JP2004112855A - Controller for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンと回転電機を組合せて搭載したハイブリッド車両(HEV)の冷却装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両駆動用の電動機が駆動されると、車両駆動用電動機のステータコイルが発熱するため、オイルポンプ駆動用の電動機を車両駆動用電動機とは別に設け、この別に設けたオイルポンプ駆動用の電動機によりオイルポンプを駆動し、上記ステータコイルに設けた冷却オイル流路にオイル(冷媒)を圧送し、ステータコイルを冷却して温度上昇したオイルを熱交換器により冷却し、冷却の終わった冷媒を再びオイルポンプによりステータコイルの冷却オイル流路へと循環させ、これによってステータコイル(車両駆動用電動機)を冷却するようにしたものがある(特開平6−38303号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両駆動用電動機において消費されるエネルギを、過不足なく発電機から直接に供給することができれば、バッテリにおける充放電の際の損失を大幅に低減することができることから、シリーズ式のHEVであっても効率の向上が望める。特開平11−146503号公報や本出願人が開示している特願平11−172426号に記載のものでは、上記を狙いとして車両走行状態に基づいて、車両駆動用電動機に必要となる電力を発電機により発電させている。すなわち車両走行状態の変化に伴い電動機の出力は時々刻々変化するのであるが、その電動機出力に対して過不足なく電力をリアルタイムで発電機から供給することによりバッテリにおける電力損失を最小限にとどめることができ、エンジンの出力は効率良く電動機へと伝達される。
【0004】
さて、こうしたシリーズ式のHEVにおいても、回転電機(車両駆動用電動機や発電機)が駆動されると、回転電機のステータコイルのほか、発電機で発電された直流やバッテリからの直流を交流に変換するインバータが発熱するため、こうした回転電機のステータコイルやインバータを冷却してやる必要がある。
【0005】
しかしながら、従来装置のように、冷媒を圧送するポンプを駆動するのため専用の電動機を設けるのでは、その分のコストが高くなるほか、車両重量が増大して燃費も悪くなる。
【0006】
そこで本発明は、冷媒圧送用ポンプの入力軸を、発電機や車両駆動用電動機の回転軸に連結し、冷媒圧送用ポンプをエンジンまたは車両駆動用電動機により駆動することにより、ポンプ駆動用の電動機を廃してコストを削減すると共に、車両重量が増大しないようにすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、エンジンの出力軸に連結される発電機と、この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機とを備える車両の制御装置において、発電機の回転軸に連結され、冷媒を圧送する冷媒圧送用ポンプと、この冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、電動機とインバータのいずれか一つを冷却対象として循環させる冷媒流路と、この冷媒流路に介装され冷却対象により暖まった冷媒を冷却する熱交換器とを備える。
【0008】
請求項4に記載の発明は、エンジンの出力軸に連結される発電機と、この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機とを備える車両の制御装置において、発電機の回転軸に連結され、冷媒を圧送する冷媒圧送用ポンプと、この冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、電動機とインバータの両方を冷却対象として循環させる冷媒流路と、この冷媒流路に介装され冷却対象により暖まった冷媒を冷却する熱交換器とを備える。
【0009】
請求項5に記載の発明は、エンジンの出力軸に連結される発電機と、この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機とを備える車両の制御装置において、発電機の回転軸に連結され、冷媒を圧送する冷媒圧送用ポンプと、この冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、発電機とインバータのいずれか一つを冷却対象として循環させる冷媒流路と、この冷媒流路に介装され冷却対象により暖まった冷媒を冷却する熱交換器とを備える。
【0010】
請求項6に記載の発明は、エンジンの出力軸に連結される発電機と、この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機とを備える車両の制御装置において、発電機の回転軸に連結され、冷媒を圧送する冷媒圧送用ポンプと、この冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、発電機と電動機のいずれか一つを冷却対象として循環させる冷媒流路と、この冷媒流路に介装され冷却対象により暖まった冷媒を冷却する熱交換器とを備える。
【0011】
請求項7に記載の発明は、エンジンの出力軸に連結される発電機と、この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機とを備える車両の制御装置において、電動機の軸に連結され、冷媒を圧送する冷媒圧送用ポンプと、この冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、発電機とインバータのいずれか一つを冷却対象として循環させる冷媒流路と、この冷媒流路に介装され冷却対象により暖まった冷媒を冷却する熱交換器とを備える。
【0012】
請求項10に記載の発明は、エンジンの出力軸に連結される発電機と、この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機とを備える車両の制御装置において、電動機の回転軸に連結され、冷媒を圧送する冷媒圧送用ポンプと、この冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、発電機とインバータの両方を冷却対象として循環させる冷媒流路と、この冷媒流路に介装され冷却対象により暖まった冷媒を冷却する熱交換器とを備える。
【0013】
請求項11に記載の発明は、エンジンの出力軸に連結される発電機と、この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機とを備える車両の制御装置において、電動機の軸に連結され、冷媒を圧送する冷媒圧送用ポンプと、この冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、電動機とインバータのいずれか一つを冷却対象として循環させる冷媒流路と、この冷媒流路に介装され冷却対象により暖まった冷媒を冷却する熱交換器とを備える。
【0014】
請求項12に記載の発明は、エンジンの出力軸に連結される発電機と、この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機とを備える車両の制御装置において、電動機の軸に連結され、冷媒を圧送する冷媒圧送用ポンプと、この冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、電動機と発電機のいずれか一つを冷却対象として循環させる冷媒流路と、この冷媒流路に介装され冷却対象により暖まった冷媒を冷却する熱交換器とを備える。
【0015】
請求項13に記載の発明は、エンジンの出力軸に連結される発電機と、この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機とを備える車両の制御装置において、発電機の軸に連結され、冷媒を圧送する第1冷媒圧送用ポンプと、この第1冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、電動機を第1冷却対象として循環させる第1冷媒流路と、この第1冷媒流路に介装され第1冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第1熱交換器と、発電機の軸に連結され、冷媒を圧送する第2冷媒圧送用ポンプと、この第2冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、インバータを第2冷却対象として循環させる第2冷媒流路と、この第2冷媒流路に介装され第2冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第2熱交換器とを備える。
【0016】
第15に記載の発明は、エンジンの出力軸に連結される発電機と、この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機とを備える車両の制御装置において、発電機の軸に連結され、冷媒を圧送する第1冷媒圧送用ポンプと、この第1冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、発電機を第1冷却対象として循環させる第1冷媒流路と、この第1冷媒流路に介装され第1冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第1熱交換器と、発電機の軸に連結され、冷媒を圧送する第2冷媒圧送用ポンプと、この第2冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、インバータを第2冷却対象として循環させる第2冷媒流路と、この第2冷媒流路に介装され第2冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第2熱交換器とを備える。
【0017】
第17に記載の発明は、エンジンの出力軸に連結される発電機と、この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機とを備える車両の制御装置において、発電機の軸に連結され、冷媒を圧送する第1冷媒圧送用ポンプと、この第1冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、発電機を第1冷却対象として循環させる第1冷媒流路と、この第1冷媒流路に介装され第1冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第1熱交換器と、発電機の軸に連結され、冷媒を圧送する第2冷媒圧送用ポンプと、この第2冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、電動機を第2冷却対象として循環させる第2冷媒流路と、この第2冷媒流路に介装され第2冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第2熱交換器とを備える。
【0018】
請求項19に記載の発明は、エンジンの出力軸に連結される発電機と、この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機とを備える車両の制御装置において、電動機の軸に連結され、冷媒を圧送する第1冷媒圧送用ポンプと、この第1冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、発電機を第1冷却対象として循環させる第1冷媒流路と、この第1冷媒流路に介装され第1冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第1熱交換器と、電動機の軸に連結され、冷媒を圧送する第2冷媒圧送用ポンプと、この第2冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、インバータを第2冷却対象として循環させる第2冷媒流路と、この第2冷媒流路に介装され第2冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第2熱交換器とを備える。
【0019】
請求項21に記載の発明は、エンジンの出力軸に連結される発電機と、この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機とを備える車両の制御装置において、電動機の軸に連結され、冷媒を圧送する第1冷媒圧送用ポンプと、この第1冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、電動機を第1冷却対象として循環させる第1冷媒流路と、この第1冷媒流路に介装され第1冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第1熱交換器と、電動機の軸に連結され、冷媒を圧送する第2冷媒圧送用ポンプと、この第2冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、インバータを第2冷却対象として循環させる第2冷媒流路と、この第2冷媒流路に介装され第2冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第2熱交換器とを備える。
【0020】
請求項23に記載の発明は、エンジンの出力軸に連結される発電機と、この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機とを備える車両の制御装置において、電動機の軸に連結され、冷媒を圧送する第1冷媒圧送用ポンプと、この第1冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、電動機を第1冷却対象として循環させる第1冷媒流路と、この第1冷媒流路に介装され第1冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第1熱交換器と、電動機の軸に連結され、冷媒を圧送する第2冷媒圧送用ポンプと、この第2冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、発電機を第2冷却対象として循環させる第2冷媒流路と、この第2冷媒流路に介装され第2冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第2熱交換器とを備える。
【0021】
【発明の効果】
請求項1、4、5、6に記載の発明によれば、冷媒圧送用ポンプの駆動にエンジンの動力を使用するので、冷媒圧送用ポンプとして、従来装置のように電動ポンプを設置する必要がなくなり、コストの削減及び車両重量の増大防止が図れる。
【0022】
