JP2023170610A - 制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】マップの精度の高い制御装置を提供する。【解決手段】冷媒を循環させるポンプを駆動するモータ50を制御するための、制御装置100であって、記憶装置230および演算処理装置290を備え、記憶装置には、モータの回転速度と、回転速度毎にモータが消費すると推定される推定消費電力と、が関連付けて記憶された電力マップ231が記憶されており、演算処理装置は、回転速度取得部220と、実消費電力を演算する電力演算部210と、電力マップから推定消費電力を取得し、取得した推定消費電力と実消費電力を比較し、電力差が所定値以上であるか否か判断可能な比較部240と、電力マップの書き換え指令を取得する指令取得部260と、指令取得部が書き換え指令を取得し、かつ、電力差が所定値以上である場合に、実消費電力に基づいて、電力マップを書き換える補正部270と、を備える。【選択図】図2

Description

本明細書に記載の開示は、制御装置に関するものである。
特許文献1には、冷媒を燃料電池内部に循環させるための冷媒ポンプを有する冷却系を備えた燃料電池システムが記載されている。燃料電池システムは、メモリに、冷却水温度、ウォーターポンプの回転速度、バルブ開度、ウォーターポンプの消費電力との関係を示すマップを記憶している。燃料電池システムを制御するECUは、マップから推定したウォーターポンプの推定消費電力と、供給電流と供給電圧に基づいて算出されたウォーターポンプの実消費電力とを比較して、冷却水の流量異常を判定している。
特許第5194827号公報
特許文献1のメモリには、標準的なケースに対応して定められたマップしか記憶されていなかった。冷却系の実情に即したマップを得ることができず、マップの精度が低かった。
そこで本開示の目的は、マップの精度の高い制御装置を提供することである。
本開示の一態様による制御装置は、
発熱部品(10)を冷却する冷却装置(20)に接続された配管(30)を介して、冷媒(40)を循環させるポンプ(60)を駆動するモータ(50)を制御するための、制御装置(100)であって、
記憶装置(230)および演算処理装置(290)を備え、
記憶装置には、
モータの回転速度と、回転速度毎に、モータによって駆動されるポンプによって冷媒を循環させるために、モータが消費すると推定される推定消費電力と、が関連付けて記憶された、電力マップ(231)が記憶されており、
演算処理装置は、
回転速度を取得する回転速度取得部(220)と、
バッテリ(11)からモータに印加される電圧、および、モータに流れる電流に基づいて、回転速度を取得した際のモータが消費する実消費電力を演算する電力演算部(210)と、
電力マップから、回転速度取得部で取得した回転速度に関連付けられた推定消費電力を取得し、取得した推定消費電力と、実消費電力とを比較し、推定消費電力と実消費電力との電力差が所定値以上であるか否か判断可能な比較部(240)と、
外部から入力される電力マップの書き換え指令を取得する指令取得部(260)と、
指令取得部が書き換え指令を取得し、かつ、比較部によって電力差が所定値以上であると判断された場合に、実消費電力に基づいて、電力マップを書き換える補正部(270)と、を備える。
これによれば、ポンプ(60)やモータ(50)の性能のばらつきや配管(30)の取り回しに多少の相違があったり、経年変化などによってポンプ(60)やモータ(50)の性能が低下したりした場合であっても、それぞれの実情に見合った電力マップ(231)を得ることができる。従って、標準的なケースに対応して定めた電力マップ(231)に比較して、電力マップ(231)の精度を高めることができる。
なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。
冷却システムを説明する模式図である。 制御装置を説明する模式図である。 バルブの開閉パターンを説明する表である。 第1電力マップと、補正後の第1電力マップを説明するグラフである。 第2電力マップと、補正後の第2電力マップを説明するグラフである。 第3電力マップと、補正後の第3電力マップを説明するグラフである。 電力マップの補正と配管の異常検出を説明するフローチャートである。 冷却システムの変形例を説明する模式図である。 ポンプの連れ回り判定を説明するフローチャートである。 連れ回り判定時におけるモータ停止のタイミングを説明するタイミングチャートである。
以下、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。
また、各実施形態で組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士、実施形態と変形例、および、変形例同士を部分的に組み合せることも可能である。
(第1実施形態)
冷却システム1は、車両に搭載されて、車両の発熱部品10を冷却するシステムとして用いることができる。例えば電気自動車やハイブリッド自動車などにおいては、配管30の内部に冷却水などの冷媒40を循環させて発熱部品10や蓄熱機器13を冷却する。発熱部品10としては、例えばバッテリ11、駆動モータ、インバータ、パワーコントロールユニットなどが挙げられる。蓄熱機器13としてはヒーターコアなどが挙げられる。なお、図面においてはバッテリ11をBATT、駆動モータをM1、インバータをINV1、パワーコントロールユニットをPCUと略記している。ヒーターコアをHCと略記している。
冷却システム1は、電気自動車やハイブリッド自動車の他にも、エンジン駆動の車両に用いることもできる。エンジン駆動の車両においては、冷却システム1にエンジン冷却水などの冷媒40を循環させて、エンジンなどの発熱部品10を冷却する。また冷却システム1は車両に用いられる以外にも、家庭用の空調装置やサーバに用いることもできる。
図1のように、冷却システム1は、冷却装置20、配管30、および、ポンプ装置80を有している。なお図面においては冷却装置20をCSと略記する。
