JP2014155410A - 電動車両の冷却制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】走行用の駆動力を出力する電動機5を含む走行装置2と、走行装置を冷却するための冷却水を収め、走行装置に接続される冷却装置3と、冷却装置に流れる冷却水の循環速度を変更する制御装置4とを備えた電動車両の冷却制御装置であって、制御装置は、走行装置の温度に応じて前記冷却水の循環速度を変更する冷却制御部18と、乗員が行う所定の操作を検出する操作検出部と、所定の操作が検出されたとき、冷却制御部が設定する循環速度より速い循環速度に冷却水を制御する気泡除去制御部20とを備える。
【選択図】図1
Description
電動車両は、これらの高電圧機器を含む走行装置の冷却、または加温のために、走行装置を冷却するための冷却水を収めて走行装置に接続される冷却装置と、冷却装置に流れる冷却水の循環速度を変更する制御装置とを備えた冷却制御装置を用意し、高電圧機器を含む走行装置に冷却水通路にて冷却水を循環させて過熱防止、低温下での性能低下を防いでいる。
上記のような冷却装置においては、冷却水の交換や使用による変質などの原因により冷却水通路中に気泡が発生することがある。また、気泡は、冷却水と比較して熱の吸収が悪く、電動機の冷却性能を低下させてしまうため、電動ウォータポンプで冷却水を定期的に循環させ、デガスタンクに気泡を放出させる必要がある。
しかも、気泡放出のために電動ウォータポンプを駆動する手法には、特殊な工具やサービスツールを用意し、複雑な操作や長時間の作業を要求される。さらに、冷却水通路は、一般的に屈曲させながら設けられるため、単に電動ウォータポンプを駆動して冷却水を循環させても、気泡が通路内に残留する虞があった。
このため、電動車両を使用する乗員は、車両メーカーなどに気泡の除去を依頼しなければならず、利便性が悪いという問題があった。
なお、当然ながら気泡除去制御による冷却水の循環速度は、冷却装置の電動ウォータポンプを最大出力で駆動させたとき、最も効率良く気泡を除去することができる。
前記走行装置2は、走行用の駆動力を出力する電動機5を含み、発電機6、電動機制御用のインバータ7、アクセサリーコンセントAC100V出力用のDCACインバータ8、DC12V供給用のDCDCコンバータ9、高電圧バッテリ10、高電圧バッテリ10用の充電器11などの、高電圧機器が含まれる。
前記冷却装置3は、放熱用のラジエータ12、冷却水を循環させる電動ウォータポンプ13、エアを排出するデガスタンク14、冷却水を還流させる冷却水通路15で構成される。冷却水通路15(走行装置2内部を流通する通路を合む)は、電動ウォータポンプ13の駆動による水流で、その経路内のエアが全てデガスタンク14まで送出される構造となっている。電動ウォータポンプ13は、冷却水通路15内のエアをデガスタンク14まで排出できる圧送(揚水)能力を持っている。
デガスタンク14は、冷却水の注入口16を有し、冷却水通路15内のエアを注入口16から大気に排出できる構造となっている。このデガスタンク14は、冷却水通路15内の余剰水、冷却水の熱膨張、経年による水量増減を吸収する、リザーブタンクの機能も備えている。
前記冷却装置3は、走行装置2を冷却するための冷却水を収め、冷却水通路15で走行装置2の電動機5、発電機6、インバータ7、DCACインバータ8、DCDCコンバータ9、高電圧バッテリ10、充電器11に接続される。冷却装置3は、電動ウォータポンプ13で冷却水を循環させて受熱し、ラジエータ12で冷却水を冷却して放熱することで、走行装置2を構成する電動機5などの過熱防止、低温下での性能低下を防いでいる。電動ウォータポンプ13は、前記制御装置4に接続されている。
冷却制御部18は、電動ウォータポンプ13の駆動を制御することで、冷却水の循環速度V1を変更する。気泡除去制御部20は、電動ウォータポンプ13の駆動を制御することで、循環速度V1より速い循環速度V2に変更する。
前記操作検出部19は、少なくとも電動車両のフードの開閉状態を物理的に検出するフードスイッチからなる。前記制御装置4は、乗員がフードを開く操作を行って操作検出部19によりフードが開状態であることを検出したとき、前記気泡除去制御部20に気泡除去制御の実行許可を出力する。
なお、制御装置4には、バッテリ状態検出装置21、インバータ制御装置22、バッテリ充電器制御装置23、DCDCコンバータ制御装置24、DCACインバータ制御装置25、内燃機関制御装置26が接続されている。制御装置4は、これら各制御装置21〜26と通信により情報を交換し、各種の制御を行う。
電動車両の冷却制御装置1は、冷却制御部18により冷却制御を実行して電動機5を含む走行装置2を冷却し、気泡除去制御部20により気泡除去制御を実行して気泡を除去する。
電動車両の冷却制御装置1は、図2に示すように、制御のプログラムがスタートすると(100)、電源がONされて電力を供給されているかを判断する(101)。
この判断(101)がYESの場合は、バッテリ状態検出装置21と通信し、高電圧バッテリ10の充電量が電動機5による走行が可能な量(電動車両が走行可能状態)であるかを判断する(102)。
この判断(102)がNO(電動車両が走行不可能状態)の場合は、判断(101)にリターンする(105)。この判断(102)がYES(電動車両が走行可能状態)の場合は、操作検出部19によりフードが開状態であることを検出したかを判断する(103)。
