JP7418666B1

JP7418666B1 - 冷却システム、及び冷却制御方法

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Publication number: JP7418666B1
Application number: JP2023539782A
Authority: JP
Inventors: 晴貴中山; 伸浩木原; 麻衣中田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2023-02-08
Filing date: 2023-02-08
Publication date: 2024-01-19
Anticipated expiration: 2043-02-08

Abstract

冷却システムは、インバータの温度上昇を抑制し、ユーザの意図したモータ駆動を可能にすることを目的とする。冷却システムは、車輪を駆動するモータと、前記モータを制御するインバータとを備える電動駆動装置の冷却システムであって、冷媒の循環経路に、前記モータに供給されるオイルを冷却するオイルクーラと、前記冷媒を冷却するラジエータと、前記冷媒で冷却される前記インバータとが配置されている冷媒循環流路と、前記冷媒の温度である冷媒温度を検出する冷媒温度センサと、前記冷媒を冷却する冷媒冷却部と、前記冷媒冷却部の冷却能力を制御する冷却制御部であって、前記冷媒温度センサによって検出された前記冷媒温度と、前記インバータの駆動情報とに基づいて、前記冷媒温度の上昇を予測し、当該予測結果に基づいて、前記冷媒冷却部の冷却能力を上げるように制御する冷却制御部とを備える。

Description

本開示は、冷却システム、及び冷却制御方法に関する。

近年、電気自動車又はハイブリッド自動車では、モータ及びインバータを冷却する冷却システムを搭載することが求められる（例えば、特許文献１を参照）。このような従来の冷却システムは、モータの温度に基づく冷媒ポンプの駆動出力と、インバータの温度に基づく冷媒ポンプの駆動出力とを算出し、大きい方の駆動出力を選択して冷媒ポンプを駆動させる制御を行っている。すなわち、従来の冷却システムは、インバータの温度変化及びモータの温度変化に対応して、インバータ及びモータを冷却する制御が行っていた。

特開２０２０－６８６３７号公報

しかしながら、上述したような従来の冷却システムでは、ある時点でのモータ温度及びインバータ温度を測定しており、これらの温度上昇を検知してから、冷媒ポンプの駆動出力を上げ始める構成であるため、冷却能力の引き上げに対して、温度上昇が先行するという課題があった。そのため、従来の冷却システムでは、例えば、インバータ等の温度上昇により、モータの制御を制限しなければならない場合に、ユーザの意図したモータ駆動を行うことができない可能性があった。

本開示は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、適切に温度上昇を抑制し、ユーザの意図したモータ駆動を行うことができる冷却システム、及び冷却制御方法を提供することにある。

上記問題を解決するために、本開示の一態様は、車輪を駆動するモータと、前記モータを制御するインバータとを備える電動駆動装置の冷却システムであって、冷媒の循環経路に、前記モータに供給されるオイルを冷却するオイルクーラと、前記冷媒を冷却するラジエータと、前記冷媒で冷却される前記インバータとが配置されている冷媒循環流路と、前記冷媒の温度である冷媒温度を検出する冷媒温度検出部と、前記冷媒を冷却する冷媒冷却部と、前記冷媒冷却部の冷却能力を制御する冷却制御部であって、前記冷媒温度検出部によって検出された前記冷媒温度と、前記インバータの駆動情報とに基づいて、前記冷媒温度の上昇を予測し、当該予測結果に基づいて、前記冷媒冷却部の冷却能力を上げるように制御する冷却制御部と、前記モータの温度であるモータ温度を検出するモータ温度検出部と、前記インバータの温度であるインバータ温度を検出するインバータ温度検出部とを備え、前記冷媒循環流路には、前記冷媒を圧送する冷媒ポンプが配置されており、前記インバータと前記モータとが直接的に熱影響する位置に配置されており、前記冷却制御部は、予測された前記冷媒の温度上昇が、第１閾値以上である場合に、前記冷媒ポンプの駆動出力を引き上げるように制御し、予測された前記冷媒の温度上昇が、前記第１閾値未満である場合に、さらに、前記モータ温度検出部が検出した前記モータ温度が第２閾値以上であり、且つ、前記モータ温度が、前記インバータ温度検出部が検出した前記インバータ温度よりも特定の値以上大きい場合に、前記冷媒の冷却能力を引き上げる制御を行う冷却システムである。

また、本開示の一態様は、車輪を駆動するモータと、前記モータを制御するインバータと、冷媒の循環経路に、前記モータに供給されるオイルを冷却するオイルクーラと、前記冷媒を冷却するラジエータと、前記冷媒で冷却される前記インバータとが配置されている冷媒循環流路と、前記冷媒の温度である冷媒温度を検出する冷媒温度検出部と、前記冷媒を冷却する冷媒冷却部と、前記冷媒冷却部の冷却能力を制御する冷却制御部と、前記モータの温度であるモータ温度を検出するモータ温度検出部と、前記インバータの温度であるインバータ温度を検出するインバータ温度検出部と、を備える電動駆動装置の冷却制御方法であって、前記冷媒循環流路には、前記冷媒を圧送する冷媒ポンプが配置されており、前記インバータと前記モータとが直接的に熱影響する位置に配置されており、前記冷却制御部が、前記冷媒温度検出部によって検出された前記冷媒温度と、前記インバータの駆動情報とに基づいて、前記冷媒温度の上昇を予測し、予測された前記冷媒の温度上昇が、第１閾値以上である場合に、前記冷媒ポンプの駆動出力を引き上げるように制御し、予測された前記冷媒の温度上昇が、前記第１閾値未満である場合に、さらに、前記モータ温度検出部が検出した前記モータ温度が第２閾値以上であり、且つ、前記モータ温度が、前記インバータ温度検出部が検出した前記インバータ温度よりも特定の値以上大きい場合に、前記冷媒の冷却能力を引き上げる制御を行う冷却制御方法である。