冷却装置20は、配管30の内部を流れる冷媒40と冷却装置20の表面を流れる空気などの流体とを熱交換させる装置である。冷却システム1が車両に搭載されている場合には、冷却装置20が車両の走行風を受けることで熱交換が促進される。
配管30は、主経路31と、第1枝経路32と、第2枝経路33と、を備える。なお、図面においては主経路31と第1枝経路32の境界、および、主経路31と第2枝経路33の境界に破線を付している。主経路31にポンプ装置80が設けられている。主経路31の内部にポンプ装置80のポンプ60が設けられている。ポンプ60の動作によって冷媒40が配管30の内部を循環可能になっている。なお、以下説明を簡便とするために、主経路31と、第1枝経路32と、第2枝経路33と、のそれぞれの内部を流れる冷媒40を、単に冷媒40と称する。
第1枝経路32は、主経路31に接続される第1流入口32aと、主経路31に接続される第1流出口32bと、を有する。第1枝経路32の一端に、第1流入口32aが設けられる。第1枝経路32の他端に、第1流出口32bが設けられる。第1流入口32aと、第1流出口32bと、が主経路31に連結されている。第1流入口32aを介して、主経路31から流入する冷媒40が、第1枝経路32に流れる。第1流出口32bを介して、第1枝経路32から流出する冷媒40が、主経路31に流れる。冷媒40が、主経路31と、第1枝経路32と、を循環可能である。
第2枝経路33は、主経路31に接続される第2流入口33aと、主経路31に接続される第2流出口33bと、を有する。第2枝経路33の一端に、第2流入口33aが設けられる。第2枝経路33の他端に、第2流出口33bが設けられる。第2流入口33aと、第2流出口33bと、が主経路31に連結されている。第2流入口33aを介して、主経路31から流入する冷媒40が、第2枝経路33に流れる。第2流出口33bを介して、第2枝経路33から流出する冷媒40が、主経路31に流れる。冷媒40が、主経路31と、第2枝経路33とを、循環可能である。
主経路31を流れる冷媒40が、第1枝経路32と、第2枝経路33と、に分流可能である。第1枝経路32と、第2枝経路33と、を流れる冷媒40が、主経路31で合流可能である。主経路31に流れる冷媒40の流量は、第1枝経路32に流れる冷媒40の流量と、第2枝経路33に流れる冷媒40の流量と、の和である。
また第1枝経路32に、第1バルブ32cが設けられる。第1バルブ32cは、第1枝経路32に流れる冷媒40の流量を調整する調整弁である。第1枝経路32に流れる冷媒40の流量は、第1バルブ32cが全開の時を100とすると、第1バルブ32cが全閉の時は0である。第1バルブ32cの開閉は後述の開閉部250によって調節可能である。
第2枝経路33に、第2バルブ33cが設けられる。第2バルブ33cは、第2枝経路33に流れる冷媒40の流量を調整する調整弁である。第2枝経路33に流れる冷媒40の流量は、第2バルブ33cが全開の時を100とすると、第2バルブ33cが全閉の時は0である。第2バルブ33cの開閉は後述の開閉部250によって調節可能である。
ポンプ装置80は配管30の内部に冷媒40を循環させる装置である。ポンプ装置80には、バッテリ11から電力が供給されている。ポンプ装置80は、モータ50と、ポンプ60と、制御装置100と、を備える。ポンプ60が、モータ50に取り付けられている。モータ50が、制御装置100によって制御されている。
図2に示すように制御装置100は上位ECU70に電気的に接続される。上位ECU70から制御装置100にモータ50の目標回転速度が伝達される。制御装置100は目標回転速度に応じてモータ50を回転させる。ポンプ60がモータ50の目標回転速度に応じて動作する。ポンプ60の動作に応じて、配管30内を冷媒40が循環する。なお図面においてはモータ50をM2、制御装置100をMCと略記している。
<制御装置>
次にバッテリ11と制御装置100と上位ECU70の電気的接続形態を説明する。バッテリ11とモータ50とが制御装置100を介して電気的に接続されている。上位ECU70とモータ50とが制御装置100を介して電気的に接続されている。
制御装置100は、マイコン200、ドライバ回路300、電圧検出回路400、電流検出回路500、および、通信回路600を備える。図面においては、ドライバ回路300をDC、電圧検出回路400をVDC、電流検出回路500をCDC、通信回路600をCCと略記している。
ドライバ回路300は、バッテリ11とモータ50との間に設けられている。ドライバ回路300はバッテリ11から供給された直流電流を、モータ50を駆動させるための交流電流に変換する。ドライバ回路300は直流電流を交流電流に変換可能なインバータ310を含んでいる。図面においてはインバータ310をINV2と略記している。またドライバ回路300はマイコン200に電気的に接続されている。
電圧検出回路400は、バッテリ11とマイコン200との間に設けられている。電圧検出回路400は、モータ50に印加される電圧を検出可能な回路である。電圧検出回路400で検出された電圧がマイコン200に入力される。なお、バッテリ11とドライバ回路300とを電気的に接続する電気配線には、マイコン200のオンオフを制御するイグニッションスイッチ12が設けられている。図面においてはイグニッションスイッチ12をIGと略記している。
電流検出回路500はドライバ回路300とモータ50の間に設けられている。電流検出回路500は、ドライバ回路300からモータ50に供給される電流を検出可能な回路である。電流検出回路500で検出された電流がマイコン200に入力される。
通信回路600は上位ECU70とマイコン200の間に設けられている。通信回路600はマイコン200と上位ECU70との間で情報を伝達可能な回路である。伝達される情報については、後で説明する。
マイコン200はCPUなどの演算処理装置290と、ROMやRAMなどの記憶装置230と、IOインターフェイスなどを備えている。ROMにはCPUが実行するプログラムと、電力マップ231が記憶されている。電力マップ231は、モータ50の回転速度と回転速度毎のモータ50の推定消費電力とが関連付けて記憶された情報である。ROMには、図3に示す開閉パターン毎に、それぞれ電力マップ231が記憶されている。
