JP2018042414A - Cooling abnormality detection device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling abnormality detection device for appropriately detecting that a cooling device is in a cooling abnormality state in accordance with a flow rate of a refrigerant.SOLUTION: A cooling abnormality detection device includes: a cooling device for cooling a heat source by circulating a refrigerant; and a controller for detecting that the cooling device is in a cooling abnormality state. The cooling device includes a first temperature sensor for detecting a temperature of the heat source and a second temperature sensor for detecting a temperature of the refrigerant. The controller sets a threshold value for determining whether the cooling device is in the cooling abnormality state in accordance with a flow rate of the refrigerant, and detects the cooling abnormality state on the basis of a relationship between the temperature of the heat source detected by the first temperature sensor and the temperature of the refrigerant detected by the second temperature sensor and the threshold value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、冷却異常検出装置に関するものである。   The present invention relates to a cooling abnormality detection device.

回転電機駆動システムと、流体を用いて回転電機駆動システムを冷却する冷却装置と、冷却装置の回転電機駆動システムに対する冷却能力の変動に応じて回転電機駆動システムを制御する制御装置と、回転電機駆動システムの温度を検知する第1の温度センサと、流体の温度を検知する第2の温度センサとを備える車両駆動システムが開示されている(特許文献1)。制御装置は、回転電機駆動システムと流体の温度差に応じて冷却能力を判断する。   A rotating electrical machine drive system, a cooling device that cools the rotating electrical machine drive system using a fluid, a control device that controls the rotating electrical machine drive system according to a change in cooling capacity of the cooling device with respect to the rotating electrical machine drive system, and the rotating electrical machine drive A vehicle drive system is disclosed that includes a first temperature sensor that detects the temperature of the system and a second temperature sensor that detects the temperature of the fluid (Patent Document 1). The control device determines the cooling capacity according to the temperature difference between the rotating electrical machine drive system and the fluid.

特開2006−149064号公報JP 2006-149064 A

しかしながら、従来技術では、流体の流量によって流体の温度が変わることを考慮していないため、冷却装置が冷却異常の状態であることを適切に検出できないという問題があった。   However, since the conventional technology does not consider that the temperature of the fluid changes depending on the flow rate of the fluid, there is a problem that it is not possible to appropriately detect that the cooling device is in an abnormal cooling state.

本発明は、冷媒の流量に応じて冷却装置が冷却異常の状態であることを適切に検出できる冷却異常検出装置を提供することである。   The present invention is to provide a cooling abnormality detection device that can appropriately detect that the cooling device is in a cooling abnormality state according to the flow rate of the refrigerant.

本発明は、冷却装置が冷却異常の状態であるか否かを判定する閾値を冷媒の流量に応じて設定し、第1温度センサにより検出された熱源の温度と第2温度センサにより検出された冷媒の温度との関係と閾値に基づいて、冷却装置が冷却異常の状態であることを判定することで、上記課題を解決する。   In the present invention, a threshold value for determining whether or not the cooling device is in an abnormal cooling state is set according to the flow rate of the refrigerant, and the temperature of the heat source detected by the first temperature sensor and the second temperature sensor are detected. Based on the relationship with the temperature of the refrigerant and the threshold value, it is determined that the cooling device is in an abnormal cooling state, thereby solving the above problem.

本発明によれば、冷却装置が冷却異常の状態であることを適切に検出する冷却異常検出装置を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a cooling abnormality detection device that appropriately detects that the cooling device is in a cooling abnormality state.

図1は、第1実施形態に係る冷却異常検出装置を含む冷却異常検出システムの構成を示す概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a cooling abnormality detection system including a cooling abnormality detection device according to the first embodiment. 図2は、外部コントローラが水温により流量を制御する制御方法の一例を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing an example of a control method in which the external controller controls the flow rate according to the water temperature. 図3は、温度差について冷却水の流量特性を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the flow rate characteristics of the cooling water with respect to the temperature difference. 図4は、比較例に係る冷却異常検出装置が冷却装置の状態を誤検出することを説明するためのグラフである。FIG. 4 is a graph for explaining that the cooling abnormality detection device according to the comparative example erroneously detects the state of the cooling device. 図5は、比較例に係る冷却異常検出装置が冷却異常の状態を検出した際の半導体素子の温度について説明するためのグラフである。FIG. 5 is a graph for explaining the temperature of the semiconductor element when the cooling abnormality detection device according to the comparative example detects the state of the cooling abnormality. 図6は、ポンプ制御信号による閾値の設定方法を示す一例である。FIG. 6 is an example showing a threshold value setting method using a pump control signal. 図7は、第1実施形態に係る冷却異常検出装置の冷却異常判定処理フローを示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a cooling abnormality determination processing flow of the cooling abnormality detection device according to the first embodiment. 図8は、冷却装置の冷却異常時における半導体素子及び温度差のシミュレーション結果である。FIG. 8 is a simulation result of a semiconductor element and a temperature difference at the time of cooling abnormality of the cooling device. 図9は、ポンプ制御信号による閾値の設定方法を示す一例である。FIG. 9 shows an example of a threshold setting method using a pump control signal. 図10は、第2実施形態に係る冷却異常検出装置を含む冷却異常検出システムの構成を示す概要図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of a cooling abnormality detection system including a cooling abnormality detection device according to the second embodiment. 図11は、水温による閾値の設定方法を示す一例である。FIG. 11 is an example showing a threshold value setting method based on water temperature. 図12は、水温による閾値の設定方法を示す一例である。FIG. 12 is an example illustrating a method for setting a threshold value based on water temperature. 図13は、第3実施形態に係る冷却異常検出装置を含む冷却異常検出システムの構成を示す概要図である。FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a configuration of a cooling abnormality detection system including a cooling abnormality detection device according to the third embodiment. 図14は、流量による閾値の設定方法を示す一例である。FIG. 14 is an example illustrating a method for setting a threshold value based on a flow rate. 図15は、流量による閾値の設定方法を示す一例である。FIG. 15 is an example illustrating a method for setting a threshold value based on a flow rate.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

≪第1実施形態≫
図1は、第1実施形態に係る冷却異常検出装置100を含む冷却異常検出システム110の構成を示す概要図である。本実施形態に係る冷却異常検出システム110は、冷却異常検出装置100と外部コントローラ101とを備える。冷却異常検出システム110は、例えば、電動車両に搭載される。本実施形態においては、冷却異常検出システム110は、バッテリの電力を使用してモータ駆動する電動車両に適用されている。なお、冷却異常検出システム110は、電動車両への適用に限定されない。
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a cooling abnormality detection system 110 including a cooling abnormality detection device 100 according to the first embodiment. The cooling abnormality detection system 110 according to the present embodiment includes a cooling abnormality detection device 100 and an external controller 101. The cooling abnormality detection system 110 is mounted on, for example, an electric vehicle. In this embodiment, the cooling abnormality detection system 110 is applied to an electric vehicle that is driven by a motor using electric power of a battery. The cooling abnormality detection system 110 is not limited to application to an electric vehicle.

外部コントローラ101は、冷却装置20を制御する装置である。外部コントローラ101は、CPU、RAM等を備えている。外部コントローラ101は、ポンプ21及び第2温度センサ25と電気的に接続されている。外部コントローラ101には、第2温度センサ25により検出された冷却水の水温Twが入力される。後述するが、冷却水は流路22を流れる冷媒である。外部コントローラ101はポンプ21にポンプ制御信号WPを出力する。外部コントローラ101は、ポンプ制御信号WPをポンプ21へ出力することで、ポンプ21が送る冷却水の流量を制御する。ポンプ制御信号WPはポンプ21が送る冷却水の流量を表した指令値であり、ポンプ21はポンプ制御信号WPで表される流量分の冷却水を流路22へ送る。   The external controller 101 is a device that controls the cooling device 20. The external controller 101 includes a CPU, a RAM, and the like. The external controller 101 is electrically connected to the pump 21 and the second temperature sensor 25. The coolant temperature Tw detected by the second temperature sensor 25 is input to the external controller 101. As will be described later, the cooling water is a refrigerant flowing through the flow path 22. The external controller 101 outputs a pump control signal WP to the pump 21. The external controller 101 outputs a pump control signal WP to the pump 21 to control the flow rate of the cooling water sent by the pump 21. The pump control signal WP is a command value representing the flow rate of the cooling water sent by the pump 21, and the pump 21 sends cooling water for the flow rate represented by the pump control signal WP to the flow path 22.

外部コントローラ101は、ポンプ21の消費電力を抑制するために、ポンプ21が送る流量が必要最低限となるようにポンプ21を制御する。図2は、外部コントローラ101が水温Twにより流量を制御する制御方法の一例を示すグラフである。図2の縦軸は、ポンプ制御信号WPで表される冷却水の流量を示し、横軸は水温Twを示す。外部コントローラ101は、図2に示すように、水温Twが水温Tw1より低い場合には、冷却水の流量がポンプ制御信号WP1となるように、ポンプ制御信号WPを設定する。また、外部コントローラ101は、水温Twが水温Tw2(>水温Tw1)より高い場合には、冷却水の流量がポンプ制御信号WP2(>ポンプ制御信号WP1)となるように、ポンプ制御信号WPを設定する。さらに、外部コントローラ101は、水温Twが水温Tw1から水温Tw2の間の範囲内である場合には、冷却水の流量がポンプ制御信号WP1からポンプ制御信号WP2の範囲内で表される流量であって、冷却水の流量が水温Twと比例する関係の流量となるように、ポンプ制御信号WPを設定する。これにより、流路22を流れる冷却水の流量は抑制され、ポンプ21の消費電力を抑制できる。   The external controller 101 controls the pump 21 so that the flow rate sent by the pump 21 is the minimum necessary in order to suppress the power consumption of the pump 21. FIG. 2 is a graph showing an example of a control method in which the external controller 101 controls the flow rate according to the water temperature Tw. The vertical axis in FIG. 2 indicates the flow rate of the cooling water represented by the pump control signal WP, and the horizontal axis indicates the water temperature Tw. As shown in FIG. 2, when the water temperature Tw is lower than the water temperature Tw1, the external controller 101 sets the pump control signal WP so that the flow rate of the cooling water becomes the pump control signal WP1. Further, when the water temperature Tw is higher than the water temperature Tw2 (> water temperature Tw1), the external controller 101 sets the pump control signal WP so that the flow rate of the cooling water becomes the pump control signal WP2 (> pump control signal WP1). To do. Further, when the water temperature Tw is within the range between the water temperature Tw1 and the water temperature Tw2, the external controller 101 is a flow rate at which the flow rate of the cooling water is expressed within the range of the pump control signal WP1 to the pump control signal WP2. Thus, the pump control signal WP is set so that the flow rate of the cooling water becomes a flow rate proportional to the water temperature Tw. Thereby, the flow volume of the cooling water which flows through the flow path 22 is suppressed, and the power consumption of the pump 21 can be suppressed.