本開示によれば、適切に温度上昇を抑制し、ユーザの意図したモータ駆動を行うことができる。

第１の実施形態による冷却システムの一例を示す概略ブロック図である。図１に示すインバータ制御部と、上位ＥＣＵと、冷却制御部とのハードウェアの構成例を示す図である。第１の実施形態による冷却システムの動作の一例を示すフローチャートである。第２の実施形態による冷却システムの動作の一例を示すフローチャートである。第３の実施形態による冷却システムの動作の一例を示すフローチャートである。第４の実施形態による冷却システムの動作の一例を示すフローチャートである。第５の実施形態による冷却システムの動作の一例を示すフローチャートである。第６の実施形態による冷却システムの一例を示す概略ブロック図である。

以下、本開示の一実施形態による冷却システム、及び冷却制御方法について、図面を参照して説明する。

[第１の実施形態]
図１は、本実施形態による冷却システム１の一例を示す概略ブロック図である。

電動駆動装置１００は、電動車両の駆動装置であり、図１に示すように、冷却システム１と、ｅ－Ａｘｌｅユニット２と、駆動輪３と、ドライブシャフト４と、上位ＥＣＵ６０とを備える。

ここでの電動車両は、いわゆる４輪車であり、ＢＥＶ（Battery Electric Vehicle：バッテリ式電気自動車）であってもよく、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle：ハイブリッド自動車）であってもよく、ＰＨＥＶ（Plug in Hybrid Electric Vehicle：プラグインハイブリッド自動車）であってもよく、ＦＣＥＶ（Fuel Cell Electric Vehicle：燃料電池自動車）であってもよい。

ｅ－Ａｘｌｅユニット２は、インバータ１０と、トランスミッション２０と、モータ３０とを備え、インバータ１０、トランスミッション２０、及びモータ３０が一体となった構造を有している。ｅ－Ａｘｌｅユニット２において、インバータ１０と、モータ３０とは、近接して配置されている。

インバータ１０は、バッテリ（不図示）から供給される直流電力からモータ３０を駆動する駆動信号を生成して、モータ３０を制御する。インバータ１０は、インバータ制御部１１と、インバータ回路部１２と、インバータ温度センサ１３とを備える。

インバータ回路部１２は、スイッチング素子（不図示）のスイッチングにより、バッテリ（不図示）から供給される直流電力からモータ３０を駆動する駆動信号を生成する。

インバータ制御部１１は、上位ＥＣＵ６０からのモータ３０の指令値に応じて、インバータ回路部１２を制御する。インバータ制御部１１は、例えば、インバータ回路部１２のスイッチング素子（不図示）のスイッチングを制御して、モータ３０を駆動する駆動信号を生成させる。

インバータ温度センサ１３は、インバータ１０の温度であるインバータ温度を検出する。インバータ温度センサ１３は、インバータ温度を検出するインバータ温度検出部の一例である。

モータ３０は、電動駆動装置１００の駆動部であり、トランスミッション２０を介して、例えば、電動車両の車輪である駆動輪３を駆動（例えば、回転）させる。モータ３０は、不図示の出力軸を有しており、後述するトランスミッション２０により、出力軸の回転を変換して、ドライブシャフト４を介して、駆動輪３に動力を伝達する。

また、モータ３０は、モータ温度センサ３１を備える。
モータ温度センサ３１は、モータ３０の温度であるモータ温度を検出する。モータ温度センサ３１は、モータ温度を検出するモータ温度検出部の一例である。

トランスミッション２０は、回転の変換を行うための、不図示の駆動ギア、従動ギア、ディファレンシャルギア、等を有している。トランスミッション２０は、これらのギアを用いて、モータ３０の出力軸の回転を変換して、ドライブシャフト４を介して、駆動輪３に回転を伝達する。

ドライブシャフト４は、トランスミッション２０と、駆動輪３との間に配置され、トランスミッション２０が変換した回転を、駆動輪３に伝達する。トランスミッション２０に対して、一対のドライブシャフト４が接続されており、一対のドライブシャフト４は、一対の駆動輪３に回転を伝達する。

駆動輪３は、例えば、電動車両の車輪であり、駆動輪３には、トランスミッション２０及びドライブシャフト４を介して、モータ３０の駆動（回転）が、伝達される。

上位ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０は、電動車両を電子制御する制御部であり、例えば、ユーザの操作に応じたモータ３０の指令値を生成する。なお、上位ＥＣＵ６０のハードウェア構成例については、図２を参照して後述する。

冷却システム１は、図１に示すように、インバータ温度センサ１３と、モータ温度センサ３１と、オイルクーラ４０と、オイルポンプ４１と、ラジエータ５０と、冷媒ポンプ５１と、冷媒温度センサ５２と、送風ファン５３と、冷却制御部７０と、オイル循環流路ＯＣと、冷媒循環流路ＷＣとを備える。

オイル循環流路ＯＣは、モータ３０を冷却するオイルを循環する流路である。オイル循環流路ＯＣには、冷媒の循環経路に、オイルクーラ４０と、オイルポンプ４１とが配置されている。オイル循環流路ＯＣは、オイルクーラ４０、及びオイルポンプ４１を介して、モータ３０にオイルを供給し、モータ３０から再びオイルクーラ４０にオイルを供給して、オイルを循環させる。

オイルポンプ４１は、オイル循環流路ＯＣ中に設けられ、オイルを圧送する。オイルポンプ４１は、例えば、電気により駆動する電動ポンプである。オイルポンプ４１は、圧送したオイルを、オイルクーラ４０を介して、モータ３０に供給する。

