(57)【要約】【課題】インバータの発熱を抑制しつつ、ＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替えながらインバータを駆動できるようにする。【解決手段】温度監視手段３７はインバータ１９の温度を監視し、最大駆動時間取得手段３８は、インバータ１９の作動時における初期温度とトルク指令値に基づいて、ＰＷＭ制御におけるインバータ１９の最大駆動時間を取得し、インバータ１９の実駆動時間が最大駆動時間を越えた場合には、発熱判定手段３５は、インバータ１９の発熱量Ｈｉが所定値Ｈｉを越えたと判断し、ＰＷＭ制御から矩形波制御に切り替えるように第２切替手段３４に指示し、第２切替手段３４は、ＰＷＭ制御を停止するようにＰＷＭ制御手段３２に指示するとともに、インバータ１９を矩形波制御するように矩形波制御手段３１に指示する。【選択図】      図１
2008131851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動する交流モータを動作させるインバータの矩形波制御を行う矩形波制御手段と、
前記インバータのＰＷＭ制御を行うＰＷＭ制御手段と、
前記交流モータの回転数または車速に基づいて、前記インバータのＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替える第１切替手段と、
前記ＰＷＭ制御時における前記インバータの発熱量を判定する発熱判定手段と、
前記発熱判定手段にて判定された前記インバータの発熱量に基づいて、前記インバータのＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替える第２切替手段とを備えることを特徴とする車両駆動制御装置。
【請求項２】
前記発熱判定手段は、
前記インバータの温度を監視する温度監視手段と、
前記インバータの作動時における初期温度とトルク指令値に基づいて、前記インバータの最大駆動時間を取得する最大駆動時間取得手段とを備え、
前記第２切替手段は、前記最大駆動時間取得手段にて取得された最大駆動時間に達する前に前記インバータのＰＷＭ制御を矩形波制御に切り替えることを特徴とする請求項１記載の車両駆動制御装置。
【請求項３】
前記発熱判定手段にて判定された前記インバータの発熱量に基づいて、前記ＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を制御するキャリア周波数制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載の車両駆動制御装置。
【請求項４】
車両を駆動する交流モータを動作させるインバータのＰＷＭ制御を行うＰＷＭ制御手段と、
前記ＰＷＭ制御時における前記インバータの発熱量を判定する発熱判定手段と、
前記発熱判定手段にて判定された前記インバータの発熱量に基づいて、前記ＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を制御するキャリア周波数制御手段とを備えることを特徴とする車両駆動制御装置。
【請求項５】
前記キャリア周波数制御手段は、前記インバータの温度勾配が０以下になるように前記キャリア周波数を制御することを特徴とする請求項４記載の車両駆動制御装置。
【請求項６】
車両を駆動する交流モータを動作させるインバータの矩形波制御を行う矩形波制御手段と、
前記インバータのＰＷＭ制御を行うＰＷＭ制御手段と、
前記交流モータの回転数に基づいて、前記インバータのＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替える第１切替手段と、
前記車両を駆動するエンジンの回転数とアクセル開度に基づいて、前記インバータのＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替える第２切替手段とを備えることを特徴とする車両駆動制御装置。
【請求項７】
前記エンジンの回転数に同期させて前記ＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を制御するキャリア周波数制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項６記載の車両駆動制御装置。
【請求項８】
車両を駆動する交流モータの回転数または車速と前記交流モータを動作させるインバータの発熱量とに基づいて、ＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替えながら前記インバータを駆動することを特徴とする車両駆動制御方法。
【請求項９】
