JP2014076781A

JP2014076781A - 車載用電力制御装置の冷却システム及びその異常診断方法

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Publication number: JP2014076781A
Application number: JP2012226846A
Authority: JP
Inventors: Manabu Masuda; 学増田; Takayuki Suruga; 貴之駿河; Shin Mizorogi; 伸溝呂木
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2014-05-01
Anticipated expiration: 2032-10-12
Also published as: US10393125B2; CN104703838B; CN104703838A; EP2907688B1; US20150267708A1; WO2014058021A1; EP2907688A1; JP6113455B2; EP2907688A4

Abstract

【課題】誤診断を抑制することができる車載用電力制御装置の冷却システム及びその異常診断方法を提供する。
【解決手段】自動車の電力制御装置を冷却する冷却装置であって、冷媒を送り出す回転体、及び回転体を制御する駆動源を有する冷却装置と、冷却装置を制御する電子制御装置とを備え、電子制御装置は、駆動源の指示回転数に対して実回転数が乖離するときの許容幅を示す診断マップＭ１を、指示回転数と該駆動源に印加される電圧値とに応じて変化させて格納しており、診断マップＭ１に基づき、駆動源に印加された電圧値及び指示回転数から、実回転数の許容幅を求め、駆動源の実回転数が、求めた許容幅に含まれる場合に冷却装置が正常状態であると判断し、実回転数が許容幅に含まれない場合に冷却装置が異常状態であると判断する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される電力制御装置の冷却システム及びその異常診断方法に関する。

ハイブリッド自動車等には、電池モジュール、インバータを備えた電力制御装置が搭載されている。該装置のインバータは、一般的に、出力を高めるために大電力用の半導体素子を備えているため、電力損失による発熱量が大きい。このため、電力制御装置には、独立した冷却システムが併設されている。

電力制御装置の冷却システムの一つとして、水冷式及び空冷式の両方を採用したシステムがある。インバータは、水冷式の冷却装置によって冷却される。この水冷式冷却装置は、液状の冷媒が循環する循環路、冷媒を循環させる電動式ポンプ、及び冷媒を冷却するラジエータを備える。さらに、ラジエータは、放熱を促す電動式ファンをその側面に備えている。また、複数のセルからなる電池モジュールは、空冷式の冷却装置によって冷却される。この冷却装置は、セル間に空気を流す電動式ファンを備える。

このような冷却システムに異常が発生すると、インバータや電池モジュールを適正な温度範囲に保持することが困難となる。例えばインバータでは、電動式ポンプ、電動式ファンに異常が発生した場合には、冷媒温度が上限を超え、半導体素子に悪影響を及ぼす可能性がある。また、電池モジュールにおいては、電動式ファンに異常が発生すると、温度上昇により、電池特性が大きく変化してしまう可能性がある。従って、電力制御装置を正常に機能させるためには、冷却システムの異常を早期に発見しなければならない。

電動式ファン等に対して回転数を検出して異常判断を行う方法は既に知られている。例えば特許文献１に記載された異常検出装置では、ファンの回転数を検出する検出器と、回転パルスを計測するカウンタと、ファンの基準回転数を設定する回転数設定器とを備えている。また異常検出装置は、基準回転数とカウンタの計数結果を比較するコンパレータを備える。そして、このコンパレータは、基準回転数と計数結果との差の大きさに応じて正常か異常かを判断する。

特開平５−９５６５０号公報

しかし、例えばハイブリッド自動車では、エンジンのみを搭載した自動車に比べ、アイドリング状態からの発進時等に、冷却システムのファンやポンプ等に対する入力電圧が大きく変動する。このため、ファンやポンプが正常であるにも関わらず、指示回転数と実回転数の乖離量が増大することがある。従って、上述した異常検出装置を車載用電力制御装置に搭載すると、ファンやポンプが正常であるにも関わらず、異常が発生したと誤って判断してしまう可能性がある。このように、ハイブリッド自動車や電気自動車では、エンジンのみを搭載する車両に比べ、冷却システムのファンやポンプ等の異常を検出することが困難であった。尚、こうした課題は、上述した構成の冷却システムに限らず、車載用電力制御装置の冷却システムにおいては概ね共通したものである。

本発明は、上記実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、誤診断を抑制することができる車載用電力制御装置の冷却システム及びその異常診断方法を提供することにある。

上記課題を解決する車載用電力制御装置の冷却システムは、自動車の電力制御装置を冷却する冷却装置であって、冷媒を送り出す回転体、及び前記回転体を制御する駆動源を有する冷却装置と、前記冷却装置を制御する電子制御装置とを備え、前記電子制御装置は、前記駆動源の指示回転数に対して実回転数が乖離するときの許容幅を示す診断基準情報を、前記指示回転数と該駆動源に印加される電圧値とに応じて変化させて格納しており、前記診断基準情報に基づき、前記駆動源に印加された電圧値及び指示回転数から、前記実回転数の許容幅を求め、前記駆動源の実回転数が、求めた前記許容幅に含まれる場合に前記冷却装置が正常状態であると判断し、前記実回転数が前記許容幅に含まれない場合に前記冷却装置が異常状態であると判断する。

