JP6863039B2

JP6863039B2 - 自動車

Info

Publication number: JP6863039B2
Application number: JP2017084505A
Authority: JP
Inventors: 雅史高松; 伸太郎辻井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-04-21
Filing date: 2017-04-21
Publication date: 2021-04-21
Anticipated expiration: 2037-04-21
Also published as: JP2018177163A

Description

本発明は、自動車に関する。

従来、この種の自動車としては、モータと、モータと駆動輪との間に設けられた変速機と、を備える自動車において、モータが回転停止していて且つモータからトルクを出力しているときには、アクセル開度に応じた要求トルクと変速機の目標変速段とに応じたトルクをモータから出力しつつ目標変速段に応じた係合要素を半係合状態とするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、こうした制御により、モータを回転させてモータの相電流の位相を変化させ、モータやインバータの過度の温度上昇を抑制している。そして、モータの相電流の位相が変化すると、半係合状態の係合要素を完全係合状態とする。

特開２００８−１２５３１８号公報

上述の自動車では、係合要素を半係合状態としてからモータの相電流の位相が変化するとその係合要素を完全係合状態とするから、モータの回転量（回転時間）があまり多くないことにより、モータやインバータの温度があまり低下しない場合がある。これに対して、モータの回転量を多くすることが考えられるものの、係合要素を半係合状態としてモータを回転させているときには、係合要素で発熱（摩擦熱）が生じるから、その回転量が多すぎると、係合要素の温度が過度に上昇する可能性がある。

本発明の自動車は、モータやインバータ，係合要素（クラッチ）の過度の温度上昇を抑制することを主目的とする。

本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の自動車は、
モータと、
前記モータを駆動するインバータと、
前記インバータを介して前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
前記モータと駆動輪との間に設けられたクラッチと、
前記インバータおよび前記クラッチを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記制御装置は、前記モータからトルクを出力していて且つ車両が停止しているときにおいて、前記モータおよび／または前記インバータの温度が第１閾値よりも高くなったときには、前記クラッチが半係合で前記モータが回転するように制御する半係合制御を実行し、前記半係合制御の実行中に前記クラッチの温度が第２閾値よりも高くなったときには、前記クラッチが完全係合されて前記モータが回転停止するように制御する、
ことを要旨とする。

この本発明の自動車では、モータからトルクを出力していて且つ車両が停止しているときにおいて、モータおよび／またはインバータの温度が第１閾値よりも高くなったときには、クラッチが半係合でモータが回転するように制御する半係合制御を実行する。これにより、モータやインバータの過度の温度上昇を抑制することができる。そして、半係合制御の実行中にクラッチの温度が第２閾値よりも高くなったときには、クラッチが完全係合されてモータが回転停止するように制御する。これにより、クラッチの過度の温度上昇を抑制することができる。これらの結果、モータやインバータ，クラッチの過度の温度上昇を抑制することができる。

こうした本発明の自動車において、前記制御装置は、前記半係合制御の実行中に前記クラッチの温度が前記第２閾値よりも高くなったときには、前記モータの何れかの相の電流がゼロクロスするゼロクロス電気角を含む所定範囲内で前記モータが回転停止するように制御するものとしてもよい。ゼロクロス電気角では、各相の相電流のうち絶対値が最大のものにおける絶対値が小さくなるから、その付近でモータを回転停止させることにより、モータが回転停止しているときのモータやインバータの発熱ひいては温度上昇を抑制することができる。

また、本発明の自動車において、前記制御装置は、前記半係合制御を実行するときには、前記半係合制御を実行していないときと同一のトルクが前記駆動輪側に出力されるように前記モータを制御するものとしてもよい。こうすれば、半係合制御を実行するときの車両の移動をより抑制することができる。

本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。電子制御ユニット５０により実行されるホールド状態制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。自動変速機４２の入力軸４２ａに出力されるトルクが要求トルクＴｉｎ＊に等しくなるときの、クラッチ４０の油圧指令Ｐｃ＊とモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊との関係の一例を示す説明図である。モータ３２の電気角θｅと、各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗと、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの最大絶対値と、の関係の一例を示す説明図である。

