JP6040847B2 - 車両用消費電力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、グリル装置と空気調和装置を備えたモータを走行動力源とする車両の消費電力を制御する車両用消費電力制御装置に関するものである。

車両先端部に形成されたグリル開口部を閉じた状態での熱交換器へ導入される空気量が減少することによる消費動力の増加量と、グリル開口部を閉じた状態での空気抵抗の低減による車速に応じた消費動力の減少量とに基づいて、グリル開口部を閉じたときの消費動力の増加が許容範囲内となる動作車速を求め、この動作車速と実際の車速とに基づいてグリル開口部の開閉を制御する車両用グリル装置が知られている（特許文献１）。

特開２０１１−３１８４２号公報

しかしながら、上記従来技術では、熱交換器へ導入される空気量の減少による消費動力の増加量と、空気抵抗の低減による消費動力の減少量のみを考慮するだけであるため、モータを走行動力源とする電気自動車やハイブリッド車両に対しては、最適な消費電力となるグリル開閉状態ではないという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、グリル装置と空気調和装置を備えたモータを走行動力源とする車両に対し、最適な消費電力に制御できる車両用消費電力制御装置を提供することである。

本発明は、グリル開口部の閉塞に起因する、車両の空気抵抗の変動によるモータ消費電力の変化量と、モータ効率の変動によるモータ消費電力の変化量と、冷媒冷却能力の変動によるエアコンの消費電力の変化量とを検出し、これらの総和が正の値の場合にグリル開口部を閉塞することによって上記課題を解決する。

グリル開口部を閉塞すると車両の空気抵抗が小さくなりモータ消費電力は減少する。またグリル開口部を閉塞してモータ温度が低下するとモータ効率が向上してモータ消費電力は減少する。一方において、グリル開口部を閉塞すると冷媒の冷却能力が小さくなり、エアコンのコンプレッサの消費電力が増加するが、本発明によれば、これらの総和が正の値になる場合にグリル開口部を閉塞するので、トータルの電力消費量を最適な値にすることができる。

本発明の一実施の形態に係る車両用消費電力制御装置を適用した電気自動車の要部を示すブロック図である。 図１の電気自動車の制御装置の一例を示すブロック図である。 図２の制御装置の主たる動作を示すフローチャートである。 図１のヒートポンプにおける、室外熱交換器の通過空気の温度とコンプレッサの消費電力との関係を示すグラフである。 グリル開口部を全閉した状態における、車速とモータの消費電力減少量との関係を示すグラフである。 図１のモータユニット４の温度と磁束との関係を示すグラフである。 図３のステップＳ９における制御マップの一例を示す図である。 図３のステップＳ９における制御マップの他例を示す図である。 外気温度と空気密度との関係を示すグラフである。 グリル開口部を全閉した状態及び半閉した状態における、車速とモータの消費電力減少量との関係を示すグラフである。

図１は、本発明の車両用消費電力制御装置を適用した電気自動車のブロック図であり、本例の電気自動車は、車室内を空調する空気調和装置１と、走行駆動源であるモータユニット４を冷却するモータ冷却装置２と、車体前端部に形成されたグリル開口部３０２を開閉するグリルシャッタ３０１を有するグリル装置３と、を備える。

図１に示す空気調和装置１は、コンプレッサ１０１、室内熱交換器１０２、第１膨張弁１０３、室外熱交換器（凝縮器）１０４、冷房機能と暖房機能を切り替えるための切換弁１０５、冷房として使用する場合に用いる第２膨張弁１０６、エバポレータ（蒸発器）１０７、アキュムレータ１０８が、この順序で冷媒配管１０９により接続されてなるヒートポンプサイクルを備える。コンプレッサ１０１は図示しないモータにより駆動するため、本例の消費電力制御装置の制御対象となる。

車室内には空調ユニットケース１１０が、たとえばダッシュパネルの左右方向に沿って設けられ、空調ユニットケース１１０内に、ファンモータ１１１Ｍにより回転する送風機１１１と、エバポレータ１０７と、室内熱交換器１０２が設けられている。送風機１１１の空気の吸込み口には、室外の空気と室内の空気とを切り換えるインテークドア１１２が回動自在に設けられ、内気導入と外気導入のモードが切り換えられる。

