(57)【要約】【課題】メインインバータを冷却するメイン冷却系が異常に至るまでの時間を長くする。【解決手段】メインインバータを冷却するメイン冷却系が仮異常に至ったときには（Ｓ１２０，Ｓ１３０）、サブインバータを作動させてサブモータからトルクを出力させると共にその分だけメインモータのトルクを低下させる（Ｓ１４０）。これにより、メインインバータの電流ひいては発熱を抑制することができ、循環流路の冷却水の温度の上昇を抑制する（緩やかにする）ことができ、メイン冷却系が異常に至るまでの時間を長くする（または異常に至らないようにする）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】
走行用のメインモータと、該メインモータに交流電力を供給するメインインバータと、走行用のサブモータと、該サブモータに交流電力を供給するサブインバータと、前記メインインバータを冷却するメイン冷却系と、前記サブインバータを冷却するサブ冷却系と、を備える車両の制御装置であって、
前記メイン冷却系の異常および該異常の前段階としての仮異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段により前記メイン冷却系の仮異常を検出したときには、前記サブインバータを作動させるサブインバータ制御手段と、
を備えることを特徴とする車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関し、詳しくは、走行用のメインモータと、メインモータに交流電力を供給するメインインバータと、走行用のサブモータと、サブモータに交流電力を供給するサブインバータと、メインインバータを冷却するメイン冷却系と、サブインバータを冷却するサブ冷却系と、を備える車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通常走行のためのエンジンおよびメインモータと、メインモータに交流電力を供給する第１インバータと、メインモータより定格出力が小さく発進時などに補助的に用いられるサブモータと、サブモータに交流電力を供給する第２インバータと、液冷用の冷媒の循環により第１インバータを冷却する冷却器と、第２インバータに冷却用の空気を送るファンと、を備える車両の制御装置として、車速が車速閾値より低く且つアクセル開度が開度閾値より大きいときに、第２インバータを駆動するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この制御装置では、第２インバータの温度が温度閾値より高く且つ第２インバータの温度低下勾配が値０から低下勾配閾値の範囲内のときに、それ以外のときより第２インバータの出力上限値を低くすることにより、第２インバータの温度上昇を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１２９２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうした車両の制御装置では、冷媒の温度が上昇するなどして冷却器が異常に至る（冷却器の異常を検出する）と、メインインバータの保護などのために、メインインバータに流れる電流を十分に小さくする。メインインバータに流れる電流が十分に小さくなると、メインモータの駆動力が十分に低下する。このとき、サブモータはメインモータより定格が小さいことから、メインモータの駆動力の低下分をサブモータで十分に補うことができず、走行用の駆動力が低下してしまうと考えられる。このため、冷却器が異常に至る（冷却器の異常を検出する）までの時間をできるだけ長くすることが要請される。
【０００５】
本発明の車両の制御装置は、メインインバータを冷却するメイン冷却系が異常に至るまでの時間を長くすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両の制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の車両の制御装置は、
走行用のメインモータと、該メインモータに交流電力を供給するメインインバータと、走行用のサブモータと、該サブモータに交流電力を供給するサブインバータと、前記メインインバータを冷却するメイン冷却系と、前記サブインバータを冷却するサブ冷却系と、を備える車両の制御装置であって、
前記メイン冷却系の異常および該異常の前段階としての仮異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段により前記メイン冷却系の仮異常を検出したときには、前記サブインバータを作動させるサブインバータ制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