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。

図１は、本発明の一実施例としての電気自動車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、モータ３２と、インバータ３４と、蓄電装置としてのバッテリ３６と、クラッチ４０と、自動変速機４２と、電子制御ユニット５０と、を備える。

モータ３２は、同期発電電動機として構成されており、永久磁石が埋め込まれた回転子と、三相コイルが巻回された固定子と、を備える。このモータ３２の回転軸は、クラッチ４０を介して自動変速機４２の入力軸４２ａに接続されている。

インバータ３４は、モータ３２の駆動に用いられる。このインバータ３４は、電力ライン３８を介してバッテリ３６に接続されており、６つのスイッチング素子としてのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のそれぞれに並列に接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、を有する。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、それぞれ、電力ライン３８の正極側ラインと負極側ラインとに対してソース側とシンク側になるように２個ずつペアで配置されている。また、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータ３２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相のコイル）の各々が接続されている。したがって、インバータ３４に電圧が作用しているときに、電子制御ユニット５０によって、対となるトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータ３２が回転駆動される。

バッテリ３６は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、上述したように、電力ライン３８を介してインバータ３４に接続されている。クラッチ４０は、例えば油圧駆動の摩擦クラッチとして構成されており、モータ３２の回転軸と自動変速機４２の入力軸４２ａとの接続および接続の解除を行なう。

自動変速機４２は、油圧駆動の４段変速の自動変速機として構成されており、モータ３２の回転軸にクラッチ４０を介して接続された入力軸４２ａと、駆動輪２２ａ，２２ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２６に接続された出力軸４２ｂと、複数の遊星歯車と、油圧駆動の複数の摩擦係合要素（クラッチ，ブレーキ）と、を備える。この自動変速機４２は、複数の摩擦係合要素の係脱により第１速段から第４速段までの前進段や後進段を形成して入力軸４２ａと出力軸４２ｂとの間で動力を伝達する。

電子制御ユニット５０は、ＣＰＵ５２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、ＣＰＵ５２の他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ５４やデータを一時的に記憶するＲＡＭ５６，入出力ポートを備える。電子制御ユニット５０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット５０に入力される信号としては、例えば、駆動軸２６に取り付けられた回転数センサ２６ａからの駆動軸２６の回転数Ｎｄや、モータ３２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ（例えばレゾルバ）３２ａからの回転位置θｍ，モータ３２の各相の相電流を検出する電流センサ３２ｕ，３２ｖからの相電流Ｉｕ，Ｉｖ，モータ３２の温度を検出する温度センサ３２ｔからのモータ３２の温度ｔｍ，インバータ３４の温度を検出する温度センサ３４ｔからのインバータ３４の温度ｔｉを挙げることができる。また、バッテリ３６の端子間に取り付けられた電圧センサ３６ａからのバッテリ３６の電圧Ｖｂや、バッテリ３６の出力端子に取り付けられた電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の電流Ｉｂ，クラッチ４０の温度を検出する温度センサ４０ｔからのクラッチ４０の温度ｔｃも挙げることができる。加えて、イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号や、シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル６３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６４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル６５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６６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ６８からの車速Ｖも挙げることができる。電子制御ユニット５０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット５０から出力される信号としては、例えば、インバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６へのスイッチング制御信号や、クラッチ４０への制御信号，自動変速機４２への制御信号を挙げることができる。電子制御ユニット５０は、回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２の回転子の回転位置θｍに基づいてモータ３２の電気角θｅや角速度ωｍ，回転数Ｎｍを演算している。また、電子制御ユニット５０は、電流センサ３２ｕ，３２ｖからのモータ３２の相電流Ｉｕ，Ｉｖに基づいてｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑを求めると共にこのｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑに基づいてモータ３２のトルクＴｍを推定している。さらに、電子制御ユニット５０は、電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを演算している。ここで、蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ３６の全容量に対するバッテリ３６から放電可能な電力の容量の割合である。