具体的には、第1バルブ32cが全開状態で、第2バルブ33cが全閉状態の場合の第1開閉パターンにおける、電力マップ231である第1電力マップ231aがROMに記憶されている。第1バルブ32cが全閉状態で、第2バルブ33cが全開状態の場合の第2開閉パターンにおける、電力マップ231である第2電力マップ231bがROMに記憶されている。第1バルブ32cが全開状態で、第2バルブ33cが全開状態の場合の第3開閉パターンにおける、電力マップ231である第3電力マップ231cがROMに記憶されている。
RAMは、演算処理装置290で演算された演算結果やIOインターフェイスで取得した信号などを一時的に記憶する。演算処理装置290はRAMの一時記憶機能を利用しつつ、ROMに記憶されたプログラムを実行する。それによってマイコン200は各種機能を実行する。
制御装置100は、機能として、ドライバ制御部205、電力演算部210、回転速度取得部220、比較部240、開閉部250、指令取得部260、補正部270、および、判定部280を備える。機能は機能ブロックとも称される。プログラムは、ドライバ制御部205、電力演算部210、回転速度取得部220、比較部240、開閉部250、指令取得部260、補正部270、および、判定部280を備えるともいえる。
なお、図面においては、ドライバ制御部205をDCC、電力演算部210をPCC、回転速度取得部220をRSAC、比較部240をCPC、開閉部250をOPC、指令取得部260をCAC、補正部270をCRC、判定部280をJCと略記している。記憶装置230をMDと略記している。
ドライバ制御部205は、通信回路600からの情報に基づいて、ドライバ回路300をベクトル制御する。ベクトル制御ではトルクを発生する電流成分と回転子に磁束を発生させる電流成分とに分けてそれぞれの電流成分を独立に制御可能である。制御装置100はトルクを発生する電流成分と、バッテリ11から印加される電圧に基づいて実消費電力を演算することができる。電力演算部210、回転速度取得部220、比較部240、開閉部250、指令取得部260、補正部270、および、判定部280の機能については、後で説明する。
この明細書における制御装置100は、電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)とも呼ばれる場合がある。制御装置100、または制御システムは、(a)if-then-else形式と呼ばれる複数の論理としてのアルゴリズム、または(b)機械学習によってチューニングされた学習済みモデル、例えばアルゴリズムによって提供される。
制御装置100は、少なくとも1つのコンピュータを含む制御システムによって提供される。制御システムは、データ通信装置によってリンクされた複数のコンピュータを含む場合がある。コンピュータは、ハードウェアである少なくとも1つのプロセッサ(ハードウェアプロセッサ)を含む。ハードウェアプロセッサは、下記(i)、(ii)、または(iii)により提供することができる。
(i)ハードウェアプロセッサは、少なくとも1つのメモリに格納されたプログラムを実行する少なくとも1つのプロセッサコアである場合がある。この場合、コンピュータは、少なくとも1つのメモリと、少なくとも1つのプロセッサコアとによって提供される。プロセッサコアは、CPU:Central Processing Unit、GPU:Graphics Processing Unit、RISC-CPUなどと呼ばれる。メモリは、記憶媒体とも呼ばれる。メモリは、プロセッサによって読み取り可能な「プログラムおよび/またはデータ」を非一時的に格納する非遷移的かつ実体的な記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリ、磁気ディスク、または光学ディスクなどによって提供される。プログラムは、それ単体で、またはプログラムが格納された記憶媒体として流通する場合がある。
(ii)ハードウェアプロセッサは、ハードウェア論理回路である場合がある。この場合、コンピュータは、プログラムされた多数の論理ユニット(ゲート回路)を含むデジタル回路によって提供される。デジタル回路は、ロジック回路アレイ、例えば、ASIC:Application-Specific Integrated Circuit、FPGA:Field Programmable Gate Array、SoC:System on a Chip、PGA:Programmable Gate Array、CPLD:Complex Programmable Logic Deviceなどとも呼ばれる。デジタル回路は、プログラムおよび/またはデータを格納したメモリを備える場合がある。コンピュータは、アナログ回路によって提供される場合がある。コンピュータは、デジタル回路とアナログ回路との組み合わせによって提供される場合がある。
(iii)ハードウェアプロセッサは、上記(i)と上記(ii)との組み合わせである場合がある。(i)と(ii)とは、異なるチップの上、または共通のチップの上に配置される。これらの場合、(ii)の部分は、アクセラレータとも呼ばれる。
制御装置100と信号源と制御対象物とは、多様な要素を提供する。それらの要素の少なくとも一部は、ブロック、モジュール、またはセクションと呼ぶことができる。さらに、制御システムに含まれる要素は、意図的な場合にのみ、機能的な手段と呼ばれる。
この開示に記載の制御装置100およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された1つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。代替的に、この開示に記載の制御装置100およびその手法は、1つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。
制御装置100およびその手法は、1つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリとハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
