JP2008072818A - 冷却システムおよびそれを備える車両 - Google Patents

Abstract

【課題】インバータの熱的保護を確保しながら車両の登坂性能を向上することができる冷却システムおよびそれを備える車両を提供する。
【解決手段】ブレーキＥＣＵ１４０は、車両の状態が予め定められた制御開始条件を満たすとき、ヒルスタートアシスト制御を実行するとともに、車両がヒルホールドの状態であることを指示するフラグＦｈをオンに設定してＨＶＥＣＵ１１０へ出力する。ＨＶＥＣＵ１１０は、温度センサ１６からのインバータ温度Ｔｉｎｖが車両駆動用のモータジェネレータＭＧ２の負荷率の制限を開始する制限開始温度以上のとき、あるいは、ブレーキＥＣＵ１４０からオン状態に設定されたフラグＦｈを受けたとき、インバータ装置７０を冷却するための冷却水の目標流量を最大流量に設定する。ウォーターポンプ５０は目標流量に一致した流量の冷却水を冷媒路５４〜５８に循環させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、冷却システムおよびそれを備える車両に関し、特に、車両の駆動用モータを駆動するインバータの冷却システムおよびその冷却システムを搭載した車両に関する。

通常、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）やハイブリッド自動車（ＨＶ：Hybrid Vehicle）等の車両において、電気エネルギーによる駆動力は、高電圧の電池から供給される直流電力をインバータによって３相交流電力に変換し、これにより３相交流モータを回転させることにより得ている。また、車両の減速時には、逆に３相交流モータの回生発電により得られる回生エネルギーを電池に蓄電することにより、エネルギーを無駄なく利用して走行している。

このようなハイブリッド自動車または電気自動車において、インバータはスイッチング素子のスイッチング動作により発熱する。そのため、インバータを過熱による熱破壊から保護するための冷却装置が設けられている（たとえば特許文献１〜３参照）。

たとえば特開２００５−２８７１４９号公報（特許文献１）は、ナビゲーション装置を備える電気自動車における走行用の電動機を含む電機駆動系の温度を調整する温度調整装置を開示する。これによれば、ナビゲーション装置により設定された走行ルートの道路勾配が登り勾配として大きく、モータやインバータに作用する負荷が比較的大きいと考えられるときには、電動ウォーターポンプのＨｉ駆動とＬｏ駆動とを切替えるための切替閾値を小さく設定して電動ウォーターポンプがＨｉ駆動の状態とされやすくすることによって、モータやインバータの過度の温度上昇を抑制する。一方、道路勾配が登り勾配として小さく、モータやインバータに作用する負荷が比較的小さいと考えられるときには、切替閾値を大きくして電動ウォーターポンプがＬｏ駆動に維持されやすくすることによって、無駄な冷却を抑制して消費電力を抑える。
特開２００５−２８７１４９号公報 特開平７−３０９１２４号公報 特開２００５−９３３８号公報

ところで、従来より、坂路において車両を停止状態に維持するためのヒルホールド制御を行なうブレーキ装置が知られている。ここでヒルホールドとは、車輪の回転を制止することにより、車両の停止状態を維持することをいう。すなわち、予め定められた条件が成立すると、制動力が車輪に設けられたブレーキによって車輪に付与される。これにより、車両は停止状態を維持することができる。

さらに、最近では、このヒルホールド制御と同様の制御として、登坂発進時に運転者がブレーキペダルからアクセルペダルに足を踏み替えた際に、ブレーキ油圧を自動的に保持制御して車両が後退するのを防止する、いわゆるヒルスタートアシスト制御を実行するブレーキ装置が知られている。

このようなブレーキ装置によれば、坂路における車両発進時において車両の駆動輪には、駆動力と制動力とが作用することになる。そのため、駆動輪に連結されるモータジェネレータには、駆動トルク指令を与えても回転数が上がらない、いわゆるロック状態が発生する場合がある。このロック状態でさらにモータジェネレータを駆動させると、インバータの特定のスイッチング素子には過大な直流電流が流れることになり、当該スイッチング素子の熱負荷が急激に増加することになる。すなわち、モータジェネレータのロック状態は、インバータに発熱を誘引する熱負荷駆動状態であると言うことができる。

しかしながら、特開２００５−２８７１４９号公報に開示された技術では、このようなヒルホールド制御やヒルスタートアシスト制御の実行時において起こり得るインバータの熱負荷の増加を抑えるための方策については開示されていない。また、特開平７−３０９１２４号公報および特開２００５−９３３８号公報についても、上述した方策についての開示はなされていない。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、インバータの熱的保護を確保しながら車両の登坂性能を向上することができる冷却システムを提供することである。

また、この発明の別の目的は、インバータの熱的保護を確保しながら車両の登坂性能を向上することができる冷却システムを備えた車両を提供することである。

この発明によれば、冷却システムは、車両の駆動輪に駆動力を発生するモータと、スイッチング素子のスイッチング動作により電源とモータとの間で電力変換を行なう駆動回路と、車両の停止状態を維持するように駆動輪に制動力を発生する制動装置と、冷媒を用いて駆動回路を冷却する冷却装置と、車両の状態に基づいて、冷却装置の冷媒の供給量を制御する冷却制御装置とを備える。冷却制御装置は、車両の状態が、駆動輪に制動力が作用し、かつ、駆動輪にモータが駆動力を発生する状態にあるとき、モータが駆動回路に発熱を誘引する熱負荷駆動状態となるときに要求される供給量に冷媒の供給量を設定する第１の供給量設定手段と、車両の状態が状態にないとき、スイッチング素子の素子温度に基づいて冷媒の供給量を設定する第２の供給量設定手段とを含む。

上記の冷却システムによれば、坂路において車両の停止状態を維持することによって車両駆動用モータがロック状態となった場合であっても、急激な温度上昇が見込まれる駆動回路に対して応答性良く冷却能力を高めることができる。その結果、出力を制限せずにモータを駆動できるため、車両の登坂性能を確保することができる。

好ましくは、第１の供給量設定手段は、冷媒の供給量を、冷却装置が出力可能な最大供給量に設定する。

上記の冷却システムによれば、急激な温度上昇が見込まれる駆動回路に対する冷却能力の制御応答性を確保することができる。

好ましくは、冷却システムは、スイッチング素子の耐熱温度に基づいてモータに供給する駆動電流の制限を開始する制限開始温度を決定し、スイッチング素子の素子温度が決定した制限開始温度よりも低いとき、出力を制限せずに駆動回路を制御する制御装置をさらに備える。

上記の冷却システムによれば、スイッチング素子の素子温度が制限開始温度よりも低く抑えられるため、駆動回路は出力を制限することなくモータを駆動することができる。その結果、車両の登坂性能を確保することができる。

好ましくは、第２の供給量決定手段は、スイッチング素子の素子温度が制限開始温度以上のとき、冷媒の供給量を、冷却装置が出力可能な最大供給量に設定する。

上記の冷却システムによれば、スイッチング素子の素子温度に応じて冷却能力を制御することから、冷却装置の省電力化を図りながら駆動回路の過熱を防止することができる。

好ましくは、冷却制御装置は、車両の状態に基づいて第１および第２の供給量設定手段のいずれかを選択する選択手段をさらに含む。選択手段は、車両の停止状態を維持するためのヒルホールド制御が実行されたことに応じて、第１の供給量設定手段を選択する。

