JP2012044772A - Inverter cooling controller for vehicle - Google Patents

Inverter cooling controller for vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP2012044772A
JP2012044772A JP2010183504A JP2010183504A JP2012044772A JP 2012044772 A JP2012044772 A JP 2012044772A JP 2010183504 A JP2010183504 A JP 2010183504A JP 2010183504 A JP2010183504 A JP 2010183504A JP 2012044772 A JP2012044772 A JP 2012044772A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling
inverter
motor
switching frequency
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010183504A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhisa Kitagawa
泰久 北川
Eiji Masuda
英二 増田
Shingo Kawasaki
新五 川▲崎▼
Akihiro Kimura
秋広 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp, Toyota Motor Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2010183504A priority Critical patent/JP2012044772A/en
Publication of JP2012044772A publication Critical patent/JP2012044772A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow an inverter to be cooled with proper cooling performance according to a heating amount of inverter switching elements in a system provided with a cooling device for cooling the inverter.SOLUTION: A higher one of switching frequencies for first and second inverters 22 and 23 is set as a switching frequency for inverter cooling control. Further, a higher one of motor outputs for first and second AC motors 12 and 13 is set as a motor output for inverter cooling control. A target cooling water flow rate for inverter cooling control according to the switching frequency and motor output for inverter cooling control is calculated, and an electric water pump 39 is driven so that a flow rate of cooling water for a cooling device 40 may be the target cooling water flow rate. This makes it possible to properly respond to variation in the heating amount of inverter switching elements due to any change in the switching frequency and motor output, which changes a flow rate of the cooling water, so that the cooling performance of the cooling device 40 can vary.

Description

本発明は、車両の動力源となるモータを駆動するインバータと、該インバータを冷却する冷却装置とを備えた車両のインバータ冷却制御装置に関する発明である。   The present invention relates to a vehicle inverter cooling control device including an inverter that drives a motor that is a power source of the vehicle and a cooling device that cools the inverter.

近年、低燃費、低排気エミッションの社会的要請から車両の動力源として交流モータを搭載した電気自動車やハイブリッド車が注目されている。このような電気自動車やハイブリッド車においては、二次電池等からなる直流電源に接続されたインバータで直流電圧を交流電圧に変換して交流モータを駆動するようにしたものがある。   2. Description of the Related Art In recent years, electric vehicles and hybrid vehicles equipped with an AC motor as a power source for vehicles have attracted attention due to social demands for low fuel consumption and low exhaust emissions. Some of such electric vehicles and hybrid vehicles drive an AC motor by converting a DC voltage into an AC voltage using an inverter connected to a DC power source such as a secondary battery.

このような電気自動車やハイブリッド車においては、インバータの過熱(スイッチング素子の過熱)による故障を防止するために、例えば、特許文献1(特開2007−166804号公報)や特許文献2(特開2008−72818号公報)に記載されているように、インバータとラジエタとの間で冷却媒体(例えば冷却水)を循環させてインバータを冷却するようにしたものがある。   In such an electric vehicle and a hybrid vehicle, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-166804) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-2008) are disclosed in order to prevent failure due to overheating of the inverter (overheating of the switching element). As described in Japanese Patent No. -72818), a cooling medium (for example, cooling water) is circulated between the inverter and the radiator to cool the inverter.

その際、上記特許文献1では、交流モータの要求出力から生成した電流指令に基づいて冷却媒体の流量を設定するようにしている。また、上記特許文献2では、インバータの温度(スイッチング素子の素子温度)を検出する温度センサを設け、この温度センサで検出したインバータの温度に基づいて冷却媒体の流量を設定するようにしている。   At that time, in Patent Document 1, the flow rate of the cooling medium is set based on the current command generated from the required output of the AC motor. Moreover, in the said patent document 2, the temperature sensor which detects the temperature (element temperature of a switching element) of an inverter is provided, and the flow volume of a cooling medium is set based on the temperature of the inverter detected with this temperature sensor.

特開2007−166804号公報JP 2007-166804 A 特開2008−72818号公報JP 2008-72818 A

一般に、インバータは、交流モータを駆動する際のスイッチング周波数に応じてスイッチング素子の発熱量が変化する(スイッチング周波数が高くなるほどスイッチング素子の発熱量が増加する)という特性があり、スイッチング素子の発熱量はスイッチング周波数の影響を大きく受ける。   In general, an inverter has a characteristic that the amount of heat generated by the switching element changes according to the switching frequency when the AC motor is driven (the amount of heat generated by the switching element increases as the switching frequency increases). Is greatly affected by the switching frequency.

しかし、上記特許文献1や上記特許文献2のインバータ冷却制御では、インバータのスイッチング周波数の影響を全く考慮していないため、スイッチング周波数の変化によるスイッチング素子の発熱量の変化に応答良く対応することができず、スイッチング素子の発熱量に応じた適正な冷却性能でインバータを冷却することが困難であり、インバータの過剰冷却による燃費悪化を招く可能性がある。   However, in the inverter cooling control of Patent Document 1 and Patent Document 2 described above, since the influence of the switching frequency of the inverter is not considered at all, it is possible to respond to the change in the heat generation amount of the switching element due to the change of the switching frequency with good response. However, it is difficult to cool the inverter with an appropriate cooling performance corresponding to the amount of heat generated by the switching element, and there is a possibility that fuel consumption deteriorates due to excessive cooling of the inverter.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、インバータのスイッチング素子の発熱量に応じた適正な冷却性能でインバータを冷却することができ、車両性能を向上させることができる車両のインバータ冷却制御装置を提供することにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide an inverter cooling control device for a vehicle that can cool the inverter with an appropriate cooling performance in accordance with the heat generation amount of the switching element of the inverter and can improve the vehicle performance. It is to provide.