こうして構成された実施例の電気自動車２０では、走行する際には、電子制御ユニット５０により、以下の走行制御が行なわれる。走行制御では、電子制御ユニット５０は、クラッチ４０を完全係合する。また、アクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ６８からの車速Ｖとに基づいて自動変速機４２の目標変速段Ｓ＊を設定し、自動変速機４２の変速段Ｓが目標変速段Ｓ＊となるように自動変速機４２を制御する。さらに、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸２６の要求トルクＴｄ＊を設定し、駆動軸２６の要求トルクＴｄ＊と自動変速機４２のギヤ比Ｇｒとに基づいて自動変速機４２の入力軸４２ａの要求トルクＴｉｎ＊を設定し、要求トルクＴｉｎ＊が（クラッチ４０を介して）自動変速機４２の入力軸４２ａに出力されるようにモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊を設定し、モータ３２がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチング制御を行なう。なお、自動変速機４２のギヤ比Ｇｒは、回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２の回転位置θｍに基づく回転数Ｎｍ（自動変速機４２の入力軸４２ａの回転数）を回転数センサ２６ａからの駆動軸２６の回転数Ｎｄで除して計算したり、自動変速機４２の現在の変速段Ｓに対応する値を用いたりすることができる。

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、モータ３２からトルクを出力していて且つ車両が停止している状態（例えば、登坂路でアクセルペダル６３が踏み込まれていて車両が停止している状態など、以下、「ホールド状態」という）でのモータ３２およびクラッチ４０の制御について説明する。なお、自動変速機４２については、ホールド状態でも、上述したのと同様に制御するものとした。

図２は、電子制御ユニット５０により実行されるホールド状態制御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、ホールド状態になってからその後にホールド状態の解消要求がなされるまで繰り返し実行される。ホールド状態になったか否かは、例えば、電流センサ３２ｕ，３２ｖからの相電流Ｉｕ，Ｉｖに基づくｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｕ，Ｉｖに基づいて推定されるモータ３２のトルクＴｍと閾値Ｔｍｒｅｆとの比較、および、車速センサ６８からの車速Ｖと閾値Ｖｒｅｆとの比較により判定することができる。ホールド状態の解消要求がなされたか否かは、例えば、アクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃがホールド状態になってから変化したか否かにより判定することができる。

図２の制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０は、自動変速機４２の入力軸４２ａの要求トルクＴｉｎ＊や、モータ３２の電気角θｅや温度ｔｍ，インバータ３４の温度ｔｉ，クラッチ４０の温度ｔｃなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、自動変速機４２の入力軸４２ａの要求トルクＴｉｎ＊は、上述したのと同様に設定した値を入力するものとした。モータ３２の電気角θｅは、回転位置検出センサ３２ａからのモータ３２の回転位置θｍに基づいて演算された値を入力するものとした。モータ３２の温度ｔｍは、温度センサ３２ｔにより検出された値を入力するものとした。インバータ３４の温度ｔｉは、温度センサ３４ｔにより検出された値を入力するものとした。クラッチ４０の温度ｔｃは、温度センサ４０ｔにより検出された値を入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、クラッチ４０を完全係合している（クラッチ４０の油圧が後述の所定油圧Ｐｃ１である）か否かを判定し（ステップＳ１１０）、クラッチ４０を完全係合していると判定したときには、モータ３２の温度ｔｍを閾値ｔｍｒｅｆ１と比較すると共にインバータ３４の温度ｔｉを閾値ｔｉｒｅｆ１と比較する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値ｔｍｒｅｆ１は、モータ３２の過熱温度よりもある程度低い温度として、例えば、１００℃や１１０℃，１２０℃などを用いることができる。閾値ｔｉｒｅｆ１は、インバータ３４の過熱温度よりもある程度低い温度として、例えば、１００℃や１１０℃，１２０℃などを用いることができる。いま、ホールド時において、クラッチ４０の完全係合によりモータ３２が回転停止しているときを考えているから、モータ３２の三相コイルやインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のうちの特定の相（素子）に大きい電流が流れ、モータ３２の温度ｔｍやインバータ３４の温度ｔｉが上昇しやすい。これを踏まえて、実施例では、ステップＳ１２０の処理を実行するのである。