請求項7、10、11、12の発明によれば、冷媒圧送用ポンプの駆動に車両駆動用電動機の動力を使用するので、冷媒圧送用ポンプとして、従来装置のように電動ポンプを設ける必要がなくなり、コストの削減及び車両重量の増大防止が図れる。
【0023】
請求項13、15、17、19、21、23の発明によれば、冷却対象により別々の冷媒を使用する場合においても、2つの冷媒圧送用ポンプの駆動にエンジンの動力を使用するので、冷媒圧送用ポンプとして、従来装置のように電動ポンプを設置する必要がなくなり、コストの削減及び車両重量の増大防止が図れる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【0025】
図1に本発明を適用したハイブリッド車両の全体構成を示す。
【0026】
本実施形態のハイブリッド車両は、電動機(車両駆動用電動機)3において消費されるエネルギを過不足なく発電機2から直接に供給するようにした、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両であり、エンジン1の出力を機械的に車両駆動輪6へ伝達する機構を備えていない。すなわち、エンジン1の出力軸1aには発電機2のロータ軸(回転軸)2aが直接連結され、エンジン1と発電機2のロータ2aとが同じ速度で回転するようになっている。なお、増減速機構を介して両者を連結するようにしてもかまわない。
【0027】
電動機3のロータ軸(回転軸)3aには車両駆動軸4の一端が直接連結され、他端はデファレンシャルギヤ5を介して車両駆動輪6に連結されている。発電機2の側と同様、車両駆動軸4と電動機3のロータ軸3aとの連結を増減速機構を介して行ってもかまわない。
【0028】
なお、発電機ロータ軸2aと電動機ロータ軸3aとの間にクラッチ機構を設け、クラッチ締結時にエンジン1の出力が機械的に車両駆動輪6へ伝わるようにすることもできる。
【0029】
発電機2と電動機3は、何れも永久磁石型同期回転電機であり、各ステータコイルに流れる交流電流の周期や振幅、各ロータ回転位相(ロータの回転位置の位相のこと)に対する電流位相の進遅を制御することで各回転電機2、3の回転速度とトルクを任意に制御することができる。
【0030】
一対の回転電機2、3は、1つのインバータ7を介してバッテリ8に接続されており、インバータ7を構成する半導体素子(スイッチング素子)のON/OFFを制御することで、各回転電機2、3のステータコイルに流れる交流電流を任意に制御することができる。通常は、車両運転者の要求に見合う車両駆動力が得られるように電動機3を力行させると共に、電動機3で消費される電力に見合う発電が行われるよう発電機2でエンジン出力の回生を行うのであるが、車両の走行エネルギを電動機3で回生したり発電機2を力行させてエンジン1をモータリングしたりすることもできる。電動機3(あるいは発電機2)の消費電力が発電機2(あるいは電動機3)での発電電力より大きい場合は不足分の電力がバッテリ8から出力され、反対に発電電力が消費電力より大きい場合は過剰な電力がバッテリ8に入力(充電)される。
【0031】
次に、このように構成されるシリーズ式のハイブリッド車両に適用される本実施形態の冷却システムについて説明する。
【0032】
発電機2のロータ軸2aにオイルポンプ11(第1冷媒圧送用ポンプ)の入力軸が連結され、オイルポンプ11は、発電機2のロータ軸2aによって駆動され、冷却オイル(冷媒)を圧送する。
【0033】
オイルポンプ11により圧送される冷却オイルを、発電機2及び電動機3を第1冷却対象として循環させる冷却オイル流路12(第1冷媒流路)が設けられ、この冷却オイル流路12に第1冷却対象により暖まった冷却オイルを冷却するオイルクーラ13(第1熱交換器)が介装されている。すなわち、オイルポンプ11から吐出された冷却オイルは電動機3と発電機2の冷却オイル流路12を流れて電動機3と発電機2(特に各ステータコイル)を冷却する。電動機3と発電機2を冷却した後の冷却オイルはオイルクーラ13で冷やされ、オイルポンプ11の入口に戻される。
【0034】
また、オイルポンプ11の入力軸にさらにウォータポンプ14(第2冷媒圧送用ポンプ)の入力軸が連結され、このウォータポンプ14も、発電機2のロータ軸2aによって駆動され、冷却水(冷媒)を圧送する。
【0035】
ウォータポンプ14により圧送される冷却水を、インバータ7を第2冷却対象として循環させる冷却水流路15(第2冷媒流路)が設けられ、この冷却水流路15に第2冷却対象により暖まった冷却水を冷却するウォータクーラ16(第2熱交換器)が介装されている。すなわち、ウォータポンプ14から吐出された冷却水はインバータ7の冷却水流路15を流れてインバータ7(特にスイッチング素子)を冷却する。インバータ7を冷却した後の冷却水はウォータクーラ16で冷やされ、ウォータポンプ14の入口に戻される。
【0036】
なお、本実施形態ではオイルポンプ11とウォータポンプ14の2つの冷媒圧送用ポンプの入力軸を発電機2のロータ軸2aに直結かつ同軸上に配置しているが、増減速機構を介して2つの冷媒圧送用ポンプ11、14を駆動するようにしてもよい。
【0037】
次に、本実施形態における制御システムについて説明すると、車両のコントローラは総合コントローラ20と発電機・電動機コントローラ21とエンジンコントローラ22とバッテリコントローラ23とから構成されている。
【0038】
総合コントローラ20には、アクセルセンサ31からのアクセル開度、車速センサ32からの車速、温度センサ33からの電動機3のステータコイルの温度、温度センサ34からのインバータ7のスイッチング素子温度の各信号が入力されると共に、総合コントローラ20と他の3つのコントローラ21、22、23との間では相互に信号のやり取りが行えるようになっている。
【0039】
車両駆動制御の概略を説明すると、総合コントローラ20では、アクセルセンサ31からのアクセル開度と車速センサ32からの車速とに基づいて車両の目標駆動出力を算出し、これを電動機3の回転速度(車速に比例して定まる)で除して目標電動機トルクを算出し、これを発電機・電動機コントローラ21へ送る。発電機・電動機コントローラ21では、電動機3の回転速度と目標電動機トルクと電動機3のロータ回転位相(図示しない電動機位相センサで検出する)とに基づいて、電動機3のステータコイルに与える電圧指令値を決定し、この電圧指令値から生成したPWM信号をインバータ7のスイッチング素子へ送る。
【0040】
また、総合コントローラ20では、車両の目標駆動出力に基づいて目標エンジン出力tPeを算出し、これを実現する第1目標エンジントルクtTe1と目標エンジン回転速度基本値tNe0とを算出し、第1目標エンジントルクtTe1をエンジンコントローラ22へ、目標エンジン回転速度基本値tNe0を発電機・電動機コントローラ21へ送る。エンジンコントローラ22では、エンジン1の実際の回転速度Ne(エンジン回転速度センサ36で検出する)と第1目標エンジントルクtTe1とに基づいてエンジン1の第1目標吸入空気量を決定し、これを実現するようにエンジン1のスロットル弁開度を制御する。発電機・電動機コントローラ21では、発電機2の実際の回転速度(直結されているエンジン1の回転速度Neと等しい)を目標エンジン回転速度基本値tNe0に一致させるための第1目標発電機トルク(回生トルク)tTg1を算出し、発電機2の回転速度と第1目標発電機トルクtTg1と発電機2のロータ回転位相(図示しない発電機位相センサで検出する)とに基づいて、発電機2のステータコイルに与える電圧指令値を決定し、この電圧指令値から生成したPWM信号をインバータ7のスイッチング素子へ送る。
【0041】
車両の目標駆動出力に基づいて目標エンジン出力tPeを算出する際、基本的には目標エンジン出力tPeを目標駆動出力に一致させる(発電機2の発電電力を電動機3の消費電力に一致させる)のであるが、バッテリ8の充電状態(あるいは残容量)を表すSOC(State of Charge)によっては目標エンジン出力tPeを目標駆動出力よりも小さくしてバッテリ8を放電させたり、逆に目標エンジン出力tPeを目標駆動出力よりも大きくしてバッテリ8を充電したりする。また、目標駆動出力が小さい場合には目標エンジン出力tPeをゼロとし、エンジン1の運転を停止することもある。
【0042】
次に、本実施形態の冷却システムを効果的に機能させるため、総合コントローラ20において行われる制御を図2、図3のフローチャートを参照して説明すると、図2、図3はエンジン制御目標値(目標エンジン回転速度と目標エンジントルク)を演算するためのもので、所定時間毎(例えば10msec毎)に実行する。
【0043】
図2においてステップ1では、総合コントローラ20内部のメモリから目標エンジン出力tPe、目標エンジン回転速度の基本値tNe0を読み込むと共に、エンジンコントローラ22を介してエンジン回転速度センサ36からの実エンジン回転速度Neを読み込む。目標エンジン出力tPeと目標エンジン回転速度基本値tNe0は、基本的な車両駆動制御のために総合コントローラ20が逐次算出しており、最新の値がメモリにストアされている。なお、目標エンジン回転速度基本値tNe0は負の値を採ることはない。
【0044】
ステップ2では、温度センサ34からの電動機3のステータコイル温度Tmと温度センサ34からのインバータ7のスイッチング素子温度Tiを読み込むと共に、バッテリコントローラ23からのSOCを読み込む。SOCは、バッテリ8の端子電圧と入出力電流とを監視するバッテリ監視センサ35からの信号に基づいてバッテリコントローラ23が逐次算出している。
【0045】
ステップ3では、電動機3のステータコイル温度Tmとステータコイル温度に対するしきい値Tmthを比較する。ここで、しきい値Tmthとしては、冷却オイルを循環させて積極的に電動機3のステータコイルを冷却すべき温度を設定する。
【0046】
電動機3のステータコイル温度Tmがしきい値Tmthより大きい場合にはステップ4へ進み、ステータコイル温度Tmのしきい値Tmthからの偏差であるTm−Tmthに基づいてオイルポンプ11の目標回転速度tNpmを算出する。オイルポンプ11の目標回転速度tNpmは、図4に示したようにステータコイル温度Tmのしきい値Tmthからの偏差であるTm−Tmthが大きいほど高くし、これによってステータコイル温度Tmが高いほど冷却オイルの流量を大きくする。
【0047】
なお、電動機3のステータコイル温度Tmそのものに基づいてオイルポンプ11の目標回転速度tNpmを算出させてもかまわない。
【0048】
ステータコイル温度Tmがしきい値Tmth以下の場合には、冷却オイルを循環させて積極的に電動機3のステータコイルを冷却する必要がないと判断し、ステップ5へ進んでオイルポンプ11の目標回転速度tNpm=0とする。
【0049】
ステップ6では、インバータ7のスイッチング素子温度Tiとスイッチング素子温度に対するしきい値Tithを比較する。ここで、しきい値Tithとしては、冷却水を循環させて積極的にインバータ7のスイッチング素子を冷却すべき温度を設定する。
【0050】
スイッチング素子温度Tiがしきい値Tithより大きい場合にはステップ7へ進み、スイッチング素子温度Tiのしきい値Tithからの偏差であるTi−Tithに基づいてウォータポンプ6の目標回転速度tNpiを算出する。ウォータポンプ6の目標回転速度tNpiは、図5に示したようにスイッチング素子温度Tiのしきい値Tithからの偏差であるTi−Tithが大きいほど高くし、これによってスイッチング素子温度Tiが高いほど冷却水の流量を大きくする。
【0051】
なお、スイッチング素子温度Tiそのものに基づいてウォータポンプ14の目標回転速度tNpiを算出させてもかまわない。
【0052】
スイッチング素子温度Tiがしきい値Tith以下の場合には冷却水を循環させて積極的にインバータ7のスイッチング素子を冷却する必要がないと判断し、ステップ8へ進んでウォータポンプ6の目標回転速度tNpi=0とする。
【0053】
ステップ9では、オイルポンプ11の目標回転速度tNpmとウォータポンプ14の目標回転速度tNpiのうち大きい方を冷媒圧送用ポンプ11、14の目標回転速度tNpとする。
【0054】
図3に進みステップ10では、目標エンジン回転速度基本値tNe0とゼロを比較する。
【0055】
目標エンジン回転速度基本値tNe0がゼロより大きい場合にはエンジン1の運転中であると判断し、ステップ11へ進んで目標エンジン回転速度基本値tNe0と冷媒圧送用ポンプ11、14の目標回転速度tNpを比較する。
【0056】
目標エンジン回転速度基本値tNe0が冷媒圧送用ポンプの目標回転速度tNpより大きい場合には現状のままで冷媒圧送用ポンプ11、14の要求を満たすことができるので、ステップ12へと進んで目標エンジン回転速度基本値tNe0をそのまま目標エンジン回転速度tNeとして設定する。
【0057】
ステップ13では、目標エンジン出力tPeを、目標エンジン回転速度基本値tNe0で除した値を、第1目標エンジントルクtTe1として算出し、これをステップ14において目標エンジントルクtTeに入れる。
【0058】
このように、ステップ12、13、14へと処理が進んだ場合には基本的な車両駆動制御で決定される運転条件通りにエンジン1と発電機2を制御する。本実施形態では、基本的に発電機2の発電電力を電動機3の消費電力に一致させており、この場合、発電機2のステータコイルにおける発熱量と電動機3のステータコイルにおける発熱量とは常に一定の関係を保って変化する。このため、発電機2の冷却と電動機3の冷却との両方が最適となるようにオイルポンプ11の流量特性を設定することが可能であり、基本的な車両駆動制御に伴ってエンジン1が駆動され、このエンジン1の出力軸(発電機2のロータ軸)により駆動されるオイルポンプ11の回転だけで発電機2及び電動機3が適切に冷却され、発電機2及び電動機3の各ステータコイル温度がしきい値を超えることがない。
【0059】
インバータ7の冷却に関しても同様であり、基本的な車両駆動制御に伴ってウォータポンプ14が回転するだけでインバータ7が適切に冷却され、インバータ7のスイッチング素子温度Tiがしきい値Tithを超えることがない。
【0060】
目標エンジン回転速度基本値tNe0が冷媒圧送用ポンプ11、14の目標回転速度tNp以下である場合には現状のままでは冷媒圧送用ポンプ11、14の要求を満たすことができないので、ステップ11よりステップ15へと進んで冷媒圧送用ポンプ11、14の目標回転速度tNpを目標エンジン回転速度tNeとして設定すると共に、ステップ16において目標エンジン出力tPeを冷媒圧送用ポンプ11、14の目標回転速度tNpで除して第2目標エンジントルクtTe2を算出し、これをステップ17で目標エンジントルクtTeに入れる。
【0061】
これは、目標エンジン出力tPeが目標駆動出力よりも小さい運転状態が継続した場合に、電動機3やインバータ7の冷却が不十分となる場合があり、このとき目標エンジン回転速度基本値tNe0が冷媒圧送用ポンプ11、14の目標回転速度tNp以下となるので、現状ではtNpより低い冷媒圧送用ポンプの回転速度(=tNe0)を、tNpへと上昇させて冷媒圧送用ポンプの吐出する冷媒流量を増やし、これによって電動機3あるいはインバータ7の冷却を確保するようにしたものである。
