JP2015220908A - Electric vehicle - Google Patents
Electric vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015220908A JP2015220908A JP2014104291A JP2014104291A JP2015220908A JP 2015220908 A JP2015220908 A JP 2015220908A JP 2014104291 A JP2014104291 A JP 2014104291A JP 2014104291 A JP2014104291 A JP 2014104291A JP 2015220908 A JP2015220908 A JP 2015220908A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inverter
- cooling fan
- motor
- sub
- air cooling
- 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
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
本明細書が開示する技術は、電動車両に関する。なお、電動車両には、エンジンと共にモータを備えたハイブリッド車や、モータのみを備えた電気自動車が含まれる。燃料電池車も本明細書における電動車両に含まれる。 The technology disclosed in this specification relates to an electric vehicle. The electric vehicle includes a hybrid vehicle provided with a motor together with an engine and an electric vehicle provided only with a motor. A fuel cell vehicle is also included in the electric vehicle in this specification.
電動車両は走行用のモータと、バッテリの直流電力を交流に変換してモータに供給するインバータを備える。一般に車両内部にはスペースの余裕がなく、モータとはケーブルで接続すればよいインバータの設置場所に工夫の余地がある。例えば、特許文献1と2に、インバータの設置場所を工夫する技術が開示されている。特許文献1の電動車両は、後輪を駆動するリアモータ用のインバータを、後部座席下あるいはトランクルームに配置する。特許文献2の電動車両は、リアモータ用のインバータを、車両後方の床面(フロアパネル)の上に配置する。 The electric vehicle includes a running motor and an inverter that converts the DC power of the battery into AC and supplies the AC to the motor. Generally, there is no room in the interior of the vehicle, and there is room for improvement in the installation location of the inverter that may be connected to the motor with a cable. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose techniques for devising an installation location of an inverter. In the electric vehicle of Patent Document 1, an inverter for a rear motor that drives a rear wheel is disposed under the rear seat or in a trunk room. In the electric vehicle of Patent Document 2, an inverter for a rear motor is arranged on a floor surface (floor panel) behind the vehicle.
一方、トランクルームやフロアパネル上はエンジンルームに比べて排水性が良くない。走行モータ用のインバータは高電圧を扱うため、浸水対策が求められる。インバータに限らないが、車両において浸水を検知する技術が特許文献3−5に開示されている。特許文献3、4に示す電動車両には、車両の浸水を検知する浸水センサが備えられている。特許文献3では、浸水センサにより車両の浸水が検知された場合に、ドライバ等に警告を発信する技術が開示されている。また、特許文献4は、燃料電池車に関する技術であり、浸水センサにより検知された水位が所定の値を超えた場合に、燃料電池に接続された排気用の配管に空気を流す技術が開示されている。配管に空気を流すことで、燃料電池内部への配管からの水の侵入が防止される。 On the other hand, the drainage is not good on the trunk room and floor panel compared to the engine room. Since inverters for travel motors handle high voltages, countermeasures against flooding are required. Although not limited to an inverter, Patent Literature 3-5 discloses a technique for detecting inundation in a vehicle. The electric vehicles shown in Patent Documents 3 and 4 are provided with a water immersion sensor that detects the water immersion of the vehicle. Patent Document 3 discloses a technique for transmitting a warning to a driver or the like when the inundation sensor detects inundation of a vehicle. Patent Document 4 is a technique related to a fuel cell vehicle, and discloses a technique for flowing air through an exhaust pipe connected to a fuel cell when a water level detected by a water immersion sensor exceeds a predetermined value. ing. By flowing air through the piping, water can be prevented from entering the fuel cell.
特許文献5には、別の方法により浸水を検知する技術が開示されている。特許文献5に開示される車両には、車両前方に配置されるラジエータに空気を送るファン及びファンモータが備えられる。車両前方が浸水すると、水によりファンの回転抵抗が増大し、ファンを回転させるファンモータが過負荷状態となり、ファンモータに過電流が流れる。特許文献5では、この過電流を検知して、車両前方の浸水を検知する。
ところで、四輪駆動の電動車両の一つの態様として、主駆動輪に備えられたメインモータ(及びエンジン)を通常走行に用い、副駆動輪に備えられたサブモータを補助的な駆動源として用いる態様が考えられる。前輪と後輪の一方が主駆動輪に対応し他方が副駆動輪に対応する。このような四輪駆動の電動車両は、既存の二輪駆動の電動車両にサブモータを追加で搭載することにより、低コストで実現することができる。 By the way, as one aspect of the four-wheel drive electric vehicle, the main motor (and engine) provided in the main drive wheel is used for normal travel, and the sub motor provided in the sub drive wheel is used as an auxiliary drive source. Can be considered. One of the front wheel and the rear wheel corresponds to the main driving wheel, and the other corresponds to the auxiliary driving wheel. Such a four-wheel drive electric vehicle can be realized at low cost by additionally mounting a sub-motor on an existing two-wheel drive electric vehicle.
