JP2007127079A - 冷却装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却水を用いてモータ１２およびインバータ１４を冷却する冷却装置２０において、外気との熱交換により冷却水を冷却するラジエータ２２の破損をより抑制する。
【解決手段】イグニッションスイッチ５０がオンされて電動モータ３１の駆動制御を開始する際には、インバータ１４近傍の冷却水の温度とラジエータ２２内の冷却水の温度との温度差が所定温度未満となるまで通常駆動制御時の目標回転数よりも小さい目標回転数となるよう電動モータ３１を駆動制御する。これにより、ウォーターポンプ３２によって循環流路３０を循環させる冷却水量を少なくすることができ、ラジエータ２２内に流入する冷却水量を少なくすることができる。この結果、ラジエータ２２内で生じる熱応力を小さくすることができ、ラジエータ２２の破損をより抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷却装置およびその制御方法に関し、詳しくは、発熱を伴う機器を備えるシステムに搭載され冷却媒体を用いて該機器を冷却する冷却装置およびその制御方法に関する。

従来、この種の冷却装置としては、エンジンからの動力とモータからの動力とを用いて走行する車両に搭載され、エンジンの冷却水（エンジン冷却水）を空気との熱交換により冷却する第１ラジエータとモータやインバータの冷却水（インバータ冷却水）を空気との熱交換により冷却する第２ラジエータとを一体化した熱交換器を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、熱交換器内に抵抗板を設けることにより、モータ冷却水側に近い部位に配置されたエンジン冷却水側の流路に多くのエンジン冷却水が流れるのを抑制し、エンジン冷却水側とインバータ冷却水側との境界部分に大きな温度差が発生するのを抑制し、大きな温度差に伴う熱応力によって熱交換器が破損するのを抑制している。
特開２００５−６９６００号公報

しかしながら、こうした冷却装置では、流れる冷却水量が熱交換機内の流路の位置によって異なるため、熱交換器内の冷却水温が低くエンジンやモータ，インバータなどの機器近傍の冷却水温が高い状態で冷却水を循環させるためのウォーターポンプを起動するときなどのように低温の熱交換器内に高温の冷却水を流入させるときには、流入させる冷却水量によっては流路毎の温度上昇の程度の差が大きくなり、流路間で比較的大きな熱応力が生じ、熱交換器の破損を抑制できない場合がある。

本発明の冷却装置およびその制御方法は、冷却媒体を外気との熱交換により冷却する熱交換器の破損をより抑制することを目的の一つとする。また、本発明の冷却装置およびその制御方法は、熱交換器内で生じる熱応力を小さくすることを目的の一つとする。

本発明の冷却装置およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の冷却装置は、
発熱を伴う機器を備えるシステムに搭載され、冷却媒体を用いて該機器を冷却する冷却装置であって、
前記冷却媒体を外気との熱交換により冷却する熱交換器と、
前記機器と前記熱交換器とを含む冷却媒体の循環流路に設けられ、該冷却媒体を圧送することにより該冷却媒体を該循環流路内で循環させる圧送手段と、
前記システムが起動されて前記圧送手段の駆動を開始する際には、所定の制限解除条件が成立するまで通常駆動時よりも駆動を制限して前記圧送手段が駆動されるよう該圧送手段を制御する制御手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の冷却装置では、システムが起動されてシステムが備える発熱を伴う機器と冷却媒体を外気との熱交換により冷却する熱交換器とを含む冷却媒体の循環流路に設けられ冷却媒体を圧送することにより冷却媒体を循環流路内で循環させる圧送手段の駆動を開始する際には、所定の制限解除条件が成立するまで通常駆動時よりも駆動を制限して圧送手段が駆動されるよう圧送手段を制御する。したがって、システムが起動されて圧送手段の駆動を開始する際には、所定の制限解除条件が成立するまで通常駆動時よりも駆動を制限して圧送手段を駆動するから、通常駆動時と同様に圧送手段を駆動するものに比して熱交換機内に流入する冷却媒体の量を少なくすることができ、熱交換器内で生じる熱応力を小さくすることができる。この結果、熱交換器の破損をより抑制することができる。