上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、車両の動力源となるモータを駆動するインバータと、該インバータを冷却する冷却装置とを備えた車両のインバータ冷却制御装置において、インバータのスイッチング周波数に応じて冷却装置の冷却性能を制御するインバータ冷却制御手段を備えた構成としたものである。   In order to solve the above-described problem, an invention according to claim 1 is directed to an inverter cooling control device for a vehicle, comprising: an inverter that drives a motor that is a power source of the vehicle; and a cooling device that cools the inverter. The inverter cooling control means for controlling the cooling performance of the cooling device according to the switching frequency is provided.

この構成では、インバータのスイッチング周波数に応じて冷却装置の冷却性能を制御することができるため、スイッチング周波数の変化によるスイッチング素子の発熱量の変化に応答良く対応して冷却装置の冷却性能を変化させることができ、スイッチング素子の発熱量に応じた適正な冷却性能でインバータを冷却することができる。これにより、インバータの過剰冷却による燃費悪化を防止することができ、車両性能を向上させることができる。   In this configuration, since the cooling performance of the cooling device can be controlled according to the switching frequency of the inverter, the cooling performance of the cooling device is changed in response to the change in the amount of heat generated by the switching element due to the change in the switching frequency. The inverter can be cooled with an appropriate cooling performance corresponding to the amount of heat generated by the switching element. Thereby, fuel consumption deterioration due to overcooling of the inverter can be prevented, and vehicle performance can be improved.

この場合、請求項2のように、インバータとラジエタとの間で冷却媒体(例えば冷却水)を循環させるポンプを備えたシステムでは、インバータのスイッチング周波数に応じて冷却媒体の流量を制御することで冷却装置の冷却性能を制御するようにしても良い。このようにすれば、スイッチング周波数の変化によるスイッチング素子の発熱量の変化に対応して、冷却媒体の流量を変化させて冷却装置の冷却性能を変化させることができる。   In this case, as in claim 2, in a system including a pump that circulates a cooling medium (for example, cooling water) between the inverter and the radiator, the flow rate of the cooling medium is controlled according to the switching frequency of the inverter. The cooling performance of the cooling device may be controlled. In this way, the cooling performance of the cooling device can be changed by changing the flow rate of the cooling medium in response to the change in the heat generation amount of the switching element due to the change in the switching frequency.

また、請求項3のように、ラジエタの冷却風を発生させるラジエターファンを備えたシステムでは、インバータのスイッチング周波数に応じて冷却風の風量を制御することで冷却装置の冷却性能を制御するようにしても良い。このようにすれば、スイッチング周波数の変化によるスイッチング素子の発熱量の変化に対応して、冷却風の風量を変化させて冷却装置の冷却性能を変化させることができる。   In a system having a radiator fan that generates radiator cooling air, the cooling performance of the cooling device is controlled by controlling the air volume of the cooling air according to the switching frequency of the inverter. May be. In this way, the cooling performance of the cooling device can be changed by changing the air volume of the cooling air in response to the change in the heat generation amount of the switching element due to the change in the switching frequency.

また、インバータは、モータの出力によってもスイッチング素子の発熱量が変化するため、請求項4のように、モータの出力とインバータのスイッチング周波数とに応じて冷却装置の冷却性能を制御するようにしても良い。このようにすれば、モータの出力の変化によるスイッチング素子の発熱量の変化と、スイッチング周波数の変化によるスイッチング素子の発熱量の変化の両方に応答良く対応して冷却装置の冷却性能を変化させることができる。   Further, since the amount of heat generated by the switching element of the inverter also changes depending on the output of the motor, the cooling performance of the cooling device is controlled according to the output of the motor and the switching frequency of the inverter as in claim 4. Also good. In this way, the cooling performance of the cooling device can be changed in response to both the change in the heat generation amount of the switching element due to the change in the output of the motor and the change in the heat generation amount of the switching element due to the change in the switching frequency. Can do.

図1は本発明の一実施例におけるハイブリッド車の駆動システムの概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a hybrid vehicle drive system in an embodiment of the present invention. 図2はインバータの冷却システムの概略構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an inverter cooling system. 図3はインバータ冷却制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart for explaining the processing flow of the inverter cooling control routine. 図4は目標冷却水流量のマップの一例を概念的に示す図である。FIG. 4 is a diagram conceptually illustrating an example of a target cooling water flow rate map.

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図1に基づいてハイブリッド車の駆動システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン11と第1の交流モータ12と第2の交流モータ13が搭載され、エンジン11と第2の交流モータ13が車輪14を駆動する動力源となる。エンジン11のクランク軸15の動力は、動力分割機構16で二系統に分割される。
Hereinafter, an embodiment embodying a mode for carrying out the present invention will be described.
First, the overall configuration of the hybrid vehicle drive system will be described with reference to FIG. An engine 11 that is an internal combustion engine, a first AC motor 12, and a second AC motor 13 are mounted, and the engine 11 and the second AC motor 13 serve as a power source for driving the wheels 14. The power of the crankshaft 15 of the engine 11 is divided into two systems by the power split mechanism 16.