オイルクーラ４０は、オイル循環流路ＯＣを通過するオイル（例えば、モータ３０に供給されるオイル）を冷却する。オイルクーラ４０は、冷媒循環流路ＷＣが接続される。オイルクーラ４０の内部を通過するオイルは、冷媒循環流路ＷＣを通過する冷媒との間で熱交換されて冷却される。すなわち、冷媒は、オイルクーラ４０及びオイルを介してモータ３０を冷却する。

冷媒循環流路ＷＣは、インバータ１０及びオイル循環流路ＯＣを通過するオイルを冷却する冷媒を循環する流路である。冷媒循環流路ＷＣには、オイルクーラ４０と、ラジエータ５０と、冷媒ポンプ５１と、冷媒温度センサ５２とが配置されている。冷媒循環流路ＷＣは、ラジエータ５０、及び冷媒ポンプ５１を介して、インバータ１０及びオイルクーラ４０に冷媒を供給し、インバータ１０及びオイルクーラ４０から再びラジエータ５０に冷媒を供給して、冷媒を循環させる。
なお、冷媒循環流路ＷＣを流れる冷媒は、例えば、水である。

ラジエータ５０は、冷媒循環流路ＷＣを流れる冷媒を冷却する。ラジエータ５０は、後述する送風ファン５３による送風により、冷媒循環流路ＷＣを流れる冷媒を冷却する冷却能力を引き上げることが可能である。

冷媒ポンプ５１は、冷媒循環流路ＷＣ中に設けられ、冷媒を圧送する。冷媒ポンプ５１は、例えば、電気により駆動する電動ポンプである。冷媒ポンプ５１は、圧送した冷媒を、インバータ１０に供給して、インバータ１０を冷媒により冷却する。冷媒ポンプ５１は、後述する冷却制御部７０からの制御信号に応じて、駆動出力を変更可能である。

冷媒温度センサ５２は、例えば、冷媒循環流路ＷＣ内に設けられ、冷媒の温度（例えば、水温）である冷媒温度を検出する。冷媒温度は、インバータ１０の発熱に応じて上昇し、ラジエータ５０で冷媒が冷却されて低下する。

送風ファン５３は、ラジエータ５０に向けて熱媒体である外気を送風して、冷媒を冷却する。送風ファン５３は、冷媒を冷却する冷媒冷却部の一例である。送風ファン５３は、ラジエータ５０に近接して配置されており、通電量に応じて送風能力を調整可能な電動ファンで構成されている。送風ファン５３は、後述する冷却制御部７０からの制御信号に応じて、通電量が調整される。

冷却制御部７０は、送風ファン５３の冷却能力を制御する。冷却制御部７０は、冷媒温度センサ５２によって検出された冷媒温度と、インバータ１０の駆動情報とに基づいて、冷媒温度の上昇を予測し、当該予測結果に基づいて、送風ファン５３の冷却能力を上げるように制御する。冷却制御部７０は、例えば、冷媒温度の上昇が予測される場合に、送風ファン５３の冷却能力を上げるように制御する。

インバータ１０の駆動情報は、例えば、インバータ１０の出力電力、駆動するモータ３０の速度パターン及び駆動トルク等の情報でもよいし、インバータ１０の負荷電流の実測値又は指令値でもよい。なお、インバータ１０の駆動情報が指令値である場合は、上位ＥＣＵ６０から送信された値でもよく、インバータ制御部１１の記憶部（不図示）に設定された値でもよい。

また、これらの情報は、リアルタイムに取得するデータであってもよいし、モータ３０を駆動する場合のように、予め速度パターンが設定されている場合には、インバータ１０の駆動情報として、予め設定された将来の速度パターンを用いてもよい。
また、インバータ１０の駆動情報には、上記情報に基づいて推定されたインバータ１０の温度情報を含めてもよい。

また、冷却制御部７０は、モータ温度センサ３１が検出したモータ温度、及びインバータ温度センサ１３が検出したインバータ温度に基づいて、送風ファン５３の冷却能力、又は冷媒ポンプ５１の駆動出力を変更して制御してもよい。

なお、冷媒の温度上昇は、インバータ１０の動作に基づくインバータ発熱による冷媒温度上昇成分と、モータ駆動によるオイル温度上昇による冷媒温度上昇に切り分けられる。ここで、インバータ１０の動作に基づくインバータ発熱要素はある程度推測できることから、冷媒温度がわかれば、モータ駆動によるオイル温度上昇による冷媒温度上昇分も推測可能である。オイル温度上昇による冷媒温度上昇分は、（冷媒温度―インバータ発熱成分）により計算したリアルタイム値であってもよい。

次に、図２を参照して、図１に示すインバータ制御部１１と、上位ＥＣＵ６０と、冷却制御部７０とのハードウェアの構成について説明する。
図２は、図１に示すインバータ制御部と、上位ＥＣＵと、冷却制御部とのハードウェアの構成例を示す図である。

図２に示すように、インバータ制御部１１、上位ＥＣＵ６０、及び冷却制御部７０のそれぞれは、制御基板ＰＢを有し、制御基板ＰＢは、通信デバイスＨ１１と、メモリＨ１２と、プロセッサＨ１３とを備える。

通信デバイスＨ１１は、ＣＡＮ（Controller Area Network）の通信デバイス、各種インターフェースモジュール、等であり、他の制御部との間で通信を行う。

メモリＨ１２は、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ、等の記憶装置であり、インバータ制御部１１、上位ＥＣＵ６０、及び冷却制御部７０のそれぞれが利用する各種情報、及びプログラムを記憶する。

プロセッサＨ１３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む処理回路である。プロセッサＨ１３は、メモリＨ１２に記憶されているプログラムを実行させることで、インバータ制御部１１、上位ＥＣＵ６０、及び冷却制御部７０のそれぞれの各種処理を実行する。

上述したインバータ制御部１１、上位ＥＣＵ６０、及び冷却制御部７０のそれぞれは、メモリＨ１２が記憶するプログラムを、プロセッサＨ１３に実行させることで実現される機能部である。

