(57)【要約】【課題】インバータ近傍のモータの温度を検出し、検出温度に基づいて二輪駆動時、四輪駆動のいずれにあってもインバータの温度上昇を防ぐことができる交流モータ駆動車両用制御装置を提供する。【解決手段】発電機７、発電機７が発生した電力を変換するインバータ、インバータによって変換された電力が供給される交流モータ４を備え、四輪駆動モード、二輪駆動モードのいずれによっても走行する交流モータ駆動車両の制御装置において、四輪駆動モード走行時、二輪駆動モード走行時のいずれにあっても交流モータ４の温度を検出する温度センサ２０によって検出された温度が所定のしきい値に達した場合、二輪駆動モード時にはエンジンの駆動を制限し、四輪駆動モード時には交流モータ４によって出力されるトルクを制限することによって少なくともインバータに影響する温度の上昇を抑止する４ＷＤコントローラ８を設ける。【選択図】  図２
2009208681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主駆動輪を駆動する内燃機関と、当該内燃機関によって駆動される発電機と、当該発電機が発生した電力を変換するインバータと、当該インバータによって変換された電力が供給されて従駆動輪を駆動する交流モータと、を備え、
前記主駆動輪と共に前記従駆動輪が駆動される四輪駆動モード、前記主駆動輪のみが駆動される二輪駆動モードのいずれによっても走行可能な交流モータ駆動車両の制御装置であって、
前記交流モータに備えられ、四輪駆動モード走行時、二輪駆動モード走行時のいずれの場合にあっても前記交流モータの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段によって検出された温度が所定のしきい値に達した場合、二輪駆動モード走行時には前記内燃機関の駆動を制限し、四輪駆動モード走行時には前記交流モータによって出力されるトルクを制限することによって少なくとも前記インバータに影響する温度の上昇を抑止する温度上昇抑止制御手段と、
を備えることを特徴とする交流モータ駆動車両用制御装置。
【請求項２】
主駆動輪を駆動する内燃機関と、当該内燃機関によって駆動される発電機と、当該発電機が発生した電力を変換するインバータと、当該インバータによって変換された電力が供給されて従駆動輪を駆動する交流モータと、を備え、前記主駆動輪と共に前記従駆動輪が駆動される四輪駆動モード、前記主駆動輪のみが駆動される二輪駆動モードのいずれによっても走行可能な交流モータ駆動車両の制御装置であって、
前記交流モータに備えられ、四輪駆動モード走行時、二輪駆動モード走行時のいずれの場合にあっても前記交流モータの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段によって検出された温度に基づいてディファレンシャルギアの油温を推定する温度推定手段と、
二輪駆動モード時走行には前記温度推定手段によって推定された温度が所定のしきい値に達した場合に前記内燃機関の駆動を制限し、四輪駆動モード走行時には前記温度検出手段によって検出された温度が所定のしきい値に達した場合に前記交流モータによって出力されるトルクを制限することにより、少なくとも前記インバータに影響する温度の上昇を抑止する温度上昇抑止制御手段と、
を備えることを特徴とする交流モータ駆動車両用制御装置。
【請求項３】
前記温度上昇抑止制御手段は、前記内燃機関の回転数を制限することによって前記内燃機関の駆動を制限することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の交流モータ駆動車両用制御装置。
【請求項４】
前記温度上昇抑止制御手段は、四輪駆動モード時において、前記温度検出手段によって検出された温度に基づく温度が第２のしきい値に達した場合に前記交流モータが出力するトルクを制限し、トルク制限後、前記温度検出手段によって検出された温度に基づく温度が第２のしきい値よりも高い第１のしきい値に達した場合に前記内燃機関の駆動を制限することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の交流モータ駆動車両用制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関の回転数と車両の走行速度とに基づいて、前記温度検出手段によって検出された温度が適正な温度であるか否かを判定する検出温度判定手段をさらに備え、
