DE112008000360T5

DE112008000360T5 - Kühlsystem

Info

Publication number: DE112008000360T5
Application number: DE112008000360T
Authority: DE
Inventors: Naoyoshi Toyota-shi Takamatsu; Takeshi Yamazaki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-02-07
Filing date: 2008-02-06
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2028-02-07
Also published as: CN101578190A; CN101578190B; WO2008096899A1; JP4665911B2; US20100050676A1; JP2008189249A; US8127564B2; DE112008000360B4

Abstract

Ein Kühlsystem, das aufweist:
eine Lastantriebsvorrichtung (20) mit einem Leistungsspeichermechanismus (10), der konfiguriert ist, um ladbar/entladbar zu sein, und einer Treiberschaltung (14, 31), die die Zuführung von elektrischer Leistung von dem Leistungsspeichermechanismus (10) aufnimmt und eine elektrische Last antreibt,
eine Kühlvorrichtung, die die Lastantriebsvorrichtung kühlt, und
eine Steuervorrichtung (30), die einen Betrieb der Lastantriebsvorrichtung und einen Betrieb der Kühlvorrichtung steuert,
wobei die Kühlvorrichtung einen Kühlmittelpfad (58–66) aufweist, der einem Kühlmittel das Hindurchgehen gestattet,
wobei der Leistungsspeichermechanismus (10) angeordnet ist, um den Kühlmittelpfad mit der Treiberschaltung (14, 31) zu teilen,
wobei die Steuervorrichtung (30) eine Temperaturerhöhungssteuereinheit aufweist, die die Temperaturerhöhungssteuerung des Leistungsspeichermechanismus (10) ausführt, wenn eine Temperatur des Leistungsspeichermechanismus (10) unterhalb eines unteren Grenzwertes für die vorgeschriebene Temperatur ist, und
wobei die Temperaturerhöhungssteuereinheit aufweist:
eine Abschätzeinheit, die eine Wärmemenge, die von der Treiberschaltung (14, 31) erzeugt wird, abschätzt, und
eine Antriebssteuereinheit, die...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kühlsystem und insbesondere auf ein Kühlsystem für eine Lasttreiberschaltung.
Stand der Technik
In den letzten Jahren war die Aufmerksamkeit von einem Umweltstandpunkt aus auf ein Fahrzeug fokussiert, das einen Elektromotor als Antriebsleistungsquelle verwendet, wie z. B. ein Elektrofahrzeug, ein Hybridfahrzeug oder ein Brennstoffzellenfahrzeug. Ein solches Fahrzeug ist mit einem Leistungsspeichermechanismus montiert, der aus einer Sekundärbatterie oder einem elektrischen Doppelschichtkondensator gefertigt ist, um elektrische Leistung dem Elektromotor zuzuführen und die kinetische Energie in elektrische Energie umzuwandeln und diese während des regenerativen Bremsens zu speichern.
Bei einem solchen Fahrzeug, das einen Elektromotor als eine Antriebsleistungsquelle verwendet, ist es wünschenswert, eine Lade/Entlade-Kapazität des Leistungsspeichermechanismus zu erhöhen, damit die Fahrleistung verbessert wird, wie z. B. die Beschleunigungsleistung oder der Abstand bzw. die Strecke des kontinuierlichen Fahrens.
Andererseits verwendet der Leistungsspeichermechanismus eine elektrochemische Wirkung zum Speichern von elektrischer Energie, so dass seine Lade/Entlade-Eigenschaften tendenziell durch Temperaturen beeinflusst werden. Beim typischen Leistungsspeichermechanismus wird seine Lade/Entlade-Leistung bei sich verringernder Temperatur verschlechtert. Daher ist das Temperaturmanagement, insbesondere die Temperaturerhöhungssteuerung, des Leistungsspeichermechanismus zum Aufrechterhalten der vorgeschriebenen Lade/Entlade-Leistung wichtig.
Beispielsweise offenbart die japanische Patentoffenlegung Nummer 06-24238 eine Batterietemperatursteuervorrichtung, die eine Temperatur der Batterie, die an einem elektrischen Fahrzeug montiert ist, steuert, so dass diese in einen geeigneten Temperaturbereich fällt. Entsprechend dem Dokument weist die Batterietemperatursteuervorrichtung einen Umführwasserkanal zum Kühlen/Erwärmen der Batterie auf. Der Umführwasserkanal ist vorgesehen, damit gestattet wird, dass Kühlwasser in einem thermischen Isoliergefäß für die Batterie zu einem Kühler umgeführt wird, der die Wärme mit der Luft außerhalb des Fahrzeugs austauscht, oder zu einem Wärmekern umgeführt wird, der die Wärme mit Luft im Fahrzeug austauscht, und dass das Kühlwasser zu einem Inverter und einem Motor bzw. Elektromotor umgeführt wird, die beide als Wärmeerzeugungselement identifiziert sind, das Wärme beim Start des Fahrzeugs erzeugt. Wenn die Temperatur der Batterie niedriger als die geeignete Temperatur während des Ladens im Winter oder ähnlichem ist, erwärmt, wenn die Temperatur der Batterie niedriger als eine geeignete Temperatur beim Start ist oder wenn die Zündung eingeschaltet wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist, die Batterietemperatursteuervorrichtung die Batterie mittels einer elektrischen Heizeinrichtung, die am thermischen Isoliergefäß für die Batterie vorgesehen ist. Im Gegensatz dazu erwärmt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht Null ist (d. h. während der Fahrt) und der Motor und der Inverter bei einer Temperatur bei oder oberhalb von einer geeigneten Temperatur sind, die Batterietemperatursteuervorrichtung die Batterie durch Verwendung von Wärme, die durch den Motor und den Inverter freigegeben wird.
Ferner offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift Nummer 06-231807 eine Batterieerwärmungsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug, das Batterien hat, die um eine kraftstoffbeheizte Heizvorrichtung angeordnet sind, zum Erwärmen einer Fahrzeugkammer, und eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen von Abwärme der kraftstoffbeheizten Heizvorrichtung, die in einem Betriebszustand ist, zur Batterie hat.
In Bezug auf die Batterietemperatursteuervorrichtung, die in der japanischen Patentoffenlegungsnummer 06-24238 offenbart ist, ist eine Konfiguration offenbart, die durch den Motor und den Inverter freigegebene Wärme zum Erwärmen der Batterie verwendet. Wenn jedoch der Motor und der Inverter bei einer Temperatur sind, die niedriger als eine angemessene Temperatur sind, wie z. B. beim Starten oder bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von Null, wird eine Konfiguration angewendet, bei der die elektrische Heizeinrichtung eingeschaltet wird, um die Batterie zu erwärmen.
Daher ist es bei der japanischen Patentoffenlegung Nummer 06-24238 notwendig, die elektrische Heizeinrichtung und eine Leistungsführung für die elektrische Heizeinrichtung bei dem thermischen Isoliergefäß für die Batterie vorzusehen; und somit entsteht ein Problem bei der Größenerhöhung und bei der Erhöhung der Kosten der Batterietemperatursteuervorrichtung.
Ferner ist in Bezug auf die Batterieerwärmungsvorrichtung, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nummer 06-231807 offenbart ist, eine Konfiguration offenbart, bei der die kraftstoffbeheizte Heizeinrichtung im Mittelpunkt eines Batterietroges angeordnet ist und eine Vielzahl an Batterien um die kraftstoffbeheizte Heizeinrichtung angeordnet ist. Daher ist es schwierig, die Verringerung bei der Größe und den Kosten der Batterie zu erreichen.
Die vorliegende Erfindung wurde getätigt, um diese Probleme zu lösen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen eines Kühlsystems, das zum Erhöhen einer Temperatur eines Leistungsspeichermechanismus durch eine Konfiguration von geringer Größe und niedrigen Kosten in der Lage ist.
Offenbarung der Erfindung
Entsprechend der vorliegenden Erfindung weist ein Kühlsystem auf: eine Lastantriebsvorrichtung mit einem Leistungsspeichermechanismus, der konfiguriert ist, um ladbar/entladbar zu sein, und eine Treiberschaltung, die die Zuführung von elektrischer Leistung von dem Leistungsspeichermechanismus aufnimmt und eine elektrische Last antreibt, eine Kühlvorrichtung, die die Lastantriebsvorrichtung kühlt, und eine Steuervorrichtung, die einen Betrieb der Lastantriebsvorrichtung steuert und einen Betrieb der Kühlvorrichtung steuert. Die Kühlvorrichtung weist einen Kühlmittelpfad auf, der das Durchgehen von einem Kühlmittel durch diesen gestattet. Der Leistungsspeichermechanismus ist angeordnet, um den Kühlmittelpfad mit der Treiberschaltung zu teilen. Die Steuervorrichtung weist eine Temperaturerhöhungssteuereinheit auf, die die Temperaturerhöhungssteuerung des Leistungsspeichermechanismus ausführt, wenn eine Temperatur des Leistungsspeichermechanismus unterhalb eines unteren Grenzwertes einer vorgeschriebenen Temperatur ist. Die Temperaturerhöhungssteuereinheit weist eine Abschätzeinheit auf, die eine Wärmemenge abschätzt, die von der Treiberschaltung erzeugt wird, und eine Treibersteuereinheit, die die Treiberschaltung steuert, so dass ein an der Treiberschaltung erzeugter Leistungsverlust größer als ein Leistungsverlust während der normalen Steuerung wird, wenn die Wärmemenge, die von der Treiberschaltung erzeugt wird und die durch die Abschätzeinheit abgeschätzt wird, eine Wärmemenge nicht erreicht, die für das Erwärmen des Leistungsspeichermechanismus erforderlich ist.
Entsprechend dem vorstehend beschriebenen Kühlsystem wird bei der Konfiguration, bei der das Kühlsystem für die Treiberschaltung ebenfalls als das Kühlsystem für den Leistungsspeichermechanismus dient, wenn eine Wärmemenge, die von der Treiberschaltung erzeugt wird, für das Ausführen der Temperaturerhöhungssteuerung während der Temperaturerhöhungsteuerung des Leistungserzeugungsmechanismus unzureichend ist, ein Leistungsverlust der Treiberschaltung erhöht. Es ist dadurch möglich, die Kapazitätsverringerung des Leistungssteuermechanismus vermittels des Kühlmittels schnell wiederzugewinnen, das die Wärme mit der Treiberschaltung austauscht, die eine erhöhte Wärmemenge erzeugt. Folglich ermöglicht das Kühlsystem, das eine Konfiguration von geringer Größe und niedrigen Kosten hat, dass die Lade/Entlade-Leistung des Leistungsspeichermechanismus abgesichert wird und dass eine Betriebszuverlässigkeit der elektrischen Last verbessert wird.
Vorzugsweise weist die Kühlvorrichtung einen Kühler, der sich am Kühlmittelpfad befindet und der das Kühlmittel kühlt, einen Bypass-Pfad zum Umgehen des Kühlers, und ein Schaltventil auf, das gestattet, dass das Kühlmittel durch eine beliebige aus Kühler und Bypasspfad durchgeht. Die Temperaturerhöhungssteuereinheit weist ferner eine Schaltventilsteuereinheit auf, die einen Betrieb des Schaltventils steuert, so dass das Kühlmittel durch den Bypasspfad geht.
Entsprechend dem vorstehend beschriebenen Kühlsystem wird das Kühlmittel umgeführt, ohne dass durch den Kühler gegangen wird, wenn die Temperaturerhöhungssteuerung ausgeführt wird. Daher ist es möglich, die von der Treiberschaltung erzeugte Wärme zum Leistungsspeichermechanismus effizient zu transportieren und als Ergebnis den Leistungsspeichermechanismus schnell zu erwärmen.
Vorzugsweise weist die Treiberschaltung einen Konverter für elektrische Leistung auf, der die Umwandlung von elektrischer Leistung zwischen dem Leistungsspeichermechanismus und der elektrischen Last durch einen Schaltvorgang eines Schaltelementes ausführt. Die Antriebssteuereinheit steuert die Treiberschaltung, so dass ein Leistungsverlust, der durch den Schaltvorgang erzeugt wird, größer als der Leistungsverlust während der Normalsteuerung wird.
Entsprechend dem vorstehend beschriebenen Kühlsystem ist es durch das Erhöhen eines Leistungsverlustes während eines Schaltvorgangs zum Erhöhen einer Wärmemenge, die von der Treiberschaltung erzeugt wird, möglich, eine Kapazitätsverringerung des Leistungsspeichermechanismus schnell wiederzuerlangen, die bei niedrigen Temperaturen auftritt.