また、外部コントローラ101は、インバータ10及びモータ(図示なし)と電気的に接続されており、外部コントローラ101はモータからのトルク指令値に基づいてインバータ10を制御する。外部コントローラ101は、パワーモジュール11の半導体素子のスイッチング動作を制御することでインバータ10を制御する。   The external controller 101 is electrically connected to the inverter 10 and a motor (not shown), and the external controller 101 controls the inverter 10 based on a torque command value from the motor. The external controller 101 controls the inverter 10 by controlling the switching operation of the semiconductor element of the power module 11.

再び、図1に戻り、冷却異常検出装置100について説明する。   Returning to FIG. 1 again, the cooling abnormality detection device 100 will be described.

冷却異常検出装置100は冷却装置20が冷却異常の状態であるか否かを判定する冷却異常検出装置である。冷却異常検出装置100は、冷却装置20とコントローラ30とを備える。   The cooling abnormality detection device 100 is a cooling abnormality detection device that determines whether or not the cooling device 20 is in a cooling abnormality state. The cooling abnormality detection device 100 includes a cooling device 20 and a controller 30.

冷却装置20はインバータ10を冷却するための冷却装置である。図1では、点線で囲まれた範囲のブロックは冷却装置20を示している。   The cooling device 20 is a cooling device for cooling the inverter 10. In FIG. 1, blocks in a range surrounded by a dotted line indicate the cooling device 20.

インバータ10は、パワーモジュール11を搭載している電力変換装置である。インバータ10は少なくともバッテリ、モータ、コントローラ30、及び外部コントローラ101と電気的に接続されている。インバータ10には、外部コントローラ101からの制御信号が入力信号として入力される。インバータ10は、当該制御信号によりバッテリから供給される直流電力を交流に変換してモータに当該交流電力を供給する(力行動作)。また、インバータ10は、モータの回転数が減速すると、モータから供給される交流電力を直流電力に変換して、バッテリに当該直流電力を供給する(回生動作)。例えば、インバータ10が3相インバータである場合に、インバータ10は、直流電力を3相交流電力に変換してモータに3相交流電力を供給する。   The inverter 10 is a power conversion device on which the power module 11 is mounted. The inverter 10 is electrically connected to at least the battery, the motor, the controller 30, and the external controller 101. A control signal from the external controller 101 is input to the inverter 10 as an input signal. The inverter 10 converts the DC power supplied from the battery by the control signal into AC and supplies the AC power to the motor (power running operation). Further, when the rotation speed of the motor is decelerated, the inverter 10 converts AC power supplied from the motor into DC power, and supplies the DC power to the battery (regenerative operation). For example, when the inverter 10 is a three-phase inverter, the inverter 10 converts DC power into three-phase AC power and supplies the motor with the three-phase AC power.

パワーモジュール11は、半導体素子から構成されたスイッチング回路である。パワーモジュール11は、外部コントローラ101からの制御信号により、スイッチング動作を行う。これにより、インバータ10は上述した力行動作及び回生動作を行う。半導体素子がスイッチング動作を行うと、半導体素子には電流が流れるため、半導体素子は発熱する。発熱した半導体素子の温度は半導体素子を保護する保護温度範囲外になり、インバータ10の動作は異常動作となる。そのため、冷却装置20により半導体素子を冷却する必要がある。本実施形態では、パワーモジュール11はインバータ10における熱源となる。なお、半導体素子には、例えば、SiCパワー半導体が挙げられる。   The power module 11 is a switching circuit composed of semiconductor elements. The power module 11 performs a switching operation according to a control signal from the external controller 101. Thereby, the inverter 10 performs the power running operation and the regenerative operation described above. When the semiconductor element performs a switching operation, a current flows through the semiconductor element, and thus the semiconductor element generates heat. The temperature of the generated semiconductor element is outside the protection temperature range for protecting the semiconductor element, and the operation of the inverter 10 becomes an abnormal operation. Therefore, it is necessary to cool the semiconductor element by the cooling device 20. In the present embodiment, the power module 11 is a heat source in the inverter 10. An example of the semiconductor element is a SiC power semiconductor.

冷却装置20は、ポンプ21、流路22、ラジエータ23、第1温度センサ24、及び第2温度センサ25を含んでいる。   The cooling device 20 includes a pump 21, a flow path 22, a radiator 23, a first temperature sensor 24, and a second temperature sensor 25.

ポンプ21は、冷却水を流路22に送るためのウォーターポンプである。ポンプ21は、コントローラ30と電気的に接続されており、コントローラ30から出力されたポンプ制御信号WPに基づいて冷却水の流量を変更する。   The pump 21 is a water pump for sending cooling water to the flow path 22. The pump 21 is electrically connected to the controller 30 and changes the flow rate of the cooling water based on the pump control signal WP output from the controller 30.

流路22は、冷却水が流れる流路である。本実施形態においては、冷却水はインバータ10を冷却するための冷媒である。そのため、流路22は、ポンプ21から送られる冷却水がインバータ10を冷却するようにインバータ10の周囲に設けられている。そして、流路22はインバータ10の熱を含んだ冷却水がラジエータ23に送られるように設けられている。さらに、流路22はラジエータ23を通過した冷却水が再びポンプ21に送られるように設けられている。つまり、流路22は、図1に示すように、冷却水が循環するように設けられている。なお、インバータ10を冷却する冷媒としては、冷却水に限られず、冷却オイルや冷媒ガスであってもよい。   The channel 22 is a channel through which cooling water flows. In the present embodiment, the cooling water is a refrigerant for cooling the inverter 10. Therefore, the flow path 22 is provided around the inverter 10 so that the cooling water sent from the pump 21 cools the inverter 10. And the flow path 22 is provided so that the cooling water containing the heat of the inverter 10 may be sent to the radiator 23. Furthermore, the flow path 22 is provided so that the cooling water that has passed through the radiator 23 is sent to the pump 21 again. That is, the flow path 22 is provided so that cooling water circulates as shown in FIG. The refrigerant that cools the inverter 10 is not limited to cooling water, and may be cooling oil or refrigerant gas.

ラジエータ23は、冷却水の熱を放熱するための装置である。インバータ10の熱を含んだ冷却水はラジエータ23により放熱される。そして、ラジエータ23で放熱された冷却水は流路22によりポンプ21へ送られる。ラジエータ23がインバータ10の熱を冷却水を介して放熱すことで、冷却装置20はインバータ10を冷却する。   The radiator 23 is a device for radiating heat of the cooling water. The cooling water containing the heat of the inverter 10 is radiated by the radiator 23. Then, the cooling water radiated by the radiator 23 is sent to the pump 21 through the flow path 22. The radiator 23 dissipates the heat of the inverter 10 through the cooling water, so that the cooling device 20 cools the inverter 10.

第1温度センサ24は、パワーモジュール11の温度を検出するための温度センサである。第1温度センサ24は、図1に示すように、パワーモジュール11の内側に設置されている。第1温度センサ24は、検出した温度をパワーモジュール温度Tsとしてコントローラ30に出力する。   The first temperature sensor 24 is a temperature sensor for detecting the temperature of the power module 11. As shown in FIG. 1, the first temperature sensor 24 is installed inside the power module 11. The first temperature sensor 24 outputs the detected temperature to the controller 30 as the power module temperature Ts.

第2温度センサ25は、冷却水の温度を検出するための温度センサである。本実施形態においては、第2温度センサ25は、図1に示すように、インバータ10の周囲に設けられた流路22に設置されている。第2温度センサ25は、検出した温度を水温Twとしてコントローラ30に出力する。   The second temperature sensor 25 is a temperature sensor for detecting the temperature of the cooling water. In the present embodiment, the second temperature sensor 25 is installed in a flow path 22 provided around the inverter 10 as shown in FIG. The second temperature sensor 25 outputs the detected temperature to the controller 30 as the water temperature Tw.

コントローラ30は、冷却装置20が冷却異常である状態か否かを検出する装置である。コントローラ30は、CPU、RAM等を備えている。コントローラ30は、冷却装置20が冷却異常である状態か否かを検出するための機能ブロックとして、異常検出部31及び閾値演算部32を備えている。   The controller 30 is a device that detects whether or not the cooling device 20 is in a cooling abnormality state. The controller 30 includes a CPU, a RAM, and the like. The controller 30 includes an abnormality detection unit 31 and a threshold value calculation unit 32 as functional blocks for detecting whether or not the cooling device 20 is in a cooling abnormality state.

ここで、冷却装置20の冷却異常の状態について説明する。冷却装置20の冷却異常の状態としては、例えば、流路22を流れる冷却水の流量の不足により、冷却装置20がインバータ10を十分に冷却できていない状態が挙げられる。例えば、流路22が詰まると、冷却水が流れなくなる状態又は冷却水が不足する状態になり、冷却装置20はインバータ10を十分に冷却できない状態になる。また、冷却装置20の冷却異常の状態としては、例えば、第1温度センサ24、第2温度センサ25が正常動作せずに、検出温度が異常値を示す状態が挙げられる。さらに、冷却装置20の冷却異常の状態としては、例えば、ポンプ21、ラジエータ23の異常動作が挙げられる。加えて、ポンプ21の異常動作には、ポンプ21自体の異常動作に限らず、コントローラ30とポンプ21間の接続不良が挙げられる。続いて、コントローラ30の各機能について説明する。   Here, the state of the cooling abnormality of the cooling device 20 will be described. As a state of the cooling abnormality of the cooling device 20, for example, a state where the cooling device 20 cannot sufficiently cool the inverter 10 due to a lack of the flow rate of the cooling water flowing through the flow path 22 can be cited. For example, when the flow path 22 is clogged, the cooling water does not flow or the cooling water becomes insufficient, and the cooling device 20 cannot sufficiently cool the inverter 10. Moreover, as the state of the cooling abnormality of the cooling device 20, for example, the first temperature sensor 24 and the second temperature sensor 25 do not operate normally and the detected temperature shows an abnormal value. Furthermore, examples of the abnormal cooling state of the cooling device 20 include abnormal operation of the pump 21 and the radiator 23. In addition, the abnormal operation of the pump 21 is not limited to the abnormal operation of the pump 21 itself, but includes a connection failure between the controller 30 and the pump 21. Subsequently, each function of the controller 30 will be described.