この本発明の車両の制御装置では、メインインバータを冷却するメイン冷却系の異常の前段階としての仮異常を検出したときには、サブインバータを作動させる。これにより、サブモータの出力分だけメインモータの出力を低減して走行用の要求出力に対応することができるから、メインインバータに流れる電流ひいては発熱を小さくすることができる。この結果、メイン冷却系が異常に至る（メイン冷却系の異常を検出する）までの時間を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例としての車両の制御装置を備える電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例の電子制御ユニット６０により実行されるメイン冷却系異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】サブトルク指令設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗとメインモータ３２Ｆ，サブモータ３２Ｒのトルクとの時間変化の様子の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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】
【００１１】
図１は、本発明の一実施例としての車両の制御装置を備える電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、例えば同期発電電動機として構成されて前輪３８ａ，３８ｂにフロント用のデファレンシャルギヤ３７Ｆを介して連結された駆動軸３６Ｆに回転子が接続されたメインモータ３２Ｆと、メインモータ３２Ｆを駆動するためのメインインバータ３４Ｆと、例えば同期発電電動機として構成されて後輪３８ｃ，３８ｄにリヤ用のデファレンシャルギヤ３７Ｒを介して連結された駆動軸３６Ｒに回転子が接続されたサブモータ３２Ｒと、サブモータ３２Ｒを駆動するためのサブインバータ３４Ｒと、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてメインインバータ３４Ｆ，サブインバータ３４Ｒを介してメインモータ３２Ｆ，サブモータ３２Ｒと電力をやりとりするバッテリ３６と、メインインバータ３４Ｆを冷却するメイン冷却系４０と、サブインバータ３４Ｒを冷却するサブ冷却系５０と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット６０と、を備える。なお、サブモータ３２Ｒには、メインモータ３２Ｆより定格出力が小さいモータが用いられる。
【００１２】
メイン冷却系４０は、水冷式の冷却系として構成されており、冷却水（ＬＬＣ（ロングライフクーラント））と外気との熱交換を行なうラジエータ４１と、ラジエータ４１に外気を送風するラジエータファン４２と、ラジエータ４１およびメインインバータ３４Ｆを冷却水が循環する循環流路４３と、冷却水が循環流路４３を循環するよう冷却水を圧送する電動ポンプ４４と、を備える。
【００１３】
サブ冷却系５０は、空冷式の冷却系として構成されており、サブインバータ３４Ｒに外気を供給する冷却ファン５２を備える。
【００１４】
電子制御ユニット６０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６０には、メインモータ３２Ｆやサブモータ３２Ｒを駆動制御するために必要な信号（例えば、それぞれの回転位置検出センサからのメインモータ３２Ｆやサブモータ３２Ｒの回転子の回転位置，それぞれの電流センサからのメインモータ３２Ｆやサブモータ３２Ｒの各相に流れる相電流など）やバッテリ３６を管理するのに必要な信号（例えば、電圧センサや電流センサ，温度センサからのバッテリ３６の電圧や電流，温度など），メイン冷却系４０を駆動制御するのに必要な信号（例えば、回転数センサ４２ａからのラジエータファン４２の回転数Ｎｆや温度センサ４３ａからの循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗ，回転数センサ４４ａからの電動ポンプ４４の回転数Ｎｐなど），サブ冷却系５０を駆動制御するのに必要な信号（例えば、回転数センサからの冷却ファン５２の回転数や温度センサからのサブインバータ３４Ｒの温度など），イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）からのイグニッション信号ＩＧ，シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサからのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル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からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル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からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサからの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット６０からは、メインインバータ３４Ｆやサブインバータ３４Ｒの図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号，メイン冷却系４０のラジエータファン４２や電動ポンプ４４への駆動制御信号，サブ冷却系５０の冷却ファン５２への駆動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電気自動車２０では、電子制御ユニット６０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行用の要求トルクＴｒ＊を設定する。