この態様によれば、車載用電力制御装置の冷却システムでは、冷却装置の異常診断を行う際に、駆動源の指示回転数及び電圧値に対応させた診断基準情報と、実際の指示回転数及び駆動源に印加された電圧値に応じて、実回転数の許容幅を求める。従って、アイドリング状態からの発進時等、駆動源に対する入力電圧が大きく変動しても、その電圧値に応じて実回転数の許容幅が変更されるため、回転体や駆動源が正常であるにも関わらず、それらに異常が発生したと診断してしまうような誤診断を抑制することができる。

上記車載用電力制御装置の冷却システムについて、前記電力制御装置は、回転電機の交流側に接続されるインバータと、前記インバータの直流側に接続される電池とを備え、前記冷却装置は、前記電池内に空気を流して冷却する電動式ファンを備え、前記電子制御装置は、前記電池の内部温度に応じて前記電動式ファンに指示回転数を出力するとともに、前記電動式ファンの指示回転数に対して実回転数が乖離するときの許容幅を示す診断基準情報を、前記指示回転数と前記電動式ファンに印加される電圧値に応じて変化させて予め格納しており、前記診断基準情報に基づき、前記電動式ファンに印加された電圧値及びその指示回転数から、前記実回転数の許容幅を求め、前記電動式ファンの実回転数が、求めた前記許容幅に含まれる場合に前記電動式ファンが正常状態であると判断し、前記実回転数が前記許容幅に含まれない場合に前記電動式ファンが異常状態であると判断することが好ましい。

この態様によれば、電動式ファンの異常診断を行う際に、駆動電圧に印加される電圧値に応じて、指示回転数に対する実回転数の許容幅を求める。従って、アイドリング状態からの発進時等、電動式ファンの駆動源に対する入力電圧が大きく変動しても、その電圧値に応じて実回転数の許容幅が変更されるため、電動式ファンが正常であるにも関わらず、それらに異常が発生したと診断してしまうような誤診断を抑制することができる。

上記車載用電力制御装置の冷却システムについて、前記電力制御装置は、回転電機の交流側に接続されるインバータと、前記インバータの直流側に接続される電池とを備え、前記冷却装置は、少なくとも前記インバータを冷却する冷媒が循環する冷媒循環流路と、前記冷媒を冷却するラジエータとをさらに備え、前記回転体は、前記冷媒を送り出す電動式ポンプであって、前記電子制御装置は、前記冷媒の温度に応じて前記電動式ポンプに指示回転数を出力するとともに、該指示回転数に対して前記電動式ポンプの駆動源の実回転数が乖離するときの該実回転数の正常範囲を、前記駆動源に印加される電圧値に対応させて予め格納しており、前記駆動源の前記電圧値及び前記指示回転数に基づき、前記実回転数との差の正常範囲を求め、前記駆動源の実回転数を入力し、該実回転数が正常範囲に含まれる場合に前記電動式ポンプが正常状態であると判断し、前記実回転数が正常範囲外である場合に前記電動式ポンプが異常状態であると判断することが好ましい。

この態様によれば、電動式ポンプの異常診断を行う際に、駆動電圧に印加される電圧値に応じて、指示回転数に対する実回転数の許容幅を求める。従って、アイドリング状態からの発進時等、電動式ポンプの駆動源に対する入力電圧が大きく変動しても、その電圧値に応じて実回転数の許容幅が変更されるため、電動式ポンプが正常であるにも関わらず、それらに異常が発生したと診断してしまうような誤診断を抑制することができる。

上記車載用電力制御装置の冷却システムについて、前記電力制御装置は、回転電機の交流側に接続されるインバータと、前記インバータの直流側に接続される電池とを備え、前記冷却装置は、少なくとも前記インバータを冷却する冷媒が循環する冷媒循環路と、前記冷媒を冷却するラジエータをさらに備え、前記回転体は、空気を送り出すことによって前記ラジエータを空冷する電動式ファンであって、前記電子制御装置は、前記冷媒の温度に応じて前記電動式ファンに指示回転数を出力するとともに、該指示回転数に対して前記電動式ファンの駆動源の実回転数が乖離するときの該実回転数の正常範囲を、前記駆動源に印加される電圧値に対応させて予め格納しており、前記駆動源の前記電圧値及び前記指示回転数に基づき、前記実回転数との差の正常範囲を求め、前記駆動源の実回転数を入力し、該実回転数が正常範囲に含まれる場合に前記電動式ファンが正常状態であると判断し、前記実回転数が正常範囲外である場合に前記電動式ファンが異常状態であると判断することが好ましい。