車両を駆動する交流モータの回転数または車速と前記交流モータを動作させるインバータの発熱量とに基づいて、ＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を変化させながら前記インバータを駆動することを特徴とする車両駆動制御方法。
【請求項１０】
車両を駆動する交流モータの回転数または車速と前記車両を駆動するエンジンの回転数とアクセル開度に基づいて、ＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替えながら前記交流モータを動作させるインバータを駆動することを特徴とする車両駆動制御方法。
【請求項１１】
車体に設けられた複数の車輪と、
前記車輪の一部を駆動するエンジンと、
前記エンジンにて駆動される車輪と異なる車輪を駆動する交流モータと、
前記エンジンにて駆動される発電機と、
前記発電機にて生成された電圧に基づいて前記交流モータを動作させるインバータと、
前記インバータの矩形波制御を行う矩形波制御手段と、
前記インバータのＰＷＭ制御を行うＰＷＭ制御手段と、
前記交流モータの回転数を検出するモータ回転数検出手段と、
前記交流モータの回転数に基づいて、前記インバータのＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替える第１切替手段と、
前記ＰＷＭ制御時における前記インバータの発熱量を判定する発熱判定手段と、
前記発熱判定手段にて判定された前記インバータの発熱量に基づいて、前記インバータのＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替える第２切替手段とを備えることを特徴とする車両駆動装置。
【請求項１２】
車体に設けられた複数の車輪と、
前記車輪の一部を駆動するエンジンと、
前記エンジンにて駆動される車輪と異なる車輪を駆動する交流モータと、
前記エンジンにて駆動される発電機と、
前記発電機にて生成された電圧に基づいて前記交流モータを動作させるインバータと、
前記インバータの矩形波制御を行う矩形波制御手段と、
前記インバータのＰＷＭ制御を行うＰＷＭ制御手段と、
前記交流モータの回転数を検出するモータ回転数検出手段と、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記エンジンの駆動力を調整するアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
前記交流モータの回転数に基づいて、前記インバータのＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替える第１切替手段と、
前記エンジンの回転数とアクセル開度に基づいて、前記インバータのＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替える第２切替手段とを備えることを特徴とする車両駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両駆動制御装置、車両駆動制御方法および車両駆動装置に関し、特に、ＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替えながらインバータを駆動する方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用駆動制御としては、主駆動軸を駆動するエンジンにて発電機を駆動し、その発電機の出力にて交流モータを駆動し、その交流モータにて従駆動軸を駆動する方法がある（例えば、特許文献１参照）。ここで、交流モータの回転数を制御するインバータの発熱を抑えるため、モータ回転数または車速によって交流モータの駆動波形をＰＷＭ波または矩形波に切り替える方法がある。また、インバータの温度を監視し、インバータを構成するパワー素子が高温になった場合には、インバータを停止させる温度保護制御が行われている。
【特許文献１】特開２００６−１８７０９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、インバータのＰＷＭ制御を行った場合には、インバータを構成するパワー素子のスイッチング損失が矩形波制御を行った場合に比べて大きく、インバータの発熱が大きくなることから、単に矩形波制御を行った場合に比べてインバータの動作時間が短く制限されるという問題があった。また、インバータの温度上昇に伴って温度保護機能が働いた場合には、その時点でインバータが停止させられることから、モータ駆動ができなくなるという問題があった。