異常検出部31は、冷却装置20が冷却異常の状態である状態か否かを判定する。異常検出部31には、第1温度センサ24により検出されたパワーモジュール温度Ts、第2温度センサ25により検出された水温Tw,及び閾値演算部32で演算された閾値ΔTthが入力される。閾値ΔTthについては後述するが、冷却装置20が冷却異常の状態である状態か否かを判定するための閾値である。異常検出部31は、パワーモジュール温度Tsと水温Twとの関係及び閾値ΔTthに基づいて冷却異常の状態を検出する。具体的には、異常検出部31は、パワーモジュール温度Tsと水温Twの温度差ΔT(=Ts−Tw)を演算し、温度差ΔTが閾値ΔTthより大きい場合に、冷却異常の状態であると判定する。異常検出部31は、温度差ΔTが閾値ΔTth以下の場合に、正常状態であると判定する。なお、冷却異常の状態であると判定する方法は、温度差ΔTと閾値ΔTthとを比較する方法に限られない。例えば、異常検出部31は、パワーモジュール温度Tsと水温Twの比率を演算し、当該比率と閾値ΔTthとを比較する方法により、冷却異常の状態であると判定してもよい。 The abnormality detection unit 31 determines whether or not the cooling device 20 is in a cooling abnormality state. The abnormality detection unit 31 receives the power module temperature Ts detected by the first temperature sensor 24, the water temperature Tw detected by the second temperature sensor 25, and the threshold value ΔT th calculated by the threshold calculation unit 32. Although the threshold value ΔT th will be described later, it is a threshold value for determining whether or not the cooling device 20 is in a cooling abnormal state. The abnormality detection unit 31 detects a cooling abnormality state based on the relationship between the power module temperature Ts and the water temperature Tw and the threshold value ΔT th . Specifically, the abnormality detection unit 31 calculates a temperature difference ΔT (= Ts−Tw) between the power module temperature Ts and the water temperature Tw, and is in a cooling abnormality state when the temperature difference ΔT is larger than the threshold value ΔT th. Is determined. The abnormality detection unit 31 determines that the state is normal when the temperature difference ΔT is equal to or less than the threshold value ΔT th . Note that the method of determining that the cooling is abnormal is not limited to the method of comparing the temperature difference ΔT and the threshold value ΔT th . For example, the abnormality detection unit 31 may determine that the state of cooling abnormality is present by calculating a ratio between the power module temperature Ts and the water temperature Tw and comparing the ratio with the threshold value ΔT th .

次に、図3を用いて、温度差ΔTについて冷却水の流量特性を説明する。図3は、温度差ΔTについて冷却水の流量特性を示すグラフである。図3に示すグラフの縦軸は温度を示し、横軸は冷却水の流量を示すグラフである。図3に示す温度差ΔTexはパワーモジュール温度Tsと水温Twとの温度差ΔTを示している。図3に示すグラフは、温度差ΔTexが冷却水の流量に対してどのように推移するかを示すグラフである。図3に示すように、冷却水の流量が流量FR1から流量FR2まで増加すると、温度差ΔTexは温度差ΔT1から温度差ΔT2まで減少する。さらに、冷却水の流量が流量FR2から流量FR3まで増加すると、温度差ΔTexは温度差ΔT2から温度差ΔT3まで減少する。つまり、冷却水の流量が増加するにつれて、パワーモジュール温度Tsと水温Twとの温度差が小さくなることを示している。これは、インバータ10と冷却水との熱交換には、冷却水の流量が関係しているためである。 Next, the flow characteristics of the cooling water with respect to the temperature difference ΔT will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a graph showing the flow rate characteristic of the cooling water with respect to the temperature difference ΔT. The vertical axis of the graph shown in FIG. 3 indicates the temperature, and the horizontal axis indicates the flow rate of the cooling water. A temperature difference ΔT ex shown in FIG. 3 indicates a temperature difference ΔT between the power module temperature Ts and the water temperature Tw. The graph shown in FIG. 3 is a graph showing how the temperature difference ΔT ex changes with respect to the flow rate of the cooling water. As shown in FIG. 3, the flow rate of the cooling water when increasing the flow rate FR1 to flow FR2, the temperature difference [Delta] T ex decreases from the temperature difference ΔT1 to a temperature difference Delta] T2. Further, when the flow rate of the cooling water is increased from the flow rate FR2 to flow FR3, the temperature difference [Delta] T ex decreases from the temperature difference ΔT2 to a temperature difference .DELTA.T3. That is, the temperature difference between the power module temperature Ts and the water temperature Tw decreases as the flow rate of the cooling water increases. This is because the flow rate of the cooling water is related to the heat exchange between the inverter 10 and the cooling water.

ここで、本実施形態とは異なり、冷却異常の状態を判定する閾値ΔTthを固定する場合の比較例に係る冷却異常検出装置について、図4、5を用いて説明する。比較例に係る冷却異常検出装置は、本実施形態に係るコントローラ30と異なるコントローラを備えている点以外については、本実施形態に係る冷却異常検出装置100と同様の構成である。以降の説明においては、比較例に係るコントローラは、本実施形態におけるコントローラ30の異常検出部31と同様の機能を有しているものとして説明する。 Here, unlike the present embodiment, a cooling abnormality detection apparatus according to a comparative example in which the threshold value ΔT th for determining the state of cooling abnormality is fixed will be described with reference to FIGS. The cooling abnormality detection device according to the comparative example has the same configuration as that of the cooling abnormality detection device 100 according to this embodiment, except that a controller different from the controller 30 according to this embodiment is provided. In the following description, the controller according to the comparative example will be described as having the same function as the abnormality detection unit 31 of the controller 30 in the present embodiment.

図4は、比較例に係る冷却異常検出装置が冷却装置20の状態を誤検出することを説明するためのグラフである。図4に示すグラフは、閾値ΔTth1以外は、図3に示すグラフと同様であるため、説明は省略する。図4に示す閾値Tth1は、上述した閾値の一例(温度差ΔT3<閾値ΔTth1<温度差ΔT2)を示している。例えば、図4に示すように、冷却水の流量と無関係に閾値ΔTthを閾値ΔTth1で固定する。冷却水の流量が流量FR3の時には、温度差ΔT3が閾値ΔTth1以下であるため、比較例に係るコントローラは冷却装置20が正常状態であると判定する。そして、パワーモジュール11が冷却装置20により冷却されると、水温Twが下がるため、外部コントローラ101はポンプ21の消費電力を抑制するために、冷却水の流量は流量FR3から流量FR2へ減少させるように、ポンプ21を制御する。冷却水の流量が流量FR2の時には、温度差ΔT2が閾値ΔTth1より大きいため、比較例に係るコントローラは冷却装置20が冷却異常の状態であると判定する。つまり、閾値ΔTthを固定値(例えば、図5に示す閾値ΔTth1)に設定すると、比較例に係るコントローラは、冷却装置20が正常状態にも関わらず冷却異常の状態であると誤検出してしまう。 FIG. 4 is a graph for explaining that the cooling abnormality detection device according to the comparative example erroneously detects the state of the cooling device 20. The graph shown in FIG. 4 is the same as the graph shown in FIG. 3 except for the threshold value ΔT th 1, and a description thereof will be omitted. The threshold value T th 1 shown in FIG. 4 shows an example of the above-described threshold value (temperature difference ΔT 3 <threshold value ΔT th 1 <temperature difference ΔT 2). For example, as shown in FIG. 4, it is fixed regardless of the cooling water flow rate threshold [Delta] T th in the threshold [Delta] T th 1. When the flow rate of the cooling water is the flow rate FR3, since the temperature difference ΔT3 is equal to or less than the threshold value ΔT th 1, the controller according to the comparative example determines that the cooling device 20 is in a normal state. Then, when the power module 11 is cooled by the cooling device 20, the water temperature Tw is lowered, so that the external controller 101 reduces the flow rate of the cooling water from the flow rate FR3 to the flow rate FR2 in order to suppress the power consumption of the pump 21. Next, the pump 21 is controlled. When the flow rate of the cooling water is the flow rate FR2, since the temperature difference ΔT2 is larger than the threshold value ΔT th 1, the controller according to the comparative example determines that the cooling device 20 is in an abnormal cooling state. That is, when the threshold value ΔT th is set to a fixed value (for example, the threshold value ΔT th 1 shown in FIG. 5), the controller according to the comparative example erroneously detects that the cooling device 20 is in the abnormal cooling state despite the normal state. Resulting in.

図5は、比較例に係る冷却異常検出装置が冷却異常の状態を検出した際の半導体素子の温度について説明するためのグラフである。図5に示すグラフは、閾値ΔTth2、温度差ΔTover以外は、図3に示すグラフと同様であるため、説明は省略する。図5では、流量FR1(<流量FR2,FR3)は、冷却水の流量の仕様下限値を示している。閾値ΔTth2は温度差ΔT1より大きな値の閾値の一例であり、冷却水の流量が当該仕様下限値であっても冷却装置20の冷却異常の状態を判定することができる閾値ΔTthを示している。例えば、閾値ΔTthを閾値Tth2で固定すると、冷却水の流量が流量FR1の時には、温度差ΔT1が閾値ΔTth2以下であるため、比較例に係るコントローラは冷却装置20が正常状態であると判定する。そして、冷却水の流量が流量FR2(>流量FR1)の時には、温度差ΔT2が閾値ΔTth2以下であるため、比較例に係るコントローラは、冷却装置20が正常状態であると判定する。ここで、冷却装置20の冷却異常の状態を検出した際の半導体素子の温度について説明する。例えば、冷却水の流量が流量FR3の時に、パワーモジュール11の半導体素子が何らかの原因で発熱して温度上昇し、温度差ΔTが温度差ΔT3より大きくなるとする。図5に示すように、半導体素子の発熱により温度差ΔTが閾値ΔTth2より大きい温度差ΔToverになると、比較例に係るコントローラは、冷却装置20が冷却異常の状態と判定する。つまり、温度差ΔTが温度差ΔToverになるまで半導体素子が温度上昇しないと、比較例に係るコントローラは冷却装置20が冷却異常の状態と判定しない。そのため、比較例に係るコントローラが冷却異常の状態を検出した際には、半導体素子の温度は保護温度範囲を超えている可能性がある。つまり、閾値ΔTthを固定値(例えば、図5に示す閾値ΔTth2)に設定すると、冷却装置20が冷却異常の状態であると判定した際に、半導体素子を保護できない可能性がある。 FIG. 5 is a graph for explaining the temperature of the semiconductor element when the cooling abnormality detection device according to the comparative example detects the state of the cooling abnormality. The graph shown in FIG. 5 is the same as the graph shown in FIG. 3 except for the threshold value ΔT th 2 and the temperature difference ΔT over , and thus the description thereof is omitted. In FIG. 5, the flow rate FR1 (<flow rates FR2, FR3) indicates the lower limit specification value of the flow rate of the cooling water. The threshold value ΔT th 2 is an example of a threshold value that is larger than the temperature difference ΔT1, and indicates the threshold value ΔT th that can determine the state of abnormal cooling of the cooling device 20 even if the flow rate of the cooling water is the specification lower limit value. ing. For example, when the threshold value ΔT th is fixed at the threshold value T th 2, when the flow rate of the cooling water is the flow rate FR1, the temperature difference ΔT1 is equal to or less than the threshold value ΔT th 2. Judge that there is. When the flow rate of the cooling water is the flow rate FR2 (> flow rate FR1), the temperature difference ΔT2 is equal to or less than the threshold value ΔT th 2, and therefore the controller according to the comparative example determines that the cooling device 20 is in a normal state. Here, the temperature of the semiconductor element when the cooling abnormality state of the cooling device 20 is detected will be described. For example, it is assumed that when the flow rate of the cooling water is the flow rate FR3, the semiconductor element of the power module 11 generates heat for some reason and the temperature rises, and the temperature difference ΔT becomes larger than the temperature difference ΔT3. As shown in FIG. 5, when the temperature difference ΔT becomes a temperature difference ΔT over that is greater than the threshold value ΔT th 2 due to heat generation of the semiconductor element, the controller according to the comparative example determines that the cooling device 20 is in a cooling abnormality state. That is, if the temperature of the semiconductor element does not rise until the temperature difference ΔT becomes the temperature difference ΔT over , the controller according to the comparative example does not determine that the cooling device 20 is in the abnormal cooling state. Therefore, when the controller according to the comparative example detects a cooling abnormality state, the temperature of the semiconductor element may exceed the protection temperature range. That is, if the threshold value ΔT th is set to a fixed value (for example, the threshold value ΔT th 2 shown in FIG. 5), the semiconductor device may not be protected when it is determined that the cooling device 20 is in a cooling abnormality state.