Vorzugsweise steuert die Antriebssteuerschaltung eine Antriebsleistungszuführung des Schaltelementes, so dass der Leitungswiderstand in einem Zustand, in dem das Schaltelement eingeschaltet ist, höher als der Leitungswiderstand während der normalen Steuerung wird.
Entsprechend dem vorstehend beschriebenen Kühlsystem ist es durch die Erhöhung eines ständigen Verlustes, der erhalten wird, wenn das Schaltelement eingeschaltet wird, um die Wärmemenge, die von der Treiberschaltung erzeugt wird, zu erhöhen, möglich, die Kapazitätsverringerung des Leistungsspeichermechanismus schnell wiederzuerlangen, die bei niedrigen Temperaturen auftritt.
Vorzugsweise steuert die Antriebssteuereinheit eine Antriebsleistungszuführung des Schaltelements, so dass der Leitungswidertand in einem Zustand, in dem Schalt element ausgeschaltet ist, niedriger als ein Leitungswiderstand während eines Normalbetriebes ist.
Entsprechend dem vorstehend beschriebenen Kühlsystem ist es durch die Erhöhung eines ständigen Verlustes, der erhalten wird, wenn das Schaltelement ausgeschaltet wird, um eine von der Treiberschaltung erzeugte Wärmemenge zu erhöhen, möglich, die Kapazitätsverringerung des Leistungsspeichermechanismus schneller wiederzuerlangen, die bei niedrigen Temperaturen auftritt.
Vorzugsweise steuert die Antriebssteuereinheit die Treiberschaltung, so dass eine Schaltgeschwindigkeit des Schaltelementes niedriger als eine Schaltgeschwindigkeit während eines Normalbetriebes wird.
Entsprechend dem vorstehend beschriebenen Kühlsystem ist es durch die Erhöhung eines Schaltverlustes, der während eines Schaltvorgangs erzeugt wird, um die von der Treiberschaltung erzeugte Wärmemenge zu erhöhen, möglich, die Kapazitätsverringerung des Leistungsspeichermechanismus schnell wiederzuerlangen, die bei niedrigen Temperaturen auftritt.
Vorzugsweise schaltet die Antriebssteuereinheit einen elektrischen Widerstand, der zwischen einer Antriebsleistungszuführung des Schaltelementes und einer Steuerelektrode des Schaltelementes elektrisch geschaltet ist, von einem ersten Widerstandswert zu einem zweiten Widerstandswert, der größer als der erste Widerstandswert ist.
Entsprechend dem vorstehend beschriebenen Kühlsystem kann ein Schaltverlust durch eine einfache Konfiguration erhöht werden, so dass es die Konfiguration von geringer Größe und mit niedrigen Kosten ermöglicht, die Kapazitätsverringerung des Leistungsspeichermechanismus schnell wiederzuerlangen, die bei niedrigen Temperaturen auftritt.
Vorzugsweise ist die elektrische Last eine elektrische Rotationsmaschine, und steuert die Antriebssteuereinheit die Treiberschaltung, so dass die Antriebseffizienz der elektrischen Rotationsmaschine niedriger als die Antriebseffizienz während eines Normalbetriebes wird.
Entsprechend dem vorstehend beschriebenen Kühlsystem wird durch die Verringerung der Antriebseffizienz der elektrischen Rotationsmaschine ein Antriebsstrom, der durch die elektrische Rotationsmaschine fließt, erhöht und wird eine durch die Treiberschaltung selbst erzeugte Wärmemenge erhöht, so dass es möglich ist, die Kapazitätsverringerung des Leistungsspeichermechanismus schnell wiederzuerlangen, die bei niedrigen Temperaturen auftritt.
Vorzugsweise wird die elektrische Rotationsmaschine bei einem ersten Betriebspunkt betrieben, der einen Antriebsstrom mit einer ersten Stromamplitude zum Erzeugen des geforderten Drehmoments erfordert, während des Normalbetriebes. Die Antriebssteuereinheit steuert die Treiberschaltung, so dass die elektrische Rotationsmaschine bei einem zweiten Betriebspunkt betrieben wird, der einen Antriebsstrom erfordert, der eine zweite Stromamplitude hat, zum Erzeugen des gleichen angeforderten Drehmoments, wobei die zweite Stromamplitude größer als die erste Stromamplitude ist.
Entsprechend dem vorstehend beschriebenen Kühlsystem wird durch eine Erhöhung eines Antriebsstromes, der durch die elektrische Rotationsmaschine strömt, eine von der Treiberschaltung erzeugte Wärmemenge erhöht, so dass es möglich ist, die Kapazitätsverringerung des Leistungsspeichermechanismus schnell wiederzuerlangen, die bei niedrigen Temperaturen auftritt. Ferner werden die Treiberschaltung und die elektrische Rotationsmaschine durch Selbsterhitzung erwärmt und somit wird die Betriebszuverlässigkeit der elektrischen Last verbessert.
Vorzugsweise schätzt die Abschätzeinheit die von der Treiberschaltung erzeugte Wärmemenge auf der Grundlage von einem beliebigen der nachfolgenden Werte Temperatur des Kühlmittels, Temperatur der Treiberschaltung und Treiberstrom, der durch die Treiberschaltung fließt, ab.
Entsprechend dem vorstehend beschriebenen Kühlsystem ist es möglich, eine von der Treiberschaltung erzeugte Wärmemenge in einfacher Weise abzuschätzen.
Vorzugsweise ist der Leistungsspeichermechanismus angeordnet, um den Kühlmittelpfad weiter mit der elektrischen Last zu teilen.
Entsprechend dem vorstehend beschriebenen Kühlsystem ist es möglich, den Leistungsspeichermechanismus durch das Kühlmittel effizienter und schnell zu erwärmen, das die Wärme mit der Treiberschaltung und der elektrischen Last, die Wärme erzeugt, austauscht.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine Vorrichtungskonfiguration von geringer Größe und niedrigen Kosten eine schnelle Erhöhung bei der Temperatur des Leistungsspeichermechanismus.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Schaltbild zum Beschreiben einer Konfiguration eine Lastantriebsvorrichtung, auf die ein Kühlsystem entsprechend der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
2 ist ein Blockschaltbild, das das Kühlsystem für die in 1 gezeigte Lastantriebsvorrichtung schematisch zeigt.
3 ist ein Funktions-Blockschaltbild der Steuervorrichtung in 2.
4 ist eine Zeichnung, die eine Beziehung zwischen dem Leitungswiderstand eines Schaltelementes und einer Gatespannung des Schaltelementes zeigt.
5 ist eine Zeichnung zum Beschreiben eines Schaltvorgangs einer Invertervorrichtung während der normalen Steuerung.
6 ist eine Zeichnung zum Beschreiben eines Schaltvorgangs der Invertervorrichtung während einer den Verlust erhöhenden Steuerung.
7 ist ein Fließbild zum Beschreiben der Steuerung des Kühlsystems entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine Zeichnung und Beschreibung eines Schaltvorgangs der Invertervorrichtung während der normalen Steuerung.
9 ist eine Zeichnung zum Beschreiben eines Schaltvorgangs zum Beschreiben der Invertervorrichtung während der Verlust erhöhenden Steuerung entsprechend einer ersten Modifikation des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
10 ist ein Funktions-Blockschaltbild einer Steuervorrichtung in einer Lastantriebsvorrichtung, auf die ein Kühlsystem entsprechend einer ersten Modifikation des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
11 ist ein Schaltbild, das ein Konfigurationsbeispiel einer Gate-Treiberschaltung entsprechend der ersten Modifikation des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
12 ist ein Fließbild zum Beschreiben der Steuerung des Kühlsystems entsprechend der ersten Modifikation des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine Zeichnung zum Beschreiben der Steuerung der Motorengeneratoren entsprechend einer zweiten Modifikation des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
14 ist ein Funktionsblockschaltbild einer Steuervorrichtung in einer Lastantriebsvorrichtung, auf die das Kühlsystem entsprechend der Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
15 ist ein Fließbild zum Beschreiben der Steuerung des Kühlsystems entsprechend der zweiten Modifikation des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Beste Art zur Ausführung der Erfindung
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Es ist festzuhalten, dass die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen die gleichen oder entsprechende Abschnitte zeigen.
1 ist ein Schaltbild zum Beschreiben einer Konfiguration einer Lastantriebsschaltung, auf die ein Kühlsystem entsprechend der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
Unter Bezugnahme auf 1 weist die Lastantriebsvorrichtung Motorgeneratoren MG1, MG2, eine Invertervorrichtung 20, eine Batterie 10, Stromsensoren 24, 28 und eine Steuervorrichtung 30 auf.
Jeder der Motorgeneratoren MG1, MG2 ist ein Dreiphasen-Wechselstrom-Synchron-Elektromotorgenerator und weist einen Rotor mit einer Vielzahl von Dauermagneten an einer Außenumfangsfläche und einen Stator auf, um den eine Dreiphasenwicklung zum Erzeugen eines rotierenden Magnetfeldes gewickelt ist. Jeder der Motorgeneratoren MG1, MG2 wird als ein Elektromotor betrieben, der den Rotor durch eine Wechselwirkung zwischen einem Magnetfeld, das durch Dauermagneten erzeugt wird, und einem Magnetfeld, das durch die Dreiphasenspule ausgebildet wird, in Rotation versetzt und antreibt, und wird ebenfalls als ein Leistungsgenerator betrieben, der eine elektromotorische Kraft über die Dreiphasenwicklung durch eine Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld, das durch die Dauermagneten erzeugt wird, und der Rotation des Rotors erzeugt.
Die Batterie 10 bildet eine „Leistungsspeichermechanismus”, der konfiguriert ist, um ladbar/entladbar zu sein, und ist beispielsweise aus einer Sekundärbatterie, wie z. B. einer Nickelwasserstoffbatterie oder einer Lithiumionenbatterie oder einem elektrischen Doppelschichtkondensator gebildet. Die Batterie 10 führt eine Gleichstromspannung einer Invertervorrichtung 20 zu und wird mit einer Gleichstromspannung von der Invertervorrichtung 20 geladen.
Die Invertervorrichtung 20 weist einen Inverter 14, der vorgesehen ist, um dem Motorgenerator MG1 zu entsprechen, einen Inverter 31, der vorgesehen ist, dem Motorgenerator MG2 zu entsprechen, einen Glättungskondensator C, eine Leistungszuführungsleitung L1, eine Masseleitung bzw. Erdeleitung 12 und einen Spannungssensor 13 auf.
Der Glättungskondensator C ist zwischen die Leistungszuführungsleitung L1 und die Masseleitung 12 geschaltet und glättet eine Ausgangsspannung der Batterie 10, insbesondere eine Eingangsspannung der Inverter 14, 31. Der Spannungssensor 13 erfasst eine Spannung Vm über dem Glättungskondensator C (d. h. dessen Spannung einer Eingangsspannung der Inverter 14, 31 entspricht, und das Gleiche gilt für das Folgende) und gibt die erfasste Spannung Vm zur Steuervorrichtung 30 aus.
Der Inverter 14 hat ein Konfiguration eines typischen Dreiphaseninverters und weist Schaltelemente Q1, Q2, die einen U-Phase-Arm bilden, Schaltelemente Q3, Q4, die einen V-Phase-Arm bilden, und Schaltelemente Q5, Q6, die einen W-Phase-Arm bilden, auf. Entgegengerichtete bzw. antiparallele D1–D6 sind verbunden, um dem jeweiligen Schaltelement Q1–Q6 zu entsprechen, um zu gestatten, dass ein Strom von der Emitterseite zur Kollektorseite fließt. Jeder der U-, V- und W-Phase-Arme des Inverters 14 ist mit einer entsprechenden Phase des Motor-Generators MG1 verbunden. Als das Schaltelement in diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, einen IGBT (insulated gate bipolar transistor) bzw. einen bipolaren Transistor mit isolierter Torelektrode, einen MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) oder ähnliches anzuwenden.
Eine Konfiguration des Inverters 31 ist ähnlich der Konfiguration des Inverters 14 und somit wird die detaillierte Beschreibung von diesem nicht wiederholt. Der U-Phase-Arm, der V-Phase-Arm und der W-Phase-Arm des Inverters 31 ist mit einer entsprechenden Phase des Motorgenerators MG2 verbunden.