そこで、本発明の目的は、インバータの発熱を抑制しつつ、ＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替えながらインバータを駆動することが可能な車両駆動制御装置、車両駆動制御方法および車両駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述した課題を解決するために、本発明の実施形態に係る車両駆動制御装置によれば、車両を駆動する交流モータの回転数に基づいて、インバータのＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替え制御を行うとともに、ＰＷＭ制御時におけるインバータの発熱量が所定値を越えると判定された場合には、インバータのＰＷＭ制御を矩形波制御に切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
以上説明したように、本発明によれば、ＰＷＭ制御時におけるインバータの発熱量が大きい場合には、インバータを矩形波制御に切り替えて動作させることができ、インバータを構成するパワー素子のスイッチング周波数を低下させることが可能となる。このため、インバータを構成するパワー素子のスイッチング損失を減らすことができ、交流モータが想定外の無理な使われ方をした場合においても、インバータの発熱を低下させることが可能となることから、インバータの動作時間を長くすることが可能となるとともに、インバータの温度保護機能が働かないようにして、インバータが停止させられるのを防止することができ、車両のモータ駆動ができなくなるのを回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施形態に係る車両駆動制御装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る車両駆動装置の概略構成を示すブロック図である。
図１において、車両１１には、前輪１２ａ、１２ｂおよび後輪１２ｃ、１２ｄが設けられるとともに、前輪１２ａ、１２ｂを駆動するエンジン１３および後輪１２ｃ、１２ｄを駆動する交流モータ２１が搭載されている。
【０００７】
また、車両１１には、エンジン１３の回転数を変速する変速機１４、エンジン１３の駆動力を発電機１６に伝達するベルト１５、エンジン１３の駆動力に基づいて発電を行う発電機１６、エンジン１３の駆動力を調整する指令を出力するアクセルペダル１７、車両の駆動状態に基づいて交流モータ２１のトルク指令値を算出し、インバータ１９の駆動制御を行う４ＷＤコントローラ１８、発電機１６にて生成された電圧のスイッチング動作に基づいて交流モータ２１を駆動するインバータ１９、交流モータ２１の回転数を減速する減速機２２、４ＷＤコントローラ１８から出力されたインバータ１９の駆動信号をインバータ１９に伝送するとともに、インバータ１９の温度の計測信号を４ＷＤコントローラ１８に伝送する制御ハーネス２３、発電機１６にて生成された電力をインバータ１９に供給するパワーハーネス２４、インバータ１９の温度の計測する温度センサ２５、交流モータ２１の回転数を検出するモータ回転数検出手段２６が設けられている。
【０００８】
なお、モータ回転数検出手段２６は、交流モータ２１の回転数を直接計測するようにしてもよいし、交流モータ２１の回転数に依存する物理量を計測し、その物理量から交流モータ２１の回転数を間接的に計測するようにしてもよい。
ここで、インバータ１９にはパワートランジスタなどのパワー素子２０が内蔵され、インバータ１９は、ＰＷＭ波または矩形波によるスイッチング動作をパワー素子２０にて行わせることで、交流モータ２１を駆動することができる。
また、４ＷＤコントローラ１８は、交流モータ２１の回転数または車速とインバータ１９の発熱量とに基づいて、ＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替えながらインバータを駆動したり、ＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を変化させながらインバータ１９を駆動したりすることができる。
【０００９】
すなわち、４ＷＤコントローラ１８には、インバータ１９の矩形波制御を行う矩形波制御手段３１、インバータ１９のＰＷＭ制御を行うＰＷＭ制御手段３２、交流モータ２１の回転数または車速に基づいて、インバータ１９のＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替える第１切替手段３３、ＰＷＭ制御時におけるインバータ１９の発熱量を判定する発熱判定手段３５、発熱判定手段３５にて判定されたインバータ１９の発熱量に基づいて、インバータ１９のＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替える第２切替手段３４、発熱判定手段３５にて判定されたインバータ１９の発熱量に基づいて、ＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を制御するキャリア周波数制御手段３６が設けられている。