上記課題を解決する異常診断方法の態様の一つは、自動車の電力制御装置を冷却する冷却装置であって、冷媒を送り出す回転体、及び前記回転体を制御する駆動源を有する冷却装置の異常診断方法であって、前記冷却装置を制御する電子制御装置が、前記駆動源の指示回転数に対して実回転数が乖離するときの許容幅を示す診断基準情報を、前記指示回転数と該駆動源に印加される電圧値とに応じて変化させて格納しており、前記診断基準情報に基づき、前記駆動源に印加された電圧値及び指示回転数から、前記実回転数の許容幅を求め、前記駆動源の実回転数が、求めた前記許容幅に含まれる場合に前記冷却装置が正常状態であると判断し、前記実回転数が前記許容幅に含まれない場合に前記冷却装置が異常状態であると判断する。

この態様によれば、冷却装置の異常診断を行う際に、駆動源の指示回転数及び電圧値に対応させた診断基準情報と、実際の指示回転数及び駆動源に印加された電圧値に応じて、実回転数の許容幅を求める。従って、アイドリング状態からの発進時等、駆動源に対する入力電圧が大きく変動しても、その電圧値に応じて実回転数の許容幅が変更されるため、回転体や駆動源が正常であるにも関わらず、それらに異常が発生したと診断してしまうような誤診断を抑制することができる。

本発明における車載用冷却システムが搭載されるハイブリッド自動車の一例を示すブロック図。本発明における車載用冷却システムを具体化した一実施形態のパワーコントロールユニットの構成を示すブロック図。同冷却システムの機能ブロック図。同異常診断方法に用いられるマップの概念図。同異常診断方法に用いられる別のマップの概念図。本発明における異常診断方法を具体化した一実施形態の診断フロー。

以下、車載用電力制御装置の冷却システム及びその異常診断方法の一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
本実施形態の冷却システムは、ハイブリッド自動車に搭載される。図１に示すように、ハイブリッド自動車のエンジン１は、電動発電機２と図示しない歯車機構を介して連結されている。電動発電機２は、３相ケーブル５を介して、電力制御装置（Power Control Unit:ＰＣＵ）１０に接続されている。また、電動発電機２は、クラッチ６を介して変速機７に連結されている。変速機７の出力軸は、車両のプロペラシャフト８に連結されている。

ＰＣＵ１０は、ハイブリッド自動車用のインバータ部１１、複数のセルからなる電池モジュール１２及び電子制御装置としてのＥＣＵ１５を備えている。インバータ部１１は、電動発電機２に３相ケーブル５を介して接続されている。電池モジュール１２は、インバータ部１１を介して電動発電機２と電気的に接続されている。この電池モジュール１２は、二次電池又は大容量キャパシタから構成される。

インバータ部１１は、電力用半導体素子、及びその素子を挟持する冷却板を備えている。インバータ部１１は、図示しない昇圧コンバータにより電池モジュール１２の直流電流を昇圧した後、三相交流に変換して、電動発電機２に供給する。また、インバータ部１１は、電動発電機２が発生する三相交流を直流に変換して電池モジュール１２に供給し、電池モジュール１２を充電する。このインバータ部１１は、ＰＣＵ１０を構成するＥＣＵ１５によって制御される。

例えば車両の発進時、低負荷走行時等には、電池モジュール１２からインバータ部１１に直流電流が供給され、インバータ部１１は三相交流に変換して電動発電機２に供給する。電動発電機２は、モータとして駆動し、クラッチ６及び変速機７を介して、プロペラシャフト８に回転力を伝達する。このときインバータ部１１及び電池モジュール１２が駆動されることにより、その電気エネルギーの一部が熱として放出される。

また、高負荷走行時等には、エンジン１と電動発電機２とが駆動するパラレル走行モードが選択される。さらに、電池モジュール１２の残存容量が少なくなった場合等には、回生モードが選択される。これらの場合も、インバータ部１１及び電池モジュール１２が駆動されることにより、その電気エネルギーの一部が熱として放出される。

次に、ＰＣＵ１０の構成について説明する。図２に示すように、ＰＣＵ１０は、筐体１６を備え、この筐体１６は、区画板１７により上段と下段とに区画されている。上段には、電池モジュール１２と、電池モジュール１２を主に冷却する電動式ファンとしての電動式ファン１３とが配設されている。下段には、インバータ部１１と、ＥＣＵ１５と、それらを冷却する水冷システムとが配設されている。このＰＣＵ１０は、例えばトラックであれば、車両のフレームに取り付けられる。