Stromsensor 24 erfasst die Motorströme Iv1, Iw1, die durch den Motorgenerator MG1 strömen, und gibt die erfassten Motorströme Iv1, Iw1 aus, um die Steuervorrichtung 30 zu steuern. Der Stromsensor 28 erfasst die Motorströme Iv2, Iw2, die durch den Motorgenerator MG2 strömen, und gibt die erfassten Motorströme Iv2, Iw2 zur Steuervorrichtung 30 aus.
Die Steuervorrichtung 30 steuert die Schaltvorgänge der Schaltelemente Q1–Q6 im Inverter 14 zum Steuern des Inverters 14, damit bewirkt wird, dass der Motorgenerator MG1 ein Drehmoment entsprechend einem Motordrehmomentbefehl auf der Grundlage einer von der Batterie 10 zugeführten elektrischen Leistung erzeugt oder die durch den Motorgenerator MG1 erzeugte elektrische Wechselstrom-Leistung in elektrische Gleichstromleistung zum Laden der Batterie 10 umwandelt.
Genauer gesagt nimmt die Steuervorrichtung 30 einen Drehmomentbefehlswert TR1 und eine Motorrotationsgeschwindigkeit MRN1 von einer externen ECU (elektrische Steuereinheit), die nicht gezeigt ist, auf, nimmt diese die Ausgangsspannung Vm vom Spannungssensor 13 auf und nimmt diese Motorströme Iv1, Iw1 vom Stromsensor 24 auf. Auf der Grundlage dieser Ausgangswerte erzeugt die Steuervorrichtung 30 ein Signal PWMI1 zum Steuern des Schaltens der Schaltelemente Q1–Q6 im Inverter 14, wenn der Inverter 14 den Motorgenerator MG1 durch ein nachstehend beschriebenes Verfahren antreibt, und gibt diese das erzeugte Signal PWMI1 zum Inverter 14 aus.
Anders ausgedrückt ist das Signal PWMI1 ein Ein/Aus-Steuersignal für Schaltelemente Q1–Q6 im Inverter 14 und werden Schaltelemente Q1–Q6 durch Tortreiberschaltungen GD1–GD6 im Ansprechen auf diese Ein/Aus-Steuersignale geöffnet/geschlossen.
Die Steuervorrichtung 30 steuert ferner Schaltvorgänge der Schaltelemente Q1–Q6 im Inverter 31 zum Steuern des Inverters 31, damit bewirkt wird, dass der Motorgenerator MG2 ein Drehmoment im Ansprechen auf einen Motordrehmomentbefehl erzeugt, auf der Grundlage von elektrischer Leistung, die von der Batterie 10 zugeführt wird, oder die elektrische Wechselstromleistung, die durch den Motorgenerator MG2 erzeugt wird, in elektrische Gleichstromleistung zum Laden der Batterie 10 umwandelt. Genauer gesagt erzeugt auf der Grundlage des Drehmomentbefehlswertes TR2 und der Motorrotationsgeschwindigkeit MRN2 von der externen ECU, der Ausgangsspannung Vm vom Spannungssensor 13 und der Motorströme Iv2, Iw2 vom Stromsensor 28 die Steuervorrichtung 30 ein Signal PWMI2 zum Steuern des Schaltens der Schalelemente Q1–Q6 im Inverter 31, wenn der Inverter 31 den Motorgenerator MG2 antreibt, und gibt diese das erzeugte Signal PWMI2 zum Inverter 31 aus.
Es ist festzuhalten, dass in der vorstehenden Beschreibung eine Invertervorrichtung 20, die Inverter 14, 31 und den Glättungskondensator C aufweist, eine „Lastantriebsvorrichtung” bildet. Wenn die Lastantriebsvorrichtung als eine Antriebskrafterzeugeeinheit angesehen wird, die die Antriebskraft des Fahrzeugs erzeugt, fährt das Fahrzeug durch das Übertragen der Antriebskraft, die durch die von der Batterie 10 zur Antriebskrafterzeugungseinheit geführte, elektrische Leistung erzeugt wird, zu den Rädern. Ferner bewirkt das Fahrzeug während des regenerativen Bremsens, dass die Antriebskrafterzeugungseinheit elektrische Leistung aus kinetischer Energie erzeugt und diese die elektrische Leistung in der Batterie 10 wieder einfängt.
2 ist ein Blockschaltbild, das das Kühlsystem für die Lastantriebsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, schematisch zeigt.
Unter Bezugnahme auf 2 weist das Kühlsystem eine Invertervorrichtung 20, Motorgeneratoren MG1, MG2, eine Batterie 10, eine elektrisch getriebene Pumpe (auf die sich nachfolgend als eine Pumpe bezogen wird) 50, einen Speichertank 52, einen Kühler 54 und Kühlmittelpfade 58–66 auf.
Der Kühlmittelpfad 58 ist zwischen der Pumpe 50 und der Invertervorrichtung 20 vorgesehen. Der Kühlmittelpfad 60 ist zwischen der Invertervorrichtung 20 und Motorgeneratoren MG1, MG2 vorgesehen. Der Kühlmittelpfad 62 ist zwischen der Batterie 10 und Motorgeneratoren MG1, MG2 vorgesehen. Ferner ist der Kühlmittelpfad 64 zwischen der Batterie 10 und einem ersten Anschluss des Kühlers 54 vorgesehen und ist der Kühlmittelpfad 66 zwischen einem zweiten Anschluss des Kühlers 54 und dem Speichertank 52 vorgesehen.
Die Pumpe 50 ist eine Pumpe zum Umführen von Kühlwasser, wie z. B. ein Gefrierschutzlösung, und führt ein Kühlmittel in eine Richtung eines gezeigten Pfeils um. Der Kühler 54 kühlt das Kühlmittel, das durch die Invertervorrichtung 20, die Motorgeneratoren MG1, MG2 und die Batterie 10 umgeführt wurde. Das im Kühler 54 gekühlte Kühlwasser wird im Speichertank 52 zeitweise gespeichert und zur Pumpe 50 zurückgeführt.
Anders ausgedrückt werden im Kühlsystem entsprechend der vorliegenden Erfindung die Invertervorrichtung 20, die Motorgeneratoren MG1, und MG2 und die Batterie 10 durch eine einziges Kühlsystem gekühlt. Bei der vorstehenden Beschreibung sind die Invertervorrichtung 20, die Motorgeneratoren MG1, MG2 und die Batterie 10 aufeinanderfolgend in dieser Reihenfolge an einer Stromaufwärtsseite bei Betrachtung vom Kühler 54 angeordnet. Jedoch ist die Reihenfolge, in der diese Vorrichtungen angeordnet sind, nicht darauf beschränkt.
Gemäß Vorbeschreibung wird entsprechend der vorliegenden Erfindung das Kühlwasser für die Invertervorrichtung 20 und für die Motorgeneratoren MG1, MG2 zum Kühlen der Batterie 10 verwendet, so dass das Kühlsystem für die Invertervorrichtung 20 und Motorgeneratoren MG1, MG2 ebenfalls als das Kühlsystem für die Batterie 10 dienen kann, und somit werden eine Verringerung der Größe und eine Verringerung der Kosten des Kühlsystems erreicht.
Ferner hat das Kühlsystem ein verringertes Gewicht, so dass das Fahrzeug, an dem die Lastantriebsvorrichtung montiert ist, ein verringertes Gewicht hat, und als Ergebnis ist die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs verbessert.
Ferner ist entsprechend der vorliegenden Erfindung durch die Verwendung des Merkmals, dass das Kühlwasser für die Invertervorrichtung 20 und die Motorgeneratoren MG1/MG2 ebenfalls als Kühlwasser für die Batterien 10 dient, die Lade/Entladeleistung der Batterie 10 in einer Umgebung mit niedriger Temperatur abgesichert. Anders ausgedrückt ist es durch das Transportieren von Wärme, die von der Invertervorrichtung 20 und den Motorgeneratoren MG1, MG2 erzeugt wird, zur Batterie 10 vermittels des Kühlwassers und durch die Verwendung der Wärme zum Erwärmen der Batterie 10 möglich, die Kapazitätsverringerung der Batterie 10 wiederzuerlangen, die bei niedrigen Temperaturen auftritt.
Genauer gesagt weist, wie in 2 gezeigt ist, das Kühlsystem ferner einen Bypasspfad 68, ein Schaltventil 56 und Temperatursensoren 40, 42 auf.
Das Schaltventil 56 ist am Kühlmittelpfad 64 zwischen der Batterie 10 und dem Kühler 54 vorgesehen. Das Schaltventil 56 schaltet eine Ausgangsbestimmung des Kühlwassers, das den Kühlmittelpfad 64 durchlaufen hat, entweder zum Kühler 54 oder zum Bypasspfad 68 bzw. zu einem beliebigen aus Kühler 54 und Bypasspfad 68.
Der Bypasspfad 68 ist ein Bypass für das Umgehen des Kühlers 54 und ist zwischen den Kühlmittelpfad 66 und dem Schaltventil 56 vorgesehen.
Der Temperatursensor 40 erfasst eine Temperatur Tb der Batterie 10 (auf die sich nachfolgend als Batterietemperatur bezogen wird) und gibt die erfasste Batterietemperatur Tb zur Steuervorrichtung 30 aus. Der Temperatursensor 42 erfasst eine Temperatur Tw des Kühlwassers (auf die sich nachfolgend als Kühlwassertemperatur bezogen wird) und gibt die erfasste Kühlwassertemperatur Tw zur Steuervorrichtung 30 aus.
Die Steuervorrichtung 30 steuert einen Schaltvorgang in der Invertervorrichtung 20, die vorstehend beschrieben ist, und steuert ebenfalls den Antrieb der Pumpe 50 zum Umführen des Kühlwassers. Das Antreiben der Pumpe 50 wird gesteuert, indem ein Sollwert der Strömungsrate in Anbetracht eines Druckverlustes beim Strömungskanal, durch den das Kühlwasser über die Invertervorrichtung 20, die Motorgeneratoren MG1, MG2 und die Batterie 10 läuft, und einer Wärmemenge, die durch jede dieser Vorrichtungen erzeugt wird, eingestellt wird, und indem eine Rotationsgeschwindigkeit der Pumpe 50 gesteuert wird, so dass ihre Strömungsrate den eingestellten Sollwert einnimmt.
Ferner bestimmt die Steuervorrichtung 30, ob es notwendig ist oder nicht, die Temperatur der Batterie 10 zu erhöhen, auf der Grundlage der Batterietemperatur Tb vom Temperatursensor 40. Genauer gesagt bestimmt die Steuervorrichtung 30, ob die Batterietemperatur Tb unterhalb eines unteren Grenzwertes Tb_lim für die vorgeschriebene Temperatur ist. Wenn die Batterietemperatur Tb unterhalb des unteren Grenzwertes Tb_lmin für die Temperatur ist, führt die Steuervorrichtung 30 eine Temperaturerhöhungssteuerung die Batterie 10 aus.
(Temperaturerhöhungssteuerung der Batterie)
Die Temperaturerhöhungssteuerung der Batterie 10 wird ausgeführt, indem eine Betätigung des Schaltventils 56 entsprechend der Batterietemperatur Tb gesteuert wird. Genauer gesagt steuert, wenn die Batterietemperatur Tb zumindest der untere Grenzwert Tb_lmin für die Temperatur ist, genauer gesagt während der Normalsteuerung, die nicht die Temperaturerhöhungssteuerung ist, die Steuervorrichtung 30 einen Betrieb des Schaltventils 56, so dass das Kühlwasser vom Kühlmittelpfad 64 zum Kühler 54 ausgegeben wird. Im Gegensatz dazu steuert, wenn die Batterietemperatur Tb unterhalb einer unteren Grenze Tb_lmin für die Temperatur ist, genauer gesagt, wenn die Temperaturerhöhungssteuerung ausgeführt werden soll, die Steuervorrichtung 30 einen Betrieb des Schaltventils 56, so dass das Kühlwasser vom Kühlmittelpfad 64 zum Bypasspfad 68 ausgegeben wird.
Als solches wird durch das Steuern einer Betätigung des Schaltventils 56 entsprechend der Batterietemperatur Tb das Kühlwasser umgeführt, ohne über den Kühler 54 zu gehen, wenn die Temperaturerhöhungssteuerung ausgeführt wird, so dass das durch die Invertervorrichtung 20 und die Motorgeneratoren MG1, MG2 erwärmte Kühlwasser darin gehindert ist, durch den Kühler 54 gekühlt zu werden. Folglich ist es möglich, die Batterie 10 effizient zu erwärmen und die Kapazitätsverringerung der Batterie 10 wiederzuerlangen, die bei niedrigen Temperaturen auftritt.