そして、発熱判定手段３５には、インバータ１９の温度を監視する温度監視手段３７、インバータ１９の作動時における初期温度とトルク指令値に基づいて、インバータ１９の最大駆動時間を取得する最大駆動時間取得手段３８が設けられている。
【００１０】
以下、図１の車両駆動装置の動作および効果について説明する。
図１において、エンジン１３の出力は、変速機１４およびデファレンシャルギアを介して前輪１２ａ、１２ｂに伝達されるとともに、ベルト１５を介して発電機１６に伝達される。
そして、発電機１６の出力はパワーハーネス２４を介してインバータ１９に伝達され、インバータ１９にて三相交流に変換されてから、交流モータ２１に送られる。そして、交流モータ２１の回転力は減速機２２にて減速された後、クラッチおよびデファレンシャルギアを介して後輪１２ｃ、１２ｄに伝達される。
【００１１】
そして、４ＷＤコントローラ１８は車両の駆動状態を判断し、例えば、前輪１２ａ、１２ｂがスリップしていない場合には、エンジン１３によって前輪１２ａ、１２ｂのみが駆動されるように制御し、前輪１２ａ、１２ｂがスリップしている場合には、エンジン１３によって前輪１２ａ、１２ｂを駆動させながら、交流モータ２１にて後輪１２ｃ、１２ｄが駆動されるように制御することにより、車両を４ＷＤ駆動することができる。
【００１２】
ここで、４ＷＤコントローラ１８は、インバータ１９の発熱を抑えるため、交流モータ２１の回転数または車速によってインバータ１９の駆動波形がＰＷＭ波または矩形波に切り替えられるとともに、ＰＷＭ制御時におけるインバータ１９の発熱量が所定値を越えると判定された場合には、インバータ１９のＰＷＭ制御を矩形波制御に切り替えることができる。
【００１３】
図２は、図１の車両駆動装置におけるインバータのＰＷＭ制御と矩形波制御との切り替え方法を従来例と比較して示す図である。
図２（ａ）において、従来のＰＷＭ制御と矩形波制御との切り替え方法では、交流モータ２１の回転数が所定値Ｒｍを超えた場合には、インバータ１９は矩形波制御されるとともに、交流モータ２１の回転数が所定値Ｒｍ以下の場合には、インバータ１９の発熱量にかかわりなく、インバータ１９のＰＷＭ制御に切り替えられる。
【００１４】
これに対して、本実施形態のＰＷＭ制御と矩形波制御との切り替え方法では、交流モータ２１の回転数が所定値Ｒｍを超えた場合には、インバータ１９を矩形波制御するとともに、交流モータ２１の回転数が所定値Ｒｍ以下の場合には、インバータ１９のＰＷＭ制御に切り替えることができる。そして、インバータ１９の発熱量が所定値Ｈｉを越える場合には、交流モータ２１の回転数が所定値Ｒｍ以下の場合においても、インバータ１９を矩形波制御することができる。
【００１５】
これにより、ＰＷＭ制御時におけるインバータ１９の発熱量が大きい場合には、インバータ１９を矩形波制御に切り替えて動作させることができ、インバータ１９を構成するパワー素子２０のスイッチング周波数を低下させることが可能となる。このため、インバータ１９を構成するパワー素子２０のスイッチング損失を減らすことができ、交流モータ２１が想定外の無理な使われ方をした場合においても、インバータ１９の発熱を低下させることが可能となることから、インバータ１９の動作時間を長くすることが可能となるとともに、インバータ１９の温度保護機能が働かないようにして、インバータ１９が停止させられるのを防止することができ、車両の交流モータ２１による駆動ができなくなるのを回避することができる。
【００１６】
具体的には、モータ回転数検出手段２６は交流モータ２１の回転数を計測し、その計測値を第１切替手段３３に送るとともに、温度センサ２５はインバータ１９の温度を計測し、その計測値を発熱判定手段３５に送る。そして、第１切替手段３３は、交流モータ２１の回転数の計測値を受け取ると、交流モータ２１の回転数が所定値Ｒｍを超えたかどうかを判断し、交流モータ２１の回転数が所定値Ｒｍを超えた場合には、インバータ１９を矩形波制御するように矩形波制御手段３１に指示する。そして、矩形波制御手段３１は、第１切替手段３３からインバータ１９を矩形波制御するように指示されると、インバータ１９を矩形波制御する。
【００１７】
一方、第１切替手段３３は、交流モータ２１の回転数が所定値Ｒｍ以下の場合には、インバータ１９をＰＷＭ制御するようにＰＷＭ制御手段３２に指示する。そして、ＰＷＭ制御手段３２は、第１切替手段３３からインバータ１９をＰＷＭ制御するように指示されると、インバータ１９をＰＷＭ制御する。