上記の冷却システムによれば、駆動用モータにロック状態が発生する可能性があるヒルホールド制御の実行において、急激な温度上昇が見込まれる駆動回路に対して応答性良く冷却能力を高めることができる。その結果、モータは車両の発進加速に必要な駆動力を発生することができるため、車両の登坂性能を確保することができる。

好ましくは、冷却制御装置は、車両の状態に基づいて第１および第２の供給量決定手段のいずれかを選択する選択手段をさらに含む。選択手段は、車両の登坂発進時に車両停止状態を維持するためのヒルスタートアシスト制御が実行されたことに応じて、第１の供給量設定手段を選択する。

上記の冷却システムによれば、駆動用モータにロック状態が発生する可能性があるヒルスタートアシスト制御の実行において、急激な温度上昇が見込まれる駆動回路に対して応答性良く冷却能力を高めることができる。その結果、モータは車両の発進加速に必要な駆動力を発生することができるため、車両の登坂性能を確保することができる。

好ましくは、冷却装置は、冷媒を通流する冷媒路と、冷媒路に配設され、冷媒を冷却するラジエータと、冷媒路に冷媒を循環させるポンプとを含む。冷却制御装置は、設定された冷却媒体の供給量に応じてポンプの回転駆動力を制御する。

上記の冷却システムによれば、設定された供給量の冷媒が冷媒路に供給されるようにポンプを制御することにより、冷却能力の制御応答性とポンプの省電力化とを両立することができる。

好ましくは、冷却装置は、冷媒を通流する冷媒路と、冷媒路において、駆動回路の上流側に位置し、冷媒を駆動回路に供給するファンとを含む。冷却制御装置は、設定された冷媒の供給量に応じてファンの回転駆動力を制御する。

上記の冷却システムによれば、設定された供給量の冷媒が冷媒路に供給されるようにファンを制御することにより、冷却能力の制御応答性とファンの省電力化とを両立することができる。

この発明によれば、車両は、上述したいずれかの冷却システムを備える。
上記の車両によれば、冷却装置の省電力化を図りながら駆動用モータの駆動力が確保されるため、良好な燃費性能と登坂性能とを両立することができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

図１は、この発明の実施の形態による冷却システムが搭載された車両の構成を示す概略ブロック図である。図１では、ハイブリッド自動車を例として、当該車両における動力出力機構の部分が代表的に示されている。なお、車両は、モータを駆動力源とした電気自動車であってもよい。

図１を参照して、ハイブリッド自動車１００は、駆動輪１０と、動力伝達ギア２０と、動力取出ギア３０と、プラネタリギア４０と、エンジン６０と、インバータ装置７０と、油圧ブレーキ８０と、車速センサ９０と、ハイブリッドＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１０と、エンジンＥＣＵ１２０と、油圧コントローラ１３０と、ブレーキＥＣＵ１４０と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを備える。

駆動輪１０は、シャフト１１と、タイヤ１２とからなる。タイヤ１２は、シャフト１１に取り付けられ、動力伝達ギア２０を介してシャフト１１に伝達される動力により回転する。動力伝達ギア２０は、駆動輪１０のシャフト１１に設けられる。動力取出ギア３０は、プラネタリギア４０のリングギア軸４１に設けられる。そして、動力取出ギア３０は、動力伝達ギア２０に連結される。

モータジェネレータＭＧ２は、プラネタリギア４０のリングギア軸４１に連結される。なお、動力取出ギア３０とモータジェネレータＭＧ２との間のリングギア軸４１に変速機（図示せず）を設ける構成としても良い。

エンジン６０は、プラネタリギア４０のキャリア軸４２に連結される。モータジェネレータＭＧ１は、プラネタリギア４０のサンギア軸４３に連結される。これにより、モータジェネレータＭＧ１およびエンジンＥＮＧは、プラネタリギア４０を介して相互に連結される。油圧ブレーキ８０は、駆動輪１０のシャフト１１に設けられる。

駆動輪１０は、動力伝達ギア２０に伝達された動力により回転される。動力伝達ギア２０は、動力取出ギア３０から受けた動力を駆動輪１０に伝達する。

動力取出ギア３０は、エンジン６０からプラネタリギア４０を介してリングギア軸４１に出力された動力および／またはモータジェネレータＭＧ２からリングギア軸４１に出力された動力を取出し、その取出した動力を動力伝達ギア２０へ伝達する。

プラネタリギア４０は、モータジェネレータＭＧ１からサンギア軸４３に出力された動力をキャリア軸４２を介してエンジン６０に伝達し、エンジン６０からキャリア軸４２に出力された動力を分割してリングギア軸４１およびサンギア軸４３に出力する。

エンジン６０は、プラネタリギア４０を介してモータジェネレータＭＧ１から受けた動力によって起動され、エンジンＥＣＵ１２０からの制御に従って所定の動力を出力する。

モータジェネレータＭＧ１は、インバータ装置７０によって駆動され、所定のトルクをプラネタリギア４０のサンギア軸４３へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、プラネタリギア４０のサンギア軸４３に出力されたエンジン６０の動力によって交流電圧を発電し、その発電した交流電圧を３相電力線７１を介してインバータ装置７０へ供給する。さらに、モータジェネレータＭＧ１は、回転速度センサ１３を内蔵しており、回転速度センサ１３によって検出された回転速度信号ＭＲＮ１をハイブリッドＥＣＵ１１０へ出力する。

モータジェネレータＭＧ２は、インバータ装置７０によって駆動され、所定のトルクをプラネタリギア４０のリングギア軸４１へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ２は、駆動輪１０の動力によって交流電圧を発電し、その発電した交流電圧を３相電力線７２を介してインバータ装置７０へ供給する。さらに、モータジェネレータＭＧ２は、回転速度センサ１４を内蔵しており、回転速度センサ１４によって検出された回転速度信号ＭＲＮ２をハイブリッドＥＣＵ１１０へ出力する。

インバータ装置７０は、３相電力線７１によってモータジェネレータＭＧ１と接続され、３相電力線７２によってモータジェネレータＭＧ２と接続される。そして、インバータ装置７０は、ハイブリッドＥＣＵ１１０からの駆動信号ＰＷＭＩ１に従って、バッテリ（図示せず）からの直流電圧を交流電圧に変換し、その変換した交流電圧を３相電力線７１を介してモータジェネレータＭＧ１に供給してモータジェネレータＭＧ１を力行モードまたは回生モードで駆動する。

また、インバータ装置７０は、ハイブリッドＥＣＵ１１０からの駆動信号ＰＷＭＩ２に従って、バッテリ（図示せず）からの直流電圧を交流電圧に変換し、その変換した交流電圧を３相電力線７２を介してモータジェネレータＭＧ２に供給してモータジェネレータＭＧ２を力行モードまたは回生モードで駆動する。

油圧ブレーキ８０は、油圧コントローラ１３０からブレーキ油圧を受け、その受けたブレーキ油圧に応じて駆動輪１０に制動力を与える。これによって、ハイブリッド自動車１００は減速する。