二輪駆動の電動車両をベースとした四輪駆動車は、メインモータを制御するメインインバータに加えて、サブモータを制御するサブインバータを備える。既存の二輪駆動の電動車両に追加でサブインバータを備えるために、サブインバータを搭載するためのスペースが必要となる。近年、ランフラットタイヤや優れたパンク修理キットの普及により、スペアタイヤを活用しなくてもよい状況が整ってきている。そこで、サブインバータの搭載用のスペースとして、ラゲージスペースの下方に設けられたスペアタイヤを収めるための収容スペースを活用する場合がある。この収容スペースの底には、スペアタイヤを収容するための窪みが設けられている。しかし、この窪みは、地上高が低く、泥はねや砂利はね対策のために排水孔が小さくなっており排水性が高くない。それゆえ、ラゲージスペースに水が侵入するとスペアタイヤの収容スペースに一時的にしろ水が溜まる虞がある。この収容スペースに搭載されるサブインバータが浸水することは好ましくなく、仮にサブインバータが浸水した場合、その浸水を検知する必要がある。 A four-wheel drive vehicle based on a two-wheel drive electric vehicle includes a sub inverter that controls a sub motor in addition to a main inverter that controls the main motor. Since an existing two-wheel drive electric vehicle is additionally provided with a sub inverter, a space for mounting the sub inverter is required. In recent years, with the spread of run-flat tires and excellent puncture repair kits, there is a situation where spare tires need not be used. Therefore, there is a case where an accommodation space for storing a spare tire provided below the luggage space is used as a space for mounting the sub inverter. At the bottom of the accommodation space, a recess for accommodating a spare tire is provided. However, this depression has a low ground clearance, and the drainage hole is small for countermeasures against mud splash and gravel splash, and the drainage is not high. Therefore, if water enters the luggage space, there is a risk that water may temporarily accumulate in the spare tire storage space. It is not preferable that the sub inverter mounted in the accommodation space is submerged. If the sub inverter is submerged, it is necessary to detect the submersion.
本明細書が開示する技術は、上記課題に鑑みて創作された。その目的は、水の溜まる虞がある上記収容スペースのような場所に配置されたインバータの浸水対策に係り、比較的に低コストで浸水を検知する技術を提供する。 The technology disclosed in this specification was created in view of the above problems. The object relates to a countermeasure against inundation of an inverter arranged in a place such as the above-mentioned accommodation space where water may accumulate, and provides a technique for detecting inundation at a relatively low cost.
インバータはモータに電力を供給するため、大きな電流が流れる。そのため、インバータは発熱する。インバータの発熱を抑えるため、インバータには空冷ファンが備えられる。特に、サブモータのインバータ用には、液冷方式よりもコストの低い空冷方式が採用されることが多い。発明者は、その空冷ファンに着目した。水の溜まり易い場所に配置されたインバータが浸水した場合、インバータに備えられる空冷ファンは、水の抵抗により回転数が低下する。この回転数の低下を検知することで、インバータの浸水を検知することができる。車両に元々備えられていた空冷ファンを活用することで、低コストでインバータの浸水を検知することができる。 Since the inverter supplies power to the motor, a large current flows. Therefore, the inverter generates heat. In order to suppress the heat generation of the inverter, the inverter is provided with an air cooling fan. In particular, an air-cooling system that is less expensive than a liquid-cooling system is often used for a sub-motor inverter. The inventor paid attention to the air cooling fan. When an inverter arranged in a place where water easily collects is submerged, the number of rotations of the air cooling fan provided in the inverter decreases due to the resistance of water. By detecting the decrease in the rotational speed, it is possible to detect the inundation of the inverter. By utilizing the air cooling fan originally provided in the vehicle, it is possible to detect the inundation of the inverter at a low cost.
本明細書が開示する電動車両は、二輪駆動と四輪駆動を選択可能な車両である。その車両は、メインモータとサブモータを備える。前輪と後輪の一方をメインモータが駆動し他方をサブモータが駆動する。サブモータは、メインモータの駆動力を補うべく、補助的な駆動力を出力する。また、電動車両は、フロアパネルに設けられた窪みと、メインモータに電力を供給するメインインバータと、サブモータに電力を供給するサブインバータを備えている。サブインバータは、上記の窪みに配置されている。窪みの典型は、前述したように元々はスペアタイヤを収容するスペースである。また、そのような窪み(タイヤ収容スペース)は、典型的にはリアラゲージスペースの床に設けられる。但し、本明細書が開示する技術は、リアにメインモータを備え、フロントにラゲージスペースを確保した車両にも適用可能である。 The electric vehicle disclosed in this specification is a vehicle that can select two-wheel drive or four-wheel drive. The vehicle includes a main motor and a sub motor. One of the front wheels and the rear wheels is driven by the main motor, and the other is driven by the sub motor. The sub motor outputs an auxiliary driving force to supplement the driving force of the main motor. The electric vehicle also includes a recess provided in the floor panel, a main inverter that supplies power to the main motor, and a sub inverter that supplies power to the sub motor. The sub inverter is disposed in the above-described depression. As described above, a typical hollow is originally a space for accommodating a spare tire. Further, such a depression (tire accommodation space) is typically provided on the floor of the rear luggage space. However, the technology disclosed in this specification can also be applied to a vehicle having a main motor at the rear and a luggage space secured at the front.
サブインバータを収めた窪みには、サブインバータを冷却する空冷ファンが配置されている。そして、電動車両は、空冷ファンの回転数を計測する回転数センサと、メインインバータとサブインバータを制御するコントローラを備えている。コントローラは、回転数センサにより計測された回転数が予め定められた閾値を超えたらサブインバータを停止する。本明細書が前提とする電動車両はメインモータを有するので、サブインバータを停止しても、メインモータで走行を継続することができる。 An air cooling fan for cooling the sub inverter is disposed in the recess containing the sub inverter. The electric vehicle includes a rotation speed sensor that measures the rotation speed of the air cooling fan, and a controller that controls the main inverter and the sub inverter. The controller stops the sub inverter when the rotational speed measured by the rotational speed sensor exceeds a predetermined threshold value. Since the electric vehicle on which this specification is based has a main motor, even if a sub inverter is stopped, driving | running | working can be continued with a main motor.