このように、閾値ΔTthを固定すると、冷却装置20の状態について誤検出し、又は冷却異常検出時における半導体素子を十分に保護できないため、閾値ΔTthを冷却水の流量に応じて適切に設定する必要がある。本実施形態の冷却異常検出装置100は、コントローラ30の閾値演算部32により閾値ΔTthを冷却水の流量に応じて適切に設定する。 Thus, when fixing the threshold [Delta] T th, and erroneous detection for the state of the cooling device 20, or can not adequately protect the semiconductor device during the cooling abnormality detection, appropriately set in accordance with the threshold value [Delta] T th the flow rate of the cooling water There is a need to. In the cooling abnormality detection device 100 of the present embodiment, the threshold value calculation unit 32 of the controller 30 appropriately sets the threshold value ΔT th according to the flow rate of the cooling water.

再び、図1に戻り、コントローラ30の機能について説明する。   Returning to FIG. 1 again, the function of the controller 30 will be described.

閾値演算部32には、外部コントローラ101からポンプ制御信号WPが入力される。閾値演算部32は、冷却装置20が冷却異常である状態であるか否かを判定する閾値ΔTthを演算する。また、閾値演算部32は、演算した閾値ΔTthを異常検出部31へ出力する。本実施形態においては、閾値演算部32は、ポンプ制御信号WPに基づいて閾値ΔTthを演算する。閾値演算部32は、まず、ポンプ制御信号WPで表される冷却水の流量を演算する。例えば、閾値演算部32は、ポンプ制御信号WPと冷却水の流量との関係を予めマップとしてRAMに蓄積しておくことで、ポンプ制御信号WPから冷却水の流量を演算する。本実施形態においては、ポンプ制御信号WPと冷却水の流量との関係は1対1の関係として説明する。そして、閾値演算部32は、演算した冷却水の流量が予め設定される所定値を超えるか否かで、閾値ΔTthを切り替える。なお、ポンプ制御信号WPと冷却水の流量との関係は1対1の関係に限定されない。 A pump control signal WP is input from the external controller 101 to the threshold value calculation unit 32. The threshold value calculation unit 32 calculates a threshold value ΔT th for determining whether or not the cooling device 20 is in a cooling abnormality state. Further, the threshold value calculation unit 32 outputs the calculated threshold value ΔT th to the abnormality detection unit 31. In the present embodiment, the threshold value calculation unit 32 calculates a threshold value ΔT th based on the pump control signal WP. The threshold calculation unit 32 first calculates the flow rate of the cooling water represented by the pump control signal WP. For example, the threshold value calculation unit 32 calculates the flow rate of the cooling water from the pump control signal WP by storing the relationship between the pump control signal WP and the flow rate of the cooling water in the RAM as a map in advance. In the present embodiment, the relationship between the pump control signal WP and the flow rate of the cooling water will be described as a one-to-one relationship. Then, the threshold value calculation unit 32 switches the threshold value ΔT th depending on whether or not the calculated coolant flow rate exceeds a predetermined value. Note that the relationship between the pump control signal WP and the flow rate of the cooling water is not limited to a one-to-one relationship.

図6は、ポンプ制御信号WPによる閾値ΔTthの設定方法を示す一例である。図6に示すグラフの縦軸は閾値ΔTthを示し、横軸はポンプ制御信号WPで表される冷却水の流量を示す。閾値演算部32は、ポンプ制御信号WPが予め設定される所定値を超えるか否かで、閾値ΔTthを切り替える。図6に示すように、例えば、閾値演算部32は、ポンプ制御信号WPが予め設定される所定値WP3以上になると、すなわち、冷却水の流量が所定値以上になると、閾値ΔTthを閾値ΔTth3から閾値ΔTth4(<閾値ΔTth3)へ切り替える。反対に、閾値演算部32は、ポンプ制御信号WPが予め設定される所定値WP3未満になると、すなわち、冷却水の流量が所定値未満になると、閾値ΔTthを閾値ΔTth4から閾値ΔTth3へ切り替える。 FIG. 6 is an example showing a method for setting the threshold value ΔT th by the pump control signal WP. The vertical axis of the graph shown in FIG. 6 indicates the threshold value ΔT th , and the horizontal axis indicates the flow rate of the cooling water represented by the pump control signal WP. The threshold value calculation unit 32 switches the threshold value ΔT th depending on whether or not the pump control signal WP exceeds a predetermined value set in advance. As shown in FIG. 6, for example, the threshold value calculation unit 32 sets the threshold value ΔT th to the threshold value ΔT when the pump control signal WP is equal to or higher than a predetermined value WP3 that is set in advance, that is, when the flow rate of the cooling water is equal to or higher than the predetermined value. Switching from th 3 to threshold value ΔT th 4 (<threshold value ΔT th 3). Conversely, the threshold calculating section 32, becomes less than the predetermined value WP3 pump control signal WP is set in advance, i.e., the flow rate of the cooling water is less than a predetermined value, the threshold [Delta] T th the threshold [Delta] T th from the threshold [Delta] T th 4 Switch to 3.

次に、コントローラ30が冷却装置20の冷却異常を検出した場合に実行する機能について説明する。コントローラ30は、提示装置(図示しない)と外部コントローラ101と接続されている。コントローラ30は、異常検出部31で冷却装置20の冷却異常の状態を検出すると、冷却装置20に対する保護動作を実施する。コントローラ30は、冷却装置20が冷却異常の状態であることを示す信号を、提示装置に出力する。提示装置は、冷却装置20が冷却異常の状態であることを、ディスプレイに示したりランプで点灯させることで、電動車両の運転手に知らせる。また、コントローラ30は、パワーモジュール11の半導体素子に流す電流を制限することを示す信号を、外部コントローラ101に出力する。コントローラ30は、冷却装置20の冷却異常の状態によりインバータ10が異常状態となる前にフェールセーフ処理を実行する。   Next, functions executed when the controller 30 detects a cooling abnormality of the cooling device 20 will be described. The controller 30 is connected to a presentation device (not shown) and the external controller 101. When the abnormality detection unit 31 detects the cooling abnormality state of the cooling device 20, the controller 30 performs a protection operation on the cooling device 20. The controller 30 outputs a signal indicating that the cooling device 20 is in an abnormal cooling state to the presentation device. The presentation device notifies the driver of the electric vehicle by indicating that the cooling device 20 is in an abnormal cooling state or lighting the lamp with a lamp. In addition, the controller 30 outputs a signal indicating that the current flowing through the semiconductor element of the power module 11 is limited to the external controller 101. The controller 30 executes fail-safe processing before the inverter 10 becomes abnormal due to the abnormal cooling state of the cooling device 20.

図7は、本実施形態に係る冷却異常検出装置100の冷却異常判定処理フローを示すフローチャートである。なお、図7に示す冷却異常判定処理は、コントローラ30により、一定の時間間隔で繰り返し行われる。   FIG. 7 is a flowchart showing a cooling abnormality determination processing flow of the cooling abnormality detection apparatus 100 according to the present embodiment. The cooling abnormality determination process shown in FIG. 7 is repeatedly performed by the controller 30 at regular time intervals.

まず、ステップS101では、コントローラ30の閾値演算部32は閾値ΔTthを演算する。図4に示すように、閾値演算部32は、ポンプ制御信号WPが予め設定される所定値WP3以上の場合には、閾値ΔTthを閾値ΔTth4に設定し、ポンプ制御信号WPが予め設定される所定値WP3未満の場合には、閾値ΔTthを閾値ΔTth3(>閾値ΔTth4)に設定する。そして、閾値演算部32は、コントローラ30の異常検出部31に演算した閾値ΔTthを出力する。 First, in step S101, the threshold calculation unit 32 of the controller 30 calculates a threshold ΔT th . As shown in FIG. 4, when the pump control signal WP is greater than or equal to a predetermined value WP3 that is set in advance, the threshold value calculation unit 32 sets the threshold value ΔT th to the threshold value ΔT th 4 and the pump control signal WP is set in advance. If it is less than the predetermined value WP3, the threshold value ΔT th is set to the threshold value ΔT th 3 (> threshold value ΔT th 4). Then, the threshold value calculation unit 32 outputs the calculated threshold value ΔT th to the abnormality detection unit 31 of the controller 30.

ステップS102では、第1温度センサ24はパワーモジュール温度Tsを検出し、第2温度センサ25は水温Twを検出する。そして、第1温度センサ24はパワーモジュール温度Tsを異常検出部31に出力する。第2温度センサ25は水温Twを異常検出部31に出力する。   In step S102, the first temperature sensor 24 detects the power module temperature Ts, and the second temperature sensor 25 detects the water temperature Tw. Then, the first temperature sensor 24 outputs the power module temperature Ts to the abnormality detection unit 31. The second temperature sensor 25 outputs the water temperature Tw to the abnormality detection unit 31.