車速センサ９０は、駆動輪１０の回転速度を検出し、その検出した回転速度を車速ＳＰＤに変換してハイブリッドＥＣＵ１１０へ出力する。ハイブリッドＥＣＵ１１０は、アクセル開度センサ１４２からアクセルペダルポジション（アクセルペダルの踏込量）ＡＰを受け、ブレーキペダルセンサ１４４からブレーキペダルポジション（ブレーキペダルの踏込量）ＢＰを受け、シフトポジションセンサ（図示せず）からシフトポジションＳＰを受け、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に取り付けられた電流センサ（図示せず）からモータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２を受け、回転速度センサ１３，１４から回転速度信号ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を受ける。そして、ハイブリッドＥＣＵ１１０は、これらの入力信号に基づいてモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の３相コイルに流す電流を制御してモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するための駆動信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した駆動信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＩ２をインバータ装置７０へ出力する。

ハイブリッドＥＣＵ１１０は、ブレーキペダルポジションＢＰに基づいて、要求制動力を演算する。そして、ハイブリッドＥＣＵ１１０は、演算した要求制動力と、バッテリ（図示せず）のＳＯＣ（State of Charge）と、回転速度信号ＭＲＮ２によって示されるモータジェネレータＭＧ２の回転速度とに基づいてモータジェネレータＭＧ２における回生量を演算し、その演算した回生量（＝回生による制動力）の要求制動力に対する配分をさらに演算する。

そうすると、ハイブリッドＥＣＵ１１０は、演算した配分を示す回生量信号ＲＥＧＶを生成してブレーキＥＣＵ１４０へ出力する。そして、ハイブリッドＥＣＵ１１０は、ブレーキＥＣＵ１４０から回生許可量信号ＲＥＧＡを受け、その受けた回生許可量信号ＲＥＧＡに基づいてモータジェネレータＭＧ２が回生可能な回生量を演算し、その演算した回生量をモータジェネレータＭＧ２が回生するようにインバータ装置７０を駆動するための駆動信号ＰＷＭＩ２（回生指示信号）を生成してインバータ装置７０へ出力する。

さらに、ハイブリッドＥＣＵ１１０は、エンジン６０が出力すべき動力をエンジンＥＣＵ１２０に指示する。

エンジンＥＣＵ１２０は、ハイブリッドＥＣＵ１１０から指示された動力をエンジン６０が出力するようにエンジン６０を駆動する。より具体的には、エンジンＥＣＵ１２０は、燃料噴射量および回転数等を制御して所定の動力を出力するようにエンジン６０を駆動する。

油圧コントローラ１３０は、ブレーキＥＣＵ１４０からブレーキ制御信号ＢＣＴＬを受け、その受けたブレーキ制御信号ＢＣＴＬによって示される制動力を駆動輪１０に与えるためのブレーキ油圧を演算し、その演算したブレーキ油圧を油圧ブレーキ８０へ出力する。

ブレーキＥＣＵ１４０は、ハイブリッドＥＣＵ１１０から回生量信号ＲＥＧＶを受け、モータジェネレータＭＧ２に内蔵された回転速度センサ１４から回転速度信号ＭＲＮ２を受ける。そして、ブレーキＥＣＵ１４０は、その受けた回転速度信号ＭＲＮ２によって示されるモータジェネレータＭＧ２の回転速度に応じて、油圧ブレーキ８０による制動力の配分とモータジェネレータＭＧ２の回生による制動力の配分とを決定する。

そして、ブレーキＥＣＵ１４０は、決定した回生による制動力の配分により、回生量信号ＲＥＧＶによって示される回生量の配分を調整し、その調整した配分を示す回生許可量信号ＲＥＧＡを生成してハイブリッドＥＣＵ１１０へ出力する。また、ブレーキＥＣＵ１４０は、決定した油圧ブレーキ８０による制動力の配分に従って油圧ブレーキ８０が駆動輪１０に与える制動力を演算し、その演算した制動力を示すブレーキ制御信号ＢＣＴＬを生成して油圧コントローラ１３０へ出力する。

さらに、ブレーキＥＣＵ１４０は、アクセル開度センサ１４２からアクセルペダルポジションＡＰを受け、ブレーキペダルセンサ１４４からブレーキペダルポジションＢＰを受け、Ｇセンサ１４６から車両が走行している路面の勾配を表わすＧセンサ値を受けると、これらの入力信号に基づいて、車両の状態を検出する。

そして、ブレーキＥＣＵ１４０は、その検出した車両の状態が、予め設定されているヒルスタートアシストコントロール（Hill-start Assist Control；ＨＡＣ）制御の開始条件を満足したか否かを判断する。

このとき、例えば、ブレーキペダルセンサ１４４から入力されるブレーキペダルポジションＢＰがオンの状態（ブレーキペダルが運転者によって踏込まれた状態）であって、アクセル開度センサ１４２から入力されるアクセルペダルポジションＡＰがオフの状態（アイドル状態）であって、シフトポジションセンサ（図示せず）から入力されるシフトポジションＳＰがパーキング（Ｐ）ポジション以外に選択された状態であって、車速センサ９０から入力される車速ＳＰＤに基づいて車両が停止していると判断される場合に、ＨＡＣ制御開始条件を満足していると判断される。

そして、車両の状態がＨＡＣ制御開始条件を満足していると判断されると、ブレーキＥＣＵ１４０は、ＨＡＣ制御を実行する。具体的には、Ｇセンサ１４６から入力されるＧセンサ値および、車速センサ９０から入力される車速ＳＰＤ等に基づいて、運転者の登坂操作中に車両が後退している状態であることが判断されると、ブレーキＥＣＵ１４０は、坂路の勾配、車両の加速状況、駆動輪１０のロック状況および回転方向に基づいて、車両を停止状態に維持するために必要な制動力を算出する。そして、ブレーキＥＣＵ１４０は、その算出した制動力に基づいて油圧ブレーキ８０が駆動輪１０に与える制動力を演算し、その演算した制動力を示すブレーキ制御信号ＢＣＴＬを生成して油圧コントローラ１３０へ出力する。

このブレーキ油圧制御の実行中に駆動輪１０に車両の前進可能な大きな駆動トルクがモータジェネレータＭＧ２から出力されたと判断されると、ブレーキＥＣＵ１４０は、制動力を低下させる。これにより、停止していた車両はスムーズに発進する。

なお、ブレーキＥＣＵ１４０がヒルホールド制御を行なう場合においても、上述したＨＡＣ制御と同様に、車両の状態が予め設定されているヒルホールド制御の開始条件を満足していると判断されたことに応じて、油圧ブレーキ８０を作動させてブレーキペダルの踏込量に応じた制動力を駆動輪１０に付与することにより行なわれる。

そして、運転者がブレーキペダルを開放してアクセルペダルを踏み込むことによってヒルホールド制御を解除する条件が成立したと判断されると、ブレーキＥＣＵ１４０は、駆動輪１０に発生する駆動トルクが予め定められた値を上回ったことに応じて、油圧ブレーキ８０を徐々に開放して、制動トルクを低下する。