こうした本発明の冷却装置において、前記制御手段は、前記機器の温度と前記熱交換器の温度との温度差が所定温度差未満となる条件を前記所定の制限解除条件として制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、機器の温度と熱交換器の温度との温度差が所定温度差未満となるまでの熱交換器内で生じる熱応力を小さくすることができる。

また、本発明の冷却装置において、前記制御手段は、前記機器内を含む所定範囲内の冷却媒体の温度と前記熱交換器内を含む所定範囲内の冷却媒体の温度との温度差が所定温度差未満となる条件を前記所定の制限解除条件として制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、機器近傍の冷却媒体の温度と熱交換器近傍の冷却媒体の温度との温度差が所定温度未満となるまでの熱交換器内で生じる熱応力を小さくすることができる。

さらに、本発明の冷却装置において、前記制御手段は、前記圧送手段の駆動が開始されてから第１の所定時間が経過する条件を前記所定の制限解除条件として制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、圧送手段の駆動が開始されてから第１の所定時間が経過するまでの熱交換器内で生じる熱応力を小さくすることができる。ここで、「第１の所定時間」は、例えば、圧送手段の駆動が開始されてから圧送手段を通常駆動しても熱交換器内で大きな熱応力を生じないと判断されるまでの時間とすることができる。

あるいは、本発明の冷却装置において、前記制御手段は、前回に前記システムが停止されてから第２の所定時間が経過する前に前記システムが起動されて前記圧送手段の駆動を開始する際に、前記所定の制限解除条件が成立するまで通常駆動時よりも駆動を制限して前記圧送手段が駆動されるよう制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、通常駆動時よりも駆動を制限して圧送手段を駆動する状況をより限定することができる。この場合、制御手段は、前回にシステムが停止されてから第２の所定の時間が経過した以降にシステムが起動されて圧送手段の駆動を開始する際には、直ちに圧送手段が通常駆動されるよう制御するものとすることもできる。

本発明の冷却装置において、前記圧送手段を駆動する圧送用電動機を備え、前記制御手段は、前記圧送用電動機の回転数を制限することにより通常駆動時よりも前記圧送手段の駆動を制限する手段であるものとすることもできる。

本発明の冷却装置において、前記システムは車両に搭載され駆動源として内燃機関を備えるシステムであり、前記機器は、前記内燃機関であるものとすることもできる。また、前記システムは車両に搭載され駆動源としての電動機と該電動機を駆動する駆動回路とを備えるシステムであり、前記機器は前記電動機および／または前記駆動回路であるものとすることもできる。

本発明の冷却装置の制御方法は、
冷却媒体を外気との熱交換により冷却する熱交換器と、システムが備える発熱を伴う機器と前記熱交換器とを含む冷却媒体の循環流路に設けられ該冷却媒体を圧送することにより該冷却媒体を該循環流路内で循環させる圧送手段と、を備えて前記冷却媒体を用いて前記機器を冷却する冷却装置の制御方法であって、
前記システムが起動されて前記圧送手段の駆動を開始する際には、所定の制限解除条件が成立するまで通常駆動時よりも駆動を制限して前記圧送手段が駆動されるよう該圧送手段を制御する
ことを特徴とする。

この本発明の冷却装置の制御方法によれば、システムが起動されてシステムが備える発熱を伴う機器と冷却媒体を外気との熱交換により冷却する熱交換器とを含む冷却媒体の循環流路に設けられ冷却媒体を圧送することにより冷却媒体を循環流路内で循環させる圧送手段の駆動を開始する際には、所定の制限解除条件が成立するまで通常駆動時よりも駆動を制限して圧送手段が駆動されるよう圧送手段を制御する。したがって、システムが起動されて圧送手段の駆動を開始する際には、所定の制限解除条件が成立するまで通常駆動時よりも駆動を制限して圧送手段を駆動するから、通常駆動時と同様に圧送手段を駆動するものに比して熱交換機内に流入する冷却媒体の量を少なくすることができ、熱交換器内で生じる熱応力を小さくすることができる。この結果、熱交換器の破損をより抑制することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての冷却装置２０を搭載する電気自動車１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、冷却装置２０が備えるラジエータ２２の外観を示す外観図である。電気自動車１０は、図１に示すように、駆動輪１８ａ，１８ｂに動力を出力可能なモータ１２と、バッテリ１６から供給された電力を用いてモータ１２を駆動するインバータ１４と、冷却媒体（冷却水）を用いてモータ１２およびインバータ１４を冷却する冷却装置２０と、自動車全体を制御すると共に冷却装置２０の一部としても機能する電子制御ユニット４０とを備える。