この動力分割機構16は、サンギヤとピニオンギヤとリングギヤ(いずれも図示せず)等からなる遊星ギヤ機構で構成されている。ピニオンギヤには、キャリア(図示せず)を介してエンジン11のクランク軸15が連結され、サンギヤには、主に発電機として使用する第1の交流モータ12の回転軸が連結されている。また、リングギヤには、ペラ軸17(駆動軸)が連結され、このペラ軸17の動力がデファレンシャルギヤ機構32や車軸33等を介して車輪14に伝達される。第2の交流モータ13の回転軸は、減速ギヤ機構18を介してペラ軸17に連結されている。車軸33と車輪14との間には、車輪14に制動力を作用させる油圧式のブレーキ装置34が設けられている。   The power split mechanism 16 includes a planetary gear mechanism including a sun gear, a pinion gear, a ring gear (all not shown), and the like. A crankshaft 15 of the engine 11 is connected to the pinion gear via a carrier (not shown), and a rotation shaft of a first AC motor 12 mainly used as a generator is connected to the sun gear. Further, the ring gear is connected to a peller shaft 17 (drive shaft), and the power of the peller shaft 17 is transmitted to the wheels 14 via the differential gear mechanism 32, the axle 33, and the like. The rotating shaft of the second AC motor 13 is connected to the propeller shaft 17 via the reduction gear mechanism 18. Between the axle 33 and the wheel 14, a hydraulic brake device 34 that applies a braking force to the wheel 14 is provided.

第1の交流モータ12と第2の交流モータ13は、パワーコントロールユニット20を介してバッテリ21に接続されている。このパワーコントロールユニット20には、第1の交流モータ12を駆動する第1のインバータ22と、第2の交流モータ13を駆動する第2のインバータ23が設けられ、各交流モータ12,13は、それぞれインバータ22,23を介してバッテリ21と電力を授受するようになっている。エンジン11には、クランク軸15が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ24が取り付けられ、このクランク角センサ24の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。   The first AC motor 12 and the second AC motor 13 are connected to the battery 21 via the power control unit 20. The power control unit 20 is provided with a first inverter 22 that drives the first AC motor 12 and a second inverter 23 that drives the second AC motor 13. Electric power is transferred to and from the battery 21 via inverters 22 and 23, respectively. A crank angle sensor 24 that outputs a pulse signal every time the crankshaft 15 rotates a predetermined crank angle is attached to the engine 11, and the crank angle and the engine rotation speed are detected based on the output signal of the crank angle sensor 24. .

ハイブリッドECU25は、ハイブリッド車全体を総合的に制御するコンピュータであり、アクセル開度(アクセルペダルの操作量)を検出するアクセルセンサ26、シフトレバーの操作位置を検出するシフトスイッチ27、ブレーキ操作を検出するブレーキスイッチ28、車速を検出する車速センサ29等の各種のセンサやスイッチの出力信号を読み込んで車両の運転状態を検出する。このハイブリッドECU25は、エンジン11の運転を制御するエンジンECU30と、第1及び第2のインバータ22,23を制御して第1及び第2の交流モータ12,13の運転を制御するMG−ECU31との間で制御信号やデータ信号を送受信し、各ECU30,31によって車両の運転状態に応じてエンジン11と第1の交流モータ12と第2の交流モータ13の運転を制御する。   The hybrid ECU 25 is a computer that comprehensively controls the entire hybrid vehicle, and detects an accelerator sensor 26 that detects an accelerator opening (amount of operation of an accelerator pedal), a shift switch 27 that detects an operation position of a shift lever, and a brake operation. The operation signal of the vehicle is detected by reading the output signals of various sensors and switches such as the brake switch 28 for performing the operation and the vehicle speed sensor 29 for detecting the vehicle speed. The hybrid ECU 25 includes an engine ECU 30 that controls the operation of the engine 11, and an MG-ECU 31 that controls the operation of the first and second AC motors 12 and 13 by controlling the first and second inverters 22 and 23. Control signals and data signals are transmitted and received between the ECUs 30 and 31, and the operations of the engine 11, the first AC motor 12, and the second AC motor 13 are controlled by the ECUs 30 and 31 according to the driving state of the vehicle.

例えば、発進時や低負荷時(エンジン11の燃費効率が悪い領域)は、エンジン11を停止状態に維持して、バッテリ21の電力で第2の交流モータ13を駆動し、この第2の交流モータ13の動力のみで車輪14を駆動して走行するモータ走行を行う。   For example, at the time of starting or at a low load (a region where the fuel efficiency of the engine 11 is poor), the engine 11 is maintained in a stopped state, the second AC motor 13 is driven by the power of the battery 21, and the second AC The motor travels by driving the wheels 14 only with the power of the motor 13.

エンジン11を始動する場合には、バッテリ21の電力で第1の交流モータ12を駆動し、この第1の交流モータ12の動力を動力分割機構16を介してエンジン11のクランク軸15に伝達することで、クランク軸15を回転駆動してエンジン11を始動する。   When starting the engine 11, the first AC motor 12 is driven by the power of the battery 21, and the power of the first AC motor 12 is transmitted to the crankshaft 15 of the engine 11 via the power split mechanism 16. Thus, the crankshaft 15 is rotationally driven to start the engine 11.