以上に述べたようなＨＡＣ制御やヒルホールド制御を実行するにあたって、ブレーキＥＣＵ１４０は、さらに、車両がヒルホールドの状態であることを指示するフラグＦｈをオンに設定し、その設定したフラグＦｈをＨＶＥＣＵ１１０へ出力する。ＨＶＥＣＵ１１０は、ブレーキＥＣＵ１４０からオンに設定されたフラグＦｈを受けると、後述するインバータ装置７０の冷却システムにおいて、インバータ装置７０に対する冷媒の供給量を制御する。

図２は、図１に示されるハイブリッド自動車１００における電気システムの主要部の構成を示す電気回路図である。

図２を参照して、ハイブリッド自動車１００は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ装置７０と、バッテリＢと、ＨＶＥＣＵ１１０とを備える。

インバータ装置７０は、インバータ７０１，７０２と、コンデンサＣと、電源ラインＬ１と、接地ラインＬ２とを含む。そして、インバータ７０１は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）素子Ｑ１１〜Ｑ１６と、ダイオードＤ１１〜Ｄ１６とを含み、インバータ７０２は、ＩＧＢＴ素子Ｑ２１〜Ｑ２６と、ダイオードＤ２１〜Ｄ２６とを含む。

インバータ７０１において、ＩＧＢＴ素子Ｑ１１，Ｑ１２は、Ｕ相アーム１５２を構成し、ＩＧＢＴ素子Ｑ１３，Ｑ１４は、Ｖ相アーム１５４を構成し、ＩＧＢＴ素子Ｑ１５，Ｑ１６は、Ｗ相アーム１５６を構成し、Ｕ相アーム１５２、Ｖ相アーム１５４およびＷ相アーム１５６は、電源ラインＬ１と接地ラインＬ２との間に並列に接続される。また、各ＩＧＢＴ素子Ｑ１１〜Ｑ１６のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１１〜Ｄ１６がそれぞれ接続されている。

そして、各相アームにおける各ＩＧＢＴ素子の接続点は、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、ＩＧＢＴ素子Ｑ１１，Ｑ１２の接続点にＵ相コイルの他端が接続され、ＩＧＢＴ素子Ｑ１３，Ｑ１４の接続点にＶ相コイルの他端が接続され、ＩＧＢＴ素子Ｑ１５，Ｑ１６の接続点にＷ相コイルの他端が接続されている。

インバータ７０２においても同様に、ＩＧＢＴ素子Ｑ２１，Ｑ２２は、Ｕ相アーム１６２を構成し、ＩＧＢＴ素子Ｑ２３，Ｑ２４は、Ｖ相アーム１６４を構成し、ＩＧＢＴ素子Ｑ２５，Ｑ２６は、Ｗ相アーム１６６を構成し、Ｕ相アーム１６２、Ｖ相アーム１６４およびＷ相アーム１６６は、電源ラインＬ１と接地ラインＬ２との間に並列に接続される。また、各ＩＧＢＴ素子Ｑ２１〜Ｑ２６のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ２１〜Ｄ２６がそれぞれ接続されている。

そして、インバータ７０２においても、各相アームにおける各ＩＧＢＴ素子の接続点は、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルの各相端に接続されている。

コンデンサＣは、電源ラインＬ１と接地ラインＬ２との間に接続され、電圧変動に起因するインバータ７０１、７０２に対しての影響を低減する。

温度センサ１６は、インバータ装置７０の温度（インバータ温度）Ｔｉｎｖを検出し、その検出したインバータ温度ＴｉｎｖをＨＶＥＣＵ１１０へ出力する。

ＨＶＥＣＵ１１０は、インバータ７０１におけるＩＧＢＴ素子Ｑ１１〜Ｑ１６のスイッチング動作を制御し、バッテリＢから供給される電力に基づいてモータトルク指令に応じたトルクをモータジェネレータＭＧ１に発生させるため、または、モータジェネレータＭＧ１によって発生された交流電力を直流電力に変換してバッテリＢを充電するため、インバータ７０１を制御する。また、ＨＶＥＣＵ１１０は、インバータ７０２におけるＩＧＢＴ素子Ｑ２１〜Ｑ２６のスイッチング動作を制御し、バッテリＢから供給される電力に基づいてモータトルク指令に応じたトルクをモータジェネレータＭＧ２に発生させるため、または、モータジェネレータＭＧ２によって発生された交流電力を直流電力に変換してバッテリＢを充電するため、インバータ７０２を制御する。

以上の構成からなるハイブリッド自動車１００において、インバータ装置７０は、ＩＧＢＴ素子の熱損失による温度上昇を抑えるために冷却を必要とする。そのため、ハイブリッド自動車１００は、以下に述べる冷却システムをさらに備える。

［インバータ装置の冷却システムの説明］
再び図１を参照して、冷却システムは、インバータ装置７０と、冷媒路５４〜５８と、温度センサ１６と、ラジエータ５２と、ウォーターポンプ５０とを含む。

ラジエータ５２の第１ポートとインバータ装置７０との間に冷媒路５４が設けられ、インバータ装置７０とウォーターポンプ５０との間に冷媒路５６が設けられ、ウォーターポンプ５０とラジエータ５２の第２ポートとの間に冷媒路５８が設けられる。すなわち、インバータ装置７０とウォーターポンプ５０とは冷媒路５４〜５８によって直列に接続されている。なお、図示は省略するが、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２をさらに直列に接続し、インバータ装置７０とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを共通の冷却水で冷却する構成としても良い。

ウォーターポンプ５０は、不凍液などの冷却水を循環させるためのポンプであって、図示される矢印の方向に冷却水を循環させる。ラジエータ５２は、インバータ装置７０を循環した冷却水を冷媒路５８から受け、その受けた冷却水を図示しないラジエータファンを用いて冷却する。温度センサ１６は、インバータ装置７０の温度（インバータ温度）Ｔｉｎｖを検出し、その検出したインバータ温度ＴｉｎｖをＨＶＥＣＵ１１０へ出力する。

ＨＶＥＣＵ１１０は、温度センサ１６からのインバータ温度Ｔｉｎｖに基づいて、後述する方法によりウォーターポンプ５０を駆動するための信号ＤＲＶを生成し、その生成した信号ＤＲＶをウォーターポンプ５０へ出力する。

次に、こうして構成された本発明の実施の形態によるインバータ装置７０の冷却システムにおけるウォーターポンプ５０の駆動制御について説明する。

図３は、図１および図２におけるＨＶＥＣＵ１１０の機能ブロック図である。
図３を参照して、ＨＶＥＣＵ１１０は、駆動用モータであるモータジェネレータＭＧ２を駆動するインバータ７０２の制御回路と、モータジェネレータＭＧ１を駆動するインバータ７０１の制御回路（図示せず）と、ウォーターポンプ５０を駆動制御する駆動制御部４３０とを含む。

インバータ制御回路は、３相／２相変換部４２４と、負荷率制御部４２６と、電流指令変換部４１０と、減算器４１２，４１４と、ＰＩ制御部４１６，４１８と、２相／３相変換部４２０と、ＰＷＭ生成部４２２とを含む。