<モータの実消費電力と推定消費電力>
ポンプ60は冷媒40の流れる流路の途中に設けられており、配管30の内部に冷媒40を循環させる役割を担っている。これによるとモータ50の実消費電力はモータ50が冷媒40を配管30の内部を循環させるための仕事量であると考えられる。配管30に例えば目詰まりや漏れなどの異常が生じると、配管30の内部に流れる冷媒40の流量が減少する。するとモータ50を通る冷媒40の流量が減少する。それに伴ってモータ50の仕事量、すなわち、モータ50の実消費電力が低下する。
その際ドライバ回路300とモータ50とを電気的に接続する電気配線に流れる交流電流の電流量が低下する。モータ50の実消費電力は、電圧検出回路400で検出した電圧と電流検出回路500で検出した交流電流の電流量に基づいて演算されている。配管30に目詰まりや漏れなどの異常が生じるとモータ50の実消費電力が低下する。配管30に例えば目詰まりや漏れなどの異常が生じた際には、実消費電力が電力マップ231から推定した推定消費電力よりも小さくなりやすい。
<電力マップの補正>
ポンプ装置80が適用される車両においては、車種毎に、モータ50やポンプ60の性能のばらつきが生じる場合や、配管30の取り回しに相違が生じる場合がある。同車種であっても、経年変化などによって配管30の状態に相違が生じる場合などがある。さらには同一車両においても、バルブ32c、33cの開閉パターンによって、モータ50が消費する実消費電力に相違が生じる場合がある。そこで本実施形態では予め記憶された標準的な電力マップ231を書き換えて、実情に見合った電力マップ231に補正する。予め記憶された標準的な電力マップ231は、上記した、第1電力マップ231a、第2電力マップ231b、第3電力マップ231cに相当する。
なお、補正後の電力マップ231はそれぞれ、第1補正電力マップ231d、第2補正電力マップ231e、第3補正電力マップ231fと称される。図4に示すように補正によって、実線で示す第1電力マップ231aが、破線で示す第1補正電力マップ231dに補正される。図5に示すように補正によって、実線で示す第2電力マップ231bが、破線で示す第2補正電力マップ231eに補正される。図6に示すように実線で示す第3電力マップ231cが、破線で示す第3補正電力マップ231fに補正される。
<補正のフロー>
次に、電力マップ231の補正について、図7のフローチャートに従って説明する。この説明においては、制御装置100に含まれるどの構成要素が実施する処理であるのかを明示するため、処理を説明する文章の主語を、制御装置100に代わって、その処理を実行する制御装置100の構成要素で記載する。
制御装置100は一例としてイグニッションスイッチ12がオンになると、フローチャートを実行開始する。ステップS710で指令取得部260が、外部からの入力などにより電力マップ231の書き換え指令を取得すると、ステップS720で開閉部250が書き換え指令に基づいてバルブ32c、33cの開閉制御を行う。なお、指令取得部260が書き換え指令を取得するケースとしては、配管30に異常がないと想定される、車両組付け時や、ディーラーでの整備時が考えられる。
書き換え指令には、開閉パターン毎に、予め決められた回転速度毎に、回転速度と実消費電力との相関関係を取得する指令が含まれている。書き換え指令には、第1書き換え指令と、第2書き換え指令と、第3書き換え指令と、が含まれている。第1書き換え指令は、第1開閉パターンにおいて、予め決められた回転速度毎に、回転速度と実消費電力との相関関係を取得し、第1電力マップ231aを第1補正電力マップ231dに書き換える指令である。第2書き換え指令は、第2開閉パターンにおいて、予め決められた回転速度毎に、回転速度と実消費電力との相関関係を取得し、第2電力マップ231bを第2補正電力マップ231eに書き換える指令である。第3書き換え指令は、第3開閉パターンにおいて、予め決められた回転速度毎に、回転速度と実消費電力との相関関係を取得し、第3電力マップ231cを第3補正電力マップ231fに書き換える指令である。
指令取得部260が、第1書き換え指令~第3書き換え指令を取得すると、ステップS720で、開閉部250は一例として、最初に第1書き換え指令に基づいて、バルブ32c、33cを開閉制御する。開閉部250は、第1書き換え指令に基づいて、第1バルブ32cを開状態にし、第2バルブ33cを閉状態にする。
次にステップS730で回転速度取得部220がモータ50の回転速度を取得する。一例として、回転速度取得部220は、演算処理装置290が、ドライバ回路300とモータ50を電気的に接続する電気配線に流れる交流電流の周波数から、予め決められた演算式に基づいて、モータ50の回転速度を取得する。
次にステップS740で比較部240が、開閉パターンに応じた電力マップ231に基づいて、ステップS730で取得したモータ50の回転速度に対応するモータ50の推定消費電力を取得する。具体的にいえば、ステップS740で比較部240が、第1電力マップ231aに基づいて、ステップS730で取得したモータ50の回転速度に対応するモータ50の推定消費電力を取得する。取得した推定消費電力は記憶装置230のRAMに一時保存される。なお、一例として比較部240は開閉部250の開閉信号を取得することで開閉パターンに応じた電力マップ231を選定することが可能である。
次にステップS750で電力演算部210は、電圧検出回路400で検出した電圧と、電流検出回路500で検出した交流電流と、に基づいて、モータ50が実際に消費する実消費電力を演算する。
次にステップS760で比較部240は、ステップS740で取得した推定消費電力とステップS750で取得した実消費電力との電力差が、第1所定値以上であるか否かを判定する。なお、電力差とは推定消費電力から実消費電力を減算することで算出された値の絶対値、もしくは、実消費電力から推定消費電力を減算することで算出された値の絶対値のことである。