【0062】
このように、ステップ15、16、17へと処理が進んだ場合には基本的な車両駆動制御で決定される運転条件を変更してエンジン1と発電機2を制御する。なお、基本的な車両駆動制御では、目標エンジン出力tPeを最良燃費で実現するように目標エンジン回転速度基本値tNe0を決定しており、冷却性能を引き出すためとはいえこれを変更することは車両の燃費が悪化することを意味している。しかしながら、電動機3やインバータ7の耐久性を確保するために必要な変更であるので、多少の燃費悪化となるのはやむを得ない。
【0063】
一方、tNe0=0かつtNp>0の場合、つまりエンジン停止中に冷媒圧送用ポンプ11、14を回転させたい要求がある場合には、発電機2は空転させたままエンジン1を始動してエンジン1を運転するか、あるいはエンジン1は空転させたまま発電機2を運転させるかする必要がある。このため、ステップ10で目標エンジン回転速度基本値tNe0がゼロ(エンジン停止中)である場合には、ステップ18、19へと進む。
【0064】
ステップ18、19は冷媒圧送用ポンプ11、14の目標回転速度tNpとバッテリ8のSOCとに基づいて、発電機2は空転させたままエンジン1を運転させる条件であるのか否か、それともエンジン1は空転させたまま発電機2を運転させる条件であるのか否かを判定する部分である。すなわち、ステップ18では、冷媒圧送用ポンプ11、14の目標回転速度tNpとこの回転速度に対するしきい値Npthを、また、ステップ19ではバッテリ8のSOCとこのSOCに対するしきい値SOCthをそれぞれ比較する。
【0065】
ここで、一方のしきい値Npthは、エンジン1を安定して運転(ファイアリング)することができる最低の回転速度以上の値とする。また、他方のしきい値SOCthは、バッテリ8が十分に充電された状態であることを示す値(例えば70%)とする。
【0066】
これらしきい値との比較の結果、冷媒圧送用ポンプ11、14の目標回転速度tNpがしきい値Npthより大きくかつバッテリ8のSOCがしきい値SOCth未満である場合に、エンジン1を始動させても安定して運転でき、かつ運転させたエンジン1により冷媒圧送用ポンプ11、14を回転可能であると判断し、ステップ20へと進んで実エンジン回転速度Neを目標エンジン回転速度tNeとして設定する。これにより、発電機・電動機コントローラ21で算出される目標発電機トルクがゼロとなり、発電機2は回生も力行も行わない空回りの状態となる。
【0067】
ステップ21では、冷媒圧送用ポンプ11、14の目標回転速度tNpと実エンジン回転速度Neとに基づいて第2目標エンジントルクtTe2を算出する。具体的には、実エンジン回転速度Neを冷媒圧送用ポンプ11、14の目標回転速度tNpに一致させるための第2目標エンジントルクtTe2を算出し、これをステップ17で目標エンジントルクtTeに入れる。
【0068】
このように、ステップ20、21、17へと処理が進んだ場合には冷媒圧送用ポンプ11、14を回転(駆動)させるためにエンジン1を運転し、発電機2を空回りさせる。
【0069】
冷媒圧送用ポンプ11、14の目標回転速度tNpがしきい値Npth以下である場合にはエンジン1を始動させても安定して運転できないので、発電機2を運転し、その運転される発電機2により冷媒圧送用ポンプ11、14を駆動しなければならないので、ステップ22へと進んで冷媒圧送用ポンプ11、14の目標回転速度tNpを目標エンジン回転速度tNeとして設定する。また、冷媒圧送用ポンプ11、14の目標回転速度tNpがしきい値Npthを超えているもののSOCがしきい値SOCth以上である場合には、エンジン1、発電機2のいずれの運転も可能であるが、エンジン1よりも発電機2を運転したほうが応答性がよいので、この場合にもステップ22へと進んで冷媒圧送用ポンプ11、14の目標回転速度tNpを目標エンジン回転速度tNeとして設定する。これにより、発電機・電動機コントローラ21で算出される目標発電機トルクが力行トルクを示す値となり、発電機2がバッテリ8の電力を消費してエンジン1を駆動する(モータリング)状態となる。
【0070】
ステップ23では、ゼロを第2目標エンジントルクtTe2として設定し、これをステップ17で目標エンジントルクtTeに入れる。これにより、エンジンコントローラ22ではエンジン1への燃料供給を停止する。このとき、エンジン1のスロットル弁を全開にしてポンピングロスを最小にすることが望ましい。
【0071】
このように、ステップ22、23、17へと処理が進んだ場合には、冷媒圧送用ポンプ11、14を回転(駆動)させるために発電機2を運転し、エンジン1を空回りさせる。
【0072】
このようにして演算した目標エンジン回転速度tNeと目標エンジントルクtTeとは、総合コントローラ20よりエンジンコントローラ22へと送られる。また、目標エンジン回転速度tNeは発電機・電動機コントローラ21へと送られる。
【0073】
このように本実施形態(請求項17に記載の発明)では、エンジン1の出力軸1aに連結される発電機2と、この発電機2及びバッテリ8にインバータ7を介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸4に連結される電動機3とを備える車両の制御装置において、発電機2のロータ軸2aに連結され、冷却オイルを圧送するオイルポンプ11(第1冷媒圧送用ポンプ)と、このオイルポンプ11により圧送される冷却オイルを、電動機3及び発電機2を第1冷却対象として循環させる冷却オイル流路12(第1冷媒流路)と、この冷却オイル流路12に介装され第1冷却対象により暖まった冷却オイルを冷却するオイルクーラ13(第1熱交換器)と、発電機2のロータ軸2aに連結され、冷却水を圧送するウォータポンプ14(第2冷媒圧送用ポンプ)と、このウォータポンプ14により圧送される冷却水を、インバータ7を第2冷却対象として循環させる冷却水流路15(第2冷媒流路)と、この冷却水流路15に介装され第2冷却対象により暖まった冷却水を冷却するウォータクーラ16(第2熱交換器)とを備えるので、冷却対象により別々の冷媒である冷却オイルと冷却水を使用する場合においても、2つの冷媒圧送用ポンプ11、14の回転にエンジン1または発電機2の動力を使用するので、冷媒圧送用ポンプとして、従来装置のように電動ポンプを設置する必要がなくなり、コストの削減及び車両重量の増大防止が図れる。
【0074】
本実施形態(請求項42に記載の発明)によれば、エンジン非回転中かつ冷媒圧送用ポンプの目標回転速度tNpがしきい値Npth以下である場合に、冷媒圧送用ポンプの目標回転速度tNpが得られるように発電機2を制御すると共に、エンジン1を空回りさせている。すなわち、エンジン1を運転してもその回転速度が安定しないような低回転速度領域(tNp≦Npth)においてエンジン1を空転させ、その代わりに発電機2を運転して冷媒圧送用ポンプを駆動するようにしたので、エンジン1を運転してもそのその回転速度が安定しないような低回転速度領域においても冷媒圧送用ポンプの回転が安定し、必要な冷却性能が得られる。
【0075】
本実施形態(請求項43に記載の発明)によれば、エンジン非回転中かつ冷媒圧送用ポンプの目標回転速度tNpがしきい値Npthを超えている場合においてバッテリ残容量SOCがしきい値SOCth未満であるときに、
▲1▼エンジン1を始動し、このエンジン1の始動後に冷媒圧送用ポンプの目標回転速度tNpが得られるようにエンジン1を制御すると共に、
▲2▼発電機2を空回りさせ、
その一方で、エンジン非回転中かつ冷媒圧送用ポンプの目標回転速度tNpがしきい値Npthを超えている場合においてバッテリの残容量SOCがしきい値SOCth以上であるときに、
▲3▼冷媒圧送用ポンプの目標回転速度tNpが得られるように発電機2を制御すると共に、
▲4▼エンジン1を空回りさせている。これによって、冷却要求により長時間、冷媒圧送用ポンプを回す必要がある場合においても、バッテリ8の充電状態を管理し得るので、必要以上に燃料が消費されるのを防止できる。
【0076】
なお、SOCがしきい値SOCth未満である場合に、エンジン1を始動してエンジン1を運転したとき、そのエンジン運転によりバッテリ8が充電されてバッテリ8の残容量SOCがしきい値SOCth以上となり、すぐにエンジン1を空回りさせるのでは、エンジン1の始動とエンジン1の運転停止とが頻繁に繰り返され、運転性に影響しかねない。そこでこのときには、バッテリ8の残容量SOCがしきい値SOCth未満である場合に、エンジン1を始動するに際して、所定時間はエンジン1の運転を継続するようにすればよく(請求項44に記載の発明)、これによって一度エンジン1を始動したときにはその直後にバッテリ8の残容量SOCがしきい値SOCth以上となることがあっても所定時間はエンジン1の運転を継続するので、エンジン1の始動とエンジン1の運転停止とが頻繁に繰り返されるのを防止できる。
【0077】
図6、図7、図8、図9、図10、図11、図12、図13、図14、図15、図16、図17、図18、図19、図20、図21、図22、図23はそれぞれ第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9、第10、第11、第12、第13、第14、第15、第16、第17、第18、第19の各実施形態の制御システム図で、図1と置き換わるものである。ただし、バッテリ8、コントローラ20〜23、センサ類、駆動軸4は省略している。
【0078】
まず、図6〜図9に示す第2、第3、第4、第5の4つの実施形態は、いずれも発電機2のロータ軸2aに連結され、冷媒を圧送する第1冷媒圧送用ポンプ41と、この第1冷媒圧送用ポンプ41により圧送される冷媒を第1冷却対象に循環させる第1冷媒流路42と、この第1冷媒流路42に介装され第1冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第1熱交換器43と、発電機2のロータ軸2aに連結され、冷媒を圧送する第2冷媒圧送用ポンプ44と、この第2冷媒圧送用ポンプ44により圧送される冷媒を第2冷却対象に循環させる第2冷媒流路45と、この第2冷媒流路45に介装され第2冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第2熱交換器46とを備えるものであるが、各実施形態により第1冷却対象と第2冷却対象が次のように相違している。
【0079】
図6上段:第1冷却対象は発電機2、第2冷却対象はインバータ7。
【0080】
図6下段:第1冷却対象は電動機3、第2冷却対象はインバータ7。
【0081】
図7 :第1冷却対象は発電機2、第2冷却対象は電動機3。
【0082】
図8上段:第1冷却対象は発電機2、第2冷却対象は電動機3及びインバータ7。
【0083】
図8下段:第1冷却対象はインバータ7、第2冷却対象は発電機2及び電動機3。
【0084】
図9 :第1冷却対象は電動機3、第2冷却対象はインバータ7及び発電機2。
【0085】
なお、図8下段の制御システム図は、図1の上位概念に相当するものである。
【0086】
また、図10〜図13に示す第6、第7、第8、第9の4つの実施形態は、いずれも電動機3の回転軸3aに連結され、冷媒を圧送する第1冷媒圧送用ポンプ41と、この第1冷媒圧送用ポンプ41により圧送される冷媒を第1冷却対象に循環させる第1冷媒流路42と、この第1冷媒流路42に介装され第1冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第1熱交換器43と、電動機3の回転軸3aに連結され、冷媒を圧送する第2冷媒圧送用ポンプ44と、この第2冷媒圧送用ポンプ44により圧送される冷媒を第2冷却対象に循環させる第2冷媒流路45と、この第2冷媒流路45に介装され第2冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第2熱交換器46とを備えるものであるが、各実施形態により第1冷却対象と第2冷却対象が次のように相違している。
【0087】
図10上段:第1冷却対象は電動機3、第2冷却対象はインバータ7。
【0088】
図10下段:第1冷却対象は発電機2、第2冷却対象はインバータ7。
【0089】
図11 :第1冷却対象は発電機2、第2冷却対象は電動機3。
【0090】
図12上段:第1冷却対象は電動機3、第2冷却対象は発電機2及びインバータ7。
【0091】
図12下段:第1冷却対象はインバータ7、第2冷却対象は電動機3及び発電機2。
【0092】
図13 :第1冷却対象は発電機2、第2冷却対象はインバータ7及び電動機3。
【0093】
また、図14〜図18に示す第10、第11、第12、第13、第14の5つの実施形態は、いずれも発電機2の回転軸2aに連結され、冷媒を圧送する冷媒圧送用ポンプ51と、この冷媒圧送用ポンプ51により圧送される冷媒を冷却対象に循環させる冷媒流路52と、この冷媒流路52に介装され冷却対象により暖まった冷媒を冷却する熱交換器53とを備えるものであるが、各実施形態により冷却対象が次のように相違している。
【0094】
図14上段 :冷却対象は発動機2。
【0095】
図14下段 :冷却対象はインバータ7。
【0096】
図15 :冷却対象は電動機3。
【0097】
図16上段、下段:冷却対象は電動機3及び発電機2。
【0098】
図17上段、下段:冷却対象はインバータ7及び発電機2。
【0099】
図18上段、下段:冷却対象は電動機3及びインバータ7。
【0100】
また、図19〜図23に示す第15、第16、第17、第18、第19の5つの実施形態は、いずれも電動機3の回転軸3aに連結され、冷媒を圧送する冷媒圧送用ポンプ51と、この冷媒圧送用ポンプ51により圧送される冷媒を冷却対象に循環させる冷媒流路52と、この冷媒流路52に介装され冷却対象により暖まった冷媒を冷却する熱交換器53とを備えるものであるが、各実施形態により冷却対象が次のように相違している。
【0101】
図19上段 :冷却対象は発電機2。
【0102】
図19下段 :冷却対象はインバータ7。
【0103】
図20 :冷却対象は電動機3。
【0104】
図21上段、下段:冷却対象は発電機2及び電動機3。
【0105】
図22上段、下段:冷却対象はインバータ7及び発電機2。
【0106】
図23上段、下段:冷却対象はインバータ7及び電動機3。
【0107】
なお、図16〜図18、図21〜図23において、上段は2つの冷却対象に対して冷媒を直列に循環させるようにしたもの、下段は2つの冷却対象に対して冷媒を並列に循環させるようにしたものである。
【0108】
ここで、図6に示す第2実施形態から図23に示す第19実施形態までのの実施形態の作用効果をまとめて説明する。
【0109】