３相／２相変換部４２４は、２個の電流センサ２４，２４からモータ電流Ｉｖ，Ｉｗを受ける。そして、３相／２相変換部４２４は、モータ電流Ｉｖ，Ｉｗに基づいてモータ電流Ｉｕ＝−Ｉｖ−Ｉｗを演算する。

そうすると、３相／２相変換部４２４は、モータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを図示しない回転速度センサからの回転角度θを用いて三相二相変換する。つまり、３相／２相変換部４２４は、モータジェネレータＭＧ２の３相コイルの各相に流れる３相のモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを、回転角度θを用いてｄ軸およびｑ軸に流れる電流値Ｉｄ，Ｉｑに変換する。そして、３相／２相変換部４２４は、演算した電流値Ｉｄを減算器４１２へ出力し、演算した電流値Ｉｑを減算器４１４へ出力する。

負荷率制御部４２６は、温度センサ１６からインバータ温度Ｔｉｎｖを受ける。負荷率制御部４２６は、インバータ温度ＴｉｎｖをモータジェネレータＭＧ２の負荷率の制限を開始する制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍと比較する。なお、制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍは、インバータ７０２を構成するＩＧＢＴ素子の耐熱温度等に基づいて予め設定されている。そして、インバータ温度Ｔｉｎｖが制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍ以上となると、後述する方法によってインバータ７０２からモータジェネレータＭＧ２に供給される駆動電流の制限が開始される。

図４は、負荷率ＬＤＲとインバータ温度Ｔｉｎｖとの関係図である。
図４において、直線ｋ１は、１００％の負荷率を表わし、直線ｋ２は、インバータ温度Ｔｉｎｖと制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍとの温度差に基づいて決定される負荷率を表わし、直線ｋ３は、０％の負荷率を表わす。

図４を参照して、インバータ温度Ｔｉｎｖが制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍよりも低いとき、負荷率は１００％に設定される。このとき、負荷率制御部４２６は、モータジェネレータＭＧ２の負荷率を制限しないことを示す信号ＮＲＳＴを生成して電流指令変換部４１０へ出力する。

また、インバータ温度Ｔｉｎｖが制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍ以上であるとき、負荷率は、インバータ温度Ｔｉｎｖと制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍとの温度差に応じて直線ｋ２，ｋ３に従って決定される。すなわち、負荷率は、インバータ温度Ｔｉｎｖが制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍから温度Ｔｓｂ（＝Ｔｌｉｍ＋所定の温度差）までの範囲では、温度差に比例して減少するように設定される。そして、インバータ温度Ｔｉｖが温度Ｔｓｂを超えると、負荷率は０％に設定される。

再び図３を参照して、負荷率制御部４２６は、インバータ温度Ｔｉｎｖが制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍであるとき、図３の関係に基づいてモータジェネレータＭＧ２の負荷率ＬＤＲを設定し、その設定した負荷率ＬＤＲを電流指令変換部４１０へ出力する。

電流指令変換部４１０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲ２を受け、負荷率制御部４２６から信号ＮＲＳＴまたは負荷率ＬＤＲを受ける。そして、電流指令変換部４１０は、負荷率制御部４２６から信号ＮＲＳＴを受けたとき、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを出力するための電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を生成する。

また、電流指令変換部４１０は、負荷率制御部４２６から負荷率ＬＤＲを受けたとき、トルク指令値ＴＲ２に負荷率ＬＤＲを乗算し、制限トルク指令値ＴＲＲを演算する。そして、電流指令変換部４１０は、制限トルク指令値ＴＲＲによって指定されたトルクを出力するための電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を生成する。

そうすると、電流指令変換部４１０は、生成した電流指令Ｉｄ＊を減算器４１２へ出力し、生成した電流指令Ｉｑ＊を減算器４１４へ出力する。

減算器４１２は、電流指令Ｉｄ＊と電流値Ｉｄとの偏差（＝Ｉｄ＊−Ｉｄ）を演算し、その演算した偏差をＰＩ制御部４１６へ出力する。また、減算器４１４は、電流指令Ｉｑ＊と電流値Ｉｑとの偏差（＝Ｉｑ＊−Ｉｑ）を演算し、その演算した偏差をＰＩ制御部４１８へ出力する。

ＰＩ制御部４１６，４１８は、それぞれ、偏差Ｉｄ＊−Ｉｄ，Ｉｑ＊−Ｉｑに対してＰＩゲインを用いてモータ電流調整用の電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを演算し、その演算した電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを２相／３相変換部４２０へ出力する。

２相／３相変換部４２０は、ＰＩ制御部４１６，４１８からの電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを回転速度センサからの回転角度θを用いて二相三相変換する。すなわち、２相／３相変換部４２０は、ｄ軸およびｑ軸に印加する電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを、回転角度θを用いてモータジェネレータＭＧ２の３相コイルに印加する電圧操作量Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに変換する。そして、２相／３相変換部４２０は、電圧操作量Ｖｕ，Ｖｖ，ＶｗをＰＷＭ生成部４２２へ出力する。

ＰＷＭ生成部４２２は、電圧操作量Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと、インバータ７０２の入力電圧Ｖｍとに基づいて信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ７０２へ出力する。

以上に述べたように、インバータ温度Ｔｉｎｖが制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍを超えると、インバータ装置７０は、負荷率を制限してモータジェネレータＭＧ２を駆動する。これによれば、インバータ装置７０の熱損失を抑えることができる。その反面、モータジェネレータＭＧ２の発生する駆動力が制限されるという問題が生じる。

そこで、ウォーターポンプ５０を駆動制御する駆動制御部４３０は、インバータ温度Ｔｉｎｖに基づいて冷媒路５４〜５８を通流する冷却水の目標流量Ｑ＊を設定することにより、インバータ温度Ｔｉｎｖの上昇を抑えて負荷率が制限されるのを緩和している。

図５は、インバータ温度Ｔｉｎｖと目標流量Ｑ＊との関係図である。
図５を参照して、インバータ温度Ｔｉｎｖが制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍよりも低いとき、目標流量Ｑ＊は、直線ｋ４および直線ｋ５に従ってインバータ温度Ｔｉｎｖの上昇に従って増加するように設定される。そして、インバータ温度Ｔｉｎｖが制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍ以上となると、直線ｋ６に示すように目標流量Ｑ＊は、ウォーターポンプ５０が供給可能な最大流量（以下、単に最大流量とも称する）Ｑ＿ｍａｘに設定される。

なお、ウォーターポンプ５０から供給される冷却水の流量は、ウォーターポンプ５０を駆動するモータの印加電圧を高めてその回転数を上昇させることにより増加する。よって、モータの印加電圧を印加可能な最大電圧とすることにより、最大流量Ｑ＿ｍａｘの冷却水がウォーターポンプ５０から吐出される。

また、本実施の形態では、制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍ以下では、インバータ温度Ｔｉｎｖの上昇に従って目標流量Ｑ＊を増加させる構成としたが、互いに流量が異なる複数の駆動状態を予め設け、これらの駆動状態の間でインバータ温度Ｔｉｎｖに応じて切替える構成としてもよい。