空調ユニットケース１１０の送風機１１１の下流にはエバポレータ１０７が設けられ、送風機１１１により導入された外気又は内気は全てエバポレータ１０７を通過する。ただし、後述するように本例の空気調和装置１を暖房装置として使用する場合にはエバポレータ１０７には冷媒が循環しないので、吸引された空気は熱交換されることなくそのまま通過することになる。

空調ユニットケース１１０のエバポレータ１０７の下流には室内熱交換器１０２が設けられ、その前面には温調用ドア１１３が回動自在に設けられている。また、室内熱交換器１０２の側部には、流下した空気が当該室内熱交換器１０２を迂回する迂回路１１４が設けられ、温調用ドア１１３の開度を調節することで、室内熱交換器１０２を通過する空気量と迂回路１１４を通過する空気量との比率が調節され、これにより車室内へ供給する調和空気の温度が調節される。

一方、コンプレッサ１０１、第１膨張弁１０３、室外熱交換器１０４、切換弁１０５、第２膨張弁１０６、アキュムレータ１０８及び冷媒配管１０９の主要部は、車両前方のモータルーム内に配置されている。このうち、室外熱交換器１０４は、後述するグリル装置３のグリルシャッタ３０１の後部に配置され、さらにその後部には後述するモータ冷却装置２のラジエータ２０３が配置されている。

本例の空気調和装置１を暖房装置として使用する場合は、切換弁１０５を開き、室外熱交換器１０４からの冷媒を、エバポレータ１０７を迂回させてアキュムレータ１０８に導く。アキュムレータ１０８は、余剰冷媒の貯留と気液分離を行いガス冷媒のみをコンプレッサ１０１へ戻すので、コンプレッサ１０１の回転駆動により圧縮されて高温高圧となったガス冷媒は、室内熱交換器１０２へ送られる。

室内熱交換器１０２では、この高温高圧のガス冷媒と、送風機１１１によって室内熱交換器１０２に導入された空気との間で熱交換が行われ、車室内を空調する空調風が生成される。これと同時にガス冷媒が冷却されて液化する。この液化した冷媒は、第１膨張弁１０３によって急激に減圧されて低圧霧状冷媒となって室外熱交換器１０４へ送られ、室外熱交換器１０４で走行風等と熱交換することで気化されたのち、アキュムレータ１０８を介してガス冷媒のみが再びコンプレッサ１０８に戻される。図１に、暖房装置として使用する場合の冷媒の流れを黒矢印で示す。

また、本例の空気調和装置１を冷房装置として使用する場合は、切換弁１０５を閉じ、室外熱交換器１０４からの冷媒をエバポレータ１０７に導く。そして、コンプレッサ１０１の回転駆動により圧縮されて高温高圧となったガス冷媒は、室内熱交換器１０２、第１膨張弁１０３を通過して室外熱交換器１０４へ送られる。ただし、温調用ドア１１３を閉じることにより送風機１１１による吸入空気を迂回路１１４へ導くなどして、低温の目標温度となるよう調節する。

室外熱交換器１０４では、第１膨張弁１０３を通過した低圧霧状冷媒と、室外熱交換器１０４に導入される空気（走行風又はファン２０４による吸引空気）との間で熱交換が行われることにより、霧状冷媒が冷却されて液化される。この液化した冷媒は、第２膨張弁１１２によって急激に減圧されて低温低圧霧状冷媒となってエバポレータ１０７へ送られ、このエバポレータ１０７を通過する低温低圧霧状冷媒と、送風機１１１によってエバポレータ１０７に導入された空気との間で熱交換が行われ、エバポレータ１０７を通過する空気が冷却及び除湿される。なお、エバポレータ１０７を通過した低温低圧霧状冷媒は、一部または全部が気化されてガス冷媒となり、アキュムレータ１０８に戻される。図１に、冷房装置として使用する場合の冷媒の流れを白抜き矢印で示す。

一方、本例のモータ冷却装置２は、車両の走行駆動源として使用されるモータ及び当該モータに電力を供給するインバータ（これらをモータユニット４と称する）を冷却するものであり、モータユニット４の発熱部に接触するウォータジャケット２０１、当該ウォータジャケット２０１に冷却水を循環させるポンプ２０２、冷却水を冷却するラジエータ２０３が冷却水配管２０５により接続された冷却サイクルを備える。また、当該冷却サイクルは、ラジエータ２０３の熱交換を促進させるファン２０４をさらに備える。ポンプ２０２及びファン２０４は図示しないモータによりそれぞれ駆動する。