また、発熱判定手段３５は、インバータ１９の温度の計測値を受け取ると、温度監視手段３７は、その計測値に基づいてインバータ１９の温度を監視する。そして、最大駆動時間取得手段３８は、インバータ１９の作動時における初期温度とトルク指令値に基づいて、ＰＷＭ制御におけるインバータ１９の最大駆動時間を取得する。
【００１８】
なお、ＰＷＭ制御におけるインバータ１９の最大駆動時間を取得する方法としては、４ＷＤ駆動の開始時点におけるインバータ１９の温度をパラメータとしたトルク指令値とＰＷＭ制御による交流モータ２１の制御可能時間との関係が登録されたマップを保持し、４ＷＤ駆動の開始時点におけるインバータ１９の温度に対応したマップを選択し、４ＷＤ駆動中のトルク指令値の最大値が更新されるごとにその最大値に対応した交流モータ２１の制御可能時間をマップから読み取ることができる。
【００１９】
そして、インバータ１９の実駆動時間が最大駆動時間を越えた場合には、発熱判定手段３５は、インバータ１９の発熱量Ｈｉが所定値Ｈｉを越えたと判断し、ＰＷＭ制御から矩形波制御に切り替えるように第２切替手段３４に指示する。そして、第２切替手段３４は、ＰＷＭ制御から矩形波制御に切り替えるように発熱判定手段３５から指示されると、ＰＷＭ制御を停止するようにＰＷＭ制御手段３２に指示するとともに、インバータ１９を矩形波制御するように矩形波制御手段３１に指示する。
【００２０】
図３は、図１の車両駆動装置におけるインバータのＰＷＭ制御と矩形波制御との切り替え方法の一例を示すフローチャートである。
図３において、４ＷＤコントローラ１８からトルク指令値が出力され、４ＷＤ制御が開始されると、交流モータ２１の回転数または車速によってインバータ１９のＰＷＭ制御か矩形波制御かを選択する。そして、ＰＷＭ制御が選択されると、４ＷＤコントローラ１８は４ＷＤ制御カウンタをスタートさせるとともに（ステップＳ１）、４ＷＤ駆動の開始時点におけるインバータ１９の温度を取得する（ステップＳ２）。そして、４ＷＤコントローラ１８は、４ＷＤ駆動の開始時点におけるインバータ１９の温度をパラメータとしたトルク指令値とＰＷＭ制御による交流モータ２１の制御可能時間との関係が登録されたマップの中から、４ＷＤ駆動の開始時点におけるインバータ１９の温度に対応したマップを選択し、４ＷＤ駆動の開始時からのインバータ１９の最大駆動時間を設定する（ステップＳ３）。
【００２１】
図４は、インバータ初期温度をパラメータとした時のトルク指令値とインバータ１９の最大駆動時間との関係を示す図である。
図４において、４ＷＤ駆動の開始時点におけるインバータ１９の初期温度が定まると、トルク指令値からインバータ１９の最大駆動時間を一意に決定することができる。例えば、インバータ１９の初期温度がＴｉ０の場合、トルク指令値がＴ０ではインバータ１９の最大駆動時間はｔ０、トルク指令値がＴ１ではインバータ１９の最大駆動時間はｔ１に設定することができる。
【００２２】
また、図３において、４ＷＤコントローラ１８は、インバータ１９のＰＷＭ制御時に車速が所定値を超えたかどうかを判断し（ステップＳ４）、車速が所定値を超えた場合には、インバータ１９のＰＷＭ制御時から矩形波制御に切り替える（ステップＳ５）。
一方、４ＷＤコントローラ１８は、インバータ１９のＰＷＭ制御時に車速が所定値以下である場合、最大のトルク指令値が更新されるごとにインバータ１９の最大駆動時間を更新しながら（ステップＳ６、Ｓ７）、４ＷＤ制御カウンタにて計測された時間がインバータ１９の最大駆動時間を越えたかどうかを判断する（ステップＳ８）。そして、４ＷＤコントローラ１８は、４ＷＤ制御カウンタにて計測された時間がインバータ１９の最大駆動時間を越えた場合、インバータ１９の駆動時間が想定した範囲を超えるので、インバータ１９の発熱が激しいと推測し、インバータ１９のＰＷＭ制御時から矩形波制御に切り替えることができる（ステップＳ９）。
【００２３】
これにより、インバータ１９の作動時における初期温度とトルク指令値に基づいてインバータ１９の発熱量が所定値Ｈｉを超える時間を予測することができ、インバータ１９の発熱量の計測にかかるタイムラグをなくすることができる。このため、インバータ１９を停止せざるを得ない時間を延長することができ、交流モータ２１による車両の駆動時間を長くすることができる。
【００２４】
また、図１において、発熱判定手段３５は、インバータ１９の発熱量Ｈｉが所定値Ｈｉを越えたと判断すると、そのことをキャリア周波数制御手段３６に通知する。そして、キャリア周波数制御手段３６は、インバータ１９の発熱量Ｈｉが所定値Ｈｉを越えたという通知を受けると、キャリア周波数制御手段３６は、ＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を段階的または連続的に低下させることができる。