通常走行時には、エンジン11のクランク軸15の動力を動力分割機構16によって第1の交流モータ12側とペラ軸17側の二系統に分割し、その一方の系統の出力でペラ軸17を駆動して車輪14を駆動し、他方の系統の出力で第1の交流モータ12を駆動して第1の交流モータ12で発電し、その発電電力で第2の交流モータ13を駆動して第2の交流モータ13の動力でも車輪14を駆動する。更に、急加速時には、第1の交流モータ12の発電電力の他にバッテリ21の電力も第2の交流モータ13に供給して、第2の交流モータ13の駆動分を増加させる。   During normal running, the power of the crankshaft 15 of the engine 11 is divided into two systems, the first AC motor 12 side and the peller shaft 17 side, by the power split mechanism 16, and the peller shaft 17 is driven by the output of one of the systems. The wheel 14 is driven, the first AC motor 12 is driven by the output of the other system, the first AC motor 12 generates power, the second AC motor 13 is driven by the generated power, and the second The wheels 14 are also driven by the power of the AC motor 13. Further, at the time of rapid acceleration, in addition to the power generated by the first AC motor 12, the power of the battery 21 is also supplied to the second AC motor 13 to increase the drive amount of the second AC motor 13.

減速時には、車輪14の動力で第2の交流モータ13を駆動して第2の交流モータ13を発電機として作動させることで、車両の運動エネルギを第2の交流モータ13で電力に変換してバッテリ21に回収(充電)する。   During deceleration, the second AC motor 13 is driven by the power of the wheels 14 and the second AC motor 13 is operated as a generator, so that the kinetic energy of the vehicle is converted into electric power by the second AC motor 13. The battery 21 is recovered (charged).

次に、図2に基づいてインバータ22,23の冷却システムの概略構成を説明する。
パワーコントロールユニット20には、インバータ22,23の冷却水通路(図示せず)が設けられ、このインバータ22,23の冷却水通路の出口とラジエタ35の入口とが冷却水循環パイプ36によって接続され、ラジエタ35の出口とインバータ22,23の冷却水通路の入口とが冷却水循環パイプ37によって接続されている。これにより、インバータ22,23の冷却水通路→冷却水循環パイプ36→ラジエタ35→冷却水循環パイプ37→インバータ22,23の冷却水通路の経路で冷却水(冷却媒体)が循環する冷却水循環回路38が形成されている。この冷却水循環回路38の途中(例えば冷却水循環パイプ37又は冷却水循環パイプ36)に、冷却水を循環させるための電動ウォータポンプ39が設けられている。これらのインバータ22,23の冷却水通路、ラジエタ35、冷却水循環パイプ36,37、電動ウォータポンプ39等により冷却装置40が構成されている。
Next, a schematic configuration of the cooling system of the inverters 22 and 23 will be described with reference to FIG.
The power control unit 20 is provided with cooling water passages (not shown) for the inverters 22 and 23, and an outlet of the cooling water passages of the inverters 22 and 23 and an inlet of the radiator 35 are connected by a cooling water circulation pipe 36. The outlet of the radiator 35 and the inlet of the cooling water passage of the inverters 22 and 23 are connected by a cooling water circulation pipe 37. Thus, the cooling water circulation circuit 38 in which the cooling water (cooling medium) circulates in the path of the cooling water passage of the inverters 22 and 23 → the cooling water circulation pipe 36 → the radiator 35 → the cooling water circulation pipe 37 → the cooling water passage of the inverters 22 and 23 Is formed. An electric water pump 39 for circulating the cooling water is provided in the middle of the cooling water circulation circuit 38 (for example, the cooling water circulation pipe 37 or the cooling water circulation pipe 36). A cooling device 40 is constituted by the cooling water passages of these inverters 22 and 23, the radiator 35, the cooling water circulation pipes 36 and 37, the electric water pump 39, and the like.

MG−ECU31(又はハイブリッドECU25)は、図示しないモータ制御ルーチンを実行することで、第1及び第2の交流モータ12,13のトルク制御を次のようにして実行する。   The MG-ECU 31 (or the hybrid ECU 25) executes torque control of the first and second AC motors 12 and 13 as follows by executing a motor control routine (not shown).

第1の交流モータ12のトルク指令値とモータ回転速度等に基づいて、例えば、正弦波PWM制御方式又は矩形波制御方式等で三相電圧指令信号を生成して第1のインバータ22に出力する。これにより、第1の交流モータ12の出力トルクが目標トルク(トルク指令値)となるように第1のインバータ22の各スイッチング素子(図示せず)のスイッチング動作を制御して第1の交流モータ12に印加する交流電圧を制御する。   Based on the torque command value of the first AC motor 12 and the motor rotation speed, etc., for example, a three-phase voltage command signal is generated by a sine wave PWM control method or a rectangular wave control method and is output to the first inverter 22. . Thereby, the switching operation of each switching element (not shown) of the first inverter 22 is controlled so that the output torque of the first AC motor 12 becomes the target torque (torque command value), thereby the first AC motor. The AC voltage applied to 12 is controlled.

第2の交流モータ13のトルク指令値とモータ回転速度等に基づいて、例えば、正弦波PWM制御方式又は矩形波制御方式等で三相電圧指令信号を生成して第2のインバータ23に出力する。これにより、第2の交流モータ13の出力トルクが目標トルク(トルク指令値)となるように第2のインバータ23の各スイッチング素子(図示せず)のスイッチング動作を制御して第2の交流モータ13に印加する交流電圧を制御する。   Based on the torque command value of the second AC motor 13 and the motor rotation speed, etc., for example, a three-phase voltage command signal is generated by a sine wave PWM control method or a rectangular wave control method and is output to the second inverter 23. . Thereby, the switching operation of each switching element (not shown) of the second inverter 23 is controlled so that the output torque of the second AC motor 13 becomes the target torque (torque command value), and the second AC motor. The AC voltage applied to 13 is controlled.