駆動制御部４３０は、図５のインバータ温度Ｔｉｎｖと目標流量Ｑ＊との関係を予め目標流量設定用マップとして図示しない記憶領域に格納しておき、温度センサ１６からインバータ温度Ｔｉｎｖが与えられると、目標流量設定用マップから対応する流量を抽出して目標流量Ｑ＊として設定する。そして、駆動制御部４３０は、その設定された目標流量Ｑ＊で冷却水が循環するようにウォーターポンプ５０を駆動するための信号ＤＲＶを生成してウォーターポンプ５０へ出力する。これにより、ウォーターポンプ５０は駆動制御部４３０の信号ＤＲＶに応じて回転数が制御され、目標流量Ｑ＊に一致した流量の冷却水を冷媒路５４〜５８に循環させる。

このようにインバータ温度Ｔｉｎｖに応じて冷却水の流量Ｑを変化させることにより、インバータ温度Ｔｉｎｖが低いときには、無駄な冷却を抑制してウォーターポンプ５０の消費電力を抑えることができる。一方、インバータ温度Ｔｉｎｖが高いときには、インバータ装置７０を過熱から保護するとともに、モータジェネレータＭＧ２の負荷率が制限されるのを防止することができる。

ここで、上述したように、ブレーキＥＣＵ１４０がＨＡＣ制御またはヒルホールド制御を実行している場合においては、車両が坂路に停止している状態から発進する際に、駆動輪１０には、駆動力と制動力とが作用することになる。そのため、駆動輪１０に連結されるモータジェネレータＭＧ２には、駆動トルク指令を与えても回転数が上がらない、いわゆるロック状態が発生する場合がある。

このロック状態でさらにモータジェネレータＭＧ２を駆動させると、インバータ７０２の特定のＩＧＢＴ素子には過大な直流電流が流れる。その結果、当該ＩＧＢＴ素子の熱負荷が急激に増加することになる。すなわち、モータジェネレータＭＧ２のロック状態は、インバータ７０２に発熱を誘引する熱負荷駆動状態であるといえる。

このように熱負荷が急増した場合には、インバータ温度Ｔｉｎｖの上昇比率が高くなるため、早急に冷却システムの冷却能力を高めることが必要となる。しかしながら、図５で述べたように、温度センサ１６から与えられるインバータ温度Ｔｉｎｖの検出値に基づいて冷却水の流量を設定する構成では、冷却能力を温度上昇に追従させることができない可能性がある。すなわち、インバータ温度Ｔｉｎｖに基づいた冷却能力の制御では、インバータ装置７０の温度上昇に対する制御応答性が劣るため、急激な熱負荷の増加を抑えることができないという問題が生じる。

そのため、インバータ温度Ｔｉｎｖが上昇して予め定められた制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍ以上となると、インバータ装置７０は、上記の図４の関係に従って、負荷率を制限してモータジェネレータＭＧ２を駆動する。この結果、モータジェネレータＭＧ２は車両の発進に必要な駆動トルクを駆動輪１０に発生することが不可能となるため、車両の登坂性能を確保することが困難となる。

そこで、この発明による冷却システムは、ＨＡＣ制御またはヒルホールド制御の実行時においては、インバータ温度Ｔｉｎｖの高低に拘らず、モータジェネレータＭＧ２がインバータ装置７０に発熱を誘引する熱負荷駆動状態となるときに要求される流量の冷却水をウォーターポンプ５０からインバータ装置７０に供給する構成とする。

本実施の形態では、上記制御が実行されたことに応答して、冷却システムは、ウォーターポンプ５０の目標流量Ｑ＊を最大流量Ｑ＿ｍａｘに設定する構成とする。

詳細には、図３において、駆動制御部４３０は、図示しないブレーキＥＣＵ１４０からオンに設定されたフラグＦｈ（車両がヒルホールドの状態であることを指示するフラグ）を受けると、ウォーターポンプ５０の目標流量Ｑ＊を最大流量Ｑ＿ｍａｘに設定し、その設定した目標流量Ｑ＊で冷却水が循環するようにウォーターポンプ５０を駆動するための信号ＤＲＶを生成してウォーターポンプ５０へ出力する。

これによれば、図５に示すように、例えば、ＨＡＣ制御を実行し始めたときのインバータ温度Ｔｉｎｖが制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍよりも低い温度Ｔ０である場合であっても、目標流量Ｑ＊は、直線ｋ７に従って最大流量Ｑ＿ｍａｘに設定される。

なお、目標流量Ｑ＊については、一律に最大流量Ｑ＿ｍａｘに設定する以外に、インバータ温度Ｔｉｎｖに対応する流量を所定の割合で増加させた流量に設定してもよい。

以上に述べたように、この発明による冷却システムは、インバータ装置７０の温度上昇が見込まれるＨＡＣ制御（もしくはヒルホールド制御）が実行されたことに応じて、インバータ温度Ｔｉｎｖの高低に拘らず、予め冷却能力を高めておくことを特徴とする。

そのため、実際にモータジェネレータＭＧ２にロック状態が発生し、インバータ装置７０の通過電流が急激に増加した場合であっても、インバータ温度Ｔｉｎｖの上昇に対する冷却能力の制御応答性が確保されるため、インバータ装置７０の温度上昇を抑えることができる。

そして、インバータ装置７０の温度上昇が抑えられることによって、モータジェネレータＭＧ２の負荷率に対する制限が緩和される。この結果、モータジェネレータＭＧ２は車両の発進に必要な駆動トルクを駆動輪１０に発生することが可能となるため、車両はスムーズに発進することができ、車両の登坂性能を確保することができる。

図６は、本発明の実施の形態によるウォーターポンプの駆動制御を説明するためのタイミングチャートである。詳細には、図６は、車両が坂路に停止しているときのフラグＦｈ、冷媒路を循環する冷却水の流量Ｑ、インバータ温度ＴｉｎｖおよびモータジェネレータＭＧ２の負荷率ＬＤＲの時間的変化を示す。

なお、本発明の実施の形態との比較のために、図中にはさらに、温度センサ１６からのインバータ温度Ｔｉｎｖの検出値のみに基づいてウォーターポンプ５０を駆動制御した場合の各値の時間的変化が破線により示される。

図６を参照して、最初に時刻ｔ１において、ブレーキＥＣＵ１４０は、ＨＡＣ制御（もしくはヒルホールド制御）を実行するにあたって、車両がヒルホールドの状態であることを指示するフラグＦｈをオンに設定する。ブレーキＥＣＵ１４０は、その設定したフラグＦｈをＨＶＥＣＵ１１０へ出力する。

ＨＶＥＣＵ１１０では、ブレーキＥＣＵ１４０からオンに設定されたフラグＦｈを受けらことに応じて、駆動制御部４３０が目標流量Ｑ＊を最大流量Ｑ＿ｍａｘに設定する。そして、その設定した目標流量Ｑ＊を循環させるための信号ＤＲＶを生成してウォーターポンプ５０へ出力する。

ウォーターポンプ５０は、時刻ｔ１において信号ＤＲＶを受けると、信号ＤＲＶに応じて回転数を上昇させる。これにより、冷媒路５４〜５８を循環する冷却水の流量Ｑは、図中の実線ｋ１０で示すように、時刻ｔ１以降、最大流量Ｑ＿ｍａｘに向かって次第に増加する。

