JP2013225978A - 車両制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両10に搭載された車両動力用のモータ11を駆動するための交流電力を生成するインバータ13と、インバータ13を冷却する冷却通路に冷却媒体を送り込むポンプ14と、モータ11の回転数を検出する回転数センサ21と、インバータ13の温度を取得する温度取得手段23と、車両10が走行中であって、回転数センサ21で検出された回転数が所定回転数以下のときにインバータ13の温度に関わらずポンプ14を作動させ、前記回転数が所定回転数よりも大きいときにインバータ13の温度に基づいてポンプ14を作動又は停止させるポンプ制御手段3と、を備える。
【選択図】図1
Description
そのため、従来から、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に記載の技術では、冷却装置として、インバータを冷却する冷却水を通すウォータジャケットが設けられている。また、ウォータジャケットには、冷却水を送り込むためのウォータポンプが取り付けられている。この技術では、インバータの温度と、この温度の時間変化率である温度変化率とに基づいてインバータの温度を調整し、あるいはモータの出力トルクを調整することで、インバータの温度急上昇に伴う過熱を防いでいる。
なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
[1.装置構成]
本実施形態に係る車両制御装置の構成について、図1を用いて説明する。ここでは、電気自動車に本制御装置を備えた場合を説明する。
インバータ13は、バッテリ12と電気的に接続され、バッテリ12から供給される直流電流を三相交流電流へ変換して、モータ11へ供給する電力変換装置である。インバータ13には、複数(例えば三つ)のスイッチング素子が内蔵されており、複数の素子が後述するモータ制御部4からの指令に基づいてスイッチング制御されることで、三相交流電流を生成する。また、これらのスイッチング素子をスイッチングする切り換え周期ST(各スイッチング素子に電流が流れる時間)を変更することで交流電流の周波数を変更できるようになっている。例えば、スイッチング素子の切り換え周期STを長くすることで交流電流の周波数を小さくすることができ、これによりモータ11の回転数を低くすることができる。
また、車両10の任意の位置に設けられた車速センサ27は、自車両の車速Vを検出するものであり、例えば駆動輪の回転速度に応じた車速信号(車速情報)を出力する。車速センサ27で検出された車速情報は、随時車両ECU1に伝達される。
インバータECU2は、ポンプ制御部3としての機能要素と、モータ制御部4としての機能要素とを有する。
判定部3aは、ウォータポンプ14を作動させるか否かを判定するものであり、以下の三つの条件を判定して、それぞれの判定結果を作動制御部3bへ伝達する。
次に、図4(a)〜(d)及び図5を用いてインバータECU2で実行される制御の手順の例を説明する。図4(a)〜(d)はポンプ制御部3によって実行される制御フローPであり、このうち(a)〜(c)は判定部3aで行われる判定フロー、(d)は作動制御部3bで行われるウォータポンプ14の作動制御フローである。また、図5はモータ制御部4によって実行される制御フローMである。
このフラグF4は、ウォータポンプ14が作動中であるか否かをチェックするための変数である。フラグF4がF=0のときは、ウォータポンプ14が停止していることを意味し、フラグF4がF4=1のときは、ウォータポンプ14が作動していることを意味する。このフラグF4はフローMで用いられる。
したがって、本実施形態に係る車両制御装置によれば、モータ回転数Nmが所定回転数Nm0以下のときはインバータ13の温度Hにかかわらずウォータポンプ14を作動させるため、インバータ13の温度Hが急速に上昇したときでもインバータ13のオーバーヒートを確実に防止することができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
[5−1.ポンプ制御の変形例]
上記実施形態では、ウォータポンプ14はポンプ制御部3の作動制御部3bによってオンオフ制御のみ行われるものであったが、冷却通路17に流通させる冷却媒体の流量Qを制御できるものであってもよい。つまり、ウォータポンプ14が、回転数(稼働速度)Npに基づいて冷却媒体の流量を増減するように構成されていてもよい。