電力差が第1所定値以上である場合には、ステップS770へ進む。ステップS770で補正部270が電力マップ231を補正する。具体的にいえば、ステップS770で第1電力マップ231aを補正する補正部270は、指令取得部260からの第1書き換え指令を受けて、予め決められた回転速度毎にモータ50の実消費電力を取得する。そして補正部270は、回転速度と実消費電力との相関関係に基づいて、第1補正電力マップ231dを新たに作成する。さらに補正部270は第1電力マップ231aを、第1補正電力マップ231dに書き換える。書き換えられた第1補正電力マップ231dは記憶装置230のROMに記憶される。そしてフローを終了する。
電力差が第1所定値未満である場合には、ステップS780に進む。ステップS780で補正部270は第1電力マップ231aを維持する。そしてフローを終了する。なお、イグニッションスイッチ12がオンになっている間、制御装置100はフローを繰り返す。
2回目のフローにおいて、ステップS710で指令取得部260が書き換え指令を取得した状態を維持していると、ステップS720で開閉部250は、書き換え指令に基づいてバルブ32c、33cの開閉制御を行う。一例として2回目のフローにおいては、開閉部250は第2書き換え指令に基づいて、第1バルブ32cを閉状態にし、第2バルブ33cを開状態にする。その後1回目のフローと同じように、ステップS730~ステップS770に基づいて、第2電力マップ231bを、第2補正電力マップ231eに書き換える。書き換えられた第2補正電力マップ231eは記憶装置230のROMに記憶される。そしてフローを終了する。
また1回目のフローと同じように、電力差が第1所定値未満である場合には、ステップS760からステップS780に進む。ステップS780で補正部270は第2電力マップ231bを維持する。そしてフローを終了する。イグニッションスイッチ12がオンになっている間、制御装置100はフローを繰り返す。
3回目のフローにおいて、ステップS710で指令取得部260が書き換え指令を取得した状態を維持していると、ステップS720で開閉部250は、書き換え指令に基づいてバルブ32c、33cの開閉制御を行う。一例として3回目のフローにおいては、開閉部250は第3書き換え指令に基づいて、第1バルブ32cを開状態にし、第2バルブ33cを開状態にする。その後1回目および2回目のフローと同じように、ステップS730~ステップS770に基づいて、第3電力マップ231cを、第3補正電力マップ231fに書き換える。書き換えられた第3補正電力マップ231fは記憶装置230のROMに記憶される。そしてフローを終了する。また1回目および2回目のフローと同じように、電力差が第1所定値未満である場合には、ステップS780に進む。ステップS780で補正部270は第3電力マップ231cを維持する。そしてフローを終了する。
<配管異常判定のフロー>
ステップS710で指令取得部260が書き換え指令を未取得である場合、ステップS830で回転速度取得部220がモータ50の回転速度を取得する。次にステップS840で、比較部240が、開閉パターンに応じた電力マップ231から、ステップS830で取得したモータ50の回転速度に対応するモータ50の推定消費電力を取得する。なお、一例として比較部240は開閉部250の開閉信号を取得することで開閉パターンに応じた電力マップ231を選定することが可能である。次にステップS850で電力演算部210は、電圧検出回路400で検出した電圧と、電流検出回路500で検出した交流電流と、に基づいて、モータ50が実際に消費する実消費電力を演算する。
ステップS860で比較部240は、ステップS840で取得した推定消費電力とステップS850で取得した実消費電力との電力差が、第2所定値以上あるか否かを判定する。なお、電力差とは推定消費電力から実消費電力を減算することで算出された値の絶対値、もしくは、実消費電力から推定消費電力を減算することで算出された値の絶対値のことである。第2所定値とは配管30の異常によって発熱部品10の冷却効率が低下するなどの不都合が生じる時の推定消費電力と実消費電力との電力差のことである。第2所定値は第1所定値よりも大きな値であることが想定される。
電力差が第2所定値以上ある場合にはステップS870へ進む。ステップS870では判定部280は、配管30に発熱部品10と冷媒40との冷却効率を低下させるような異常が生じていると判定する。そしてフローを終了する。電力差が第2所定値未満である場合にはステップS880へ進む。ステップS880では判定部280は配管30に異常が生じていないと判定する。そしてフローを終了する。
図7のフローチャートに基づいて配管30の異常判定が行われると、判定結果が比較部240から通信回路600に伝達される。通信回路600は上位ECU70に電気的に接続されている。通信回路600から判定結果が上位ECU70に伝達される。他にも、通信回路600を介して、実消費電力や実回転速度などのモータ50の情報が上位ECU70に伝達されていてもよい。また上位ECU70に異常や出力調整などを判断させてもよい。また上位ECU70には異常判定の判定結果の他に、冷媒の温度情報などが伝達されていてもよい。冷媒の温度は例えばステップS730やステップS830で一例として温度センサなどによって取得されている。ステップS730やステップS830で取得した冷媒の温度が通信回路600を介して上位ECU70に伝達されていてもよい。
<作用効果>
指令取得部260が、外部からの入力などにより電力マップ231の書き換え指令を取得すると、回転速度取得部220がモータ50の回転速度を取得する。比較部240が、電力マップ231に基づいて、取得したモータ50の回転速度に対応するモータ50の推定消費電力を取得し、電力演算部210で演算した実消費電力と推定電力とを比較する。比較部240は、推定消費電力と実消費電力との電力差が、第1所定値以上であるか否かを判定する。電力差が第1所定値以上である場合には、補正部270が実消費電力に基づいて、電力マップ231を補正する。