図14上段に示す第10実施形態(請求項5または請求項6に記載の発明)、図14下段に示す第10実施形態(請求項1または請求項5に記載の発明)、図15に示す第11実施形態(請求項1または請求項6に記載の発明)によれば、冷媒圧送用ポンプ51の回転駆動にエンジン1または発電機2の動力を使用し得ることになり、これによって冷媒圧送用ポンプとして、従来装置のように電動ポンプを設置する必要がなくなり、コストの削減及び車両重量の増大防止が図れる。
【0110】
同様にして、図19上段に示す第15実施形態(請求項7または請求項12に記載の発明)、図19下段に示す第15実施形態(請求項7または請求項11に記載の発明)、図20に示す第16実施形態(請求項11または請求項12に記載の発明)によれば、冷媒圧送用ポンプ51の駆動に車両駆動用電動機3の動力を使用し得ることになり、これにより、冷媒圧送用ポンプとして、従来装置のように電動ポンプを設ける必要がなくなり、コストの削減及び車両重量の増大防止が図れる。
【0111】
また、図16に示す第12実施形態(請求項2に記載の発明)、図17に示す第13実施形態(請求項3に記載の発明)、図18に示す第14実施形態(請求項4に記載の発明)によれば、1つの冷媒圧送用ポンプ51で複数の冷却対象を冷却するので、部品点数の削減が図れる。
【0112】
同様にして、図21に示す第17実施形態(請求項8に記載の発明)、図22に示す第18実施形態(請求項10に記載の発明)、図23に示す第19実施形態(請求項9に記載の発明)によれば、1つの冷媒圧送用ポンプ51で複数の冷却対象を冷却するので、部品点数の削減が図れる。
【0113】
また、図6下段に示す第2実施形態(請求項13に記載の発明)、図6上段に示す第2実施形態(請求項15に記載の発明)、図7に示す第3実施形態(請求項17に記載の発明)によれば、冷却対象により別々の冷媒を使用する場合においても、2つの冷媒圧送用ポンプ41、44の駆動にエンジン1または発電機2の動力を使用するので、冷媒圧送用ポンプとして、従来装置のように電動ポンプを設置する必要がなくなり、コストの削減及び車両重量の増大防止が図れる。
【0114】
同様にして、図10下段に示す第6実施形態(請求項19に記載の発明)、図10上段に示す第6実施形態(請求項21に記載の発明)、図11に示す第7実施形態(請求項23に記載の発明)によれば、冷却対象により別々の冷媒を使用する場合においても、2つの冷媒圧送用ポンプ41、44の駆動に電動機3の動力を使用するので、冷媒圧送用ポンプとして、従来装置のように電動ポンプを設置する必要がなくなり、コストの削減及び車両重量の増大防止が図れる。
【0115】
次に、図6下段に示す第2実施形態、図10上段に示す第6実施形態に対しては、図2、図3のフローチャートをそのまま用いることができるが、図6上段に示す第2実施形態、図10下段に示す第6実施形態に対しては、図2、図3のフローチャートに代えて図24、図3のフローチャートを(第20実施形態)、また図7に示す第3実施形態、図11に示す第7実施形態に対しては、図2、図3のフローチャートに代えて図26、図3のフローチャートを(第21実施形態)用いればよい。すなわち、図24に示す第20実施形態では、電動機3の温度Tmに代えて発電機2の温度(特にステータコイルの温度)Tgを用い(図24ステップ21〜25)、また、図26に示す第21実施形態では、インバータ7のスイッチング素子温度Tiに代えて発電機2の温度(特にステータコイルの温度)Tgを用いている(図26ステップ31〜35)。
【0116】
図2、図3に示す第1実施形態(請求項32に記載の発明)によれば、電動機3のステータコイル温度Tmに応じて設定した、冷媒圧送用ポンプ11、14の目標回転速度tNpmと、インバータ7のスイッチング素子温度Tiに応じて設定した、冷媒圧送用ポンプ11、14の目標回転速度tNpiのうち大きいほうを選択するので、2つの冷媒圧送用ポンプ11、14で電動機3、インバータ7両方の冷媒を循環させる場合でも冷却に必要な分だけ冷媒圧送用ポンプを回転させるので、冷却性能の確保と燃費悪化防止との両立を図り得る。
【0117】
図24、図3に示す第20実施形態(請求項34に記載の発明)によれば、発電機2のステータコイル温度Tgに応じて設定した、冷媒圧送用ポンプ41、44の目標回転速度tNpgと、インバータ7のスイッチング素子温度Tiに応じて設定した、冷媒圧送用ポンプ41、44の目標回転速度tNpiのうち大きいほうを選択するので、2つの冷媒圧送用ポンプ41、44で発電機2、インバータ7両方の冷媒を循環させる場合でも冷却に必要な分だけ冷媒圧送用ポンプ41、44を回転させるので、冷却性能の確保と燃費悪化防止との両立を図り得る。
【0118】
図26、図3に示す第21実施形態(請求項36に記載の発明)によれば、発電機2のステータコイル温度Tgに応じて設定した、冷媒圧送用ポンプ41、44の目標回転速度tNpgと、電動機3のステータコイル温度Tmに応じて設定した、冷媒圧送用ポンプ41、44の目標回転速度tNpmのうち大きいほうを選択するので、2つの冷媒圧送用ポンプ41、44で電動機3、発電機2両方の冷媒を循環させる場合でも冷却に必要な分だけ冷媒圧送用ポンプ41、44を回転させるので、冷却性能の確保と燃費悪化防止との両立を図り得る。
【0119】
同様にして、図15に示す第11実施形態、図20に示す第16実施形態に対しては、図2、図3のフローチャートに代えて図27、図3のフローチャートを(第22実施形態)、また図14下段に示す第10実施形態、図19下段に示す第15実施形態に対しては、図2、図3のフローチャートに代えて図28、図3のフローチャートを(第23実施形態)、また図14上段に示す第10実施形態、図19上段に示す第15実施形態に対しては、図2、図3のフローチャートに代えて図29、図3のフローチャートを(第24実施形態)用いればよい。
【0120】
図27、図3に示す第22実施形態(請求項25に記載の発明)によれば、電動機3を冷却対象として、電動機3の温度、特にステータコイル温度Tmがしきい値Tmthを超えた場合に冷媒圧送用ポンプ51の目標回転速度tNpmを正の値で算出し、ステータコイル温度Tmがしきい値Tmth以下の場合には冷媒圧送用ポンプ51の目標回転速度tNpmをゼロで算出している(図27のステップ3〜5)。すなわち、必要な場合(Tm>Tmthの場合)にのみ冷媒圧送用ポンプ51を駆動して電動機3の冷却を行い、不必要な場合(Tm≦Tmthの場合)に冷媒圧送用ポンプ51が駆動されず電動機3の冷却が行われることがないので、電動機3の冷却を効率よく行うことができる。
【0121】
また、冷媒圧送用ポンプ51を駆動する際の冷媒圧送用ポンプ51の目標回転速度の特性は図4と同じ(または同様)であり、図4のように冷媒圧送用ポンプ51の目標回転速度が電動機3のステータコイル温度Tmに応じた値であるので(請求項26に記載の発明)、電動機3のステータコイルの冷却に必要な分だけ冷媒圧送用ポンプ51が回転し、これにより必要以上に燃料が消費されるのを防止できる。
【0122】
また、図28、図3に示す第23実施形態(請求項27に記載の発明)によれば、インバータ7のスイッチング素子温度Tiがしきい値Tithを超えた場合にのみ冷媒圧送用ポンプ51を駆動するようにしている。すなわち、第23実施形態によれば、必要な場合にのみ冷媒圧送用ポンプ51を駆動してインバータ7の冷却を行うので、インバータ7の冷却を効率よく行うことができる。
【0123】
また、冷媒圧送用ポンプ51を駆動する際の冷媒圧送用ポンプ51の目標回転速度の特性は図5と同じ(または同様)であり、図5のように冷媒圧送用ポンプ51の目標回転速度がインバータ7のスイッチング素子温度Tiに応じた値であるので(請求項28に記載の発明)、インバータ7の冷却に必要な分だけ冷媒圧送用ポンプ51が回転し、これにより必要以上に燃料が消費されるのを防止できる。
【0124】
また、図29、図3に示す第24実施形態(請求項29に記載の発明)によれば、発電機2のステータコイル温度Tgがしきい値Tgthを超えた場合にのみ冷媒圧送用ポンプ51を駆動するするようにしている。すなわち、第24実施形態によれば、必要な場合にのみ冷媒圧送用ポンプ51を駆動して発電機2の冷却を行うので、発電機2の冷却を効率よく行うことができる。
【0125】
また、冷媒圧送用ポンプ51を駆動する際の冷媒圧送用ポンプ51の目標回転速度の特性は図25に示した通りであり、図25のように冷媒圧送用ポンプ51の目標回転速度が発電機2のステータコイル温度Tgに応じた値であるので(請求項30に記載の発明)、発電機2の冷却に必要な分だけ冷媒圧送用ポンプ51が回転し、これにより必要以上に燃料が消費されるのを防止できる。
【0126】
また、図18に示す第14実施形態、図23に示す第19実施形態に対して、図2、図3のフローチャートを(第25実施形態)、また図17に示す第13実施形態、図22に示す第18実施形態に対して、図24、図3のフローチャートを(第26実施形態)、また図16に示す第12実施形態、図21に示す第17実施形態に対しては、図26、図3のフローチャートを(第27実施形態)用いればよい。
【0127】
第25実施形態(請求項31に記載の発明)によれば、電動機3のステータコイル温度Tmまたはインバータ7のスイッチング素子温度Tiのいずれか一方が、対応するしきい値を超えたとき冷媒圧送用ポンプ51を駆動するので、1つの冷媒圧送用ポンプ51で、電動機3、インバータ7両方の冷媒を圧送する場合でも必要に応じて冷媒圧送用ポンプ51が回転し、これにより電動機3及びインバータ7の冷却を有効に行い得る。
【0128】
第26実施形態(請求項33に記載の発明)によれば、電動機3のステータコイル温度Tmまたはインバータ7のスイッチング素子温度Tiのいずれか一方が、対応するしきい値を超えたとき冷媒圧送用ポンプ51を駆動するので、1つの冷媒圧送用ポンプ51で、発電機2、インバータ7両方の冷媒を圧送する場合でも必要に応じて冷媒圧送用ポンプ51が回転し、これにより発電機2及びインバータ7の冷却を有効に行い得る。
【0129】
第27実施形態(請求項35に記載の発明)によれば、発電機機2のステータコイル温度Tgまたは電動機3のステータコイル温度Tmのいずれか一方が、対応するしきい値を超えたとき冷媒圧送用ポンプ51を駆動するので、1つの冷媒圧送用ポンプ51で、電動機3、発電機2両方の冷媒を圧送する場合でも必要に応じて冷媒圧送用ポンプ51が回転し、これにより電動機3及び発電機2の冷却を有効に行い得る。
【0130】
なお、1つの冷媒圧送用ポンプで2つの冷却対象に冷媒循環させている場合に(図8、図9、図12、図13、図16上段、図17上段、図18上段、図21上段、図22上段、図23上段参照)、冷媒を循環させる順序は図示のもの限らず、逆でもかまわない。
【0131】
実施形態では、電動機や発電機の温度としてステータコイル温度で、またインバータの温度としてスイッチング素子温度で代表させて説明したが、必ずしもこれらに限定されるものでない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の制御システム図。
【図2】目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクの演算を説明するためのフローチャート。
【図3】目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクの演算を説明するためのフローチャート。
【図4】オイルポンプの目標回転速度の特性図。
【図5】ウォータポンプの目標回転速度の特性図。
【図6】第2実施形態の制御システム図。
【図7】第3実施形態の制御システム図。
【図8】第4実施形態の制御システム図。
【図9】第5実施形態の制御システム図。
【図10】第6実施形態の制御システム図。
【図11】第7実施形態の制御システム図。
【図12】第8実施形態の制御システム図。
【図13】第9実施形態の制御システム図。
【図14】第10実施形態の制御システム図。
【図15】第11実施形態の制御システム図。
【図16】第12実施形態の制御システム図。
【図17】第13実施形態の制御システム図。
【図18】第14実施形態の制御システム図。
【図19】第15実施形態の制御システム図。
【図20】第16実施形態の制御システム図。
【図21】第17実施形態の制御システム図。
【図22】第18実施形態の制御システム図。
【図23】第19実施形態の制御システム図。
【図24】第20実施形態の目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクの演算を説明するためのフローチャート。
【図25】第20実施形態の冷媒圧送用ポンプの目標回転速度の特性図。
【図26】第21実施形態の目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクの演算を説明するためのフローチャート。
【図27】第22実施形態の目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクの演算を説明するためのフローチャート。
【図28】第23実施形態の目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクの演算を説明するためのフローチャート。
【図29】第24実施形態の目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクの演算を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
1 エンジン
2 発電機
3 電動機
7 インバータ
8 バッテリ
11 オイルポンプ(第2冷媒圧送用ポンプ)
12 冷却オイル流路(第2冷媒流路)
13 オイルクーラ(第2熱交換器)
14 ウォータポンプ(第1冷媒圧送用ポンプ)
15 冷却水流路(第1冷媒流路)
16 ウォータクーラ(第1熱交換器)
20 総合コントローラ
21 発電機・電動機コントローラ
22 エンジンコントローラ
23 バッテリコントローラ
33 温度センサ
34 温度センサ
41 第1冷媒圧送用ポンプ
42 第1冷媒流路
43 第1熱交換器
44 第2冷媒圧送用ポンプ
45 第2冷媒流路
46 第2熱交換器
51 冷媒圧送用ポンプ
52 冷媒流路
53 熱交換器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling device for a hybrid vehicle (HEV) equipped with a combination of an engine and a rotating electric machine.
[0002]
[Prior art]