ステップＳ１２０で、モータ３２の温度ｔｍが閾値ｔｍｒｅｆ１以下で且つインバータ３４の温度ｔｉが閾値ｔｉｒｅｆ１以下のときには、クラッチ４０の油圧指令Ｐｃ＊に所定油圧Ｐｃ１を設定すると共にモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に自動変速機４２の入力軸４２ａの要求トルクＴｉｎ＊を設定し、クラッチ４０の油圧指令Ｐｃ＊を用いてクラッチ４０を制御すると共にモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊を用いてモータ３２（インバータ３４）を制御して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。ここで、所定油圧Ｐｃ１は、クラッチ４０を完全係合する際の油圧である。

ステップＳ１２０で、モータ３２の温度ｔｍが閾値ｔｍｒｅｆ１よいも高いときやインバータ３４の温度ｔｉが閾値ｔｉｒｅｆ１よりも高いときには、クラッチ４０の油圧指令Ｐｃ＊を所定油圧Ｐｃ１からそれよりも低い所定油圧Ｐｃ２に変化させると共にモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊をクラッチ４０の自動変速機４２の要求トルクＴｉｎ＊からそれよりも所定トルクΔＴだけ大きいトルク（Ｔｉｎ＊＋ΔＴ）に変化させながら、クラッチ４０の油圧指令Ｐｃ＊を用いてクラッチ４０を制御すると共にモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊を用いてモータ３２（インバータ３４）を制御して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。ここで、所定油圧Ｐｃ２は、クラッチ４０を半係合する際の油圧である。また、所定トルクΔＴは、クラッチ４０の油圧を所定油圧Ｐｃ２にしたときに、自動変速機４２の入力軸４２ａに要求トルクＴｉｎ＊が出力されるようにするために必要な補正トルクである。ステップＳ１４０の処理では、自動変速機４２の入力軸４２ａに出力されるトルクを要求トルクＴｉｎ＊で保持しながら、クラッチ４０の油圧を所定油圧Ｐｃ１から所定油圧Ｐｃ２に徐々に変化させると共にモータ３２のトルクを要求トルクＴｉｎ＊からトルク（Ｔｉｎ＊＋ΔＴ）に徐々に変化させるのが好ましい。図３は、自動変速機４２の入力軸４２ａに出力されるトルクが要求トルクＴｉｎ＊に等しくなるときの、クラッチ４０の油圧指令Ｐｃ＊とモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊との関係の一例を示す説明図である。図３の場合、図中、Ａ点からＢ点に実線に沿って徐々に移動させるのが好ましい。このようにすることにより、クラッチ４０を完全係合から半係合にする際の車両の移動をより抑制することができる。こうしてクラッチ４０を半係合にすると、モータ３２からのトルクがクラッチ４０の許容トルクよりも大きくなり、モータ３２が回転する。ホールド時において、モータ３２を回転させると、モータ３２の三相コイルやインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のうち大きい電流が流れる相が変化するから、図示しない冷却装置によるモータ３２やインバータ３４の冷却などにより、モータ３２の温度ｔｍやインバータ３４の温度ｔｉを低下させることができる。これにより、モータ３２やインバータ３４の過熱を抑制することができる。

クラッチ４０を半係合にすると、ステップＳ１１０でクラッチ４０を半係合していると判断し、モータ３２の温度ｔｍを上述の閾値ｔｍｒｅｆ１よりも若干低い閾値ｔｍｒｅｆ２と比較すると共に、インバータ３４の温度ｔｉを上述の閾値ｔｉｒｅｆ１よりも若干低い閾値ｔｉｒｅｆ２と比較する（ステップＳ１５０）。ここで、閾値ｔｍｒｅｆ２は、例えば、閾値ｔｍｒｅｆ１よりも５℃や１０℃，１５℃など低い温度を用いることができる。閾値ｔｉｒｅｆ２は、閾値ｔｉｒｅｆ１よりも５℃や１０℃，１５℃など低い温度を用いることができる。上述したように、モータ３２を回転させると、モータ３２の温度ｔｍやインバータ３４の温度ｔｉを低下させることができる。これを踏まえて、実施例では、ステップＳ１５０の処理を実行するのである。