コントローラは、さらに細かく次の制御を実行するように構成されているとよい。コントローラは、空冷ファンの回転数が第1閾値回転数より小さい場合に、サブインバータの浸水を示す信号を出力する。その信号は、例えばインストルメントパネルに備えられた警告ランプを点灯させる信号である。さらに、コントローラは、空冷ファンの回転数が第2閾値回転数より小さい場合に、サブインバータを停止する。第2閾値回転数は、第1閾値回転数より小さい値である。 The controller may be configured to perform the following control more finely. The controller outputs a signal indicating that the sub inverter is flooded when the rotational speed of the air cooling fan is smaller than the first threshold rotational speed. The signal is, for example, a signal for lighting a warning lamp provided in the instrument panel. Further, the controller stops the sub inverter when the rotation number of the air cooling fan is smaller than the second threshold rotation number. The second threshold rotation speed is a value smaller than the first threshold rotation speed.
サブインバータが浸水するとサブインバータとともに配置されている空冷ファンも浸水する。空冷ファンが浸水すると水の抵抗によりのその回転数が低下する。空冷ファンに対して浸った水の水位が高いほど、水の抵抗が増加し、空冷ファンの回転数が低下する。上記の構成によれば、コントローラは、水の水位が低い場合、即ち、回転数の低下が少ない場合には、浸水を示す信号を出力する。水の水位がより高くなった場合、即ち回転数の低下がより大きくなる場合には、コントローラは、サブインバータを停止する。つまり、コントローラは、浸った水の水位に応じた処理を実行する。なお、浸水を示す信号は、インストルメントパネルに備えられた警告ランプを点灯させる信号のほか、ダイアグ用メモリに異常発生を記憶させる信号であってもよい。 When the sub inverter is submerged, the air cooling fan arranged with the sub inverter is also submerged. When the air cooling fan is submerged, its rotational speed is reduced due to water resistance. The higher the level of the water immersed in the air cooling fan, the greater the resistance of the water and the lower the rotation speed of the air cooling fan. According to the above configuration, the controller outputs a signal indicating inundation when the water level is low, that is, when the decrease in the rotational speed is small. When the water level becomes higher, that is, when the decrease in the rotation speed becomes larger, the controller stops the sub inverter. That is, the controller executes processing according to the level of the immersed water. The signal indicating the inundation may be a signal for storing an abnormality occurrence in the diagnostic memory, in addition to a signal for turning on a warning lamp provided in the instrument panel.
本明細書が開示する技術によれば、水が溜まる虞のある場所に配置されたインバータの浸水を低コストで検知することができる。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 According to the technology disclosed in this specification, it is possible to detect the inundation of an inverter arranged at a place where water may accumulate at a low cost. Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in the following “DETAILED DESCRIPTION”.
図面を参照して実施例の電動車両を説明する。図1に、電動車両(ハイブリッド車200)の電力系のブロック図を示す。図1に示すように、ハイブリッド車200は、前輪7を駆動するための三相交流モータであるフロントモータ3及びエンジン4を備えている。フロントモータ3及びエンジン4からの出力トルクは、動力分配機構5により合成され、デファレンシャルギア6を介して前輪7に伝達される。なお、動力分配機構5は、エンジン4の出力トルクを前輪7とフロントモータ3に分配する場合もある。その場合、ハイブリッド車200は、エンジン4の動力で走行しつつ、フロントモータ3で発電する。発電された電力は、後述するバッテリ16に充電される。
An electric vehicle according to an embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of an electric power system of an electric vehicle (hybrid vehicle 200). As shown in FIG. 1, the
また、ハイブリッド車200は、後輪13を駆動するための三相交流モータであるリアモータ9を備えている。リアモータ9は補助的な駆動源であり、メインの駆動源であるフロントモータ3と比較して出力が小さい。例えば、フロントモータ3の最大出力は50kWであり、リアモータ9の最大出力は5kWである。ハイブリッド車200は、通常はエンジン4とフロントモータ3で走行し、必要に応じてリアモータ9を補助的かつ一時的に駆動する。例えば雪道で滑り易い時にリアモータ9を駆動し、四輪駆動で走行する。リアモータ9と後述するリアインバータ12は、二輪駆動のハイブリッド車200のオプション装備としてユーザの要望に応じて取り付けられる。