When the motor for driving the vehicle is driven, the stator coil of the motor for driving the vehicle generates heat. Therefore, the motor for driving the oil pump is provided separately from the motor for driving the vehicle, and the motor for driving the oil pump is provided separately. An oil pump is driven to pump oil (refrigerant) through a cooling oil passage provided in the stator coil, cool the stator coil, cool the oil whose temperature has increased by a heat exchanger, and recycle the cooled refrigerant again. There is one in which an oil pump circulates through a cooling oil flow path of a stator coil to cool a stator coil (motor for driving a vehicle) (see JP-A-6-38303).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, if the energy consumed by the motor for driving the vehicle can be supplied directly from the generator without excess or deficiency, the loss during charging and discharging of the battery can be greatly reduced. Even so, an improvement in efficiency can be expected. According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-146503 and Japanese Patent Application No. 11-172426 disclosed by the present applicant, the electric power required for the vehicle drive motor is determined based on the vehicle running state with the aim of the above. Power is generated by a generator. In other words, the output of the motor changes momentarily with the change in the running state of the vehicle, but it is necessary to minimize the power loss in the battery by supplying electric power from the generator in real time with no excess or deficiency for the motor output. And the output of the engine is efficiently transmitted to the electric motor.
[0004]
By the way, even in such a series HEV, when a rotating electric machine (motor for driving a vehicle or a generator) is driven, in addition to the stator coil of the rotating electric machine, the DC generated by the generator and the DC from the battery are converted to AC. Since the inverter to be converted generates heat, it is necessary to cool the stator coil and the inverter of such a rotating electric machine.
[0005]
However, if a dedicated motor is provided to drive a pump for pumping the refrigerant as in the conventional apparatus, the cost is increased by that amount, and the weight of the vehicle is increased and fuel consumption is deteriorated.
[0006]
Therefore, the present invention relates to an electric motor for driving a pump by connecting an input shaft of a pump for pumping refrigerant to a rotating shaft of a generator or a motor for driving a vehicle and driving the pump for pumping refrigerant by an engine or a motor for driving a vehicle. It is an object of the present invention to reduce the cost by eliminating the vehicle and prevent the vehicle weight from increasing.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0008]
The invention according to
[0009]
The invention according to
[0010]
The invention according to
[0011]
The invention according to
[0012]
The invention according to
[0013]
An eleventh aspect of the present invention includes a generator connected to an output shaft of an engine, and an electric motor electrically connected to the generator and a battery via an inverter and connected to a drive shaft of the vehicle. In a vehicle control device, a refrigerant pumping pump connected to a shaft of an electric motor for pumping refrigerant, and a refrigerant for pumping the refrigerant pumped by the refrigerant pumping pump with one of the electric motor and the inverter as a cooling target. A flow path; and a heat exchanger interposed in the refrigerant flow path and cooling the refrigerant heated by the object to be cooled.
[0014]
A twelfth aspect of the present invention includes a generator connected to an output shaft of an engine, and an electric motor electrically connected to the generator and a battery via an inverter and connected to a drive shaft of the vehicle. In the vehicle control device, a refrigerant pump for pumping the refrigerant, which is connected to a shaft of the electric motor, and circulates the refrigerant pumped by the refrigerant pump for cooling any one of the electric motor and the generator. A refrigerant flow path and a heat exchanger interposed in the refrigerant flow path and cooling the refrigerant heated by the object to be cooled are provided.
[0015]
The invention according to
[0016]
According to a fifteenth aspect, a vehicle includes a generator connected to an output shaft of an engine, and an electric motor electrically connected to the generator and a battery via an inverter and connected to a drive shaft of the vehicle. In the control device, the first refrigerant pumping pump connected to the shaft of the generator for pumping the refrigerant, and the refrigerant pumped by the first refrigerant pumping pump are circulated with the generator as the first cooling target. A first refrigerant flow path, a first heat exchanger interposed in the first refrigerant flow path for cooling the refrigerant heated by the first cooling target, and a second refrigerant pressure feeder connected to the shaft of the generator for pumping the refrigerant Pump, a second refrigerant flow path for circulating the refrigerant pumped by the second refrigerant pressure-feeding pump with the inverter as the second cooling target, and a second cooling target interposed in the second refrigerant flow path for warming by the second cooling target. Second cooling the cooled refrigerant And an exchanger.
[0017]
According to a seventeenth aspect, a vehicle includes: a generator connected to an output shaft of an engine; and an electric motor electrically connected to the generator and a battery via an inverter and connected to a drive shaft of the vehicle. In the control device, the first refrigerant pumping pump connected to the shaft of the generator for pumping the refrigerant, and the refrigerant pumped by the first refrigerant pumping pump are circulated with the generator as the first cooling target. A first refrigerant flow path, a first heat exchanger interposed in the first refrigerant flow path for cooling the refrigerant heated by the first cooling target, and a second refrigerant pressure feeder connected to the shaft of the generator for pumping the refrigerant Pump, a second refrigerant flow path for circulating the refrigerant pumped by the second refrigerant pressure-feeding pump with the electric motor as a second cooling target, and a second cooling target interposed in the second refrigerant flow path for warming by the second cooling target. Heat exchange to cool the cooled refrigerant And a vessel.