ステップS103では、コントローラ30の異常検出部31はパワーモジュール温度Tsと水温Twとの温度差ΔTを演算する。ステップS104では、コントローラ30の異常検出部31は温度差ΔTと閾値ΔTthとを比較する。具体的には、コントローラ30の異常検出部31は温度差ΔTが閾値ΔTthより大きいか否かを判定する。温度差ΔTが閾値ΔTthより大きい場合には、ステップS105へ進み、温度差ΔTが閾値ΔTth以下の場合には、ステップS106へ進む。 In step S103, the abnormality detection unit 31 of the controller 30 calculates a temperature difference ΔT between the power module temperature Ts and the water temperature Tw. In step S104, the abnormality detection unit 31 of the controller 30 compares the temperature difference ΔT with the threshold value ΔT th . Specifically, the abnormality detection unit 31 of the controller 30 determines whether or not the temperature difference ΔT is larger than the threshold value ΔT th . When the temperature difference ΔT is larger than the threshold value ΔT th , the process proceeds to step S105, and when the temperature difference ΔT is equal to or smaller than the threshold value ΔT th , the process proceeds to step S106.

ステップS105では、コントローラ30の異常検出部31は冷却装置20が冷却異常の状態であると判定する。そして、コントローラ30はインバータ10に対する保護動作を実施する。例えば、コントローラ30は、提示装置に冷却異常の状態を示す信号を出力する。また、コントローラ30は、パワーモジュール11の半導体素子に流れる電流を制限する信号を外部コントローラ101に出力する。ステップS106では、コントローラ30の異常検出部31は冷却装置20が正常状態であると判定する。   In step S105, the abnormality detection unit 31 of the controller 30 determines that the cooling device 20 is in a cooling abnormality state. Then, the controller 30 performs a protection operation for the inverter 10. For example, the controller 30 outputs a signal indicating an abnormal cooling state to the presentation device. In addition, the controller 30 outputs a signal for limiting the current flowing through the semiconductor element of the power module 11 to the external controller 101. In step S106, the abnormality detection unit 31 of the controller 30 determines that the cooling device 20 is in a normal state.

次に、冷却異常検出装置100を電動車両に適用した場合のシミュレーション結果を用いて、本発明の効果を説明する。図8は、冷却異常時における半導体素子及び温度差ΔTのシミュレーション結果である。図8に示すシミュレーション結果の縦軸は温度を示し、横軸は時間を示す。冷却水の流量が0[l/m]の状態、すなわち、流路22の水詰まりが起きた状態(冷却異常時)を条件としてシミュレーションを実施した。   Next, the effect of the present invention will be described using simulation results when the cooling abnormality detection device 100 is applied to an electric vehicle. FIG. 8 is a simulation result of the semiconductor element and the temperature difference ΔT at the time of abnormal cooling. The vertical axis of the simulation result shown in FIG. 8 indicates temperature, and the horizontal axis indicates time. The simulation was carried out under the condition that the flow rate of the cooling water was 0 [l / m], that is, the state in which the flow path 22 was clogged (when cooling was abnormal).

冷却異常時における半導体素子は、図8に示すS_0のように、時間に対して温度変化する。すなわち、半導体素子は温度Ts_minからスタートし、スタート直後に大きく温度上昇する。その後、半導体素子は時間経過とともにスタート直後よりも緩やかに温度上昇する。そして、時間が時間t_maxまで経過すると、半導体素子は保護温度の上限温度Ts_maxに到達する。冷却異常時における温度差ΔTは、図8に示す温度差ΔT_0のように、時間に対して温度変化する。すなわち、温度差ΔT_0は温度0[℃]からスタートし、時間経過とともに、ほぼ一定の温度上昇率を保ったまま温度上昇する。 The temperature of the semiconductor element at the time of abnormal cooling changes with time as indicated by S_0 shown in FIG. That is, the semiconductor element starts from the temperature Ts_min , and the temperature rises greatly immediately after the start. Thereafter, the temperature of the semiconductor element rises more gradually with time than immediately after the start. When the time elapses until time t_max , the semiconductor element reaches the upper limit temperature Ts_max of the protection temperature. The temperature difference ΔT at the time of abnormal cooling changes with time as the temperature difference ΔT — 0 shown in FIG. That is, the temperature difference ΔT — 0 starts from a temperature of 0 [° C.] and increases with time while maintaining a substantially constant temperature increase rate.

閾値ΔTthを閾値ΔTth_0(>0[℃])に設定すると、冷却異常時における温度差ΔTは、時間t_detにおいて、閾値ΔTth_0と交差する。すなわち、冷却異常時における温度差ΔTは、時間t_detにおいて、温度差ΔTが閾値ΔTth_0より大きくなる。そのため、当該時間t_detにおいて、コントローラ30の異常検出部31は冷却装置20が冷却異常の状態であることを検出する。 When the threshold value [Delta] T th is set to the threshold value ΔT th_0 (> 0 [℃] ), the temperature difference [Delta] T during the cooling abnormality, at time t _Det, crossing the threshold ΔT th_0. That is, the temperature difference ΔT at the time of abnormal cooling becomes greater than the threshold value ΔT th — 0 at time t_det . Therefore, at the time t_det , the abnormality detection unit 31 of the controller 30 detects that the cooling device 20 is in a cooling abnormality state.

ここで、仮に、閾値ΔTthを閾値ΔTth_0より大きい閾値ΔTth_maxに設定した場合について説明する。閾値ΔTth_maxは、半導体素子が保護温度の上限温度Ts_maxになる時に、コントローラ30の異常検出部31は冷却装置20が冷却異常の状態であること検出する閾値である。このため、閾値ΔTthを閾値ΔTth_maxに設定すると、冷却異常が検出された際において半導体素子は保護温度の上限温度Ts_maxになり、半導体素子は十分に保護されない。 Here, if, the case where the threshold value is set [Delta] T th the threshold [Delta] T Th_0 larger than the threshold value [Delta] T Th_max. Threshold [Delta] T Th_max, when the semiconductor element is the upper limit temperature Ts _max protection temperature, the abnormality detecting unit 31 of the controller 30 is a threshold for detecting that the cooling device 20 is in the state of the cooling abnormality. Therefore, setting the threshold value [Delta] T th the threshold [Delta] T Th_max, semiconductor devices in when cooling abnormality is detected becomes the upper limit temperature Ts _max protection temperature, the semiconductor element is not sufficiently protected.

本実施形態では、コントローラ30の閾値演算部32により、時間t_detにおける閾値ΔTthを閾値ΔTth_maxより低い閾値ΔTth_0に設定している。そのため、冷却異常が検出された際において(t_detにおいて)、半導体素子は保護温度の上限温度Ts_maxより低い温度になる。つまり、閾値ΔTthを閾値ΔTth_maxより低い閾値ΔTth_0に設定することで、コントローラ30の異常検出部31は、半導体素子が保護温度の上限温度Ts_maxを超える前に、冷却装置20が冷却異常の状態であることを検出する。言い換えると、冷却装置20の冷却異常を検出した時間t_detの時点で、半導体素子は保護温度の範囲内であり、半導体素子は十分に保護されている。 In the present embodiment, the threshold value calculation unit 32 of the controller 30 sets the threshold value ΔT th at time t_det to a threshold value ΔT th_0 lower than the threshold value ΔT th_max . Consequently, when the cooling abnormality is detected (at t _det), the semiconductor device becomes lower than the upper limit temperature Ts _max protection temperature. In other words, by setting the threshold value [Delta] T th the threshold [Delta] T Th_max lower threshold [Delta] T Th_0, the abnormality detecting unit 31 of the controller 30, before the semiconductor element is greater than the upper limit temperature Ts _max protection temperature, the cooling device 20 is abnormal cooling It is detected that the state is. In other words, at the time t_det when the cooling abnormality of the cooling device 20 is detected, the semiconductor element is within the protection temperature range, and the semiconductor element is sufficiently protected.

さらに、冷却装置20が正常状態であって、冷却水の流量が仕様下限値における温度差ΔTは、図8に示す温度差ΔT_lowのように、時間に対して温度変化する。すなわち、温度差ΔT_lowは温度0[℃]からスタートし、時間経過とともに、温度差ΔT_0の温度上昇率よりも低い温度上昇率を保ったまま温度上昇する。温度差ΔT_lowの温度上昇率は、冷却異常時における温度差ΔT_0の温度上昇率より低い。そのため、時間t_detの時点で、冷却装置20が冷却異常の状態であると判定するために、閾値ΔTthを温度差ΔT_lowより高い閾値ΔTth_0に設定すると、温度差ΔT_lowは、閾値ΔTth_0と交差しない。すなわち、冷却装置20が正常状態であって、冷却水の流量が仕様下限値であっても、冷却異常検出装置100は、誤って冷却装置20が冷却異常の状態であると判定しない。つまり、冷却異常検出装置100は冷却装置20が正常な状態であるにも関わらず冷却装置20の状態について誤検出しない。 Further, the temperature difference ΔT when the cooling device 20 is in a normal state and the flow rate of the cooling water is the specification lower limit value changes with time as the temperature difference ΔT_low shown in FIG. That is, the temperature difference [Delta] T _Low starts at a temperature 0 [° C.], with time, temperature rise while maintaining a low temperature increase rate than the temperature increase rate of the temperature difference [Delta] T _0. Temperature rise rate of the temperature difference [Delta] T _Low is lower than the temperature increase rate of the temperature difference [Delta] T _0 during the cooling abnormality. Therefore, at time t _Det, to the cooling device 20 is determined to be in the state of the cooling abnormality, setting the threshold value [Delta] T th to the temperature difference [Delta] T _Low higher threshold [Delta] T Th_0, the temperature difference [Delta] T _Low, the threshold [Delta] T Do not cross th_0 . That is, even when the cooling device 20 is in a normal state and the flow rate of the cooling water is the specification lower limit value, the cooling abnormality detection device 100 does not erroneously determine that the cooling device 20 is in a cooling abnormality state. That is, the cooling abnormality detection device 100 does not erroneously detect the state of the cooling device 20 even though the cooling device 20 is in a normal state.

このように、本発明の効果をシミュレーションにより確認することができた。   Thus, the effect of the present invention could be confirmed by simulation.