先ず冷却装置としての電動式ファン１３について説明する。電動式ファン１３の構成は、例えば回転体としての羽根部と、旋回流を生成して空気の流れを一定の方向に整流するハウジングと羽根部を回転する駆動モータ１３Ｍとを備えている。駆動モータ１３Ｍは車両の一般電源から電力を供給される。

また、筐体１６のうち、下段の空間を囲む壁部には、筐体１６内に空気を取り込む空気導入口１８が形成されている。上段の空間を囲む壁部には、筐体１６内の空気を取り込む空気導入口１９が形成されている。

電動式ファン１３が駆動されると、電池モジュール１２と区画板１７との隙間に取り込まれた空気が流れ込み、その隙間から、電池モジュール１２を構成する複数のセルＣの間に流入し、セルＣの側面に接触することによってセルＣを冷却する。そして、セルＣの間を通過した空気は、空気排出口２６を介して外部に送り出される。

一方、下段の水冷システムは、液状の冷媒が循環する循環路２１と、循環路２１の途中に設けられたラジエータ２２、及び冷却装置としてのウォーターポンプ２３とを備えている。ウォーターポンプ２３は、例えば回転体としての羽根車と、羽根車を収容するハウジングと、羽根車を回転させる駆動モータ２３Ｍとを備えている。

インバータ部１１の冷却板は、内部に流路を備えており、循環路２１は、この流路に連通している。冷却板に設けられた流路を冷媒が通過することにより、半導体素子が放出した熱が冷媒に吸収される。ウォーターポンプ２３が駆動すると、冷媒は、インバータ部１１、ラジエータ２２の順に流れ、循環路２１内を循環する。

また、ラジエータ２２には、冷却装置としての電動式ファン２５がその側面に設けられている。電動式ファン２５は、例えば回転体としてのプロペラ２５Ｐと、ハウジングと、プロペラを回転させる駆動モータ２５Ｍとを備えている。駆動モータ２５Ｍは、車両の一般電源から電力を供給される。

次に、冷却システムの構成及び動作について説明する。図３に示すように、電池モジュール１２には、電池監視ユニット３０が併設されている。電池監視ユニット３０は、残存容量等、電池モジュール１２の状態を監視する。また、電池モジュール１２には、内部温度を検出する電池温度センサ３１が設けられている。電池監視ユニット３０は、電池温度センサ３１の検出信号を入力し、ＥＣＵ１５に出力する。

ＥＣＵ１５は、電池温度Ｔｂを入力すると、電池モジュール１２が適正な温度範囲に保持されているか否かを判断する。電池温度Ｔｂが、冷却が必要な温度である場合、予め格納した電動式ファン用のマップに基づき、その電池温度Ｔｂに応じた指示回転数Ｒｃ−ｉを求める。そして、ＥＣＵ１５は、その指示回転数Ｒｃ−ｉを電池監視ユニット３０に出力する。電池監視ユニット３０は、その指示回転数Ｒｃ−ｉに基づき、電動式ファン１３の駆動モータ１３Ｍを回転させる。

電動式ファン１３が回転すると、電動式ファン１３からは実回転数を示す信号が出力される。電池監視ユニット３０は、その入力信号に基づいた実回転数Ｒｃ−ａをＥＣＵ１５に出力する。また、ＥＣＵ１５は、電動式ファン１３に印加される作動電圧値Ｖｃを検出する。

図４に示すように、ＥＣＵ１５は、電動式ファン１３の実回転数の許容幅を示した診断マップＭ１を格納している。この診断マップＭ１は、作動電圧値に応じた実回転数Ｒｃ−ａの許容幅を実験や計算等によって求めたものであり、指示回転数Ｒｃ−ｉに対して実回転数Ｒｃ−ａの許容幅を変化させている。例えば作動電圧値が「１０Ｖ」のときの実回転数Ｒｃ−ａの許容幅は、図４中実線で囲まれる領域Ｚ１で表される。指示回転数Ｒｃ−ｉが増大すると、指示回転数Ｒｃ−ｉに対する実回転数Ｒｃ−ａの変動も大きくなるため、診断マップＭ１では、指示回転数Ｒｃ−ｉの増大に伴い、許容される実回転数Ｒｃ−ａの幅も大きく設定されている。

また、診断マップＭ１では、指示回転数Ｒｃ−ｉ及び実回転数Ｒｃ−ａと、作動電圧値Ｖｃとを３次元的に対応させている。図４では便宜上、作動電圧値Ｖｃを一定にして許容幅を２次元的に表している。図４中破線で囲まれる領域Ｚ２は、実線で示される許容幅よりも作動電圧値Ｖｃが高い場合の実回転数Ｒｃ−ａの許容幅を示す。この領域Ｚ２における許容幅は、実線で囲まれる領域Ｚ１よりも広い。即ち、作動電圧値Ｖｃが高くなるに伴い、指示回転数Ｒｃ−ｉに対する実回転数Ｒｃ−ａの許容幅も大きくなる。