ステップＳ１５０で、モータ３２の温度ｔｍが閾値ｔｍｒｅｆ２よりも高いときやインバータ３４の温度ｔｉが閾値ｔｉｒｅｆ２よりも高いときには、クラッチ４０の温度ｔｃを閾値ｔｃｒｅｆと比較する（ステップＳ１６０）。ここで、閾値ｔｃｒｅｆは、クラッチ４０の過熱温度よりもある程度低い温度を用いることができる。クラッチ４０を半係合としてモータ３２を回転させると、クラッチ４０での発熱（摩擦熱）によりクラッチ４０の温度ｔｃが上昇しやすい。これを踏まえて、実施例では、ステップＳ１６０の処理を実行するのである。

ステップＳ１６０でクラッチ４０の温度ｔｃが閾値ｔｃｒｅｆ以下のときには、クラッチ４０の油圧指令Ｐｃ＊に上述の所定油圧Ｐｃ２を設定すると共にモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に上述のトルク（Ｔｉｎ＊＋ΔＴ）を設定し、クラッチ４０の油圧指令Ｐｃ＊を用いてクラッチ４０を制御すると共にモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊を用いてモータ３２（インバータ３４）を制御して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。この場合、クラッチ４０を半係合でのモータ３２の回転を継続させることになる。

ステップＳ１５０で、モータ３２の温度ｔｍが閾値ｔｍｒｅｆ２以下で且つインバータ３４の温度ｔｉが閾値ｔｉｒｅｆ２以下のときには、モータ３２の電気角θｅが所定範囲内か否かを判定する（ステップＳ１７０）。また、ステップＳ１５０で、モータ３２の温度ｔｍが閾値ｔｍｒｅｆ２よりも高いときやインバータ３４の温度ｔｉが閾値ｔｉｒｅｆ２よりも高いときでも、ステップＳ１６０で、クラッチ４０の温度ｔｃが閾値ｔｃｒｅｆよりも高いときには、モータ３２の電気角θｅが所定範囲内か否かを判定する（ステップＳ１７０）。この所定範囲については後述する。

そして、モータ３２の電気角θｅが所定範囲外のときには、クラッチ４０の油圧指令Ｐｃ＊に上述の所定油圧Ｐｃ２を設定すると共にモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に上述のトルク（Ｔｉｎ＊＋ΔＴ）を設定し、クラッチ４０の油圧指令Ｐｃ＊を用いてクラッチ４０を制御すると共にモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊を用いてモータ３２（インバータ３４）を制御して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。この場合、クラッチ４０を半係合でのモータ３２の回転を継続させることになる。

一方、モータ３２の電気角θｅが所定範囲内のときには、クラッチ４０の油圧指令Ｐｃ＊を所定油圧Ｐｃ２からそれよりも高い所定油圧Ｐｃ１に変化させると共にモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊をトルク（Ｔｉｎ＊＋ΔＴ）からクラッチ４０の自動変速機４２の要求トルクＴｉｎ＊に変化させながら、クラッチ４０の油圧指令Ｐｃ＊を用いてクラッチ４０を制御すると共にモータ３２のトルク指令Ｔｍ＊を用いてモータ３２（インバータ３４）を制御して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ１９０の処理では、自動変速機４２の入力軸４２ａに出力されるトルクを要求トルクＴｉｎ＊で保持しながら、クラッチ４０の油圧を所定油圧Ｐｃ２から所定油圧Ｐｃ１に徐々に変化させると共にモータ３２のトルクをトルク（Ｔｉｎ＊＋ΔＴ）から要求トルクＴｉｎ＊に徐々に変化させるのが好ましい。図３で考えると、Ｂ点からＡ点に実線に沿って徐々に変化させるのが好ましい。このようにすることにより、クラッチ４０を半係合から完全係合にする際の車両の移動をより抑制することができる。こうしてクラッチ４０を完全係合にすると、モータ３２が回転停止する。