次に、図面を参照して、本実施形態による冷却システム１の動作について説明する。
図３は、第１の実施形態による冷却システム１の動作の一例を示すフローチャートである。

図３に示すように、冷却システム１の冷却制御部７０は、まず、冷媒の温度を取得する（ステップＳ１０１）。冷却制御部７０は、冷媒温度センサ５２が検出した冷媒循環流路ＷＣ内の冷媒温度を取得する。

次に、冷却制御部７０は、インバータ１０の駆動情報を取得する（ステップＳ１０２）。冷却制御部７０は、インバータ１０の駆動情報として、例えば、上位ＥＣＵ６０からモータ３０の指令値（インバータ１０の指令値）、等を取得する。

次に、冷却制御部７０は、冷媒の温度と、インバータ１０の駆動情報とに基づいて、冷媒の温度上昇を予測する（ステップＳ１０３）。冷却制御部７０は、冷媒温度と、インバータ１０の駆動情報とに基づいて、インバータ１０の発熱による冷媒温度の上昇を予測する。

次に、冷却制御部７０は、冷媒の温度上昇が予測されるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。冷却制御部７０は、例えば、予測した冷媒温度の上昇が、閾値以上（特定の閾値以上）である場合に、冷媒の温度上昇が予測されると判定する。冷却制御部７０は、冷媒の温度上昇が予測される場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１０５に進める。また、冷却制御部７０は、冷媒の温度上昇が予測されない場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０１に戻す。

ステップＳ１０５において、冷却制御部７０は、送風ファン５３の風量を大きくする制御を行う。冷却制御部７０は、例えば、送風ファン５３の通電量を増やす制御信号を送風ファン５３に送信し、送風ファン５３の風量を増大させる。ステップＳ１０５の処理後に、冷却制御部７０は、処理をステップＳ１０１に戻す。

以上説明したように、本実施形態による冷却システム１は、車輪を駆動するモータ３０と、モータ３０を制御するインバータ１０とを備える電動駆動装置１００の冷却システムであって、冷媒循環流路ＷＣと、冷媒温度センサ５２（冷媒温度検出部）と、冷媒冷却部（例えば、送風ファン５３）と、冷却制御部７０とを備える。冷媒循環流路ＷＣは、冷媒の循環経路に、モータ３０に供給されるオイルを冷却するオイルクーラ４０と、冷媒を冷却するラジエータ５０と、冷媒で冷却されるインバータ１０とが配置されている。冷媒温度センサ５２は、冷媒の温度である冷媒温度を検出する。冷媒冷却部（例えば、送風ファン５３）は、冷媒を冷却する。冷媒冷却部（例えば、送風ファン５３）の冷却能力を制御する冷却制御部７０は、冷媒温度センサ５２によって検出された冷媒温度と、インバータ１０の駆動情報とに基づいて、冷媒温度の上昇を予測する。冷却制御部７０は、当該予測結果に基づいて、冷媒冷却部（例えば、送風ファン５３）の冷却能力を上げるように制御する。冷却制御部７０は、例えば、冷媒温度の上昇が予測される場合に、冷媒冷却部（例えば、送風ファン５３）の冷却能力を上げるように制御する。

これにより、本実施形態による冷却システム１は、冷媒温度の上昇を予測することで、インバータ１０の温度が上昇する前に、冷媒冷却部（例えば、送風ファン５３）の冷却能力を上げるように制御するため、適切、且つ、効率良くインバータ１０の温度上昇を抑制することができる。よって、本実施形態による冷却システム１は、ユーザの意図したモータ駆動を行うことができる。

なお、冷媒の温度上昇は、インバータ１０の動作に基づくインバータ１０の発熱による冷媒温度上昇成分と、モータ駆動によるオイル温度の上昇による冷媒温度上昇とに切り分けられる。ここで、インバータ１０の動作に基づくインバータ発熱要素は、インバータ１０の駆動情報からある程度推測できることから、冷媒温度がわかれば、モータ駆動によるオイル温度上昇による冷媒温度上昇分も推測可能である。また、インバータ１０の動作に伴うインバータ１０の温度上昇は、比較的急（熱容量が小さい）であるが、モータ３０を冷却するオイルの温度上昇はこれと比べて比較的緩やか（インバータ１０よりも熱容量が大きい）であるため、インバータ１０を基準に制御することで簡便に冷媒の温度上昇を予測することができる。

これらにより、本実施形態による冷却システム１は、温度上昇に起因するインバータ１０の動作と冷媒温度とに基づいて、将来の冷媒の温度上昇を予測し、その予測結果に基づいてラジエータ５０の送風ファン５３の駆動出力（＝冷媒冷却部の冷却能力）を事前に引き上げるよう制御する。これにより、本実施形態による冷却システム１は、冷媒が過度に温度上昇する前に冷媒の温度を事前に引き下げることができ、発熱によるモータ駆動が制限されることなく、ユーザの意図したモータ駆動を行うことができる。

また、本実施形態による冷却制御方法は、電動駆動装置１００の冷却制御方法である。ここで、電動駆動装置１００は、車輪を駆動するモータ３０と、モータ３０を制御するインバータ１０と、冷媒循環流路ＷＣと、冷媒温度センサ５２と、冷媒を冷却する送風ファン５３（冷媒冷却部）と、送風ファン５３の冷却能力を制御する冷却制御部７０と、を備える。冷媒循環流路ＷＣは、冷媒の循環経路に、モータ３０に供給されるオイルを冷却するオイルクーラ４０と、冷媒を冷却するラジエータ５０と、冷媒で冷却されるインバータ１０とが配置されている。本実施形態による冷却制御方法において、冷却制御部７０が、冷媒温度センサ５２によって検出された冷媒温度と、インバータ１０の駆動情報とに基づいて、冷媒温度の上昇を予測し、当該予測結果に基づいて、送風ファン５３の冷却能力を上げるように制御する。