[0018]
The invention according to
[0019]
The invention according to
[0020]
The invention according to
[0021]
【The invention's effect】
According to the first, fourth, fifth, and sixth aspects of the present invention, the power of the engine is used for driving the pump for pumping refrigerant, so that an electric pump needs to be installed as the pump for pumping refrigerant as in the conventional apparatus. As a result, cost can be reduced and vehicle weight can be prevented from increasing.
[0022]
According to the seventh, tenth, eleventh, and twelfth aspects of the present invention, the power of the vehicle drive motor is used to drive the refrigerant pump. Therefore, it is necessary to provide an electric pump as the refrigerant pump as in the conventional apparatus. As a result, cost can be reduced and vehicle weight can be prevented from increasing.
[0023]
According to the invention of
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0025]
FIG. 1 shows the overall configuration of a hybrid vehicle to which the present invention is applied.
[0026]
The hybrid vehicle according to the present embodiment is a so-called series type hybrid vehicle in which the energy consumed in the electric motor (vehicle driving motor) 3 is directly supplied from the
[0027]
One end of a
[0028]
A clutch mechanism may be provided between the
[0029]
Each of the
[0030]
The pair of rotating
[0031]
Next, a cooling system according to the present embodiment applied to the series hybrid vehicle configured as described above will be described.
[0032]
An input shaft of an oil pump 11 (first refrigerant pump) is connected to a
[0033]
A cooling oil passage 12 (first refrigerant passage) for circulating the cooling oil pumped by the
[0034]
An input shaft of the
[0035]
A cooling water flow path 15 (second refrigerant flow path) for circulating the cooling water pumped by the
[0036]
In this embodiment, the input shafts of the two pumps for pumping the refrigerant, the
[0037]
Next, the control system according to the present embodiment will be described. The controller of the vehicle includes a
[0038]
The
[0039]
The general description of the vehicle drive control is as follows. The
[0040]
Further, the
[0041]
When calculating the target engine output tPe based on the target drive output of the vehicle, basically, the target engine output tPe is matched with the target drive output (the power generated by the
[0042]
Next, in order to make the cooling system of this embodiment function effectively, the control performed by the
[0043]
In FIG. 2, in
[0044]
In
[0045]
In
[0046]
If the stator coil temperature Tm of the
[0047]
Note that the target rotation speed tNpm of the
[0048]
When the stator coil temperature Tm is equal to or lower than the threshold value Tmth, it is determined that it is not necessary to circulate the cooling oil to actively cool the stator coil of the
[0049]
In
[0050]
If the switching element temperature Ti is higher than the threshold value Tith, the process proceeds to step 7, where the target rotation speed tNpi of the
[0051]
Note that the target rotation speed tNpi of the
[0052]
If the switching element temperature Ti is equal to or lower than the threshold value Tith, it is determined that it is not necessary to circulate the cooling water to actively cool the switching element of the
[0053]
In
[0054]
Proceeding to FIG. 3, in
[0055]
If the target engine rotation speed basic value tNe0 is greater than zero, it is determined that the
[0056]
If the target engine rotation speed basic value tNe0 is higher than the target rotation speed tNp of the refrigerant pump, the demands of the refrigerant pumps 11 and 14 can be satisfied as they are, so the process proceeds to step 12 and proceeds to the target engine. The rotation speed basic value tNe0 is set as it is as the target engine rotation speed tNe.
[0057]
In
[0058]
As described above, when the process proceeds to
[0059]
The same applies to the cooling of the
[0060]
When the target engine rotation speed basic value tNe0 is equal to or lower than the target rotation speed tNp of the refrigerant pumping pumps 11 and 14, the demand of the refrigerant pumping pumps 11 and 14 cannot be satisfied as it is, and therefore, the steps from
[0061]
This is because when the operation state in which the target engine output tPe is smaller than the target drive output continues, the
[0062]
As described above, when the process proceeds to
[0063]
On the other hand, when tNe0 = 0 and tNp> 0, that is, when there is a request to rotate the refrigerant pumps 11 and 14 while the engine is stopped, the
[0064]
[0065]
Here, the one threshold value Npth is set to a value equal to or higher than the minimum rotation speed at which the
[0066]
As a result of comparison with these threshold values, when the target rotation speed tNp of the refrigerant pumping pumps 11 and 14 is higher than the threshold value Npth and the SOC of the
[0067]
In
[0068]
As described above, when the process proceeds to
[0069]
If the target rotation speed tNp of the refrigerant pumps 11 and 14 is equal to or lower than the threshold value Npth, the
[0070]
In
[0071]
As described above, when the process proceeds to
[0072]
The target engine rotation speed tNe and the target engine torque tTe calculated in this manner are sent from the
[0073]
As described above, in the present embodiment (the invention according to claim 17), the
[0074]
According to this embodiment (the invention described in claim 42), when the engine is not rotating and the target rotation speed tNp of the refrigerant pump is less than or equal to the threshold value Npth, the target rotation speed tNp of the refrigerant pump is set. The
[0075]
According to the present embodiment (the invention according to claim 43), when the engine is not rotating and the target rotation speed tNp of the refrigerant pumping pump exceeds the threshold value Npth, the remaining battery charge SOC becomes the threshold value SOCth. Is less than
(1) The
(2)
On the other hand, while the engine is not rotating and the target rotation speed tNp of the refrigerant pumping pump exceeds the threshold value Npth, when the remaining capacity SOC of the battery is equal to or greater than the threshold value SOCth,
{Circle around (3)} The
(4) The
[0076]
When the SOC is less than the threshold value SOCth and the
[0077]
6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 18, 19, 20, 21, and 22. , FIG. 23 respectively show the second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh, twelfth, thirteenth, fourteenth, fifteenth, It is a control system diagram of each of the seventeenth, eighteenth, and nineteenth embodiments, which replaces FIG. However, the
[0078]
First, the second, third, fourth, and fifth embodiments shown in FIGS. 6 to 9 are all connected to the
[0079]
Upper part of FIG. 6: The first cooling target is the
[0080]
FIG. 6B: The first cooling target is the
[0081]
FIG. 7: The first cooling target is the
[0082]
8: The first cooling target is the
[0083]
In FIG. 8, the first cooling target is the
[0084]
FIG. 9: The first cooling target is the
[0085]
The control system diagram in the lower part of FIG. 8 corresponds to the general concept of FIG.
[0086]
Further, the sixth, seventh, eighth, and ninth embodiments shown in FIGS. 10 to 13 are all connected to the
[0087]
10: The first cooling target is the
[0088]
10 lower stage: the first cooling target is the
[0089]
FIG. 11: The first cooling target is the
[0090]
FIG. 12 upper stage: The first cooling target is the
[0091]
FIG. 12 lower stage: The first cooling target is the
[0092]
FIG. 13: The first cooling target is the
[0093]
Further, the tenth, eleventh, twelfth, thirteenth, and fourteenth embodiments shown in FIGS. 14 to 18 are all connected to the
[0094]
In FIG. 14, the cooling target is the
[0095]
FIG. 14 lower: cooling target is
[0096]
FIG. 15: The
[0097]
16 upper and lower:
[0098]
17 upper and lower: cooling target is
[0099]
18 upper and lower: cooling target is
[0100]
Further, the fifteenth, sixteenth, seventeenth, eighteenth, and nineteenth embodiments shown in FIGS. 19 to 23 are all connected to the
[0101]
19 upper stage:
[0102]
19 lower stage: The
[0103]
FIG. 20: The
[0104]
In FIG. 21, upper and lower: cooling targets are the
[0105]
FIG. 22 Upper, lower: cooling targets are
[0106]
In FIG. 23, upper and lower: cooling targets are the
[0107]
In FIGS. 16 to 18 and FIGS. 21 to 23, the upper stage circulates the refrigerant in series for the two cooling targets, and the lower stage circulates the refrigerant in parallel for the two cooling targets. It is like that.
[0108]
Here, the functions and effects of the second embodiment shown in FIG. 6 to the nineteenth embodiment shown in FIG. 23 will be described together.
[0109]
The tenth embodiment shown in the upper part of FIG. 14 (the invention described in
[0110]
Similarly, the fifteenth embodiment shown in the upper part of FIG. 19 (the invention described in
[0111]
Also, a twelfth embodiment (invention of claim 2) shown in FIG. 16, a thirteenth embodiment (invention of claim 3) shown in FIG. 17, and a fourteenth embodiment (invention 4) shown in FIG. According to the invention described in (1), since a plurality of cooling targets are cooled by one
[0112]
Similarly, the seventeenth embodiment shown in FIG. 21 (the invention described in claim 8), the eighteenth embodiment shown in FIG. 22 (the invention described in claim 10), and the nineteenth embodiment shown in FIG. According to the invention described in (9), since a plurality of cooling objects are cooled by one
[0113]
The second embodiment shown in the lower part of FIG. 6 (the invention according to claim 13), the second embodiment shown in the upper part of FIG. 6 (the invention described in claim 15), and the third embodiment shown in FIG. According to the invention described in (17), even when different refrigerants are used depending on the objects to be cooled, the power of the
[0114]
Similarly, the sixth embodiment shown in the lower part of FIG. 10 (the invention according to claim 19), the sixth embodiment shown in the upper part of FIG. 10 (the invention described in claim 21), and the seventh embodiment shown in FIG. According to the twenty-third aspect of the present invention, the power of the
[0115]
Next, for the second embodiment shown in the lower part of FIG. 6 and the sixth embodiment shown in the upper part of FIG. 10, the flowcharts of FIGS. For the sixth embodiment shown in the lower part of FIG. 10, the flowcharts of FIGS. 24 and 3 are replaced with the flowcharts of FIGS. 24 and 3 (the twentieth embodiment), and the third embodiment shown in FIG. For the seventh embodiment shown in FIG. 11, the flowcharts of FIGS. 26 and 3 (the 21st embodiment) may be used instead of the flowcharts of FIGS. That is, in the twentieth embodiment shown in FIG. 24, the temperature Tg of the generator 2 (particularly, the temperature of the stator coil) Tg is used instead of the temperature Tm of the electric motor 3 (
[0116]
According to the first embodiment shown in FIGS. 2 and 3 (the invention according to claim 32), the target rotational speeds tNpm of the refrigerant pumps 11, 14 which are set according to the stator coil temperature Tm of the
[0117]
According to the twentieth embodiment shown in FIGS. 24 and 3 (the invention according to claim 34), the target rotation speed tNpg of the refrigerant pumps 41 and 44 set according to the stator coil temperature Tg of the
[0118]
According to the twenty-first embodiment (the invention according to claim 36) shown in FIGS. 26 and 3, the target rotation speed tNpg of the refrigerant pumps 41 and 44 set according to the stator coil temperature Tg of the
[0119]
Similarly, for the eleventh embodiment shown in FIG. 15 and the sixteenth embodiment shown in FIG. 20, the flowcharts of FIGS. 27 and 3 are replaced with the flowcharts of FIGS. 2 and 3 (the 22nd embodiment). For the tenth embodiment shown in the lower part of FIG. 14 and the fifteenth embodiment shown in the lower part of FIG. 19, the flowcharts of FIGS. 28 and 3 are replaced with the flowcharts of FIGS. 2 and 3 (the 23rd embodiment). For the tenth embodiment shown in the upper part of FIG. 14 and the fifteenth embodiment shown in the upper part of FIG. 19, the flowcharts of FIGS. 29 and 3 are replaced with the flowcharts of FIGS. It may be used.