前記温度上昇抑止制御手段は、検出された温度が前記検出温度判定手段によって適正であると判断された場合にのみ前記内燃機関の駆動制限、あるいは前記交流モータの出力トルクを制限することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の交流モータ駆動車両用制御装置。
【請求項６】
前記温度上昇抑止制御手段が、前記内燃機関の駆動制限、あるいは前記交流モータの出力トルクを制限したことを運転者に通知する通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の交流モータ駆動車両用制御装置。
【請求項７】
主駆動輪を駆動する内燃機関と、当該内燃機関によって駆動される発電機と、当該発電機が発生した電力を変換するインバータと、当該インバータによって変換された電力が供給されて従駆動輪を駆動する交流モータと、を備え、前記主駆動輪と前記従駆動輪が駆動される四輪駆動モード、前記主駆動輪のみが駆動される二輪駆動モードのいずれによっても走行可能な交流モータ駆動車両であって、
前記交流モータに備えられ、四輪駆動モード走行時、二輪駆動モード走行時のいずれの場合にあっても前記交流モータの温度を検出する温度検出手段と、当該温度検出手段によって検出された温度が所定のしきい値に達した場合、二輪駆動モード時には前記内燃機関の駆動を制限し、四輪駆動モード時には前記交流モータによって出力されるトルクを制限することによって少なくとも前記インバータに影響する温度の上昇を抑止する温度上昇抑止制御手段と、を含む交流モータ駆動車両用制御装置を備えることを特徴とするモータ駆動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流モータ駆動車両用制御装置及びモータ駆動車両に係り、特にディファレンシャルギア等による発熱が他の構成に影響を与えることを抑えるための交流モータ駆動車両用制御装置、この交流モータ駆動車両用制御装置を備えたモータ駆動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、車両において、バッテリ等の電源から供給される電力をインバータによって交流変換し、交流モータに供給する構成が実用化されている。インバータは、複数の半導体素子を有し、半導体素子がスイッチングすることによって電力の変換を制御している。インバータの温度上昇は、半導体素子の動作に影響し、インバータの正常な動作を妨げるおそれがある。このため、インバータの温度上昇を防ぐことを目的とした様々な技術が従来から提案されている。
【０００３】
このような従来技術の１つとして、例えば、特許文献１が挙げられる。特許文献１に記載された発明は、インバータの温度をモニタしながらインバータの温度上昇を抑えている。特許文献１に記載された発明は、電気自動車に適用されたものであり、温度上昇の抑制は、アクセル操作に基づいて決定されているモータトルクの発生量をインバータ温度の時間変化率に応じて調整すること等によって実行される。
【０００４】
このような特許文献１によれば、測定温度ばかりでなく、温度変化率をも考慮してインバータの温度を調整することができる。このため、温度急上昇によってインバータに過剰な熱が加わることを確実に防止することができる。
【特許文献１】特開平１０−２１０７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、交流モータを使って走行する車両としては、特許文献１に記載された電気自動車ばかりでなく、四輪駆動車が挙げられる。このような四輪駆動車にあっては、交流モータに電力を供給することがない二輪駆動と、交流モータに電力を供給する四輪駆動とを走行の状態によって切替える四輪駆動のモータ駆動車両がある。
しかしながら、四輪駆動のモータ駆動車両は、二輪駆動する場合にはモータを駆動することがない。このため、二輪駆動時には、四輪駆動時と同様にモータトルクの発生量を調整してもインバータの温度上昇を抑えることができない。
【０００６】
すなわち、二輪駆動時のインバータの温度上昇は、ディファレンシャルギア（以降デフと記す）内のオイルが発生する熱や、マフラーが発生する熱によってインバータ周辺の空気が加熱されることによっても起こる。特に、モータ、インバータ、デフを１つのケースに設ける構成にあっては、デフやモータが発する熱がモータ自身やインバータの温度上昇に大きく寄与するものと考えられる。
【０００７】
特許文献１の発明は、二輪駆動と四輪駆動とを切替えることを全く想定しておらず、二輪駆動時のインバータ温度上昇を防ぐことはできない。