Jedoch kann es bei der Konfiguration, bei der die Invertervorrichtung 20 und Motorgeneratoren MG1, MG2 als ein Wärmeerzeugungselement verwendet werden, und bei der die vom Wärmeerzeugungselement erzeugte Wärme zum Erwärmen der Batterie 10 als solche verwendet wird, wenn eine Wärmemenge, die vom Wärmeerzeu gungselement erzeugt wird, gering ist, wie z. B. beim Starten der Lastantriebsvorrichtung, schwierig sein, die Batterie 10 zu erwärmen.
Dabei übernimmt das Kühlsystem entsprechend der vorliegenden Erfindung eine Konfiguration, die die Invertervorrichtung 20 steuert, so dass ein bei der Invertervorrichtung 20 erzeugter Leistungsverlust größer als ein Leistungsverlust während der Normalsteuerung wird, wenn eine Wärmemenge, die bei der Invertervorrichtung 20 und den Motorgeneratoren MG1, MG2 erzeugt wird, niedriger als eine Wärmemenge ist, die während der Temperaturerhöhungssteuerung der Batterie 10 zum Erwärmen der Batterie 10 erforderlich ist.
Mit einer solchen Konfiguration wird eine von der Invertervorrichtung 20 erzeugte Wärme erhöht, so dass ein schnelles Erwärmen der Batterie 10 möglich ist. Es ist festzuhalten, dass sich auf diese Steuerung, bei der ein Leistungsverlust der Invertervorrichtung 20 erhöht wird, nachfolgend ebenfalls als „Verlusterhöhungssteuerung” bezogen wird.
(Verlusterhöhungssteuerung der Invertervorrichtung)
Zum Anfang schätzt die Steuervorrichtung 30 eine Wärmemenge ab, die bei der Invertervorrichtung 20 und den Motorgeneratoren MG1, MG2 erzeugt wird, und bestimmt diese, ob die abgeschätzte Menge der erzeugten Wärme zumindest eine Wärmemenge ist, die zum Erwärmen der Batterie 10 erforderlich ist. Als ein Beispiel schätzt die Steuervorrichtung 30 eine Wärmemenge, die bei der Invertervorrichtung 20 und den Motorgeneratoren MG1, MG2 erzeugt wird, auf der Grundlage der Kühlwassertemperatur Tw vom Temperatursensor 42 ab und bestimmt diese, ob die abgeschätzte Menge an erzeugter Wärme zumindest ein Wärmebetrag ist, der zum Erwärmen der Batterie 10 erforderlich ist.
Zu diesem Zeitpunkt bestimmt, wenn die Kühlwassertemperatur Tw niedriger als eine vorgeschriebene Temperatur Tw_std, die auf der Grundlage der Wärmemenge voreingestellt wurde, die zum Erwärmen der Batterie 10 erforderlich ist, die Steuervorrichtung 30, dass die Wärmemenge, die bei der Invertervorrichtung 20 und den Motor generatoren MG1, MG2 erzeugt wird, die Wärmemenge, die zum Erwärmen der Batterie 10 erforderlich ist, nicht erreicht. Die Steuervorrichtung 30 führt somit eine Verlusterhöhungssteuerung der Invertervorrichtung 20 aus. Im Gegensatz dazu bestimmt, wenn die Kühlwassertemperatur Tw zumindest die vorgeschriebene Temperatur Tw_std hat, die Steuervorrichtung 30, dass die Wärmemenge, die bei der Invertervorrichtung 20 und den Motorgeneratoren MG1, MG2 erzeugt wird, zumindest die Wärmemenge ist, die zum Erwärmen der Batterie 10 erforderlich ist, und führt diese die normale Steuerung der Invertervorrichtung 20 aus.
Es ist festzuhalten, dass, obwohl die Wärmemenge, die bei der Invertervorrichtung 20 und den Motorgeneratoren MG1, MG2 erzeugt wird, auf der Grundlage der Kühlwassertemperatur Tw vom Temperatursensor 42 in den vorstehenden Beschreibung abgeschätzt wird, es ebenfalls möglich sein kann, eine Konfiguration zu übernehmen, die Menge an erzeugter Wärme auf der Grundlage des Temperaturerfassungswertes eines Temperatursensors, der eine Vorrichtungstemperatur des Inverters 20 erfasst, und eines Erfassungswertes eines Temperatursensors, der eine Motortemperatur der Motorgeneratoren MG1, MG2 erfasst, abschätzt. Alternativ dazu kann es möglich sein, eine Konfiguration zu übernehmen, die die Menge an erzeugter Wärme auf der Grundlage der Motorströme Iv1, Iw1 vom Stromsensor 24 abschätzt.
Als Nächstes wird gemäß nachstehender Beschreibung, wenn die Verlusterhöhungssteuerung ausgeführt wird, eine Steuerung der Steuervorrichtung 30 im Bezug auf die Inverter 14, 31 vorgenommen, so dass ein Energieverlust während der Schaltvorgänge in den Schaltelementen Q1–Q6, die in der Invertervorrichtung 20 enthalten sind, größer als ein Leistungsverlust während der normalen Steuerung wird.
3 ist ein Funktions-Blockschaltbild der Steuervorrichtung 30 in 2.
Es ist festzuhalten, dass obwohl die Steuerung des Inverters 14 in der Invertervorrichtung 20 als ein repräsentatives Beispiel in den 3–15 nachstehend beschrieben wird, der Inverter 31 in der Invertervorrichtung 20 in ähnlicher Weise gesteuert wird.
Unter Bezugnahme auf 3 weist die Steuervorrichtung 30 eine Motorsteuerphase-Spannungsberechnungseinheit 300, eine PWM-Signal-Umwandlungseinheit 302 und eine Kühlvorrichtungs-Steuereinheit 304 auf.
Die Motorsteuerphase-Spannungsberechnungseinheit 300 nimmt vom Spannungssensor 13 eine Spannung über den Glättungskondensator C, genauer gesagt, eine Eingangsspannung Vm zum Inverter 14 auf, nimmt vom Stromsensor 24 Motorströme Iu1, Iv1, die durch den Motorgenerator MG1 strömen, auf und nimmt von der externen ECU den Drehmomentbefehl TR1 auf. Auf der Grundlage dieser eingegebenen Signale berechnet die Motorsteuerungsphase-Spannungsberechnungseinheit 300 dann eine Spannung, die an jede Phase des Motors/Generators MG1 angelegt werden soll, und gibt das Ergebnis der Berechnung zur PWM-Signal-Umwandlungseinheit 302 aus.
Auf der Grundlage des Ergebnisses der Berechnung, das von der Motorsteuerphase-Spannungberechnungseinheit 300 aufgenommen wird, erzeugt die PWM-Signal-Umwandlungseinheit 302 das Signal PWMI1 zum tatsächlichen Einschalten/Ausschalten von jedem Schaltelement Q1–Q6 im Inverter 14 und gibt diese das erzeugte Signal PWMI1 zu jedem der Schaltelemente Q1–Q6 in Inverter 14 aus. Die Schaltelemente Q1–Q6 werden durch Tortreiberschaltung GD1–GD6 im Ansprechen auf das Signal PWMI1 geöffnet/geschlossen.
Bei der Aufnahme der Batterietemperatur Tb vom Temperatursensor 40 und der Kühlwassertemperatur Tw vom Temperatursensor 42 bestimmt die Kühlvorrichtungs-Steuereinheit 304, ob die Batterietemperatur Tb unterhalb des unteren Grenzwertes Tb_lim für die vorgeschriebene Temperatur ist oder nicht. Wenn die Batterietemperatur Tb unterhalb des unteren Grenzwertes Tb_lim für die vorgeschriebene Temperatur ist, führt die Kühlvorrichtungs-Steuereinheit 304 eine Temperaturerhöhungssteuerung der Batterie 10 aus.
Bei der Temperaturerhöhungssteuerung erzeugt die Kühlvorrichtungs-Steuereinheit 304 ein Signal DRV zum Steuern eines Betriebes des Schaltventils 56, so dass das Kühlwasser vom Kühlmittelpfad 64 zum Bypasspfad 68 ausgegeben wird, und erzeugt diese das erzeugte Signal DRV zum Schaltventil 56. Das Kühlwasser wird dabei umgeführt, ohne über den Kühler 54 zu laufen (2) und somit wird verhindert, dass das Kühlwasser, das durch die Invertervorrichtung 20 und die Motorgeneratoren MG1, MG2 erwärmt wird, durch den Kühler 54 gekühlt wird. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Wärme, die von der Invertervorrichtung 20 erzeugt wird, zur Batterie 10 vermittels des Kühlwassers effizient zu transportieren.
Ferner bestimmt die Kühlvorrichtungs-Steuereinheit 304, ob die Kühlwassertemperatur Tw vom Temperatursensor 42 unterhalb einer vorgeschriebenen Temperatur Tw_std liegt oder nicht. Wenn die Kühlwassertemperatur Tw unterhalb der vorgeschriebenen Temperatur Tw_std liegt, genauer gesagt, wenn ein abgeschätzter Wert der Wärmemenge, die bei der Invertervorrichtung 20 und den Motorgeneratoren MG1, MG2 erzeugt wird, die Wärmemenge, die zum Erwärmen der Batterie 10 erforderlich ist, nicht erreicht, führt die Kühlvorrichtungs-Steuereinheit 304 eine verlusterhöhende Steuerung der Invertervorrichtung 20 aus.
Genauer gesagt erzeugt die Kühlvorrichtungs-Steuereinheit 304 ein Schaltsteuersignal SC und gibt sie dieses zum Inverter 14 aus. Das Schaltsteuersignal SC ist ein Signal zum Instruieren des Treiberinverters 14, so dass, während die Lastantriebsvorrichtung betätigt bzw. betrieben wird, ein Leistungsverlust während der Schaltvorgänge in den Schaltelementen Q1–Q6 größer als ein Leistungsverlust während der Normalsteuerung wird.
Hier ist ein Leistungsverlust Ploss, der am Inverter 14 während eines Schaltvorgangs erzeugt wird, durch die Summe eines Leitungsverlustes Pon, der routinemäßig erzeugt wird, während die Schaltelemente Q1–Q6 leitfähig sind, und eines Schaltverlustes Psw, der erzeugt wird, wenn die Schaltelemente Q1–Q6 eingeschaltet/ausgeschaltet werden, ausgedrückt. Unter anderem erhöht das vorliegend Ausführungsbeispiel den Leitungsverlust Pon, um dadurch eine Wärmemenge, die vom Inverter 14 erzeugt wird, zu erhöhen.
Genauer gesagt steuert die Kühlvorrichtungs-Steuereinheit 304 einen Schaltvorgang des Inverters 14, so dass der Leitungswiderstand, der in einem Zustand erhalten wird, in dem die Schaltelemente Q1–Q6 eingeschaltet werden, höher als der Leitungswiderstand während der normalen Steuerung wird.
4 ist ein Zeichnung, die eine Beziehung zwischen dem Leitungswiderstand eines Schaltelements und einer Antriebsspannung, die an das Tor des Schaltelementes angelegt wird, (auf die sich nachfolgend ebenfalls als Torspannung bezogen wird) zeigt.
Unter Bezugnahme auf 4 kann eine untere Torspannung einen höheren Leitwiderstand des Schaltelements verursachen. Während der Normalsteuerung wird eine Torspannung Vg4 an das Tor als eine Ein-Spannung angelegt, um den Leitungsverlust Pon zu verringern. Im Gegensatz dazu wird während der Verlusterhöhungssteuerung Vg3, die niedriger als die Torspannung Vg4 während der Normalsteuerung ist, an das Tor als eine Ein-Spannung angelegt. Dadurch wird der Leitungswiderstand des Schaltelementes während der Verlusterhöhungssteuerung höher als der Leitungswiderstand während der normalen Steuerung und als ein Ergebnis kann der Leitungsverlust Pon des Schaltelements erhöht werden. Dementsprechend wird ein Wärmebetrag, der von der Invertervorrichtung 20 erzeugt wird, erhöht.
Ferner steuert die Kühlvorrichtungs-Steuereinheit 304 einen Schaltvorgang des Inverters 14, so dass der Leitungswiderstand, der in einem Zustand erhalten wird, in dem das Schaltelement ausgeschaltet wird, niedriger als der Leitungswiderstand während der Normalsteuerung wird.