これにより、本実施形態による冷却制御方法は、上述した冷却システム１と同様の効果を奏し、適切、且つ、効率良くインバータ１０の温度上昇を抑制することができ、ユーザの意図したモータ駆動を行うことができる。

［第２の実施形態］
次に、図面を参照して、第２の実施形態による冷却システム１について説明する。本実施形態では、冷媒温度の上昇を予測した場合の一例として、予測された冷媒の温度上昇が、閾値以上である場合に、送風ファン５３の冷却能力を上げて、さらに、冷媒ポンプ５１の駆動出力を上げる変形例について説明する。

本実施形態による冷却システム１の構成は、上述した図１に示す第１の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。本実施形態では、冷却制御部７０の処理が異なる。

本実施形態における冷却制御部７０は、予測された冷媒の温度上昇が、閾値以上（第１閾値以上）である場合に、送風ファン５３の冷却能力とともに、冷媒ポンプ５１の駆動出力を引き上げるように制御する。
その他の冷却制御部７０の処理は、第１の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。

次に、図４を参照して、本実施形態による冷却システム１の動作について説明する。
図４は、第２の実施形態による冷却システム１の動作の一例を示すフローチャートである。

図４において、ステップＳ２０１からステップＳ２０３までの処理は、上述した図１の示すステップＳ１０１からステップＳ１０３までの処理と同様であるため、ここではその説明を省略する。

ステップＳ２０４において、冷却制御部７０は、予測された冷媒の温度上昇が、閾値以上（第１閾値以上）であるか否かを判定する。冷却制御部７０は、予測された冷媒の温度上昇が、閾値以上（第１閾値以上）である場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ２０５に進める。また、冷却制御部７０は、予測された冷媒の温度上昇が、閾値未満（第１閾値未満）である場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）に、処理をステップＳ２０１に戻す。

ステップＳ２０５において、冷却制御部７０は、送風ファン５３の風量を大きくするとともに、冷媒ポンプ５１の流量を増やす制御を行う。すなわち、冷却制御部７０は、送風ファン５３の冷却能力を引き上げるとともに、冷媒ポンプ５１の駆動出力を引き上げるように制御する。ステップＳ２０５の処理後に、冷却制御部７０は、処理をステップＳ２０１に戻す。

なお、図４に示す処理フローにおいて、冷却制御部７０は、冷媒の温度上昇が予測される場合に、送風ファン５３の風量を大きくした上で、さらに、予測された冷媒の温度上昇が、閾値以上（第１閾値以上）である場合に、冷媒ポンプ５１の流量を増やす制御を行ってもよい。すなわち、冷却制御部７０は、送風ファン５３の冷却能力を引き上げと、冷媒ポンプ５１の駆動出力を引き上げとを２段階に冷媒の冷却能力を引き上げるようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態による冷却システム１では、冷媒循環流路ＷＣには、冷媒を圧送する冷媒ポンプ５１が配置されている。冷却制御部７０は、予測された冷媒の温度上昇が、閾値以上（第１閾値以上）である場合に、冷媒ポンプ５１の駆動出力を引き上げるように制御する。

これにより、本実施形態による冷却システム１は、例えば、予測される冷媒の温度上昇が高く、ラジエータ５０の送風ファン５３の駆動出力（＝冷媒冷却部の冷却能力）の引き上げだけでは冷却能力不足が見込まれる場合に、追加で冷媒ポンプ５１の駆動出力も引き上げる（流速を速くする）ことで、冷却能力の強化を図ることができる。

［第３の実施形態］
次に、図面を参照して、第３の実施形態による冷却システム１について説明する。本実施形態では、上述した第２の実施形態に、モータ温度に基づく冷媒の冷却能力の引き上げ制御を追加した変形例について説明する。

なお、本実施形態では、例えば、ｅ－Ａｘｌｅユニット２を採用することで、インバータ１０とモータ３０とが近接して配置されている。
本実施形態における冷却制御部７０は、上述した第２の実施形態による冷却制御の処理に加えて、モータ温度センサ３１が検出したモータ温度に基づいて、冷媒の冷却能力を引き上げる制御を行う。

ここで、冷媒の冷却能力を引き上げる制御には、例えば、送風ファン５３の冷却能力の引き上げる制御と、冷媒ポンプ５１の駆動出力を引き上げる制御とが含まれる。すなわち、冷却制御部７０は、冷媒の冷却能力を引き上げる制御として、送風ファン５３の冷却能力、又は冷媒ポンプ５１の駆動出力を引き上げる制御を行う。
その他の冷却制御部７０の処理は、第２の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。

次に、図５を参照して、本実施形態による冷却システム１の動作について説明する。
図５は、第３の実施形態による冷却システム１の動作の一例を示すフローチャートである。

図５において、ステップＳ３０１及びステップＳ３０２の処理は、上述した図４の示すステップＳ２０１及びステップＳ２０６の処理と同様であるため、ここではその説明を省略する。

ステップＳ３０３において、冷却制御部７０は、モータ温度を取得する。冷却制御部７０は、例えば、モータ温度センサ３１が検出したモータ温度を取得する。

次に、ステップＳ３０４からステップＳ３０６までの処理は、上述した図４の示すステップＳ２０３からステップＳ２０５までの処理と同様であるため、ここではその説明を省略する。
なお、ステップＳ３０５において、冷却制御部７０は、予測された冷媒の温度上昇が、閾値未満（第１閾値未満）である場合（ステップＳ３０５：ＮＯ）に、処理をステップＳ３０７に進める。