また、二輪駆動時のデフ温度をモニタする方法として、デフに温度センサを設け、この温度センサの測定温度に基づいてインバータの温度上昇を調整することが考えられる。しかし、デフに設けられた温度センサの測定温度とインバータの温度上昇との関係は、デフが発生した熱の伝搬の仕方を解析しなければ得ることができない。このため、デフの測定温度に基づいてインバータの温度を調整することは難しかった。
【０００８】
さらに、モータとデフの両方に温度センサを設けた場合、制御信号の系等が増えて制御の構成及び手順が複雑になり、制御装置の大型化や高コスト化をも招く可能性がある。
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、インバータ近傍に設けられるモータの温度を検出し、検出温度に基づいて二輪駆動時、四輪駆動のいずれにあってもインバータの温度上昇を防ぐことができる交流モータ駆動車両用制御装置及びこの交流モータ駆動車両用制御装置を備えたモータ駆動車両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】
【０００９】
以上の課題を解決するため、本発明の交流モータ駆動車両用制御装置は、主駆動輪を駆動する内燃機関と、当該内燃機関によって駆動される発電機と、当該発電機が発生した電力を変換するインバータと、当該インバータによって変換された電力が供給されて従駆動輪を駆動する交流モータと、を備え、前記主駆動輪と共に前記交流モータが前記従駆動輪を駆動する四輪駆動モード、前記主駆動輪のみが駆動される二輪駆動モードのいずれによっても走行可能な交流モータ駆動車両の制御装置であって、前記交流モータに備えられ、四輪駆動モード走行時、二輪駆動モード走行時のいずれの場合にあっても前記交流モータの温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段によって検出された温度が所定のしきい値に達した場合、二輪駆動モード時には前記内燃機関の駆動を制限し、四輪駆動モード時には前記交流モータによって出力されるトルクを制限することによって少なくとも前記インバータに影響する温度の上昇を抑止する温度上昇抑止制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
このような発明によれば、四輪駆動時、二輪駆動時のいずれの場合にあっても同じ温度検出手段を使って交流モータの温度を検出することができる。そして、交流モータ近傍にあるインバータ等に許容範囲を超える温度が加わる場合にのみエンジンの回転数を制限することができる。エンジン回転数の制限により、ディファレンシャルギアの油温上昇による発熱、マフラーの廃熱を小さくし、インバータ等の温度上昇を抑えることができる。
また、四輪駆動走行時には交流モータによって出力されるトルクを制限することができる。このため、交流モータが駆動する際に発生する熱を低減し、モータの発熱によってインバータ等の温度が上昇することを低減することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、交流モータを駆動することがない二輪駆動走行時にはエンジン回転数を制限し、交流モータをも駆動する場合には交流モータのトルクを制限することができる。このため、インバータ近傍に設けられるモータの温度を検出し、検出温度に基づいて二輪駆動時、四輪駆動のいずれにあってもインバータの温度上昇を防ぐことができる。
また、四輪駆動走行時にはモータの出力トルクを制限して温度上昇を防ぐため、走行時にエンジン回転数が制限される頻度が少なくなり、運転者に違和感を与える回数を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図を参照して本発明に係る表示装置の一実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態のモータ駆動車両及びこのモータ駆動車両に搭載される交流モータ駆動車両用制御装置（以下、単に制御装置とも記す）を示した図である。
モータ駆動車両は、主駆動輪を駆動する内燃機関と、当該内燃機関によって駆動される発電機７と、この発電機７が発生した電力を変換するインバータ９と、インバータ９によって変換された電力が供給されて従駆動輪を駆動する交流モータ４とを備えている。そして、主駆動輪と共に従駆動輪が駆動される四輪駆動モード、主駆動輪のみが駆動される二輪駆動モードのいずれによっても走行可能な交流モータ駆動車両である。
本実施形態のモータ駆動車両は、インバータに影響する温度の上昇を抑止するための制御装置を備えている。
図１に示した構成において、４ＷＤコントローラ８が本実施形態のモータ駆動車両用制御装置にあたる。なお、４ＷＤコントローラ８の構成については後に詳述するものとする。