このようにして、モータ３２の温度ｔｍが閾値ｔｍｒｅｆ２以下で且つインバータ３４の温度ｔｉが閾値ｔｉｒｅｆ２以下のときに、モータ３２の電気角θｅを所定範囲内で回転停止させる。これは、モータ３２の温度ｔｍやインバータ３４の温度ｔｉが十分に低くなったと判断できるためである。また、モータ３２の温度ｔｍが閾値ｔｍｒｅｆ２よりも高いときやインバータ３４の温度ｔｉが閾値ｔｉｒｅｆ２よりも高いときでもクラッチ４０の温度ｔｃが閾値ｔｃｒｅｆよりも高いときには、モータ３２の電気角θｅを所定範囲内で回転停止させる。これにより、クラッチ４０の過熱を抑制することができる。なお、モータ３２が回転し始めてから（クラッチ４０を半係合にしてから）クラッチ４０の温度ｔｃが閾値ｔｃｒｅｆよりも高くなるまでの間には、モータ３２がある程度回転し、モータ３２が回転し始める直前よりもモータ３２の温度ｔｍやインバータ３４の温度ｔｉが低下していると考えられる。即ち、モータ３２を回転停止させても、モータ３２やインバータ３４が直ちに（極短時間で）過熱に至る可能性は低いと考えられる。

ここで、ステップＳ１７０の処理における所定範囲について説明する。図４は、モータ３２の電気角θｅと、各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗと、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの最大絶対値と、の関係の一例を示す説明図である。ここで、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの最大絶対値は、モータ３２の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうち絶対値が最大のもの（例えば相電流Ｉｕ）における絶対値を意味する。図示するように、モータ３２の電気角θｅでの６０°間隔（０°，６０°，・・・）で各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうちの何れがゼロクロスする。そして、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうちの何れがゼロクロスするゼロクロス電気角で相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの最大絶対値が極小となる。これを考慮して、実施例では、ゼロクロス電気角プラスマイナスα（例えば、３°や５°，７°など）の範囲を所定範囲とするものとした。そして、ステップＳ１９０の処理によって、モータ３２の電気角θｅを所定範囲内（好ましくはゼロクロス電気角）で停止させることにより、モータ３２が回転停止しているときのモータ３２やインバータ３４の発熱ひいては温度上昇を抑制する（モータ３２の温度ｔｍが閾値ｔｍｒｅｆよりも高くなったりインバータ３４の温度ｔｉが閾値ｔｉｒｅｆよりも高くなったりするまでの時間を長くする）ことができる。

以上説明した実施例の電気自動車２０では、モータ３２からトルクを出力していて且つ車両が停止しているホールド状態のときにおいて、モータ３２の温度ｔｍが閾値ｔｍｒｅｆよりも高くなったときやインバータ３４の温度ｔｉが閾値ｔｉｒｅｆよりも高くなったときには、クラッチ４０を半係合としてモータ３２を回転させる。これにより、モータ３２やインバータ３４の過度の温度上昇を抑制することができる。そして、モータ３２の回転中にクラッチ４０の温度ｔｃが閾値ｔｃｒｅｆよりも高くなったときには、クラッチ４０を完全係合としてモータ３２を回転停止させる。これにより、クラッチ４０の過度の温度上昇を抑制することができる。これらの結果、モータ３２やインバータ３４，クラッチ４０の過度の温度上昇を抑制することができる。