ＥＣＵ１５は、この診断マップＭ１に基づき、入力した実回転数Ｒｃ−ａが、指示回転数Ｒｃ−ｉに対する許容幅に含まれるか否かを判断し、許容幅に含まれない場合には、電動式ファン１３に異常が発生したと判断する。

図３に示すように、ウォーターポンプ２３には、ポンプ制御部２４が設けられている。ポンプ制御部２４は、ＥＣＵ１５からの指令に従って、ウォーターポンプ２３を駆動するとともに回転数を変更する。

循環路２１の途中には、水温センサ３２が設けられている。水温センサ３２は、冷媒の温度を検出し、冷媒温度Ｔｗの検出信号をＥＣＵ１５に出力する。ＥＣＵ１５は、入力した検出信号に基づき、冷媒温度Ｔｗを求める。また、ＥＣＵ１５は、冷媒温度Ｔｗとウォーターポンプ２３に要求する指示回転数Ｒｗ−ｉとを関連付けたマップを格納している。そしてＥＣＵ１５は、入力した冷媒温度Ｔｗに対応する指示回転数Ｒｗ−ｉをそのマップから読み出し、指示回転数Ｒｗ−ｉに従いポンプ制御部２４を介してウォーターポンプ２３を駆動する。

ウォーターポンプ２３が駆動すると、ウォーターポンプ２３からは実回転数を示す信号が出力される。ポンプ制御部２４は、その入力信号に基づいた実回転数Ｒｗ−ａをＥＣＵ１５に出力する。また、ＥＣＵ１５は、ウォーターポンプ２３に印加された作動電圧値Ｖｗを検出する。

また、ＥＣＵ１５は、電動式ファン１３と同様に、ウォーターポンプ２３の指示回転数Ｒｗ−ｉ及び実回転数Ｒｗ−ａと、作動電圧値Ｖｗとを３次元的に対応させた診断マップを格納している。この診断マップは、ウォーターポンプ２３の作動電圧値Ｖｗに応じた実回転数Ｒｗ−ａの許容幅を実験や計算等によって求めたものである。また、この診断マップは、上述した診断マップＭ１と同様に、指示回転数Ｒｗ−ｉの増大に伴い、許容される実回転数Ｒｗ−ａの幅も大きく設定されている。また、作動電圧値Ｖｗの増大に伴い、実回転数Ｒｗ−ａの許容幅も大きくなる。

ＥＣＵ１５は、この診断マップに基づき、入力した実回転数Ｒｗ−ａが、指示回転数Ｒｗ−ｉに対する許容幅に含まれるか否かを判断し、許容幅に含まれない場合には、ウォーターポンプ２３に異常が発生したと判断する。

また、ラジエータ２２は、電動式ファン２５とともに、電動ファン２５を制御するファン制御部３３を備えている。電動式ファン２５に対する指示回転数は本実施形態では一定の値に設定されている。このため、ファン制御部３３は、ＥＣＵ１５からの指令により、電動式ファン２５の駆動モータ２５Ｍを一定の回転数で回転させる。

ＥＣＵ１５は、水温センサ３２から入力した冷媒温度Ｔｗが上限温度Ｔｍａｘ以下であるか否かに基づき、電動式ファン２５を回転するか否かを判断する。電動式ファン２５が停止しており、冷媒温度Ｔｗが上限温度Ｔｍａｘよりも高い場合には、ＥＣＵ１５は始動信号を駆動モータ２５Ｍに出力する。電動式ファン２５が駆動しており、冷媒温度Ｔｗが低い場合には、ＥＣＵ１５は停止信号を駆動モータ２５Ｍに出力する。

電動式ファン２５が駆動すると、電動式ファン２５からは実回転数を示す信号が出力される。ファン制御部３３は、その入力信号に基づき、実回転数Ｒｒ−ａをＥＣＵ１５に出力する。またＥＣＵ１５は、電動式ファン２５の作動電圧値Ｖｒを検出する。

さらにＥＣＵ１５は、電動式ファン２５の実回転数Ｒｒ−ａと作動電圧値Ｖｒとを２次元的に対応させたマップを格納している。図５に示すように、その診断マップＭ２は、実回転数Ｒｒ−ａ及び作動電圧値Ｖｒのみが対応している点で、電動式ファン１３及びウォーターポンプ２３に対するマップと異なっている。この診断マップＭ２は、電動式ファン２５の作動電圧値Ｖｒに応じた実回転数Ｒｒ−ａの許容幅を実験や計算等によって求めたものであって、作動電圧値Ｖｒの増大に伴い、許容される実回転数Ｒｒ−ａの幅も大きく設定されている。