The
バッテリ16に蓄えられた電力は、フロントインバータ2により直流電力から交流電力に変換され、フロントモータ3に供給される。フロントインバータ2は、バッテリ16の直流電力の電圧を昇圧する電圧コンバータ回路と、昇圧後の直流電力を交流電力に変換するインバータ回路を内蔵している。なお、電圧コンバータ回路は、フロントモータ3からの回生電力を降圧してバッテリ16に充電するための降圧回路として機能する場合もある。また、バッテリ16に蓄えられた電力は、リアインバータ12により直流電力から交流電力に変換され、リアモータ9にも供給される。リアモータ9はフロントモータ3と比較して出力が小さく、その定格電圧はバッテリ16の出力電圧と等しい。それゆえ、リアインバータ12は、フロントインバータ2と異なり、電圧コンバータ回路は備えない。フロントインバータ2及びリアインバータ12はコントローラ17に接続され、ハイブリッド車200の走行状況に応じて、集中制御されている。また、フロントインバータ2とリアインバータ12は中継器15によりバッテリ16と並列に接続される。フロントインバータ2及びリアインバータ12は夫々中継器15とパワーケーブル8、14によりバッテリ16に接続されている。
The electric power stored in the
リアインバータ12には、後述する空冷ファン18が備えられている。そして、空冷ファン18には、その回転数を検知する回転数センサ19が備えられている。コントローラ17は、回転数センサ19が計測した空冷ファン18の回転数をモニタする。また、後述する処理によりコントローラ17から浸水警告信号(後述)が出力される。この浸水警告信号は、インストルメントパネル31及びダイアグ用メモリ32に送られる。
The
ハイブリッド車200のフロントインバータ2及びリアインバータ12のレイアウトを説明する。図2はハイブリッド車200の車両横方向から視た図であり、車両横方向の略中央に沿った断面図である。車両の外形及びフロントシート32a及びリアシート32bは図面の見易さを考慮して2点鎖線で描かれている。また、インバータ2、12やバッテリ16の断面の詳細は省略してハッチングで描かれていることに留意されたい。以下、図3についても同様である。図2に示すように、フロントインバータ2は車両前方に、リアインバータ12は車両後方に配置されている。フロントインバータ2は車両前方のフロントコンパートメント内に設置されている。図2ではフロントコンパートメントの詳細な図は省略されている。また、フロントコンパートメント内には、フロントモータ3、エンジン4及び動力分配機構5が設置されているが、図2では図示が省略されていることに留意されたい。また、リアモータ9の図示も省略している。なお、図中には座標系が示されており、本明細書では適時その座標系を用いて実施例の説明をする。「X軸」が車両の前後方向に対応し、「Y軸」が車両の横方向に対応し、「Z軸」が車両の高さ方向に対応している。
The layout of the front inverter 2 and the
リアインバータ12はリアシート32bの後方(車両後方)のラゲージスペース31の下方に配置されている。ラゲージスペース31の下方には、フロアパネル25とラゲージスペース31の床となるデッキボード23により囲まれたスペアタイヤの収容スペース(以下、収容スペース21)が設けられている。収容スペース21の底であるフロアパネル25には、スペアタイヤの形状に合わせて窪み(以下、収容窪み22)が設けられている。通常、スペアタイヤは、収容窪み22に嵌め込まれて固定される。
The
実施例では、広く普及している前輪駆動のハイブリッド車をベースにリアモータ9を追加して四輪駆動のハイブリッド車200が実現されている。図2に示すように、従来は、2点鎖線で描かれたスペアタイヤ24が収容窪み22に沿って設置されていた。近年、ランフラットタイヤや優れたパンク修理キットの普及により、スペアタイヤを活用しなくてもよい状況が整ってきている。そのため、収容スペース21を他の用途に活用することが可能になってきている。ハイブリッド車200では、スペアタイヤ24の代わりにリアインバータ12がタイヤ収容窪み22に設置される。リアインバータ12を車両後方であるタイヤ収容窪み22に設置することで、リアモータ9とリアインバータ12を繋ぐパワーケーブルの長さを短くすることができ、送電時の損失を抑えることができる。
In the embodiment, a four-wheel
また、バッテリ16はリアシート32bの下方で、フロアパネル25の上面に配置される。バッテリ16からの電力は中継器15によりフロントインバータ2及びリアインバータ12に供給される。パワーケーブル8、14により中継器15とフロントインバータ2及リアインバータ12が接続される。なお、パワーケーブル8、14は、図2では簡略化し、太線で描かれている。また、パワーケーブル8、14の配策レイアウトについても図2では簡略化して描かれていることに留意されたい。
The
図3、図4を参照して、リアインバータ12の搭載構造について説明する。図3は、図2の破線IIIで囲んだ範囲の拡大図である。図4は、図3のIV−IV線における断面図である。図3に示すように、リアインバータ12は、収容窪み22の底面に設けられた取付脚25の上に配置されている。リアインバータ12は、取付脚25の高さの分、収容窪み22の底面より高い位置に配置されている。また、リアインバータ12は、収容窪み22の車両前後方向(X軸方向)の中央より車両前側(X軸正方向)に片寄って配置されている。リアインバータ12には、パワーケーブル14が接続されており、パワーケーブル14はデッキボード23に設けられた貫通孔を通って収容スペース21の外へと伸びている。
The mounting structure of the
リアインバータ12はリアモータ9に電力を供給するため、大きな電流が流れる。そのため、リアインバータ12は発熱する。リアインバータ12の発熱を抑えるため、リアインバータ12には冷却のため空冷ファンが備えられる。図3に示すように、リアインバータ12の車両後方(X軸負方向)の側面12aに空冷ファン18が備えられる。そして、図4に示すように、空冷ファン18は、3枚羽根のプロペラファン18aを備えている。空冷ファン18は、プロペラファン18aの軸線が車両前後方向(X軸方向)と平行になるように配置される。リアインバータ12には、ヒートシンク(不図示)が備えられており、空冷ファン18はヒートシンクの熱を奪った空気をリアインバータ12の外側へと排気する。
Since the
図2に示すように、収容スペース21はラゲージスペース31の下方に設けられている。そのため、ラゲージスペース31に積まれた荷物から水が漏れる場合がある。図2に示すように、収容スペース21の収容窪み22は地上高が低く、泥はねや砂利はね対策のため排水孔(不図示)が小さくなっており排水性が高くない。そのため、収容窪み22には、一時的にしろ水が溜まる場合がある。例えば、収容窪み22には、図3の符号26で示すように、水が溜まる。リアインバータ12は、取付脚25により収容窪み22の底面より高い位置に配置されているので、ある程度の水に対しては浸水しない。しかし、水位が取付脚25の高さよりも高くなると、リアインバータ12が浸水する虞がある。なお、取付脚25の高さを高くすれば浸水対策になる。しかし、取付脚25を高くするとリアインバータ12の上方のスペースが狭くなり、収容スペース21の上方に位置するラゲージスペース31が狭くなる。そのため、取付脚25の高さには制限がある。