その際、各インバータ22,23のスイッチング周波数は、車両の運転条件(例えば、車速、トルク指令値、モータ回転速度、冷却水温、モータ制御モード、アクセル開度、車両加速度等のうちの少なくとも1つ)に応じて予め適合された値に設定される。例えば、車速が低い領域(インバータ22,23の作動音が問題となる領域)ではインバータ22,23の作動音が小さくなるようにスイッチング周波数が設定される。尚、スイッチング周波数の設定方法は、適宜変更しても良い。   At that time, the switching frequency of each inverter 22, 23 is at least one of vehicle operating conditions (for example, vehicle speed, torque command value, motor rotation speed, cooling water temperature, motor control mode, accelerator opening, vehicle acceleration, etc. ) Is set to a value adapted in advance. For example, the switching frequency is set so that the operating sound of the inverters 22 and 23 is reduced in the region where the vehicle speed is low (the region where the operating sounds of the inverters 22 and 23 are problematic). The switching frequency setting method may be changed as appropriate.

一般に、インバータ22,23は、交流モータ12,13を駆動する際のスイッチング周波数に応じてスイッチング素子の発熱量が変化する(スイッチング周波数が高くなるほどスイッチング素子の発熱量が増加する)という特性があり、スイッチング素子の発熱量はスイッチング周波数の影響を大きく受ける。   In general, the inverters 22 and 23 have a characteristic that the amount of heat generated by the switching element changes according to the switching frequency when the AC motors 12 and 13 are driven (the amount of heat generated by the switching element increases as the switching frequency increases). The amount of heat generated by the switching element is greatly affected by the switching frequency.

そこで、本実施例では、MG−ECU31(又はハイブリッドECU25)により後述する図3のインバータ冷却制御ルーチンを実行することで、インバータ22,23のスイッチング周波数に応じて冷却装置40の冷却性能を制御するようにしている。   Therefore, in this embodiment, the cooling performance of the cooling device 40 is controlled according to the switching frequency of the inverters 22 and 23 by executing the inverter cooling control routine of FIG. 3 described later by the MG-ECU 31 (or the hybrid ECU 25). I am doing so.

具体的には、第1及び第2のインバータ22,23のスイッチング周波数のうちの高い方をインバータ冷却制御用のスイッチング周波数として設定し、このインバータ冷却制御用のスイッチング周波数に応じて冷却水の流量を制御することで冷却装置40の冷却性能を制御する。これにより、スイッチング周波数の変化によるスイッチング素子の発熱量の変化に応答良く対応して、冷却水の流量を変化させて冷却装置40の冷却性能を変化させることができる。   Specifically, the higher one of the switching frequencies of the first and second inverters 22 and 23 is set as the switching frequency for inverter cooling control, and the flow rate of the cooling water according to the switching frequency for inverter cooling control. By controlling the above, the cooling performance of the cooling device 40 is controlled. Accordingly, the cooling performance of the cooling device 40 can be changed by changing the flow rate of the cooling water in response to the change in the heat generation amount of the switching element due to the change in the switching frequency.

以下、MG−ECU31(又はハイブリッドECU25)が実行する図3のインバータ冷却制御ルーチンの処理内容を説明する。   Hereinafter, the processing content of the inverter cooling control routine of FIG. 3 executed by the MG-ECU 31 (or the hybrid ECU 25) will be described.

図3に示すインバータ冷却制御ルーチンは、MG−ECU31(又はハイブリッドECU25)の電源オン中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいうインバータ冷却制御手段としての役割を果たす。   The inverter cooling control routine shown in FIG. 3 is repeatedly executed at a predetermined cycle while the MG-ECU 31 (or the hybrid ECU 25) is turned on, and serves as inverter cooling control means in the claims.

本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、モータ制御によって設定された第1及び第2のインバータ22,23のスイッチング周波数を読み込んだ後、ステップ102に進み、第1及び第2のインバータ22,23のスイッチング周波数のうちの高い方をインバータ冷却制御用のスイッチング周波数として設定する。   When this routine is started, first, in step 101, the switching frequencies of the first and second inverters 22 and 23 set by the motor control are read, and then the process proceeds to step 102 where the first and second inverters are read. The higher one of the switching frequencies 22 and 23 is set as the switching frequency for inverter cooling control.

この後、ステップ103に進み、第1及び第2の交流モータ12,13のモータ出力(=トルク指令値×モータ回転速度)を読み込んだ後、ステップ104に進み、第1及び第2の交流モータ12,13のモータ出力のうちの大きい方をインバータ冷却制御用のモータ出力として設定する。   Thereafter, the process proceeds to step 103, and after reading the motor outputs (= torque command value × motor rotational speed) of the first and second AC motors 12 and 13, the process proceeds to step 104, where the first and second AC motors are read. The larger of the motor outputs 12 and 13 is set as the motor output for inverter cooling control.

この後、ステップ105に進み、図4に示す目標冷却水流量のマップを参照して、インバータ冷却制御用のスイッチング周波数とインバータ冷却制御用のモータ出力とに応じた目標冷却水流量を算出する。   Thereafter, the process proceeds to step 105, and the target coolant flow rate corresponding to the switching frequency for inverter cooling control and the motor output for inverter cooling control is calculated with reference to the target coolant flow map shown in FIG.