ＥＣＵ１５は、この診断マップＭ２及び作動電圧値Ｖｒに基づき、入力した実回転数Ｒｒ−ａが、作動電圧値Ｖｒに対する許容幅に含まれるか否かを判断し、許容幅に含まれない場合には、電動式ファン２５に異常が発生したと判断する。

次に、ＥＣＵ１５によって実行される、電動式ファン１３に対する異常診断処理について説明する。この異常診断処理は、イグニッションスイッチからのオン信号を入力したとき、又は電動式ファンが駆動開始したとき等に開始される。図６に示すように、ＥＣＵ１５は、内蔵された記憶部から、電動式ファン１３に対する指示回転数Ｒｃ−ｉを取得する（ステップＳ１−１）。この指示回転数Ｒｃ−ｉは、電動式ファン１３に対して指示回転数Ｒｃ−ｉを出力する際に、ＥＣＵ１５の記憶部に格納される。

次に、ＥＣＵ１５は、電動式ファン１３の作動電圧値Ｖｃを入力する（ステップＳ１−２）。また、ＥＣＵ１５は、上述した電動式ファン１３に対する診断マップＭ１を読み出し、この診断マップＭ１を用いて、指示回転数Ｒｃ−ｉ及び作動電圧値Ｖｃに基づき、実回転数Ｒｃ−ａの許容幅を算出する（ステップＳ１−３）。

さらに、ＥＣＵ１５は、電動式ファン１３の実回転数Ｒｃ−ａを入力する（ステップＳ１−４）。また、ＥＣＵ１５は、算出した許容幅と、実回転数Ｒｃ−ａとを比較して、実回転数Ｒｃ−ａが許容幅内であるか否かを判断する（ステップＳ１−５）。

ＥＣＵ１５が、実回転数Ｒｃ−ａが許容幅内であると判断すると（ステップＳ１−５においてＹＥＳ）、電動式ファン１３が正常であると判定する（ステップＳ１−６）。一方、ＥＣＵ１５が、実回転数Ｒｃ−ａが許容幅外であると判断すると（ステップＳ１−５においてＮＯ）、電動式ファン１３が異常であると判定し（ステップＳ１−７）、対応する診断コード等を別のＥＣＵ等に出力する。そして、異常診断を終了するまで、上記したステップＳ１−１〜ステップＳ１−７を繰り返す。

一方、ウォーターポンプ２３は、車両電源状態がオン状態のときに常時駆動される。このため、車両電源状態がオン状態になると異常診断が開始され、オフ状態とされるまで継続される。ウォーターポンプ２３に対する異常診断のフローは、ポンプ制御部２４を介して行われる。また、この異常診断のフローは、ウォーターポンプ２３の指示回転数Ｒｗ−ｉ、実回転数Ｒｗ−ａ、作動電圧値Ｖｗ及び専用の診断マップを使用する以外は、電動式ファン１３の異常診断と同様の手順であるため、説明を省略する。

また、電動式ファン２５に対する異常診断は、イグニッションスイッチからオン信号を入力したとき、又は電動式ファン２５が駆動したとき等に開始される。電動式ファン２５に対する異常診断のフローは、ファン制御部３３を介して行われる。また、この異常診断のフローは、一定の指示回転数、電動式ファン２５から取得した実回転数Ｒｒ−ａ、作動電圧値Ｖｒ及び専用の診断マップＭ２を使用する以外は、電動式ファン１３の異常診断と同様の手順であるため、説明を省略する。

このように、ＥＣＵ１５は、電動式ファン１３，２５、及びウォーターポンプ２３に対し、それらに印加される作動電圧値Ｖｃ，Ｖｗ，Ｖｒに応じてそれぞれ異常診断を行うため、ＰＣＵ１０全体に対する誤診断を抑制し、電動発電機２を用いた走行及び充電が円滑に行われるようにすることができる。

以上説明したように、上記実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られるようになる。
（１）上記実施形態によれば、ＥＣＵ１５は、指示回転数Ｒｃ−ｉに対して電動式ファン１３の駆動モータ１３Ｍの実回転数Ｒｃ−ａが乖離するときの該実回転数Ｒｃ−ａの許容幅を、駆動モータ１３Ｍに印加される作動電圧値Ｖｃに応じて変化させた診断マップＭ１を予め格納している。また、ＥＣＵ１５は、駆動モータ１３Ｍの作動電圧値Ｖｃ及び指示回転数Ｒｃ−ｉに基づき、指示回転数Ｒｃ−ｉに対する実回転数Ｒｃ−ａの許容幅を求める。そして、ＥＣＵ１５は、駆動モータ１３Ｍの実回転数Ｒｃ−ａを入力し、実回転数Ｒｃ−ａが許容幅に含まれる場合に電動式ファン１３が正常状態であると判断し、実回転数Ｒｃ−ａが許容幅外である場合に電動式ファン１３が異常状態であると判断する。従って、アイドリング状態からの発進時等、電動式ファン１３の駆動モータ１３Ｍに対する入力電圧が大きく変動しても、その電圧値に応じて実回転数Ｒｃ−ａの許容幅が変更されるため、電動式ファン１３が正常であるにも関わらず、それらに異常が発生したと診断してしまうような誤診断を抑制することができる。