そして、基本的には、要求トルクＴｒ＊をメインモータ３２Ｆのトルク指令Ｔｍｆ＊に設定し、設定したトルク指令Ｔｍｆ＊でメインモータ３２Ｆが駆動されるようメインインバータ３４Ｆの図示しないスイッチング素子をスイッチング制御する。また、発進時などには、要求トルクＴｒ＊に分担率ｋを乗じてメインモータ３２Ｆのトルク指令Ｔｍｆ＊を設定すると共に要求トルクＴｒ＊に値１から分担率ｋを減じた値（１−ｋ）を乗じてサブモータ３２Ｒのトルク指令Ｔｍｒ＊を設定し、それぞれトルク指令Ｔｍｆ＊，Ｔｍｒ＊でメインモータ３２Ｆ，サブモータ３２Ｒが駆動されるようメインインバータ３４Ｆ，サブインバータ３４Ｒの図示しないスイッチング素子をスイッチング制御する。
【００１６】
また、メイン冷却系４０については、循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗが高いほど高くなる傾向にラジエータファン４２の目標回転数Ｎｆ＊や電動ポンプ４４の目標回転数Ｎｐ＊を設定し、ラジエータファン４２が目標回転数Ｎｆ＊で回転するようラジエータファン４２を駆動制御すると共に電動ポンプ４４が目標回転数Ｎｐ＊で回転するよう電動ポンプ４４を駆動制御する。
【００１７】
さらに、サブ冷却系５０については、サブインバータ３４Ｒの温度が高いほど高くなる傾向に冷却ファン５２の目標回転数Ｎｆｒ＊を設定し、冷却ファン５２目標回転数Ｎｆｒ＊で回転するよう冷却ファン５２を駆動制御する。
【００１８】
次に、こうして構成された実施例の電気自動車２０の動作、特に、メイン冷却系の異常を判定する際の動作について説明する。図２は、実施例の電子制御ユニット６０により実行されるメイン冷却系異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、繰り返し実行される。
【００１９】
メイン冷却系異常判定ルーチンが実行されると、電子制御ユニット６０は、まず、回転数センサ４２ａからのラジエータファン４２の回転数Ｎｆや温度センサ４３ａからの循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗ，回転数センサ４４ａからの電動ポンプ４４の回転数Ｎｐなどのデータを入力し（ステップＳ１００）、ラジエータファン４２の回転数Ｎｆと閾値Ｎｆｒｅｆ１との比較，循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗと閾値Ｔｗｒｅｆ１との比較，電動ポンプ４４の回転数Ｎｐと閾値Ｎｐｒｅｆ１との比較により、メイン冷却系４０に異常が生じている（と確定してよいか）か否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここで、閾値Ｎｆｒｅｆ１は、ラジエータファン４２が略回転停止しているか否かを判定するのに用いられ、例えば、値０やそれより若干大きな回転数などを用いることができる。閾値Ｔｗｒｅｆ１は、循環流路４３の冷却水の温度が過度な高温に至っているか否かを判定するのに用いられ、例えば、８５℃や９０℃などを用いることができる。閾値Ｎｐｒｅｆ１は、電動ポンプ４４が過度な高回転数に至っているか否かを判定するのに用いられ、例えば、７０００ｒｐｍや８０００ｒｐｍなどを用いることができる。なお、メイン冷却系４０の異常としては、ラジエータファン４２の故障，循環流路４３からの冷却水の漏れや目詰まりなどを考えることができる。
【００２０】
ラジエータファン４２の回転数Ｎｆが閾値Ｎｆｒｅｆ１より大きいとき，循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ１より低いとき，電動ポンプ４４の回転数Ｎｐが閾値Ｎｐｒｅｆ１より低いときには、メイン冷却系４０に異常は生じていない（または異常と確定しない）と判断し、ラジエータファン４２の回転数Ｎｆと閾値Ｎｆｒｅｆ１以上の閾値Ｎｆｒｅｆ２との比較，循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗと閾値Ｔｗｒｅｆ１より低い閾値Ｔｗｒｅｆ２との比較，電動ポンプ４４の回転数Ｎｐと閾値Ｎｐｒｅｆ１より低い閾値Ｎｐｒｅｆ２との比較により、メイン冷却系４０に異常の前段階としての仮異常が生じているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ｎｆｒｅｆ２は、例えば、値０やそれより若干大きな回転数などを用いることができる。閾値Ｔｗｒｅｆ２は、例えば、７０℃や７５℃などを用いることができる。閾値Ｎｐｒｅｆ２は、例えば、５０００ｒｐｍや６０００ｒｐｍなどを用いることができる。
