JP2017026285A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却性の更に向上させる。
【解決手段】ラジエータ，ＰＣＵ，モータにこの順に冷却水を循環させる循環流路に２つの電動ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）を配置し、２つの電動Ｗ／Ｐの出力が周期Ｔｒｅｆで変化し、且つ、２つの電動Ｗ／Ｐのうちの一方のポンプ出力の位相対して他方のポンプの出力の位相が９０°ずれるように２つの電動Ｗ／Ｐを制御する。これにより、脈動流を発生させることができ、冷却性能を更に向上させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷却装置に関する。

従来、この種の冷却装置としては、発電機と熱交換可能な循環流路に冷却水を圧送する電動ポンプを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この冷却装置では、電動ポンプの出力がランダムに変動するように電動ポンプを制御する。これにより、循環流路の冷却水の流れが乱流となることが促進され、発電機の冷却を促進している。

特開２０１４−８８４４号公報

上述の冷却装置では、電動ポンプの出力をランダムに変動させているが、駆動する電動ポンプが１つであるから、発生可能な乱流が限られてしまい、冷却性能も制限されてしまう。そのため、冷却性能の更なる向上が望まれている。

本発明の冷却装置は、冷却性能を更に向上させることを主目的とする。

本発明の冷却装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の冷却装置は、
冷却対象を冷却する冷却装置であって、
前記冷却対象と熱交換可能な循環流路に冷却媒体を圧送する２つのポンプと、
前記２つのポンプの出力がそれぞれ周期的に変化し、且つ、前記２つのポンプの出力の位相が互いにずれるように、前記２つのポンプを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の冷却装置では、２つのポンプの出力が周期的に変化し、且つ、２つのポンプの出力の位相が互いにずれるように、２つのポンプを制御する。２つのポンプの出力の位相を互いにずらすことにより、冷却媒体の流れを脈動流にすることができる。これにより、冷却性能を更に向上させることができる。なお、２つのポンプの出力の周期は、同一でもよいし、異なっていてもよい。ここで、「冷却対象」としては、モータや、モータを駆動するインバータが搭載されたパワーコントロールユニットなどとすることができる。

本発明の一実施例としての冷却装置２０の構成の概略を示す構成図である。 電動Ｗ／Ｐ２６，２８の出力Ｐｏｕｔ１，Ｐｏｕｔ２の一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての冷却装置２０の構成の概略を示す構成図である。冷却装置２０は、モータＭＧや、モータＭＧを駆動するためのインバータ等が搭載されたパワーコントロールユニット（以下、「ＰＣＵ」という）１０を冷却する装置として構成されており、ラジエータ２２と、循環流路２４と、電動ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）２６，２８と、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）３０と、を備える。冷却装置２０は、モータＭＧやＰＣＵ１０と共に、電気自動車などに搭載されるものとしてもよい。

ラジエータ２２は、冷却水（ＬＬＣ（ロングライフクーラント））と外気との熱交換を行なっている。循環流路２４は、ラジエータ２２，ＰＣＵ１０，モータＭＧにこの順に冷却水を循環させている。電動ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）２６，２８は、ＰＣＵ１０側からの冷却水をモータＭＧ側に圧送するよう、循環流路２４のＰＣＵ１０とモータＭＧとの間の位置に配置されている。

ＥＣＵ３０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備え、装置全体を制御している。ＥＣＵ３０には、冷却水温を検出する温度センサ２４ａからの冷却水温Ｔｗなど、電動Ｗ／Ｐ２６，２８を駆動制御するために必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。