以上のように、本実施形態に係る冷却異常検出装置100は、冷却水を循環させてパワーモジュール11を冷却する冷却装置20と、冷却装置20が冷却異常の状態であることを検出するコントローラ30とを備える。コントローラ30は、冷却装置20が冷却異常の状態であるか否かを判定する閾値ΔTthを冷却水の流量に応じて設定する。そして、コントローラ30は、第1温度センサ24により検出されたパワーモジュール温度Tsと第2温度センサ25により検出された水温Twとの関係及び閾値ΔTthに基づいて、冷却装置20の冷却異常の状態を検出する。これにより、冷却水の流量に応じて冷却装置20が冷却異常の状態であることを適切に検出できる。その結果、冷却装置20の状態を誤検出することを防ぎ、かつ、冷却異常の状態の検出時における半導体素子を保護することができる。 As described above, the cooling abnormality detection device 100 according to this embodiment includes the cooling device 20 that circulates cooling water to cool the power module 11 and the controller 30 that detects that the cooling device 20 is in a cooling abnormality state. With. The controller 30 sets a threshold value ΔT th for determining whether or not the cooling device 20 is in an abnormal cooling state according to the flow rate of the cooling water. Then, the controller 30 determines whether the cooling device 20 is in an abnormal cooling state based on the relationship between the power module temperature Ts detected by the first temperature sensor 24 and the water temperature Tw detected by the second temperature sensor 25 and the threshold value ΔT th. Is detected. Thereby, according to the flow volume of cooling water, it can detect appropriately that cooling device 20 is in the state of abnormal cooling. As a result, it is possible to prevent erroneous detection of the state of the cooling device 20 and to protect the semiconductor element when detecting a state of abnormal cooling.

また、本実施形態に係る冷却異常検出装置100において、コントローラ30は、パワーモジュール温度Tsと水温Twとの温度差ΔTが閾値ΔTthより大きい場合に、冷却装置20が冷却異常の状態であると判定する。これにより、パワーモジュール11の半導体素子が発熱すると、パワーモジュール温度Tsは半導体素子の発熱に応じて温度上昇するため、温度差ΔTが冷却装置20の冷却異常の状態を判定する閾値ΔTthよりも大きくなる。その結果、適切に冷却装置20の冷却異常の状態を検出できる。 In the cooling abnormality detection device 100 according to the present embodiment, the controller 30 determines that the cooling device 20 is in a cooling abnormality state when the temperature difference ΔT between the power module temperature Ts and the water temperature Tw is greater than the threshold value ΔT th. judge. As a result, when the semiconductor element of the power module 11 generates heat, the power module temperature Ts rises according to the heat generation of the semiconductor element. Therefore, the temperature difference ΔT is greater than the threshold value ΔT th for determining the cooling abnormality state of the cooling device 20. growing. As a result, the state of the cooling abnormality of the cooling device 20 can be detected appropriately.

さらに、本実施形態に係る冷却異常検出装置100において、冷却装置20は、冷却水が流れる流路22と、冷却水の流量を制御するポンプ制御信号WPに基づいて流路22に冷却水を送るポンプ21とを含む。そして、コントローラ30は、ポンプ制御信号WPに基づいて冷却水の流量を演算し、演算した冷却水の流量に基づいて閾値ΔTthを設定する。これにより、ポンプ21が送る冷却水の流量に応じて適切な閾値ΔTthを設定することができる。その結果、冷却装置20が冷却異常の状態であることを冷却水の流量に応じて適切に検出できる。さらに、ポンプ21の異常状態及びポンプ21と外部コントローラ101間の接続不良についても冷却異常の状態として検出できる。 Furthermore, in the cooling abnormality detection device 100 according to the present embodiment, the cooling device 20 sends the cooling water to the flow channel 22 based on the flow channel 22 through which the cooling water flows and the pump control signal WP that controls the flow rate of the cooling water. A pump 21. Then, the controller 30 calculates the flow rate of the cooling water based on the pump control signal WP, and sets the threshold value ΔT th based on the calculated flow rate of the cooling water. Thereby, an appropriate threshold value ΔT th can be set according to the flow rate of the cooling water sent by the pump 21. As a result, it is possible to appropriately detect that the cooling device 20 is in an abnormal cooling state according to the flow rate of the cooling water. Furthermore, an abnormal state of the pump 21 and a poor connection between the pump 21 and the external controller 101 can also be detected as a state of abnormal cooling.

加えて、本実施形態に係る冷却異常検出装置100において、コントローラ30は、冷却水の流量が予め設定される所定値を超えるか否かで閾値ΔTthを切り替える。これにより、冷却装置20の冷却異常の状態を判定する閾値ΔTthを冷却水の流量に応じて設定することができる。 In addition, in the cooling abnormality detection device 100 according to the present embodiment, the controller 30 switches the threshold value ΔT th depending on whether or not the flow rate of the cooling water exceeds a predetermined value set in advance. Thereby, threshold value (DELTA) Tth which determines the state of the cooling abnormality of the cooling device 20 can be set according to the flow volume of cooling water.

上述した実施形態では、コントローラ30の閾値演算部32は、図6に示すような設定方法により閾値ΔTthを設定する構成を例示したが、この構成に限定されない。図9は、ポンプ制御信号WPによる閾値ΔTthの設定方法を示す一例である。図9に示す縦軸及び横軸は、図6に示す縦軸及び横軸と同じであるため、説明は省略する。閾値演算部32は、図9に示すように、ポンプ制御信号WPで表される冷却水の流量が増加すると、一定の割合で減少するように閾値ΔTthを設定する。具体的には、閾値演算部32は、ポンプ制御信号WPと負の比例関係を保つように閾値ΔTthを設定する。これにより、冷却水の流量の変化に追従した閾値ΔTthを設定することができるため、冷却装置20が冷却異常の状態であることを高い精度で判定することができる。 In the embodiment described above, the threshold value calculation unit 32 of the controller 30 has exemplified the configuration in which the threshold value ΔT th is set by the setting method as illustrated in FIG. 6, but is not limited to this configuration. FIG. 9 is an example showing a method of setting the threshold value ΔT th by the pump control signal WP. The vertical axis and horizontal axis shown in FIG. 9 are the same as the vertical axis and horizontal axis shown in FIG. As shown in FIG. 9, the threshold value calculation unit 32 sets the threshold value ΔT th so as to decrease at a constant rate when the flow rate of the cooling water represented by the pump control signal WP increases. Specifically, the threshold value calculation unit 32 sets the threshold value ΔT th so as to maintain a negative proportional relationship with the pump control signal WP. Thereby, since the threshold value ΔT th following the change in the flow rate of the cooling water can be set, it can be determined with high accuracy that the cooling device 20 is in an abnormal cooling state.

≪第2実施形態≫
次に、第2実施形態に係る冷却異常検出装置200を含む冷却異常検出システム210について説明する。図10は、第2実施形態に係る冷却異常検出装置200を含む冷却異常検出システム210の構成を示す概要図である。本実施形態に係る冷却異常検出システム210は、冷却異常検出装置200と外部コントローラ101とを備える。本実施形態に係る冷却異常検出装置200は、第1実施形態に係る冷却異常検出装置100と同様の構成を有し、以下に説明する動作以外は、第1実施形態と同様に動作する。
<< Second Embodiment >>
Next, a cooling abnormality detection system 210 including the cooling abnormality detection apparatus 200 according to the second embodiment will be described. FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of a cooling abnormality detection system 210 including the cooling abnormality detection apparatus 200 according to the second embodiment. The cooling abnormality detection system 210 according to the present embodiment includes a cooling abnormality detection device 200 and an external controller 101. The cooling abnormality detection device 200 according to the present embodiment has the same configuration as the cooling abnormality detection device 100 according to the first embodiment, and operates in the same manner as in the first embodiment except for the operations described below.

コントローラ40は、第1実施形態に係るコントローラ30と比べて、閾値演算部42を備えていること及び閾値演算部42には外部コントローラ101からポンプ制御信号WPが入力されないこと以外は同様の構成を備えているため、説明は省略する。   The controller 40 has the same configuration as the controller 30 according to the first embodiment except that the controller 40 includes a threshold value calculation unit 42 and that the pump control signal WP is not input from the external controller 101 to the threshold value calculation unit 42. Since it is provided, the description is omitted.

閾値演算部42には、第2温度センサ25の検出温度である水温Twが入力される。閾値演算部42は、冷却装置20が冷却異常である状態であるか否かを判定する閾値ΔTthを演算する。また、閾値演算部42は、演算した閾値ΔTthを異常検出部31へ出力する。本実施形態においては、閾値演算部42は、水温Twに基づいて閾値ΔTthを演算する。閾値演算部42は、まず、水温Twで表される冷却水の流量を演算する。例えば、閾値演算部42は、水温Twと冷却水の流量との関係を予めマップとしてRAMに蓄積しておくことで、水温Twから冷却水の流量を演算する。本実施形態においては、水温Twと冷却水の流量との関係は1対1の関係として説明する。そして、閾値演算部42は、演算した冷却水の流量が予め設定する所定値を超えるか否かで、閾値ΔTthを切り替える。なお、水温Twと冷却水の流量との関係は1対1の関係に限定されない。 A water temperature Tw that is a temperature detected by the second temperature sensor 25 is input to the threshold value calculation unit 42. The threshold value calculation unit 42 calculates a threshold value ΔT th for determining whether or not the cooling device 20 is in a cooling abnormality state. Further, the threshold value calculation unit 42 outputs the calculated threshold value ΔT th to the abnormality detection unit 31. In the present embodiment, the threshold calculation unit 42 calculates the threshold ΔT th based on the water temperature Tw. The threshold calculation unit 42 first calculates the flow rate of the cooling water represented by the water temperature Tw. For example, the threshold value calculation unit 42 calculates the flow rate of the cooling water from the water temperature Tw by storing the relationship between the water temperature Tw and the flow rate of the cooling water in the RAM as a map in advance. In the present embodiment, the relationship between the water temperature Tw and the flow rate of the cooling water will be described as a one-to-one relationship. Then, the threshold value calculation unit 42 switches the threshold value ΔT th depending on whether or not the calculated flow rate of the cooling water exceeds a predetermined value set in advance. Note that the relationship between the water temperature Tw and the flow rate of the cooling water is not limited to a one-to-one relationship.