【００１３】
・モータ駆動車両
図１に示した本実施形態のモータ駆動車両は、左右前輪１Ｌ、１Ｒが、内燃機関であるエンジン２によって駆動される主駆動輪であり、左右後輪３Ｌ、３Ｒが、交流モータ４によって駆動可能な従駆動輪である。図示したモータ駆動車両は、左右前輪１Ｌ、１Ｒと共に左右後輪３Ｌ、３Ｒが駆動される四輪駆動モード、左右前輪１Ｌ、１Ｒのみが駆動される二輪駆動モードのいずれによっても走行可能である。なお、左右後輪３Ｌ、３Ｒの駆動は、交流モータ４によって行われている。
【００１４】
エンジン２の図示しない吸気管路には、例えばメインスロットルバルブとサブスロットルバルブとが介装されている。メインスロットルバルブは、アクセルペダルの踏込み量等に応じてスロットル開度が調整制御される。サブスロットルバルブは、ステップモータ等をアクチュエータとし、そのステップ数に応じた回転角により開度が調整制御される。したがって、サブスロットルバルブのスロットル開度をメインスロットルバルブの開度以下に調整することによって、運転者のアクセルペダルの操作とは独立して、エンジンの出力トルクを減少させることができる。つまり、サブスロットルバルブの開度調整が、エンジン２による前輪１Ｌ、１Ｒの加速スリップを抑制する駆動力制御となる。
【００１５】
エンジン２の出力トルクＴｅは、トランスミッション及び車両前方にあるデファレンスギヤ（前デフ）５を通じて左右前輪１Ｌ、１Ｒに伝達される。また、エンジン２の出力トルクＴｅの一部は、無端ベルト６を介して発電機７に伝達されることで、発電機７は、エンジン２の回転数Ｎｅにプーリ比を乗じた回転数Ｎｇで回転する。
発電機７は、４ＷＤコントローラ８によって調整される界磁電流Ｉｆｇに応じてエンジン２に対し負荷となり、その負荷トルクに応じた発電をする。この発電機７の発電電力の大きさは、回転数Ｎｇと界磁電流Ｉｆｇとの大きさにより決定される。なお、発電機７の回転数Ｎｇは、エンジン２の回転数Ｎｅからプーリ比に基づき演算することができる。
【００１６】
発電機７が発電した電力は、インバータ９を介して交流モータ４に供給可能となっている。交流モータ４の駆動軸は、減速機１１及びクラッチ１２を介して後輪３Ｌ、３Ｒに接続可能となっている。図中の符号１３は、車両後方のデファレンスギヤ（後デフ）を示す。
発電機７から図示しない整流器を介して供給された直流の電力は、インバータ９により三相交流に変換されて交流モータ４を駆動する。交流モータ４の駆動軸にはモータレゾルバ２６（図２に示す）が連結されており、交流モータ４の磁極位置信号θを出力する。
【００１７】
クラッチ１２は、例えば湿式多板クラッチであって、４ＷＤコントローラ８からの指令に応じて締結及び開放を行う。なお、本実施形態においては、締結手段としてのクラッチを湿式多板クラッチとしたが、例えばパウダークラッチやポンプ式クラッチであってもよい。
各車輪１Ｌ、１Ｒ、３Ｌ、３Ｒには、車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲが設けられている。各車輪速センサ２７ＦＬ、２７ＦＲ、２７ＲＬ、２７ＲＲは、対応する車輪１Ｌ、１Ｒ、３Ｌ、３Ｒの回転速度に応じたパルス信号を車輪速検出値として４ＷＤコントローラ８に出力する。
【００１８】
４ＷＤコントローラ８は、例えばマイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えて構成され、各車輪速度センサ２７ＦＬ〜２７ＲＲで検出される車輪速度信号、交流モータ４に連結されたモータレゾルバの出力信号及びアクセルペダル（不図示）の踏込み量に相当するアクセル開度等が入力される。
以上の構成において、前デフ５、後デフ１３は、いずれも車両がコーナリングする際、作動を与えて曲がりやすくするための作動歯車である。デフの中にはオイルが満たされていて、走行中にデフ自身の温度が高まったことによってオイルの温度が上昇し、デフは短時間のうちに高温になる。
【００１９】
特に後デフ１３は、多くの場合、交流モータ４、インバータ９と共にデフケースと呼ばれる筐体に収納されている。このため、後デフ１３によって発生した熱がインバータ９や交流モータ４に伝搬し、インバータ９、交流モータ４の温度を上昇させる一因になり得る。また、後デフ１３等が収納されるデフケースは、マフラー１４による廃熱が伝播し得る位置に置かれるため、マフラー１４の廃熱によっても温度上昇する。
本実施形態は、このような構成のモータ駆動車両において、半導体素子を多く含むインバータ９を後デフ１３や交流モータ４が発する熱から保護するものである。
【００２０】
・モータ駆動車両用制御装置