上記実施形態では、モータ11の出力トルクTを制限するときに、図3(a)に示す補正率マップを用い、ウォータポンプ14の作動開始時t0からの時間経過に応じて補正率Aを取得しているが、モータ11の出力トルクTの制限手法は上記したものに限られない。
例えば、一例として、開始時t0から所定時間Zが経過するまでの間、図3(a)の補正率マップに加え、インバータ13の温度Hを監視しながらモータ11の出力トルクTをさらに制限する構成であってもよい。
なお、インバータ13の温度Hを取得する手段は、温度センサ23に限られない。例えば、外気温度を検出する外気温度センサを設け、インバータECU2においてインバータ13の作動時間と電流の大きさとに基づいてインバータ13の温度上昇を推定し、外気温度センサで検出した温度に推定した温度上昇を加算してインバータ13の温度Hを取得してもよい。
上記したシフトポジションSPは一例であって、例えば、Lレンジ(低速モード)やBレンジ(ハイブリッド自動車や電気自動車においてエンジンブレーキ効果が強くなるモード)のように、上記四つのレンジ以外のレンジが設けられていてもよい。また、MT車のようにモータ11の作動状態が細かく分類されていてもよい。このような場合は、モータ11が無負荷状態とならない(すなわち、モータ11が停止していない)レンジは、モータ11が作動する走行レンジとなる。
2 インバータECU
3 ポンプ制御部(ポンプ制御手段)
3a 判定部
3b 作動制御部
4 モータ制御部(モータ制御手段)
4a 目標トルク設定部
4b 出力トルク制限部(指令値設定手段)
10 電気自動車(車両)
11 モータ(電気モータ,車両動力用のモータ)
12 バッテリ
13 インバータ
14 ウォータポンプ(ポンプ)
15 シフトレバー(シフト装置)
16 アクセルペダル
17 冷却通路
18 ラジエータ
21 回転数センサ
23 温度センサ(温度取得手段)
25 シフトポジションセンサ
26 アクセル開度センサ(APS)
27 車速センサ
28 勾配検出センサ(勾配検出手段)
t0 開始時
Z 所定時間
Claims (5)
- 車両に搭載された車両動力用のモータを駆動するための交流電力を生成するインバータと、
前記インバータを冷却する冷却通路に冷却媒体を送り込むポンプと、
前記モータの回転数を検出する回転数センサと、
前記インバータの温度を取得する温度取得手段と、
前記車両が走行中であって、前記回転数センサで検出された前記回転数が所定回転数以下のときに前記インバータの温度に関わらず前記ポンプを作動させ、前記回転数が前記所定回転数よりも大きいときに前記インバータの温度に基づいて前記ポンプを作動又は停止させるポンプ制御手段と、を備える
ことを特徴とする、車両制御装置。 - 前記車両が走行する道の路面勾配を検出する勾配検出手段を備え、
前記ポンプは稼働速度に基づいて前記冷却媒体の流量を増減するように構成され、
前記ポンプ制御手段が、前記回転数センサで検出された前記回転数が前記所定回転数以下の際は、前記勾配検出手段により検出された路面勾配が大きいほど、前記ポンプにより前記冷却通路に送り込まれる前記冷却媒体の流量を増大させるように制御する
ことを特徴とする、請求項1記載の車両制御装置。 - 前記モータに対する車両出力トルク指令値を設定する指令値設定手段を備え、
前記ポンプは稼働速度に基づいて前記冷却媒体の流量を増減するように構成され、
前記ポンプ制御手段が、前記指令値設定手段により設定された前記車両出力トルク指令値が大きいほど、前記ポンプにより前記冷却通路に送り込まれる前記冷却媒体の流量を増大させるように制御する
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の車両制御装置。 - 前記モータの作動状態を切り替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を備え、
前記ポンプ制御手段が、前記シフトポジションセンサで検出されたシフトポジションが走行レンジでないときは前記回転数センサで検出された前記回転数が前記所定回転数以下であっても前記ポンプを停止させる
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両制御装置。 - 前記ポンプ制御手段により前記ポンプの作動が開始された場合に、その開始時から所定時間が経過するまでのあいだ、前記モータの車両出力トルクを制限するモータ制御手段を備える
ことを特徴とする、請求項4記載の車両制御装置。
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