冷却装置２０は、冷却水を外気との熱交換により冷却するラジエータ２２と、ラジエータ２２に外気を供給する電動ファン２１と、モータ１２を冷却するための冷却水流路３０ｂとインバータ１４を冷却するための冷却水流路３０ｃとラジエータ２２内の冷却水流路３０ｄとこれらを接続する循環路３０ａとからなる循環流路３０と、循環路３０ａに設けられ循環流路３０内の冷却水を循環させるウォーターポンプ３２と、ウォーターポンプ３２を駆動する電動モータ３１と、ラジエータ２２内の冷却水流路３０ｄに取り付けられラジエータ２２内の冷却水の温度を検出する温度センサ３４と、循環路３０ａにおけるモータ１２の出口近傍に取り付けられモータ１２から流出した冷却水の温度を検出する温度センサ３６と、循環路３０ａにおけるインバータ１４の出口近傍に取り付けられインバータ１４から流出した冷却水の温度を検出する温度センサ３８とを備える。ラジエータ２２は、図２に示すように、冷却水流路３０ｄとしての複数のチューブ２４と、循環路３０ａから流入した冷却水を各チューブ２４に分配する第１ヘッダタンク２５と、各チューブ２４を流れた冷却水を統合して循環路３０ａに流出させる第２ヘッダタンク２６と、波状に形成され表面の一部がチューブ２４の外壁に接触するフィン２７とから構成されている。このラジエータ２２では、各チューブ２４内を流れる冷却水を電動ファン２１から供給される外気とチューブ２４やフィン２７を介して熱交換することにより冷却している。ここで、通常、ラジエータ２２の各チューブ２４に分配される冷却水量は不均一となり、例えば、図２中のラジエータ２２の中段部のチューブ２４ｂに分配される冷却水量が上段部のチューブ２４ａや下段部のチューブ２４ｃに分配される冷却水量よりも多くなる。なお、図２中、フィン２７は、見易さを考慮して一部のみ図示したが、実際には、各チューブ２４間に全体的に設けられている。

電子制御ユニット４０は、ＣＰＵ４２を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ４２の他に処理プログラムを記憶したＲＯＭ４４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ４６と、指示に基づいて計時するタイマ４８と、図示しない入出力ポートとを備える。この電子制御ユニット４０には、モータ１２の運転状態に関する信号や、ラジエータ２２内の冷却水の温度を検出する温度センサ３４からのラジエータ部冷却水温Ｔｒａｄ，モータ１２から流出した冷却水の温度を検出する温度センサ３６からのモータ部冷却水温Ｔｍ，インバータ１４から流出した冷却水の温度を検出する温度センサ３８からのインバータ部冷却水温Ｔｉｎｖ，イグニッションスイッチ５０からのイグニッション信号ＩＧなどが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット４０からは、モータ１２を制御するためのインバータ１４のスイッチング素子へのスイッチング信号，電動モータ３１を駆動制御するための駆動制御信号，電動ファン２１を駆動制御するための駆動制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、実施例では、電子制御ユニット４０には、イグニッションスイッチ５０のオンオフに拘わらず図示しない補機バッテリから電力が供給されるものとした。したがって、イグニッションスイッチ５０がオフされている間もタイマ４８による計時は可能である。

こうして構成された実施例の冷却装置２０では、イグニッションスイッチ５０がオンされている間に亘って、電動ファン２１から供給される外気との熱交換によりラジエータ２２内で冷却される冷却水を電動モータ３１により駆動されるウォーターポンプ３２によって循環流路３０内で循環させることにより、モータ１２やインバータ１４を冷却する。