また、モータ駆動車両は、エンジン制御装置（ＥＣＭ：Engine Control module）を有していて、ＥＣＭからエンジン回転数を入力している。
以下、４ＷＤコントローラ８及びＥＣＭによって構成される本実施形態のモータ駆動車両用制御装置の動作及び構成について説明する。
図２は、本実施形態の４ＷＤコントローラ８及びＥＣＭ２１を示した図である。また、図中には、４ＷＤコントローラ８、ＥＣＭ２１と共に図１に示した発電機７、インバータ９、交流モータ４も図示されている。
【００２１】
発電機７は、界磁コイル２７を有し、界磁コイル２７を流れる電流の大きさによって出力トルク及び発電量が変化する構成である。発電機７によって発電される電力は、発電電圧センサ２２、発電電流センサ２３によって監視されている。
インバータ９は、３相のパワー素子を有している。交流モータ４は、界磁コイル２８を有し、界磁コイル２８を流れる電流の大きさによって出力トルクが変化する。モータレゾルバ２６は、前記したように、交流モータ４の磁極位置信号θを出力し、インバータの制御部（ＩＮＶ制御部）８０４に交流モータ４の回転速度及び磁極の位置を知らせるものである。
【００２２】
ＥＣＭ２１には、アクセル開度の他、車速センサやクランク角センサ等、複数のセンサ（いずれも不図示）の出力が入力されている。ＥＣＭ２１は、入力された信号に基づいてエンジンの回転数を制御し、また、アクセル開度や制御の結果得られるエンジン回転数を４ＷＤコントローラ８に入力している。
４ＷＤコントローラ８は、交流モータ４に備えられ、二輪駆動走行時、四輪駆動走行時のいずれの場合にあっても温度を検出する温度センサ２０、温度センサ２０によって検出された温度が所定のしきい値に達した場合、二輪駆動モード時にはエンジン２の駆動を制限し、四輪駆動モード時には交流モータ４によって出力されるトルクを制限する温度抑止制御部８０１を備えている。このような温度抑止制御部８０１による制御は、少なくともインバータ９に影響する温度の上昇を抑止するためのものである。
【００２３】
制御信号の送出は、ＣＡＮ（Control Area Network）によってＥＣＭ２１が要求するものであってもよく、あるいは、温度抑止制御部８０１とＥＣＭ２１とを接続する専用の信号線によって行ってもよい。なお、制御信号は、温度抑止制御部８０１が送出することに限定されるものでなく、インバータ９が直接ＥＣＭ２１に送ってもよい。
また、温度抑止制御部８０１は、警告灯３０と接続されていて、エンジン２の回転数を制限する場合、エンジン２の回転数に制限が加えられたことを運転者に警告している。
【００２４】
また、４ＷＤコントローラ８は、さらに、交流モータ４に出力させるトルク指令値を算出するための目標モータトルク演算部８０５、発電機７によって出力される電力をトルク指令値に基づいて制御するＧＥＮ制御部８０３、発電機７によって発電される電力をトルク指令値に換算する出力トルク演算部８０２、トルク指令値に基づいてインバータ９を制御するＩＮＶ制御部８０４を備えている。
【００２５】
目標モータトルク演算部８０５は、四輪の車輪速度信号に基づいて算出される前後輪の車輪速度差とアクセルペダル開度信号とから、目標トルクＴｔｔを算出する。前後輪の車輪速度差は、四輪の車輪速度信号Ｖｆｒ〜Ｖｒｒに基づいて次式をもとに前後回転差ΔＶを算出することによって行われる。
ΔＶ＝（Ｖｆｒ＋Ｖｆｌ）／２−（Ｖｒｒ−Ｖｒｌ）／２ ………（１）
なお、式（１）において、Ｖｆｒは前輪右側の回転速度を示す。また、Ｖｆｌは前輪左側、Ｖｒｒは後輪右側、Ｖｒｌは後輪左側の回転速度を各々示している。
【００２６】
目標モータトルク演算部８０５は、前後回転差ΔＶを予め格納されたマップに対照して第１モータ駆動力を求める。また、車速とアクセル開度とに基づいて、予め格納されたマップを参照して第２モータ駆動力を算出する。第１モータ駆動力、第２モータ駆動力のうちいずれか高い値をセレクトハイして目標トルクＴｔｔとする。目標トルクＴｔｔは、目標モータトルク演算部８０５から出力トルク演算部８０２に入力される。
【００２７】
出力トルク演算部８０２は、発電機７の回転数や界磁コイル２７を流れる電流値によって発電機７が出力可能な電力量を演算する。そして、演算の結果得られた電力量から発電機特性上の動作点を決定する。さらに、目標トルクＴｔｔ、動作点の電力、インバータ９及び交流モータ４の効率、交流モータ４の回転速度に基づいて指令トルク値Ｔｔを算出する。そして、指令トルク値Ｔｔを出力するための電力を交流モータ４に供給するようＩＮＶ制御部８０４に制御信号を出力する。
【００２８】