【００２１】
ラジエータファン４２の回転数Ｎｆが閾値Ｎｆｒｅｆ２より大きく且つ循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ２より低く且つ電動ポンプ４４の回転数Ｎｐが閾値Ｎｐｒｅｆ２より低いときには、メイン冷却系４０に仮異常も異常も生じていないと判断し、そのまま本ルーチンを終了する。この場合、上述したように、基本的には、メインモータ３２Ｆからの動力だけで要求トルクＴｒ＊に対応して走行する。
【００２２】
ラジエータファン４２の回転数Ｎｆが閾値Ｎｆｒｅｆ２以下のときや、循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ２以上のとき，電動ポンプ４４の回転数Ｎｐが閾値Ｎｐｒｅｆ２以上のときには、メイン冷却系４０に仮異常が生じていると判定し（ステップＳ１３０）、サブインバータ３４Ｒを作動させるようにして（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。この場合、実施例では、サブモータ３２Ｒでアシストする分のトルク指令Ｔｍｒ＊を設定し、要求トルクＴｒ＊からサブモータ３２Ｒのトルク指令Ｔｍｒ＊を減じてメインモータ３２Ｆのトルク指令Ｔｍｆ＊を設定し、このトルク指令Ｔｍｆ＊，Ｔｍｒ＊を用いてメインインバータ３４Ｆ，サブインバータ３４Ｒのスイッチング素子をスイッチング制御することによりメインモータ３２Ｆ，サブモータ３２Ｒを駆動制御するものとした。これにより、サブモータ３２Ｒによる動力のアシストを伴って要求トルクＴｒ＊に対応して走行することができる。
【００２３】
ここで、この場合のサブモータ３２Ｒのトルク指令Ｔｍｒ＊の設定について説明する。この場合のサブモータ３２Ｒのトルク指令Ｔｍｒ＊は、実施例では、循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗとサブモータ３２Ｒのトルク指令Ｔｍｒ＊との関係を予め定めてサブトルク指令設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗが与えられると記憶したマップから対応するサブモータ３２Ｒのトルク指令Ｔｍｒ＊を導出して設定するものとした。サブトルク指令設定用マップの一例を図３に示す。図示するように、サブモータ３２Ｒのトルク指令Ｔｍｒ＊は、循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ２以上で高いほど大きくなる傾向に設定される。循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗが高いほどステップＳ１１０の処理によりメイン冷却系４０に異常が生じていると確定しやすくなることから、循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗが高いほどサブモータ３２Ｒのトルク指令Ｔｍｒ＊を大きくすることにより、メインモータ３２Ｆのトルク指令Ｔｍｆ＊を小さくしてメインインバータ３４Ｆに流れる電流ひいては発熱を小さくすることができ、メイン冷却系４０が異常に至るまでの時間を長くする（または異常に至らないようにする）ことができる。
【００２４】
ステップＳ１１０でラジエータファン４２の回転数Ｎｆが閾値Ｎｆｒｅｆ１以下で且つ循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ１以上で且つ電動ポンプ４４の回転数Ｎｐが閾値Ｎｐｒｅｆ１以上のときには、メイン冷却系４０に異常が生じている（と確定してよい）と判定して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。メイン冷却系４０に異常が生じていると判定（確定）したときには、メイン冷却系４０によりメインインバータ３４Ｆを十分に冷却することができない（おそれがある）ことを考慮して、メインインバータ３４Ｆ等の保護のために、メインモータ３２Ｆのトルクを大きく制限して退避走行を行なう。このとき、サブモータ３２Ｒからある程度のトルクを出力することは考えられるが、サブモータ３２Ｒはメインモータ３２Ｆより定格出力が小さいことから、要求トルクＴｒ＊に十分に対応することは困難になると考えられる。
【００２５】