次に、こうして構成された実施例の冷却装置２０の動作、特に、イグニッションスイッチ５０がオンされて電動モータ３１の駆動制御を開始する際の動作について説明する。図３は、実施例の冷却装置２０の電子制御ユニット４０により実行される起動時冷却処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、イグニッションスイッチ５０がオンされたときに実行される。

起動時冷却処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット４０のＣＰＵ４２は、まず、温度センサ３８からのインバータ部冷却水温Ｔｉｎｖと温度センサ３４からのラジエータ部冷却水温Ｔｒａｄとを入力し（ステップＳ１００）、入力したインバータ部冷却水温Ｔｉｎｖからラジエータ部冷却水温Ｔｒａｄを減じることにより温度差ΔＴを計算し（ステップＳ１１０）、計算した温度差ΔＴを閾値Ｔｒｅｆと比較し（ステップＳ１２０）、温度差ΔＴが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、電動モータ３１を通常駆動制御する際に目標回転数Ｎｍ＊として設定される所定回転数Ｎ２よりも小さい所定回転数Ｎ１を目標回転数Ｎｍ＊として設定し（ステップＳ１３０）、設定した目標回転数Ｎｍ＊となるよう電動モータ３１を駆動制御して（ステップＳ１４０）、ステップＳ１００に戻る。このように電動モータ３１を駆動制御することにより、ウォーターポンプ３２によって冷却水を循環流路３０内で循環させるのである。ここで、閾値Ｔｒｅｆは、インバータ部冷却水温Ｔｉｎｖとラジエータ部冷却水温Ｔｒａｄとの温度差ΔＴが比較的大きいか否かを判定するために用いられる閾値である。いま、イグニッションスイッチ５０がオンされて電動モータ３１の駆動制御を開始する際に低温のラジエータ２２に高温の冷却水が流入するとき、即ち、電動モータ３１の駆動制御を開始する際に温度差ΔＴが比較的大きいときを考える。前述したように、ラジエータ２２の各チューブ２４に分配される冷却水量は不均一となるため、例えば図２中のラジエータ２２内の中段部のチューブ２４ｂに分配される冷却水量が上段部のチューブ２４ａや下段部のチューブ２４ｃに分配される冷却水量よりも多くなるため、温度差ΔＴが比較的大きいときに通常駆動制御時の所定回転数Ｎ２を目標回転数Ｎｍ＊として電動モータ３１を駆動制御すると、ラジエータ２２内に比較的多くの冷却水が流入し、冷却水が比較的多く分配されるチューブ２４と冷却水が比較的少なく分配されるチューブ２４との間の温度上昇の程度に大きな差が生じ、チューブ２４間の熱膨張の程度に大きな差が生じ、チューブ２４間に比較的大きな熱応力が生じる場合がある。一方、通常駆動制御時の所定回転数Ｎ２よりも小さい所定回転数Ｎ１を目標回転数Ｎｍ＊として電動モータ３１を駆動制御すれば、ラジエータ３１内に流入する冷却水量を少なくすることができ、ラジエータ２２内のチューブ２４間に生じる熱応力を小さくすることができる。この結果、ラジエータ２２の破損をより抑制することができる。前述した所定回転数Ｎ１は、温度差ΔＴが比較的大きいときにラジエータ２２内で大きな熱応力が生じるのを抑制することができる回転数として設定される。

ステップＳ１２０で温度差ΔＴが閾値Ｔｒｅｆ未満のときには、通常駆動制御時の所定回転数Ｎ２を目標回転数Ｎｍ＊として設定し（ステップＳ１５０）、設定した目標回転数Ｎｍ＊となるよう電動モータ３１を駆動制御し（ステップＳ１６０）、起動時冷却処理ルーチンを終了する。ここで、所定回転数Ｎ２は、モータ１２やインバータ１４の緒元などにより定められる。こうして起動時冷却処理ルーチンを終了すると、例えば、図示しない通常駆動制御時冷却処理ルーチンにより、イグニッションスイッチ５０がオンされている間に亘って、所定回転数Ｎ２を目標回転数Ｎｍ＊として電動モータ３１の駆動制御を行なう。