As shown in FIG. 2, the
リアインバータ12が浸水した場合、その浸水を検知する必要がある。そこで、浸水を検知する手段として、発明者は、空冷ファン18に着目した。リアインバータ12が浸水した場合、リアインバータ12の側面12aに備えられた空冷ファン18も浸水する。空冷ファン18の回転数は、浸った水の抵抗により低下する。この回転数の低下を検知することで、リアインバータ12の浸水を検知することができる。即ち、冷却用に備えられた空冷ファン18を浸水を検知することに活用することで、低コストでリアインバータ12の浸水を検知する手段を備えることができる。
When the
図4、図5を参照して、空冷ファン18の回転数と浸った水の水位の関係について説明する。図4において、リアインバータ12及び取付脚25を横切るように、収容窪み22の底面と平行に引かれた2点鎖線は、収容窪み22に溜まった水の水位を示す。図4には、4パターンの水位が示されている。符号WL1が付された水位は、図3の水26と同様に、取付脚25より低い高さまで水が溜まった場合の水位を示す。水位WL1では、リアインバータ12は浸水しない。符号WL2が付された水位は、空冷ファン18のプロペラファン18aの下部が僅かに浸るまで水が溜まった場合の水位を示す。水位WL2は、取付脚25の高さよりも高い。水位WL2では、リアインバータ12は浸水する。符号WL3が付された水位は、プロペラファン18aの回転軸の取付高さより低く、空冷ファン18の下部の半分程度が浸るまで水が溜まった場合の水位を示す。水位WL3は、水位WL2より高い。そして、符号WL4が付された水位は、空冷ファン18がすべて浸水するまで水が溜まった場合の水位を示す。
With reference to FIG. 4, FIG. 5, the relationship between the rotation speed of the
図5(A)は、収容窪み22に溜まった水の各水位WL2からWL4毎における空冷ファン18の回転数を示すタイムチャートを示している。図5(B)は、タイムチャート内の各グラフG2−G4に対応する水位を示した図である。図5(A)のタイムチャートでは、縦軸が空冷ファン18の回転数を示し、横軸が時間を示す。図5(A)のタイムチャートには、G2からG4まで3種類のグラフが示されている。図5(B)には、各タイムチャートG2からG4と各水位WL2からWL4の対応関係が示される。この図5(B)に示すように、グラフG2は、水位WL2のときの空冷ファン18の回転数を示す。同様に、グラフG3は、水位WL3のときの空冷ファン18の回転数を示し、グラフG4は、水位WL4のときの空冷ファン18の回転数を示す。
FIG. 5A shows a time chart showing the number of rotations of the
グラフG2について説明する。水位WL2では、空冷ファン18の下部が僅かに浸水する。水位WL2では、プロペラファン18aが回転する間に、プロペラファン18aが周期的に浸水する。プロペラファン18aが浸水する深さは、プロペラファン18aの1枚の羽根の先端が浸る深さである。プロペラファン18aが浸水した場合、プロペラファン18aは水の抵抗を受けるため、回転数は低下する。一方、プロペラファン18aが水から出ている状態では、水の抵抗を受けないため、回転数は低下しない。通常、空冷ファン18は一定の回転数で回転する。しかし、プロペラファン18aが浸水すると、回転数が低下するため、回転数の推移を示すグラフG2は下に凸となる。そして、プロペラファン18aが水から抜けると、回転数はグラフG2に示す回転数NNまで回復する。この回転数NNは、空冷ファン18が浸水していない通常の状態の回転数である。上記のように、プロペラファン18aが繰り返し浸水することで、その回転数はグラフG2に示すように周期T1で推移する。
The graph G2 will be described. At the water level WL2, the lower part of the
グラフG3について説明する。水位WL3では、空冷ファン18の下部の半分程度が浸水し、水位WL3はプロペラファン18aの回転軸の取付高さよりも低い。水位WL3では、プロペラファン18aの2枚の羽根の浸水と、1枚の羽根の浸水が繰り返される。2枚の羽根が浸水する場合は、1枚の羽根が浸水する場合に比べ、大きな水の抵抗を受ける。つまり、2枚の羽根が浸水する場合、1枚の羽根が浸水する場合に比べ回転数が低下する。よって、2枚の羽根が浸水すると、回転数の推移を示すグラフG3は下に凸となる。また、水位WL3は水位WL2よりも高い。よって、1枚の羽根が浸水する深さは、水位WL2に場合と比べて深くなる。即ち、水位WL3では、1枚の羽根が浸水する場合に受ける水の抵抗は水位WL2に比べて大きくなる。そのため、グラフG3の回転数は、グラフG2に比べて低い値で推移する。1枚の羽根の浸水と2枚の羽根の浸水を繰り返すことで、グラフG3もグラフG2と同様に周期的に回転数が低下する。グラフG3の場合の回転数低下の周期はT2である。なお、水位WL3では、水位WL2より多くの水の抵抗を受け、空冷ファン18の回転数が平均して低下する。つまり、プロペラファン18aが一回転に要する時間は、水位WL2に比べ長くなる。そのため、グラフG3の周期T2は、グラフG2の周期T1よりも大きい。
The graph G3 will be described. At the water level WL3, about half of the lower part of the
グラフG4について説明する。水位WL4では、プロペラファン18aの3枚すべての羽根が浸水している。この状態では、プロペラファン18aは、水から一定の抵抗を受ける。そのため、グラフG4に示すように、空冷ファン18の回転数は、一定の値となる。羽根が浸水する深さは水位WL2、WL3より深い。そのため、水からの抵抗は、水位WL2、WL3よりも大きい。よって、水位WL4における回転数は、グラフG2、G3よりも低い値となる。
The graph G4 will be described. At the water level WL4, all three blades of the
浸水は、水位が低い内に検知することが有用である。図5のグラフG2からG4に示すように、水位がある程度低い場合(水位WL2、WL3の場合)は、空冷ファン18の回転数の推移は周期性を有している。この周期性は、空冷ファン18が浸水した場合に特有の現象である。例えば、空冷ファン18が埃により回転数が低下する場合は、周期性を有さず、典型的には略一定の値で回転数が推移する。即ち、空冷ファン18の回転数の推移から周期性の有無を見付けることで、回転数の低下が浸水によるものか否かを判断できるとともに、水位が低い内に浸水を検知することができる。
It is useful to detect flooding while the water level is low. As shown in graphs G2 to G4 in FIG. 5, when the water level is low to some extent (in the case of water levels WL2 and WL3), the transition of the rotational speed of the