図４は、循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗとメインモータ３２Ｆ，サブモータ３２Ｒのトルクとの時間変化の様子の一例を示す説明図である。図中、実線は、実施例の様子を示し、一点鎖線は、メイン冷却系４０の仮異常を判定しない（仮異常のときにサブインバータ３４Ｒを作動させない）比較例の様子を示す。なお、ここでは、簡単のために、メイン冷却系４０の仮異常，異常の判定条件として循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗだけを考慮するものとした。比較例では、図中一点鎖線に示すように、時刻ｔｃ１に、循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ１以上に至る（メイン冷却系４０が異常に至る）と、メインモータ３２ＦのトルクＴｍｆが急激に低下し、要求トルクＴｒ＊に対応することが困難となる。これに対して、実施例では、時刻ｔｃ１より前の時刻ｔｅ１に、循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ１より低い閾値Ｔｗｒｅｆ２以上に至る（メイン冷却系４０が仮異常に至る）と、サブインバータ３４Ｒを作動させてサブモータ３２ＲからトルクＴｍｒを出力させると共にその分だけメインモータ３２ＦのトルクＴｍｆを低下させるから、メインインバータ３４Ｆの電流ひいては発熱を抑制することができ、循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗの上昇を抑制する（緩やかにする）ことができ、循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ１以上に至る（メイン冷却系４０が異常に至る）までの時間（時刻ｔｃ１より後の時刻ｔｅ２までの時間）を長くすることができる。この結果、走行性能をより長い時間に亘って確保することができる。
【００２６】
以上説明した実施例の電気自動車２０によれば、メインインバータ３４Ｆを冷却するメイン冷却系４０が仮異常に至ったときには、サブインバータ３４Ｒを作動させてサブモータ３２ＲからトルクＴｍｒを出力させると共にその分だけメインモータ３２ＦのトルクＴｍｆを低下させるから、メインインバータ３４Ｆの電流ひいては発熱を抑制することができ、循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗの上昇を抑制する（緩やかにする）ことができ、メイン冷却系４０が異常に至るまでの時間を長くする（または異常に至らないようにする）ことができる。この結果、走行性能をより長い時間に亘って確保することができる。
【００２７】
実施例の電気自動車２０では、インインバータ３４Ｆを冷却するメイン冷却系４０が仮異常に至ったときには、循環流路４３の冷却水の温度Ｔｗが高いほど大きくなる傾向にサブモータ３２Ｒのトルク指令Ｔｍｒ＊を設定するものとしたが、一定のトルクをサブモータ３２Ｒのトルク指令Ｔｍｒ＊に設定するものとしてもよい。
【００２８】
実施例の電気自動車２０では、メイン冷却系４０を水冷式とすると共にサブ冷却系５０を空冷式とするものとしたが、メイン冷却系とサブ冷却系とで冷却系統が異なればよいから、メイン冷却系４０を空冷式とすると共にサブ冷却系５０を水冷式とするものとしてもよいし、メイン冷却系４０とサブ冷却系５０とを共に別個の水冷式または空冷式とするものとしてもよい。
【００２９】
実施例では、前輪３８ａ，３８ｂに連結された駆動軸３６Ｆに接続されたメインモータ３２Ｆと、後輪３８ｃ，３８ｄに連結された駆動軸３６Ｒに接続されたサブモータ３２Ｒと、を備える電気自動車２０について説明したが、メインモータ３２Ｆ，サブモータ３２Ｒに加えて、駆動軸３６Ｆにプラネタリギヤを介してエンジンと発電機とが接続されたハイブリッド自動車や、駆動軸３６Ｆにクラッチを介してエンジンが接続されたハイブリッド自動車などの構成としてもよい。
【００３０】
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、メインモータ３２Ｆが「メインモータ」に相当し、メインインバータ３４Ｆが「メインインバータ」に相当し、サブモータ３２Ｒが「サブモータ」に相当し、サブインバータ３４Ｒが「サブインバータ」に相当し、メイン冷却系４０が「メイン冷却系」に相当し、サブ冷却系５０が「サブ冷却系」に相当し、電子制御ユニット６０が「異常検出手段」，「サブインバータ制御手段」に相当する。
る。
【００３１】
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。
【００３２】
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】
【００３３】
本発明は、車両の制御装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
２０  電気自動車、３２Ｆ  メインモータ、３２Ｒ  サブモータ、３４Ｆ  メインインバータ、３４Ｒ  サブインバータ、３６  バッテリ、３６Ｆ，３６Ｒ  駆動軸、３７Ｆ，３７Ｒ  デファレンシャルギヤ  ３８ａ，３８ｂ  前輪、３８ｃ、３８ｄ  後輪、４０  メイン冷却系、４１  ラジエータ、４２  ラジエータファン、４２ａ  回転数センサ、４３  循環流路、４３ａ  温度センサ、４４  電動ポンプ、４４ａ  回転数センサ、５０  サブ冷却系、５２  冷却ファン、６０  電子制御ユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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