この判断(103)がYESの場合は、気泡除去制御を実行し(104)、判断(101)にリターンする(105)。
一方、前記判断(101)がNOの場合は、内燃機関制御装置26と通信し、内燃機関制御装置26が内燃機関で発電機6を駆動して高電圧バッテリ10を充電中であるかを判断する(106)。
この判断(106)がNOの場合は、判断(101)にリターンする(105)。この判断(106)がYESの場合は、操作検出部19によりフードが開状態であることを検出したかを判断する(103)。
この判断(103)がYESの場合は、前記のように気泡除去制御を実行し(104)、判断(101)にリターンする(105)。この判断(103)がNOの場合は、冷却制御を実行し(107)、判断(101)にリターンする(105)。
前記冷却制御においては、電動機5やインバータ7などの走行装置2を流れる冷却水温度に応じて電動ウォータポンプ13の回転数を決定して駆動し、冷却水の循環速度V1を変更する。前記気泡除去制御においては、電動ウォータポンプ13を冷却制御よりも高い回転数で駆動し、冷却制御部18が設定する循環速度V1より速い循環速度V2(V1<V2)に冷却水を制御する。
なお、冷却制御部18は、上記に加えて、車速に応じ、ラジエータ冷却用電動ファンも駆動させる。冷却制御部18は、冷却水が入っていない状態(空転)を検知すると、電動ウォータポンプ13の軸受けの過熱を防止するために間欠運転を行う制御を実行する。
また、電動車両の冷却制御装置1は、電動車両が走行可能状態(高電圧バッテリ10の充電量が電動機5による走行が可能な量)、または、高電圧バッテリ10が充電状態(充電中)であり、かつ、操作検出部19によりフードが開状態であることを検出した場合に、気泡除去制御部20による気泡除去制御に移行し、気泡除去制御部20に気泡除去制御の実行許可を出力し、電動ウォータポンプ13を駆動させる。このとき、気泡除去制御部20は、電動ウォータポンプ13を冷却制御よりも高い回転数で駆動し、冷却制御部18が設定する循環速度V1より速い循環速度V2(V1<V2)に冷却水を制御する。
気泡除去制御を実行する条件を判定する際に、電動車両の状態とフードの開状態との順序は問わない。気泡除去制御部20は、気泡除去制御の実行中に、水温、冷却対象の走行装置2からの冷却信号、に関係なく、電動ウォータポンプ13を全開駆動させる。これにより、気泡除去制御部20は、冷却制御部18が設定する循環速度V1より速い循環速度V2(V1<V2)に冷却水を制御する。
気泡除去制御部20は、操作検出部19によりフードが閉状態であることを検出した場合、イグニッションキーがオフ操作された場合、高電圧バッテリ10の充電が停止した場合に、冷却制御部18による冷却制御に戻る。なお、気泡除去制御部20は、冷却水が入っていない状態(空転)を検知すると、冷却制御部18による冷却制御と同様に、電動ウォータポンプ13の軸受けの過熱を防止するために間欠運転を行う制御を実行する。
また、乗員が所定の操作を行うと、気泡除去制御部20は、冷却水の循環を開始する。このとき、気泡除去制御部20は、冷却制御時の循環速度V1より速い循環速度V2で冷却水を循環させるため、屈曲した冷却水通路15であっても確実に気泡を除去することができる。
なお、当然ながら気泡除去制御による冷却水の循環速度V2は、電動ウォータポンプ13を最大出力で駆動させたとき、最も効率良く気泡を除去することができる。
乗員が行う所定の操作を検出する操作検出部19は、乗員が行う操作による少なくとも電動車両のフードの開閉状態を検出する。制御装置4は、乗員が行った操作で操作検出部19によりフードが開状態であることを検出したとき、気泡除去制御部18に気泡除去制御の実行許可を出力する。
これにより、乗員がフードを開いたときには、冷却制御装置1により気泡除去制御が実行されるため、電動車両の点検時に自動的に気泡除去制御を実行させることができる。
2 走行装置
3 冷却装置
4 制御装置
5 電動機
6 発電機
7 インバータ
8 DCACインバータ
9 DCDCコンバータ
10 高電圧バッテリ
11 充電器
12 ラジエータ
13 電動ウォータポンプ
14 デガスタンク
15 冷却水通路
16 注入口
17 水温検出手段
18 冷却制御部
19 操作検出部
20 気泡除去制御部
21 バッテリ状態検出装置
22 インバータ制御装置
23 バッテリ充電器制御装置
24 DCDCコンバータ制御装置
25 DCACインバータ制御装置
26 内燃機関制御装置
Claims (2)
- 走行用の駆動力を出力する電動機を含む走行装置と、前記走行装置を冷却するための冷却水を収め、前記走行装置に接続される冷却装置と、前記冷却装置に流れる冷却水の循環速度を変更する制御装置とを備えた電動車両の冷却制御装置であって、前記制御装置は、前記走行装置の温度に応じて前記冷却水の循環速度を変更する冷却制御部と、乗員が行う所定の操作を検出する操作検出部と、前記所定の操作が検出されたとき、前記冷却制御部が設定する循環速度より速い循環速度に前記冷却水を制御する気泡除去制御部とを備えることを特徴とする電動車両の冷却制御装置。
- 前記操作検出部は、少なくとも前記電動車両のフードの開閉状態を検出し、前記フードが開状態であるとき、前記気泡除去制御の実行許可を出力することを特徴とする請求項1に記載の電動車両の冷却制御装置。
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