以上説明した実施例の冷却装置２０によれば、イグニッションスイッチ５０がオンされて電動モータ３１の駆動制御を開始する際には、インバータ部冷却水温Ｔｉｎｖとラジエータ部冷却水温Ｔｒａｄとの温度差ΔＴが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには通常駆動制御時の所定回転数Ｎ２よりも小さい所定回転数Ｎ１を目標回転数Ｎｍ＊として電動モータ３１を駆動制御するから、温度差ΔＴに拘わらず所定回転数Ｎ２を目標回転数Ｎｍ＊として電動モータ３１を駆動制御するものに比してラジエータ２２内に流入する冷却水量を少なくすることができる。この結果、ラジエータ２２のチューブ２４間で生じる熱応力を小さくすることができ、ラジエータ２２の破損をより抑制することができる。

実施例の冷却装置２０では、インバータ部冷却水温Ｔｉｎｖとラジエータ部冷却水温Ｔｒａｄとの温度差ΔＴを閾値Ｔｒｅｆと比較するものとしたが、インバータ部冷却水温Ｔｉｎｖに代えて、温度センサ３６からのモータ部冷却水温Ｔｍを用いるものとしてもよい。また、実施例では、モータ部冷却水温Ｔｍやインバータ部冷却水温Ｔｉｎｖ，ラジエータ部冷却水温Ｔｒａｄを直接的に検出するものとしたが、これらに代えて、モータ１２近傍の温度やインバータ１４近傍の温度，ラジエータ２２近傍の温度を用いてモータ部冷却水温Ｔｍやインバータ部冷却水温Ｔｉｎｖ，ラジエータ部冷却水温Ｔｒａｄを推定するものとしてもよい。

実施例の冷却装置２０では、モータ部冷却水温Ｔｍ，インバータ部冷却水温Ｔｉｎｖを検出する温度センサ３６，３８は、循環路３０ａにおけるモータ１２の出口近傍，インバータ１４の出口近傍にそれぞれ取り付けるものとしたが、モータ１２を冷却するための冷却水流路３０ｂ，インバータ１４を冷却するための冷却水流路３０ｃにそれぞれ取り付けるものとしてもよい。

実施例の冷却装置２０では、電動モータ３１の駆動制御を開始する際にインバータ部冷却水温Ｔｉｎｖとラジエータ部冷却水温Ｔｒａｄとの温度差ΔＴが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、通常駆動制御時の所定回転数Ｎ２よりも小さい所定回転数Ｎ１を目標回転数Ｎｍ＊として電動モータ３１を駆動制御するものとしたが、所定回転数Ｎ１は、温度差ΔＴが小さいほど大きくなる傾向に設定するものとしてもよい。