実施例の電気自動車２０では、モータ３２の温度ｔｍが閾値ｔｍｒｅｆ２以下で且つインバータ３４の温度ｔｉが閾値ｔｉｒｅｆ２以下のときや、モータ３２の温度ｔｍが閾値ｔｍｒｅｆ２よりも高いときやインバータ３４の温度ｔｉが閾値ｔｉｒｅｆ２よりも高いときでもクラッチ４０の温度ｔｃが閾値ｔｃｒｅｆよりも高いときには、モータ３２の電気角θｅを所定範囲内で回転停止させるものとした。しかし、これらのときには、モータ３２の電気角θｅが所定範囲内であるか否かに拘わらずにモータ３２を回転停止させるものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、クラッチ４０を半係合する際には、クラッチ４０を完全係合する際と同一のトルクが自動変速機４２の入力軸４２ａに出力されるようにモータ３２を制御するものとした。しかし、クラッチ４０を完全係合している際よりも自動変速機４２の入力軸４２ａに出力されるトルクが小さくなるもの、例えば、クラッチ４０を完全係合するか半係合するかに拘わらずにモータ３２から要求トルクＴｉｎ＊を出力するものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、蓄電装置として、バッテリ３６を用いるものとしたが、蓄電可能な装置であればよく、キャパシタを用いるものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、自動変速機４２は、４段変速の自動変速機を用いるものとしたが、５段変速や６段変速，８段変速などの自動変速機を用いるものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、モータ３２とクラッチ４０と自動変速機４２（複数のクラッチやブレーキ）とを備えるものとしたが、クラッチ４０と自動変速機４２とのうちの何れかだけを備えるものとしてもよい。

実施例では、走行用のモータ３２とクラッチ４０や自動変速機４２とを備える電気自動車２０の構成としたが、これらに加えてエンジンも備えるハイブリッド自動車の構成としてもよい。例えば、駆動輪に連結された駆動軸に自動変速機やクラッチを介してモータを接続するのに加えて、駆動軸にプラネタリギヤを介してエンジンおよび発電機を接続するハイブリッド自動車の構成としてもよい。また、駆動輪に連結された駆動軸に自動変速機やクラッチを介してモータを接続するのに加えて、第２クラッチを介してエンジンを接続するハイブリッド自動車の構成としてもよい。

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、モータ３２が「モータ」に相当し、インバータ３４が「インバータ」に相当し、バッテリ３６が「蓄電装置」に相当し、クラッチ４０が「クラッチ」に相当し、電子制御ユニット５０が「制御装置」に相当する。

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。

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。

本発明は、自動車の製造産業などに利用可能である。

２０電気自動車、２２ａ，２２ｂ駆動輪、２４デファレンシャルギヤ、２６駆動軸、２６ａ回転数センサ、３２モータ、３２ａ回転位置検出センサ、３２ｔ温度センサ、３２ｕ，３２ｖ電流センサ、３４インバータ、３４ｔ温度センサ、３６バッテリ、３６ａ電圧センサ、３６ｂ電流センサ、３８電力ライン、４０クラッチ、４０ｔ温度センサ、４２自動変速機、４２ａ入力軸、４２ｂ出力軸、５０電子制御ユニット、５２ＣＰＵ、５４ＲＯＭ、５６ＲＡＭ、６０イグニッションスイッチ、６１シフトレバー、６２シフトポジションセンサ、６３アクセルペダル、６４アクセルペダルポジションセンサ、６５ブレーキペダル、６６ブレーキペダルポジションセンサ、６８車速センサ、Ｄ１１〜Ｄ１６ダイオード、Ｔ１１〜Ｔ１６トランジスタ。

Claims

モータと、
前記モータを駆動するインバータと、
前記インバータを介して前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
前記モータと駆動輪との間に設けられたクラッチと、
前記インバータおよび前記クラッチを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記制御装置は、前記モータからトルクを出力していて且つ車両が停止しているときにおいて、前記モータおよび／または前記インバータの温度が第１閾値よりも高くなったときには、前記クラッチが半係合で前記モータが回転するように制御する半係合制御を実行し、前記半係合制御の実行中に前記クラッチの温度が第２閾値よりも高くなったときには、前記クラッチが完全係合されて前記モータが回転停止するように制御し、
更に、前記制御装置は、前記半係合制御の実行中に前記クラッチの温度が前記第２閾値よりも高くなったときには、前記モータの何れかの相の電流がゼロクロスするゼロクロス電気角を含む所定範囲内で前記モータが回転停止するように制御する、
自動車。