図6を参照して、図5に示す回転数と水位の関係を利用して、リアインバータの浸水を検知する処理について説明する。図6は、空冷ファン18の回転数からリアインバータ12の浸水を検知する処理のフローチャートである。この処理は、空冷ファン18が作動している間、所定の周期で繰り返し実行される。
With reference to FIG. 6, the process which detects the flooding of a rear inverter using the relationship between the rotation speed and water level shown in FIG. 5 is demonstrated. FIG. 6 is a flowchart of a process for detecting the flooding of the
コントローラ17は、所定の時間の間における空冷ファン18の回転数の時系列データN(t)を計測する(S2)。この時系列データN(t)は、図5に示すタイムチャートに相当する。そのサンプリング周期は、少なくとも空冷ファン18の回転周期よりも短い値が選ばれる。次に、コントローラ17は、時系列データN(t)の周期性を解析する。時系列データN(t)を時系列分析することにより、その周期性の有無及び時系列データN(t)の周期を計算することができる。時系列分析は、例えば、高速フーリエ変換を用いて実施される。この分析手法は、よく知られた技術であるので説明は省略する。そして、時系列データN(t)が周期性があるか否かで処理が分岐される(S4)。
The
時系列データN(t)に周期性がある場合(S4:YES)、収容窪み22に水が溜まっていると判断しステップS5に進む。ステップS5では、時系列データN(t)の最小値が回転数閾値NB1より小さいか否かが判断される。図5に示す水位と回転数の関係は、予め実験により得られる。一般に、水位が高くなるほどプロペラファン18aに作用する水からの抵抗が増加する。そのため、図5に示す回転数の推移の最小値は、水位が高くなるほど小さくなる。したがって、時系列データN(t)に周期性がある場合には、回転数の推移の最小値から水位の高さを推定することができる。回転数閾値NB1は、所定の水位の高さに対応して予め設定される。所定の水位の高さとは、例えば、リアインバータ12の電子部品が浸水せず、漏電の虞が無い程度の高さである。即ち、時系列データN(t)の最小値が、回転数閾値NB1よりも小さい場合、収容窪み22に浸った水の水位は、上記の所定の高さを超えていると判断することができる。図5のグラフG2を参照して説明すれば、グラフG2の最小値N1は、回転数閾値NB1より小さくなっている。したがって、コントローラ17は、水位WL2が上記の所定の高さを超えていると判断する。
If the time series data N (t) has periodicity (S4: YES), it is determined that water has accumulated in the
時系列データN(t)の最小値が、回転数閾値NB1よりも小さい場合(S5:YES)、コントローラ17は、空冷ファン18、即ち、リアインバータ12が浸水していると判断し、浸水を示す信号(以下、浸水警告信号)を出力し(S6)、ステップS7へと進む。上述のように、浸水警告信号は、インストルメントパネル31に送られる。浸水警告信号は、インストルメントパネル31に備えられた警告ランプを点灯させる。ドライバは、この警告ランプによりリアインバータ12の浸水を知ることができる。また、浸水警告信号は、ダイアグ用メモリ32にも記憶される。点検作業者は、ダイアグ用メモリ32の記憶を読み出すことで、リアインバータ12の浸水が発生したことを知ることができる。時系列データN(t)の最小値が、回転数閾値NB1よりも大きい場合(S5:NO)、リアインバータ12に浸水は無いと判断され、図6に示す処理は終了する。
When the minimum value of the time-series data N (t) is smaller than the rotation speed threshold NB1 (S5: YES), the
ステップS7では、時系列データN(t)の最小値が、回転数閾値NB2より小さいか否かが判断される。回転数閾値NB2は、回転数閾値NB1よりも小さい値である。回転数閾値NB2も、回転数閾値NB1と同様に所定の水位の高さに対応して予め定められる。ここでの所定の水位の高さは、回転数閾値NB1に対応する所定の水位の高さよりも高い。例えば、漏電には至らないが、リアインバータ12がこれ以上浸水したら漏電に至る虞がある程度の高さである。図5のグラフG3を参照して説明すれば、グラフG3の最小値N2は、回転数閾値NB2より小さくなっている。したがって、コントローラ17は、水位WL3が上記の所定の高さを超えていると判断する。
In step S7, it is determined whether or not the minimum value of the time series data N (t) is smaller than the rotation speed threshold NB2. The rotation speed threshold value NB2 is a value smaller than the rotation speed threshold value NB1. The rotation speed threshold NB2 is also determined in advance corresponding to a predetermined water level height, similarly to the rotation speed threshold NB1. The predetermined water level height here is higher than the predetermined water level height corresponding to the rotation speed threshold NB1. For example, although there is no electric leakage, there is a certain degree of possibility that electric leakage will occur if the
時系列データN(t)の最小値が、回転数閾値NB2よりも小さい場合(S7:YES)、コントローラ17は、空冷ファン18、即ち、リアインバータ12がより高い水位で浸水していると判断する。そして、コントローラ17は、リアインバータ12を停止させる(S8)。なお、実施例のハイブリッド車200は、メインモータ3及びエンジン4を有するので、リアインバータ12を停止しても、メインモータ3及びエンジン4により走行を継続することができる。
When the minimum value of the time series data N (t) is smaller than the rotation speed threshold value NB2 (S7: YES), the
時系列データN(t)の最小値が、回転数閾値NB2よりも大きい場合(S7:NO)、リアインバータ12の浸水は有るものの、リアインバータ12を停止するほど収容窪み22に水が溜まっていないと判断され、そのまま処理を終了する。