Anders ausgedrückt wird, wie es in 4 gezeigt ist, eine Torspannung Vgl als eine Aus-Spannung an das Tor während der Normalsteuerung angelegt, damit gestattet wird, dass ein Strom im Schaltelement in einem Aus-Zustand ist, von ungefähr null, d. h., dass diesem gestattet wird, den Leitungswiderstand zu erhöhen. Im Gegensatz dazu wird während der Verlusterhöhungssteuerung Vg2, die größer als die Torspannung Vgl während der Normalsteuerung ist, für das Tor als eine Aus-Spannung aufgebracht. Dadurch wird während der Verlusterhöhungssteuerung der Leitungswiderstand in dem Zustand, in dem das Schaltelement ausgeschaltet ist, größer als der Leitungswiderstand während der Normalsteuerung; und als ein Ergebnis fließt ein Strom, der der Torspannung Vg2 entspricht, durch das Schaltelement. Daher wird selbst im Aus-Zustand der Leitungsverlust Pon des Schaltelements erzeugt, so dass eine Wärmemenge, die von der Invertervorrichtung 20 erzeugt wird, weiter erhöht werden kann.
Gemäß Vorbeschreibung ändert sich durch das Übernehmen der Konfiguration, die eine Antriebsspannung (eine Ein-Spannung und eine Aus-Spannung) des Schaltelements zwischen der Normalsteuerung und während der Verlusterhöhungssteuerung ändert, der Leitungswiderstand zwischen dem Zustand, in dem das Schaltelement eingeschaltet ist, und dem Zustand, in dem das Schaltelement ausgeschaltet ist. Als ein Ergebnis ist es, wie es in den 5 und 6 gezeigt ist, möglich, den Leitungsverlust Pon, der während eines Schaltvorgangs erzeugt wird, wenn die Verlusterhöhungssteuerung ausgeführt wird, zu erhöhen.
Es ist festzuhalten, dass die Konfiguration, die ein Ändern der Antriebsspannung gestattet, implementiert wird, indem Tortreiberschaltung GD1–GD6, die den Schaltelementen Q1–Q6 im Inverter 14 jeweils entsprechen, die Ein-Spannungen und Aus-Spannungen, die auf die Tore der Schaltelemente jeweils aufgebracht werden sollen, entsprechend dem Schaltsteuersignal SC von der Kühlvorrichtungs-Steuereinheit 304 ändern.
5 ist eine Zeichnung zum Beschreiben einer Schaltbetätigung der Invertervorrichtung 20 während der Normalsteuerung, während 6 eine Zeichnung zum Beschreiben eines Schaltvorgangs der Invertervorrichtung 20 während der Verlusterhöhungssteuerung ist.
Unter Bezugnahme auf 5 zeigt eine Ordinatenachse ein Torsteuersignal GS, das das Schaltelement ein/aus-steuert, eine Spannung V und einen Strom I am Schaltelement und den Leistungsverlust Ploss während eines Schaltvorgangs und zeigen Abszissenachsen die Zeit. Ein Torsteuersignal GS wird auf einen logisch hohen Pegel (H-Pegel) während einer Ein-Periode des Schaltelements gesetzt und auf einen logisch niedrigen Pegel (L-Pegel) während einer Aus-Periode des Schaltelements gesetzt.
Vor der Zeit t1 ist das Torsteuersignal GS auf dem L-Pegel, so dass die Spannung V # 0, wobei der Strom I = 0 im Schaltelement vorliegt.
Zum Zeitpunkt t1, wenn sich das Torsteuersignal GS vom L-Pegel zum H-Pegel ändert, beginnt der Strom I mit dem Fließen und wird die Spannung V verringert, entsprechend einer Änderung der Torspannung im Ansprechen auf das Torsteuersignal GS. Im Komplett-Ein-Zustand wird die Spannung V eine Spannung auf dem L-Pegel, wobei diese Spannung durch die Eigenschaften des Schaltelements bestimmt ist.
Zum Zeitpunkt t2, wenn sich das Torsteuersignal GS vom H-Pegel auf den L-Pegel ändert, beginnt der Strom I mit der Verringerung und erhöht sich die Spannung V entsprechend einer Änderung der Torspannung im Ansprechen auf das Torsteuersignal GS. Im Komplett-Aus-Zustand ist der Strom I = 0.
Während eines momentanen Schaltvorgangs ändern sich die Spannung V und der Strom I entsprechend einer Änderung bei der Torspannung, die durch die Tortreiberschaltung verursacht wird. Dadurch wird der Leistungsverlust Floss, der dem Produkt der Spannung V und dem Strom I entspricht, am Schaltelement erzeugt. Der Leistungsverlust Floss besteht aus dem Schaltverlust Psw und einem Leitungsverlust Pon1.
Im Gegensatz dazu ist während der Verlusterhöhungssteuerung, wie es in 6 gezeigt ist, vor der Zeit t1, genauer gesagt, wenn das Torsteuersignal GS auf dem L-Pegel ist, die Spannung V ≠ 0 am Schaltelement und ist der Strom I ≠ 0 in dem Zustand, in dem das Schaltelement im vollständigen Aus-Zustand ist.
Zur Zeit t1, wenn sich das Torsteuersignal GS vom L-Pegel auf den H-Pegel ändert, erhöht sich ferner der Strom I und verringert sich ferner die Spannung V. Die Spannung im Komplett-Ein-Zustand wird höher als eine Spannung während der Normalsteuerung.
Zum Zeitpunkt t2, wenn sich das Torsteuersignal GS vom H-Pegel auf den L-Pegel ändert, beginnt der Strom I mit der Verringerung und erhöht sich die Spannung V. Im Komplett-Aus-Zustand ist der Strom I ≠ 0.
Während eines momentanen Schaltvorgangs ändern sich die Spannung V und der Strom I entsprechend einer Änderung bei der Torspannung, so dass der Energieverlust Ploss erzeugt wird. Der Energieverlust Ploss zu diesem Zeitpunkt überschreitet den Leistungsverlust Ploss während der Normalsteuerung, während ein Leitungsverlust Pon2 größer als der Leitungsverlust Pon 1 während der Normalsteuerung wird. Daher wird eine Wärmemenge, die von der Invertervorrichtung 20 erzeugt wird, erhöht und wird die Batterie 10 schnell erwärmt.
Es ist festzuhalten, dass bei der Invertervorrichtung 20 eine solche Verlusterhöhungssteuerung eine Elementtemperatur des Schaltelements erhöht. Das Schaltelement hat eine Temperaturabhängigkeit, bei der eine Elementwiderstandsspannung erhöht wird, wenn sich die Temperatur erhöht. Daher wird die Elementswiderstandspannung des Schaltelements höher als eine elektromotorische Gegenspannung, die durch die Motorgeneratoren MG1, MG2 erzeugt wird, so dass es möglich ist, ein Brechen des Schaltelements zu verhindern, das verursacht wird, indem eine Widerstehspannung überschritten wird, wobei dieser Bruch bei niedrigen Temperaturen erfolgt.
7 ist en Fließbild zum Beschreiben der Steuerung des Kühlsystems entsprechend dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf 7 bestimmt, wenn die Steuervorrichtung 30 die Batterietemperatur Tb vom Temperatursensor 40 und die Kühlwassertemperatur Tw vom Temperatursensor 42 erhält (Schritt S01), die Steuervorrichtung 30, ob die Batterietemperatur Tb unterhalb des unteren Grenzwertes Tw_lim für die vorgeschriebene Temperatur ist (Schritt S02). Wenn die Batterietemperatur Tb unterhalb des unteren Grenzwertes für die vorgeschriebene Temperatur Tb_lim ist, steuert die Steuervorrichtung 30 einen Betrieb des Schaltventils 56, so dass das Kühlwasser zum Bypasspfad 68 ausgegeben wird (Schritt S03). Die Temperaturerhöhungssteuerung der Batterie 10 wird dadurch gestartet.
Wenn die Temperaturerhöhungssteuerung der Batterie 10 gestartet wird, bestimmt die Steuervorrichtung 30, ob die Kühlwassertemperatur Tw unterhalb der vorgeschriebenen Temperatur Tw_std ist (Schritt S04). Wenn die Kühlwassertemperatur Tw unter halb der vorgeschriebenen Temperatur Tw_std ist, nimmt die Steuervorrichtung 30 die Verlusterhöhungssteuerung der Invertervorrichtung 20 vor. Anders ausgedrückt ändert die Steuervorrichtung 30 eine Antriebsspannung (eine Ein-Spannung und eine Aus-Spannung) des Schaltelements im Inverter 14 (oder 31), so dass ein Leitungsverlust während eines Schaltvorgangs in der Invertervorrichtung 20 größer als ein Leitungsverlust während der Normalsteuerung wird (Schritt S05).
Im Gegensatz dazu führt in Schritt S04, wenn die Kühlwassertemperatur Tw zumindest die vorgeschriebenen Temperatur Tb_std ist, die Steuervorrichtung 30 keine Verlusterhöhungssteuerung der Invertervorrichtung 20 aus und führt diese die Normalsteuerung aus (Schritt S07).
Unter erneuter Bezugnahme auf Schritt S02 steuert, wenn die Batterietemperatur Tb zumindest der untere Grenzwert Tb_lim für die vorgeschriebene Temperatur ist, die Steuervorrichtung 30 den Betrieb des Schaltventils 56, so dass das Kühlwasser zum Kühler 54 ausgegeben wird (Schritt S06). Dadurch wird die Temperaturerhöhungssteuerung der Batterie 10 nicht ausgeführt und werden die Invertervorrichtung 20, die Motorgeneratoren MG1, MG2 und die Batterie 10 durch das gemeinsame Kühlsystem gekühlt. Es ist festzuhalten, dass, wenn die Temperaturerhöhungssteuerung nicht ausgeführt wird, die Steuervorrichtung 30 die Normalsteuerung ausführt, ohne das die Verlusterhöhungssteuerung der Invertervorrichtung 20, die in Schritt S05 gezeigt ist, ausgeführt wird (Schritt S07).
Gemäß Vorbeschreibung übernimmt das Kühlsystem entsprechend dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Konfiguration, bei der die Invertervorrichtung 20, die Motorgeneratoren MG1, MG2 und die Batterie 10 durch ein einziges Kühlsystem gekühlt werden, so dass es möglich ist, die Wärme, die von der Invertervorrichtung 20 und den Motorgeneratoren MG1, MG2 erzeugt wird, zu verwenden, damit die Batterie 10 in einer Umgebung mit niedriger Temperatur effektiv erwärmt wird, bei der die Kapazität der Batterie 10 verringert ist.
Ferner wird, wenn die Wärmemenge, die bei der Invertervorrichtung 20 und den Motorgeneratoren MG1, MG2 erzeugt wird, gering ist, ein Leistungsverlust der Inverter vorrichtung 20 erhöht, um die Menge der erzeugten Wärme zu erhöhen, so dass die Batterie 10 schnell erwärmt wird. Daher besteht keine Notwendigkeit zum Vorsehen einer Erwärmungseinrichtung zum Erwärmen der Batterie 10.
Folglich ermöglicht das Kühlsystem mit der kleinen und kostengünstigen Konfiguration das Absichern der Lade/Entlade-Leistung der Batterie und das Verbessern der Betriebszuverlässigkeit der Motorgeneratoren MG1, MG2.
[Erste Abwandlung]
In nachstehend gezeigten ersten und zweiten Modifikationen werden andere Konfigurationen zum Ausführen der Verlusterhöhungssteuerung der Invertervorrichtung 20 beschrieben. In der ersten Modifikation ist der Schaltverlust Psw in einem Leistungsverlust Ploss der Invertervorrichtung 20 erhöht.
8 ist eine Zeichnung zum Beschreiben eines Schaltvorgangs der Invertervorrichtung 20 während der Normalsteuerung, während 9 eine Zeichnung ist, die einen Schaltvorgang der Invertervorrichtung 20 während der Verlusterhöhungssteuerung entsprechend der ersten Abwandlung beschreibt. Es ist festzuhalten, dass, da 8 die gleiche wie die in 5 gezeigte ist, die detaillierte Beschreibung von dieser nicht wiederholt wird.