ブレーキＥＣＵ１４０では、時刻ｔ１以降、ＨＡＣ制御（もしくはヒルホールド制御）が行なわれる。そして、運転者がアクセルペダルを踏込んだことに応じて、モータジェネレータＭＧ２は駆動トルクを駆動輪１０に出力し始める。しかしながら、駆動輪１０には制動トルクが依然として付与されているため、モータジェネレータＭＧ２にはロック状態が発生する。

このとき、インバータ装置７０においては、時刻ｔ２以降において、モータジェネレータＭＧ２を駆動するインバータ７０２を通過する電流が急激に増加する。そして、この電流の増加に伴なってインバータ７０２の熱損失が増加する。このため、図中の実線ｋ１２で示すように、インバータ温度Ｔｉｎｖが時刻ｔ１以降次第に上昇する。

ここで、インバータ装置７０は、上述したように、インバータ温度Ｔｉｎｖにおいて、ＩＧＢＴ素子の耐熱温度を基に予め設定された制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍを有する。すなわち、インバータ温度Ｔｉｎｖがこの制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍ以上となった場合、モータジェネレータＭＧ２の負荷率ＬＤＲの制限が開始される。

しかしながら、本実施の形態では、図中の実線ｋ１０およびｋ１２から明らかなように、インバータ温度Ｔｉｎｖが上昇するのに並行して冷却水の流量Ｑも増加する。すなわち、インバータ装置７０においては、発熱量の増加に並行して冷媒路５４〜５８への放熱量も増加するため、急な温度上昇が抑えられる。したがって、インバータ温度Ｔｉｎｖを制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍよりも低く保つことができる。その結果、負荷率ＬＤＲは、図中の実線ｋ１４で示すように、制限されることなく略一定に保持される。よって、モータジェネレータＭＧ２が駆動輪１０に車両の発進加速に必要な駆動力を発生することができるため、車両の登坂性能を確保することができる。

このような本発明の実施の形態に従うウォーターポンプ５０の駆動制御に対して、インバータ温度Ｔｉｎｖのみに基づいた駆動制御は、以下のように行なわれる。

詳細には、時刻ｔ２以降、モータジェネレータＭＧ２にロック状態が生じたことによって、モータジェネレータＭＧ２を駆動するインバータ７０２の通過電流が急激に増加すると、インバータ７０２における熱損失が増加し、インバータ温度Ｔｉｎｖは、図中の破線ｋ１３で示すように急速に上昇する。

このとき、ＨＶＥＣＵ１１０では、駆動制御部４３０が、上昇するインバータ温度Ｔｉｎｖに基づいて冷媒路５４〜５８を循環する冷却水の目標流量Ｑ＊を設定する。そして、その設定した目標流量Ｑ＊を循環させるための信号ＤＲＶを生成してウォーターポンプ５０へ出力する。

ウォーターポンプ５０は、時刻ｔ２において信号ＤＲＶを受けると、信号ＤＲＶに応じて回転数を上昇させる。これにより、冷媒路５４〜５８を循環する冷却水の流量Ｑは、図中の破線ｋ１１で示すように、時刻ｔ２以降において徐々に増加する。

ところが、冷却水の流量Ｑの増加は、実際にインバータ温度Ｔｉｎｖが上昇し始める時刻ｔ２から開始されるため、破線ｋ１３に示すように、インバータ温度Ｔｉｎｖが急速に上昇する場合には、冷却能力をその温度上昇に追従させることができず、インバータ温度Ｔｉｎｖが制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍ以上となる可能性がある。

負荷率制御部４２６では、インバータ温度Ｔｉｎｖが制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍ以上となったことに応じて、図中の破線ｋ１５で示すように負荷率ＬＤＲの制限を開始する。これにより、モータジェネレータＭＧ２が駆動輪１０に発生する駆動力が制限されるため、車両の登坂性能を確保するのが困難となる。

図７は、本発明の実施の形態によるウォーターポンプの駆動制御を説明するためのフローチャートである。

図７を参照して、駆動制御部４３０は、温度センサ１６からインバータ温度Ｔｉｎｖの検出値を受けると（ステップＳ０１）、インバータ温度Ｔｉｎｖが制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍ以上であるか否かを判定する（ステップＳ０２）。インバータ温度Ｔｉｎｖが制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍ以上であると判定されると、駆動制御部４３０は、冷却水の目標流量Ｑ＊を最大流量Ｑ＿ｍａｘに設定する（ステップＳ０５）。

一方、ステップＳ０２においてインバータ温度Ｔｉｎｖが制限開始温度Ｔ＿ｌｉｍよりも低いと判定されると、駆動制御部４３０は、さらに、ブレーキＥＣＵ１４０から送信されたフラグＦｈがオンに設定されているか否かを判定する（ステップＳ０３）。

駆動制御部４３０は、フラグＦｈがオンに設定されているとき、目標流量Ｑ＊を最大流量Ｑ＿ｍａｘに設定する（ステップＳ０５）。一方、フラグＦｈがオフに設定されているとき、駆動制御部４３０は、予め記憶領域に格納している目標流量設定マップ（図５参照）からインバータ温度Ｔｉｎｖに対応する流量Ｑを抽出して目標流量Ｑ＊として設定する（ステップＳ０４）。

ステップＳ０４，Ｓ０４で目標流量Ｑ＊が設定されると、駆動制御部４３０は、その設定された目標流量Ｑ＊で冷却水が循環するようにウォーターポンプ５０を駆動するための信号ＤＲＶを生成してウォーターポンプ５０へ出力する。ウォーターポンプ５０は、駆動制御部４３０からの信号ＤＲＶに応じて回転数が制御され、目標流量Ｑ＊に一致した流量の冷却水を冷媒路５４〜５８に循環させる（ステップＳ０６）。

なお、本発明の実施の形態においては、インバータ温度ＴｉｎｖおよびブレーキＥＣＵ１４０からのフラグＦｈに基づいて冷却システムのうちのウォーターポンプを駆動制御する構成について説明したが、ウォーターポンプに加えてラジエータファンを駆動制御する構成としても良い。この場合、インバータ温度ＴｉｎｖおよびフラグＦｈに基づいてラジエータファンの送風量が制御される。

さらに、この発明による冷却システムは、本発明の実施の形態に示したような冷却水を冷媒とする水冷式の冷却系に限定されず、図８に示すような空気を冷媒とする空冷式の冷却系にも適用することが可能である。なお、供給量を制御可能である限りにおいて、冷媒はこれらに限定されるものではない。

図８は、本発明の実施の形態の変更例による冷却システムが搭載された車両の構成を示す概略ブロック図である。図８のハイブリッド自動車１００Ａは、図１のハイブリッド自動車１００のうちの冷却システムを構成するウォーターポンプ５０、ラジエータ５２および冷媒路５４〜５８を、ファン５００に変更したものである。

図８を参照して、ＨＶＥＣＵ１１０Ａは、インバータ温度Ｔｉｎｖに基づいてファン５００から送出する冷却風の目標風量を設定する。そして、その設定された目標風量の冷却風がファン５００から送出されるようにファン５００を駆動するための信号ＤＲＶ１を生成してファン５００へ出力する。