When the minimum value of the time-series data N (t) is larger than the rotation speed threshold NB2 (S7: NO), the
ステップS4の分岐に戻り、説明を続ける。時系列データN(t)に周期性がない場合(S4:NO)、ステップS9に進む。ステップS9では、時系列データN(t)の平均値が回転数閾値NB3より小さいか否かが判断される。回転数閾値NB3は、水位がプロペラファン18aの回転軸の取付高さよりも高くなる場合の回転数に設定される。即ち、プロペラファン18aの3枚の羽根がすべて浸るほど深く浸水している場合の水位に相当する。図5のグラフG4を参照して説明すれば、回転数閾値NB3は、回転数閾値NB1、NB2よりも小さい値に設定される。グラフG4は、時系列データN(t)が周期性を有さず、回転数が回転数閾値NB3以下である状態を示している。即ち、時系列データN(t)の平均値が回転数閾値NB3より小さい場合(S9:YES)、空冷ファン18は深く浸水していると判断され、コントローラ17は浸水警告信号を出力しつつ(S10)、リアインバータ12を停止する(S11)。一方、時系列データN(t)の平均値が回転数閾値NB3より大きい場合(S9:NO)、空冷ファン18は浸水していないと判断され、処理は終了する。
Returning to the branch of step S4, the description will be continued. When the time series data N (t) has no periodicity (S4: NO), the process proceeds to step S9. In step S9, it is determined whether or not the average value of the time series data N (t) is smaller than the rotation speed threshold NB3. The rotation speed threshold NB3 is set to the rotation speed when the water level is higher than the mounting height of the rotation shaft of the
図6の処理を実施することにより、空冷ファン18の回転数を利用して、浸水センサを別途設けることなく、比較的低コストでリアインバータ12の浸水を検知することができる。また、空冷ファンが浅く浸水した場合、その回転数と水位の関係を利用することにより水位を推測することができる。よって、浸水が浅い場合、浸水警告信号を出力することにより、早い段階で浸水があることをドライバに知らせることができる。
By performing the processing of FIG. 6, it is possible to detect the flooding of the
図6に示す処理の変形例として、ステップS5、S7に時系列データN(t)の周期による判断を加えても良い。図5に示すように、水位が高くなるほど、周期的に推移する回転数の周期も変化する。水位が高くなり水の抵抗が増加するほど、プロペラファン18aが一回転する時間が長くなる。即ち、周期的に推移する回転数の周期から水位を推測することができる。この関係を利用することにより水位をより高い精度で推測することができる。
As a modified example of the process shown in FIG. 6, a determination based on the period of the time series data N (t) may be added to steps S5 and S7. As shown in FIG. 5, as the water level increases, the cycle of the rotational speed that changes periodically also changes. As the water level increases and the resistance of the water increases, the time for the
実施例の「回転数閾値NB2」及び「回転数閾値NB3」が「予め定められた閾値」の一例である。実施例のフロントモータ3がメインモータの一例であり、フロントインバータ2がメインインバータの一例である。また、リアモータ9がサブモータの一例であり、リアインバータ12がサブインバータの一例である。本明細書が開示する技術は、後輪を駆動するリアモータとリアインバータを主駆動力とし、前輪を駆動するフロントモータとフロントインバータを補助駆動源とする車両に適用してもよい。
The “revolution speed threshold value NB2” and “revolution speed threshold value NB3” in the embodiment are examples of the “predetermined threshold value”. The front motor 3 according to the embodiment is an example of a main motor, and the front inverter 2 is an example of a main inverter. The
以下、実施例で示した技術に関する留意点を述べる。空冷ファンに備えられるプロペラファンの羽根の枚数は3枚とは限らない。プロペラファンの羽根の枚数に関わらず、図6の処理を実施することで、実施例と同様の効果を得ることができる。 Hereinafter, points to be noted regarding the technology shown in the embodiments will be described. The number of propeller fan blades provided in the air cooling fan is not limited to three. Regardless of the number of blades of the propeller fan, the same effects as in the embodiment can be obtained by performing the processing of FIG.
また、空冷ファンは、リアインバータの車両高さ方向における下方に配置されている方が好適である。空冷ファンの浸水、即ちリアインバータの浸水を早い段階で検知することができるからである。 The air cooling fan is preferably arranged below the rear inverter in the vehicle height direction. This is because it is possible to detect inundation of the air cooling fan, that is, infiltration of the rear inverter at an early stage.
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.