【００２５】
図５は、図１の車両駆動装置のＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を制御方法の一例を示すフローチャートである。
図５において、４ＷＤコントローラ１８は、ＰＷＭ制御から矩形波制御に切り替える場合、インバータ１９の温度を監視し（ステップＳ１０）、インバータ１９の温度の最新値が前回値を越えているかどうかを判断する（ステップＳ１１）。そして、インバータ１９の温度の最新値が前回値を越えている場合には、ＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を一段階だけ低下させ、インバータ１９の温度が上昇し続けている間は、ＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を段階的に低下させ続け、最終的に矩形波制御に移行させることができる（ステップＳ１２）。
【００２６】
これにより、ＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を低下させる時に、ＰＷＭ制御におけるキャリア周波数が急激に変化するのを防止することができ、交流モータ２１の騒音や振動を緩やかに変化させることが可能となることから、搭乗者に及ぼす違和感を低減することができる。
また、図１において、キャリア周波数制御手段３６は、ＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を低下させる場合、インバータ１９の温度勾配が０になるようにキャリア周波数を制御することができる。
これにより、インバータ１９の発熱量Ｈｉが所定値Ｈｉを越えないようにしながらインバータ１９をＰＷＭ制御することができ、音振性能の劣化を抑制しつつ、交流モータ２１による車両の駆動時間を長くすることができる。
【００２７】
なお、上述した第１実施形態では、インバータ１９のＰＷＭ制御時においてインバータ１９の発熱量が所定値Ｈｉを越える場合には、インバータ１９を矩形波制御に切り替える方法について説明したが、交流モータ２１の回転数および発熱量の双方を考慮しながらＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替えるようにしてもよく、例えば、交流モータ２１の回転数が所定値Ｒｍを超える場合においても、交流モータ２１の発熱量が小さい場合には、交流モータ２１をＰＷＭ制御するようにしてもよい。
【００２８】
また、上述した第１実施形態では、第１切替手段３３、第２切替手段３４およびキャリア周波数制御手段３６を４ＷＤコントローラ１８に搭載する方法について説明したが、４ＷＤコントローラ１８に第２切替手段３４を単独で設け、インバータ１９の発熱量に基づいてＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替えるようにしてもよいし、４ＷＤコントローラ１８にキャリア周波数制御手段３６を単独で設け、インバータ１９の発熱量に基づいてＰＷＭ制御のキャリア周波数を制御するようにしてもよい。
【００２９】
また、第１切替手段３３、第２切替手段３４、発熱判定手段３５およびキャリア周波数制御手段３６は、これらの手段で行われる処理を遂行させる命令が記述されたプログラムをコンピュータに実行させることにより実現することができる。
そして、このプログラムをＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶しておけば、４ＷＤコントローラ１８に搭載されるコンピュータに記憶媒体を装着し、そのプログラムをコンピュータにインストールすることにより、第１切替手段３３、第２切替手段３４、発熱判定手段３５およびキャリア周波数制御手段３６で行われる処理を実現することができる。
【００３０】
図６は、本発明の第２実施形態に係る車両駆動装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図１の構成と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
図６において、車両５１には、図１の車両１１と同様の構成が設けられる他、図１の４ＷＤコントローラ１８に代えて４ＷＤコントローラ５８が設けられるとともに、アクセルの開度を検出するアクセル開度検出手段２７、エンジン１３の回転数を検出するエンジン回転数検出手段２８が設けられている。
【００３１】