本例のモータ冷却装置２では、ラジエータ２０３により冷却された冷却水をモータ及びインバータを収容したモータユニット４の発熱部に接触するウォータジャケット２０１に循環させることで、モータ及びインバータを含むモータユニット４を冷却するが、モータユニット４で発生した熱と熱交換することにより温められた冷却水は、ポンプ２０２によってラジエータ２０３に送り、走行風及び／又はファン２０４によってラジエータ２０３を通過する空気との間で熱交換を行うことで冷却水を冷却し、冷却された冷却水を再びモータユニット４のウォータジャケット２０１に戻す。

車両用グリル装置３は、車体前端のグリル開口部３０２に設けられたグリルシャッタ３０１を有し、車体の左右方向に延在する平板状のフィンが車体の上下方向に配置され、モータアクチュエータなどで構成されるグリルシャッタ駆動部３０３（図２参照）を駆動することにより、図１の上図に示す全開位置と、下図に示す全閉位置との間の所定開度に駆動する。

グリルシャッタ３０１を開いた状態では、走行風又はファン２０４の駆動による吸引空気によって、グリル開口部３０２から車体後方に空気が流れ、室外熱交換器１０４及びラジエータ２０３を通過する。これにより、空気調和装置１（ヒートポンプサイクル）の冷媒及びモータ冷却装置２（冷却サイクル）の冷却水が冷却されるが、グリルシャッタ３０１を閉じるとこの冷却作用が減少する。その代わりに、グリルシャッタ３０１を閉じた分だけ車両走行時の空気抵抗が小さくなり、モータユニット４の電費（電力消費率）が向上する。

図２は、本例の電気自動車の制御装置の要部を示すブロック図である。本例の電気自動車は、車両の走行状態を制御する車両コントローラ５と、空気調和装置１による室内の空調状態を制御するエアコンコントローラ１１５とを備え、これら車両コントローラ５とエアコンコントローラ１１５は相互に通信を行い、一方で計算および読み込んだ値はもう一方にも通信される。

車両コントローラ５は、電気自動車の車速を検出する車速センサ５０１と、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ５０２を備え、実際の車速及びアクセル開度に応じた目標負荷が入力される。また、アクセル開度に応じた目標負荷に対するモータユニット４の予測動力を演算する予測動力演算部５０３と、モータユニット４の実際の動力を演算する動力演算部５０４と、これら予測動力演算部５０３と動力演算部５０４の演算結果に基づいて、モータユニット４とグリル装置３を制御する動作制御部５０５と、を備える。動作制御部５０５の演算結果は、モータユニット４のモータコントローラ５０６と、グリル装置３のグリルシャッタ駆動部３０３に出力される。

一方、エアコンコントローラ１１５は、車両の外部（室外及びモータルーム外）の温度を検出する外気温センサ１１６と、モータルーム内の温度を検出するモータルーム内温度センサ１１７と、室内のインストルメントパネルなどに設けられた操作スイッチ１１８と、を備え、外気温度、モータルーム内の温度および目標室内温度などの動作指令が入力される。エアコンコントローラ１１５は、これらの入力信号にしたがって所定の演算を実行し、その演算結果をコンプレッサ１０１、ファンモータ１１１Ｍ、第１膨張弁１０３、第２膨張弁１０６及びファン２０４の駆動部２０５へ出力する。

次に、図３のフローチャートを参照して、本例の制御動作を説明する。
ステップＳ１では、車両が走行可能状態であり、グリルシャッタ３０１が閉じているものとする。

ステップＳ２では、外気温センサ１１６により外気温Ｔｏを検出し、エアコンコントローラ１１５へ出力する。ステップＳ３では、モータルーム内温度センサ１１７によりモータルーム内温度Ｔｍｒを検出し、エアコンコントローラ１１５へ出力する。ステップＳ４では、車速センサ５０１により車速Ｖを検出するとともに、アクセル開度センサ５０２によりアクセル開度を検出し、車両コントローラ５へ出力する。