図11は、水温Twによる閾値ΔTthの設定方法を示す一例である。図11に示すグラフの縦軸は閾値ΔTthを示し、横軸は水温Twを示す。閾値演算部42は、図11に示すように、水温Twが予め設定される所定値を超えるか否かで、閾値ΔTthを切り替える。図11に示すように、例えば、閾値演算部42は、水温Twが予め設定される所定値Tw3以上になると、すなわち、冷却水の流量が所定値以上になると、閾値ΔTthを閾値ΔTth5から閾値ΔTth6(<閾値ΔTth5)へ切り替える。反対に、閾値演算部42は、水温Twが予め設定される所定値Tw3未満になると、すなわち、冷却水の流量が所定値未満になると、閾値ΔTthを閾値ΔTth6から閾値ΔTth5へ切り替える。これにより、冷却装置20の冷却異常の状態を判定する閾値ΔTthを冷却水の流量に応じて設定することができる。 FIG. 11 is an example illustrating a method of setting the threshold value ΔT th based on the water temperature Tw. The vertical axis of the graph shown in FIG. 11 indicates the threshold value ΔT th , and the horizontal axis indicates the water temperature Tw. As shown in FIG. 11, the threshold value calculation unit 42 switches the threshold value ΔT th depending on whether or not the water temperature Tw exceeds a predetermined value. As shown in FIG. 11, for example, the threshold value calculation unit 42 sets the threshold value ΔT th to the threshold value ΔT th 5 when the water temperature Tw is equal to or higher than a predetermined value Tw3 that is set in advance, that is, when the coolant flow rate is equal to or higher than the predetermined value. To threshold value ΔT th 6 (<threshold value ΔT th 5). Conversely, the threshold calculating unit 42, becomes less than the predetermined value Tw3 the water temperature Tw is set in advance, i.e., the flow rate of the cooling water is less than a predetermined value, the threshold value [Delta] T th 5 a threshold [Delta] T th from the threshold [Delta] T th 6 Switch. Thereby, threshold value (DELTA) Tth which determines the state of the cooling abnormality of the cooling device 20 can be set according to the flow volume of cooling water.

以上のように、本実施形態に係る冷却異常検出装置200において、コントローラ40は、水温Twに基づいて冷却水の流量を演算し、演算した冷却水に基づいて閾値ΔTthを設定する。これにより、冷却水の水温に応じて適切な閾値ΔTthを設定することができる。その結果、冷却装置20が冷却異常の状態であることを冷却水の流量に応じて適切に検出できる。 As described above, in the cooling abnormality detection device 200 according to the present embodiment, the controller 40 calculates the flow rate of the cooling water based on the water temperature Tw, and sets the threshold value ΔT th based on the calculated cooling water. Thereby, an appropriate threshold value ΔT th can be set according to the coolant temperature. As a result, it is possible to appropriately detect that the cooling device 20 is in an abnormal cooling state according to the flow rate of the cooling water.

上述した実施形態では、コントローラ40の閾値演算部42は、図11に示すように閾値ΔTthを設定する構成を例示したが、この構成に限定されない。図12は、水温Twによる閾値ΔTthの設定方法を示す一例である。図12に示す縦軸及び横軸は、図11に示す縦軸及び横軸と同じであるため、説明は省略する。閾値演算部42は、図12に示すように、水温Twで冷却水の流量が増加すると、一定の割合で減少するように閾値ΔTthを設定する。具体的には、閾値演算部42は、水温Twと負の比例関係を保つように閾値ΔTthを設定する。これにより、冷却水の流量の変化に追従して閾値ΔTthを設定することができるため、冷却装置20が冷却異常の状態であることを高い精度で判定することができる。 In the above-described embodiment, the threshold value calculation unit 42 of the controller 40 has exemplified the configuration for setting the threshold value ΔT th as shown in FIG. 11, but is not limited to this configuration. FIG. 12 is an example showing a method for setting the threshold value ΔT th based on the water temperature Tw. The vertical axis and horizontal axis shown in FIG. 12 are the same as the vertical axis and horizontal axis shown in FIG. As shown in FIG. 12, the threshold value calculation unit 42 sets the threshold value ΔT th so that when the flow rate of the cooling water increases at the water temperature Tw, it decreases at a constant rate. Specifically, the threshold value calculation unit 42 sets the threshold value ΔT th so as to maintain a negative proportional relationship with the water temperature Tw. Thereby, since the threshold value ΔT th can be set following the change in the flow rate of the cooling water, it can be determined with high accuracy that the cooling device 20 is in an abnormal cooling state.

≪第3実施形態≫
次に、第3実施形態に係る冷却異常検出装置300を含む冷却異常検出システム310について説明する。図13は、第3実施形態に係る冷却異常検出装置300を含む冷却異常検出システム310の構成を示す概要図である。本実施形態に係る冷却異常検出システム310は、冷却異常検出装置300と外部コントローラ101とを備える。本実施形態に係る冷却異常検出装置300は、冷却装置50とコントローラ60とを備える。
«Third embodiment»
Next, a cooling abnormality detection system 310 including the cooling abnormality detection apparatus 300 according to the third embodiment will be described. FIG. 13 is a schematic diagram showing a configuration of a cooling abnormality detection system 310 including a cooling abnormality detection device 300 according to the third embodiment. A cooling abnormality detection system 310 according to this embodiment includes a cooling abnormality detection device 300 and an external controller 101. The cooling abnormality detection device 300 according to this embodiment includes a cooling device 50 and a controller 60.

冷却装置50は、第1実施形態に係る冷却装置20と比べて、流量センサ51を備えていること以外は同様の構成を備えているため、説明は省略する。   Since the cooling device 50 has the same configuration as that of the cooling device 20 according to the first embodiment except that the flow rate sensor 51 is provided, the description thereof is omitted.

流量センサ51は、冷却水の流量を検出する流量センサである。流量センサ51は、流路22に流れる冷却水の流量を測定するために、例えば、図13に示すように、ポンプ21直近の流路22に設置されている。なお、流量センサ51はポンプ21直近の流路22に限らず、流路22内であれば何処に設置してもよい。また、ポンプ21又はラジエータ23の内部に取り付けてもよい。流量センサ51は、検出量を流量FRとしてコントローラ60に出力する。   The flow rate sensor 51 is a flow rate sensor that detects the flow rate of the cooling water. For example, as shown in FIG. 13, the flow rate sensor 51 is installed in the flow path 22 closest to the pump 21 in order to measure the flow rate of the cooling water flowing in the flow path 22. The flow rate sensor 51 is not limited to the flow path 22 closest to the pump 21 and may be installed anywhere within the flow path 22. Moreover, you may attach inside the pump 21 or the radiator 23. FIG. The flow sensor 51 outputs the detected amount to the controller 60 as the flow rate FR.

コントローラ60は、第1実施形態に係るコントローラ30と比べて、閾値演算部62を備えていること及び閾値演算部62には外部コントローラ101からポンプ制御信号WPが入力されないこと以外は同様の構成を備えているため、説明は省略する。   The controller 60 has the same configuration as the controller 30 according to the first embodiment except that the controller 60 includes a threshold value calculation unit 62 and the threshold value calculation unit 62 does not receive the pump control signal WP from the external controller 101. Since it is provided, the description is omitted.

閾値演算部62には、流量センサ51の検出量である流量FRが入力される。閾値演算部62は、冷却装置50が冷却異常である状態であるか否かを判定する閾値ΔTthを演算する。また、閾値演算部62は、演算した閾値ΔTthを異常検出部31へ出力する。本実施形態においては、閾値演算部62は、流量FRに基づいて閾値ΔTthを演算する。閾値演算部62は、流量FRが予め設定する所定値を超えるか否かで、閾値ΔTthを切り替える。 A flow rate FR that is a detection amount of the flow rate sensor 51 is input to the threshold value calculation unit 62. The threshold value calculation unit 62 calculates a threshold value ΔT th for determining whether or not the cooling device 50 is in a cooling abnormality state. Further, the threshold value calculation unit 62 outputs the calculated threshold value ΔT th to the abnormality detection unit 31. In the present embodiment, the threshold calculation unit 62 calculates the threshold ΔT th based on the flow rate FR. The threshold value calculator 62 switches the threshold value ΔT th depending on whether or not the flow rate FR exceeds a predetermined value set in advance.

図14は、流量FRによる閾値ΔTthの設定方法を示す一例である。図14に示すグラフの縦軸は閾値ΔTthを示し、横軸は流量FRを示す。閾値演算部62は、図14に示すように、流量FRが予め設定される所定値を超えるか否かで、閾値ΔTthを切り替える。図14に示すように、例えば、閾値演算部62は、流量FRが予め設定される所定値FR4以上になると、すなわち、冷却水の流量が所定値以上になると、閾値ΔTthを閾値ΔTth7から閾値ΔTth8(<閾値ΔTth7)へ切り替える。反対に、閾値演算部62は、流量FRが予め設定される所定値FR4未満になると、すなわち、冷却水の流量が所定値未満になると、閾値ΔTthを閾値ΔTth8から閾値ΔTth7へ切り替える。これにより、冷却装置50の冷却異常の状態を判定する閾値ΔTthを冷却水の流量に応じて設定することができる。 FIG. 14 is an example showing a method of setting the threshold value ΔT th by the flow rate FR. The vertical axis of the graph shown in FIG. 14 indicates the threshold value ΔT th , and the horizontal axis indicates the flow rate FR. As shown in FIG. 14, the threshold value calculation unit 62 switches the threshold value ΔT th depending on whether or not the flow rate FR exceeds a predetermined value set in advance. As shown in FIG. 14, for example, the threshold value calculation unit 62 sets the threshold value ΔT th to the threshold value ΔT th 7 when the flow rate FR is equal to or higher than a predetermined value FR4 that is set in advance, that is, when the flow rate of cooling water is equal to or higher than a predetermined value. To threshold value ΔT th 8 (<threshold value ΔT th 7). Conversely, the threshold calculating unit 62, becomes less than the predetermined value FR4 flow rate FR is set in advance, i.e., the flow rate of the cooling water is less than a predetermined value, the threshold value [Delta] T th from the threshold [Delta] T th 8 to the threshold [Delta] T th 7 Switch. Thereby, the threshold value ΔT th for determining the state of cooling abnormality of the cooling device 50 can be set according to the flow rate of the cooling water.

以上のように、本実施形態に係る冷却異常検出装置300において、冷却装置50は流量センサ51を含み、コントローラ60は、流量FRに基づいて閾値ΔTthを設定する。これにより、冷却装置50が冷却異常の状態であることを冷却水の流量に応じて適切に検出できる。 As described above, in the cooling abnormality detection device 300 according to the present embodiment, the cooling device 50 includes the flow sensor 51, and the controller 60 sets the threshold value ΔT th based on the flow rate FR. Thereby, it can detect appropriately according to the flow volume of cooling water that the cooling device 50 is in the state of abnormal cooling.