実施例の冷却装置２０では、電動モータ３１の駆動制御を開始する際には、インバータ部冷却水温Ｔｉｎｖとラジエータ部冷却水温Ｔｒａｄとの温度差ΔＴが閾値Ｔｒｅｆ以上のときに通常駆動制御時の所定回転数Ｎ２よりも小さい所定回転数Ｎ１を目標回転数Ｎｍ＊として電動モータ３１を駆動制御するものとしたが、これに限られず、例えば、電動モータ３１の駆動制御を開始してから所定時間が経過するまで通常駆動制御時の所定回転数Ｎ２よりも小さい所定回転数Ｎ１を目標回転数Ｎｍ＊として電動モータ３１を駆動制御するものとしてもよい。この場合の起動時冷却処理ルーチンの一例を図４に示す。図４の起動時冷却処理ルーチンでは、まず、イグニッションスイッチ５０が前回にオフされてから今回にオンされるまでの時間としてのイグニッション停止時間ｔｓｔｏｐを入力し（ステップＳ２００）、入力したイグニッション停止時間ｔｓｔｏｐを閾値ｔｓｒｅｆと比較する（ステップＳ２１０）。ここで、イグニッション停止時間ｔｓｔｏｐは、イグニッションスイッチ５０がオフされたときにタイマ７８による計時を開始し、イグニッションスイッチ５０がオンされたときのタイマ７８の値をＲＡＭ７６の所定領域に格納し、これを読み込むことにより入力することができる。また、所定時間ｔｓｒｅｆは、後述する通常駆動制御に直ちに移行してもよいか否かを判定するために用いられる時間であり、実験などにより定めることができる。いま、外気温が比較的低いときにイグニッションスイッチ５０がオフされて電動モータ３１が停止され、その後にイグニッションスイッチ５０がオンされて電動モータ３１の駆動制御を開始するときを考える。イグニッションスイッチ５０がオフされたときには、循環流路３０内の冷却水が循環しないこととラジエータ２２内の冷却水が外気との熱交換により冷却されることとにより、ラジエータ部冷却水温Ｔｒａｄはインバータ部冷却水温Ｔｉｎｖに比して迅速に低下する。これに伴ってラジエータ２２のチューブ２４の温度も迅速に低下する。したがって、次回にイグニッションスイッチ５０がオンされて電動モータ３１の駆動制御を開始する際には、イグニッション停止時間ｔｓｔｏｐによっては比較的低温のラジエータ２２内に比較的高温の冷却水が流入する場合がある。この場合、前述したように、ラジエータ２２の各チューブ２４に分配される冷却水量は不均一となるため、例えば図２中のラジエータ２２内の中段部のチューブ２４ｂに分配される冷却水量が上段部のチューブ２４ａや下段部のチューブ２４ｃに分配される冷却水量よりも多くなるため、ラジエータ２２内に流入する冷却水量によっては、冷却水が比較的多く分配されるチューブ２４と冷却水が比較的少なく分配されるチューブ２４との間で温度上昇の程度に大きな差が生じ、チューブ２４間で熱応力の程度に大きな差が生じ、大きな熱応力が生じる場合がある。一方、次回にイグニッションスイッチ５０がオンされて電動モータ３１の駆動制御を開始する際に、イグニッション停止時間ｔｓｔｏｐが比較的大きくラジエータ部冷却水温Ｔｒａｄと略同一温度までインバータ部冷却水温Ｔｉｎｖが低下しているときには、各チューブ２４に分配される冷却水量が不均一であっても、各チューブ２４の温度上昇の程度は小さいため、ラジエータ２２内に大きな熱応力は生じない。ステップＳ２１０のイグニッション停止時間ｔｓｔｏｐと閾値ｔｓｒｅｆとの比較は、ラジエータ２２内に大きな熱応力が生じるおそれがあるか否かを判定するものである。

イグニッション停止時間ｔｓｔｏｐが所定時間ｔｓｒｅｆ以上のときには、ラジエータ２２内に大きな熱応力を生じるおそれはなく通常駆動制御に直ちに移行してもよいと判断し、実施例と同様に通常駆動制御時の所定回転数Ｎ２を目標回転数Ｎｍ＊として設定すると共に（ステップＳ２６０）、設定した目標回転数Ｎｍ＊となるよう電動モータ３１を駆動制御し（ステップＳ２７０）、起動時冷却処理ルーチンを終了する。このように電動モータ３１を駆動制御することにより、ウォーターポンプ３２によって冷却水を循環流路３０内で循環させるのである。こうして起動時冷却処理ルーチンを終了すると、例えば、図示しない通常駆動制御時冷却処理ルーチンにより、イグニッションスイッチ５０がオンされている間に亘って、所定回転数Ｎ２を目標回転数Ｎｍ＊として電動モータ３１の駆動制御を行なう。