Unter Bezugnahme auf 9 zeigen die Ordinatenachsen das Torsteuersignal GS, das das Schaltelement ein/aus-steuert, die Spannung V und den Strom I am Schaltelement und den Leistungsverlust Ploss während eines Schaltvorgangs und zeigt die Abszissenachse die Zeit. In der ersten Abwandlung wird ein Schaltvorgang des Inverters 14 gesteuert, so dass eine Schaltgeschwindigkeit, die als eine Öffnungs/Schließ-Geschwindigkeit de Schaltelements identifiziert ist, niedriger als eine Schaltgeschwindigkeit während der Normalsteuerung gestaltet wird.
Durch das Verringern der Schaltgeschwindigkeit wird eine Rate, bei der die Spannung V und der Strom I des Schaltelements sich ändern, kleiner. Als ein Ergebnis werden die Einschaltzeit und die Ausschaltzeit des Schaltelements erhöht, so dass ein Schaltverlust Psw2 größer als ein Schaltverlust Psw1 während der Normalsteuerung wird. Dadurch wird eine Wärmemenge, die von der Invertervorrichtung 20 erzeugt wird, erhöht und wird eine Batterie 10 schnell erwärmt.
10 ist ein Funktions-Blockschaltbild einer Steuervorrichtung in der Lastantriebsvorrichtung, auf die das Kühlsystem entsprechend der ersten Abwandlung angewendet wird. Eine Steuervorrichtung 30A in 10 ist die, bei der die Kühlvorrichtungs-Steuereinheit 304 in der Steuervorrichtung 30 in 3 durch eine Kühlvorrichtungs-Steuereinheit 314 ersetzt wird. Daher wird die detaillierte Beschreibung der gemeinsamen Abschnitte nicht wiederholt.
Wenn die Kühlvorrichtungs-Steuereinheit 314 die Batterietemperatur Tb vom Temperatursensor 40 und die Kühlwassertemperatur Tw vom Temperatursensor 42 aufnimmt, wird bestimmt, ob die Batterietemperatur Tb unterhalb eines unteren Grenzwertes Tb_lim für die vorgeschriebene Temperatur ist oder nicht. Wenn die Batterietemperatur Tb unterhalb eines unteren Grenzwertes Tb_lim für die vorgeschriebene Temperatur ist, führt die Kühlvorrichtungs-Steuereinheit 314 die Temperaturerhöhungssteuerung der Batterie 10 aus. Anders ausgedrückt erzeugt die Kühlvorrichtungs-Steuereinheit 314 ein Signal DRV zum Steuern eines Betriebes des Schaltventils 56, so dass Kühlwasser von Kühlmittelpfad 64 zum Bypasspfad 68 ausgegeben wird, und gibt diese das erzeugte Signal DRV zum Schaltventil 56 aus. Dadurch wird Wärme, die von der Invertervorrichtung 20 und den Motorgeneratoren MG1, MG2 erzeugt wird, zur Batterie 10 vermittels des Kühlwassers transportiert.
Ferner bestimmt die Kühlvorrichtungs-Steuereinheit 314, ob die Kühlwassertemperatur Tw vom Temperatursensor 42 unterhalb der vorgeschriebenen Temperatur Tw_std ist oder nicht. Wenn die Kühlwassertemperatur Tw unterhalb der vorgeschriebenen Temperatur Tw_std ist, führt die Kühlvorrichtungs-Steuereinheit 314 die Verlusterhöhungssteuerung der Invertervorrichtung 20 aus. Die Kühlvorrichtungs-Steuereinheit 314 erzeugt ein Signal SDC zum Steuern einer Schaltgeschwindigkeit der Schaltelemente im Inverter 14 (worauf sich nachfolgend als Schaltgeschwindigkeitssteuersignal bezogen wird) und gibt das erzeugte Signal SDC zum Inverter 14 aus.
Das Schaltgeschwindigkeitssteuersignal SDC wird in die Tortreiberschaltungen eingegeben, die angeordnet sind, um jeweils den Schaltelementen im Inverter 14 zu entsprechen. Die Tortreiberschaltungen gestalten die Schaltgeschwindigkeit entsprechend dem Schaltgeschwindigkeitssteuersignal SDC variabel.
11 ist ein Schaltbild, das ein Konfigurationsbeispiel der Tortreiberschaltung der ersten Abwandlung zeigt.
Unter Bezugnahme auf 11 hat eine Tortreiberschaltung GD eine Treibereinheit 70, Widerstände R1, R2 und einen Schalter 76. Es ist festzuhalten, dass die Tortreiberschaltung GD im Komplex die Tortreiberschaltungen GD1–GD6, die in 1 gezeigt sind, zeigt.
Die Antriebseinheit 70 hat einen p-Pull-up-Transistor 72 und einen n-Pull-down-Transistor 74. Der p-Transistor 72 ist zwischen eine Ein-Spannung Vb und einen Knoten N1 geschaltet. Der n-Transistor 74 ist zwischen einer Aus-Spannung Vs und einen Knoten n1 geschaltet. Zu den Toren des p-Transistors 72 und des n-Transistors 74 wird ein Inversionssignal des Torsteuersignals GS in geteilter Weise vorgesehen.
Der Widerstand R1 und der Widerstand R2 sind parallel zwischen den Knoten N1 und das Tor Ng geschaltet. Ein Widerstandswert des Widerstands R1 ist geringer als ein Widerstandswert des Widerstands R2. Ein Schalter 76 ist zwischen das Tor Ng eines Schaltelements Q und einen Anschluss von jedem der Widerstände R1 und R2 geschaltet.
Wenn sich das Schaltgeschwindigkeits-Steuersignal SDC auf dem H-Pegel befindet, wird der Schalter 76 betätigt, um ein Ende des Widerstandes R1 und das Tor Ng zu verbinden. Im Gegensatz dazu wird, wenn das Schaltgeschwindigkeits-Steuersignal SDC auf dem L-Pegel ist, der Schalter 76 betätigt, um ein Ende des Widerstandes R2 und das Tor Ng zu verbinden.
Entsprechend dem Tor-Steuersignal GS wird einer der Transistoren p-Transistor 72 und n-Transistor 74 eingeschaltet und wird der andere der Transistoren p-Transistor 72 und n-Transistor 74 ausgeschaltet. Anders ausgedrückt ist, wenn das Tor-Steuersignal GS auf dem H-Pegel ist, der Knoten N1 mit der Ein-Spannung Vb verbunden und ist, wenn das Tor-Steuersignal GS auf dem L-Pegel ist, der Knoten N1 mit der Aus-Spannung Vs verbunden.
Der Tor-Transistor, der zwischen die Antriebsspannung (Ein-Spannung Vb oder Aus-Spannung Vs) und das Tor Ng geschaltet ist, ist in zwei Stufen entsprechend dem Schaltgeschwindigkeits-Steuersignal SDC variabel.
Daher ist es während der Normalsteuerung möglich, das Schaltgeschwindigkeits-Steuersignal SDC auf dem H-Pegel einzustellen, um den Schaltverlust Pon1 zu unterdrücken, um dadurch den Schaltvorgang auszuführen, wie dieser in 8 gezeigt ist, und während der Verlusterhöhungssteuerung ist es möglich, das Schaltgeschwindigkeitssteuersignal SDC auf den L-Pegel einzustellen, um die Schaltgeschwindigkeit abzusenken, damit der Schaltverlust Pon2 erhöht wird. Als ein Ergebnis wird die Wärmemenge, die von der Invertervorrichtung 20 erzeugt wird, erhöht, so dass die Batterie 10 schnell erwärmt wird.
Es ist festzuhalten, dass bei der Invertervorrichtung 20 ein solche Verlusterhöhungssteuerung eine Erhöhung der Elementtemperatur des Schaltelementes bewirkt, gemäß Vorbeschreibung, so dass es möglich ist, ein Brechen des Schaltelementes zu verhindern, das durch das Überschreiten einer Widerstehspannung verursacht wird, wobei der Bruch bei niedrigen Temperaturen auftritt.
Ferner wird durch das Verringern der Schaltgeschwindigkeit die sogenannte Stoßspannung verringert. Es ist daher möglich zu verhindern, dass das Schaltelement durch die Stoßspannung bei niedrigen Temperaturen bricht, bei denen eine Elementwiderstehspannung des Schaltelementes verringert ist.
12 ist ein Fließbild zum Beschreiben der Steuerung des Kühlsystem entsprechend der ersten Abwandlung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Das Fließbild in 12 ist das, bei dem der Schritt S05 und der Schritt S07 im Fließbild in 7 mit dem Schritt S051 und dem Schritt S071 ersetzt sind. Daher wird die detaillierte Beschreibung der gemeinsamen Schritte nicht wiederholt.
Unter Bezugnahme auf 12 führt in Schritt S04, wenn die Kühlwassertemperatur Tw vom Temperatursensor 42 unterhalb der vorgeschriebenen Temperatur Tw_std ist, die Steuervorrichtung 30A die Verlusterhöhungssteuerung der Invertervorrichtung 20 aus. Anders ausgedrückt wird die Schaltgeschwindigkeit der Schaltelemente im Inverter 14 (oder 31) verringert, so dass ein Schaltverlust während der Schaltvorgänge in der Invertervorrichtung 20 größer als ein Schaltverlust während der Normalsteuerung wird (Schritt S051).
Im Gegensatz dazu führt in Schritt S04, wenn die Kühlwassertemperatur Tw zumindest die vorgeschriebene Temperatur Tb_std ist, die Steuervorrichtung 30A die Normalsteuerung aus, ohne dass die Verlusterhöhungssteuerung der Invertervorrichtung 20 ausgeführt wird (Schritt S071).
[Zweite Abwandlung]
Bei der zweiten Abwandlung werden, wenn die Verlusterhöhungssteuerung der Invertervorrichtung 20 ausgeführt werden soll, Motorgeneratoren MG1, MG2, angetrieben, so dass die Motoreffizienz der Motorgeneratoren MG1, MG2 niedriger als die Motoreffizienz während der normalen Steuerung wird. Anders ausgedrückt werden die Motorgeneratoren MG1, MG2 gesteuert, so dass ein Leistungsverlust erhöht wird, während ein konstantes Ausgabedrehmoment aufrecht erhalten wird.
13 ist eine Zeichnung zum Beschreiben der Steuerung der Motorgeneratoren MG1, MG2 entsprechend der zweiten Abwandlung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf 13 wird eine Beziehung zwischen dem Drehmoment der Motorgeneratoren MG1, MG2 und einer momentanen Phase θ eines Stromes (Motorstromes), der durch die Motorgeneratoren fließt, durch Kurven k1–k3 dargestellt, Es ist festzuhalten, dass Kurven k1–k3 Motorstromamplituden haben, die sich von einander unterscheiden. Die Kurve k1 hat die kleinste Amplitude (auf die sich als Amplitude I1 bezogen wird) und die Kurve k3 hat die größte Amplitude (auf die sich als die Amplitude 13 bezogen wird (> I2 > I1)).
Bei jeder der Kurven k1–k3 ändert sich das Drehmoment, so dass es bei einer bestimmten Stromphase θopt ein Maximum wird. Daher wird einem Strom im Allgemeinen gestattet, durch die Motorgeneratoren mit der Stromphase θopt zu fließen, der das Maximaldrehmoment bewirkt. Im Folgenden wird sich auf einen Betriebspunkt A der Motorgeneratoren, der die Stromphase θ = θopt erreicht, ebenfalls als optimalen Betriebspunkt bezogen.
Im Gegensatz dazu wird bei jeder der Kurven k1–k3, wenn die Stromphase θ von θopt das den optimalen Betriebspunkt A vorsieht, verschoben wird, das Drehmoment allmählich verringert. Anders ausgedrückt wird die Motoreffizienz durch das Verschieben der Stromphase θ von θopt verringert.
In der vorliegenden Abwandlung werden während der Verlusterhöhungssteuerung Motorgeneratoren MG1, MG2 gesteuert, so dass sich die Motoreffizienz verringert, genauer gesagt ein Leistungsverlust erhöht wird, während das Ausgabebedrehmoment konstant gehalten wird.
Genauer gesagt wird während der Verlusterhöhungssteuerung, wie es in 13 gezeigt ist, Motorgeneratoren MG1, MG2 beim Betriebspunkt B angetrieben, bei dem eine Stromamplitude gleich der Stromamplitude 13 ist, die größer als die Stromamplitude I1 beim optimalen Betriebspunkt ist, und ist die Stromphase θ gleich einer Stromamplitude θi, die von der Stromamplitude θopt am optimalen Betriebspunkt A verschoben ist. Am Betriebspunkt B geben die Motorgeneratoren MG1, MG2 ein Drehmoment aus, das dem Ausgabedrehmoment beim optimalen Betriebspunkt A äquivalent ist. Im Folgenden wird sich auf dem Betriebspunkt B ebenfalls als einen Motorverlusterhöhungspunkt bezogen. Es ist festzuhalten, dass die Stromphase θi beim Motorverlusterhöhungspunkt B ebenfalls entweder eine höhere Phase oder eine niedrigere Phase in Bezug auf die Stromphase θopt sein kann.