ＧＥＮ制御部８０３は、発電電圧センサ２２、発電電流センサ２３の検出値、ＩＮＶ制御部８０４によって要求される電圧値に基づいて界磁コイル２７に供給すべき電流の値を算出する。そして、算出された電流値に応じて界磁コイル２７に印加される界磁電流を、ＰＷＭ波のＤｕｔｙ比制御する。
さらに、本実施形態では、４ＷＤコントローラ８は、この制御信号を出力したことによってモータ駆動車両が四輪駆動によって走行することを検出するものとした。すなわち、本実施形態では、４ＷＤコントローラ８が、交流モータ４に電力を供給するよう指示するための制御信号が出力されている間モータ駆動車両が四輪駆動走行し、制御信号が出力されていない間は二輪駆動走行しているものと判断する。制御信号が四輪駆動、二輪駆動の別を判定するための信号として使用される場合、この制御信号を走行判定信号と記すものとする。
【００２９】
ＩＮＶ制御部８０４は、モータレゾルバ２６から入力される交流モータ４の回転速度や磁極の位置、トルク指令値に基づいて、インバータ９が交流モータ４に供給すべき三相交流電圧指令値を算出する。そして、変調率の上限と下限との範囲内で三相交流電圧指令値を変調し、ＰＷＭ波に変換してインバータ９に送る。ＰＷＭ波は、インバータ９のパワー素子のスイッチング信号として機能する。
【００３０】
また、ＩＮＶ制御部８０４は、インバータ９がスイッチングされた結果交流モータ４に供給された三相交流電流値をフィードバックし、三相交流電圧指令値の変調を制御している。そして、トルク指令値に合わせて界磁コイル２８に供給されるモータ界磁電流をも制御している。
以上の構成において、温度センサ２０が温度検出手段として機能する。また、ＥＣＭ２１、温度抑止制御部８０１、目標モータトルク演算部８０５及び出力トルク演算部８０２が温度上昇抑止制御手段として機能する。
【００３１】
以上述べた本実施形態の制御装置は、以下のように動作して温度センサ２０によって検出される温度が所定の温度より高まることを防いでいる。
すなわち、本実施形態では、温度抑止制御部８０１は、温度センサ２０によって検出された検出温度を例えば周期的に読み込んでいる。検出温度が予め定められた所定のしきい値に達した場合、温度抑止制御部８０１は、次に、モータ駆動車両の走行状態が四輪駆動であるか二輪駆動であるかを走行判定信号によって判定する。そして、モータ駆動車両の走行が二輪駆動であると判定された場合、温度抑止制御部８０１は、ＥＣＭ２１に指示してエンジン２の回転数を制限することによりエンジンの駆動を制限する。
【００３２】
エンジンの駆動の制限とは、例えば、ＥＣＭ２１において、アクセル開度に応じたエンジン回転数の設定を調整することによって実現できる。より具体的には、ＥＣＭ２１では、アクセル開度と、アクセル開度に対応するエンジン回転数がギヤの変速比に応じて予め設定されている。本実施形態では、ＥＣＭ２１が、エンジン回転数が設定値よりも低くなるよう調整することによってエンジン回転数を制限することができる。このような制御は、具体的には、ＥＣＭ２１にシフトダウンを要求することによって実現する。
【００３３】
また、ＡＴ車では、定速走行中にアクセルを踏み込むことによって自動的にギヤが低速ギヤに切り替わって加速する、いわゆるキックダウンを禁止するようＥＣＭ２１に要求することによって実現する。
このとき、温度抑止制御部８０１は、警告灯３０を点等させ、エンジン回転数が制限されている状態であることを運転者に通知する。通知により、運転者は、車両操作に違和感があっても、その原因がフェール制御によるエンジン回転数の制限であることを知ることができる。
【００３４】
なお、以上述べた本実施形態では、温度センサ２０によって検出された温度をそのまましきい値と比較しているが、本実施形態はこのような構成に限定されるものではなく、検出された温度に基づいて推定された温度がしきい値に達した否かによって制御を実行することができる。検出された温度に基づいて推定される温度としては、例えば、後デフ１３のオイルの温度（油温）がある。
【００３５】
油温は高温に達するため、交流モータ４において検出された温度と大きく相違する可能性がある。温度センサ２０の検出温度による油温の推定は、後デフ１３、デフケース、後デフ１３及びデフケース間にある構成部材の熱容量等に基づいて行われる。このように構成することにより、油温が許容される温度以上の温度に達した後であって交流モータ４の温度がしきい値以下である間にエンジン回転数が上昇し、インバータ９等が高温になることを防ぐことができる。以上の構成において、温度抑止制御部８０１は、温度推定手段としても機能する。
【００３６】