一方、イグニッション停止時間ｔｓｔｏｐが所定時間ｔｓｒｅｆ未満のときには、実施例と同様に通常駆動制御時の所定回転数Ｎ２よりも小さい所定回転数Ｎ１を目標回転数Ｎｍ＊として設定し（ステップＳ２２０）、設定した目標回転数Ｎｍ＊となるよう電動モータ３１を駆動制御し（ステップＳ２３０）、電動モータ駆動制御時間ｔｃｏｎのタイマをスタートし（ステップＳ２４０）、電動モータ駆動制御時間ｔｃｏｎが所定時間ｔｃｒｅｆとなるのを待って（ステップＳ２５０）、前述したステップＳ２６０以降の処理を実行する。ここで、所定時間ｔｃｒｅｆは、電動モータ３１の駆動制御を開始してから所定回転数Ｎ２を目標回転数Ｎｍ＊として電動モータ３１を駆動制御してもラジエータ２２内にそれほど大きな熱応力を生じるおそれがないと判断されるまでの時間として設定され、変形例では、イグニッションスイッチ５０がオンされたときのインバータ部冷却水温Ｔｉｎｖとラジエータ部冷却水温Ｔｒａｄとの温度差ΔＴと所定時間ｔｃｒｅｆとの関係を予め実験などにより定めて図示しない所定時間設定用マップとしてＲＯＭ４４に記憶しておき温度差ΔＴが与えられると記憶したマップから対応する所定時間ｔｒｅｆを導出して設定するものとした。所定時間ｔｃｒｅｆは、例えば、ラジエータ２２内に大きな熱応力が生じるのを抑制するために、温度差ΔＴが大きいほど大きくなる傾向に設定することができる。

このように変形例の図４の起動時冷却処理ルーチンでは、イグニッションスイッチ５０がオンされて電動モータ３１の駆動制御を開始する際にイグニッション停止時間ｔｓｔｏｐが所定時間ｔｓｒｅｆ未満のときには、電動モータ駆動制御時間ｔｃｏｎが所定時間ｔｃｒｅｆとなるまで通常駆動制御時の所定回転数Ｎ２よりも小さい所定回転数Ｎ１を目標回転数Ｎｍ＊として電動モータ３１を駆動制御するから、電動モータ駆動制御時間ｔｃｏｎに拘わらず所定回転数Ｎ２を目標回転数Ｎｍ＊として電動モータ３１を駆動制御するものに比してラジエータ２２内に流入する冷却水量を少なくすることができる。この結果、ラジエータ２２のチューブ２４間で生じる熱応力を小さくすることができ、ラジエータ２２の破損をより抑制することができる。この変形例では、温度差ΔＴに基づいて所定時間ｔｃｒｅｆを設定するものとしたが、温度差ΔＴに拘わらず一定の時間を所定時間ｔｃｒｅｆとして設定するものとしてもよい。

実施例の冷却装置２０では、図３の起動時冷却処理ルーチンにおいて、インバータ部冷却水温Ｔｉｎｖとラジエータ部冷却水温Ｔｒａｄとの温度差ΔＴが閾値Ｔｒｅｆ未満のときに通常駆動制御時の所定回転数Ｎ２よりも小さい所定回転数Ｎ１を目標回転数Ｎｍ＊として電動モータ３１を駆動制御するものとしたが、図４の起動時冷却処理ルーチンで用いたイグニッション停止時間ｔｓｔｏｐが所定時間ｔｓｒｅｆ未満であり且つ温度差ΔＴが閾値Ｔｒｅｆ未満のときに所定回転数Ｎ１を目標回転数Ｎｍ＊として電動モータ３１を駆動制御するものとしてもよい。

実施例では、電気自動車１０に搭載され駆動輪１８ａ，１８ｂに動力を出力可能な駆動源としてのモータ１２とモータ１２を駆動するインバータ１４とを冷却する冷却装置２０について説明したが、これに限られず、発熱を伴う機器を冷却する冷却装置に適用することができる。例えば、図５の変形例の冷却装置２０Ｂを搭載する自動車１１０に示すように、自動車１１０に搭載されオートマチックトランスミッション１１４を介して駆動輪１８ａ，１８ｂに動力を出力可能な駆動源としてのエンジン１２を冷却する冷却装置２０Ｂに適用するものとしてもよい。この冷却装置２０Ｂでは、エンジン１１２の冷却水流路３０ｅとラジエータ２２の冷却水流路３０ｄとこれらを接続する循環路３０ａとからなる循環流路３０Ｂを流れる冷却水を用いてエンジン１１２を冷却することができる。また、エンジンからの動力とインバータにより駆動されるモータからの動力とを用いて走行する自動車におけるエンジンとモータとインバータとのうち少なくとも一つを冷却する冷却装置に適用するものとしてもよい。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明の一実施例としての冷却装置２０を搭載する電気自動車１０の構成の概略を示す構成図である。 冷却装置２０が備えるラジエータ２２の外観を示す外観図である。 実施例の冷却装置２０の電子制御ユニット４０により実行される起動時冷却処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例の起動時冷却処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例の冷却装置２０Ｂを搭載する自動車１１０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