ステップＳ３０７において、冷却制御部７０は、モータ温度が、閾値以上（第２閾値以上）であるか否かを判定する。冷却制御部７０は、モータ温度センサ３１が検出したモータ温度を取得して、モータ温度が、閾値以上（第２閾値以上）であるか否かを判定する。冷却制御部７０は、モータ温度が、閾値以上（第２閾値以上）である場合（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ３０８に進める。また、冷却制御部７０は、モータ温度が、閾値未満（第２閾値未満）である場合（ステップＳ３０７：ＮＯ）に、処理をステップＳ３０１に戻す。

ステップＳ３０８において、冷却制御部７０は、冷媒の冷却能力を引き上げる制御を行う。冷却制御部７０は、例えば、送風ファン５３の冷却能力、又は冷媒ポンプ５１の駆動出力を引き上げる制御を行う。ステップＳ３０８の処理後に、冷却制御部７０は、処理をステップＳ３０１に戻す。

以上説明したように、本実施形態による冷却システム１では、インバータ１０とモータ３０とが近接して配置されている。また、冷却システム１は、モータ３０の温度であるモータ温度を検出するモータ温度センサ３１（モータ温度検出部）をさらに備える。冷却制御部７０は、モータ温度センサ３１が検出したモータ温度に基づいて、冷媒の冷却能力を引き上げる制御を行う。

例えば、ｅ－Ａｘｌｅユニット２のように、インバータ１０とモータ３０とが近接配置されている場合に、インバータ１０に対しモータ３０からの直接的な熱影響が懸念される。本実施形態による冷却システム１では、上述した第２の実施形態の冷却制御に加えて、モータ温度が閾値以上（第２閾値以上）になった場合に、簡易的にインバータ１０に熱影響（熱干渉）していると判定し、これを考慮して事前に冷媒の冷却能力の引き上げを行うことができる。よって、本実施形態による冷却システム１は、インバータ１０の温度上昇をさらに抑制することができ、ユーザの意図したモータ駆動を行うことができる。すなわち、本実施形態による冷却システム１は、モータ３０の出力が制限されないため、動力性能を維持することができる。

また、本実施形態では、冷却制御部７０は、冷媒の冷却能力を引き上げる制御として、送風ファン５３の冷却能力、又は冷媒ポンプ５１の駆動出力を引き上げる制御を行う。

これにより、本実施形態による冷却システム１は、送風ファン５３又は冷媒ポンプ５１の制御により、適切にインバータ１０の温度上昇をさらに抑制することができる。

なお、上述した図５に示す例では、冷却制御部７０が、モータ温度を、モータ温度センサ３１から取得する例を説明したが、冷却制御部７０が、モータの動作状態から、モータ温度を推測してもよい。

［第４の実施形態］
次に、図面を参照して、第４の実施形態による冷却システム１について説明する。本実施形態では、上述した第２の実施形態に、モータ温度とインバータ温度とに基づく冷媒の冷却能力の引き上げ制御を追加した変形例について説明する。

本実施形態における冷却制御部７０は、上述した第２の実施形態による冷却制御の処理に加えて、モータ温度センサ３１が検出したモータ温度が、インバータ温度センサ１３が検出したインバータ温度よりも特定の値以上大きい場合に、冷媒の冷却能力を引き上げる制御を行う。冷却制御部７０は、例えば、（モータ温度－インバータ温度）の値が、閾値以上（第３閾値以上）である場合に、媒の冷却能力を引き上げる制御を行う。
その他の冷却制御部７０の処理は、第２の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。

次に、図６を参照して、本実施形態による冷却システム１の動作について説明する。
図６は、第４の実施形態による冷却システム１の動作の一例を示すフローチャートである。

図６において、ステップＳ４０１及びステップＳ４０２の処理は、上述した図４の示すステップＳ２０１及びステップＳ２０６の処理と同様であるため、ここではその説明を省略する。

ステップＳ４０３において、冷却制御部７０は、モータ温度及びインバータ温度を取得する。冷却制御部７０は、例えば、モータ温度センサ３１が検出したモータ温度を取得し、インバータ温度センサ１３が検出したインバータ温度を取得する。

次に、ステップＳ４０４からステップＳ４０６までの処理は、上述した図４の示すステップＳ２０３からステップＳ２０５までの処理と同様であるため、ここではその説明を省略する。
なお、ステップＳ４０５において、冷却制御部７０は、予測された冷媒の温度上昇が、閾値未満（第１閾値未満）である場合（ステップＳ４０５：ＮＯ）に、処理をステップＳ４０７に進める。

ステップＳ４０７において、冷却制御部７０は、（モータ温度－インバータ温度）の値が、閾値以上（第３閾値以上）であるか否かを判定する。冷却制御部７０は、モータ温度センサ３１が検出したモータ温度と、インバータ温度センサ１３が検出したインバータ温度とを取得して、（モータ温度－インバータ温度）の値を算出する。冷却制御部７０は、（モータ温度－インバータ温度）の値が、閾値以上（第３閾値以上）である場合（ステップＳ４０７：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ４０８に進める。また、冷却制御部７０は、（モータ温度－インバータ温度）の値が、閾値未満（第３閾値未満）である場合（ステップＳ４０７：ＮＯ）に、処理をステップＳ４０１に戻す。

ステップＳ４０８において、冷却制御部７０は、冷媒の冷却能力を引き上げる制御を行う。冷却制御部７０は、例えば、送風ファン５３の冷却能力、又は冷媒ポンプ５１の駆動出力を引き上げる制御を行う。ステップＳ４０８の処理後に、冷却制御部７０は、処理をステップＳ４０１に戻す。