一方、検出温度がしきい値に達し、モータ駆動車両の走行が四輪駆動であると判定された場合、温度抑止制御部８０１は、目標モータトルク演算部８０５に指示してトルク指令値が低下するよう調整する。トルク指令値の調整によって交流モータ４によって出力されるトルクが制限され、交流モータ４に掛かる負荷が低減して発熱量を抑えることができる。
本実施形態では、モータ駆動車両が四輪駆動している場合、交流モータ４の出力トルクを制限した後、なお温度センサ２０による検出温度が高い場合はエンジン回転数を制限する。このため、本実施形態の温度抑止制御部８０１では第１しきい値、第２しきい値の２つのしきい値温度が設定されている。第１しきい値は、第２しきい値よりも高い温度である。
【００３７】
温度抑止制御部８０１は、四輪駆動モード時において、温度センサ２０による検出温度が第２しきい値に達した場合に交流モータ４が出力するトルクを制限する。そして、トルク制限後、検出温度が第１しきい値に達した場合にエンジン２の駆動を制限している。
以上の構成において、二輪駆動時にはエンジン２の回転数を制限することによってのみ温度抑止制御をする理由は、電力供給を受けていない場合の交流モータ４の発熱はインバータ９への影響を無視できる程度であって、二輪駆動時の検出温度の上昇は、後デフ１３の油温上昇やマフラー１４の廃熱によるものであると考えられるからである。このような理湯により、本実施形態は、二輪駆動時の温度上昇を、エンジン回転数を制限することによって解消するものとした。
【００３８】
一方、四輪駆動時には、交流モータ４の出力トルクを制限した後、所定の時間経過した後も温度が第２しきい値以下にならない場合、エンジン回転数を制限して温度上昇を抑止する。この理由は、四輪駆動時では、交流モータ４による発熱ばかりでなく、後デフ１３の油温上昇、マフラー１４の廃熱もインバータ９を加熱する原因になり得るからである。
また、エンジン回転数を制限する基準となる第１しきい値が、トルクを制限の基準となる第２しきい値より高いのは、後デフ１３の油温やマフラー１４の廃熱による温度上昇は交流モータ４の駆動による温度上昇より大きいためである。
【００３９】
トルクを制限した場合にあっても、温度抑止制御部８０１は、警告灯３０を点等させ、交流モータ４の出力トルクが制限されている状態であることを運転者に通知する。通知により、運転者は、車両操作に違和感があってもその原因が、フェール制御による出力トルクの制限であることを知ることができる。
さらに、本実施形態は、温度センサ２０によって検出された温度が適正な温度であるか否かを判定している。このような構成は、交流モータ４がしきい値の温度に達していないのにも関わらず、誤検出によってモータ駆動車両の走行が制限されることを防ぐものである。
【００４０】
すなわち、温度抑止制御部８０１は、図３に示す判定グラフを図示しないメモリに保存している。判定グラフは、縦軸にエンジン回転数、横軸に車両速度を示したグラフであって、エンジン回転数がｒｔｈ回／minute以上の範囲をマフラー高温域とする。また、車両速度がしきい値ｖｔｈ以上の範囲をデフ高油域とし、マフラー高温域とデフ高油域のいずれか一方、あるいは両方に属する条件が成立する場合に温度センサ２０の検出温度が適正な値であると判断する。
【００４１】
そして、検出された温度が適正であると判断された場合にのみエンジン２の駆動制限、あるいは交流モータ４の出力トルクを制限する。したがって、エンジン回転数及び車両速度が図３に示した温度センサ異常判定領域の範囲にある場合、本実施形態では、トルク制限、エンジンの回転数制限のいずれも実行することなく温度センサ２０の異常の判定をする。このような構成において、温度抑止制御部８０１は、検出温度判定手段として機能する。
【００４２】
図４は、以上述べた本実施形態の交流モータ駆動車両用制御装置によってなされる制御の手順を説明するためのフローチャートであって、４ＷＤコントローラ８が、走行判定信号に基づいて車両が二輪駆動走行していると判断した場合に行われる制御を示している。本実施形態の制御装置では、４ＷＤコントローラ８が周期的に温度センサ２０の検出温度を読み込み、交流モータ４の温度を検出する（Ｓ４１）。
【００４３】
そして、検出された温度が第１しきい値に達しているか否か判断する（Ｓ４２）。第１しきい値に達している場合には（Ｓ４２：Ｙｅｓ）、車両がマニュアル車の場合にはＥＣＭ２１に対してエンジン回転数の制限を要求する（Ｓ４３）。また、車両がＡＴ車の場合、ＡＴ機能を制御する図示しないコントローラユニット（ＡＴ−Ｃ／Ｕ）にキックダウンの制限を要求する（Ｓ４４）。
【００４４】