[0120]
According to the twenty-second embodiment (invention of claim 25) shown in FIGS. 27 and 3, when the temperature of the
[0121]
Further, the characteristic of the target rotation speed of the
[0122]
Further, according to the twenty-third embodiment (the invention according to claim 27) shown in FIGS. 28 and 3, the
[0123]
The characteristic of the target rotation speed of the
[0124]
Further, according to the twenty-fourth embodiment (invention of claim 29) shown in FIGS. 29 and 3, only when the stator coil temperature Tg of the
[0125]
The characteristic of the target rotation speed of the
[0126]
Also, the flowcharts of FIGS. 2 and 3 are compared with the fourteenth embodiment shown in FIG. 18 and the nineteenth embodiment shown in FIG. 23 (25th embodiment), and the thirteenth embodiment shown in FIG. 24 and 3 (the 26th embodiment) for the eighteenth embodiment shown in FIG. 16, and FIG. 26 for the twelfth embodiment shown in FIG. 16 and the seventeenth embodiment shown in FIG. The flowchart in FIG. 3 may be used (the 27th embodiment).
[0127]
According to the twenty-fifth embodiment (invention of claim 31), when either one of the stator coil temperature Tm of the
[0128]
According to the twenty-sixth embodiment (invention of claim 33), when either one of the stator coil temperature Tm of the
[0129]
According to the twenty-seventh embodiment (invention of claim 35), when either the stator coil temperature Tg of the
[0130]
In addition, when the refrigerant is circulated through the two cooling objects by one refrigerant pump (FIG. 8, FIG. 9, FIG. 12, FIG. 13, FIG. 16, upper stage, FIG. 17, upper stage, FIG. 18, upper stage, FIG. The order in which the refrigerant is circulated is not limited to the illustrated one, and may be reversed.
[0131]
In the embodiment, the temperature of the electric motor or the generator is represented by the temperature of the stator coil, and the temperature of the inverter is represented by the temperature of the switching element. However, the temperature is not necessarily limited thereto.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a control system diagram according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining calculation of a target engine rotation speed and a target engine torque.
FIG. 3 is a flowchart for explaining calculation of a target engine rotation speed and a target engine torque.
FIG. 4 is a characteristic diagram of a target rotation speed of an oil pump.
FIG. 5 is a characteristic diagram of a target rotation speed of a water pump.
FIG. 6 is a control system diagram of a second embodiment.
FIG. 7 is a control system diagram of a third embodiment.
FIG. 8 is a control system diagram of a fourth embodiment.
FIG. 9 is a control system diagram according to a fifth embodiment.
FIG. 10 is a control system diagram according to a sixth embodiment.
FIG. 11 is a control system diagram of a seventh embodiment.
FIG. 12 is a control system diagram of an eighth embodiment.
FIG. 13 is a control system diagram of a ninth embodiment.
FIG. 14 is a control system diagram of a tenth embodiment.
FIG. 15 is a control system diagram of an eleventh embodiment.
FIG. 16 is a control system diagram of a twelfth embodiment.
FIG. 17 is a control system diagram according to a thirteenth embodiment.
FIG. 18 is a control system diagram according to a fourteenth embodiment.
FIG. 19 is a control system diagram according to a fifteenth embodiment.
FIG. 20 is a control system diagram according to a sixteenth embodiment.
FIG. 21 is a control system diagram of a seventeenth embodiment.
FIG. 22 is a control system diagram according to an eighteenth embodiment.
FIG. 23 is a control system diagram according to a nineteenth embodiment.
FIG. 24 is a flowchart for explaining calculation of a target engine speed and a target engine torque according to the twentieth embodiment.
FIG. 25 is a characteristic diagram of a target rotation speed of the refrigerant pumping pump according to the twentieth embodiment.
FIG. 26 is a flowchart for explaining calculation of a target engine speed and a target engine torque according to the twenty-first embodiment.
FIG. 27 is a flowchart for explaining calculation of a target engine rotation speed and a target engine torque according to the twenty-second embodiment.
FIG. 28 is a flowchart for explaining calculation of a target engine speed and a target engine torque according to the twenty-third embodiment.
FIG. 29 is a flowchart illustrating a calculation of a target engine speed and a target engine torque according to the twenty-fourth embodiment;
[Explanation of symbols]
1 engine
2 generator
3 Electric motor
7 Inverter
8 Battery
11 Oil pump (second refrigerant pump)
12 Cooling oil flow path (second refrigerant flow path)
13 Oil cooler (second heat exchanger)
14. Water pump (first refrigerant pump)
15 Cooling water flow path (first refrigerant flow path)
16 Water cooler (first heat exchanger)
20 Comprehensive controller
21 Generator / motor controller
22 Engine controller
23 Battery Controller
33 temperature sensor
34 temperature sensor
41 1st refrigerant pump
42 first refrigerant flow path
43 1st heat exchanger
44 Second refrigerant pump
45 Second refrigerant flow path
46 Second heat exchanger
51 Refrigerant pump
52 refrigerant channel
53 heat exchanger
Claims (44)
この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機と
を備える車両の制御装置において、
発電機の回転軸に連結され、冷媒を圧送する冷媒圧送用ポンプと、
この冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、電動機とインバータのいずれか一つを冷却対象として循環させる冷媒流路と、
この冷媒流路に介装され冷却対象により暖まった冷媒を冷却する熱交換器と
を備えることを特徴とする車両の制御装置。A generator connected to the output shaft of the engine,
An electric motor connected to the generator and the battery via an inverter and connected to a drive shaft of the vehicle.
A refrigerant pump for pumping the refrigerant, which is connected to a rotating shaft of the generator,
A refrigerant passage that circulates the refrigerant pumped by the refrigerant pump for pumping any one of the electric motor and the inverter as a cooling target,
A control device for a vehicle, comprising: a heat exchanger interposed in the refrigerant flow passage to cool the refrigerant heated by the object to be cooled.
この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機と
を備える車両の制御装置において、
発電機の回転軸に連結され、冷媒を圧送する冷媒圧送用ポンプと、
この冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、電動機とインバータの両方を冷却対象として循環させる冷媒流路と、
この冷媒流路に介装され冷却対象により暖まった冷媒を冷却する熱交換器と
を備えることを特徴とする車両の制御装置。A generator connected to the output shaft of the engine,
An electric motor connected to the generator and the battery via an inverter and connected to a drive shaft of the vehicle.
A refrigerant pump for pumping the refrigerant, which is connected to a rotating shaft of the generator,
A refrigerant flow path that circulates the refrigerant pumped by the refrigerant pump for cooling both the electric motor and the inverter as a cooling target,
A control device for a vehicle, comprising: a heat exchanger interposed in the refrigerant flow passage to cool the refrigerant heated by the object to be cooled.
この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機と
を備える車両の制御装置において、
発電機の回転軸に連結され、冷媒を圧送する冷媒圧送用ポンプと、
この冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、発電機とインバータのいずれか一つを冷却対象として循環させる冷媒流路と、
この冷媒流路に介装され冷却対象により暖まった冷媒を冷却する熱交換器と
を備えることを特徴とする車両の制御装置。A generator connected to the output shaft of the engine,
An electric motor connected to the generator and the battery via an inverter and connected to a drive shaft of the vehicle.
A refrigerant pump for pumping the refrigerant, which is connected to a rotating shaft of the generator,
A refrigerant passage that circulates the refrigerant pumped by the refrigerant pump for pumping any one of a generator and an inverter as a cooling target,
A control device for a vehicle, comprising: a heat exchanger interposed in the refrigerant flow passage to cool the refrigerant heated by the object to be cooled.
この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機と
を備える車両の制御装置において、
発電機の回転軸に連結され、冷媒を圧送する冷媒圧送用ポンプと、
この冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、発電機と電動機のいずれか一つを冷却対象として循環させる冷媒流路と、
この冷媒流路に介装され冷却対象により暖まった冷媒を冷却する熱交換器と
を備えることを特徴とする車両の制御装置。A generator connected to the output shaft of the engine,
An electric motor connected to the generator and the battery via an inverter and connected to a drive shaft of the vehicle.
A refrigerant pump for pumping the refrigerant, which is connected to a rotating shaft of the generator,
A refrigerant passage that circulates the refrigerant pumped by the refrigerant pump for pumping any one of a generator and an electric motor as a cooling target,
A control device for a vehicle, comprising: a heat exchanger interposed in the refrigerant flow passage to cool the refrigerant heated by the object to be cooled.
この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機と
を備える車両の制御装置において、
電動機の軸に連結され、冷媒を圧送する冷媒圧送用ポンプと、
この冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、発電機とインバータのいずれか一つを冷却対象として循環させる冷媒流路と、
この冷媒流路に介装され冷却対象により暖まった冷媒を冷却する熱交換器と
を備えることを特徴とする車両の制御装置。A generator connected to the output shaft of the engine,
An electric motor connected to the generator and the battery via an inverter and connected to a drive shaft of the vehicle.
A refrigerant pump for pumping the refrigerant, which is connected to a shaft of the electric motor,
A refrigerant passage that circulates the refrigerant pumped by the refrigerant pump for pumping any one of a generator and an inverter as a cooling target,
A control device for a vehicle, comprising: a heat exchanger interposed in the refrigerant flow passage to cool the refrigerant heated by the object to be cooled.
この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機と
を備える車両の制御装置において、
電動機の回転軸に連結され、冷媒を圧送する冷媒圧送用ポンプと、
この冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、発電機とインバータの両方を冷却対象として循環させる冷媒流路と、
この冷媒流路に介装され冷却対象により暖まった冷媒を冷却する熱交換器と
を備えることを特徴とする車両の制御装置。A generator connected to the output shaft of the engine,
An electric motor connected to the generator and the battery via an inverter and connected to a drive shaft of the vehicle.
A refrigerant pump for pumping the refrigerant, which is connected to a rotating shaft of the electric motor,
A refrigerant passage for circulating the refrigerant pumped by the refrigerant pump for cooling both the generator and the inverter as cooling targets,
A control device for a vehicle, comprising: a heat exchanger interposed in the refrigerant flow passage to cool the refrigerant heated by the object to be cooled.
この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機と
を備える車両の制御装置において、
電動機の軸に連結され、冷媒を圧送する冷媒圧送用ポンプと、
この冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、電動機とインバータのいずれか一つを冷却対象として循環させる冷媒流路と、
この冷媒流路に介装され冷却対象により暖まった冷媒を冷却する熱交換器と
を備えることを特徴とする車両の制御装置。A generator connected to the output shaft of the engine,
An electric motor connected to the generator and the battery via an inverter and connected to a drive shaft of the vehicle.
A refrigerant pump for pumping the refrigerant, which is connected to a shaft of the electric motor,
A refrigerant passage that circulates the refrigerant pumped by the refrigerant pump for pumping any one of the electric motor and the inverter as a cooling target,
A control device for a vehicle, comprising: a heat exchanger interposed in the refrigerant flow passage to cool the refrigerant heated by the object to be cooled.
この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機と
を備える車両の制御装置において、
電動機の軸に連結され、冷媒を圧送する冷媒圧送用ポンプと、
この冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、電動機と発電機のいずれか一つを冷却対象として循環させる冷媒流路と、
この冷媒流路に介装され冷却対象により暖まった冷媒を冷却する熱交換器と
を備えることを特徴とする車両の制御装置。A generator connected to the output shaft of the engine,
An electric motor connected to the generator and the battery via an inverter and connected to a drive shaft of the vehicle.