ステップＳ５では、予測動力演算部５０３が、車両コントローラ５０１に読み込まれた車速Ｖおよびアクセル開度から要求モータトルクＴｍを演算し、この要求モータトルクＴｍの指令信号をモータコントローラ５０６に出力する。また、モータコントローラ５０６にて検出された実際のモータ回転数Ｎｍを車両コントローラ５に出力する。

ステップＳ６では、エアコンコントローラ１１５は、空気調和装置１の操作スイッチ１１８の入力操作によって設定温度などの運転条件が設定されて空調運転の開始が指示されると、室温、外気温Ｔｏなどの環境条件を検出し、検出した環境条件と運転条件とに基づいて空調運転を行う。エアコンコントローラ１１５は、車室内を設定温度に維持するための空調風の目標吹出し温度を演算し、演算した目標吹出し温度及び運転条件の設定等に基づいて車室内を空調する。

空気調和装置１が暖房装置として運転する場合に、室外熱交換器１０４を通過する空気温度と、コンプレッサ１０１を駆動するコンプレッサモータの消費電力（エアコン消費電力）との間に図４に示す関係がある。すなわち、空気温度が高いほどコンプレッサ１０１を駆動するコンプレッサモータの消費電力が小さくなり、空気温度が低いほどコンプレッサの消費電力が大きくなる。したがって、エアコンコントローラ１１５に読み込まれた外気温Ｔｏに対応するエアコン消費電力Ｗａｏと、同じくエアコンコントローラ１１５に読み込まれたモータルーム内温度Ｔｍｒに対応するエアコン消費電力Ｗａｍｒを図４に示す制御マップを用いて算出する。そして、これらの差、すなわちグリルシャッタ３０１を閉じたことによるエアコン消費電力の増加量ΔＷａ＝Ｗａｍｒ−Ｗａｏを算出する。外気温度がモータルーム内温度よりも高い場合には、ΔＷａが正の値、すなわち消費電力が増加し、外気温度がモータルーム内温度よりも低い場合には、ΔＷａが負の値、すなわち消費電力が減少することになる。

ステップＳ７では、グリルシャッタ３０１を閉じることによる、モータユニット４の消費電力の減少電力ΔＷｇを算出する。ここで、車両の空気抵抗力Ｆａは車速Ｖによって変化し、空気密度ρ、空気抵抗係数Ｃｄ、車両前面の投影面積Ａとした場合に、下記式（１）によって表される。
［数１］
空気抵抗力Ｆａ＝（１／２）・ρ・Ｃｄ・Ａ・Ｖ^２…（１）

グリルシャッタ３０１を閉じることにより、空気抵抗係数ＣｄがＣｄ’（Ｃｄ’＜Ｃｄ）となり、車速とグリルシャッタ３０１を閉じることによるモータユニット４の減少電力との関係は図５のようになる。すなわち、グリルシャッタ３０１を閉じるほど車両の空気抵抗が小さくなり、モータユニット４の消費電力が小さくなるが、車速Ｖが大きくなればなるほどモータユニット４の消費電力の減少量が大きくなる。したがって、図５を参照し、車速Ｖで走行している車両において、上記のようにグリルシャッタ３０１を閉じることによる消費電力の減少量ΔＷｇを算出する。なお、上記式（１）の空気密度ρは、図９に示されるように外気温によって変化するので、外気温センサ１１６により検出した外気温度を図９に代入して空気密度を求め、この外気温度による変化量を加味して計算してもよい。

ステップＳ８では、モータ効率の変化による損失仕事量ΔＷｍを算出する。モータに使用されている磁石には図６に示されるような温度特性がある。すなわち、モータユニット４（本例の場合はモータルーム内温度に相関する）が低いほど磁束Ψｍが大きくなる。また、モータトルクＴｍと磁束Ψｍには、極対数Ｐｎ、電機子電流のｄ軸及びｑ軸成分ｉｄ，ｉｑ、ｄ軸及びｑ軸のインダクタンスＬｄ，Ｌｑとした場合に、次の式（２）の関係がある。
［数２］
Ｔｍ＝Ｐｎ・Ψｍ・ｉｑ＋Ｐｎ（Ｌｄ−Ｌｑ）ｉｄ・ｉｑ…（２）