以上説明したように、本実施形態による冷却システム１は、インバータ１０の温度であるインバータ温度を検出するインバータ温度センサ１３（インバータ温度検出部）をさらに備える。冷却制御部７０は、モータ温度センサ３１が検出したモータ温度が、インバータ温度センサ１３が検出したインバータ温度よりも特定の値以上大きい場合（例えば、（モータ温度－インバータ温度）の値が、閾値以上（第３閾値以上）である場合）に、冷媒の冷却能力を引き上げる制御を行う。

これにより、本実施形態による冷却システム１では、上述した第２の実施形態の冷却制御に加えて、モータ温度がインバータ温度よりも特定の値以上大きい場合（例えば、（モータ温度－インバータ温度）の値が、閾値以上（第３閾値以上）である場合）に、簡易的にインバータ１０に熱影響（熱干渉）していると判定し、これを考慮して事前に冷媒の冷却能力の引き上げを行うことができる。よって、本実施形態による冷却システム１は、インバータ１０の温度上昇をさらに抑制することができ、ユーザの意図したモータ駆動を行うことができる。すなわち、本実施形態による冷却システム１は、モータ３０の出力が制限されないため、動力性能を維持することができる。

［第５の実施形態］
次に、図面を参照して、第５の実施形態による冷却システム１について説明する。本実施形態では、上述した第３の実施形態と第４の実施形態とを組み合わせた変形例について説明する。

本実施形態における冷却制御部７０は、モータ温度が、閾値以上（第２閾値以上）である場合、且つ、モータ温度がインバータ温度よりも特定の値以上大きい場合（例えば、（モータ温度－インバータ温度）の値が、閾値以上（第３閾値以上）である場合）に、冷媒の冷却能力を引き上げる制御を行う。
その他の冷却制御部７０の処理は、第２の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。

次に、図７を参照して、本実施形態による冷却システム１の動作について説明する。
図７は、第４の実施形態による冷却システム１の動作の一例を示すフローチャートである。

図７において、ステップＳ５０１からステップＳ５０６までの処理は、上述した図６の示すステップＳ４０１からステップＳ４０６までの処理と同様であるため、ここではその説明を省略する。

なお、ステップＳ５０５において、冷却制御部７０は、予測された冷媒の温度上昇が、閾値未満（第１閾値未満）である場合（ステップＳ５０５：ＮＯ）に、処理をステップＳ５０７に進める。

ステップＳ５０７において、冷却制御部７０は、モータ温度が、閾値以上（第２閾値以上）であるか否かを判定する。冷却制御部７０は、モータ温度が、閾値以上（第２閾値以上）である場合（ステップＳ５０７：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ５０８に進める。また、冷却制御部７０は、モータ温度が、閾値未満（第２閾値未満）である場合（ステップＳ５０７：ＮＯ）に、処理をステップＳ５０１に戻す。

ステップＳ５０８において、冷却制御部７０は、（モータ温度－インバータ温度）の値が、閾値以上（第３閾値以上）であるか否かを判定する。冷却制御部７０は、（モータ温度－インバータ温度）の値が、閾値以上（第３閾値以上）である場合（ステップＳ５０８：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ５０９に進める。また、冷却制御部７０は、（モータ温度－インバータ温度）の値が、閾値未満（第３閾値未満）である場合（ステップＳ５０８：ＮＯ）に、処理をステップＳ５０１に戻す。

ステップＳ５０９において、冷却制御部７０は、冷媒の冷却能力を引き上げる制御を行う。冷却制御部７０は、例えば、送風ファン５３の冷却能力、又は冷媒ポンプ５１の駆動出力を引き上げる制御を行う。ステップＳ５０９の処理後に、冷却制御部７０は、処理をステップＳ５０１に戻す。

以上説明したように、本実施形態による冷却システム１において、冷却制御部７０は、モータ温度が閾値以上（第２閾値以上）である場合、且つ（モータ温度－インバータ温度）の値が、閾値以上（第３閾値以上）である場合）に、冷媒の冷却能力を引き上げる制御を行う。

これにより、本実施形態による冷却システム１は、第３の実施形態及び第４の実施形態と同様に、インバータ１０の温度上昇をさらに抑制することができ、ユーザの意図したモータ駆動を行うことができる。

なお、本実施形態では、モータ温度が閾値以上（第２閾値以上）である場合、又は（モータ温度－インバータ温度）の値が、閾値以上（第３閾値以上）である場合）である場合）に、冷媒の冷却能力を引き上げる制御を行うようにしてもよい。

［第６の実施形態］
次に、図面を参照して、第６の実施形態による冷却システム１について説明する。本実施形態では、冷却制御部７０が、インバータ１０内に搭載され、インバータ制御部１１が、冷却制御部７０を備える変形例について説明する。

図８は、第６の実施形態による冷却システム１の一例を示す概略ブロック図である。
図８に示すように、本実施形態による冷却システム１では、インバータ制御部１１が、冷却制御部７０を備える。
その他の構成は、上述した図１に示す第１の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。

以上説明したように、本実施形態による冷却システム１では、インバータ１０は、モータ３０の駆動信号を生成するインバータ回路部１２と、インバータ回路部１２を制御するインバータ制御部１１とを備え、インバータ制御部１１は、冷却制御部７０を含む。

これにより、本実施形態による冷却システム１は、インバータの動作を行っている部位（インバータ制御部１１）とは別に、冷却制御部７０を設ける必要がなくなるため、通信ロスを低減することができる。また、本実施形態による冷却システム１は、インバータ制御部１１と冷却制御部７０とを共通化することで、構成を簡略化することができる。

なお、本開示は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の各実施形態において、インバータ１０、トランスミッション２０、及びモータ３０を一体構造としたｅ－Ａｘｌｅユニット２により構成する例を説明したが、これに限定されるものではなく、インバータ１０、トランスミッション２０、及びモータ３０のそれぞれが、個別に配置されように構成されてもよい。

また、上記の各実施形態において、冷却システム１は、電動車両の電動駆動装置１００に用いるシステムとして説明したが、これに限定されるものではなく、電動車両以外の用途の電動駆動装置１００に適用してもよい。