なお、アクセル開度検出手段２７は、アクセルの開度を直接検出するようにしてもよいし、アクセルの開度に依存する物理量を計測し、その物理量からアクセルの開度を間接的に計測するようにしてもよい。また、エンジン回転数検出手段２８は、エンジン１３の回転数を直接計測するようにしてもよいし、エンジン１３の回転数に依存する物理量を計測し、その物理量からエンジン１３の回転数を間接的に計測するようにしてもよい。
ここで、４ＷＤコントローラ５８は、交流モータ２１の回転数とエンジン１３の回転数とアクセル開度に基づいて、ＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替えながらインバータ１９を駆動したり、ＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を変化させながらインバータ１９を駆動したりすることができる。
【００３２】
すなわち、４ＷＤコントローラ５８には、インバータ１９の矩形波制御を行う矩形波制御手段６１、インバータ１９のＰＷＭ制御を行うＰＷＭ制御手段６２、交流モータ２１の回転数に基づいて、インバータ１９のＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替える第１切替手段６３、エンジン１３の回転数とアクセル開度に基づいてインバータ１９のＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替える第２切替手段６４、エンジン１３の回転数に同期させてＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を制御するキャリア周波数制御手段６６が設けられている。
【００３３】
ここで、ＰＷＭ制御とは、例えば、特開２００６−３１１７６８号公報の［００４５］に記載されているように、各相のアームにおけるスイッチング素子のオン・オフを、正弦波上の電圧指令値と搬送波（代表的には三角波）との電圧比較に従って制御されるものである。この結果、上アーム素子のオン期間に対応するハイレベル期間と、下アーム素子のオン期間に対応するローレベル期間との集合について、一定期間でその基本成分が正弦波になるようにデューティー比が制限される。
また、矩形波制御とは、例えば、特開２００４−２２２４４８号公報の［００３８］に記載されているように、交流モータの各相のスイッチング指令が１８０度ごとに反転されるものである。例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相交流モータでは、６０度ごとにスイッチングが切り替えられることとなる。
【００３４】
以下、図６の車両駆動装置の動作および効果について説明する。
図６において、モータ回転数検出手段２６は交流モータ２１の回転数を計測し、その計測値を第１切替手段６３に送るとともに、アクセル開度検出手段２７はアクセルの開度を検出し、その検出値を第２切替手段６４に送り、エンジン回転数検出手段２８は、エンジン１３の回転数を計測し、その計測値を第２切替手段６４に送る。そして、第１切替手段６３は、交流モータ２１の回転数の計測値を受け取ると、交流モータ２１の回転数が所定値Ｒｍを超えたかどうかを判断し、交流モータ２１の回転数が所定値Ｒｍを超えた場合には、インバータ１９を矩形波制御するように矩形波制御手段６１に指示する。そして、矩形波制御手段６１は、第１切替手段６３からインバータ１９を矩形波制御するように指示されると、インバータ１９を矩形波制御する。
【００３５】
一方、第１切替手段６３は、交流モータ２１の回転数が所定値Ｒｍ以下の場合には、インバータ１９をＰＷＭ制御するようにＰＷＭ制御手段６２に指示する。そして、ＰＷＭ制御手段６２は、第１切替手段６３からインバータ１９をＰＷＭ制御するように指示されると、インバータ１９をＰＷＭ制御する。
また、第２切替手段６４は、エンジン１３の回転数とアクセル開度を受け取ると、エンジン１３の回転数が所定値以上でかつアクセル開度が所定値以上であるかどうかを判断する。そして、エンジン１３の回転数が所定値以上でかつアクセル開度が所定値以上である場合、交流モータ２１の回転数が所定値Ｒｍ以下であっても、ＰＷＭ制御を停止するようにＰＷＭ制御手段３２に指示するとともに、インバータ１９を矩形波制御するように矩形波制御手段３１に指示する。
【００３６】
例えば、図７に示すように、エンジン１３の回転数が４０００ｒｐｍ以上でかつアクセル開度が８０％以上である場合、交流モータ２１の回転数が所定値Ｒｍ以下であっても、ＰＷＭ制御から矩形波制御に切り替えてインバータ１９を動作させることができる。
一方、エンジン１３の回転数が４０００ｒｐｍ未満またはアクセル開度が８０％未満である場合には、交流モータ２１の回転数または車速に基づいてインバータ１９のＰＷＭ制御か矩形波制御かを選択することができ、例えば、交流モータ２１の回転数が所定値Ｒｍ以下の場合には、インバータ１９のＰＷＭ制御を選択し、交流モータ２１の回転数が所定値Ｒｍを越える場合には、インバータ１９の矩形波制御を選択することができる。