上記式（２）において、極対数Ｐｎ，インダクタンスＬｄ、Ｌｑはモータにより定数となるから、式（２）と図６から、モータユニット４の温度が低いほど磁束Ψｍが大きくなり、磁束Ψｍが大きくなれば、同じモータトルクＴｍが要求された場合に、電流ｉｄ，ｉｑを小さくすることができる。そして、モータ消費電力Ｗｍは、モータトルクＴｍ、モータ回転数Ｎｍとした場合に、下記式（３）の関係があるから、同じトルク、同じ回転数が要求された場合に、モータユニット４の温度が低いほどモータ消費電力Ｗｍを下げることができることになる。
［数３］
Ｗｍ＝Ｔｍ・Ｎｍ・（２π／６０）…（３）

このため、外気温Ｔｏとモータルーム内温度Ｔｍｒに温度差が生じた場合には、ラジエータ２０３における熱交換量の変化によるモータ消費電力が変化するので、このモータ効率変化による損失仕事量ΔＷｍを算出する。なお、モータユニット４の温度はモータルーム内温度センサ１１７により検出されるが、モータユニット４内に温度センサを設け、この温度センサから読み込んでもよい。

ステップＳ９では、ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８にて算出されたエアコン消費電力の増加量ΔＷａ、グリルシャッタ３０１によるモータユニット４の消費電力の減少量ΔＷｇ、モータ効率変化による損失仕事量ΔＷｍの関係において、以下の式（４）で判定を行う。
［数４］
ΔＷｇ＋ΔＷｍ−ΔＷａ＞０…（４）

式（４）の左辺が０であれば、２つの減少量ΔＷｇ，ΔＷｍの和が１つの増加量ΔＷａと等しくなるので、車両全体として消費電力を下げることができる。基本的には０でよいが、状況に応じて変えることもできる。ステップＳ９において、ΔＷｇ＋ΔＷｍ−ΔＷａ＞０の場合はステップＳ１０へ進み、ΔＷｇ＋ΔＷｍ−ΔＷａ≦０の場合はステップＳ１１へ進む。

図７は、横軸をモータ回転数Ｎｍ、縦軸をモータトルクＴｍとして、外気温とモータルーム内温度に温度差が生じ、モータルーム内温度が外気温よりある温度を下回った場合（この場合、Ｔｏ＝５℃、Ｔｍｒ＝−５℃）に、Ｔｏ，Ｔｍｒ，Ｔｍ，Ｎｍからモータ効率変化による損失仕事量ΔＷｍを算出し、車速によってグリルシャッタ３０１による空気抵抗減少による消費電力の減少量ΔＷｇを加算した全体の減少量を濃淡表示したグラフであり、グラフの右側及び上側ほどΔＷｍ＋ΔＷｇの値が大きくなる。一方、外気温度Ｔｏとモータルーム内温度Ｔｍｒとの差によるエアコン消費電力の増加量ΔＷａは、同図のＡ線にて示すことができるので、両者を比較してグリルシャッタ３０１の開閉を判定する。すなわち、エアコン消費電力の増加量ΔＷａを示すＡ線より右上側の領域ではΔＷｇ＋ΔＷｍ＞ΔＷａとなるため、グリルシャッタ３０１を閉じる方が全体の電力消費量が減少する一方で、Ａ線より左下側の領域ではΔＷｇ＋ΔＷｍ＜ΔＷａとなるため、グリルシャッタ３０１を開く方が全体の電力消費量が減少することになる。

ステップＳ１０では、ステップＳ９によってΔＷｇ＋ΔＷｍ−ΔＷａ＞０となったので、グリルシャッタ３０１を閉じるように車両コントローラ５の動作制御部５０５からグリルシャッタ駆動部３０３へ指令信号を出力する。これに対して、ステップＳ１１では、ステップＳ９によってΔＷｇ＋ΔＷｍ−ΔＷａ≦０となったので、グリルシャッタ３０１を開くように車両コントローラ５の動作制御部５０５からグリルシャッタ駆動部３０３へ指令信号を出力する。

本発明の電気自動車において、走行駆動源であるモータと駆動輪との間に減速機（動力伝達装置）を有する場合に、減速機の消費電力をも考慮してもよい。減速機には潤滑オイルが循環し、このオイルの循環アクチュエータに電力が消費されるが、潤滑オイルは温度の低下により粘度が上昇するので、温度が低下すると循環アクチュエータの消費電力が増加する。