一般に、インバータ22,23のスイッチング周波数が高くなるほどスイッチング素子の発熱量が増加する。また、交流モータ12,13のモータ出力が大きくなるほどスイッチング素子の発熱量が増加する。このような特性を考慮して、図4の目標冷却水流量のマップは、スイッチング周波数が高くなるほど、また、モータ出力が大きくなるほど、目標冷却水流量が多くなるように設定されている。この目標冷却水流量のマップは、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、MG−ECU31(又はハイブリッドECU25)のROMに記憶されている。   In general, the higher the switching frequency of the inverters 22, 23, the greater the amount of heat generated by the switching elements. In addition, the amount of heat generated by the switching element increases as the motor output of the AC motors 12 and 13 increases. In consideration of such characteristics, the target coolant flow map in FIG. 4 is set such that the target coolant flow increases as the switching frequency increases and the motor output increases. This target coolant flow map is created in advance based on test data, design data, and the like, and is stored in the ROM of the MG-ECU 31 (or the hybrid ECU 25).

この後、ステップ106に進み、冷却装置40の冷却水の流量が目標冷却水流量になるように電動ウォータポンプ39を駆動する。これにより、スイッチング周波数とモータ出力とに応じて冷却水の流量を制御する。   Thereafter, the process proceeds to step 106, and the electric water pump 39 is driven so that the flow rate of the cooling water of the cooling device 40 becomes the target flow rate of the cooling water. Thus, the flow rate of the cooling water is controlled according to the switching frequency and the motor output.

以上説明した本実施例では、インバータ22,23のスイッチング周波数に応じて冷却水の流量を制御することで冷却装置40の冷却性能を制御するようにしたので、スイッチング周波数の変化によるスイッチング素子の発熱量の変化に応答良く対応して、冷却水の流量を変化させて冷却装置40の冷却性能を変化させることができ、スイッチング素子の発熱量に応じた適正な冷却性能でインバータ22,23を冷却することができる。これにより、インバータ22,23の過剰冷却による燃費悪化を防止することができ、車両性能を向上させることができる。   In the present embodiment described above, since the cooling performance of the cooling device 40 is controlled by controlling the flow rate of the cooling water according to the switching frequency of the inverters 22 and 23, the heat generation of the switching element due to the change of the switching frequency. The cooling performance of the cooling device 40 can be changed by changing the flow rate of the cooling water in response to the change in the amount of cooling water, and the inverters 22 and 23 are cooled with an appropriate cooling performance according to the heat generation amount of the switching element. can do. Thereby, fuel consumption deterioration due to excessive cooling of inverters 22 and 23 can be prevented, and vehicle performance can be improved.

しかも、本実施例では、交流モータ12,13のモータ出力とインバータ22,23のスイッチング周波数とに応じて冷却装置40の冷却性能を制御するようにしたので、モータ出力の変化によるスイッチング素子の発熱量の変化と、スイッチング周波数の変化によるスイッチング素子の発熱量の変化の両方に応答良く対応して冷却装置40の冷却性能を変化させることができる。   In addition, in this embodiment, since the cooling performance of the cooling device 40 is controlled according to the motor output of the AC motors 12 and 13 and the switching frequency of the inverters 22 and 23, the heating of the switching element due to the change of the motor output. The cooling performance of the cooling device 40 can be changed in response to both the change in the amount and the change in the heat generation amount of the switching element due to the change in the switching frequency.

尚、上記実施例では、第1及び第2のインバータ22,23のスイッチング周波数のうちの高い方をインバータ冷却制御用のスイッチング周波数として設定するようにしたが、インバータ冷却制御用のスイッチング周波数の設定方法は、これに限定されず、適宜変更しても良く、例えば、第1及び第2のインバータ22,23のスイッチング周波数の平均値をインバータ冷却制御用のスイッチング周波数として設定するようにしても良い。   In the above embodiment, the higher one of the switching frequencies of the first and second inverters 22 and 23 is set as the switching frequency for inverter cooling control, but the switching frequency for inverter cooling control is set. The method is not limited to this, and may be changed as appropriate. For example, an average value of switching frequencies of the first and second inverters 22 and 23 may be set as a switching frequency for inverter cooling control. .

また、第1及び第2の交流モータ12,13のモータ出力のうちの大きい方をインバータ冷却制御用のモータ出力として設定するようにしたが、インバータ冷却制御用のモータ出力の設定方法は、これに限定されず、適宜変更しても良く、例えば、第1及び第2の交流モータ12,13のモータ出力の平均値をインバータ冷却制御用のモータ出力として設定するようにしても良い。   Further, the larger one of the motor outputs of the first and second AC motors 12 and 13 is set as the motor output for inverter cooling control. However, the method for setting the motor output for inverter cooling control is as follows. For example, the average value of the motor outputs of the first and second AC motors 12 and 13 may be set as the motor output for inverter cooling control.

また、上記実施例では、スイッチング周波数やモータ出力に応じて冷却水の流量(電動ウォータポンプ39の駆動量)を制御することで冷却装置40の冷却性能を制御するようにしたが、冷却装置40の冷却性能を制御する方法は、これに限定されず、例えば、ラジエタ35の冷却風を発生させるラジエターファンを備えたシステムの場合には、スイッチング周波数やモータ出力に応じて冷却風の風量(ラジエターファンの駆動量)を制御することで冷却装置の冷却性能を制御するようにしても良い。   In the above embodiment, the cooling performance of the cooling device 40 is controlled by controlling the flow rate of the cooling water (the driving amount of the electric water pump 39) according to the switching frequency and the motor output. The cooling performance control method is not limited to this. For example, in the case of a system including a radiator fan that generates cooling air for the radiator 35, the cooling air flow rate (radiator) according to the switching frequency and the motor output. The cooling performance of the cooling device may be controlled by controlling the fan drive amount.