１０ 電気自動車、１１０ 自動車、１２ モータ、１４ インバータ、１６ バッテリ、１８ａ，１８ｂ 駆動輪、２０，２０Ｂ 冷却装置、２１ 電動ファン、２２ ラジエータ、２４ チューブ、２５ 第１ヘッダタンク、２６ 第２ヘッダタンク、２７ フィン、３０，３０Ｂ 循環流路、３０ａ 循環路、３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ 冷却水流路、３１ 電動モータ、３２ ウォーターポンプ、３４，３６，３８ 温度センサ、４０ 電子制御ユニット、４２ ＣＰＵ、４４ ＲＯＭ、４６ ＲＡＭ、４８ タイマ、５０ イグニッションスイッチ、１１２ エンジン、１１４ オートマチックトランスミッション。

Claims (9)

1. 発熱を伴う機器を備えるシステムに搭載され、冷却媒体を用いて該機器を冷却する冷却装置であって、
   前記冷却媒体を外気との熱交換により冷却する熱交換器と、
   前記機器と前記熱交換器とを含む冷却媒体の循環流路に設けられ、該冷却媒体を圧送することにより該冷却媒体を該循環流路内で循環させる圧送手段と、
   前記システムが起動されて前記圧送手段の駆動を開始する際には、所定の制限解除条件が成立するまで通常駆動時よりも駆動を制限して前記圧送手段が駆動されるよう該圧送手段を制御する制御手段と
   を備える冷却装置。
2. 前記制御手段は、前記機器の温度と前記熱交換器の温度との温度差が所定温度差未満となる条件を前記所定の制限解除条件として制御する手段である請求項１記載の冷却装置。
3. 前記制御手段は、前記機器内を含む所定範囲内の冷却媒体の温度と前記熱交換器内を含む所定範囲内の冷却媒体の温度との温度差が所定温度差未満となる条件を前記所定の制限解除条件として制御する手段である請求項１または２記載の冷却装置。
4. 前記制御手段は、前記圧送手段の駆動が開始されてから第１の所定時間が経過する条件を前記所定の制限解除条件として制御する手段である請求項１記載の冷却装置。
5. 前記制御手段は、前回に前記システムが停止されてから第２の所定時間が経過する前に前記システムが起動されて前記圧送手段の駆動を開始する際に、前記所定の制限解除条件が成立するまで通常駆動時よりも駆動を制限して前記圧送手段が駆動されるよう制御する手段である請求項１ないし４いずれか記載の冷却装置。
6. 請求項１ないし５いずれか記載の冷却装置であって、
   前記圧送手段を駆動する圧送用電動機を備え、
   前記制御手段は、前記圧送用電動機の回転数を制限することにより通常駆動時よりも前記圧送手段の駆動を制限する手段である
   冷却装置。
7. 請求項１ないし６いずれか記載の冷却装置であって、
   前記システムは、車両に搭載され、駆動源として内燃機関を備えるシステムであり、 前記機器は、前記内燃機関である
   冷却装置。
8. 請求項１ないし６いずれか記載の冷却装置であって、
   前記システムは、車両に搭載され、駆動源としての電動機と該電動機を駆動する駆動回路とを備えるシステムであり、
   前記機器は、前記電動機および／または前記駆動回路である
   冷却装置。
9. 冷却媒体を外気との熱交換により冷却する熱交換器と、システムが備える発熱を伴う機器と前記熱交換器とを含む冷却媒体の循環流路に設けられ該冷却媒体を圧送することにより該冷却媒体を該循環流路内で循環させる圧送手段と、を備えて前記冷却媒体を用いて前記機器を冷却する冷却装置の制御方法であって、
   前記システムが起動されて前記圧送手段の駆動を開始する際には、所定の制限解除条件が成立するまで通常駆動時よりも駆動を制限して前記圧送手段が駆動されるよう該圧送手段を制御する
   ことを特徴とする冷却装置の制御方法。

Images