（２）上記実施形態によれば、ＥＣＵ１５は、指示回転数Ｒｗ−ｉに対してウォーターポンプ２３の駆動モータ２３Ｍの実回転数Ｒｗ−ａが乖離するときの該実回転数Ｒｗ−ａの許容幅を、駆動モータ２３Ｍに印加される作動電圧値Ｖｗに応じて変化させた診断マップを予め格納している。また、ＥＣＵ１５は、駆動モータ２３Ｍの作動電圧値Ｖｗ及び指示回転数Ｒｗ−ｉに基づき、指示回転数Ｒｗ−ｉに対する実回転数Ｒｗ−ａとの許容幅を求める。そして、ＥＣＵ１５は、駆動モータ２３Ｍの実回転数Ｒｗ−ａを入力し、実回転数Ｒｗ−ａが許容幅に含まれる場合にウォーターポンプ２３が正常状態であると判断し、実回転数Ｒｗ−ａが許容幅外である場合にウォーターポンプ２３が異常状態であると判断する。従って、アイドリング状態からの発進時等、ウォーターポンプ２３の駆動モータ２３Ｍに対する入力電圧が大きく変動しても、その電圧値に応じて実回転数Ｒｗ−ａの許容幅が変更されるため、ウォーターポンプ２３が正常であるにも関わらず、それらに異常が発生したと診断してしまうような誤診断を抑制することができる。

（３）上記実施形態によれば、ＥＣＵ１５は、指示回転数Ｒｒ−ｉに対して電動式ファン２５の駆動モータ２５Ｍの実回転数Ｒｒ−ａが乖離するときの該実回転数Ｒｒ−ａの許容幅を、駆動モータ２５Ｍに印加される作動電圧値Ｖｒに応じて変化させた診断マップＭ２を予め格納している。また、ＥＣＵ１５は、駆動モータ２５Ｍの作動電圧値Ｖｒ及び指示回転数Ｒｒ−ｉに基づき、指示回転数Ｒｒ−ｉに対する実回転数Ｒｒ−ａの許容幅を求める。そして、ＥＣＵ１５は、駆動モータ２５Ｍの実回転数Ｒｒ−ａを入力し、実回転数Ｒｒ−ａが許容幅に含まれる場合に電動式ファン２５が正常状態であると判断し、実回転数Ｒｒ−ａが許容幅外である場合に電動式ファン２５が異常状態であると判断する。従って、アイドリング状態からの発進時等、電動式ファン２５の駆動モータ２５Ｍに対する入力電圧が大きく変動しても、その電圧値に応じて実回転数Ｒｒ−ａの許容幅が変更されるため、電動式ファン２５が正常であるにも関わらず、それらに異常が発生したと診断してしまうような誤診断を抑制することができる。

尚、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、電動式ファン２５に対する指示回転数を一定としたが、多段階的又は連続的に可変としてもよい。

・上記実施形態では、電動式ファン１３、ウォーターポンプ２３に対する指示回転数を可変としたが、一定としてもよい。
・電動式ファン１３、電動式ファン２５の構成は特に限定されず、プロペラファン、ブロア、クロスフローファン、斜流ファン等、適宜変更してもよい。

・ウォーターポンプ２３の構成は特に限定されない。プランジャーポンプ、ベーンポンプ等でもよい。
・上記実施形態では、電動式ファン１３，２５及びウォーターポンプ２３に対して、作動電圧値に応じた異常診断を行うようにしたが、電動式ファン１３，２５及びウォーターポンプ２３のうち少なくとも一つに対して異常診断が実行されればよい。

・上記実施形態では、車載用電力制御装置の冷却システムを、ハイブリッド自動車に搭載される冷却システムとして具体化したが、電気自動車に搭載される冷却システムとして具体化してもよい。

・ハイブリッド自動車は、パラレル方式以外の構成でもよく、シリーズ方式、動力分割方式の構成でもよく、特に限定されない。

１…エンジン、２…電動発電機、１０…電力制御装置としてのＰＣＵ、１１…インバータ、１２…電池モジュール、１５…電子制御装置としてのＥＣＵ、１３…回転体及び冷却装置としての電動式ファン、１３Ｍ，２３Ｍ，２５Ｍ…駆動源としての駆動モータ、２３…回転体及び冷却装置としてのポンプ、２２…ラジエータ、２５…冷却装置としての電動式ファン、２５Ｐ…回転体としての羽根部。