図８は、減速機内の温度が低下することによって、減速機に供給されるオイルの粘度が上昇し、減速機の消費電力の増加量ΔＷｆｇを図７のΔＷａに加算したものである。Ｂ線は、ΔＷａ＋ΔＷｆｇとなり、図７に示すＡ線（ΔＷａのみ）よりも消費電力の増加量が増加するので、グリルシャッタ３０１を開閉制御する閾値が右上にシフトした場合である。そして、図３のステップＳ９において、この線Ｂと消費電力の減少量の和ΔＷｍ＋ΔＷｇを比較して、すなわち、ΔＷｇ＋ΔＷｍ−ΔＷａ−ΔＷｆｇ＞０の式によりグリルシャッタ３０１の開閉を判定してもよい。

上述した実施形態では、グリルシャッタ３０１を全閉状態にした場合の消費電力の増減量を判定したが、本発明では必ずしもグリルシャッタ３０１によりグリル開口部３０２を全閉にしなくてもよい。すなわち、図１０に示すように、グリルシャッタ３０１がわずかに開いている状態でも空気抵抗は小さくなり、これによりモータユニット４の消費電力は減少する。さらに、モータルーム内に外気が導入されることによりモータルーム内温度Ｔｍｒを外気温Ｔｏに近づけることができる。そして、たとえば全閉時のモータ消費電力の減少量ΔＷｇに、開口率Ｘに対する空気抵抗減少代ｋ_０（Ｘ）（ただし０＜ｘ＜１）を乗算することで、グリル開口部３０２による消費電力の減少量ΔＷｇ’を下記式（５）により算出することができる。
［数５］
ΔＷｇ’＝ΔＷｇ×ｋ_０（ｘ）…（５）

（１）以上のとおり、本例の車両用消費電力制御装置によれば、グリル開口部３０２の閉塞に起因する車両の空気抵抗Ｆａの変動によるモータ消費電力の変化量ΔＷｇと、グリル開口部３０２の閉塞に起因するモータのモータ効率の変動によるモータ消費電力の変化量ΔＷｍと、グリル開口部３０２の閉塞に起因する室外熱交換器１０４の冷却能力の変動による空気調和装置１の消費電力の変化量ΔＷａと、の総和ΔＷｇ＋ΔＷｍ−ΔＷａを求め、この値が正の値になる場合にはグリル開口部３０２を閉塞し、０又は負の値になる場合にはグリル開口部３０２を開放する。したがって、モータユニット４の温度変化にともなうモータ効率の変動をも考慮した最適な消費電力に設定することができ、バッテリが延命し航続距離を延ばすことができる。

（２）また本例の車両用消費電力制御装置によれば、外気温度センサによって外気温度を検出し、当該温度に応じた空気密度から車両の空気抵抗を求めるので、グリル開口部３０２の閉塞に起因する車両の空気抵抗の変動によるモータ消費電力の変化量ΔＷｇをより正確に求めることができる。

（３）また本例の車両用消費電力制御装置によれば、車両の空気抵抗Ｆａの変動によるモータ消費電力の変化量ΔＷｇと、モータのモータ効率の変動によるモータ消費電力の変化量ΔＷｍと、室外熱交換器１０４の冷却能力の変動による空気調和装置１の消費電力の変化量ΔＷａに、減速機の消費電力の変化量ΔＷｆｇを加えた総和ΔＷｇ＋ΔＷｍ−ΔＷａ−ΔＷｆｇを演算し、この値が正の値になる場合にはグリル開口部３０２を閉塞し、０又は負の値になる場合にはグリル開口部３０２を開放する。したがって、モータユニット４の温度変化にともなうモータ効率の変動に減速機の潤滑オイルの粘度の変動を加えた、より最適な消費電力に設定することができ、バッテリが延命し航続距離を延ばすことができる。

（４）また本例の車両用消費電力制御装置によれば、グリル装置に対して全閉又は全開以外にも開口率が０〜１００％となる制御信号を出力するので、最適な消費電力となるように、よりきめ細かい制御を実行することができる。