ＥＣＵ３０からは、電動Ｗ／Ｐ２６，２８を駆動制御するために必要な制御信号などが出力ポートを介して出力されている。

こうして構成された実施例の冷却装置２０では、ＥＣＵ３０は、冷却水温Ｔｗに応じて電動Ｗ／Ｐ２６，２８の目標出力Ｐｏｕｔ１＊，Ｐｏｕｔ２＊を設定し、電動Ｗ／Ｐ２６，２８の出力Ｐｏｕｔ１，Ｐｏｕｔ２が設定した目標出力Ｐｏｕｔ１＊，Ｐｏｕｔ２＊となるように駆動信号の目標駆動デューティ比Ｄ＊（駆動信号の周期に対する駆動信号が立ち上がっている時間の割合）を設定し、 目標駆動デューティ比Ｄ＊の駆動信号を用いて電動Ｗ／Ｐ２６，２８を駆動する。目標出力Ｐｏｕｔ１＊，Ｐｏｕｔ２＊は、電動Ｗ／Ｐ２６，２８の出力Ｐｏｕｔ１，Ｐｏｕｔ２が冷却水温Ｔｗが高いほど大きい振幅で一定の周期Ｔｒｅｆで変化し、且つ、目標出力Ｐｏｕｔ１＊の位相に対して目標出力Ｐｏｕｔ２＊の位相が９０°ずれるように設定される。図２は、出力Ｐｏｕｔ１，Ｐｏｕｔ２の一例を示す説明図である。このように、出力Ｐｏｕｔ１，Ｐｏｕｔ２の位相を９０°ずらすことにより、電動Ｗ／Ｐ２６，２８間に冷却水の圧縮と拡張とが生じて、冷却水の流れが脈動流になる。これにより、電動ウォータポンプ１個を一定の出力で駆動させる場合に比べると、冷却性能を更に向上させることができる。また、電動Ｗ／Ｐ２６，２８の出力Ｐｏｕｔ１，Ｐｏｕｔ２が周期Ｔｒｅｆで変化し、且つ、出力Ｐｏｕｔ２の位相が出力の位相Ｐｏｕｔ１に対して９０°ずれるように電動Ｗ／Ｐ２６，２８を制御することにより、電動ウォータポンプ１個を一定の出力で駆動させる場合に比べると、少ない電力で同一の性能を得ることができる。したがって、エネルギ効率の向上を図ることができる。

以上説明した実施例の冷却装置２０によれば、電動Ｗ／Ｐ２６，２８の出力Ｐｏｕｔ１，Ｐｏｕｔ２が周期Ｔｒｅｆで変化し、且つ、出力Ｐｏｕｔ２の位相が出力の位相Ｐｏｕｔ１に対して９０°ずれるように、電動Ｗ／Ｐ２６，２８を制御することにより、冷却性能を更に向上させることができる。

実施例の冷却装置２０では、出力Ｐｏｕｔ２の位相が出力の位相Ｐｏｕｔ１に対して９０°ずれるように目標出力Ｐｏｕｔ１＊，Ｐｏｕｔ２＊を設定するものとしたが、位相のずれは９０°に限定されるものではなく、７０°や８０°などとしてもよい。

実施例の冷却装置２０では、電動Ｗ／Ｐ２６，２８の出力Ｐｏｕｔ１，Ｐｏｕｔ２を一定の周期Ｔｒｅｆで変化するものとしたが、出力Ｐｏｕｔ１，Ｐｏｕｔ２は周期的に変化すればよいから、周期を一定の周期Ｔｒｅｆと異なる周期としても構わないし、周期を一定とせずに変化させるものとしてもよい。

実施例の冷却装置２０では、電動Ｗ／Ｐ２６，２８を、ＰＣＵ１０からの冷却水をモータＭＧに圧送するよう循環流路２４のＰＣＵ１０とモータＭＧとの間に配置するものとしたが、電動Ｗ／Ｐ２６，２８は循環流路２４の如何なる位置に配置してもよく、例えば、モータＭＧとラジエータ２２との間に配置したり、ラジエータ２２とＰＣＵ１０との間に配置したり、電動Ｗ／Ｐ２６をＰＣＵ１０より上流側に配置するものとしてもよい。

実施例では、冷却装置２０をモータＭＧやＰＣＵ１０を冷却する装置としたが、冷却対象としてはモータＭＧやＰＣＵ１０に限定されるものではなく、エンジンなどの他の作動に伴って温度が変化する装置としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、電動Ｗ／Ｐ２６，２８が「２つのポンプ」に相当し、ＥＣＵ３０が「制御手段」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、冷却装置の製造産業などに利用可能である。

１０ パワーコントールユニット（ＰＣＵ）、２０ 冷却装置、２２ ラジエータ、２４ 循環流路、２４ａ 温度センサ、２６，２８ 電動ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）、３０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）、ＭＧ モータ。

Claims (1)

1. 冷却対象を冷却する冷却装置であって、
   前記冷却対象と熱交換可能な循環流路に冷却媒体を圧送する２つのポンプと、
   前記２つのポンプの出力がそれぞれ周期的に変化し、且つ、前記２つのポンプの出力の位相が互いにずれるように、前記２つのポンプを制御する制御手段と、
   を備える冷却装置。

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