2:フロントインバータ(メインインバータ)
3:フロントモータ(メインモータ)
4:エンジン
5:動力分配機構
6:デファレンシャルギア
7:前輪
8、14:パワーケーブル
9:リアモータ(サブモータ)
12:リアインバータ(サブインバータ)
13:後輪
15:中継器
16:バッテリ
17:コントローラ
18:空冷ファン
18a:プロペラファン
19:回転数センサ
21:収容スペース
22:収容窪み
23:デッキボード
24:スペアタイヤ
25:フロアパネル
26:水
31:ラゲージスペース
200:ハイブリッド車(電動車両)
WL1、WL2、WL3、WL4:水位
NB1、NB2、NB3:回転数閾値
2: Front inverter (main inverter)
3: Front motor (main motor)
4: Engine 5: Power distribution mechanism 6: Differential gear 7:
12: Rear inverter (sub inverter)
13: Rear wheel 15: Repeater 16: Battery 17: Controller 18:
WL1, WL2, WL3, WL4: Water levels NB1, NB2, NB3: Revolution threshold
Claims (1)
前輪と後輪の一方を駆動するメインモータと、
前輪と後輪の他方を駆動するモータであってメインモータの駆動力を補うために補助的な駆動力を出力するサブモータと、
フロアパネルに設けられている窪みと、
前記メインモータに電力を供給するメインインバータと、
前記窪みに配置されており、前記サブモータに電力を供給するサブインバータと、
前記窪みに配置されており、前記サブインバータを冷却する空冷ファンと、
前記空冷ファンの回転数が予め定められた閾値を超えたら前記サブインバータを停止するコントローラと、
を備えることを特徴とする電動車両。 An electric vehicle capable of selecting two-wheel drive and four-wheel drive,
A main motor that drives one of the front and rear wheels;
A sub-motor that drives the other of the front wheels and the rear wheels and outputs an auxiliary driving force to supplement the driving force of the main motor;
A depression provided in the floor panel;
A main inverter for supplying power to the main motor;
A sub-inverter disposed in the depression and supplying power to the sub-motor;
An air cooling fan that is disposed in the recess and cools the sub inverter;
A controller that stops the sub-inverter when the number of rotations of the air cooling fan exceeds a predetermined threshold;
An electric vehicle comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014104291A JP2015220908A (en) | 2014-05-20 | 2014-05-20 | Electric vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014104291A JP2015220908A (en) | 2014-05-20 | 2014-05-20 | Electric vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015220908A true JP2015220908A (en) | 2015-12-07 |
Family
ID=54779889
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014104291A Pending JP2015220908A (en) | 2014-05-20 | 2014-05-20 | Electric vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015220908A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017195670A (en) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | トヨタ自動車株式会社 | On-vehicle battery cooling system |
CN112172491A (en) * | 2019-07-02 | 2021-01-05 | 本田技研工业株式会社 | Drive unit and vehicle |
WO2024075372A1 (en) * | 2022-10-06 | 2024-04-11 | 株式会社デンソー | Control device, control method, and program |
-
2014
- 2014-05-20 JP JP2014104291A patent/JP2015220908A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017195670A (en) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | トヨタ自動車株式会社 | On-vehicle battery cooling system |
CN112172491A (en) * | 2019-07-02 | 2021-01-05 | 本田技研工业株式会社 | Drive unit and vehicle |
JP2021010269A (en) * | 2019-07-02 | 2021-01-28 | 本田技研工業株式会社 | Drive unit and vehicle |
US11584215B2 (en) | 2019-07-02 | 2023-02-21 | Honda Motor Co., Ltd. | Drive unit and vehicle |
WO2024075372A1 (en) * | 2022-10-06 | 2024-04-11 | 株式会社デンソー | Control device, control method, and program |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110077211B (en) | Electric vehicle | |
JP5626459B2 (en) | Cooling system and vehicle equipped with the same | |
US9054398B2 (en) | Cooling structure for batteries and electrical units | |
US7133602B2 (en) | Power supply apparatus, motor drive control method using the same and motor vehicle having the same mounted thereon | |
US8098050B2 (en) | Charge/discharge control device for secondary battery and vehicle equipped with the same | |
US20090157244A1 (en) | Method for determining optimal operation point with respect to state of charge in hybrid electric vehicle | |
EP3442074A2 (en) | Cooling device for vehicle and control method for vehicle | |
KR101427969B1 (en) | System and method for controlling flow rate of coolant of green car | |
JP2014076781A (en) | Onboard power control unit cooling system and abnormality diagnosis method thereof | |
US20140039754A1 (en) | Diagnosing device for vehicle and method for diagnosing vehicle | |
JPWO2012120630A1 (en) | Vehicle cooling system | |
JP2015220908A (en) | Electric vehicle | |
JP5693137B2 (en) | Motor selection method, motor, and electric vehicle | |
CN111572363A (en) | Control system, vehicle system, and control method | |
CN106468764B (en) | System and method for monitoring the state-of-charge of battery | |
JP4165500B2 (en) | Vehicle control apparatus and vehicle | |
JP2005137116A (en) | Electrical apparatus | |
JP2003294130A (en) | Control device for hybrid vehicle | |
JP2005057953A (en) | Control device for cooling system | |
CN112141075A (en) | Vehicle system and hybrid vehicle | |
JP5985844B2 (en) | Vehicle control system | |
JP2011223791A (en) | Control apparatus of rotating electric machine for vehicle | |
JP2012236493A (en) | Vehicular cooling apparatus | |
JP2012075228A (en) | Apparatus for diagnosing cooling system | |
JP5790689B2 (en) | Electric pump control device |