A refrigerant pump for pumping the refrigerant, which is connected to a shaft of the electric motor,
A refrigerant passage for circulating the refrigerant pumped by the refrigerant pump for pumping any one of an electric motor and a generator as a cooling target,
A control device for a vehicle, comprising: a heat exchanger interposed in the refrigerant flow passage to cool the refrigerant heated by the object to be cooled.
この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機と
を備える車両の制御装置において、
発電機の軸に連結され、冷媒を圧送する第1冷媒圧送用ポンプと、
この第1冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、電動機を第1冷却対象として循環させる第1冷媒流路と、
この第1冷媒流路に介装され第1冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第1熱交換器と、
発電機の軸に連結され、冷媒を圧送する第2冷媒圧送用ポンプと、
この第2冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、インバータを第2冷却対象として循環させる第2冷媒流路と、
この第2冷媒流路に介装され第2冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第2熱交換器と
を備えることを特徴とする車両の制御装置。A generator connected to the output shaft of the engine,
An electric motor connected to the generator and the battery via an inverter and connected to a drive shaft of the vehicle.
A first refrigerant pumping pump connected to the shaft of the generator and pumping the refrigerant;
A first refrigerant flow path for circulating the refrigerant pumped by the first refrigerant pump for pumping the electric motor as a first cooling target;
A first heat exchanger interposed in the first refrigerant flow path and cooling the refrigerant heated by the first cooling target;
A second refrigerant pumping pump connected to the shaft of the generator and pumping the refrigerant;
A second refrigerant passage for circulating the refrigerant pumped by the second refrigerant pump for pumping the inverter as a second cooling target;
A control device for a vehicle, comprising: a second heat exchanger interposed in the second refrigerant passage to cool the refrigerant heated by the second cooling target.
この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機と
を備える車両の制御装置において、
発電機の軸に連結され、冷媒を圧送する第1冷媒圧送用ポンプと、
この第1冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、発電機を第1冷却対象として循環させる第1冷媒流路と、
この第1冷媒流路に介装され第1冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第1熱交換器と、
発電機の軸に連結され、冷媒を圧送する第2冷媒圧送用ポンプと、
この第2冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、インバータを第2冷却対象として循環させる第2冷媒流路と、
この第2冷媒流路に介装され第2冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第2熱交換器と
を備えることを特徴とする車両の制御装置。A generator connected to the output shaft of the engine,
An electric motor connected to the generator and the battery via an inverter and connected to a drive shaft of the vehicle.
A first refrigerant pumping pump connected to the shaft of the generator and pumping the refrigerant;
A first refrigerant flow path for circulating the refrigerant pumped by the first refrigerant pump for pumping the generator as a first cooling target;
A first heat exchanger interposed in the first refrigerant flow path and cooling the refrigerant heated by the first cooling target;
A second refrigerant pumping pump connected to the shaft of the generator and pumping the refrigerant;
A second refrigerant passage for circulating the refrigerant pumped by the second refrigerant pump for pumping the inverter as a second cooling target;
A control device for a vehicle, comprising: a second heat exchanger interposed in the second refrigerant passage to cool the refrigerant heated by the second cooling target.
この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機と
を備える車両の制御装置において、
発電機の軸に連結され、冷媒を圧送する第1冷媒圧送用ポンプと、
この第1冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、発電機を第1冷却対象として循環させる第1冷媒流路と、
この第1冷媒流路に介装され第1冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第1熱交換器と、
発電機の軸に連結され、冷媒を圧送する第2冷媒圧送用ポンプと、
この第2冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、電動機を第2冷却対象として循環させる第2冷媒流路と、
この第2冷媒流路に介装され第2冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第2熱交換器と
を備えることを特徴とする車両の制御装置。A generator connected to the output shaft of the engine,
An electric motor connected to the generator and the battery via an inverter and connected to a drive shaft of the vehicle.
A first refrigerant pumping pump connected to the shaft of the generator and pumping the refrigerant;
A first refrigerant flow path for circulating the refrigerant pumped by the first refrigerant pump for pumping the generator as a first cooling target;
A first heat exchanger interposed in the first refrigerant flow path and cooling the refrigerant heated by the first cooling target;
A second refrigerant pumping pump connected to the shaft of the generator and pumping the refrigerant;
A second refrigerant passage for circulating the refrigerant pumped by the second refrigerant pump for pumping the electric motor as a second cooling target;
A control device for a vehicle, comprising: a second heat exchanger interposed in the second refrigerant passage to cool the refrigerant heated by the second cooling target.
この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機と
を備える車両の制御装置において、
電動機の軸に連結され、冷媒を圧送する第1冷媒圧送用ポンプと、
この第1冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、発電機を第1冷却対象として循環させる第1冷媒流路と、
この第1冷媒流路に介装され第1冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第1熱交換器と、
電動機の軸に連結され、冷媒を圧送する第2冷媒圧送用ポンプと、
この第2冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、インバータを第2冷却対象として循環させる第2冷媒流路と、
この第2冷媒流路に介装され第2冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第2熱交換器と
を備えることを特徴とする車両の制御装置。A generator connected to the output shaft of the engine,
An electric motor connected to the generator and the battery via an inverter and connected to a drive shaft of the vehicle.
A first refrigerant pump for pumping the refrigerant, the pump being connected to a shaft of the electric motor,
A first refrigerant flow path for circulating the refrigerant pumped by the first refrigerant pump for pumping the generator as a first cooling target;
A first heat exchanger interposed in the first refrigerant flow path and cooling the refrigerant heated by the first cooling target;
A second refrigerant pumping pump connected to the shaft of the electric motor and pumping the refrigerant;
A second refrigerant passage for circulating the refrigerant pumped by the second refrigerant pump for pumping the inverter as a second cooling target;
A control device for a vehicle, comprising: a second heat exchanger interposed in the second refrigerant passage to cool the refrigerant heated by the second cooling target.
この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機と
を備える車両の制御装置において、
電動機の軸に連結され、冷媒を圧送する第1冷媒圧送用ポンプと、
この第1冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、電動機を第1冷却対象として循環させる第1冷媒流路と、
この第1冷媒流路に介装され第1冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第1熱交換器と、
電動機の軸に連結され、冷媒を圧送する第2冷媒圧送用ポンプと、
この第2冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、インバータを第2冷却対象として循環させる第2冷媒流路と、
この第2冷媒流路に介装され第2冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第2熱交換器と
を備えることを特徴とする車両の制御装置。A generator connected to the output shaft of the engine,
An electric motor connected to the generator and the battery via an inverter and connected to a drive shaft of the vehicle.
A first refrigerant pump for pumping the refrigerant, the pump being connected to a shaft of the electric motor,
A first refrigerant flow path for circulating the refrigerant pumped by the first refrigerant pump for pumping the electric motor as a first cooling target;
A first heat exchanger interposed in the first refrigerant flow path and cooling the refrigerant heated by the first cooling target;
A second refrigerant pumping pump connected to the shaft of the electric motor and pumping the refrigerant;
A second refrigerant passage for circulating the refrigerant pumped by the second refrigerant pump for pumping the inverter as a second cooling target;
A control device for a vehicle, comprising: a second heat exchanger interposed in the second refrigerant passage to cool the refrigerant heated by the second cooling target.
この発電機及びバッテリにインバータを介して電気的に接続されると共に車両の駆動軸に連結される電動機と
を備える車両の制御装置において、
電動機の軸に連結され、冷媒を圧送する第1冷媒圧送用ポンプと、
この第1冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、電動機を第1冷却対象として循環させる第1冷媒流路と、
この第1冷媒流路に介装され第1冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第1熱交換器と、
電動機の軸に連結され、冷媒を圧送する第2冷媒圧送用ポンプと、
この第2冷媒圧送用ポンプにより圧送される冷媒を、発電機を第2冷却対象として循環させる第2冷媒流路と、
この第2冷媒流路に介装され第2冷却対象により暖まった冷媒を冷却する第2熱交換器と
を備えることを特徴とする車両の制御装置。A generator connected to the output shaft of the engine,
An electric motor connected to the generator and the battery via an inverter and connected to a drive shaft of the vehicle.
A first refrigerant pump for pumping the refrigerant, the pump being connected to a shaft of the electric motor,
A first refrigerant flow path for circulating the refrigerant pumped by the first refrigerant pump for pumping the electric motor as a first cooling target;
A first heat exchanger interposed in the first refrigerant flow path and cooling the refrigerant heated by the first cooling target;
A second refrigerant pumping pump connected to the shaft of the electric motor and pumping the refrigerant;
A second refrigerant passage for circulating the refrigerant pumped by the second refrigerant pump for pumping the generator as a second cooling target;
A control device for a vehicle, comprising: a second heat exchanger interposed in the second refrigerant passage to cool the refrigerant heated by the second cooling target.
この目標駆動出力を電動機の回転速度で除して目標電動機トルクを算出する目標電動機トルク算出手段と、
電動機の回転速度と目標電動機トルクと電動機のロータ回転位相とに基づいて電動機のステータコイルに与える電圧指令値を決定する電圧指令値決定手段と、
この電圧指令値から生成したPWM信号をインバータのスイッチング素子へ出力する信号出力手段と、
車両の目標駆動出力に基づいて目標エンジン出力を算出する目標エンジン出力算出手段と、
この目標エンジン出力を実現する第1目標エンジントルクと目標エンジン回転速度基本値とを算出する目標エンジントルク・回転速度算出手段と、
エンジンの実際の回転速度と第1目標エンジントルクとに基づいてエンジンの第1目標吸入空気量を決定する第1目標吸入空気量決定手段と、
この第1目標吸入空気量を実現するようにエンジンのスロットル弁開度を制御するスロットル弁開度制御手段と、
発電機の実際の回転速度を目標エンジン回転速度基本値に一致させるための目標発電機トルクを第1目標発電機トルクとして算出する第1目標発電機トルク算出手段と、
発電機の回転速度と第1目標発電機トルクと発電機のロータ回転位相とに基づいて発電機のステータコイルに与える電圧指令値を決定する電圧指令値決定手段と、
この電圧指令値から生成したPWM信号をインバータのスイッチング素子へ出力する信号出力手段と
を備えることを特徴とする請求項25から36までのいずれか一つに記載の車両の制御装置。Target drive output calculation means for calculating a target drive output of the vehicle based on the accelerator opening and the vehicle speed,
Target motor torque calculating means for calculating the target motor torque by dividing the target drive output by the rotation speed of the motor,
Voltage command value determining means for determining a voltage command value to be given to the stator coil of the motor based on the rotation speed of the motor, the target motor torque, and the rotor rotation phase of the motor,
Signal output means for outputting a PWM signal generated from the voltage command value to a switching element of the inverter;
Target engine output calculation means for calculating a target engine output based on a target drive output of the vehicle;
Target engine torque / rotation speed calculation means for calculating a first target engine torque for realizing the target engine output and a target engine rotation speed basic value;
First target intake air amount determining means for determining a first target intake air amount of the engine based on an actual rotation speed of the engine and a first target engine torque;
Throttle valve opening control means for controlling the throttle valve opening of the engine so as to realize the first target intake air amount;
First target generator torque calculating means for calculating a target generator torque for matching the actual rotation speed of the generator to the target engine rotation speed basic value as a first target generator torque;
Voltage command value determining means for determining a voltage command value to be given to a stator coil of the generator based on a rotation speed of the generator, a first target generator torque, and a rotor rotation phase of the generator;
The vehicle control device according to any one of claims 25 to 36, further comprising: signal output means for outputting a PWM signal generated from the voltage command value to a switching element of an inverter.
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