Als solche wird durch das Antreiben der Motorgeneratoren MG1, MG2, so dass die Motoreffizienz verringert wird, einer Amplitude eines Stromes, der durch die Motorgeneratoren MG1, MG2 fließt, größer als eine Amplitude während der Normalsteuerung. Als ein Ergebnis wird ein Leistungsverlust Ploss der Invertervorrichtung 20 erhöht, so dass sich eine Wärmemenge, die von der Invertervorrichtung 20 erzeugt wird, erhöht. Ferner wird in den Motorgeneratoren MG1, MG2 ebenfalls ein Leistungsverlust, der in den Drei-Phasenspulen erzeugt wird, erhöht, so dass eine Wärmemenge, die von den Motorgeneratoren MG1, MG2 erzeugt wird, erhöht wird. Daher ist es möglich, die Wärmemenge, die von der Invertervorrichtung 20 und den Motorgeneratoren MG1, MG2 zur Batterie 10 vermittels des Kühlwassers transportiert wird, weiter zu erhöhen, und folglich wird die Batterie 10 schneller erwärmt.
14 ist ein Funktions-Blockschaltbild einer Steuervorrichtung in einer Lastantriebsvorrichtung, auf die das Kühlsystem entsprechend der zweiten Abwandlung angewendet wird.
Unter Bezugnahme auf 14 weist eine Steuervorrichtung 30B eine Antriebsstrombefehlberechnungseinheit 320, eine Invertersteuereinheit 322 und eine Kühlvorrichtungssteuereinheit 324 auf.
Die Antriebsstrombefehlberechnungseinheit 320 erzeugt auf der Grundlage des Drehmomentbefehlswertes TR1 von der externen ECU Antriebsstrombefehle Iu*, Iv*, Iw* und gibt diese Antriebsstrombefehle zur Invertersteuereinheit 322 aus, so dass der Motorgenerator MG1 auf dem optimalen Betriebspunkt A betrieben wird (13).
Wenn die Invertersteuereinheit 322 Antriebsstrombefehle Iu1*, Iv1*, Iw1* von der Antriebsstrombefehlsberechnungseinheit 320 und Motorströme Iv1, Iw1 von Stromsensor 24 aufnimmt, erzeugt diese das Signal PWMI1 zum tatsächlichen Einschalten/Ausschalten von jedem der Schaltelemente Q1–Q6 im Inverter 14 auf der Grundlage einer Abweichung der Antriebsstrombefehle von momentanen Stromwerten und gibt diese das erzeugte Signal PWMI1 zum Inverter 14 aus. Die Schaltelemente Q1–Q6 werden durch Tortreiberschaltungen GD1–GD6 im Ansprechen auf das Signal PWMI1 geöffnet/geschlossen.
Wenn die Kühlvorrichtungs-Steuereinheit 324 die Batterietemperatur Tb vom Temperatursensor 40 aufnimmt und die Kühlwassertemperatur Tw vom Temperatursensor 42 aufnimmt, bestimmt diese, ob die Batterietemperatur Tb unterhalb eines unteren Grenzwertes Tb_lim für die vorgeschriebene Temperatur ist oder nicht. Wenn die Batterietemperatur Tb unterhalb des unteren Grenzwertes Tb_lim für die vorgeschriebene Temperatur ist, erzeugt die Kühlvorrichtungssteuereinheit 304 ein Signal DRV zum Steuern eines Betriebes des Schaltventils 56, so dass das Kühlwasser vom Kühlmittelpfad 64 zum Bypasspfad 68 ausgegeben wird, und gibt diese das erzeugte Signal DRV zum Schaltventil 56 aus.
Ferner bestimmt die Kühlvorrichtungsteuereinheit 324, ob die Kühlwassertemperatur Tw vom Temperatursensor 42 unterhalb der vorgeschriebenen Temperatur Tw_std ist oder nicht. Wenn die Kühlwassertemperatur Tw unterhalb der vorgeschriebenen Temperatur Tw_std ist, nimmt die Kühlvorrichtungssteuereinheit 324 eine Verlusterhöhungssteuerung der Invertervorrichtung 20 vor. Die Kühlvorrichtungs-Steuereinheit 304 erzeugt ein Motorsteuersignal MC, das als ein Signal zum Instruieren des Antreibens des Inverters 14 identifiziert ist, so dass sich die Motoreffizienz des Motorgenerators MG1 (oder MG2) verringert und gibt das erzeugte Motorsteuersignal MC zur Antriebsstrombefehlsberechnungseinheit 320 aus.
Bei der Aufnahme des Motorsteuersignals MC erzeugt die Antriebsstrombefehlsberechnungseinheit 320 Antriebsstrombefehle Iu*, Iv*, Iw* und gibt diese die erzeugten Antriebsstrombefehle zur Invertersteuereinheit 322 aus, auf der Grundlage des Drehmomentbefehlswertes TR1 von der externen ECU, so dass der Motorgenerator MG1 auf dem Motorverlusterhöhungspunkt B betrieben wird (13). Die Invertersteuereinheit 322 erzeugt das Signal PWMI1 auf der Grundlage einer Abweichung der Antriebsstrombefehle von momentanen Stromwerten und gibt das erzeugte Signal PWMI1 zum Inverter 14 aus.
Gemäß Vorbeschreibung ändert entsprechend der zweiten Modifikation während der Temperaturerhöhungssteuerung der Batterie die Steuervorrichtung 30B eine Stromamplitude der Motorgeneratoren MG1, MG2 entsprechend der Kühlwassertemperatur Tw, während das Ausgabedrehmoment konstant gehalten wird. Dadurch wird ein Leistungsverlust der Invertervorrichtung 20 und der Motorgeneratoren MG1, MG2 geändert und als ein Ergebnis wird eine Wärmemenge, die von der Invertervorrichtung 20 und den Motorgeneratoren MG1, MG2 erzeugt wird, geändert.
Es ist festzuhalten, dass durch das Ausführen der Verlusterhöhungssteuerung eine Vorrichtungstemperatur und eine Motortemperatur in der Invertervorrichtung 20 bzw. den Motorgeneratoren MG1, MG2 erhöht werden. Eine Elementwiderstehspannung der Invertervorrichtung 20 wird dadurch erhöht. Ferner wird in den Motorgeneratoren MG1, MG2 eine elektromotorische Gegenspannung erhöht, wenn sich die Motortemperatur erhöht. Als ein Ergebnis ist es möglich, dass ein Bruch des Schaltelements verhindert wird, der durch das Überschreiten einer Widerstehspannung verursacht wird, wobei das Brechen bei niedrigen Temperaturen auftritt.
15 ist ein Fließbild zum Beschreiben der Steuerung des Kühlsystems entsprechend der zweiten Abwandlung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Das Fließbild in 16 ist das, bei dem der Schritt S05 und der Schritt S07 im Fließbild von 7 durch den Schritt S052 und den Schritt S072 ersetzt sind. Daher wird die detaillierte Beschreibung der gemeinsamen Schritte nicht wiederholt.
Unter Bezugnahme auf 15 führt, wenn die Kühlwassertemperatur Tw vom Temperatursensor 42 unterhalb der vorgeschriebenen Temperatur Tw_std in Schritt S04 ist, die Steuervorrichtung 30B die Verlusterhöhungssteuerung der Invertervorrichtung 20 aus. Anders ausgedrückt wird ein Schaltvorgang der Invertervorrichtung 20 gesteuert, so dass die Motorgeneratoren MG1, MG2 auf einem Motorverlusterhöhungspunkt D betrieben werden (13) (Schritt S052).
Im Gegensatz dazu führt in Schritt S04, wenn die Kühlwassertemperatur Tw zumindest die vorgeschriebene Temperatur Tb_std ist, die Steuervorrichtung 30B die Normalsteuerung aus, ohne dass die Verlusterhöhungssteuerung der Invertervorrichtung 20 ausgeführt wird. Anders ausgedrückt steuert die Steuervorrichtung 30B die Schaltvorgänge in der Invertervorrichtung 20, so dass die Motorgeneratoren MG1, MG2 bei dem optimalen Betriebspunkten A betrieben werden (13) (Schritt S072).
Es ist festzuhalten, dass obwohl in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel das Konfigurationsbeispiel beschrieben wurde, bei dem die „Treiberschaltung”, die die elektrische Last antreibt, die Invertervorrichtung ist, die vorliegende Erfindung ebenfalls auf eine Konfiguration angewendet werden kann, bei der die „Treiberschaltung” mit einem Konverter konfiguriert ist, der die Spannungswandlung zwischen dem Leistungsspeichermechanismus und der elektrischen Last ausführt.
Ferner wurde im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Konfiguration beschrieben, bei der das Kühlwasser als ein Kühlmittel verwendet wird. Jedoch kann es ebenfalls möglich sein, eine Konfiguration anzuwenden, bei der ein anderes Kühlmittel, wie zum Beispiel ein Kühlluftstrom, verwendet wird.
Ferner wurde im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel als ein repräsentatives Beispiel der Fall beschrieben, bei dem das spannungsgetriebene Element wie zum Beispiel ein IGBT und ein MOS-FET als ein Schaltelement verwendet wurden, das für die Invertervorrichtung eingesetzt wird. Jedoch kann ein stromgetriebenes Element, wie zum Beispiel ein bipolarer Transistor ebenfalls verwendet werden. Es ist festzuhalten, dass, wenn ein bipolarer Transistor als ein Schaltelement verwendet wird, der Leitungswiderstand zwischen einem Zustand, in dem das Schaltelement eingeschaltet ist und einen Zustand, in dem das Schaltelement ausgeschaltet ist, durch das Konfigurieren des Schaltelements in einer solchen Weise geändert wird, dass ein Basisstrom des Schaltelements zwischen während der Normalsteuerung und während der Verlusterhöhungssteuerung geändert wird.
Es sollte verständlich sein, dass das hier offenbarte Ausführungsbeispiel illustrierend und nicht begrenzend in allen Aspekten ist. Der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung ist nicht durch die vorstehende Beschreibung gezeigt, sondern durch den Schutzbereich der Ansprüche und es wird beabsichtigt, alle Abwandlungen innerhalb der äquivalenten Bedeutung und des Bereiches der Ansprüche einzuschließen.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung kann auf ein Kühlsystem für eine Lastantriebsvorrichtung, die an ein Fahrzeug montiert ist, angewendet werden.
Zusammenfassung
Ein Kühlsystem hat eine Konfiguration, bei der ein Kühlsystem für eine Invertervorrichtung (20) und einen Motorgenerator (MG1, MG2) ebenfalls als ein Kühlsystem für eine Batterie (10) dient. Bei dieser Konfiguration führt eine Steuervorrichtung (30) eine Temperaturerhöhungssteuerung der Batterie (10) aus, wenn eine Batterietemperatur unterhalb eines unteren Grenzwertes für die vorgeschriebene Temperatur ist. Die Steuervorrichtung (30) steuert einen Betrieb eines Schaltventils (56), so dass das Kühlwasser von einem Kühlmittelpfad (64) zu einem Bypasspfad (68) ausgegeben wird. Wenn eine Kühlwassertemperatur niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist, steuert die Steuervorrichtung (30) ferner die Invertervorrichtung (20), so dass ein Leistungsverlust während eines Schaltvorgangs in einem Schaltelement, der in der Invertervorrichtung (20) enthalten ist, größer als ein Leistungsverlust während einer Normalsteuerung wird. Als ein Ergebnis stellt das Kühlsystem, das eine Konfiguration mit geringer Größe und niedrigen Kosten hat, schnell die Kapazitätsverringerung der Batterie (10), die bei niedrigen Temperaturen auftritt, wieder her.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 06-24238 [0005, 0007, 0008]
- JP 06-231807 [0006, 0009]

Claims

Ein Kühlsystem, das aufweist: eine Lastantriebsvorrichtung (20) mit einem Leistungsspeichermechanismus (10), der konfiguriert ist, um ladbar/entladbar zu sein, und einer Treiberschaltung (14, 31), die die Zuführung von elektrischer Leistung von dem Leistungsspeichermechanismus (10) aufnimmt und eine elektrische Last antreibt, eine Kühlvorrichtung, die die Lastantriebsvorrichtung kühlt, und eine Steuervorrichtung (30), die einen Betrieb der Lastantriebsvorrichtung und einen Betrieb der Kühlvorrichtung steuert, wobei die Kühlvorrichtung einen Kühlmittelpfad (58–66) aufweist, der einem Kühlmittel das Hindurchgehen gestattet, wobei der Leistungsspeichermechanismus (10) angeordnet ist, um den Kühlmittelpfad mit der Treiberschaltung (14, 31) zu teilen, wobei die Steuervorrichtung (30) eine Temperaturerhöhungssteuereinheit aufweist, die die Temperaturerhöhungssteuerung des Leistungsspeichermechanismus (10) ausführt, wenn eine Temperatur des Leistungsspeichermechanismus (10) unterhalb eines unteren Grenzwertes für die vorgeschriebene Temperatur ist, und wobei die Temperaturerhöhungssteuereinheit aufweist: eine Abschätzeinheit, die eine Wärmemenge, die von der Treiberschaltung (14, 31) erzeugt wird, abschätzt, und eine Antriebssteuereinheit, die die Treiberschaltung (14, 31) steuert, so dass der Leistungsverlust, der an der Treiberschaltung (14, 31) erzeugt wird, größer als ein Leistungsverlust während der Normalsteuerung wird, wenn die Wärmemenge, die von der Treiberschaltung (14, 31) erzeugt wird und durch die Abschätzeinheit abgeschätzt wird, eine Wärmemenge, die zum Erwärmen des Leistungsspeichermechanismus (10) erforderlich ist, nicht erreicht.