Claims

自動車の電力制御装置を冷却する冷却装置であって、冷媒を送り出す回転体、及び前記回転体を制御する駆動源を有する冷却装置と、
前記冷却装置を制御する電子制御装置とを備え、
前記電子制御装置は、
前記駆動源の指示回転数に対して実回転数が乖離するときの許容幅を示す診断基準情報を、前記指示回転数と該駆動源に印加される電圧値とに応じて変化させて格納しており、
前記診断基準情報に基づき、前記駆動源に印加された電圧値及び指示回転数から、前記実回転数の許容幅を求め、
前記駆動源の実回転数が、求めた前記許容幅に含まれる場合に前記冷却装置が正常状態であると判断し、前記実回転数が前記許容幅に含まれない場合に前記冷却装置が異常状態であると判断する車載用電力制御装置の冷却システム。
前記電力制御装置は、回転電機の交流側に接続されるインバータと、前記インバータの直流側に接続される電池とを備え、
前記冷却装置は、前記電池内に空気を流して冷却する電動式ファンを備え、
前記電子制御装置は、前記電池の内部温度に応じて前記電動式ファンに指示回転数を出力するとともに、
前記電動式ファンの指示回転数に対して実回転数が乖離するときの許容幅を示す診断基準情報を、前記指示回転数と前記電動式ファンに印加される電圧値に応じて変化させて予め格納しており、
前記診断基準情報に基づき、前記電動式ファンに印加された電圧値及びその指示回転数から、前記実回転数の許容幅を求め、
前記電動式ファンの実回転数が、求めた前記許容幅に含まれる場合に前記電動式ファンが正常状態であると判断し、前記実回転数が前記許容幅に含まれない場合に前記電動式ファンが異常状態であると判断する請求項１に記載の車載用電力制御装置の冷却システム。
前記電力制御装置は、回転電機の交流側に接続されるインバータと、前記インバータの直流側に接続される電池とを備え、
前記冷却装置は、少なくとも前記インバータを冷却する冷媒が循環する冷媒循環流路と、前記冷媒を冷却するラジエータとをさらに備え、前記回転体は、前記冷媒を送り出すポンプであって、
前記電子制御装置は、前記冷媒の温度に応じて前記ポンプに指示回転数を出力するとともに、該指示回転数に対して前記ポンプの駆動源の実回転数が乖離するときの該実回転数の正常範囲を、前記駆動源に印加される電圧値に対応させて予め格納しており、
前記駆動源の前記電圧値及び前記指示回転数に基づき、前記実回転数との差の正常範囲を求め、前記駆動源の実回転数を入力し、該実回転数が正常範囲に含まれる場合に前記ポンプが正常状態であると判断し、前記実回転数が正常範囲外である場合に前記ポンプが異常状態であると判断する請求項１に記載の車載用電力制御装置の冷却システム。
前記電力制御装置は、回転電機の交流側に接続されるインバータと、
前記インバータの直流側に接続される電池とを備え、
前記冷却装置は、少なくとも前記インバータを冷却する冷媒が循環する冷媒循環路と、前記冷媒を冷却するラジエータをさらに備え、前記回転体は、空気を送り出すことによって前記ラジエータを空冷する電動式ファンであって、
前記電子制御装置は、前記冷媒の温度に応じて前記電動式ファンに指示回転数を出力するとともに、該指示回転数に対して前記電動式ファンの駆動源の実回転数が乖離するときの該実回転数の正常範囲を、前記駆動源に印加される電圧値に対応させて予め格納しており、
前記駆動源の前記電圧値及び前記指示回転数に基づき、前記実回転数との差の正常範囲を求め、前記駆動源の実回転数を入力し、該実回転数が正常範囲に含まれる場合に前記電動式ファンが正常状態であると判断し、前記実回転数が正常範囲外である場合に前記電動式ファンが異常状態であると判断する請求項１に記載の車載用電力制御装置の冷却システム。
自動車の電力制御装置を冷却する冷却装置であって、冷媒を送り出す回転体、及び前記回転体を制御する駆動源を有する冷却装置の異常診断方法であって、
前記冷却装置を制御する電子制御装置が、
前記駆動源の指示回転数に対して実回転数が乖離するときの許容幅を示す診断基準情報を、前記指示回転数と該駆動源に印加される電圧値とに応じて変化させて格納しており、
前記診断基準情報に基づき、前記駆動源に印加された電圧値及び指示回転数から、前記実回転数の許容幅を求め、
前記駆動源の実回転数が、求めた前記許容幅に含まれる場合に前記冷却装置が正常状態であると判断し、前記実回転数が前記許容幅に含まれない場合に前記冷却装置が異常状態であると判断する異常診断方法。