上記室外熱交換器１０４は本発明に係る熱交換器に相当し、上記車両コントローラ５は本発明に係る制御手段に相当する。

１…空気調和装置
１０１…コンプレッサ
１０２…室内熱交換器
１０３…第１膨張弁
１０４…室外熱交換器
１０５…切換弁
１０６…第２膨張弁
１０７…エバポレータ
１０８…アキュムレータ
１０９…冷媒配管
１１０…空調ユニットケース
１１１…送風機
１１１Ｍ…ファンモータ
１１２…インテークドア
１１３…温調用ドア
１１４…迂回路
１１５…エアコンコントローラ
１１６…外気温センサ
１１７…モータルーム内温度センサ
１１８…操作スイッチ
２…モータ冷却装置
２０１…ウォータジャケット
２０２…ポンプ
２０３…ラジエータ
２０４…ファン
２０５…ファン駆動部
３…グリル装置
３０１…グリルシャッタ
３０２…グリル開口部
３０３…グリルシャッタ駆動部
４…モータユニット
５…車両コントローラ
５０１…車速センサ
５０２…アクセル開度センサ
５０３…予測動力演算部
５０４…動力演算部
５０５…動作制御部
５０６…モータコントローラ

Claims (8)

1. モータを走行駆動源とし、
   前記車両の前端部のグリル開口部に配置された熱交換器を含む空気調和装置と、
   前記グリル開口部を開閉し、前記グリル開口部を開いた状態で前記熱交換器を通過する空気を導入し、前記グリル開口部を閉じた状態で車両の空気抵抗を減少させるグリル装置と、
   前記モータを冷却するモータ冷却装置と、を備えた車両において、
   当該車両にて消費される電力を制御する車両用消費電力制御装置であって、
   前記グリル開口部の閉塞に起因する前記車両の空気抵抗の変動によるモータ消費電力の変化量と、前記グリル開口部の閉塞に起因する前記モータのモータ効率の変動によるモータ消費電力の変化量と、前記グリル開口部の閉塞に起因する前記第１熱交換器の冷却能力の変動による前記空気調和装置の消費電力の変化量と、の総和に基づいて、前記グリル装置による前記グリル開口部の開閉を制御する制御手段を備える車両用消費電力制御装置。
2. 前記空気調和装置は、ヒートポンプサイクルによる暖房機能と、前記モータが配置されたモータルームの温度を検出するモータルーム内温度センサとを有する請求項１に記載の車両用消費電力制御装置。
3. 前記制御手段は、少なくとも、前記総和が正の値の場合に前記グリル開口部を閉塞し、前記総和が負の値の場合に前記グリル開口部を開放する請求項１又は２に記載の車両用消費電力制御装置。
4. 前記車両の走行速度を検出する車速センサを有し、
   前記制御手段は、前記グリル開口部の閉塞に起因する、前記車両の空気抵抗の変動によるモータ消費電力の変化量を、前記車速センサにより検出した走行速度に基づいて演算する請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用消費電力制御装置。
5. 前記車両の外気温度を検出する外気温センサを有し、
   前記制御手段は、前記外気温度センサにより検出した外気温度に基づいて空気密度を演算し、当該空気密度に基づいて前記車両の空気抵抗を演算する請求項４に記載の車両用消費電力制御装置。
6. 前記モータの温度を直接または間接的に検出するモータ温度センサを有し、
   前記制御手段は、前記グリル開口部の閉塞に起因する、前記モータのモータ効率の変動によるモータ消費電力の変化量を、前記モータ温度センサにより検出した前記モータの温度に基づいて演算する請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用消費電力制御装置。
7. 前記車両は、前記モータの出力軸に接続された減速機と、前記減速機に潤滑オイルを供給する電動アクチュエータと、前記潤滑オイルの温度を直接または間接的に検出するオイル温度センサとを備え、
   前記制御手段は、
   前記オイル温度センサにより検出されたオイル温度に基づいて前記減速機の消費電力の変化量を演算し、
   前記グリル開口部の閉塞に起因する前記車両の空気抵抗の変動によるモータ消費電力の変化量と、前記グリル開口部の閉塞に起因する前記モータのモータ効率の変動によるモータ消費電力の変化量と、前記グリル開口部の閉塞に起因する前記第１熱交換器の冷却能力の変動による前記空気調和装置の消費電力の変化量に、前記減速機の消費電力の変化量を加えた総和に基づいて、前記グリル装置による前記グリル開口部の開閉を制御する請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用消費電力制御装置。
8. 前記制御手段は、前記グリル装置に対し、前記グリル開口部の開口率を０〜１００％に設定する制御信号を出力する請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両用消費電力制御装置。