Das Kühlsystem nach Anspruch 1, wobei die Kühlvorrichtung aufweist: einen Kühler (54), der sich am Kühlmittelpfad (58–66) befindet und der das Kühlmittel kühlt, einen Bypasspfad (68) zum Umgehen des Kühlers (54) und ein Schaltventil (56), das gestattet, dass das Kühlmittel einen beliebigen aus Kühler (54) und Bypasspfad (68) passiert, und wobei die Temperaturerhöhungssteuereinheit ferner eine Schaltventilsteuereinheit aufweist, die einen Betrieb des Schaltventils (56) steuert, so dass das Kühlmittel durch den Bypasspfad (68) geht.
Das Kühlsystem nach Anspruch 2, wobei die Treiberschaltung (14, 31) einen Konverter für elektrische Leistung aufweist, der die Umwandlung von elektrischer Leistung zwischen dem Leistungsspeichermechanismus (10) und der elektrischen Last durch einen Schaltvorgang eines Schaltelementes (Q1–Q6) ausführt, und wobei die Antriebssteuereinheit die Treiberschaltung (14, 31) steuert, so dass ein Leistungsverlust, der während des Schaltvorgangs erzeugt wird, größer als der Leistungsverlust während der Normalsteuerung wird.
Das Kühlsystem nach Anspruch 3, wobei die Antriebssteuereinheit eine Antriebsleistungszuführung des Schaltelements (Q1–Q6) steuert, so dass der Leitungswiderstand in einem Zustand, in dem das Schaltelement (Q1–Q6) eingeschaltet ist, größer als der Leitungswiderstand während der Normalsteuerung wird.
Das Kühlsystem nach Anspruch 3, wobei die Antriebssteuereinheit eine Antriebsleistungszuführung des Schaltelements (Q1–Q6) steuert, so dass der Leitungswiderstand in einem Zustand, in dem das Schaltelement (Q1–Q6) ausgeschaltet ist, niedriger als der Leitungswiderstand während eines Normalbetriebes wird.
Das Kühlsystem nach Anspruch 3, wobei die Antriebssteuereinheit die Treiberschaltung (14, 31) steuert, so dass eine Schaltgeschwindigkeit des Schaltelementes (Q1–Q6) niedriger als eine Schaltgeschwindigkeit während eines Normalbetriebes wird.
Das Kühlsystem nach Anspruch 6, wobei die Antriebssteuereinheit einen elektrischen Widerstand, der zwischen eine Antriebsleistungszuführung des Schaltelementes (Q1–Q6) und eine Steuerelektrode des Schaltelementes (Q1–Q6) elektrisch geschal tet ist, von einem ersten Widerstandswert auf einen zweiten Widerstandswert, der größer als der erste Widerstandswert ist, schaltet.
Das Kühlsystem nach Anspruch 3, wobei die elektrische Last eine elektrische Rotationsmaschine (MG1, MG2) ist und wobei die Antriebssteuereinheit die Treiberschaltung (14, 31) steuert, so dass die Antriebseffizienz der elektrischen Rotationsmaschine (MG1, MG2) niedriger als die Antriebseffizienz während eines Normalbetriebes wird.
Das Kühlsystem nach Anspruch 8, wobei die elektrische Rotationsmaschine (MG1, MG2) bei einem ersten Betriebspunkt betrieben wird, der einen Antriebsstrom erfordert, der eine erste Stromamplitude zum Erzeugen des angeforderten Drehmoments hat, während des Normalbetriebes, und wobei die Antriebssteuereinheit die Treiberschaltung (14, 31) in einer solchen Weise steuert, dass die elektrische Rotationsmaschine (MG1, MG2) bei einem zweiten Betriebspunkt betrieben wird, der einen Antriebstrom erfordert, der eine zweite Stromamplitude zum Erzeugen des gleichen angeforderten Drehmoments hat, wobei die zweite Stromamplitude größer als die erste Stromamplitude ist.
Das Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Abschätzeinheit die Wärmemenge, die von der Treiberschaltung (14, 31) erzeugt wird, auf der Grundlage von einer beliebigen der Größen Temperatur des Kühlmittels, Temperatur der Treiberschaltung (14, 31) und Antriebsstrom, der durch die Treiberschaltung (14, 31) fließt, abschätzt.
Das Kühlsystem nach Anspruch 10, wobei der Leistungsspeichermechanismus (10) angeordnet ist, um den Kühlmittelpfad (58–66) weiter mit der elektrischen Last zu teilen.
Ein Kühlsystem, das aufweist: eine Lastantriebsvorrichtung (20) mit einem Leistungsspeichermechanismus (10), der konfiguriert ist, um ladbar/entladbar zu sein, und einer Treiberschaltung (14, 31), die die Zuführung von elektrischer Leistung von dem Leistungsspeichermechanismus (10) aufnimmt und eine elektrische Last antreibt, eine Kühlvorrichtung, die die Lastantriebsvorrichtung kühlt, und eine Steuervorrichtung (30), die einen Betrieb der Lastantriebsvorrichtung und einen Betrieb der Kühlvorrichtung steuert, wobei die Kühlvorrichtung einen Kühlmittelpfad (58–66) aufweist, der gestattet, dass ein Kühlmittel hindurchgeht, wobei der Leistungsspeichermechanismus (10) angeordnet ist, um den Kühlmittelpfad mit der Treiberschaltung (14, 31) zu teilen, wobei die Steuervorrichtung (30) eine Temperaturerhöhungssteuereinrichtung zum Ausführen der Temperaturerhöhungssteuerung des Leistungsspeichermechanismus (10), wenn eine Temperatur des Leistungsspeichermechanismus (10) unterhalb eines unteren Grenzwertes für die vorgeschriebene Temperatur ist, aufweist und wobei die Temperaturerhöhungssteuereinheit aufweist: eine Abschätzeinheit zum Abschätzen einer Wärmemenge, die von der Treiberschaltung (14, 31) erzeugt wird, und eine Antriebssteuereinrichtung zum Steuern der Treiberschaltung (14, 31), so dass ein Leistungsverlust, der an der Treiberschaltung (14, 31) erzeugt wird, größer als ein Leistungsverlust während des Normalbetriebes wird, wenn die Wärmemenge, die von der Treiberschaltung (14, 31) erzeugt wird und durch die Abschätzeinheit abgeschätzt wird, eine Wärmemenge, die für das Erwärmen das Leistungsspeichermechanismus (10) erforderlich ist, nicht erreicht.
Das Kühlsystem nach Anspruch 12, wobei die Kühlvorrichtung aufweist: einen Kühler (54), der an dem Kühlmittelpfad (58–66) angeordnet ist und der das Kühlmittel kühlt, einen Bypasspfad (68) für das Umgehen des Kühlers (54) und ein Schaltventil (56) das gestattet, dass das Kühlmittel über einen beliebigen aus Kühler (54) und Bypasspfad (68) geht, und wobei die Temperaturerhöhungssteuereinheit ferner eine Schaltventilsteuereinheit zum Steuern eines Betriebes des Schaltventils (56) in einer solchen Weise, dass das Kühlmittel durch den Bypasspfad (68) geht, aufweist.
Das Kühlsystem nach Anspruch 13, wobei die Treiberschaltung (14, 31) einen Konverter für elektrische Leistung aufweist, der die Umwandlung der elektrischen Leistung zwischen dem Leistungsspeichermechanismus (10) und der elektrischen Last durch einen Schaltbetrieb des Schaltelements (Q1–Q6) ausführt, und wobei die Antriebssteuereinrichtung die Treiberschaltung (14, 31) steuert, so dass ein Leistungsverlust, der während des Schaltbetriebes erzeugt wird, größer als der Leistungsverlust während der normalen Steuerung wird.
Das Kühlsystem nach Anspruch 14, wobei die Antriebssteuereinrichtung eine Antriebsleistungszuführung des Schaltelements (Q1–Q6) steuert, so dass ein Leitungswiderstand in einem Zustand, in dem das Schaltelement (Q1–Q6) eingeschaltet ist, höher als der Leitungswiderstand während der Normalsteuerung wird.
Das Kühlsystem nach Anspruch 14, wobei die Antriebssteuereinrichtung eine Antriebsleistungszuführung des Schaltelements (Q1–Q6) steuert, so dass der Leitungswiderstand in einem Zustand, in dem das Schaltelement (Q1–Q6) ausgeschaltet ist, niedriger als der Leitungswiderstand während eines Normalbetriebes wird.
Das Kühlsystem nach Anspruch 14, wobei die Antriebssteuereinrichtung die Treiberschaltung (14, 31) steuert, so dass eine Schaltgeschwindigkeit des Schaltelementes (Q1–Q6) niedriger als eine Schaltgeschwindigkeit während eines Normalbetriebes wird.
Das Kühlsystem nach Anspruch 17, wobei die Antriebssteuereinrichtung einen elektrischen Widerstand, der zwischen eine Antriebsleistungszuführung des Schaltelementes (Q1–Q6) und eine Steuerelektrode des Schaltelements (Q1–Q6) elektrisch geschaltet ist, von einem ersten Widerstandswert auf einen zweiten Widerstandswert, der größer als der erste Widerstandswert ist, schaltet.
Das Kühlsystem nach Anspruch 14, wobei die elektrische Last eine elektrische Rotationsmaschine (MG1, MG2) ist, und die Antriebssteuereinrichtung die Treiberschaltung (14, 31) steuert, so dass die Antriebseffizienz der elektrischen Rotationsmaschine (MG1, MG2) kleiner als die Antriebseffizienz während eines Normalbetriebes wird.
Das Kühlsystem nach Anspruch 19, wobei die elektrische Rotationsmaschine (MG1, MG2) bei einem ersten Betriebspunkt betrieben wird, der einen Antriebsstrom mit einer ersten Stromamplitude zum Erzeugen des angeforderten Drehmoment erfordert, während des Normalbetriebes, und wobei die Antriebssteuereinrichtung die Treiberschaltung (14, 31) steuert, so dass die elektrische Rotationsmaschine (MG1, MG2) bei einem zweiten Betriebspunkt betrieben wird, der einen Antriebsstrom mit einer zweiten Stromamplitude zum Erzeugen des gleichen angeforderten Drehmoments erfordert, wobei die zweite Stromamplitude größer als die erste Stromamplitude ist.
Das Kühlsystem nach einen der Ansprüche 12–20, wobei die Abschätzeinrichtung die Wärmemenge, die von der Treiberschaltung (14, 31) erzeugt wird, auf der Grundlage einer beliebigen der Größen Temperatur des Kühlmittels, Temperatur der Treiberschaltung (14, 31) und Antriebsstrom, der durch die Treiberschaltung (14, 31) fließt, abschätzt.
Das Kühlsystem nach Anspruch 21, wobei der Leistungsspeichermechanismus (10) angeordnet ist, um den Kühlmittelpfad (58–66) weiter mit der elektrischen Last zu teilen.