更に、スイッチング周波数やモータ出力に応じて冷却水の流量(電動ウォータポンプ39の駆動量)と冷却風の風量(ラジエターファンの駆動量)の両方を制御することで冷却装置の冷却性能を制御するようにしても良い。   Further, the cooling performance of the cooling device is controlled by controlling both the flow rate of the cooling water (drive amount of the electric water pump 39) and the flow rate of cooling air (drive amount of the radiator fan) according to the switching frequency and the motor output. You may do it.

また、インバータ22,23に冷却風を送風する冷却ファンを備えた空冷式の冷却システムの場合には、スイッチング周波数やモータ出力に応じて冷却風の風量(冷却ファンの駆動量)を制御することで冷却装置の冷却性能を制御するようにしても良い。   In the case of an air-cooled cooling system including a cooling fan that blows cooling air to the inverters 22 and 23, the air volume of the cooling air (cooling fan drive amount) is controlled according to the switching frequency and the motor output. Thus, the cooling performance of the cooling device may be controlled.

また、モータ出力とスイッチング周波数の両方に応じて冷却装置の冷却性能を制御する構成に限定されず、スイッチング周波数のみに応じて冷却装置の冷却性能を制御するようにしても良い。   Moreover, it is not limited to the structure which controls the cooling performance of a cooling device according to both a motor output and a switching frequency, You may make it control the cooling performance of a cooling device only according to a switching frequency.

また、上記実施例では、インバータを2つ備えたシステムに本発明を適用したが、これに限定されず、インバータを1つ備えたシステムやインバータを3つ以上備えたシステムに本発明を適用しても良い。   In the above embodiment, the present invention is applied to a system including two inverters. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applied to a system including one inverter or a system including three or more inverters. May be.

また、上記実施例では、エンジンの動力を動力分割機構で分割するスプリットタイプのハイブリッド車に本発明を適用したが、これに限定されず、パラレルタイプやシリーズタイプ等の他の方式のハイブリッド車に本発明を適用しても良い。更に、エンジンとモータの両方を動力源とするハイブリッド車に限定されず、モータのみを動力源とする電気自動車に本発明を適用しても良い。   In the above embodiment, the present invention is applied to a split type hybrid vehicle in which the engine power is divided by the power split mechanism. However, the present invention is not limited to this, and other types of hybrid vehicles such as a parallel type and a series type are used. The present invention may be applied. Further, the present invention is not limited to a hybrid vehicle using both the engine and the motor as a power source, and the present invention may be applied to an electric vehicle using only the motor as a power source.

11…エンジン(内燃機関)、12,13…交流モータ、16…動力分割機構、21…バッテリ、22,23…インバータ、25…ハイブリッドECU、30…エンジンECU、31…MG−ECU(インバータ冷却制御手段)、35…ラジエタ、36,37…冷却水循環パイプ、38…冷却水循環回路、39…電動ウォータポンプ、40…冷却装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine (internal combustion engine) 12, 13 ... AC motor, 16 ... Power split mechanism, 21 ... Battery, 22, 23 ... Inverter, 25 ... Hybrid ECU, 30 ... Engine ECU, 31 ... MG-ECU (Inverter cooling control) Means), 35 ... Radiator, 36, 37 ... Cooling water circulation pipe, 38 ... Cooling water circulation circuit, 39 ... Electric water pump, 40 ... Cooling device

Claims (4)

車両の動力源となるモータを駆動するインバータと、該インバータを冷却する冷却装置とを備えた車両のインバータ冷却制御装置において、
前記インバータのスイッチング周波数に応じて前記冷却装置の冷却性能を制御するインバータ冷却制御手段を備えていることを特徴とする車両のインバータ冷却制御装置。
In an inverter cooling control device for a vehicle, comprising: an inverter that drives a motor that is a power source of the vehicle; and a cooling device that cools the inverter.
An inverter cooling control device for a vehicle, comprising inverter cooling control means for controlling the cooling performance of the cooling device in accordance with the switching frequency of the inverter.
前記冷却装置は、前記インバータとラジエタとの間で冷却媒体を循環させるポンプを備え、
前記インバータ冷却制御手段は、前記インバータのスイッチング周波数に応じて前記冷却媒体の流量を制御することで前記冷却装置の冷却性能を制御することを特徴とする請求項1に記載の車両のインバータ冷却制御装置。
The cooling device includes a pump that circulates a cooling medium between the inverter and the radiator,
The inverter cooling control for a vehicle according to claim 1, wherein the inverter cooling control means controls the cooling performance of the cooling device by controlling the flow rate of the cooling medium according to the switching frequency of the inverter. apparatus.
前記冷却装置は、前記インバータとラジエタとの間で冷却媒体を循環させるポンプと、前記ラジエタの冷却風を発生させるラジエターファンとを備え、
前記インバータ冷却制御手段は、前記インバータのスイッチング周波数に応じて前記冷却風の風量を制御することで前記冷却装置の冷却性能を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の車両のインバータ冷却制御装置。
The cooling device includes a pump that circulates a cooling medium between the inverter and the radiator, and a radiator fan that generates cooling air for the radiator.
3. The vehicle inverter according to claim 1, wherein the inverter cooling control unit controls the cooling performance of the cooling device by controlling an amount of the cooling air according to a switching frequency of the inverter. 4. Cooling control device.
前記インバータ冷却制御手段は、前記モータの出力と前記インバータのスイッチング周波数とに応じて前記冷却装置の冷却性能を制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の車両のインバータ冷却制御装置。   4. The inverter cooling of a vehicle according to claim 1, wherein the inverter cooling control means controls the cooling performance of the cooling device according to the output of the motor and the switching frequency of the inverter. Control device.
JP2010183504A 2010-08-18 2010-08-18 Inverter cooling controller for vehicle Pending JP2012044772A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010183504A JP2012044772A (en) 2010-08-18 2010-08-18 Inverter cooling controller for vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010183504A JP2012044772A (en) 2010-08-18 2010-08-18 Inverter cooling controller for vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012044772A true JP2012044772A (en) 2012-03-01

