していないとき、或いは、インバータ温度条件が成立していないときには、後輪用モータの駆動の必要性は低いため、ＡＣインバータの負荷率制限として１００％、即ち何ら制限を課さないものとすれば、ＡＣ電源を必要なときにその機能を十分に発揮することができるようになる。更に、外気温条件と車速条件とインバータ温度条件の３条件については成立しているが勾配条件が成立していないときには、後輪用モータの必要の可能性が高いため、ＡＣインバータの負荷率制限として０％〜８０％の範囲内で設定するものとすれば、ある程度のＡＣ電源の使用に供しながら後輪用モータが必要になったときに後輪用モータの機能を十分に発揮できるように準備するものとなる。これらの結果、後輪用モータとＡＣ電源とを必要なときにその機能を十分に発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例としての自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】電子制御ユニット７０により実行される負荷率制限設定ルーチンである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明の一実施例としての自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の自動車２０は、図示するように、前輪２２ａ，２２ｂに走行用の動力を出力する前輪用動力装置３０と、後輪２４ａ，２４ｂに走行用の動力を出力する後輪用モータ３２と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０と、バッテリ５０から電力の供給を受けて後輪用モータ３２を駆動するためのモータ用インバータ３４と、バッテリ５０からの電力をＡＣ１００Ｖ電力に変換して乗員室内のＡＣコンセント４８に供給するＡＣインバータ４４と、車両全体を制御する電子制御ユニット７０と、を備える。
【００１３】
モータ用インバータ３４とＡＣインバータ４４は、各々図示しないファンを有する空冷の冷却装置が取り付けられており、比較的換気のよくない閉鎖的空間に配置されたケース３８に収納されている。
【００１４】
電子制御ユニット７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポートを備える。電子制御ユニット７０には、前輪用動力装置３０に取り付けられた図示しない各種センサからの信号や、後輪用モータ３２の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置センサからの回転位置，モータ用インバータ３４の各相に取り付けられた図示しない電流センサからの相電流，モータ用インバータ３４に取り付けられた温度センサ３６からのインバータ温度Ｔｉｍ，ＡＣインバータ４４に取り付けられた温度センサ４６からのインバータ温度Ｔｉａ，イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，外気温センサ９０からの外気温Ｔａ，勾配センサ９２からの路面勾配θなどが入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット７０からは、前輪用動力装置３０の各駆動機器への駆動制御信号や、モータ用インバータ３４へのスイッチング制御信号，ＡＣインバータ４４へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００１５】
こうして構成された実施例の自動車２０は、通常は前輪用動力装置３０から出力される動力だけで走行する前輪駆動走行を行ない、必要に応じてパートタイム的に後輪用モータ３２を駆動して４輪駆動走行を行なう。後輪用モータ３２を駆動して４輪駆動走行を行なうときとしては、雪道や凍結道路を低速で走行するときや、運転席近傍に取り付けられた図示しない４輪駆動走行スイッチがオンされたときなどを挙げることができる。
【００１６】
次に、実施例の自動車２０の動作、特にＡＣインバータ４４の負荷率制限を設定する際の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット７０により実行される負荷率制限設定ルーチンである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、数十ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００１７】
負荷率制限設定ルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０は、外気温センサ９０からの外気温Ｔａや車速センサ８８からの車速Ｖ、勾配センサ９２からの路面勾配θ、温度センサ３６，４６からのインバータ温度Ｔｉｍ，ＴｉａなどＡＣインバータ４４の負荷率制限を設定するのに必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。
【００１８】
こうしてデータを入力すると、入力した外気温Ｔａが零度より高く１０度より低い温度に設定された温度閾値Ｔａｒｅｆ未満である外気温条件が成立しているか否か（ステップＳ１１０）、車速Ｖが比較的低車速な車速として予め設定された車速閾値Ｖｒｅｆ未満である車速条件が成立しているか否か（ステップＳ１２０）、モータ用インバータ３４の温度Ｔｉｍが許容上限温度からある程度のマージンだけ低い温度として予め設定された温度閾値Ｔｉｍｒｅｆ以上であるインバータ温度条件が成立しているか否か（ステップＳ１３０）、路面勾配θが予め設定された勾配閾値θｒｅｆ以上である勾配条件が成立しているか否か（ステップＳ１４０）、の４条件を判定する。ここで、外気温条件は、例えば雪道や凍結道路の走行である条件に相当し、車速条件は、発進時や停車時である条件に相当し、インバータ温度条件は、後輪用インバータの温度が比較的高くなり過熱による出力制限を受ける可能性がある条件に相当し、勾配条件は、登坂路である条件に相当する。