【００３７】
これにより、車両を駆動するための駆動力が大きい場合には、インバータ１９にてＰＷＭ制御されるモータ回転数または車速であっても、インバータ１９を予め矩形波制御に切り替えて動作させることができ、インバータ１９を構成するパワー素子２０のスイッチング周波数を低下させることが可能となる。
このため、インバータ１９を構成するパワー素子２０のスイッチング損失を減らすことができ、悪路を走行するような使われ方をした場合においても、インバータ１９の発熱を低下させることが可能となることから、インバータ１９の動作時間を長くすることが可能となるとともに、インバータ１９の温度保護機能が働かないようにして、インバータ１９が停止させられるのを防止することができ、交流モータ２１による車両の駆動時間を長くすることができる。
【００３８】
また、エンジン１３の回転数とアクセル開度に基づいてインバータ１９のＰＷＭ制御と矩形波制御の切り替えが行われる場合、図６のキャリア周波数制御手段６６は、図８に示すように、エンジン１３の回転数に同期させてＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を低下させることができる。
これにより、モータ音とエンジン音とを同期させることが可能となり、キャリア周波数の低下に起因する音振性能の劣化をエンジン音で紛らわせることが可能となることから、搭乗者に及ぼす違和感を低減することができる。
【００３９】
なお、上述した第２実施形態では、第１切替手段６３、第２切替手段６４およびキャリア周波数制御手段６６を４ＷＤコントローラ５８に搭載する方法について説明したが、４ＷＤコントローラ５８に第２切替手段６４を単独で設け、アクセル開度およびエンジン回転数に基づいてＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替えるようにしてもよい。また、第１切替手段６３、第２切替手段６４およびキャリア周波数制御手段６６を４ＷＤコントローラ５８に搭載するとともに、図１の第２切替手段３４および発熱判定手段３５を図６の４ＷＤコントローラ５８に搭載し、インバータ１９の発熱量、アクセル開度およびエンジン回転数に基づいてＰＷＭ制御と矩形波制御とを切り替えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両駆動装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１の車両駆動装置におけるインバータのＰＷＭ制御と矩形波制御との切り替え方法を従来例と比較して示す図である。
【図３】図１の車両駆動装置におけるインバータのＰＷＭ制御と矩形波制御との切り替え方法の一例を示すフローチャートである。
【図４】インバータ初期温度をパラメータとした時のトルク指令値とインバータ最大駆動時間との関係を示す図である。
【図５】図１の車両駆動装置のＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る車両駆動装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】図６の車両駆動装置におけるインバータのＰＷＭ制御と矩形波制御との切り替え方法を示す図である。
【図８】図６の車両駆動装置のＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を制御方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１、５８  車両
１２ａ、１２ｂ  前輪
１２ｃ、１２ｄ  後輪
１３  エンジン
１４  変速機
１５  ベルト
１６  発電機
１７  アクセルペダル
１８、５８  ４ＷＤコントローラ
１９  インバータ
２０  パワー素子
２１  交流モータ
２２  減速機
２３  制御ハーネス
２４  パワーハーネス
２５  温度センサ
２６  モータ回転数検出手段
２７  アクセル開度検出手段
２８  エンジン回転数検出手段
３１、６１  矩形波制御手段
３２、６２  ＰＷＭ制御手段
３３、６３  第１切替手段
３４、６４  第２切替手段
３５  発熱判定手段
３６、６６  キャリア周波数制御手段
３７  温度監視手段
３８  最大駆動時間取得手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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