車種毎に、モータ50やポンプ60の性能のばらつきが生じる場合や、配管30の取り回しに相違が生じる場合であってもそれぞれの実情に見合った電力マップ231を得ることができる。さらには、同車種であっても、経年変化などによって配管30の状態に相違が生じる場合であっても、それぞれの実情に見合った電力マップ231を得ることができる。予め記憶された電力マップ231と比較して、電力マップ231の精度を高めることができる。また指令取得部260が書き換え指令を取得した場合に限って、電力マップ231の補正が行われる。これによれば例えば車両の走行中など、通常、指令取得部260が書き換え指令を取得しない場合に、意図せず電力マップ231が補正されることが抑制される。
指令取得部260は、電力マップ231の書き換え指令を取得する。補正部270は、書き換え指令部からの書き換え指令を受けて、予め決められた回転速度毎にモータ50の実消費電力を取得する。補正部270は、回転速度と実消費電力との相関関係に基づいて、電力マップ231を補正する。そして補正部270が電力マップ231を書き換える。これによれば、実情に見合った電力マップを精度良く得ることができる。また補正部270は、指令取得部260が電力マップ231の書き換え指令を取得した場合であっても、電力差が第1所定値未満である場合には、電力マップ231を維持する。補正の必要がない場合においては、電力マップ231を維持することができる。
配管30は、主経路31と、第1枝経路32と、第2枝経路33と、を備える。第1枝経路32に、第1バルブ32cが設けられる。第2枝経路33に、第2バルブ33c設けられる。指令取得部260が書き換え指令を取得すると、開閉部250が書き換え指令に基づいてバルブ32c、33cの開閉制御を行う。開閉部250が、書き換え指令に含まれる開閉パターンに基づいて、バルブ32c、33cを開閉制御する。比較部240が、開閉パターンに応じた電力マップ231に基づいて、取得したモータ50の回転速度に対応するモータ50の推定消費電力を取得し、電力演算部210で演算した実消費電力と推定電力とを比較する。電力差が第1所定値以上である場合には、補正部270が実消費電力に基づいて、開閉パターンに対応した電力マップ231を補正する。これによれば、開閉パターン毎に電力マップ231を補正できる。
補正部270は、書き換え指令に含まれる開閉パターン毎に、電力マップ231の補正を行う。指令取得部260が書き換え指令を取得した状態を維持している間、制御装置100は、ステップS710~ステップS780のフローを繰り返し、開閉パターン毎の電力マップ231の補正を行う。これによれば、どの開閉パターンにおいても電力マップ231を補正可能となる。
(第2実施形態)
第1実施形態においては配管30が主経路31と第1枝経路32と第2枝経路33を備える形態について説明したが、配管30の備える経路は上記の3つに限定されない。配管30は図8に示すように主経路31と3つ以上の枝経路を有していても良い。
図8に示す3つ目の枝経路を第3枝経路34と示す。第3枝経路34は主経路31に接続される第3流入口34aと第3流出口34bを有する。第3枝経路34の一端に第3流入口34aが設けられる。第3枝経路34の他端に第3流出口34bが設けられる。第3流入口34aと第3流出口34bが主経路31に連結されている。第3流入口34aを介して主経路31から流入する冷媒40が第3枝経路34に流れる。第3流出口34bを介して第3枝経路34から流出する冷媒40が主経路31に流れる。冷媒40が主経路31と第3枝経路34を循環可能になっている。また第3枝経路34には自身に流れる冷媒40の流量を調整する第3バルブ34cが設けられている。
第2実施形態においても、記憶装置230に開閉パターン毎の電力マップ231が記憶されている。第2実施形態においては、すべてのバルブ32c、33c、34cが閉状態であるパターンを除くと、7つの開閉パターンが考えられる。第2実施形態においては、7つの開閉パターン毎の電力マップ231が記憶装置230に記憶されている。言い換えれば、第2実施形態の記憶装置230は7つの電力マップ231を有する。第2実施形態においても第1実施形態と同様のフローで7つの電力マップ231を補正することが可能である。
(第3実施形態)
第3実施形態においては、図9に示すように配管30の異常判定の後に、ポンプ60の連れ回り判定が行われていてもよい。ポンプ60は配管30を循環する冷媒40によって、指令されたモータ回転速度以上の回転速度で動作する、いわゆる、連れ回りが発生することがある。第3実施形態においては、ステップS870とステップS880の後、ステップS910で、比較部240が実消費電力と推定消費電力との電力差が、第2所定値よりも大きい第3所定値以上であるか否かを判定する。第3所定値は、ポンプ60に連れ回りが発生していると推定可能な程度の電力差の値である。なお、電力差とは推定消費電力から実消費電力を減算することで算出された値の絶対値のことである。
なお、連れ回りが生じると、ポンプ60の動作が速くなる傾向がある。ステップS910で、比較部240は、推定消費電力が実消費電力よりも第3所定値以上大きいか否かを判定する。推定消費電力が実消費電力よりも第3所定値以上大きいと判定された場合、ステップS920で判定部280は、ポンプ60に連れ回りが生じていると判定する。そしてフローを終了する。推定消費電力が実消費電力よりも第3所定値以上大きくないと判定された場合、ステップS930で判定部280は、ポンプ60に連れ回りが生じていないと判定する。そしてフローを終了する。
連れ回りが発生すると、ポンプ60が過動作されてポンプ60の耐久性を低下させるという問題が発生する。第3実施形態では、ステップS930で判定部280によってポンプ60に連れ回りが生じていると判定された場合、判定結果が出た時点で、連れ回り状態を上位ECU70に伝達する。判定部280は実消費電力が推定消費電力との電力差を継続して監視し、上位ECU70に実消費電力と推定消費電力との電力差の推移を伝達し続ける。そして図10に示すように実消費電力と推定消費電力との差が、第3所定値未満になった時点で、上位ECU70からの指示によってモータ50の回転を停止させる。通信回路600を介してドライバ制御部205がモータ50の回転を停止させる。第3実施形態においては、実消費電力と推定消費電力との差が、連れ周りが解除されたと判断可能な程度になった時点で、モータ50の回転を停止可能である。