上述した実施形態では、コントローラ60の閾値演算部62は、図14に示すように閾値ΔTthを設定する構成を例示したが、この構成に限定されない。図15は、流量FRによる閾値ΔTthの設定を示す一例である。図15に示す縦軸及び横軸は、図14に示す縦軸及び横軸と同じであるため、説明は省略する。閾値演算部62は、図15に示すように、流量FRが増加すると、一定の割合で減少するように閾値ΔTthを設定する。具体的には、閾値演算部62は、流量FRと負の比例関係を保つように閾値ΔTthを設定する。これにより、冷却水の流量の変化に追従して閾値ΔTthを設定することができるため、冷却装置50が冷却異常の状態であることを高い精度で判定することができる。 In the embodiment described above, the threshold value calculation unit 62 of the controller 60 has exemplified the configuration for setting the threshold value ΔT th as shown in FIG. 14, but is not limited to this configuration. FIG. 15 is an example showing setting of the threshold value ΔT th by the flow rate FR. The vertical axis and horizontal axis shown in FIG. 15 are the same as the vertical axis and horizontal axis shown in FIG. As shown in FIG. 15, the threshold value calculation unit 62 sets the threshold value ΔT th so that it decreases at a constant rate when the flow rate FR increases. Specifically, the threshold value calculation unit 62 sets the threshold value ΔT th so as to maintain a negative proportional relationship with the flow rate FR. Thereby, since the threshold value ΔT th can be set following the change in the flow rate of the cooling water, it can be determined with high accuracy that the cooling device 50 is in an abnormal cooling state.

なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。   The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

例えば、上述した実施形態では、コントローラ30、40、60は、ポンプ制御信号WP、水温Tw、流量FRそれぞれにより閾値ΔTthを演算する構成を例示したが、この構成に限定されず、ポンプ制御信号WP、水温Tw、流量FRを全て組み合わせて閾値ΔTthを演算する構成にしてもよい。例えば、コントローラは、ポンプ制御信号WPから演算した冷却水の流量と、水温Twから演算した冷却水の流量と、流量FRとを平均し、平均した冷却水の流量を用いて閾値ΔTthを設定してもよい。また、コントローラは、ポンプ制御信号WP、水温Tw、流量FRのうち2つ以上を用いて閾値ΔTthを演算する構成にしてもよい。例えば、コントローラは、ポンプ制御信号WPから演算した冷却水の流量と、水温Twから演算した冷却水の流量とを平均し、平均した冷却水の流量を用いて閾値ΔTthを設定してもよい。 For example, in the above-described embodiment, the controller 30, 40, 60 exemplifies the configuration in which the threshold value ΔT th is calculated based on the pump control signal WP, the water temperature Tw, and the flow rate FR. However, the configuration is not limited to this configuration. The threshold value ΔT th may be calculated by combining all of the WP, the water temperature Tw, and the flow rate FR. For example, the controller averages the coolant flow rate calculated from the pump control signal WP, the coolant flow rate calculated from the water temperature Tw, and the flow rate FR, and sets the threshold value ΔT th using the average coolant flow rate. May be. The controller may be configured to calculate the threshold ΔT th using two or more of the pump control signal WP, the water temperature Tw, and the flow rate FR. For example, the controller may average the coolant flow rate calculated from the pump control signal WP and the coolant flow rate calculated from the water temperature Tw, and set the threshold ΔT th using the average coolant flow rate. .

さらに、上述した実施形態では、冷却異常検出装置は、インバータの冷却装置について冷却異常の状態を検出する構成を例示したが、この構成に限定されず、例えば、車両が内燃機関のみを動力とするエンジン車両である場合には、エンジンの冷却装置について冷却異常の状態を検出する構成としてもよい。この場合において、エンジンは熱源となる。また、バッテリの冷却装置について冷却異常の状態を検出する構成としてもよい。この場合において、バッテリは熱源となる。さらに、冷却異常検出装置は、車両に限らず、例えば、パソコンのCPUの冷却装置について冷却の異常を検出する構成としてもよい。この場合において、冷却装置は冷却水を用いてCPUを冷却し、CPUは熱源となる。   Further, in the above-described embodiment, the cooling abnormality detection device has exemplified the configuration for detecting the state of the cooling abnormality in the inverter cooling device. However, the configuration is not limited to this configuration. For example, the vehicle is powered only by the internal combustion engine. In the case of an engine vehicle, the engine cooling device may be configured to detect an abnormal cooling state. In this case, the engine becomes a heat source. Moreover, it is good also as a structure which detects the state of abnormal cooling about the cooling device of a battery. In this case, the battery becomes a heat source. Furthermore, the cooling abnormality detection device is not limited to a vehicle, and may be configured to detect a cooling abnormality in a cooling device of a CPU of a personal computer, for example. In this case, the cooling device cools the CPU using cooling water, and the CPU becomes a heat source.

上記の冷却水は本発明の冷媒に相当し、上記のパワーモジュール11の半導体素子は本発明の熱源に相当し、上記のポンプ制御信号WPは本発明の制御信号に相当し、所定値WP3、Tw3、FR4は本発明の所定の流量値に相当し、閾値ΔTth3、ΔTth5、ΔTth7は本発明の第1閾値に相当し、閾値ΔTth4、ΔTth6、ΔTth8は本発明の第2閾値に相当する。 The cooling water corresponds to the refrigerant of the present invention, the semiconductor element of the power module 11 corresponds to the heat source of the present invention, the pump control signal WP corresponds to the control signal of the present invention, the predetermined value WP3, Tw3 and FR4 correspond to predetermined flow rate values of the present invention, and threshold values ΔT th 3, ΔT th 5, and ΔT th 7 correspond to first threshold values of the present invention, and threshold values ΔT th 4, ΔT th 6, ΔT th 8 Corresponds to the second threshold value of the present invention.

10・・・インバータ
11・・・パワーモジュール
20・・・冷却装置
21・・・ポンプ
22・・・流路
23・・・ラジエータ
24・・・第1温度センサ
25・・・第2温度センサ
30・・・コントローラ
31・・・異常検出部
32・・・閾値演算部
100・・・冷却異常検出装置
101・・・外部コントローラ
110・・・冷却異常検出システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Inverter 11 ... Power module 20 ... Cooling device 21 ... Pump 22 ... Flow path 23 ... Radiator 24 ... 1st temperature sensor 25 ... 2nd temperature sensor 30 ... Controller 31 ... Abnormality detection unit 32 ... Threshold calculation unit 100 ... Cooling abnormality detection device 101 ... External controller 110 ... Cooling abnormality detection system

Claims (7)

冷媒を循環させて熱源を冷却する冷却装置と、
前記冷却装置が冷却異常の状態であることを検出するコントローラと、を備え、
前記冷却装置は前記熱源の温度を検出する第1温度センサ及び前記冷媒の温度を検出する第2温度センサを含み、
前記コントローラは、
前記冷却装置が冷却異常の状態であるか否かを判定する閾値を前記冷媒の流量に応じて設定し、
前記第1温度センサにより検出された前記熱源の温度と前記第2温度センサにより検出された前記冷媒の温度との関係及び前記閾値に基づいて、前記冷却異常の状態を検出する
冷却異常検出装置。
A cooling device for circulating the refrigerant to cool the heat source;
A controller for detecting that the cooling device is in an abnormal cooling state, and
The cooling device includes a first temperature sensor that detects a temperature of the heat source and a second temperature sensor that detects a temperature of the refrigerant,
The controller is
A threshold for determining whether or not the cooling device is in an abnormal cooling state is set according to the flow rate of the refrigerant,
A cooling abnormality detection device that detects a state of the cooling abnormality based on a relationship between a temperature of the heat source detected by the first temperature sensor and a temperature of the refrigerant detected by the second temperature sensor and the threshold value.
前記コントローラは、前記熱源の温度と前記冷媒の温度との温度差が前記閾値より大きい場合に、前記冷却異常の状態であると判定する
請求項1に記載の冷却異常検出装置。
The cooling abnormality detection device according to claim 1, wherein the controller determines that the cooling abnormality is present when a temperature difference between the temperature of the heat source and the temperature of the refrigerant is greater than the threshold value.
前記コントローラは、前記冷媒の流量が所定の流量値未満から前記所定の流量値以上へと変わる場合に、前記閾値を第1閾値から第2閾値へと切り替え、前記冷媒の流量が前記所定の流量値以上から前記所定の流量値未満へと変わる場合に、前記閾値を前記第2閾値から前記第1閾値へと切り替え、
前記第1閾値は前記第2閾値よりも大きい
請求項2に記載の冷却異常検出装置。
The controller switches the threshold value from a first threshold value to a second threshold value when the flow rate of the refrigerant changes from less than a predetermined flow rate value to more than the predetermined flow rate value, and the flow rate of the refrigerant is set to the predetermined flow rate. When the threshold value is changed to a value less than the predetermined flow rate value, the threshold value is switched from the second threshold value to the first threshold value.
The cooling abnormality detection device according to claim 2, wherein the first threshold is larger than the second threshold.
前記コントローラは、前記冷媒の流量が増えるにつれて、前記冷媒の流量と負の比例関係を保つように前記閾値を設定する
請求項2に記載の冷却異常検出装置。
The cooling abnormality detection device according to claim 2, wherein the controller sets the threshold value so as to maintain a negative proportional relationship with the flow rate of the refrigerant as the flow rate of the refrigerant increases.
前記冷却装置は、前記冷媒が流れる流路と、前記冷媒の流量を制御する制御信号に基づいて前記流路に前記冷媒を送るポンプとを含み、
前記コントローラは、前記制御信号に基づいて前記冷媒の流量を演算し、演算された前記冷媒の流量に基づいて前記閾値を設定する
請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷却異常検出装置。
The cooling device includes a flow path through which the refrigerant flows, and a pump that sends the refrigerant to the flow path based on a control signal that controls a flow rate of the refrigerant,
The cooling abnormality detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the controller calculates a flow rate of the refrigerant based on the control signal, and sets the threshold based on the calculated flow rate of the refrigerant. .
前記コントローラは、前記冷媒の温度に基づいて前記冷媒の流量を演算し、演算された前記冷媒の流量に基づいて前記閾値を設定する
請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷却異常検出装置。
The cooling abnormality detection according to any one of claims 1 to 3, wherein the controller calculates a flow rate of the refrigerant based on the temperature of the refrigerant, and sets the threshold based on the calculated flow rate of the refrigerant. apparatus.
前記冷却装置は、前記冷媒が流れる流路と、前記冷媒の流量を検出する流量センサとを含み、
前記コントローラは、前記流量センサにより検出された前記冷媒の流量に基づいて前記閾値を設定する
請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷却異常検出装置。
The cooling device includes a flow path through which the refrigerant flows, and a flow rate sensor that detects a flow rate of the refrigerant,
The cooling abnormality detection device according to claim 1, wherein the controller sets the threshold based on a flow rate of the refrigerant detected by the flow sensor.
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