また、ステップＳ４２において、温度センサ２０の検出温度が第１しきい値以下であると判断された場合（Ｓ４２：Ｎｏ）、検出温度がエンジン回転数の制限を解除可能な温度であるか否か判断する（Ｓ４５）。本実施形態では、予め解除しきい値を設定しておく。そして、温度センサ２０の検出温度が解除しきい値以下になった場合（Ｓ４５：Ｙｅｓ）、４ＷＤコントローラ８がＥＣＭ２１にエンジン回転数の制限解除を要求する（Ｓ４６）。あるいは、ＡＴ−Ｃ／Ｕにキックダウン制限の解除を要求する（Ｓ４７）。
【００４５】
図５は、４ＷＤコントローラ８が、走行判定信号に基づいて車両が四輪駆動走行していると判断した場合に行われる制御を説明するためのフローチャートである。車両が四輪駆動走行する場合、４ＷＤコントローラ８は、二輪駆動走行時と同様に、周期的に温度センサ２０の検出温度を読み込み、交流モータ４の温度を検出する（Ｓ５１）。
そして、検出された温度が第２しきい値に達しているか否か判断する（Ｓ５２）。第２しきい値に達している場合（Ｓ５２：Ｙｅｓ）、４ＷＤコントローラ８が目標モータトルク演算部８０５にモータトルクの制限を要求する（Ｓ５３）。モータトルク制限後、４ＷＤコントローラ８は、所定の時間が経過した後も温度センサ２０の検出温度が減少したか否か判断する（Ｓ５４）。
【００４６】
ステップＳ５４において、温度センサ２０による検出温度が減少しないと判断された場合（Ｓ５４：Ｙｅｓ）、４ＷＤコントローラ８は、検出温度が上昇して第１しきい値に達したか否か判断する（Ｓ５５）。第１しきい値に達している場合には（Ｓ５５：Ｙｅｓ）、車両がマニュアル車の場合にはＥＣＭ２１に対してエンジン回転数の制限を要求する（Ｓ５６）。また、車両がＡＴ車の場合、ＡＴ機能を制御する図示しないコントローラユニット（ＡＴ−Ｃ／Ｕ）にキックダウンの制限を要求する（Ｓ５７）。
【００４７】
また、ステップＳ５５において、温度センサ２０の検出温度が第１しきい値以下であると判断された場合（Ｓ５５：Ｎｏ）、検出温度がエンジン回転数の制限を解除可能な温度であるか否か判断する（Ｓ５８）。本実施形態では、予め解除しきい値を設定しておく。そして、温度センサ２０の検出温度が解除しきい値以下になった場合（Ｓ５８：Ｙｅｓ）、４ＷＤコントローラ８がＥＣＭ２１にエンジン回転数の制限解除を要求する（Ｓ５９）。あるいは、ＡＴ−Ｃ／Ｕにキックダウン制限の解除を要求する（Ｓ６０）。
【００４８】
以上述べたように、本実施形態のモータ駆動車両用制御装置は、二輪駆動走行時にあっては、エンジン回転数を低減することによってインバータ９の温度上昇を抑えることができる。また、交流モータ４による発熱がインバータ９の温度上昇の一因となり得る四輪駆動走行時にあっては、交流モータ４の出力トルクを制限することができる。このため、エンジン回転数を制限してインバータ９の温度上昇を抑えることにより運転者の操作性を損なうケースを低減することができる。
さらに、本実施形態によれば、交流モータ４のトルクを制限してもなおインバータ９の温度が上昇する場合、温度上昇の原因がエンジンの側にあるとしてエンジン回転数を制限している。このため、必要な場合には四輪駆動走行時にあってもエンジン回転数を制限して温度上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態のモータ駆動車両及びこのモータ駆動車両に搭載される制御装置を示した図である。
【図２】本発明の一実施形態の４ＷＤコントローラ及びＥＣＭを示した図である。
【図３】本発明の一実施形態で使用される判定グラフを例示した図である。
【図４】本発明の一実施形態の交流モータ駆動車両用制御装置によってなされる二輪駆動走行時の制御を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態の交流モータ駆動車両用制御装置によってなされる四輪駆動走行時の制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１Ｌ，１Ｒ  前輪
２  エンジン
３Ｌ，３Ｒ  後輪
４  交流モータ
７  発電機
８  ４ＷＤコントローラ
９  インバータ
１３  後デフ
１４  マフラー
２０  温度センサ
２１  ＥＣＭ
２７，２８  界磁コイル
３０  警告灯
８０１  温度抑止制御部
８０２  出力トルク演算部
８０３  ＧＥＮ制御部
８０４  ＩＮＶ制御部
８０５  目標モータトルク演算部
【図１】
2009208681.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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