【００１９】
外気温条件、車速条件、インバータ温度条件、勾配条件の４条件の全てが成立しているときには、雪道や凍結道路での登坂路の発進時であるために後輪用モータ３２を駆動する可能性が高く、且つ、モータ用インバータ３４の温度Ｔｉｍがある程度高くなっている状態であり、ＡＣインバータ４４の負荷率制限として０％、即ちＡＣインバータ４４の作動停止を設定して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。これにより、後輪用モータ３２が必要なときにその性能を十分に発揮することができる。なお、ＡＣインバータ４４の負荷率制限を０％（作動停止）とすると、ＡＣインバータ４４は作動しないため、モータ用インバータ３４とＡＣインバータ４４を収納する閉鎖的空間としてのケース３８内の温度は、ＡＣインバータ４４の作動によって上昇することはない。
【００２０】
外気温条件が成立していないときや、外気温条件が成立していても車速条件が成立していないときには、後輪用モータ３２の駆動の必要性は低いため、ＡＣインバータ４４の負荷率制限として１００％、即ち何ら制限を課さないものとして（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。外気温条件や車速条件が成立していてもインバータ温度条件が成立していないときには、後輪用モータ３２の駆動を十分に行なうことができるため、ＡＣインバータ４４の負荷率制限として１００％、即ち何ら制限を課さないものとして（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。これにより、ＡＣ電源を必要なときにその機能を十分に発揮することができるようになる。
【００２１】
また、外気温条件と車速条件とインバータ温度条件の３条件については成立しているが勾配条件が成立していないときには、後輪用モータ３２の必要の可能性が高いため、ＡＣインバータ４４の負荷率制限として０％〜８０％の範囲内で設定して（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。これにより、ある程度のＡＣ電源の使用に供しながら後輪用モータ３２が必要になったときに後輪用モータ３２の機能を十分に発揮できるように準備することができる。これらの結果、後輪用モータ３２とＡＣ電源とを必要なときにその機能を十分に発揮させることができる。なお、この場合のＡＣインバータ４４の負荷率制限は、ＡＣインバータ４４の温度ＴｉａがＡＣインバータ４４の許容上限温度からある程度のマージンだけ低い温度までは８０％でその温度より高くなるほど小さくなり許容上限温度で０％となるように設定するものとすればよい。
【００２２】
以上説明した実施例の自動車２０によれば、外気温Ｔａが温度閾値Ｔａｒｅｆ未満である外気温条件、車速Ｖが車速閾値Ｖｒｅｆ未満である車速条件、モータ用インバータ３４の温度Ｔｉｍが温度閾値Ｔｉｍｒｅｆ以上であるインバータ温度条件、路面勾配θが勾配閾値θｒｅｆ以上である勾配条件、の４条件のいずれかが成立しているか否かに基づいて、ＡＣインバータ４４の負荷率制限を設定することにより、後輪用モータ３２とＡＣ電源が必要なときにその機能を十分に発揮させることができる。即ち、外気温条件、車速条件、インバータ温度条件、勾配条件の４条件の全てが成立しているときには、ＡＣインバータ４４の負荷率制限に０％（ＡＣインバータ４４の作動停止）を設定することにより、後輪用モータ３２の駆動が必要なときにその性能を十分に発揮することができる。また、外気温条件が成立していないときや、車速条件が成立していないとき、或いは、インバータ温度条件が成立していないときには、ＡＣインバータ４４の負荷率制限に１００％（制限なし）を設定することにより、ＡＣ電源が必要なときにその機能を十分に発揮することができる。さらに、外気温条件と車速条件とインバータ温度条件の３条件については成立しているが勾配条件が成立していないときには、ＡＣインバータ４４の負荷率制限に０％〜８０％の範囲内の値を設定することにより、ある程度のＡＣ電源の使用に供しながら後輪用モータ３２が必要になったときに後輪用モータ３２の機能を十分に発揮できるように準備することができる。
【００２３】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、前輪用動力装置３０が「前輪用動力装置」に相当し、後輪用モータ３２が「後輪用モータ」に相当し、モータ用インバータ３４が「後輪用インバータ」に相当し、ＡＣインバータ４４が「ＡＣインバータ」に相当し、図２の負荷率制限設定ルーチンを実行する電子制御ユニット７０が「負荷率制限設定手段」に相当する。
【００２４】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００２５】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、自動車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００２７】
２０  自動車、２２ａ，２２ｂ  前輪、２４ａ，２４ｂ  後輪、３０  前輪用動力装置、３２  後輪用モータ、３４  モータ用インバータ、３６  温度センサ、３８  ケース、４４  ＡＣインバータ、４６  温度センサ、４８  ＡＣコンセント、５０  バッテリ、７０  電子制御ユニット、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、９０  外気温センサ、９２  勾配センサ。
【図１】
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【図２】
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