また、ＨＶＥＣＵ１１０Ａは、ブレーキＥＣＵ１４０からオンに設定されたフラグＦｈを受けると、目標風量をファン５００が送出可能な最大風量に設定する。そして、その設定された目標風量の冷却風がファン５００から送出されるようにファン５００を駆動するための信号ＤＲＶ１を生成してファン５００へ出力する。

ファン５００は、ＨＶＥＣＵ１１０Ａからの信号ＤＲＶ１に応じて回転数が制御され、目標風量に一致した風量の冷却風をインバータ装置７０へ送出する。その結果、上述した実施の形態と同様に、温度上昇が見込まれるインバータ装置７０に対して応答性良く冷却能力を高めることができる。これにより、インバータ装置７０を過熱から保護できるとともに、モータジェネレータＭＧ２の駆動トルクが制限されることによる車両の登坂性能の低下を防止することができる。

この発明において、インバータ７０２は、モータジェネレータＭＧ２を駆動する「駆動回路」を構成する。

また、インバータ温度Ｔｉｎｖは、インバータ７０２（駆動回路）の「スイッチング素子の素子温度」を構成する。

さらに、上記においては、インバータ７０２（駆動回路）を含むインバータ装置７０を冷却する構成について説明したが、インバータ装置７０を、バッテリとインバータとの間に設けられて電圧変換を行なう昇圧コンバータを含めたインバータ装置として構成し、インバータ装置を冷却する構成であってもよい。

また、上記においては、インバータ装置７０に用いるスイッチング素子としてＩＧＢＴ素子を用いる場合を代表的に説明したが、その他のパワー素子、例えば、ＳｉＣパワー素子、窒化ガリウム（ＧａＮ）からなるＧａＮ系のパワー素子や、ダイヤモンド系のパワー素子であってもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、車両の駆動力源であるモータを駆動制御する駆動回路の冷却システムに適用することができる。

この発明の実施の形態による冷却システムが搭載された車両の構成を示す概略ブロック図である。 図１に示されるハイブリッド自動車における電気システムの主要部の構成を示す電気回路図である。 図１および図２におけるＨＶＥＣＵの機能ブロック図である。 負荷率ＬＤＲとインバータ温度Ｔｉｎｖとの関係図である。 インバータ温度Ｔｉｎｖと目標流量Ｑ＊との関係図である。 本発明の実施の形態によるウォーターポンプの駆動制御を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の実施の形態によるウォーターポンプの駆動制御を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態の変更例による冷却システムが搭載された車両の構成を示す概略ブロック図である。

符号の説明

１０ 駆動輪、１１ シャフト、１２ タイヤ、１３，１４ 回転速度センサ、１６ 温度センサ、２０ 動力伝達ギア、２４ 電流センサ、３０ 動力取出ギア、４０ プラネタリギア、４１ リングギア軸、４２ キャリア軸、４３ サンギア軸、５０ ウォーターポンプ、５２ ラジエータ、５４，５６，５８ 冷媒路、６０ エンジン、７０ インバータ装置、７１，７２ ３相電力線、８０ 油圧ブレーキ、９０ 車速センサ、１００，１００Ａ ハイブリッド自動車、１１０ ハイブリッドＥＣＵ、１２０ エンジンＥＣＵ、１３０ 油圧コントローラ、１４０ ブレーキＥＣＵ、１４２ アクセル開度センサ、１４４ ブレーキペダルセンサ、１４６ Ｇセンサ、１５２，１６２ Ｕ相アーム、１５４，１６４ Ｖ相アーム、１５６，１６６ Ｗ相アーム、４１０ 電流指令変換部、４１２，４１４ 減算器、４１６，４１８ ＰＩ制御部、４２０ ２相／３相変換部、４２２ ＰＷＭ生成部、４２４ ３相／２相変換部、４２６ 負荷率制御部、４３０ 駆動制御部、５００ ファン、７０１，７０２ インバータ、Ｂ バッテリ、Ｃ コンデンサ、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６ ダイオード、Ｌ１ 電源ライン、Ｌ２ 接地ライン、ＬＤＲ 負荷率、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｑ１１〜Ｑ１６，Ｑ２１〜Ｑ２６ ＩＧＢＴ素子。

Claims (9)

1. 車両の駆動輪に駆動力を発生するモータと、
   スイッチング素子のスイッチング動作により電源と前記モータとの間で電力変換を行なう駆動回路と、
   前記車両の停止状態を維持するように前記駆動輪に制動力を発生する制動装置と、
   冷媒を用いて前記駆動回路を冷却する冷却装置と、
   前記車両の状態に基づいて、前記冷却装置の冷媒の供給量を制御する冷却制御装置とを備え、
   前記冷却制御装置は、
   前記車両の状態が、前記駆動輪に制動力が作用し、かつ、前記駆動輪に前記モータが駆動力を発生する状態にあるとき、前記モータが前記駆動回路に発熱を誘引する熱負荷駆動状態となるときに要求される供給量に前記冷媒の供給量を設定する第１の供給量設定手段と、
   前記車両の状態が前記状態にないとき、前記スイッチング素子の素子温度に基づいて前記冷媒の供給量を設定する第２の供給量設定手段とを含む、冷却システム。
2. 前記第１の供給量設定手段は、前記冷媒の供給量を、前記冷却装置が出力可能な最大供給量に設定する、請求項１に記載の冷却システム。
3. 前記スイッチング素子の耐熱温度に基づいて前記モータに供給する駆動電流の制限を開始する制限開始温度を決定し、前記スイッチング素子の素子温度が前記決定した制限開始温度よりも低いとき、出力を制限せずに前記駆動回路を制御する制御装置をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の冷却システム。
4. 前記第２の供給量決定手段は、前記スイッチング素子の素子温度が前記制限開始温度以上のとき、前記冷媒の供給量を、前記冷却装置が出力可能な最大供給量に設定する、請求項３に記載の冷却システム。
5. 前記冷却制御装置は、前記車両の状態に基づいて前記第１および第２の供給量設定手段のいずれかを選択する選択手段をさらに含み、
   前記選択手段は、前記車両の停止状態を維持するためのヒルホールド制御が実行されたことに応じて、前記第１の供給量設定手段を選択する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の冷却システム。
6. 前記冷却制御装置は、前記車両の状態に基づいて前記第１および第２の供給量決定手段のいずれかを選択する選択手段をさらに含み、
   前記選択手段は、前記車両の登坂発進時に車両停止状態を維持するためのヒルスタートアシスト制御が実行されたことに応じて、前記第１の供給量設定手段を選択する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の冷却システム。
7. 前記冷却装置は、
   前記冷媒を通流する冷媒路と、
   前記冷媒路に配設され、前記冷媒を冷却するラジエータと、
   前記冷媒路に前記冷媒を循環させるポンプとを含み、
   前記冷却制御装置は、設定された前記冷却媒体の供給量に応じて前記ポンプの回転駆動力を制御する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の冷却システム。
8. 前記冷却装置は、
   前記冷媒を通流する冷媒路と、
   前記冷媒路において、前記駆動回路の上流側に位置し、前記冷媒を前記駆動回路に供給するファンとを含み、
   前記冷却制御装置は、設定された前記冷媒の供給量に応じて前記ファンの回転駆動力を制御する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の冷却システム。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の冷却システムを備える車両。

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