また、上記の実施形態において、モータ温度及びインバータ温度を、モータ温度センサ３１及びインバータ温度センサ１３から取得する例を説明したが、これに限定されるものではなく、冷却制御部７０が、モータ温度及びインバータ温度を推定して用いてもよい。

また、上記の第６の実施形態において、インバータ制御部１１が、冷却制御部７０を含む例を説明したが、これに限定されるものではなく、上位ＥＣＵ６０が、冷却制御部７０を含む構成であってもよい。

なお、上述した冷却システム１が備える各構成は、内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した冷却システム１が備える各構成の機能を実現するためのプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより上述した冷却システム１が備える各構成における処理を行ってもよい。ここで、「記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行する」とは、コンピュータシステムにプログラムをインストールすることを含む。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ及び周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータシステム」は、インターネット、ＷＡＮ、ＬＡＮ、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。また、「コンピュータが読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、ＣＤ－ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体であってもよい。

また、記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部又は外部に設けられた記録媒体も含まれる。なお、プログラムを複数に分割し、それぞれ異なるタイミングでダウンロードした後に冷却システム１が備える各構成で合体される構成、又は分割されたプログラムのそれぞれを配信する配信サーバが異なっていてもよい。さらに「コンピュータが読み取り可能な記録媒体」とは、ネットワークを介してプログラムが送信された場合のサーバ又はクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

１…冷却システム、２…ｅ－Ａｘｌｅユニット、３…駆動輪、４…ドライブシャフト、１０…インバータ、１１…インバータ制御部、１２…インバータ回路部、１３…インバータ温度センサ、２０…トランスミッション、３０…モータ、３１…モータ温度センサ、４０…オイルクーラ、４１…オイルポンプ、５０…ラジエータ、５１…冷媒ポンプ、５２…冷媒温度センサ、５３…送風ファン、６０…上位ＥＣＵ、７０…冷却制御部、１００…電動駆動装置、ＯＣ…オイル循環流路、ＷＣ…冷媒循環流路

Claims

車輪を駆動するモータと、前記モータを制御するインバータとを備える電動駆動装置の冷却システムであって、
冷媒の循環経路に、前記モータに供給されるオイルを冷却するオイルクーラと、前記冷媒を冷却するラジエータと、前記冷媒で冷却される前記インバータとが配置されている冷媒循環流路と、
前記冷媒の温度である冷媒温度を検出する冷媒温度検出部と、
前記冷媒を冷却する冷媒冷却部と、
前記冷媒冷却部の冷却能力を制御する冷却制御部であって、前記冷媒温度検出部によって検出された前記冷媒温度と、前記インバータの駆動情報とに基づいて、前記冷媒温度の上昇を予測し、当該予測結果に基づいて、前記冷媒冷却部の冷却能力を上げるように制御する冷却制御部と、
前記モータの温度であるモータ温度を検出するモータ温度検出部と、
前記インバータの温度であるインバータ温度を検出するインバータ温度検出部と
を備え、
前記冷媒循環流路には、前記冷媒を圧送する冷媒ポンプが配置されており、
前記インバータと前記モータとが直接的に熱影響する位置に配置されており、
前記冷却制御部は、予測された前記冷媒の温度上昇が、第１閾値以上である場合に、前記冷媒ポンプの駆動出力を引き上げるように制御し、予測された前記冷媒の温度上昇が、前記第１閾値未満である場合に、さらに、前記モータ温度検出部が検出した前記モータ温度が第２閾値以上であり、且つ、前記モータ温度が、前記インバータ温度検出部が検出した前記インバータ温度よりも特定の値以上大きい場合に、前記冷媒の冷却能力を引き上げる制御を行う
冷却システム。
前記冷却制御部は、前記冷媒の冷却能力を引き上げる制御として、前記冷媒冷却部の冷却能力、又は前記冷媒ポンプの駆動出力を引き上げる制御を行う
請求項１に記載の冷却システム。
前記インバータは、前記モータの駆動信号を生成するインバータ回路部と、インバータ回路部を制御するインバータ制御部とを備え、
前記インバータ制御部は、前記冷却制御部を含む
請求項１又は請求項２に記載の冷却システム。
車輪を駆動するモータと、前記モータを制御するインバータと、冷媒の循環経路に、前記モータに供給されるオイルを冷却するオイルクーラと、前記冷媒を冷却するラジエータと、前記冷媒で冷却される前記インバータとが配置されている冷媒循環流路と、前記冷媒の温度である冷媒温度を検出する冷媒温度検出部と、前記冷媒を冷却する冷媒冷却部と、前記冷媒冷却部の冷却能力を制御する冷却制御部と、前記モータの温度であるモータ温度を検出するモータ温度検出部と、前記インバータの温度であるインバータ温度を検出するインバータ温度検出部と、を備える電動駆動装置の冷却制御方法であって、
前記冷媒循環流路には、前記冷媒を圧送する冷媒ポンプが配置されており、
前記インバータと前記モータとが直接的に熱影響する位置に配置されており、
前記冷却制御部が、
前記冷媒温度検出部によって検出された前記冷媒温度と、前記インバータの駆動情報とに基づいて、前記冷媒温度の上昇を予測し、
予測された前記冷媒の温度上昇が、第１閾値以上である場合に、前記冷媒ポンプの駆動出力を引き上げるように制御し、予測された前記冷媒の温度上昇が、前記第１閾値未満である場合に、さらに、前記モータ温度検出部が検出した前記モータ温度が第２閾値以上であり、且つ、前記モータ温度が、前記インバータ温度検出部が検出した前記インバータ温度よりも特定の値以上大きい場合に、前記冷媒の冷却能力を引き上げる制御を行う
冷却制御方法。