Family

ID=45900449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010183504A Pending JP2012044772A (en) 2010-08-18 2010-08-18 Inverter cooling controller for vehicle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012044772A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017203693A1 (en) * 2016-05-27 2017-11-30 日産自動車株式会社 Method for detecting temperature abnormality in power conversion apparatus, and device for detecting temperature abnormality in power conversion apparatus
JP2018034609A (en) * 2016-08-30 2018-03-08 トヨタ自動車株式会社 Hybrid vehicle

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0645058A (en) * 1992-07-23 1994-02-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Induction heating cooker
JP2003257608A (en) * 2001-08-29 2003-09-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Induction cooker
JP2007166804A (en) * 2005-12-14 2007-06-28 Toyota Motor Corp Motor drive and vehicle having the same
JP2008253098A (en) * 2007-03-30 2008-10-16 Toyota Motor Corp Cooling system and vehicle with the same
JP2008260442A (en) * 2007-04-13 2008-10-30 Toyota Motor Corp Vehicular cooling system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0645058A (en) * 1992-07-23 1994-02-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Induction heating cooker
JP2003257608A (en) * 2001-08-29 2003-09-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Induction cooker
JP2007166804A (en) * 2005-12-14 2007-06-28 Toyota Motor Corp Motor drive and vehicle having the same
JP2008253098A (en) * 2007-03-30 2008-10-16 Toyota Motor Corp Cooling system and vehicle with the same
JP2008260442A (en) * 2007-04-13 2008-10-30 Toyota Motor Corp Vehicular cooling system

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017203693A1 (en) * 2016-05-27 2017-11-30 日産自動車株式会社 Method for detecting temperature abnormality in power conversion apparatus, and device for detecting temperature abnormality in power conversion apparatus
JPWO2017203693A1 (en) * 2016-05-27 2018-09-27 日産自動車株式会社 Temperature abnormality detection method for power conversion device and temperature abnormality detection device for power conversion device
KR20180136564A (en) * 2016-05-27 2018-12-24 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 Temperature abnormality detection method of power conversion apparatus and temperature abnormality detection apparatus of power conversion apparatus
CN109275350A (en) * 2016-05-27 2019-01-25 日产自动车株式会社 The temperature abnormality detection method of power-converting device and the temperature anomaly detection device of power-converting device
KR101973926B1 (en) 2016-05-27 2019-04-29 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 Temperature abnormality detection method of power conversion apparatus and temperature abnormality detection apparatus of power conversion apparatus
US10739207B2 (en) 2016-05-27 2020-08-11 Nissan Motor Co., Ltd. Temperature abnormality detection method for power conversion apparatus, and temperature abnormality detection device for power conversion apparatus
CN109275350B (en) * 2016-05-27 2020-12-15 日产自动车株式会社 Method for detecting temperature abnormality of power conversion device and device for detecting temperature abnormality of power conversion device
JP2018034609A (en) * 2016-08-30 2018-03-08 トヨタ自動車株式会社 Hybrid vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10516363B2 (en) Apparatus for controlling motor
JP5188783B2 (en) Vehicle drive system
JP5077162B2 (en) DRIVE DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND VEHICLE
JP4920337B2 (en) Radiator fan control device for hybrid vehicle
WO2010013534A1 (en) Rotating electric device control system and vehicle drive system using the rotating electric device control system
JP6089887B2 (en) Control device for hybrid vehicle
JP2005333690A (en) Controller of hybrid vehicle
JP4438772B2 (en) Control device for hybrid vehicle
JP5494159B2 (en) Warm-up control device for vehicle drive system
JPWO2018047224A1 (en) Control method and control apparatus for hybrid vehicle
JP5824846B2 (en) Drive control apparatus for hybrid vehicle
JP5382232B2 (en) Engine control apparatus and control method
JP5206131B2 (en) Cooling system
JP2007330089A (en) Power supply apparatus, control method thereof and vehicle equipped therewith
JPWO2014178112A1 (en) Cooling water control device
JPH1127806A (en) Controller for hybrid vehicle
JP6705341B2 (en) Hybrid car
JP2012044772A (en) Inverter cooling controller for vehicle
JP2010268639A (en) Vehicle controller
JP2009079549A (en) Cooling control device for recirculation gas recirculated from exhaust pipe to intake pipe of internal combustion engine, its control method, program realizing the method, and recording medium recorded with the program
JP5796384B2 (en) Control device for hybrid vehicle
JP3412526B2 (en) Motor control device and control method
JP5790689B2 (en) Electric pump control device
JP2012075228A (en) Apparatus for diagnosing cooling system
JP5834452B2 (en) Cooling system abnormality judgment device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130109

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131009

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131011

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131206

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140110

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140509