ポンプ60に連れ回りが発生した際、制御装置100はバルブ32c、33c、34cの開閉よりも、モータ50の回転停止を優先する。ポンプ60に連れ回りが発生した際、制御装置100は、モータ50の回転を停止させた後に、バルブ32c、33c、34cの開閉を行う。上位ECU70からの指示によって、ドライバ制御部205がモータ50の回転を停止させた後に、開閉部250が各バルブ32c、33c、34cの開閉の切り替えを行う。実消費電力と推定消費電力との電力差が、連れ周りが解除されたと判断可能な第3所定値未満になった時点で、モータ50の回転を停止し、その後、開閉部250がバルブ32c、33c、34cの開閉制御可能となる。
第3実施形態に示す連れ回り判定を第2実施形態に記載の配管30に適用することもできる。第2実施形態に記載の配管30においては、第1枝経路32と第2枝経路33と第3枝経路34それぞれに発熱部品10が設けられる。実消費電力と推定消費電力との電力差が、第3所定値未満になった時点で、モータ50の回転を停止し、その後、バルブ32c、33c、34cの開閉制御可能となる。これによれば、モータ50の回転速度が停止可能な程度まで低下するまで待機し、その後バルブ32c、33c、34cを切り替える構成と比較して、バルブ32c、33c、34cの切り替えタイミングが早まる。ポンプ60が連れ回り状態になっている間、冷媒40の流れない枝流路32、33、34に設けられた発熱部品10へ、冷媒40を素早く供給可能となる。なお、図面においては発熱部品10を「HGP」と略記する。
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態が本開示に示されているが、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範ちゅうや思想範囲に入るものである。
(技術的思想の開示)
この明細書は、以下に列挙する複数の項に記載された複数の技術的思想を開示している。いくつかの項は、後続の項において先行する項を択一的に引用する多項従属形式(a multiple dependent form)により記載されている場合がある。さらに、いくつかの項は、他の多項従属形式の項を引用する多項従属形式(a multiple dependent form referring to another multiple dependent form)により記載されている場合がある。これらの多項従属形式で記載された項は、複数の技術的思想を定義している。
技術的思想1
発熱部品(10)を冷却する冷却装置(20)に接続された配管(30)を介して、冷媒(40)を循環させるポンプ(60)を駆動するモータ(50)を制御するための、制御装置(100)であって、
記憶装置(230)および演算処理装置(290)を備え、
前記記憶装置には、
前記モータの回転速度と、前記回転速度毎に、前記モータによって駆動される前記ポンプによって前記冷媒を循環させるために、前記モータが消費すると推定される推定消費電力と、が関連付けて記憶された、電力マップ(231)が記憶されており、
前記演算処理装置は、
前記回転速度を取得する回転速度取得部(220)と、
バッテリ(11)から前記モータに印加される電圧、および、前記モータに流れる電流に基づいて、前記回転速度を取得した際の前記モータが消費する実消費電力を演算する電力演算部(210)と、
前記電力マップから、前記回転速度取得部で取得した前記回転速度に関連付けられた前記推定消費電力を取得し、取得した前記推定消費電力と、前記実消費電力とを比較し、前記推定消費電力と前記実消費電力との電力差が所定値以上であるか否か判断可能な比較部(240)と、
外部から入力される前記電力マップの書き換え指令を取得する指令取得部(260)と、
前記指令取得部が前記書き換え指令を取得し、かつ、前記比較部によって前記電力差が前記所定値以上であると判断された場合に、前記実消費電力に基づいて、前記電力マップを書き換える補正部(270)と、を備える制御装置。
技術的思想2
前記指令取得部は、前記書き換え指令を取得すると、予め決められた回転速度毎に、前記回転速度と前記実消費電力との相関関係を取得するように、前記補正部に指令し、
前記比較部によって前記電力差が前記所定値以上であると判断された場合に、前記補正部は前記相関関係を取得し、取得した前記相関関係を基に、前記電力マップを書き換える技術的思想1に記載の制御装置。
技術的思想3
前記補正部は、前記指令取得部が前記書き換え指令を取得した場合であっても、前記比較部によって前記電力差が前記所定値未満であると判断された場合に、前記電力マップを維持する技術的思想1または2に記載の制御装置。
技術的思想4
前記配管は、個々にバルブ(32c、33c、34c)が設けられた複数の枝流路(32、33、34)と、各前記枝流路と連通するとともに、前記バルブの開閉パターンによって自身に流れる前記冷媒の流量が増減する主経路(31)と、を備え、
前記主経路に前記ポンプが設けられており、
前記記憶装置にさらに、前記開閉パターン毎の前記電力マップが記憶されており、
前記書き換え指令に前記開閉パターンの指示が含まれており、
前記指令取得部が前記書き換え指令を取得し、かつ、前記比較部によって前記開閉パターンにおける前記電力差が前記所定値以上であると判断された場合に、前記補正部が前記開閉パターンにおける前記電力マップを書き換える技術的思想1~3のいずれか1つに記載の制御装置。
技術的思想5
前記書き換え指令に複数の前記開閉パターンの指示が含まれており、
前記補正部が各前記開閉パターンに応じて、繰り返し各前記電力マップを書き換える技術的思想1~4のいずれか1つに記載の制御装置。
技術的思想6
前記演算処理装置は、前記指令取得部が前記書き換え指令を取得せず、かつ、前記電力差が、前記所定値である第1所定値よりも大きい第2所定値以上である場合に、前記配管に異常があると判定する判定部(280)をさらに備える技術的思想1~5のいずれか1つに記載の制御装置。
技術的思想7
前記判定部の判定結果を、上位ECU(70)に伝達する通信回路(600)をさらに備える技術的思想6に記載の制御装置。
技術的思想8
前記判定部はさらに、前記電力差が、前記第2所定値よりも大きい第3所定値以上大きい場合、前記配管を循環する前記冷媒によって、前記ポンプが連れ周っていると判定し、前記通信回路を介して前記上位ECUに前記ポンプの連れ周りを知らせる技術的思想7に記載の制御装置。
技術的思想9
前記判定部は前記上位ECUに継続して前記電力差を知らせ、前記電力差が前記第3所定値未満になった時点で、前記上位ECUからの指示によって前記モータの回転が停止する技術的思想8に記載の制御装置。
技術的思想10
前記配管は、バルブ(32c、33c、34c)と前記発熱部品が個々に設けられた複数の枝流路(32、33、34)を備え、
前記演算処理装置は、各前記バルブの開閉を制御する開閉部(250)をさらに備え、
前記上位ECUからの指示によって前記モータの回転が停止した後に、前記開閉部が各前記バルブの開閉の切り替えを行う技術的思想7~9のいずれか1つに記載の制御装置。
10 発熱部品、 100 制御装置、 11 バッテリ、 20 冷却装置、 210 電力演算部、 220 回転速度取得部、 230 記憶装置、 231 電力マップ、 240 比較部、 250 開閉部、 260 指令取得部、 270 補正部、 280 判定部、 290 演算処理装置、 30 配管、 31 主経路、 32 枝流路、 32c バルブ、 33 枝流路、 33c バルブ、 34 枝流路、 34c バルブ、 40 冷媒、 50 モータ、 60 ポンプ、 600 通信回路、 70 上位ECU。

Claims (10)

  1. 発熱部品(10)を冷却する冷却装置(20)に接続された配管(30)を介して、冷媒(40)を循環させるポンプ(60)を駆動するモータ(50)を制御するための、制御装置(100)であって、
    記憶装置(230)および演算処理装置(290)を備え、
    前記記憶装置には、
    前記モータの回転速度と、前記回転速度毎に、前記モータによって駆動される前記ポンプによって前記冷媒を循環させるために、前記モータが消費すると推定される推定消費電力と、が関連付けて記憶された、電力マップ(231)が記憶されており、
    前記演算処理装置は、
    前記回転速度を取得する回転速度取得部(220)と、
    バッテリ(11)から前記モータに印加される電圧、および、前記モータに流れる電流に基づいて、前記回転速度を取得した際の前記モータが消費する実消費電力を演算する電力演算部(210)と、
    前記電力マップから、前記回転速度取得部で取得した前記回転速度に関連付けられた前記推定消費電力を取得し、取得した前記推定消費電力と、前記実消費電力とを比較し、前記推定消費電力と前記実消費電力との電力差が所定値以上であるか否か判断可能な比較部(240)と、
    外部から入力される前記電力マップの書き換え指令を取得する指令取得部(260)と、
    前記指令取得部が前記書き換え指令を取得し、かつ、前記比較部によって前記電力差が前記所定値以上であると判断された場合に、前記実消費電力に基づいて、前記電力マップを書き換える補正部(270)と、を備える制御装置。
  2. 前記指令取得部は、前記書き換え指令を取得すると、予め決められた回転速度毎に、前記回転速度と前記実消費電力との相関関係を取得するように、前記補正部に指令し、
    前記比較部によって前記電力差が前記所定値以上であると判断された場合に、前記補正部は前記相関関係を取得し、取得した前記相関関係を基に、前記電力マップを書き換える請求項1に記載の制御装置。
  3. 前記補正部は、前記指令取得部が前記書き換え指令を取得した場合であっても、前記比較部によって前記電力差が前記所定値未満であると判断された場合に、前記電力マップを維持する請求項1または2に記載の制御装置。
  4. 前記配管は、個々にバルブ(32c、33c、34c)が設けられた複数の枝流路(32、33、34)と、各前記枝流路と連通するとともに、前記バルブの開閉パターンによって自身に流れる前記冷媒の流量が増減する主経路(31)と、を備え、
    前記主経路に前記ポンプが設けられており、
    前記記憶装置にさらに、前記開閉パターン毎の前記電力マップが記憶されており、
    前記書き換え指令に前記開閉パターンの指示が含まれており、
    前記指令取得部が前記書き換え指令を取得し、かつ、前記比較部によって前記開閉パターンにおける前記電力差が前記所定値以上であると判断された場合に、前記補正部が前記開閉パターンにおける前記電力マップを書き換える請求項1または2に記載の制御装置。
  5. 前記書き換え指令に複数の前記開閉パターンの指示が含まれており、
    前記補正部が各前記開閉パターンに応じて、繰り返し各前記電力マップを書き換える請求項4に記載の制御装置。
  6. 前記演算処理装置は、前記指令取得部が前記書き換え指令を取得せず、かつ、前記電力差が、前記所定値である第1所定値よりも大きい第2所定値以上である場合に、前記配管に異常があると判定する判定部(280)をさらに備える請求項1または2に記載の制御装置。
  7. 前記判定部の判定結果を、上位ECU(70)に伝達する通信回路(600)をさらに備える請求項6に記載の制御装置。
  8. 前記判定部はさらに、前記電力差が、前記第2所定値よりも大きい第3所定値以上大きい場合、前記配管を循環する前記冷媒によって、前記ポンプが連れ周っていると判定し、前記通信回路を介して前記上位ECUに前記ポンプの連れ周りを知らせる請求項7に記載の制御装置。
  9. 前記判定部が前記上位ECUに継続して前記電力差を知らせ、前記電力差が前記第3所定値未満になった時点で、前記上位ECUからの指示によって前記モータの回転が停止する請求項8に記載の制御装置。
  10. 前記配管は、バルブ(32c、33c、34c)と前記発熱部品が個々に設けられた複数の枝流路(32、33、34)を備え、
    前記演算処理装置は、各前記バルブの開閉を制御する開閉部(250)をさらに備え、
    前記上位ECUからの指示によって前記モータの回転が停止した後に、前記開閉部が各前記バルブの開閉の切り替えを行う請求項9に記載の制御装置。
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